營養(yǎng)學(xué)/食物蛋白質(zhì)
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2.7.1 食物氮的存在形式
食物來源于動(dòng)、植物，其中氮的存在形式有很大差別。肉類絕大部分的氮以蛋白質(zhì)形式存在，僅有少量游離氨基酸或肽以及核酸、磷脂氮、肌酸、鵝肌肽；魚類則非蛋白氮含量豐富，約占總氮量的10～30%；乳氮約20%屬于非蛋白氮。植物性食物含氮化合物的成分差異更大，種子類幾乎95%的氮存在于蛋白質(zhì)，而根莖類如土豆、胡蘿卜等，蛋白質(zhì)少于50%，多數(shù)氮以肽和游離氨基酸的形式存在，特別是土豆富含谷氨酰胺和門冬氨酸。此外，植物組織中含有不少非蛋白氨基酸，這些氨基酸有些能在體內(nèi)代謝，而多數(shù)原樣不變從尿排出；還有少量是有毒的，如刀豆中的刀豆氨酸、蠶豆中的β氰基丙氨酸。新的蛋白質(zhì)來源如單細(xì)胞蛋白含核蛋白很高，其量可達(dá)蛋白質(zhì)總量的50%。由于核酸在人體內(nèi)最終代謝產(chǎn)物為尿酸，大量食用可引起血漿尿酸濃度增高，易形成尿結(jié)石和痛風(fēng)癥。因此，單細(xì)胞蛋白不經(jīng)去核酸處理，不宜作為人類食物的來源。
食物中蛋白質(zhì)的含量一般采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定，然后換算成蛋白質(zhì)的量。動(dòng)、植物性食物蛋白的含氮量約為15.7～19%，平均16%。將測(cè)得的氮值乘以6.25（蛋白質(zhì)換算系數(shù)），即得該食物的粗蛋白的含量。需要比較準(zhǔn)確地計(jì)算時(shí)，可采用不同的換算系數(shù)（表2-7）。
表2-7 氮換算成蛋白質(zhì)的換算系數(shù)
| 換算系數(shù) | |
| 面粉（中或低出粉率） | 5.70 |
| 全麥 | 5.83 |
| 大米 | 5.95 |
| 花生 | 5.46 |
| 黃豆 | 5.71 |
| 芝麻 | 5.30 |
| 乳類 | 6.38 |
這種計(jì)算方法是按食物總氮全部以蛋白質(zhì)的形式存在而計(jì)算的，對(duì)含非蛋白氮高的食物來說，蛋白質(zhì)的計(jì)算的值無疑過高。因此用定氮法測(cè)得的蛋白質(zhì)，稱之為粗蛋白。
2.7.2 常用食物的蛋白質(zhì)含量
食物成分表上食物的蛋白質(zhì)含量是以每100g食物中的量表示的。這個(gè)量沒有表達(dá)該食物的蛋白質(zhì)和熱能的關(guān)系。因?yàn)槿梭w的熱量需要決定了食物的攝取量。因此，食物作為蛋白質(zhì)來源的價(jià)值也決定于其本身的熱值。如我國成年男子從事輕體力勞動(dòng)時(shí)，每日膳食熱能供給量為10920kJ，蛋白質(zhì)供給量為80g。由食物蛋白提供的熱能約占總熱能的11%。適宜的食物，其中蛋白質(zhì)提供的熱能占總熱能的10～15%。因此，將食物中蛋白質(zhì)用蛋白質(zhì)的熱能占食物總熱能的百分?jǐn)?shù)表示（表2-8），可以大體判斷該食物作為蛋白質(zhì)來源的價(jià)值。從表2-8看，花生、黃豆、魚、瘦豬肉都是很好的食物蛋白的來源；如果選擇大米作為膳食唯一的食物來源。其蛋白質(zhì)顯然不能滿足人體蛋白質(zhì)的需要量。
表2-8 幾種食物的蛋白含量及其熱能與食物總熱能的比（%）
| 蛋白質(zhì) | ||
| g.100g-1食物* | kJ.100kJ-1食物** | |
| 蘋果 | 0.3 | 2.8 |
| 稻米（上白梗） | 6.7 | 7.8 |
| 帶魚 | 18.1 | 52.1 |
| 小麥粉（富強(qiáng)粉） | 9.4 | 10.7 |
| 土豆 | 2.3 | 11.9 |
| 花生米 | 26.2 | 19.2 |
| 瘦豬肉 | 16.7 | 20.2 |
| 雞蛋 | 14.7 | 34.6 |
| 黃豆 | 36.3 | 35. |
| 豆腐（北） | 7.4 | 41.1 |
| 牛肉 | 20.1 | 46. |
- 摘自中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生研究所:食物成分表
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- 按食物成分表計(jì)算得出
2.7.3 膳食蛋白質(zhì)的質(zhì)量評(píng)價(jià)
