第六章蛋白质

第六章蛋白质第一节蛋白质的生理功能第二节蛋白质的消化、吸收和代谢第三节食物中蛋白质营养价值的评价第四节人体蛋白质营养状况的评价第五节蛋白质食物来源和推荐摄入量第一节蛋白质的生理功能一、蛋白质概述蛋白质是构成生物体一切器官和细胞的重要成分之一，它除了提供机体部分能量外，还参与体内一切代谢活动，可以说没有蛋白质就没有生命。蛋白质主要由碳、氢、氧、氮四种元素构成，有的蛋白质还含有硫和磷，少量蛋白质还含有铁、铜、锌、碘微量元素等。二、蛋白质的生理功能（一）构成和修补人体组织蛋白质在成人体内约占16%-19%，是构成人体组织的重要成分。如肌肉、心、肝、肾等器官中含有大量蛋白质；骨骼和牙齿中含有大量胶原蛋白，指（趾）甲含角蛋白；细胞的各种结构中均含有蛋白质。可见蛋白质是人体重要的构成成分。人体组织中的蛋白质始终处于合成和分解的动态平衡之中，每天约有3%左右的蛋白质进行代谢更新，其中大部分用于合成新的组织蛋白质，只有一小部分分解成脲及其它代谢产物排出体外。蛋白质的合成代谢速度随年龄不同而异，其中婴幼儿和儿童蛋白质的代谢速度最快。机体生长发育及补充新陈代谢所损失的氮，都需要从食物中获得。（二）构成体内各种重要物质蛋白质是酶、抗体和某些激素的主要构成成分，具有催化、运载、调节、收缩和免疫等生物学功能；并维持体内渗透压和酸碱平衡；在记忆、遗传信息的传递和解毒方面也起重要作用。此外，血液的凝固、视觉的形成、人体的运动等都与蛋白质有关。故蛋白质是生命的物质基础，是生命存在的形式。（三）提供能量蛋白质可以为人体提供热能，是三大产热营养素之一。通常人体总能量的10%~15％由蛋白质提供。第二节蛋白质的消化、吸收和代谢一、消化与吸收膳食中的蛋白质消化从胃开始。食物蛋白在胃液消化酶作用下初步水解，但蛋白质消化吸收的主要场所在小肠，由胰腺分泌的胰蛋白酶和糜蛋白酶使蛋白质在小肠中被分解为氨基酸和部分小肽，被小肠粘膜细胞吸收。在小肠粘膜刷状缘中肽酶的作用下，进入粘膜细胞中的小分子肽进一步分解为氨基酸，被吸收的这些氨基酸通过粘膜细胞进入肝门静脉而被运送到肝脏和其它组织或器宫被利用。也有报道，少数大分子蛋白质和多肽可被直接吸收。二、氨基酸代谢池

存在于人体各组织、器官和体液中的氨基酸统称为氨基酸池。氨基酸池中游离氨基酸一部分来自食物，绝大部分来自于体内蛋白质的分解产物。这些氨基酸主要被用来重新合成人体蛋白质，以保证机体蛋白质不断更新和修复。未被利用的氨基酸，则转变成尿素、氨、尿酸和肌酐等物质由尿排出体外。第三节食物中蛋白质营养价值的评价一、必需氨基酸

必需氨基酸是指人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接摄取的氨基酸。构成人体蛋白质的氨基酸有20多种，其中有8种氨基酸为必需氨基酸。即：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸。组氨酸是婴儿必需氨基酸，但世界粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）在1985年首次提出成人组氨酸的需要量为8~12mg/（kg•d），同时许多报道证实组氨酸是成人体内必需氨基酸，但由于组氨酸在人体肌肉和血红蛋白中大量贮存，而人体对其需要量相对较少，很难证实成人体内能否合成组氨酸，所以很难确定组氨酸是否为人体必需氨基酸。

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，当膳食中半胱氨酸和酪氨酸充足时，可以节约30%的蛋氨酸和50%的苯丙氨酸，所以半胱氨酸和酪氨酸这类可减少人体对某些必需氨基酸需要量的氨基酸，称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸。二、氨基酸模式

