Proteinele sunt substante nutritive esentiale pentru corpul uman. Acestea sunt unele dintre elementele de baza ale tesutului corporal si pot servi si ca sursa de combustibil. Avand functia de combustibil, proteinele furnizeaza o densitate de energie la fel de mare ca si carbohidratii: 4 kcal (17 kJ) pe gram; in schimb, lipidele furnizeaza 9 kcal (37 kJ) pe gram. Cel mai important aspect si caracteristica definitorie a proteinelor din punct de vedere nutritional este compozitia sa de aminoacizi.
Proteinele sunt lanturi polimerice formate din aminoacizi legati intre ei prin legaturi peptidice. In timpul digestiei umane, proteinele sunt descompuse in stomac in lanturi polipeptidice mai mici prin actiuni ale acidului clorhidric si proteazei. Acest lucru este crucial pentru absorbtia aminoacizilor esentiali care nu pot fi biosintezati de organism.
Exista noua aminoacizi esentiali pe care oamenii trebuie sa-i obtina din dieta lor pentru a preveni malnutritia proteina-energie. Acestia sunt fenilalanina, valina, treonina, triptofanul, metionina, leucina, izoleucina, lizina si histidina. S-a dezbatut daca exista 8 sau 9 aminoacizi esentiali. Consensul pare sa se aplece spre 9, deoarece histidina nu este sintetizata la adulti. Exista cinci aminoacizi pe care oamenii sunt capabili sa-i sintetizeze in organism.
Acestia cinci sunt alanina, acid aspartic, asparagina, acid glutamic si serina. Exista sase aminoacizi esentiali conditionati a caror sinteza poate fi limitata in conditii fiziopatologice speciale, cum ar fi prematuritatea la sugar sau indivizii aflati in suferinta catabolica severa. Acestia sase sunt arginina, cisteina, glicina, glutamina, prolina si tirozina. Sursele alimentare de proteine includ carnea, produsele lactate, pestele, ouale, cerealele, leguminoasele si nucile.
Functiile proteinelor in corpul uman
Proteinele sunt un nutrient necesar organismului uman pentru crestere si intretinere. In afara de apa, proteinele sunt cel mai abundent tip de molecule din organism. Proteina poate fi gasita in toate celulele corpului si este componenta structurala majora a tuturor celulelor din corp, in special a muschilor. Aceasta include si organele corpului, parul si pielea.
Proteinele sunt utilizate si in membrane, cum ar fi glicoproteinele. Când sunt descompuse in aminoacizi, acestea sunt folosite ca precursori ai acidului nucleic, coenzimelor, hormonilor, raspunsului imunitar, repararii celulare si altor molecule esentiale pentru viata. In plus, proteina este necesara pentru a forma celule sanguine.
Proteinele apar intr-o gama larga de alimente. La nivel mondial, alimentele cu proteine vegetale contribuie cu peste 60% din aportul de proteine pe cap de locuitor. In America de Nord, alimentele de origine animala contribuie cu aproximativ 70% din sursele de proteine. Insectele sunt o sursa de proteine in multe parti ale lumii. In parti din Africa, pâna la 50% din proteinele alimentare provin din insecte. Se estimeaza ca peste 2 miliarde de oameni manânca insecte zilnic.
Carnea, lactatele, ouale, soia, pestele, cerealele integrale si cerealele simple sunt surse de proteine. Exemple de produse alimentare de baza si surse de proteine din cereale, fiecare cu o concentratie mai mare de 7%, sunt (fara ordine speciala) hrisca, ovaz, secara, mei, porumb, orez, grâu, sorg, amarant si quinoa. Unele cercetari evidentiaza carnea de vânat ca sursa de proteine.