膳食的蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值在很大程度上，取決于為機(jī)體合成含氮化合物所能提供必需氨基酸的量和模式。所有評(píng)定蛋白質(zhì)質(zhì)量的方法都是以此概念作為基礎(chǔ)的。評(píng)價(jià)的方法有許多種，但任何一種方法都以一種現(xiàn)象作為評(píng)定指標(biāo)，因而具有一定的局限性，所表示的營養(yǎng)價(jià)值也是相對(duì)的，因此，具體評(píng)價(jià)一種食物或混合食物蛋白時(shí)，應(yīng)該根據(jù)不同的方法綜合考慮。以下敘述幾種常用的評(píng)價(jià)方法。
（1）蛋白質(zhì)消化率（digestibility,D）食物的蛋白質(zhì)消化率是指食物蛋白受消化酶水解后吸收的程度，用吸收氮量和總氮量的比值表示：
D=吸收N/攝入N×100
食物蛋白質(zhì)真實(shí)消化率（ture digestibility,TD）可用進(jìn)食實(shí)驗(yàn)測(cè)得：
TD=［攝入N-（糞N-糞代謝N）］/攝入N×100
糞氮不全是未消化的食物氮，其中有一部分來自脫落腸粘膜細(xì)胞、消化酶和腸道微生物。這部分氮稱為糞代謝氮，可在受試者攝食無蛋白膳時(shí)，測(cè)得糞氮而知，其量約為0.9～1.2g.24h-1。如果糞代謝氮忽略不計(jì)，即為表觀消化率(apparent digestibility,AD):
AD=(攝入N-糞N)/攝入N×100
表觀消化率比真實(shí)消化率低，對(duì)蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的估計(jì)偏低，因此有較大的安全系數(shù)。此外，由于表觀消化率的測(cè)定方法較為簡便，故一般多采用。
用一般烹調(diào)方法加工的食物蛋白的消化率為：奶類97～98%、肉類92～94％、蛋類98%、大米82%、土豆74%。植物性食物蛋白由于有纖維包圍，比動(dòng)物性食物蛋白的消化率要低，但纖維素經(jīng)加工軟化破壞或除去后，植物蛋白的消化率可以提高。如大豆蛋白消化率為60%，加工成豆腐后，可提高到90%。
（2）蛋白質(zhì)的生物價(jià)值（biological value,BV）蛋白質(zhì)的生物價(jià)值是為維持和/或生長而在體內(nèi)保留氮和吸收氮的比值：
BV=［攝入N-（糞N-糞代謝N）-（尿N-尿內(nèi)源N）］/［攝入N-（糞N-糞代謝N）］×100
蛋白質(zhì)生物價(jià)值受很多因素的影響。對(duì)不同食物蛋白的生物價(jià)值進(jìn)行比較時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)該一致，否則即使同一種食物也會(huì)得出不一致的結(jié)果。如雞蛋蛋白的熱能占總熱能8%時(shí)，生物價(jià)值為91；占16%時(shí)為62。一般情況下，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物多采用初斷乳的大鼠，飼料中蛋白質(zhì)含量占10%。幾種食物蛋白的生物價(jià)值見表2-9。
表2-9 幾種食物蛋白的生物價(jià)值
| 生物價(jià)值 | 生物價(jià)值 | 生物價(jià)值 | |||
| 大米 | 77 | 土豆 | 67 | 全雞蛋 | 94 |
| 小麥 | 67 | 大豆 | 64 | 牛肉 | 76 |
| 面粉 | 52 | 蠶豆 | 58 | 豬肉 | 74 |
| 甘薯 | 72 | 花生 | 59 | 蝦 | 77 |
| 玉米 | 60 | 白菜 | 76 | 牛奶 | 85 |
（3）蛋白質(zhì)凈利用率（net proteinutilization,NPU）蛋白質(zhì)生物價(jià)值沒有考慮在消化過程中未吸收而丟失的氮，所以Miller等建議將生物價(jià)值乘以消化率，稱之為蛋白質(zhì)凈利用率：
NPU=BV×D=保留N/攝入N
動(dòng)物的蛋白質(zhì)凈利用率也可用體氮法進(jìn)行測(cè)定。用同窩斷乳大鼠分別飼以含維持水平蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)飼料（A組）和無蛋白的飼料（B組）各10d。記錄各組每日食量。實(shí)驗(yàn)終了時(shí)測(cè)定各組動(dòng)物尸體總氮量和飼料含氮量，按下列計(jì)算：
NPU=（BF-BK+IK）/IF
式中: IF=A組N攝入量
BF=A組尸體總N量
BK=B組尸體總N量
IK=B組N攝入量
也可測(cè)定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸體的干重和含水量，利用已知的幼鼠尸體N/H2O的平均比值計(jì)算尸體含氮量，則操作更為簡便。
（4）蛋白質(zhì)效力比（protein efficiencyratio,PER）蛋白質(zhì)效力比是攝入單位重量蛋白質(zhì)的體重增加數(shù)：
PER=體重增加（g）/攝入蛋白質(zhì)（g）
