книги из ГПНТБ / Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения учеб. пособие

Таким образом, ЦНС через соответствующие железы внутренней секреции регулирует ход процессов в орга­ низме. Такова общая схема гормональной регуляции обмена веществ в организме.

Процессы обмена веществ можно регулировать пу­ тем искусственного введения отдельных гормонов в ор­ ганизм. Этот прием находит широкое применение при профилактике и лечении ряда заболеваний (сахарный диабет, половая импотенция, пониженное кровяное дав­ ление и т. д.), а также для повышения продуктивности животноводства и рыбоводства (повышение темпов ро­ ста, достижение многоплодия, увеличение воспроизвод­ ства и т. п.).

Развитие, рост и общее состояние Пищевая ценность организмов зависят от обеспечен- продуктов ности их пищей. Недостаток пищи питания или отсутствие в ней необходимых для организма компонентов вызы­

вает потерю массы организма, ухудшение его общего состояния и даже гибель. Количество пищи, потребной для обеспечения нормальной жизнедеятельности орга­ низма, зависит от его физиологического состояния и от полноценности пищи.

Энергетические затраты организма определяют опыт­ ным путем в калориметрических камерах путем прямо­ го учета тепла, выделяемого организмом при выполне­ нии разных видов работ. Кроме этого, широко приме­ няется метод косвенного определения затрат энергии по количеству кислорода, поглощаемого организмом для окисления питательных веществ и количеству выделен­ ной при этом углекислоты. При помощи этих методов установлено, что энергетические затраты находятся в прямой зависимости от тяжести выполняемых работ.

Живой организм постоянно расходует энергию, кото­ рая необходима для поддержания процессов обмена, дыхания, движения и т. д. Количество необходимой для организма энергии зависит от вида животного, его со­ стояния, условий обитания и других причин.

Минимальное количество энергии затрачивает орга­ низм, находящийся в покое (основной обмен). У взрос­ лого человека основной обмен составляет 71175,6— 75362,4 кДж в сутки (100,5—108,8 кДж на 1 кг массы тела). Основной обмен зависит от многочисленных

причин биологического характера (возраст, пол, физио­ логическое состояние организма и др.).

Любой вид мускульной работы вызывает увеличение энергетических затрат. При работе средней интенсивно­

25120,8 кДж. Энергетические затраты у животных зави­ сят от вида и физиологического состояния. Зная коли­ чество энергетических затрат организмов, можно соста­ вить для них пищевые и кормовые рационы.

Количество энергии, освобождающейся в результате окисления органических веществ пищи, зависит от содер­ жания в веществе способных к окислению углерода и во­ дорода. Таким образом, содержание кислорода в моле­ куле подвергающегося биологическому окислению ве­ щества снижает его калорийную ценность.

Калорийность пищевых веществ определяют путем сжигания их в калориметрической бомбе и выражают в джоулях на 1 кг вещества. При сжигании в бомбе липи­ дов и углеводов получают С 02 и Н20, т. е. такие конеч­ ные продукты, которые образуются при полном биоло­ гическом окислении липидов и углеводов в организме. Однако при сжигании в бомбе белков и аминокислот ка­ лорийность получается более высокой, чем в организме в результате того, что при биологическом окислении ко­ нечным продуктом является не азот, а мочевина, моче­ вая кислота, метиламины и другие азотистые соедине­ ния, обладающие некоторым запасом потенциальной энергии. Экспериментальным и расчетным путями уста­ новлено, что эти продукты биологического распада 1 г белков эквивалентны 5,443 кДж потенциальной энергии. Поэтому калорийность 1 г белка, определенную при сжи­ гании в калориметрической бомбе (23,655 кДж), умень­ шают на 5,443 кДж. В настоящее время приняты сле­

В организме животных не вся принятая пища усваи­ вается, часть ее выводится из организма в непереварен­ ном состоянии. Усвояемость пищи определяется интен­ сивностью ее переваривания и всасывания в желудоч­ но-кишечном тракте. Например, в организме человека углеводы усваиваются на 98%, липиды на 95 и белки —

на 92%. Причем в пищеварительном тракте наиболее полно (на 97—98%) перевариваются животные белки, белки злаков, овощей и плодов перевариваются на 85— 86%, а бобовых — на 78—80%. Полученная при пищева­ рительном гидролизе смесь аминокислот усваивается тем лучше, чем ближе этот состав к аминокислотному составу тканей организма. Поэтому, для получения истинной физиологической ценности пищевых веществ тепловые эквиваленты умножают на коэффициент усво­ ения:

Зная содержание питательных веществ в пище, ее калорийность определяют элементарным расчетом, ум­ ножая соответствующий тепловой эквивалент на содер­ жание (в %) в пище углеводов, белков и липидов.

