Получение кормовых белков.
Белки являются обязательными компонентами клеток любого живого организма, выполняющими жизненно важные функции: каталитические, регуляторные, транспортные, биоэнергетические, защитные от инфекций и других стрессовых факторов, структурные, запасные и др. В вегетативной массе растений на долю белков приходится 5-15% сухого вещества, в зерне злаков 8-18%, семенах масличных растений-16-28%, зерне зернобобовых 20-40% .В различных тканях организма человека и животных содержание белка обычно от 20-80% сухой массы.
Растения и большинство микроорганизмов способны синтезировать все входящие в их состав аминокислоты из простых веществ — углекислоты, воды и минеральных солей, тогда как в организме человека и животных некоторые аминокислоты не могут синтезироваться, и должны поступать в организм в готовом виде как компоненты пищи. Такие аминокислоты принято называть незаменимыми, к ним относятся валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Отсутствие в пище хотя бы одной незаменимой аминокислоты приводит к тяжелым заболеваниям человека, а недостаток их в кормах снижает продуктивность с.х. животных.
Главным источником незаменимых аминокислот для человека являются белки животного или растительного происхождения, входящие в состав пищи, а для с.х. животных — главным образом растительные белки. Поступающие с пищей или кормом белковые вещества под действием ферментов желудочного сока гидролизуются до аминокислот, которые затем используются для образования белковых молекул человеческого или животного организма.
Все незаменимые аминокислоты должны содержаться в белках пищи в определенных соотношениях, отвечающих потребностям данного организма. Если хотя бы одна аминокислота оказывается в недостатке, то другие аминокислоты , оказавшиеся в избытке, не будут использоваться для синтеза белков. В таких условиях для обеспечения дальнейшего синтеза белковых веществ и поддержания жизнедеятельности организма потребуется дополнительное количество кормового белка, вследствие чего увеличится расходование пищи или корма. Последнее очень важно учитывать в животноводстве, т.к. несбалансированность кормовых белков по содержанию незаменимых аминокислот приводит к значительному перерасходу кормов и существенному и повышению себестоимости животноводческой продукции. Для предотвращения перерасхода кормов необходимо контролировать, с одной стороны, сбалансированность белков корма по содержанию незаменимых аминокислот, а с другой стороны, количество белка в корме.
В соответствии с нормами питания человек должен ежедневно получать с пищей от 60 до 120г полноценного белка. Для правильного кормления с.х. животных необходимо, что бы в их кормовом рационе в расчете на каждую кормовую единицу содержалось 100-120г хорошо перевариваемого и полноценного белка.
Если содержание белков в растительной массе, используемой для кормления с.х. животных ниже, чем требуется по нормам, то во избежании перерасхода кормов и повышения себестоимости животноводческой продукции количества белка в корме балансируют путем добавления белковых концентратов. По такому же принципу контролируют содержание в кормовом белке незаменимых аминокислот.
Дешевым источником кормового и пищевого белка является соя, белки которой хорошо сбалансированы по аминокислотному составу и их содержание в семенах достигает 35-40%. Однако большой удельный вес в структуре кормопроизводства нашей страны составляют зерновые культуры. Для балансирования кормов, включающих в качестве основного компонента зерно злаковых культур, по белку и незаменимым аминокислотам применяются концентрированные кормовые добавки- комбикорма.
Для приготовления комбикормов обычно используют мясо- костную или рыбную муку, отходы мясной и молочной промышленности, жмыхи масличных растений, отруби. Учитывая, что рыбная и костная мука, другие белковые отходы животного происхождения во всё большем объеме направляются на получение пищевых белков, требуется их полноценный заменитель, способный сбалансировать недостаток белков и незаменимых аминокислот не только в зерновой части кормового рациона, но и в растительных компонентах комбикормов
Установлено, что высокой интенсивностью синтеза белков отличаются многие микроорганизмы, причем белки микробных клеток имеют повышенное содержание незаменимых аминокислот. Содержание белков в микроорганизмах достигает 60% сухой массы. Наряду с белками в микробных клетках образуются и другие ценные в питательном отношении вещества: легкоусвояемые углеводы, липиды с повышенным содержанием ненасыщенных жирных кислот, витамины, макро — и микроэлементы.