氨基酸模式，是指某种蛋白质各种必需氨基酸的构成比例。其计算方法：将该种蛋白质的色氨酸含量定为1，分别计算出其他必需氨基酸的相应比值，其比值就是该种蛋白质的氨基酸模式（见表3-2）。食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质越接近时，必需氨基酸被机体利用的程度越高，食物蛋白质的营养价值也就越高。如肉、奶、鱼、蛋及大豆蛋白，与人体蛋白质氨基酸模式很接近，被称为优质蛋白。其中鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基酸模式最接近，叫做参考蛋白，也叫做标准蛋白。三、限制氨基酸

将食物蛋白质中各种必需氨基酸的数量与人体氨基酸模式相比较，含量相对较低的必需氨基酸称为限制氨基酸。其中含量最低的氨基酸称为第一限制氨基酸，以此类推。四、蛋白质的互补作用为了提高蛋白质的营养价值，常常将多种食物混合食用，使必需氨基酸互相补充，使其模式更接近人体的需要，这种作用称为“蛋白质的互补作用”，也被形象地描述为“木桶理论”。例如谷类和大豆制品混合食用时，大豆蛋白可弥补谷类蛋白质中赖氨酸的不足，谷类也可补充大豆蛋白中蛋氨酸的不足，从而取长补短，提高营养价值。在蛋白质的互补作用中，为了充分发挥其互补效果，应注意以下几点：第一，食物的生物学属性愈远愈好，如动物性与植物性食物混合食用；第二，搭配的食物种类愈多愈好；第三，各种食物要同时食用，因为单个氨基酸吸收到体内后，一般要在血液中停留4小时，然后到达各组织器官，再合成各组织器官的蛋白质，必须使不同蛋白质同时到达才能较好发挥氨基酸的互补作用。五、特殊氨基酸牛磺酸，又叫氨基乙磺酸。主要分布在兴奋性较高的组织如神经系统、肌肉组织、视网膜及淋巴细胞和血小板中。对婴幼儿大脑发育、神经传导、视觉机能的完善、钙的吸收有良好作用，是一种对婴幼儿生长发育至关重要的营养素。牛磺酸在初乳中含量非常丰富，但新生儿及婴儿合成牛磺酸的能力很低，国外婴儿配方奶粉中必须添加一定量的牛磺酸，我国目前也已有多种添加牛磺酸的配方奶粉。牛磺酸主要存在于动物性食物中，尤其是贝类，在植物性食物中几乎没有。六、食物中蛋白质营养价值的评价食物蛋白质的营养价值可以从蛋白质含量、消化吸收率以及人体利用率三方面来进行评价：1.蛋白质含量食物中蛋白质含量通常采用凯氏定氮法测定，首先测定食物中的氮含量，再乘以换算系数就可以得到蛋白质的含量。由于食物中蛋白质的含量一般为16%，所以其换算系数为6.25（即100/16）。则：蛋白质含量（%）=含氮量（%）×6.252.蛋白质消化率

蛋白质消化率是指食物蛋白质被机体消化酶分解的程度。蛋白质消化率越高，被机体吸收利用的程度越大，营养价值也越高。

蛋白质的消化率常用机体吸收氮与摄入氮的比值来表示，通常有表观消化率（AD）和真消化率（TD）。其中，粪代谢氮是指试验对象完全不摄入蛋白质时粪便中的含氮量，成人24小时内粪代谢氮一般为0.9-1.2g。由于表观消化率测定方法简单，而且所测得值比真消化率低，用于对蛋白质的营养价值估计偏低，具有较大的安全系数，所以常常用“表观消化率”来表示蛋白质的消化率。

3.蛋白质利用率衡量蛋白质利用率的指标很多，如生物价、蛋白质的净利用率、蛋白质的功效比值、氨基酸分等等，各种指标分别从不同角度反映蛋白质的利用程度。下面主要介绍蛋白质的生物价。

蛋白质的生物价是反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用程度的指标。生物价=（储留氮/吸收氮）×100

生物价越高，表明其被机体利用程度越高，最大值为100。

在蛋白质的互补作用中，将两种或两种以上的食物蛋白质混合食用时，通过氨基酸之间的取长补短，相互补充，可以提高蛋白质的生物价，也就提高了蛋白质的营养价值。日常生活中有许多类似例子，如杂合面、大米绿豆粥、八宝粥、豆沙包、芝麻酱拌豆腐等。若在植物性食物基础上再添加少量动物性食物，蛋白质生物价还会提高。第四节人体蛋白质营养状况的评价一、氮平衡的概念