Если известна калорийность пищи, нетрудно рассчи­ тать ее массу, необходимую для покрытия потребности организма в энергии. Однако этого совершенно недоста­ точно для определения физиологической полноценности продуктов питания. Дело в том, что для полного удовле­ творения физиологических потребностей организма не­ обходимо определенное соотношение между белком, липидами и углеводами. Недопустимо, например, для обеспечения общей калорийности заменять белки угле­ водами, ибо из углеводов и липидов нужные организму белки не синтезируются, однако замена липидов углево­ дами возможна. При рациональном питании стремятся к тому, чтобы общее количество потребной энергии на

для питания определяется содержанием в них незамени­ мых для организма аминокислот: лизина, триптофана, фенилаланина, лейцина, изолейцина, треонина, валина и метионина. К этой группе присоединяют еще аргинин, ибо медленный биосинтез этой аминокислоты в организ­ ме не обеспечивает полного и своевременного удовлетво­ рения потребности организма в ней. Некоторые к чис­ лу незаменимых аминокислот относят гистидин.

Биологическую полноценность белка определяют по наименьшему содержанию любой незаменимой амино­ кислоты. Белки относят к неполноценным, если в их

составе отсутствует хотя бы одна из незаменимых ами­ нокислот. Человеческий организм имеет наибольшую потребность в фенилаланине, метионине и лейцине.

Суточная потребность человека в незаменимых ами­ нокислотах определяется следующими пределами (табл. 67).

Количественное содержание отдельных незаменимых аминокислот существенно влияет на потребность в заме­ нимых аминокислотах. Например, если в пище имеется достаточное количество фенилаланина и метионина, то тирозин и цистеин могут даже отсутствовать в диете. Однако если в пище мало фенилаланина и метионина, то тирозин и цистеин должны обязательно быть в соста­ ве белков. Зная аминокислотный состав белков пищи, можно путем расчета составлять такие пищевые компо­ зиции, которые обеспечат организм полноценным набо­ ром незаменимых аминокислот.

Для того чтобы не нарушая азотистого равновесия в организме обеспечить наименьшую потребность его в аминокислотах, в пище должен содержаться белковый минимум. Из организма взрослого человека с мочой вы­ деляется 0,04 г азота в сутки на каждый килограмм мас­ сы тела. Следовательно, за сутки «изнашивается» 0,25 г белка. Однако это количество еще не определяет белко­ вый минимум. Для его установления необходимо учиты­ вать степень усвоения и биологическую ценность белков,

различную степень изнашивания тканей в зависимости от возраста человека, характера его труда и т. д.

Экспериментально установлено, что для удовлетво­ рения белковой потребности организм должен получать некоторый белковый оптимум, который, например, для взрослого человека составляет 1,1— 1,2 г на 1 кг массы тела.

Комбинируя различные белки, можно обеспечить ор­ ганизм нужным ассортиментом аминокислот.

Углеводная часть пищи должна быть представлена легкоусвояемыми углеводами: глюкозой, крахмалом; увеличение содержания клетчатки, пентозанов уменьша­ ет усвояемость углеводной части пищи. Травоядные жи­ вотные усваивают .клетчатку за счет обильной микро­ флоры в желудке. ' Избыток углеводов в пище исполь­ зуется для синтеза липидов, откладывающихся в жиро­ вых депо организма.

Липиды являются основными источниками энергии. Недостаток липидов в пище ведет к истощению организ­ ма, а избыток вызывает заболевание печени и наруше­ ние липидного обмена.

Калорийность пищевых продуктов животного происходжения определяется белками и липидами, а пищевых продуктов растительного происхождения— углеводами (табл. 68).

Т А Б Л И Ц А 68

Особое место в питании занимают витамины, кото­ рые расходуются на построение биологических катали­

организме заболеваний, вызываемых недостаточностью содержания витаминов в пище (авитаминозы), человек ежесуточно должен получать некоторый минимум вита­ минов (табл. 69).