Sursele vegetariene de proteine includ leguminoasele, nucile, semintele si fructele. Alimentele vegetariene cu concentratii de proteine mai mari de 7% includ soia, linte, fasole, fasole alba, fasole mung, naut, boabe de padure, fasole lima, mazare porumbel, lupin, migdale, nuci de Brazilia, caju, seminte de dovleac, seminte de cânepa, seminte de susan si seminte de floarea-soarelui.
Testarea in alimente
Testele clasice pentru concentratia de proteine in alimente sunt metoda Kjeldahl si metoda Dumas. Aceste teste determina azotul total dintr-o proba. Singura componenta majora a majoritatii alimentelor care contine azot este proteina (grasimile, carbohidratii si fibrele dietetice nu contin azot). Daca cantitatea de azot este inmultita cu un factor in functie de tipurile de proteine din alimente, se poate determina proteina totala.
Aceasta valoare este cunoscuta sub denumirea de „proteina bruta”. Pe etichetele produselor alimentare, proteina este data de azotul inmultit cu 6,25, deoarece continutul mediu de azot al proteinelor este de aproximativ 16%. Testul Kjeldahl este de obicei utilizat deoarece este metoda adoptata de AOAC International si, prin urmare, este utilizat de multe agentii pentru standarde alimentare din intreaga lume, desi metoda Dumas este aprobata si de unele organizatii de standardizare.
Se stie ca, contaminarea accidentala si adulterarea intentionata a meselor proteice cu surse de azot neproteice care umfla masuratorile continutului de proteine brute, se intâmpla in industria alimentara de zeci de ani. Pentru a asigura calitatea alimentelor, cumparatorii de pruduse cu proteine efectueaza in mod obisnuit teste de control al calitatii, concepute pentru a detecta cei mai comuni contaminanti cu azot neproteic, precum ureea si azotatul de amoniu.
In cel putin un segment al industriei alimentare, industria laptelui, unele tari (cel putin SUA, Australia, Franta si Ungaria) au adoptat masurarea „proteinei adevarate”, spre deosebire de masurarea proteinelor brute, ca standard pentru plata si testare : “Proteina adevarata este o masura a proteinelor din lapte, in timp ce proteina bruta este o masura a tuturor surselor de azot si include azot neproteic, cum ar fi ureea, care nu are valoare alimentara pentru oameni. …
Echipamentele actuale de testare a laptelui masoara legaturile peptidice, o masura directa a adevaratei proteine.” Masurarea legaturilor peptidice din cereale a fost pusa in practica in mai multe tari, inclusiv Canada, Marea Britanie, Australia, Rusia si Argentina, unde tehnologia reflectantei in infrarosu aproape (NIR), foloseste un tip de spectroscopie in infrarosu.
Organizatia pentru Alimentatie si Agricultura a Organizatiei Natiunilor Unite (FAO) recomanda ca numai analiza aminoacizilor sa fie utilizata pentru a determina proteinele, printre altele, in alimentele folosite ca singura sursa de hrana, cum ar fi laptele pentru sugari.
Metoda de testare a proteinelor din hrana pentru vite a devenit o stiinta in anii postbelici. Textul standard din Statele Unite, Nutrient Requirements of Beef Cattle, a trecut prin opt editii in cel putin saptezeci de ani. A sasea editie din 1996, a substituit proteinei brute a editiei a cincea conceptul de „proteina metabolizabila”, care a fost definit in jurul anului 2000 ca „adevarata proteina absorbita de intestin, furnizata de proteinele microbiene si proteinele de aport nedegradate”.
Limitarile metodei Kjeldahl s-au evidentiat in 2007 si in “scandalul laptelui din China” din 2008, in care melamina chimica industriala a fost adaugata in lapte sau gluteni pentru a creste „proteina” masurata.
Calitatea proteinelor
Cel mai important aspect si caracteristica definitorie a proteinelor din punct de vedere nutritional este compozitia de aminoacizi. Exista mai multe sisteme care evalueaza proteinele prin utilitatea lor pentru un organism pe baza procentului relativ de aminoacizi si, in unele sisteme, a digestibilitatii sursei de proteine. Acestea includ valoarea biologica, utilizarea neta a proteinelor si PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acids Score), care a fost dezvoltat de FDA ca o modificare a metodei raportului de eficienta a proteinelor (PER).