氮平衡是反映机体摄入氮和排出氮的关系，即蛋白质分解代谢和合成代谢处于动态平衡。即：

B=I－（U+F+S）式中，B：氮平衡；I：摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S：皮肤等氮损失。在一定时间内（24小时）若摄入的氮等于排出的氮，说明机体处于零氮平衡状态；若摄入的氮大于排出的氮，说明机体处于正氮平衡；若摄入的氮低于排出的氮，则机体处于负氮平衡。

一般来讲，在儿童生长发育期、妇女妊娠期、疾病恢复期以及运动和劳动需要增加肌肉时等都应保证适当的正氮平衡，以满足机体对蛋白质额外的需要；在衰老、短暂的饥饿或某些消耗性疾病，由于排出氮大于摄入氮，为负氮平衡，所以应尽可能增加蛋白质供应，以减轻或改变负氮平衡。二、氮平衡的影响因素

1.能量当供给能量低于实际需要时，氮平衡向负氮平衡方向改变。如果蛋白质达到机体所需，而能量超过需要时则可保证氮平衡；但如果蛋白质本身不足，那么尽管增加额外能量，也不会改善氮平衡状况。能量严重不足时，机体将持续向负氮平衡方向发展。

2.活动量减少活动量可使能量消耗减少，能量供给高于需要时则可对蛋白质具有保护作用。

3.激素作用于合成代谢的激素如生长激素、睾酮等有利于氮在体内储留，而作用于分解代谢的激素如甲状腺素、皮质类激素等则有利于体内氮排出。

4.蛋白质与氨基酸摄入量若蛋白质摄入太低，其尿氮排出将随之下降，蛋白质摄入低于消耗，就会出现负氮平衡并引起体内蛋白质消耗，继续发展还可引起器官功能改变。

5.各种应激状态精神过分紧张、焦虑、压力过大以及疾病状态时，都会影响氮的排出量。三、蛋白质营养不良蛋白质严重缺乏，将影响机体组织蛋白质的合成。蛋白质缺乏在成人和儿童中都有发生，但生长阶段的儿童更为敏感。据WHO估计，目前全世界有500万儿童患蛋白质-能量营养不良（PEM），其中有因疾病和营养不当引起，但大多数则是因贫穷和饥饿所致。主要分布在非洲，在中、南美洲，中东、东亚和南亚地区。

PEM有两种：一种是Kwashiorker（加纳语），即“水肿”，指能量摄入基本满足要求，而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病，主要表现为腹部、腿部水肿，虚弱、表情淡漠、生长滞缓，头发变色、变脆和易脱落，易感染其他疾病等；另一种是Marasmus，即“消瘦”，指蛋白质和能量摄入均严重不足的儿童营养性疾病，患儿消瘦无力，因易感染其他疾病而死亡。也有人认为这两种营养不良症是PEM的不同阶段。

成人蛋白质摄入不足可表现为：疲倦、无力、体重降低、血浆清蛋白下降、肌肉萎缩、贫血等症状，严重时会出现营养不良性水肿。另外，还能使伤口愈合缓慢、免疫功能低下。

过量摄入蛋白质，尤其是动物性蛋白质，对人体同样有害。首先动物蛋白质摄入过多，势必会导致动物脂肪和胆固醇摄入也较多。其次还会造成体内含硫氨基酸含量增加，易导致骨骼中钙质丢失，发生骨质疏松。此外，因为人体通常不贮存蛋白质，所以必须将过多的蛋白质分解，通过小便将氮排出体外。而此过程需要大量水分，从而加重肾脏负担，若肾功能本来就不好，则危害就更大。第五节蛋白质食物来源和推荐摄入量一、食物来源蛋白质广泛存在于食物中，动物性食物（如肉、鱼、蛋、奶）的蛋白质含量高（10％-20％）、质量优、利用率高，尤其是鸡蛋蛋白属于参考蛋白。植物性食物（如谷类、薯类、豆类等）中，大豆的蛋白质含量较高（20%-40%），是唯一能够代替动物性蛋白的植物蛋白，也属优质蛋白质。同时由于大豆含有多种活性成分，是一种很好的蛋白质来源。谷类和薯类的蛋白质含量分别为6％-10%和2%-3%。虽然谷类食物蛋白质含量不高，但由于是人们的主食，所