При использовании микроорганизмов на ограниченной площади можно организовать промышленное производство и получать большое количество кормовых концентратов в любое время года, причем микробные клетки способы синтезировать белки из отходов сельского хозяйства и промышленности и, таким образом, позволяют одновременно решать другую важную проблему – утилизацию этих отходов в целях охраны окружающей среды.
Микроорганизмы имеют еще одно ценное преимущество – способность очень быстро наращивать белковую массу. Например, растения сои массой 500 кг в фазе созревания семян способны в сутки синтезировать 40 кг белков, бык какой же массы – 0,5-1,5кг, а дрожжевые клетки массой 500 кг до 1,5т белков. В качестве источников кормового белка наиболее часто используют различные виды дрожжей и бактерий, микроскопические грибы, одноклеточные водоросли, белковые коагуляты травянистых растений.
Кормовые дрожжи
В качестве исходного сырья при получении кормового белка обычно используются отходы целлюлозной и деревообрабатывающей промышленности, солома, хлопковая шелуха, корзинки подсолнечника, льняная костра, стержни кукурузных початков, свекловичная меласса, картофельная мезга, виноградные выжимки, барда спиртовых производств, отходы кондитерской и молочной промышленности.
В России и некоторых нефтедобывающих странах разработаны технологии получения кормовых дрожжей из н-парафинов нефти. В нашей стране первый завод по производству кормовых дрожжей из жидких парафинов нефти вступил в действие в 1971 г.
Хороший субстрат для выращивания кормовых дрожжей – молочная сыворотка, являющаяся производственным отходом при переработке молока.
Наряду с использованием дрожжевых белков в качестве кормовой добавки при балансировании рационов с.х. животных ставится задача сделать эти белки пригодными для питания человека.
При переработки в пищевой белок биомассу дрожжей очищают. Очищенные диализом белки используют в качестве добавок в различные пищевые продукты: сосиски, студни, мясные и кондитерские начинки.
Белки дрожжей находят так же применение при получении искусственного мяса.
Источник
Мои таблетки
Белки (полипептиды, протеины) – это сложные органические высокомолекулярные структуры, принимающие участие практически во всех процессах, происходящих в человеческом организме. Белки являются частью процессов жизнедеятельности клеток, образования клеточных структур. Наиболее важной функцией белков является формирование онкотического давления, участвующего в поддержании гомеостаза. Из молекул белка состоят мышцы, кости, паренхиматозные органы.
Ферменты (энзимы), являясь биологическими катализаторами, ускоряющими все биохимические процессы, протекающие в организме, являются белками.
В отдельный класс биологических молекул белки были выделены в XVIII веке французским химиком Антуаном де Фуркруа (Antoine Francois de Fourcroy).
Использование ферментов белков в промышленности
Наиболее часто многочисленные ферменты белков применяются в пищевой промышленности. В хлебопекарной промышленности используются протеазы и альфа-амилаза, в пивоварении применяются многочисленные ферменты ячменя (протеазы, глюканаза, амилаза), целлюлаза и пектиназа используются в изготовлении кисломолочных продуктов, а папаин применяется для смягчения мясных продуктов. Целлюлоза также необходима для изготовления натуральных тканей (хлопок, лен). При производстве крахмала используют глюкоамилазу и амилазу, а для изготовления бумаги – ксиланазу и целлюлазу. Также протеолитические и липолитические белки-ферменты часто добавляются в моющие средства.
Фибриллярные белки необходимы для изготовления волокон, использующихся, в частности, в текстильной промышленности (шелк, натуральные шерсть). В отдельных технологических процессах химической промышленности белки используются при производстве биосенсоров. Также белки необходимы в производстве масляных красок, олифы, технического масла.
Примечания
Примечания и пояснения к статье «Белки (протеины)».
При написании статьи о белках (протеинах), в качестве источников, использовались материалы медицинских, информационных и новостных интернет-порталов Cell.com, Википедия, а также следующие печатные издания:
- Степанов В. М. «Молекулярная биология. Структура и функции белков. Классический университетский учебник». Издательство «Издательство Московского государственного университета», 2005 год, Москва.
