Денатурований білок. Як приготування їжі та випікання впливають на білок?

Протеїн є надзвичайно важливим елементом у раціоні людей, особливо спортсменів і тих, хто веде активний спосіб життя. Однак, можливо, ви чули теорію про те, що якщо протеїн піддається будь-якій формі термічної обробки, він втрачає свою харчову цінність. Чи означає це, що білкові млинці або тістечка менш корисні? Якщо ви досі вірили в це, ви помилялися, оскільки це – міф. Щоб зрозуміти денатурацію та зміни, які вона викликає в протеїні, нам потрібно почати з самого початку.

Що таке білок?

Людський організм потребує різних типів молекул, і серед найважливіших – білкові молекули , які містять азот і складаються з амінокислот.  Білкові молекули є основною будівельною одиницею м’язів та інших тканин в організмі людини. Навіть сама назва вказує на те, що вони відіграють ключову роль у здоров’ї людини.  Слово «протеїн» походить від грецького «Proteos», що означає «перший» або «найважливіший». Кожен білок має своє місце дії та виконує певні завдання.  Функції білків можна поділити на 9 основних категорій [2] [6]:

  • Зростання та збереження тканин
  • Біохімічні реакції
  • Передача сигналів між клітинами
  • Структура тканин
  • Підтримання належного рівня pH
  • Баланс рідини
  • Підвищення імунітету
  • Транспортування та забезпечення поживними речовинами
  • Забезпечення енергією
Денатурований білок – як приготування та випікання впливають на білок?

Молекули білка мають різний розмір, який залежить від кількості амінокислот. Серед невеликих молекул, наприклад, інсулін, який складається з 51 амінокислоти, а з іншого боку, до дуже великих молекул належить титин, довжина якого становить майже 27 000 амінокислот. Однак розмір молекул не має значення, оскільки для належного виконання своїх функцій вони повинні мати відповідну форму. Кожен тип білка має унікальну форму, яка визначає роль даного білка в організмі. Спробуйте уявити білки як ключі, які підходять лише до певних дверей в організмі людини. [2] 

Людський метаболізм розщеплює білки на простіші складові – амінокислоти. Для росту м’язової маси та підтримки метаболізму потрібно 20 амінокислот, причому 11 з них є замінними. Це означає, що наш організм може синтезувати їх – і не потребує їх надходження з їжею. Решта амінокислот є незамінними, і людський організм отримує їх з їжі та харчових добавок. М’язова тканина не може рости або відновлюватися без них. Щоб дізнатися більше про амінокислоти, прочитайте статтю «Незамінні амінокислоти EAA та їх вплив, джерела та дозування». [1]

Вас можуть зацікавити ці продукти:

Що таке денатурація білка?

Денатурація – це процес, під час якого руйнується структура молекули білка, внаслідок чого він втрачає свою функцію. Відмінності у формі білків можуть бути спричинені  [7]:

  • Зміною температури
  • Зміною рівня pH
  • Впливом хімічних речовин

Під час денатурації змінюється структура білка, але амінокислотна послідовність залишається незмінною. Мета використання білка у вигляді добавки полягає в тому, щоб забезпечити достатню кількість білка, який травна система може розщепити і таким чином забезпечити живлення м’язової тканини. Ця функція білка не втрачається під час нагрівання. 

Денатурований білок – як приготування та випікання впливають на білок?

Чудовим прикладом є білок під назвою пепсин, який виконує роль ферменту та розщеплює білки в шлунку.  Він ефективний лише в умовах низького pH, у середовищі з вищим pH він втрачає свою функцію та денатурується.  Тому в шлунку підтримується дуже низький рівень pH, що забезпечує належне функціонування пепсину. [2] [7]

Тепло використовується для розриву водневих зв’язків і неполярних гідрофобних взаємодій у молекулі білка. Підвищення температури збільшує кінетичну енергію і призводить до того, що молекули починають дуже швидко рухатися, поки зв’язки між ними не будуть зруйновані. Молекула білка розгортається зі своєї тривимірної структури, і це забезпечує кращий доступ травних ферментів до зв’язків білка.[3]

Саме тому їжу готують, щоб змінити структуру білка, роблячи її легшою для перетравлення. Наприклад, цей процес відбувається, коли ви готуєте яйця. Білок яєць денатурується і випадає в осад під час приготування. Після вживання приготованих яєць перетравлення та засвоєння відповідних поживних речовин відбувається швидше. Можливо, вас здивує той факт, що той самий процес також відбувається під час стерилізації медичних інструментів. Під впливом тепла білки в бактеріях денатуруються, що знищує бактерії та дезінфікує предмети.[3] 

Денатурований білок – як приготування їжі та випікання впливають на білок?

