Ингибиторы ферментов пищеварения

Ингибиторами протеаз называют вещества белковой природы, способные ингибировать протеолитическую активность пищеварительных ферментов (пепсина, химотрипсина, трипсина). Они содержатся в семенах бобовых (соя, фасоль и др.), злаковых (пшеница, ячмень и др.) культурах, в картофеле, яичном белке (овомукоид) и других продуктах растительного и животного происхождения.

Механизм действия этих соединений заключается в образовании стойких комплексов «фермент–ингибитор», подавлении активности пищеварительных ферментов, и тем самым, снижении усвоения белковых веществ и других макронутриентов.

Ингибиторы протеаз, выделенные из сои, представлены ингибиторами Кунитца и Баумана–Бирка. Одна молекула ингибитора Кунитца инактивирует одну молекулу трипсина, а ингибитор Баумана–Бирка инактивирует по одной молекуле трипсина и химотрипсина. В сырых бобах содержание ингибитора Кунитца составляет 1,4 %, ингибитора Баумана–Бирка – 0,6 %.

При использовании сои в качестве пищевого продукта, необходимо учитывать возможную угрозу здоровью человека в случае нарушения технологических режимов её обработки в связи с неполной инактивацией ингибиторов протеаз. Нагревание сухих продуктов, содержащих ингибиторы трипсина и химотрипсина, до 130 ⁰С или кипячение их при 100 ⁰С в течение 30 мин, не приводит к существенному снижению их ингибирующих свойств. Для полного разрушения соевого ингибитора трипсина необходимо автоклавирование при 115 ⁰С в течение 20 мин или при 108 ⁰С в течение 40 мин, или кипячение соевых бобов в течение 2…3 ч. Кроме того, для полной инактивации ингибиторов обезжиренные соевые бобы должны быть увлажнены до 14…16 % с последующей термической обработкой. Однако при такой обработке снижается усвояемость соевого белка, и происходит потеря незаменимых аминокислот.

Заслуживает внимание и тот факт, что в семенах растений и в клубнях картофеля находятся «двухглавые» ингибиторы, способные одновременно связываться и ингибировать протеазу и a-амилазу. Такие белковые ингибиторы были выделены из риса, ячменя, пшеницы, ржи.

Из этого следует, что использование растительного сырья, богатого белковыми ингибиторами пищеварительных ферментов, возможно лишь после соответствующей тепловой обработки. Лектины

Лектины – вещества белковой природы – широко распространены в растениях, особенно в бобовых. Например, фасоль, чечевица и горох содержат фитогемагглютинины. В организме человека лектины взаимодействуют с кровяными тельцами (эритроцитами), а также способны к стимуляции деления клеток и агглютинации раковых клеток. Кроме того, они связывают активность клеток слизистой кишечника и снижают тем самым их способность к поглощению питательных веществ. Для полной нейтрализации токсинов, например фасоли обыкновенной, семена перед автоклавированием необходимо замачивать в воде, хотя автоклавирование в течение 30 мин также полностью подавляет гемагглютинирующую активность. Поэтому при переработке бобовых культур следует строго соблюдать технологические режимы их тепловой обработки.

Оксалаты и фитин

Соли щавелевой кислоты (оксалаты) широко распространены в продуктах растительного происхождения. Значительные количества щавелевой кислоты содержат некоторые овощи: шпинат – 1000, ревень – 800, щавель – 500, свёкла красная – 275, какао-бобы – 500, чай – 2000 мг/100 г.

Щавелевая кислота в растительном сырье содержится в свободном и связанном состоянии. Попадая в организм, свободная щавелевая кислота связывает кальций, обедняя им организм. Её деминерализующей эффект обусловлен образованием практически нерастворимых в воде соединений с солями кальция. Влияние щавелевой кислоты на усвоение кальция в значительной степени зависит от содержания в продукте кальция и оксалатов. С этой точки зрения наиболее неблагоприятным эффектом обладают шпинат, портулак, листья свеклы, щавель, ревень, в которых содержание щавелевой кислоты в 10 раз выше, чем кальция. Значительное количество щавелевой кислоты способно резко снизить усвоение кальция в тонком кишечнике и даже послужить причиной тяжелых отравлений. Смертельная доза щавелевой кислоты для взрослых составляет от 5 до 150 г и зависит от ряда факторов. Установлено, что интоксикация щавелевой кислоты проявляется в большей степени на фоне дефицита витамина D. Следует отметить, что щавелевая кислота угнетает также поступление кальция в организм из молока и молочных продуктов, служащих основным источником легкоусвояемого кальция.

Деминерализующим эффектом обладает также фитин (инозитолгексафосфорная кислота). Он образует трудно растворимые комплексы с ионами кальция, магния, железа, цинка и меди. Достаточно большое количество фитина содержится в злаковых и бобовых культурах (380…400 мг/ 100 г). При этом основная часть фитина сосредоточена в наружном слое зерна. Поэтому хлеб, выпеченный из муки высших сортов, практически не содержит фитина. В хлебе из ржаной муки его мало благодаря высокой активности фитазы, способной расщеплять фитин.

Необходимо отметить, что кроме фитина и щавелевой кислоты в качестве факторов, снижающих усвоение минеральных веществ, могут рассматриваться ещё дубильные вещества, кофеин и балластные соединения.