170 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
Рисунок 17. Иллюстрация к пищевой добавке Solanic®100 Avebe (не носит рекламного характера, а лишь дает информацию о производителях и распространителях, имеющих на сегодня эксклюзивные права на продукт)
эндопептидазы (Alcalase) и экзопептидазы (Flavourzyme); при этом глубина гидролиза достигала 70%. Содержание белка в полученных образцах (высушенный материал) в среднем составляло 80%. Относительныепоказателиаминокислотного составагидролизованныхРОР(РОРН) впроцентах от общего содержания аминокислот (округленные средниезначения): АК всего – 100%; незаменимые АК – 55%; ВСАА – 23,3% (лейцин – 10,7%; изолей-
цин – 5,7%; валин – 6,9%); метионин + цистеин – 4,2%; фенилаланин+ тирозин– 12,8%; лизин– 9%; аргинин – 5,4%. Это свидетельствует о высоких питательных свойствах данных форм протеинов картофеля, что делает целесообразным их дальнейшееисследованиевдизайнеРДСПКИвспорте, фитнесе и клинической медицине. Производители данной формы протеинов белка, в соответствии с имеющимися данными литературы, полагают,
что Solanic®100 Avebe может стать «белком № 1» среди растительных протеинов, применяемых в подготовке спортсменов.
4. Другие растительные белки
Протеины риса. Поскольку по содержанию лейцина – основной аминокислоты, необходимой для проявлений эргогенных свойств протеина, растительныебелкизначительноуступаютживотным белкам(6–8% против 8–11% соответственно), то в процессе производства лейцин добавляют в состав смесей. Это несколько уравнивает шансы обоих типов протеинов, но требует доказательств равной клинической эффективности. Рисовый белок, как и белок гороха, относится к протеинам с так называемой «средней» скоростью переваривания и имеет очень низкий аллергенный потенциал, что является плюсом по сравнению с WP.
Глава 4. Протеины |
171 |
|
|
|
|
Целью РДСПКИ (мужчины, n=24), проведенного J.M. Joy и соавторами (2013), было изучение влияния высоких доз изолята рисового белка (RPI, 48 г, прием сразу после тренировки) в сравнении с эквивалентными изокалорическими и изонитрогенными дозами WPI на гипертрофию скелетных мышц, ТМТ, силу и мощность мышц после 8-недельных периодических силовых тренировок (3 раза в неделю) у лиц с наличием достаточного опыта таких нагрузок. До и после тренировочной сессиирегистрировалисьсубъективныепоказатели восстановления, болезненность мышц и готовность к последующим тренировкам. Кроме того, в ходе исследования периодически оценивался состав тела, мышечный объем, сила мышц верхних и нижних конечностей. Результаты показали почти одинаковую эффективность высоких доз двух форм изолята белка в улучшении большинства регистрируемых показателей, включая рост ТМТ и снижение жировой массы. Имелась тенденция к большей эффективности WPI: рост ТМТ: на фоне RPI +2,5 кг, на фоне WPI +3,2 кг; рост силы мышц – на фоне RPI на 11–13% ниже, чем нафонеWPI, ностатистическизначимыхразличий невыявлено. ОднакосодержаниелейцинавRPI при одинаковой дозе с WPI было существенно ниже
(3,8 г в 48 г RPI против 5,5 г в 48 г WPI). Учиты-
вая, что постоянный прием пищевых добавок лейцина сам по себе малоэффективен, авторы делают вывод, что конечный эффект подобных составов зависит от качества и количества других аминокислот, которые создают условия и потенцируют действие лейцина в отношении силы, мощности и гипертрофии мышц при постоянных силовых тренировках. Это важный практический вывод, который свидетельствует, что по мере увеличения дозы применяемых пищевых добавок протеинов значение содержания в них лейцина снижается, а эффективность рисового белка сравнивается с таковой у белков молочной сыворотки. В то же
время количество исследований растительных белков (исключая соевый протеин) в условиях тренировок различной модальности настолько мало, что необходимыдальнейшие работы по подтверждению или опровержению этих положений.