Термічна обробка, випікання та вміст білка 

Білки можна отримувати природним шляхом з продуктів харчування або за допомогою додаткового вживання різних видів протеїну. В обох випадках деякі люди мають безпідставні побоювання, що термічна обробка руйнує поживні речовини у білку. Для кращого розуміння нижче наведено зміни в поживному складі, які відбуваються під час приготування 4 найпоширеніших джерел білка [5]:

1. М’ясо

Під час приготування м’яса вміст білка не змінюється. Університет Вісконсину провів дослідження, згідно з яким смаження або приготування м’яса на грилі не впливає на вміст білка. Крім того, приготування м’яса з вищим вмістом жиру має додаткову перевагу. Термічна обробка зменшує майже вдвічі кількість жиру в м’ясі. Незалежно від того, чи це пісне, чи більш жирне м’ясо, вміст білка та заліза не змінюється.

2. Бобові культури 

Під час приготування бобових деякі поживні речовини залишаються у воді.  Якщо ви хочете зберегти вищий вміст поживних речовин у бобових, спробуйте готувати їх на пару.  Якщо ви не хочете втрачати поживні речовини, які залишаються у воді, у нас є для вас порада. Варіть бобові в мінімальній кількості води, яку ви потім зможете використати для приготування супів або соусів.

Денатурований білок – як приготування їжі та випікання впливають на білок?

3. Риба та морепродукти  

Під час варіння білок у колагені сполучної тканини буквально розплавляється, тому приготована риба легко розділяється на дрібні шматочки. Якщо рибу готують недовго і при високій температурі, вона залишається соковитою, ніжною і зберігає вміст білка. При тривалішому приготуванні та сушінні риби кількість білка в ній зменшується.

4. Яйця

Під час варіння білок у яйцях змінює свою структуру, але не кількість. Яєчний білок містить 10% білка до та після приготування. Прозора консистенція білка змінюється під час приготування, але не впливає на його вміст. Кількість білка не змінюється навіть тоді, коли білок збивають. Під час збивання відбувається зміна зв’язків білка, оскільки повітря потрапляє в структуру яєчного білка. Якщо ви залишите збитий білок на короткий час, не чіпаючи його, ви помітите, що він повертається до своєї початкової рідкої форми.

Денатурований білок – як приготування їжі та випікання впливають на білок?

5. Протеїн

Хвилюєтеся, що протеїн у фітнес-випічці не допоможе вам нарощувати м’язи? Вам не варто про це турбуватися, оскільки білок не втрачає своїх властивостей, що сприяють росту м’язів, під час нагрівання. Організм може використовувати як сирий, так і приготований протеїн.

Денатурація білків також відбувається під час травлення в організмі людини. Розщеплення молекул білка починається в шлунку, де пепсин вивільняється завдяки соляній кислоті, яка починає розривати білкові зв’язки на амінокислоти. У шлунку відбувається 10–20% процесу травлення, який далі триває в тонкому кишечнику. Підшлункова залоза нейтралізує соляну кислоту та створює лужне середовище, а ферменти згодом сприяють розщепленню білка на менші амінокислоти. Шлунок і тонкий кишечник «варять» білки так само, як якщо б ви смажили їх на сковороді.

Проте, варто зазначити, що протеїн у формі порошку, розведений у воді, легше засвоюється. Організму легше перетравити протеїн у порошковій форма, ніж якусь білкову страву. Це не означає, що термічно оброблений протеїн втратить свої поживні властивості. Ви можете сміливо продовжувати готувати свої білкові мафіни, або інші фітнес-рецепти з додаванням протеїну. Організм засвоїть усі необхідні йому поживні речовини так само ефективно, як і з протеїнового коктейлю.[4] [5] 

Не має значення, чи змішуєте ви у шейкері свій улюблений протеїн з водою, чи готуєте торт. Вміст білка не зміниться під час приготування. Денатурація змінює лише структуру молекул білка, але не впливає на їхню харчову цінність. Сподіваємося, ця стаття допомогла вам краще розібратися в процесі денатурації, тож ви й надалі готуватимете смачні та корисні білкові страви із задоволенням. Якщо матеріал був корисним, то поділіться ним з друзями!

Джерела:

[1] Jay R. Hoffman, Michael J. Falvo - Protein – Which is Best? – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3905294/

[2] Derrick Arrington - Denaturation of Protein: Definition & Causes Video – https://study.com/academy/lesson/denaturation-of-protein-definition-causes-quiz.html

[3] Denaturation of Proteins – http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/568denaturation.html

[4] What Does it Mean to Denature a Protein? – https://culinarylore.com/food-science:what-does-it-mean-to-denature-a-protein/

[5] Benna Crawford - Does Cooking Food Affect Protein Content? – https://www.livestrong.com/article/519632-does-cooking-food-affect-protein-content/

[6] Gavin Van De Walle - 9 Important Functions of Protein in Your Body – https://www.healthline.com/nutrition/functions-of-protein

[7] Denaturation and Protein Folding – https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Microbiology/Book%3A_Microbiology_(Boundless)/7%3A_Microbial_Genetics/7.07%3A_Protein_Modification%2C_Folding%2C_Secretion%2C_and_Degradation/7.7B%3A_Denaturation_and_Protein_Folding