Источник
Белки используются для производства удобрений
Глава 2 РОЛЬ ОТДЕЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА И В ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
БЕЛКИ В ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ
Белки представляют собой важнейшую составную часть пищи. Недостаточность белков в пище является одной из причин повышенной восприимчивости организма к инфекционным заболеваниям. При недостаточном количестве белков снижается кроветворение, задерживается развитие растущего организма, нарушаются обмен жиров и витаминов, деятельность нервной системы, печени и других органов, замедляется восстановление клеток после тяжелых заболеваний.
За жизнь человека белок обновляется 200 раз. Белок мышечных тканей обновляется на 50 % за 8, внутренних — за 10 сут. Наш организм получает белок только через пищевые продукты.
Что же такое белки, какими свойствами они обладают и какова их роль для нашего организма?
Белки — это органические высокомолекулярные соединения, в состав большинства которых входят пять элементов: N, С, О, Н и S.
Белковые вещества построены из аминокислот; аминокислоты имеют в своем составе аминную NH2 и карбоксильную
СООН-группы. В молекуле белка аминокислоты соединены между собой пептидными связями. Разнообразие белков определяется последовательностью размещения аминокислот в аминокислотной цепочке (первичная структура белка). Кроме того, существуют спиралевидная структура спиралевидной цепочки (вторичная структура), компактная упаковка спиралевидной структуры (третичная структура) и соединение полипептидных цепочек нековалентными связями (водородными, гидрофильными) — глобулы или волокна.
Несмотря на огромное многообразие белковых веществ в природе, в построении нашего организма участвует лишь 22 аминокислоты.
Белки составляют важнейшую часть всех клеток и тканей живых организмов. Существование, жизнь живого организма невозможны без белка.
В животных организмах белки преобладают по своей массе над другими соединениями. Организм человека, например, на 60 % (на сухую массу) состоит из белковых веществ. Причем если жиры и углеводы в той или иной степени взаимозаменяемы, то недостаток белка нельзя ничем компенсировать. Не случайно термин «протеин» (белок) образован от греческого слова «протео», что означает «первенствующий».
В одних тканях тела белка больше, в других — меньше. Так, белок составляет одну тринадцатую часть мозга и одну четвертую часть крови и мышц.
Поступая в организм, белки пищи подвергаются действию ферментов и гормонов и в итоге превращаются в составляющие их аминокислоты.
Аминокислоты всасываются через стенки кишечника в кровь. Часть аминокислот посредством тока крови поступает в печень, где происходят их дальнейшие превращения, а большая часть разносится к тканям и органам, где аминокислоты расходуются на построение и обновление клеток, а также на построение и обновление биологически активных веществ — ферментов и гормонов.
Наконец, некоторая часть аминокислот является и источником энергии для организма, главным образом при нехватке углеводов и жиров.
Таким образом, белки являются главным материалом для построения тканей организма.
Организм человека обладает способностью образовывать нужные аминокислоты из других аминокислот, которые, расщепляясь до кетокислот, синтезируются в новые аминокислоты. Однако имеется 8 аминокислот (триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин), которые организм человека не способен синтезировать, но которые входят в состав белковых веществ человека. Эти аминокислоты носят на-звание «незаменимые», они должны поступать в организм извне, с продуктами питания.
Следовательно, не все продукты, содержащие белки, равноценны: в зависимости от содержания незаменимых аминокислот некоторые имеют’ большую питательную ценность, другие — меньшую. В питании детей дошкольного возраста незаменимые аминокислоты должны составлять 40 % суммы аминокислот, в питании школьников — 30, взрослых — 16 %, т. е. 13. 14 г.
Кроме того, питательная ценность белков зависит от степени усвояемости их организмом. Растительные белки усваиваются организмом хуже, чем животные: белки яиц и молока — на 96 %, белки рыбы и мяса — на 95, белки хлеба из муки I и 11 сортов — на 85, белки овощей — на 80, белки картофеля, хлеба из обойной муки, бобовых — на 70 %.