Протеины амаранта. Амарант, или щирица
(лат. Amarаnthus) – широко распространенный род преимущественно однолетних травянистых растений; относится к семейству амарантовых. Широкораспространенвдикойприроде– внастоящее время известно 105 видов амаранта, произрастающих в субтропическом и тропическом климате Африки, Америки и Азии, четыре вида встречаются как дикорастущие в средней полосе России. Ещев30-егодыминувшеговекаакадемик Н.И. Вавилов настоятельно рекомендовал внедрение амаранта в народное хозяйство России, отмечая высокую урожайность, засухоустойчивость, высокую питательную ценность зерна и зеленой массы (Вавилов Н.И., 1959). Но лишь в последние годы амарант активно входит в культуру, в том числе в Российской Федерации (Гульшина В.А. и соавт., 2007) и в Украине (Высочина Г.И., 2013).
По данным USDA Nutrient Database, в 100 г
амаранта содержится: вода – 11,29 г, белки –
13,56 г, жиры – 7,02 г, углеводы – 68,55 г, пище-
вые волокна (клетчатка) – 6,7 г, зола в количестве 2,88 г, атакжепрактическивесьспектрвитаминов, макроимикроэлементов; энергетическаяценность амаранта составляет 371 ккал на 100 г. Высокой нутриционной ценностью обладает зеленая масса и семена (зерно) амаранта (Железнов А.В., 2005).
Еще в 2005 г. с помощью современных методологий было оценено содержание аминокислот, в первую очередь незаменимых, до и после термообработки в зерне (семенах) шести отобранных сортов амаранта и четырех видов: A. cruentus, A. hypochondriacus, A. caudatus и A. hybridus,
культивируемых в Чешской Республике. Высокое содержание незаменимых аминокислот лизина
172 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
иаргинина (Lys иArg) былообнаруженокаквтермически обработанных, так и необработанных зернах, удовлетворительное содержание их характерно для цистеина (Cys), и более низкие уровни зарегистрированы по отношению к метионину, валину, изолейцинуилейцину(Met, Val, Ile иLeu). Были также определены химические количества незаменимыхаминокислотииндекснезаменимых аминокислот(EAAI), значение которого на уровне 90,4% свидетельствует о высоких пищевых качествах белка амаранта, что почти сопоставимо с яичным белком. Термическая обработка при температуре от 170°C до 190°C в течение 30 с привела к снижению EAAI до 85,4%, из изучаемых незаменимыхаминокислот значительно уменьшилось(Р<0,05) содержаниевалинаилейцина. Содержание лизина в семенах одного из исследован-
ных видов – A. hypochondriacus – составило 5,95 г
на16 газота, чтосущественновышепосравнению с аналогичными данными в пшеничной муке –
2,90 г на 16 г азота, а в А. caudatus и A. cruentus
этот показатель колеблется от 5,55 г на 16 г белка до6,44 гна16 гбелкасоответственно. Важнейшим преимуществом зерен амаранта по сравнению собычными злакамиявляетсяотносительновысокое содержание белков и более сбалансированный состав незаменимых аминокислот. Именно это, по мнению авторов, предопределяет его использование в качестве нутритивной замены животным белкам (Písaříková B. et al., 2005).
Амарант содержит уникальный по составу белок со сбалансированным аминокислотным составом, включающимбольшинствонезаменимых аминокислот. Болееполовинывсегобелкаамаранта приходится на альбумины и глобулины. В последниегодывпионерскомисследованиимексиканских ученых (Silva-Sánchez C. et al., 2008), в котором сообщается о присутствии луназиноподобного пептида и других потенциально биоактивных пептидов в белковых фракциях амаранта, в четы-
рехгенотипахзрелыхсемянэтогорастенияспомощью ELISA был обнаружен луназин в количестве 11,1 мкгЭкв.×г –1 общего экстрагированного белка амаранта. Вестерн-блот-анализ показал полосу 18,5 кДа, а анализ MALDI-TOF показал, что этот пептид в более чем 60% соответствует пептидной последовательности соевого луназина и обладает антиоксидантной и антиканцерогенной активностью. Экстракты также обнаруженного в белковой фракции семян амаранта пептида глютелина, расщепленные трипсином, показали индукцию апоптоза против клеток HeLa (экспериментальной опухоли легких). Прогноз биологических свойств других биоактивных пептидов вамарантовыхглобулинах и глютилинах касался в основном гипотензивныхсвойствБАВ. Всеменахамарантатакже был обнаружен специфический белок амарантин, имеющий молекулярную массу 59 кДа.
