Материал: А27766 Бурова ТЕ Биологическая безопасность сырья

В семенах растений и клубнях картофеля были обнаружены «двухглавые» ингибиторы, способные одновременно связывать и ингибировать протеазу и -амилазу. Аналогичные белковые ингибиторы были выделены из риса, ячменя, пшеницы, ржи, тритикале.

Механизм действия ингибиторов протеиназ заключается в образовании стойких комплексов «фермент – ингибитор», подавлении активности главных пищеварительных ферментов, что ведет к снижению усвоения белковых веществ и других макронутриентов.

Отличительной особенностью белковых ингибиторов растительного происхождения является высокая термостабильность, что в целом не характерно для веществ белковой природы. Например, полное разрушение соевого ингибитора трипсина достигается лишь 20-минутным автоклавированием при температуре 115 С или кипячением соевых бобов в течение 2–3 ч. Следовательно, употребление особенно богатых белковыми ингибиторами пищеварительных ферментов семян бобовых культур в качестве корма сельскохозяйственных животных и в пищевом рационе человека возможно лишь после соответствующей тепловой обработки. Так, потребление человеком сырых яиц в большом количестве может оказать отрицательное влияние на усвоение белковой части рациона. Тепловая обработка приводит к денатурации белковой молекулы антифермента.

3.2. Антивитамины

Согласно современным представлениям, к антивитаминам относят две группы соединений:

–соединения, являющиеся химическими аналогами витаминов,

сзамещением какой-либо функционально важной группы на неактивный радикал, т. е. это частный случай классических антиметаболитов;

–соединения, способные модифицировать витамины, уменьшать их биологическую активность и приводить к их разрушению.

Антивитамины – это соединения различной природы, обладающие способностью уменьшать или полностью ликвидировать специфический эффект витаминов, независимо от механизма действия этих витаминов.

К антивитаминам не относятся вещества, увеличивающие или уменьшающие потребность организма в витаминах (например, углеводы по отношению к тиамину).

56

Рассмотрим некоторые конкретные примеры соединений, имеющих ярко выраженную антивитаминную активность.

Так, в аскорбиновой кислоте (витамине С) антивитаминными факторами являются окислительные ферменты – аскорбатоксидаза,

полифенолоксидаза, пероксидаза, хлорофилл.

Особенно сильное влияние оказывает аскорбатоксидаза, содержащаяся в овощах, фруктах и ягодах. Она катализирует реакцию окисления аскорбиновой кислоты до дегидроаскорбиновой, которая в организме человека в полной мере способна проявлять биологическую активность витамина С, восстанавливаясь под действием глутатионредуктазы до аскорбиновой кислоты. Вне организма она характеризуется высокой степенью термолабильности, подвергаясь полному разрушению в щелочной среде уже при комнатной температуре, а в нейтральной – при 10-минутном нагревании до 60 С. Поэтому учет активности аскорбатоксидазы имеет важное значение при решении ряда технологических вопросов, связанных с сохранением витаминов в пище.

Содержание и активность аскорбатоксидазы в различных продуктах питания неодинаковы. Наибольшее ее количество обнаружено в огурцах и кабачках, наименьшее – в моркови, свекле, помидорах, черной смородине и др. Разложение аскорбиновой кислоты под воздействием аскорбатоксидазы и хлорофилла происходит наиболее активно при измельчении растительного сырья, когда нарушается целостность клеток и возникают благоприятные условия для взаимодействия фермента и субстрата. Смесь сырых измельченных овощей за 6 ч хранения теряет более половины витамина С. Для окисления половины аскорбиновой кислоты достаточно 15 мин после приготовления тыквенного сока, 35 мин – сока капусты, 45 мин – сока кресссалата. Поэтому рекомендуется пить соки непосредственно после их изготовления или потреблять фрукты, овощи и ягоды в натуральном виде, избегая их измельчения и приготовления различных салатов. Активность аскорбатоксидазы подавляется под влиянием биофлавоноидов (прогревании сырья при 100 С в течение 1–3 мин), что необходимо учитывать в технологии и приготовлении пищевых продуктов и кулинарных изделий.

Тиаминаза – антивитаминный фактор для витамина В1 (тиамина). Тиаминаза в отличие от аскорбатоксидазы «работает» внутри

57

организма человека, создавая при определенных условиях дефицит тиамина.

Она содержится в продуктах растительного и животного происхождения. Наибольшее содержание этого фермента отмечено у пресноводных рыб семейств карповых, сельдевых, корюшковых, а также у морских рыб. Однако у ряда морских рыб (треска, навага, бычок) этот фермент полностью отсутствует.

Возникновение дефицита тиамина у людей может быть обусловлено наличием в кишечном тракте бактерий Bac. thiaminolytic и Bac. anekrinolytieny, продуцирующих тиаминазу. Тиаминазную болезнь в этом случае рассматривают как одну из форм дисбактериоза.

Антивитаминами по отношению к тиамину могут выступать

ортодифенолы и биофлавоноиды кофе и чая – источники веществ с Р-витаминным действием при избыточном потреблении этих напитков.

При длительном нагревании кислых ягод и фруктов тиамин ингибируется окситиамином. В целях предупреждения рекомендуется щадящая тепловая обработка этого растительного сырья.