Человек получает белки с яйцами, рыбой, мясом, молоком, молочными продуктами, а также с продуктами растительного происхождения, в первую очередь с продуктами переработки злаковых.
Растительные белки должны составлять в дневном рационе не более 40 %, так как наиболее полноценными считаются белки животного происхождения.
Большинство растительных белков имеет недостаточное содержание одной или двух незаменимых аминокислот. Так, в белке пшеницы лишь 50 % лизина по сравнению с «идеальным белком» (белок, содержащий все незаменимые аминокислоты в оптимальном соотношении), в белке картофеля и бобовых не хватает метионина и цистита. В ржаном и пшеничном хлебе кроме лизина не хватает треонина, валина и изолейцина. Растительные белки хуже усваиваются, что объясняется содержанием в растительных продуктах большого количества клетчатки, которая снижает их усвояемость (как и других компонентов пищи).
Недостаток белка, как отмечалось ранее, существенно сказывается на состоянии организма.
Вместе с тем следует сказать и об отрицательном влиянии избытка белка в питании. Из-за большой реакционной способности организм переносит избыток белков труднее, чем других пищевых веществ, например жиров и углеводов. Особенно страдают от перегрузки белками печень и почки. Длительный избыток белка в питании вызывает перевозбуждение нервной системы, нарушение обмена витаминов, ожирение организма, заболевание суставов. Все это связано с повышенным поступлением вместе с белками нуклеиновых кислот, накоплением мочевой кислоты — продукта обмена пуринов, превращением избытка белков в жиры и т. д.
Потребность человеческого организма в белках составляет
1,1. 1,5 г в день на 1 кг массы тела человека. Следовательно, потребность взрослого человека в белках в сутки в среднем 100 г
(минимум 70 г). Суточная потребность человека в белке зависит от качества белка, т. е. чем неполноценнее белок, тем выше его суточная норма и, наоборот, чем ближе по составу потребляемые белки к «идеальному», тем ниже эта норма (56. 63 г). В пищевом рационе за счет белка должно быть обеспечено 12. 14 % калорийности.
Основными источниками белка в питании являются мясные, рыбные и зернобобовые продукты. Больше всего белка (%) содержится в сырах — 25, горохе и фасоли — 22. 23, разных видах мяса, рыбы и птицы — 16. 20, яйцах — 13, жирном твороге — 14, крупах — 12. 13, ржаном хлебе — 5. 6, пшеничном — 8, молоке — 2,9, овощах и плодах — не более 2.
Белки пищевых продуктов обладают рядом свойств, которые оказывают определенное влияние на ведение технологических процессов при переработке продуктов. С этими свойствами нельзя не считаться, тем более что многие из них открывают большие возможности в совершенствовании технологий.
Первое свойство — это способность к гидратации, т. е. поглощению и удерживанию влаги, причем не адсорбционно (как, например, у крахмала), а осмотически связанно, более прочно. В нормальных условиях белки способны удерживать 2—3-кратное количество воды.
Набухание обусловлено способностью белков, относящихся к гидрофильным веществам, поглощать воду и при определенных условиях образовывать растворы, называемые студнями. Набухший в воде белок пшеничной муки образует клейковину.
Свойство набухания играет большую роль в пищевых технологиях (зерно при кондиционировании, мука при замесе теста, набухание белков в масличных при производстве растительных масел и т. д.).
Второе свойство белков — денатурация, т. е. изменение пространственной ориентации белковой молекулы, не сопровождающееся разрывом ковалентных связей. Она вызвана повышением температуры, механическим и химическим воздействием и другими факторами и играет важную роль в технологических процессах, связанных с образованием структурных систем полуфабрикатов и готовых блюд (хлеба, макаронных изделий).
Третье свойство белков — ценообразование, т. е. способность образовывать эмульсии в системе жидкость — газ, называемые пенами. Белки как пенообразователи широко используются при изготовлении кондитерских изделий, в частности безе.
И наконец, четвертое свойство — способность белков к гидролизу, т. е. расщеплению на составные части в присутствии кислот или ферментов. Эта способность белков используется в ряде отраслей пищевой промышленности, например при рафинации растительных масел.
Источник