Было также установлено, что кислота 11S белка глобулиновой фракции амарантина кодирует одно из наиболее важных белков-хранилищ семян амаранта с высоким содержанием незаменимых ами-
нокислот (Osuna-Castro J.A. et al., 2000). Аргентин-
скими учеными в 2009 г. было показано, что белок глобулиновойфракции, называемый11S, содержит в своем составе пептиды (трипептиды IKP и LEP и тетрапептиды ALEP и VIKP) с антигипертен-
зивным действием (Vecchi B., Añón M.C., 2009),
что экспериментально подтверждено с помощью анализа ингибирования АПФ in vitro, который показалзначенияIC50 6,32 мМи175 мкМсоответственно. Данное исследование было первым, где представлены экспериментальные доказательства антигипертензивной ценности амаранта. В последующие годы эти исследования были углублены и дополнены (Ramírez-Torres G. et al. 2017), в част-
ности, было показано, что для гидролиза белков амаранта из амарантовых белков необходимым ферментом является алькалаза. Этот фермент был использован длядальнейшеговысвобождения при
Глава 4. Протеины |
173 |
|
|
|
|
гидролизе белков глобулиновой фракции антигипертензивных пептидов, которые затем влияют наактивностьангиотензинконвертирующегофер- мента(ACE-I). ПомнениюТ.Н. Gamel исоавторов, регуляция артериального давления с помощью гидролизатов белка амаранта может иметь позитивноевлияниенапредупреждениеформирования патологии сердца (Gamel T.H., Linssen J.P., 2006),
в том числе у спортсменов, путем экономизации его работы.
В результате частичного белкового гидролиза семян амаранта можно получить ингредиенты, представляющие существенный интерес для разработки ингредиентов специальных продуктов (Tosi Enzo et al., 2014). Амарантовое зерно, которое известносвоимипитательнымисвойствами, позволяетполучитьдвеосновныефракциисиспользованиемдифференциальногорасщепления: во-первых, гиперпротеиновую муку с содержанием примерно 40% белковсполнымаминокислотнымпрофилем, включая ЕАА, а во-вторых, высокоэнергетическуюманнуюкрупуссодержанием90% крахмала. Смесь обоих продуктов создает сырье, подходящее для разработки специальных продуктов. Процедуру ферментативного пептидного гидролиза проводили с использованием смеси, содержащей в равных частях амарантовую гиперпротеиновую муку и манную крупу амаранта с использованием коммерческих протеиназ Alcalase™ (алкалаза) и Flavourzyme™. Глубина гидролиза составляла от 30% до 58%. Молекулярные массы полученных пептидов и полипептидов колебались от 0,5 до 240 кДа при сохранении полного амнокислотного состава исходного сырья.
В проведенном в 2015 г. группой сотрудников кафедры нутритивных наук и питания человека Университета штата Иллинойс (США) в исследо-
ванииподруководствомMontoya-Rodŕıguez Alvaro
были оценены белки амаранта, представленные в базе данных UniProt, на предмет потенциаль-
ного биоактивного пептида при использовании базы данных BIOPEP. Показано, что в протеине семян амаранта содержится 15 основных белков, в том числе таких, как глобулин 11S, 7S глобулин, α-амилаза ингибитор, ингибитор трипсина, противомикробные белки, неспецифический липид-трансфер-белок-1, цинк-цинк-белковый белок, просистемин, амарантовый альбумин 1, атакжерядферментов, вчастностиглюкозо-1-фос- фат-аденилтрансфераза, глюкозилтрансфераза, полиаминоксидаза, гранулометрическаякрахмальная синтаза 1 и ацетолактат-синтаза. Всем белкам была присуща высокая частота встречаемости пептидных ингибиторов АПФ (А=0,161–0,362), связанных с регуляцией артериального давления, а также ингибитора дипептидилпептидазы IV (А=0,003–0,087). Другие белки показали наличие антиоксидантной (А=0,012–0,063) и стимулирующей глюкозу активности (А=0,023–0,042), а также антитромботические(А=0,002–0,031) ипротивораковые свойства (А=0,001–0,042). Результаты этого исследованияподтверждаютконцепциюотом, что зерно амаранта может быть частью «здоровой» диеты и тем самым предотвращать развитие хро- ническихзаболеванийчеловека(Montoya-Rodrıgueź Alvaro et al., 2015).
