临床营养学(第3版)(全国高等学历继续教育“十三五”(护理专科)规划教材)
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第二节 蛋白质

蛋白质(protein)分子是生物大分子,含有碳、氢、氧、氮及少量的硫和磷。其基本构成单位是氨基酸,各氨基酸按一定的排列顺序由肽键连接构成蛋白质。蛋白质是人体氮的唯一来源,构成人体基本成分,占人体总重量的16%~19%。一切细胞和组织都由蛋白质组成,没有蛋白质就没有生命。
一、生理功能
1.构成和修复组织
蛋白质作为构成和修补组织细胞的“建筑材料”, 参与体内所有组织、器官的构成。成年人机体蛋白质总量维持动态平衡,每天有3%左右蛋白质更新。
2.构成激素和酶成分
机体代谢活动由成千上万种化学反应来完成,酶是化学反应的催化剂,广泛参与各种生命活动;没有酶,生命活动就无法进行,而具有各种特异作用的酶,其本质都是蛋白质。此外,有些调节生理功能的激素也是以蛋白质为主要原料。
3.构成抗体
为保护机体免受细菌和病毒侵害,抗体起着非常重要的保护作用,各种抗体本身就是球蛋白。
4.调节渗透压
人体血浆与组织间水分保持动态平衡是靠血浆电解质总量与蛋白质浓度。当组织液与血浆电解质浓度相等时,水分分布就取决于血浆白蛋白含量。若血浆白蛋白降低,水分会渗入周围组织,引起组织水肿。
5.供给能量
蛋白质在分解过程中,释放出部分能量。机体所消耗能量的14%左右由蛋白质供给。
二、氨基酸
氨基酸是组成蛋白质的基本单位,构成人体和食物蛋白质的氨基酸有20余种,其中异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸在体内不能合成,或合成速度不能满足机体需要,必须从食物中直接获得,称为必需氨基酸(essential amino acid,EAA),另外组氨酸是婴儿的必需氨基酸。其余能在体内合成的氨基酸称为非必需氨基酸(non-essential amino acid,NEAA)。
各种必需氨基酸间的构成比例称为氨基酸模式。根据蛋白质中必需氨基酸含量,以含量最少的色氨酸为1,分别计算出其他必需氨基酸的相应比值。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。几种食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式见表2-1。
表2-1 几种食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式
三、蛋白质分类
根据食物蛋白质中必需氨基酸组成,把蛋白质分为三大类,即完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质。
1.完全蛋白质
即优质蛋白质,所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当,不但能维持成人的健康,还可促进儿童生长发育。如奶类中的酪蛋白、乳清蛋白,蛋类中的卵白蛋白及卵黄磷蛋白,肉类中的白蛋白和肌蛋白,大豆中的大豆蛋白,小麦和玉米中的谷蛋白等。
2.半完全蛋白质
所含必需氨基酸种类齐全,但含量多少不均,比例不合适,可以维持生命,但不能促进生长发育。如小麦和大麦中的麦胶蛋白等。
3.不完全蛋白质
所含必需氨基酸种类不全,既不能维持生命,也不能促进生长发育。如玉米中的胶蛋白,动物结缔组织和肉皮中的胶质蛋白等。
四、食物蛋白质营养学评价
(一)蛋白质含量
蛋白质含量是评价食物蛋白质营养价值的基本指标。大多数蛋白质的含氮量相当接近,平均为16%。通常用凯氏定氮法测定其含氮量,用食物的含氮量乘以蛋白质折算系数(即100÷16=6.25),即为食物蛋白质含量。
常用食物蛋白质含量:粮谷类为7.5%~15%,干豆类20%~40%、蔬菜类1%~2%、畜禽类10%~20%、蛋类11%~20%、鱼类 16%~18%。
(二)蛋白质的消化率
蛋白质的消化率(digestibility)不仅反映了蛋白质在消化道被分解的程度,同时还反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。蛋白质消化率越高,则被机体吸收利用的数量越多,其营养价值越高。