Для витамина В6 (пиридоксина) антагонистом является линатин, содержащийся в семенах льна. Ингибиторы пиридоксалевых ферментов обнаружены в ряде других продуктов – в съедобных грибах, некоторых видах семян бобовых и др.

В качестве антивитамина по отношению к одному из важнейших водорастворимых витаминов – витамину РР (ниацину) – можно рассматривать аминокислоту лейцин. Избыточное потребление продуктов, богатых лейцином, нарушает обмен триптофана, в результате чего блокируется образование ниацина из триптофана.

Индолилуксусная кислота и ацетилпиридин, содержащиеся в ку-

курузе, также являются антивитаминами по отношению к витамину РР. Чрезмерное употребление продуктов, содержащих вышеуказанные соединения, может усиливать развитие пеллагры, обусловленной дефицитом данного витамина.

Избыточное потребление сырых яиц приводит к дефициту биотина – витамина Н, так как в яичном белке содержится фракция протеина – авидин, связывающая витамин в неусвояемое соединение. Тепловая обработка яиц приводит к денатурации белка и лишает его антивитаминных свойств.

58

Сохраняемость ретинола – витамина А снижается под воздейст-

вием перегретых либо гидрогенизированных жиров. Эти данные сви-

детельствуют о необходимости щадящей тепловой обработки жироемких продуктов, содержащих ретинол, а также дозированном потреблении маргаринов и спредов.

Недостаточная тепловая обработка может привести к ингибиро-

ванию токоферолов (витамин Е) неидентифицированными вещест-

вами фасоли и сои.

Избыточное потребление растительных масел, содержащих ПНЖК, также может вызвать недостаточность витамина Е. Поэтому рацион с высоким содержанием ПНЖК требует дополнительного введения токоферолов.

Недостаточная тепловая обработка соевых бобов ингибирует кальциферол – витамин D. В качестве антивитаминного фактора вы-

ступают недостаточно идентифицированные вещества сои.

3.3. Деминерализующие факторы

К факторам, снижающим усвоение минеральных веществ, в первую очередь следует отнести щавелевую кислоту и ее соли (оксалаты), фитин (инозитолгексафосфорную кислоту) и дубильные вещества (таннины).

Наиболее изучена в этом плане щавелевая кислота НООС–СООН. Продукты с высоким ее содержанием способны резко снижать утилизацию кальция путем образования водонерастворимых солей. Такое взаимодействие может служить причиной тяжелых отравлений за счет абсорбции кальция в тонком кишечнике.

Продукты с высоким содержанием щавелевой кислоты способны приводить к серьезным нарушениям солевого обмена, необратимо связывая ионы кальция. Установлено, что интоксикация щавелевой кислотой проявляется в большей степени на фоне дефицита витамина D.

Известны случаи отравления с летальным исходом как от самой щавелевой кислоты, так и от избыточного потребления продуктов, содержащих ее в больших количествах. Из растений наиболее богаты щавелевой кислотой (в мг/100 г) шпинат – 1000, портулак – 1300, ревень – 800, щавель – 500, красная свекла – 250. В остальных овощах и фруктах щавелевая кислота содержится в незначительных количествах. Отравления самой щавелевой кислотой были связаны с потреб-

59

лением фальсифицированных вин, которые подкисляли щавелевой кислотой ввиду ее дешевизны.

Смертельная доза для собаки составляет 1 г щавелевой кислоты на 1 кг массы тела. Содержание ее в корме кур на уровне 2 % может привести к их гибели. Смертельная доза для взрослых людей колеблется от 5 до 150 г и зависит от целого ряда факторов.

Устранить негативное влияние значительных количеств щавелевой кислоты возможно путем увеличения потребления источников усвояемого кальция и других катионов.

Фитин (инозитолгексафосфорная кислота) благодаря своему химическому строению легко образует труднорастворимые комплексы с ионами кальция, магния, железа, цинка и меди. Этим объясняется его деминерализующий эффект – способность уменьшать адсорбцию металлов в кишечнике.

Достаточно большое количество фитина содержится в злаковых и бобовых: в пшенице, фасоли, горохе, кукурузе – около 400 мг на 100 г, причем основная часть – в наружном слое зерна. Высокий уровень фитина в злаках не представляет опасности, так как содержащийся в зерне фермент фитаза способен расщеплять фитин. Полнота расщепления зависит от активности фитазы, качества муки и технологии выпечки хлеба. Фитаза работает при температуре до 70 С, максимум ее активности проявляется при рН 5,0–5,5 и температуре 55 С. Хлеб, выпеченный из рафинированной муки, в отличие от обычной практически не содержит фитина. В хлебе из ржаной муки фитина мало благодаря высокой активности фитазы.

Отмечено, что декальцинирующий эффект фитина тем выше, чем меньше соотношение кальция и фосфора в продукте и ниже обеспечение организма витамином D.

Дубильные вещества (таннины), кофеин, некоторые балласт-

ные соединения могут рассматриваться как факторы, снижающие усвоение минеральных веществ.

Установлено, что усвояемость железа снижается в присутствии дубильных веществ чая, поскольку они образуют с ним хелатные соединения, которые не всасываются в тонком кишечнике. Такое воздействие дубильных веществ не распространяется на гемовое железо мяса, рыбы и яичного желтка. Избыточное потребление чая приводит к снижению усвоения йода.

60