В связи с увеличением частоты случаев малнутриции, затронувшей, например, в Индонезии почти 31% детей дошкольного возраста, представляетсявесьмаперспективнымтакжеиспользование полноценногобелка листьев амаранта (Andini Rita et al., 2013). При анализе 76 различных образцов растительного (листового) сырья дикорастущих видов амаранта особо перспективними в плане использования для компенсации белково-энер- гетической недостаточности оказались три вида растения (A. viridis, A. blitum L., A. dubius) из гор-
ныхрайоновстраны. Содержаниебелковвлистьях и общее количество аминокислот в большинстве дикорастущих видов амаранта составляли
174 |
СПОРТИВНАЯ НУТРИЦИОЛОГИЯ |
|
|
|
|
2–29 г×100 г –1 DM и 84–93 г белка на 100 г DW
соответственно. Было обнаружено, что листья амарантовявляютсяхорошимисточником незаменимойаминокислотылизина, содержаниекоторой в гидролизате зеленой массы находились в диапазоне от 6 г белка×100 г –1 DW, которые близки по этому показателю качества белка в соответствии со Стандартами FAO/WHO’s (ФАО/ВОЗ). Дажеэтинемногочисленныепримерыубедительно свидетельствуют о высокой пищевой ценности протеиновзеленоймассыамаранта ивозможности использованияеговкачествеисточникаполноценного белка в питании человека, в том числе и при интенсивных физических нашрузках, где белок – крайне необходимый элемент восстановительных процессов (Платонов В.Н., 2017).
Что касается пептидов амаранта, то поскольку клейковина пшеницы, ржи, ячменя и других злаков запускают иммуноопосредованную целиакию у генетически восприимчивых людей и поэтому такие лица нуждаются в безглютеновой диете, то легко усваиваемые альбумины и глобулины компонентоввысококалорийныхбелковсемянамаранта могут быть, согласно точке зрения авторов систематического обзора (Venskutonis Petras R., Kraujalis Paulius, 2013), признаны важным канди-
датомнатакуюзамену. Такжеважнымнутриентом будущего цитируемые исследователи признают гидролизаты протеинов, полученные из листьев амаранта.
Сравнительные данные относительно содержания протеинов в зерне и зеленой массе амаранта по отношению к другим растениям свидетельствуют о высокой питательной ценности в целом и о значительном вкладе белков амаранта с оптимальным набором аминокислот, в первую очередь незаменимых (Rastogi Anu, Shukla Sudhir, 2013).
В частности, по данным этих авторов, в зернах амаранта, посравнениюсдругимизлаками, содержится14,5% протеина, 0,85% лизина, втовремякак
взернах кукурузы 9% протеина и 0,25% – лизина,
всеменах гречихи эти показатели составляют соответственно 12% и 0,55% на 100 г продукта. Чтожекасаетсязеленоймассыамаранта, тосодержание протеина в ней составляет 3,5 г, в листьях шпината– 3,2 г, авлистьяхбазилика – всего лишь 1,8 г на 100 г продукта.
Этисведениядаютоснованияговоритьосерьезных перспективах использования частей растения, особенно листьев, в производстве пищевых продуктов и специальных функциональных продуктов питания. Но исследований относительно эффективности применения протеинов амаранта у спортсменов, в том числе для стимуляции работоспособности, проведенных с использованием методов и принципов доказательной медицины, пока не найдено. Однако с учетом полноценности белков, полученных из семян, а также зеленой массы, можно думать о перспективности их применения при физических нагрузках для ускорения восстановления.
Влияние протеинов и аминокислот на иммунитет при физических нагрузках
В Международном Консенсусе 2017 г. «Имму-
нопитание и тренировки» (Consensus Statement: Immunonutrition and Exercise) была проанализи-
рована роль аминокислот, основным источником поступления которых являются белки различного происхождения и непосредственно пищевые добавки, в регуляции иммунитета спортсменов
илиц, активно занимающихся спортом (Bermon S. et al., 2017). Всоставедополнительныхисточников питаниявкачествеиммуномодулирующихагентов наиболее часто рассматриваются глутамин, незаменимые аминокислоты с разветвленной цепью – ВСАА, аланиниаргинин. Приэтомвсхемахпред-
ипосттренировочногопитаниядоминируютВСАА