消化率(%)=[食物氮-(粪氮-粪代谢氮)]/食物氮×100%

粪代谢氮是指在试验对象完全不摄入蛋白质时,粪中所含的氮,主要来自脱落肠黏膜细胞、消化酶和肠道微生物,测定十分繁琐,通过上式所得的消化率通常称为蛋白质真消化率。如果不考虑粪代谢氮,则所得的消化率称为表观消化率。
蛋白质的消化率受食物品种影响很大,由于蛋白质在食物中的存在形式、结构各不相同,食物中含有不利于蛋白质吸收的因素等,如植物性蛋白质因被纤维素包裹,难与消化酶接触,其消化率常常比动物性蛋白质低。另外,蛋白质的消化率也受食物加工或烹调方法的影响,如大豆整粒食用时,消化率仅60%,而加工成豆腐后,消化率提高到90%以上,这是因为加工后的制品中去除了大豆中的纤维素和其他不利于蛋白质消化吸收的影响因素。
(三)蛋白质利用率
1.生物价(biological value, BV)
指蛋白质被吸收后储留氮量占吸收氮量的百分比。

BV=氮储留量/氮吸收量×100%

氮储留量=摄入氮量-(粪氮-粪代谢氮)-(尿氮-尿内源氮)

氮吸收量=摄入氮量-(粪氮-粪代谢氮)

生物价越高,表示该食物蛋白质的利用程度越好。蛋白质的生物价取决于其所含必需氨基酸的种类和数量。必需氨基酸种类齐全,比例适合人体需要,其生物价就高。常见食物蛋白质的生物价见表2-2。
表2-2 常见食物蛋白质的生物价
2.氨基酸评分(amino acid score,AAS)
是将待评食物蛋白质必需氨基酸组成与推荐的理想模式或参考蛋白质模式进行比较,以食物蛋白质必需氨基酸满足人体对必需氨基酸需要的程度来评定食物蛋白质的营养价值。
AAS =每克待评食物蛋白质的必需氨基酸(mg)/每克参考蛋白质的必需氨基酸(mg)×100%
氨基酸评分作为最简单的评价蛋白质质量的方法被广泛采用,它可以明确食物蛋白质的限制氨基酸(氨基酸评分最低的必需氨基酸),如小麦粉蛋白质的第一限制氨基酸是赖氨酸,大豆蛋白质的第一限制氨基酸是蛋氨酸。
(四)蛋白质的互补作用
两种或两种以上食物蛋白质混合食用,其所含的必需氨基酸取长补短、互相补充,达到较好的比例,从而提高蛋白质利用率的作用,称为蛋白质的互补作用(complementary action)。例如赖氨酸在玉米中含量较低,在大豆中含量较高,而蛋氨酸在大豆中含量相对较低,在玉米中含量稍高,两者混合食用则氨基酸可以取长补短,提高蛋白质的生物价。北方人吃的杂合面是蛋白质互补作用的范例,如小米、小麦、牛肉干、大豆单独食用时,生物价分别为67、57、76、64,若按照39%、13%、22%、26%的比例,混合食用,生物价可提高到89。几种食物混合后蛋白质的生物价见表2-3。
表2-3 几种食物混合后蛋白质的生物价
若以氨基酸评分为指标,亦明显可见蛋白质的互补作用。例如,谷类、豆类、奶粉氨基酸评分为44、68和83,若按谷类67%、豆类22%、奶粉11%的比例混合,氨基酸评分可达88。
五、参考摄入量和食物来源
我国成人蛋白质推荐摄入量为1.0~1.2g/(kg·d)。按能量计算,我国推荐的成人每日饮食中蛋白质能量供给量应占总能量10%~12%,儿童青少年为12%~14%。我国DRIs成年男、女RNI分别为65g/d和55g/d,孕中期、孕晚期和乳母每天分别增加15g、30g和25g。
蛋白质的食物来源可分为植物性和动物性两大类。植物性蛋白质中,谷类蛋白质含量在10%左右,但由于谷类是人们的主食,所以谷类是饮食蛋白质的主要来源。大豆含蛋白质高达36%~40%,氨基酸组成比较合理,利用率较高,是优质蛋白质来源。畜、禽和鱼,含蛋白质15%~22%,是优质蛋白质的重要来源。奶类和蛋类也是优质蛋白质的重要来源。为改善饮食蛋白质质量,优质蛋白质一般应占饮食蛋白质总量的30%~50%。