Биохимическая роль витаминов в процессах ткане­ вого обмена очень разнообразна и сложна. Например, витамин Вб влияет на процессы ассимиляции и синтеза белков; биотин при участии АТФ осуществляет реакции декарбоксилирования; витамины В2 и С принимают уча­ стие в окислительно-восстановительных реакциях, пантотеновая кислота, входя в состав коэнзима А, играет

очень важную роль в процессе образования ацетоуксус­ ной кислоты, являющейся промежуточным продуктом в обмене белков, липидов и углеводов и т. д.

При составлении пищевых рационов важно учиты­ вать, какую реакцию имеют конечные продукты их рас­ пада. К «кислым» пищевым продуктам относят вещест­ ва, содержащие серу, которая при биологическом окис­ лении дает серную кислоту, а также соединения, имею­ щие макроэнергетические связи, при распаде которых образуется фосфорная кислота. К этой группе продук­ тов относят мясные и рыбные продукты, хлеб.

К «основным» (щелочным) пищевым продуктам от­ носятся такие, которые вносят в сферу пищеварения ще­ лочные эквиваленты (ионы кальция и натрия). Присут­ ствующие в продуктах органические кислоты не влияют на pH в сфере пищеварения и окисляются в организме до СО2 и Н20. К «основным» продуктам питания отно­ сятся фрукты, овощи, молоко.

Биологически полноценные пищевые продукты дол­ жны содержать должное количество минеральных ве­ ществ.

Всосавшиеся через слизистую кишечника минераль­ ные соли частично задерживаются и накапливаются в отдельных тканях, частично переходят в состав биоло­ гических жидкостей (кровь, лимфа, желудочный сок и т. д.). В печени, например, накапливается железо, в

депо минеральные вещества по мере надобности пере­ ходят в кровь и разносятся по организму к тканям, где соли участвуют в обмене.

Среди минеральных элементов особенно важное зна­ чение для тканевого обмена имеет кальций и фосфор.

В настоящее время неопровержимо доказано, что со­ держание макро- и микроэлементов пищевых продуктов является важным показателем их биологической полно­ ценности.

Ü. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТКАНЕЙ ТЕЛА И ОРГАНОВ ГИДРОБИОНТОВ

Источником сырья водного происхождения могут быть рыбы, беспозвоночные, морские млекопитающие и морские растения.

СООТНОШЕНИЕ МАСС ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТЕЙ ТЕЛА

Анатомическое строение тела у различных видов гидробионтов весьма специфично. Все части тела у любого вида гидробионтов можно подразделить на съедобные и несъедобные.

У всех видов рыб съедобным является мясо вместе с покровным салом и кожей; у некоторых видов съедоб­ ны яичники, семенники, печень, ожирки, головы. У кра­ бов почти все съедобное мясо расположено в панцир­ ных трубках ходильных ног и лишь небольшая часть — в панцире абдомена, а у креветок и речных ра­ ков почти все съедобное мясо расположено в панцире абдомена. У двустворчатых моллюсков съедобными яв­ ляются мускулы-замыкатели, мантия, а у некоторых ви­

мясо, покровное сало, печень, почки, мозги.

Пищевая ценность и органолептические и техноло­ гические свойства съедобных частей зависят от их био­ химического состава, что в свою очередь связано с биологическими особенностями вида.

К непищевым частям тела у костистых рыб относят чешую, головы с жабрами, плавники, позвонки, кости, желудочно-кишечный тракт; у ракообразных — панцир­ ный покров, головогрудь в которой размещены все жиз­ ненные органы животного; у двустворчатых моллюсков — раковину, жабры, все внутренности; у морских млекопи­ тающих — шкуру, кости, внутренности. Соотношение

между массой съедобных и несъедобных частей тела у отдельных групп гидробионтов показано в табл. 70.

Т А Б Л И Ц А 70

Пределы соотношений

Для каждого вида гидробионтов соотношение масс отдельных частей и органов довольно специфично и в то же время существенно зависит от многих биологиче­ ских причин: пола, возраста, стадии развития гонад,, упитанности организма и т. п.

высших костистых рыб. Морские рыбы составляют 88— 90% мирового улова.

Размеры и масса тела различных видов рыб изме­ няются в очень широких пределах: от 5—8 г (снеток) до 10—12 т (китовая акула); а для каждого вида масса тела зависит от возраста и упитанности рыбы.

Масса частей тела рыб зависит от особенностей ана­ томического строения тела отдельных видов. Например, некоторые виды бычков рода Myoxocephalus имеют очень массивную голову (50—60% массы тела), а у сельдевых и лососей относительная масса головы не пре­ вышает 10—17% массы тела; у морских окуней отно­ сительная масса плавников и позвонков изменяется в