二、蛋白质

二、蛋白质

蛋白质(protein,pro)是构成人体组织、调节各种生理功能不可缺少的物质,可促进机体生长发育,参与许多重要物质的转运,并供给热能,人体蛋白质约占体重的16%~19%,蛋白质与人体的生长发育及健康有着非常密切的关系,每天大约有3%的蛋白质更新。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。人体内不能合成或合成量不足,必须由食物供给的氨基酸称为必需氨基酸(essential amino acid,EAA),如异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸(儿童);能在体内合成的则称为非必需氨基酸;半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成,所以半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸(若膳食中能直接提供这两种氨基酸,则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少30%和50%)。

(一)氨基酸模式与蛋白质的互补作用

蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例称为氨基酸模式(amino acid pattern,AAP),即根据蛋白质中必需氨基酸含量,以含量最少的色氨酸为1计算出的其他氨基酸的相应比值。

人体所需蛋白质来源于多种食物,凡蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式接近的食物,其必需氨基酸在体内的利用率就高,反之则低。例如,动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式较接近,被称为优质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最为接近,在比较食物蛋白质营养价值时常作为参考蛋白质。而食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低,导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用而使蛋白质营养价值降低,这些含量相对较低的氨基酸称为限制氨基酸(limiting amino acid,LAA),含量最低的称为第一限制氨基酸。植物蛋白质中,赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸含量相对较低,营养价值也相对较低。为了提高植物性蛋白质的营养价值,往往将两种或两种以上的食物混合食用,而达到以多补少的目的,提高膳食蛋白质的营养价值,不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用,称为蛋白质互补作用。

(二)食物蛋白质营养价值评价

由于各种食物蛋白质的含氮量都接近16%,而且蛋白质是体内各种含氮物质的主要来源,因此通过测定摄入食物和排出物的含氮量,可以大体了解机体对摄入蛋白质利用的情况。

1.消化吸收率(digestibility)

以吸收氮量与摄入氮量的比值表示。吸收氮以摄入氮减去粪氮求得。但粪氮并不等于未吸收的氮,其中包括消化道脱落上皮细胞、消化液以及微生物等所含的氮,称粪代谢氮,因此消化率又有表观消化率(apparent digestibility,AD)与真实消化率(true digestibility,TD)之分。

2.蛋白质的生物学价值(biological value,BV)

储留氮与吸收氮的比值。生物价越高,说明蛋白质被机体利用率越高,即营养价值越高,最高值为100。

3.氨基酸评分(amino acid score,AAS)

亦称蛋白质化学评分,首先将待评蛋白的各种必需氨基酸含量,分别与参考蛋白的同一种氨基酸的含量作比较,求出比值;然后,找出比值最低的氨基酸即为第一限制氨基酸,该比值即为待评蛋白质的氨基酸评分。(https://www.daowen.com)

通过氨基酸评分,可知各种膳食蛋白缺少何种氨基酸,富含何种氨基酸,从而设计出能更好地发挥蛋白质互补作用的混合食品或菜谱。比如:小麦粉(标准粉)的AAS为0.47,第一限制氨基酸为赖氨酸;黄豆(大豆)的AAS为0.74,第一限制氨基酸为蛋氨酸。将二者1∶1混合后,MS变成0.81,第一限制氨基酸为蛋氨酸;7∶3混合后,虽然第一限制氨基酸仍然是蛋氨酸,但是AAS变成0.86。混合蛋白的氨基酸评分有了明显提高。

4.氮平衡(nitrogen balance,NB)

氮平衡=摄入氮-(尿氮+粪氮+皮肤等氮损失)-氮平衡既可衡量机体蛋白质代谢及营养状况,也可用于食物蛋白质营养价值评价的指标。例如,A食物的蛋白质纠正负氮平衡用时比B食物用时短,则A食物的蛋白质优于B食物。

5.蛋白质的净利用率(net protein utilization,NPU)

蛋白质的净利用率是摄入的蛋白质被机体储留利用的情况,反映食物中蛋白质被利用的程度,即机体利用的蛋白质占食物中蛋白质的百分比。该指标以10%的被测蛋白质作为膳食蛋白质来源。

6.蛋白质的功效比值(protein efficiency ratio,PER)

蛋白质的功效比值是单位重量的摄入蛋白质所增加体重的数值。为使不同的实验条件下的实验结果具有一致性和可比性,动物实验时用标化酪蛋白为参考蛋白设对照组,无论酪蛋白质组PER为多少,均换算为2.5。

(三)人体蛋白质营养状况评价

蛋白质营养状况的评价,除体格检查的常用指标如身高、体重、发育等,还应检查上臂肌围和上臂肌面积,这是评价总体蛋白质储存的较可靠的指标。还可以测定血清白蛋白、运铁蛋白、前白蛋白、视黄醇结合蛋白等;检查头发的毛干与毛根的形态改变。

(四)蛋白质来源与供给量

蛋白质的食物来源可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。主要来源:粮谷类食品(米、面);良好来源(优质蛋白):蛋、奶、禽畜鱼肉、豆类。理论上,成人摄入30g/d蛋白质就可达氮平衡;但从安全性考虑,成人摄入蛋白质按每天0.8g/kg体重较好;我国以植物性食物为主,蛋白质利用率偏低,1.0~1.5g/kg为宜。摄入蛋白质提供能量占膳食总热能的10%~15%,儿童青少年12%~15%为宜。蛋白质供给量在重体力劳动、精神紧张、应激状态等情况下应适当增加。婴幼儿和儿童相对每日需要量比成人高。18岁以上成年人,男性65g/d,女性55g/d,其他年龄段请参考《中国居民膳食营养素参考摄入量(DRIs2013)》;与DRIs2000相比,成年人体力劳动男性和女性均减少10g/d。