Evaluarea PDCAAS a fost adoptata de Administratia SUA pentru Alimente si Medicamente (FDA) si Organizatia pentru Alimentatie si Agricultura a Organizatiei Natiunilor Unite / Organizatia Mondiala a Sanatatii (FAO / OMS) in 1993 ca „cea mai buna” metoda pentru a determina calitatea proteinelor. Aceste organizatii au sugerat ca alte metode de evaluare a calitatii proteinelor sunt inferioare.
Digestie
Majoritatea proteinelor sunt descompuse in aminoacizi unici prin digestie in tractul gastro-intestinal.
Digestia incepe de obicei in stomac atunci când pepsinogenul este transformat in pepsina prin actiunea acidului clorhidric si continuat de tripsina si chimotripsina in intestinul subtire. Inainte de absorbtia in intestinul subtire, majoritatea proteinelor sunt deja reduse la un singur aminoacid sau peptide ale mai multor aminoacizi. Majoritatea peptidelor mai lungi de patru aminoacizi nu sunt absorbite. Absorbtia in celulele intestinale nu reprezinta etapa finala. Acolo, majoritatea peptidelor sunt impartite in aminoacizi unici.
Absorbtia aminoacizilor si a derivatilor acestora in care se degradeaza proteinele alimentare, se face prin tractul gastro-intestinal. Ratele de absorbtie ale aminoacizilor individuali sunt dependente de sursa de proteine; de exemplu, digestibilitatile multor aminoacizi la om, diferenta dintre proteinele din soia si lapte si intre proteinele individuale din lapte, beta-lactoglobulina si cazeina. Valoarea biologica (BV) este o masura a proportiei de proteine absorbite dintr-un aliment, care devine incorporata in proteinele corpului organismului.
Cerinte alimentare
A avut loc o dezbatere considerabila cu privire la problemele legate de necesarul de aport de proteine. Cantitatea de proteine necesare in dieta unei persoane este determinata in mare parte de aportul total de energie, de necesitatea organismului de azot si aminoacizi esentiali, de greutatea si compozitia corporala, de rata de crestere a individului, de nivelul de activitate fizica, de energia si de carbohidratii consumati si prezenta anumitor boli sau a leziunilor.
Activitatea fizica si efortul, precum si masa musculara sporita cresc nevoia de proteine. Cerintele sunt, de asemenea, mai mari in timpul copilariei pentru crestere si dezvoltare, in timpul sarcinii sau când alaptati un copil sau atunci când organismul trebuie sa se refaca dupa malnutritie sau traume.
Recomandari dietetice
Potrivit liniilor directoare privind consumul dietetic de referinta din SUA si Canada, femeile cu vârste cuprinse intre 19 si 70 de ani trebuie sa consume 46 de grame de proteine pe zi, in timp ce barbatii cu vârste cuprinse intre 19 si 70 de ani trebuie sa consume 56 de grame de proteine pe zi, pentru a minimiza riscul de deficit. Aceste alocatii dietetice recomandate (DZR) au fost calculate pe baza a 0,8 grame de proteine per kilogram de greutate corporala si a greutatilor corporale medii de 57 kg si respectiv 70 kg.
Cu toate acestea, aceasta recomandare se bazeaza pe cerinte structurale, dar nu respecta utilizarea proteinelor pentru metabolismul energetic. Aceasta cerinta este pentru o persoana sedentara normala. Potrivit rezultatelor sondajului de examinare a sanatatii si nutritiei (NHANES 2013-2014), consumul mediu de proteine pentru femeile cu vârsta peste 20 de ani a fost de 69,8 grame si pentru barbati 98,3 grame / zi.