通常用雄性斷乳大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。Osborne等證明PER隨飼料中蛋白質(zhì)的水平而改變，因而建議在適宜的蛋白質(zhì)的水平上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。習(xí)慣上用含10%蛋白質(zhì)的飼料，AOAC提出的標(biāo)準(zhǔn)步驟則用含9.09%蛋白質(zhì)的飼料飼養(yǎng)動(dòng)物。
此測(cè)定最大的缺點(diǎn)是沒有把維持所需的蛋白質(zhì)考慮在內(nèi)，因而所得結(jié)果常不成比例。例如PER為2時(shí)，其質(zhì)量不等于PER為1時(shí)的兩倍。不同實(shí)驗(yàn)測(cè)得的PER的重復(fù)性往往不佳，為了減少實(shí)驗(yàn)室間的變異，假設(shè)酪蛋白（參考蛋白）的PER值：
校正的PER=PER×（2.5/酪蛋白的實(shí)測(cè)PER）
（5）相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值（realative proteinvalue,RPV）相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值是動(dòng)物攝食受試蛋白的劑量-生長曲線斜率（A）和攝食參考蛋白的劑量-生長曲線斜率（B）比：
RPV=A/B×100
以含3～4種不同劑量的受試食物蛋白喂養(yǎng)斷乳大鼠，將大鼠體重增長數(shù)（Y）對(duì)受試蛋白的進(jìn)食克數(shù)（X）繪制回歸方程，求其斜率（A）。同時(shí)用含不同劑量的乳白蛋白（參考蛋白）喂養(yǎng)動(dòng)物，同法得劑量-生長回歸方程及斜率（B）。假設(shè)前一回歸方程為Y1=2.35X1-0.36，后一回歸方程為Y2=4.12X2-0.28，則此受試蛋白的相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值可計(jì)算如下：
RPV=2.35/4.12×100=57
由受試蛋白測(cè)得的回歸方程，斜率越大蛋白質(zhì)利用率越高。
（6）氨基酸評(píng)分（amino acid score）或化學(xué)評(píng)分（chemicalscore） 1946年Block等指出在合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，構(gòu)成蛋白質(zhì)所必需的氨基酸（AA）必須同時(shí)存在，缺乏其中任何一種就會(huì)影響合成，因此用食物蛋白氨基酸的組成評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)。查表計(jì)算或測(cè)定某種受試食物蛋白或混合食物蛋白中每一種必需氨基酸的含量，與參考蛋白進(jìn)行比較，以每種氨基酸與參考蛋白氨基酸的比值表示。比值最低的那種氨基酸，即為第一限制氨基酸，此最低比值即受試食物蛋白的氨基酸評(píng)分或化學(xué)評(píng)分。氨基酸評(píng)分可計(jì)算如下：
氨基酸評(píng)分=每克受試蛋白的某種AA含量（mg）/每克參考蛋白的該種AA含量（mg）×100
或 氨基酸評(píng)分=受試蛋白每克N的某AA含量(mg)/參考蛋白每克N的該種AA含量（mg）×100
食物蛋白中氨基酸的含量可用比較的參考蛋白的關(guān)系表示或用每克氮的關(guān)系表示。Block等原用卵蛋白作為與受試蛋白比較的參考蛋白，經(jīng)后人修改現(xiàn)多采用FAO/WHO（1973）根據(jù)學(xué)齡前兒童最低需要量制定的理想氨基酸需要量模式（表2-10）與受試蛋白進(jìn)行比較。
根據(jù)理想模式測(cè)得的氨基酸評(píng)分適用于兒童對(duì)食物蛋白利用率的評(píng)價(jià)；但對(duì)成年人則低估了該蛋白質(zhì)的質(zhì)量，因?yàn)槌赡耆藢?duì)每克蛋白質(zhì)氨基酸的需要量較低。
表2-10 理想的氨基酸需要量模式
| 含量（mg.g-1蛋白質(zhì)） | |
| 異亮氨酸 | 40 |
| 亮氨酸 | 70 |
| 賴氨酸 | 55 |
| 蛋氨酸+胱氨酸 | 35 |
| 苯丙氨酸+酪氨酸 | 60 |
| 蘇氨酸 | 40 |
| 色氨酸 | 10 |
| 纈氨酸 | 50 |
表2-11 幾種食物蛋白的氨基酸評(píng)分
| 蛋白質(zhì)來源 | 氨基酸含量（mg.g-1蛋白質(zhì)） | 氨基酸評(píng)分（限制氨基酸） | |||
| 賴氨酸 | 含硫氨酸 | 蘇氨酸 | 色氨酸 | ||
| 理想模式 | 55 | 35 | 40 | 10 | 100 |
| 稻谷 | 24 | 38 | 30 | 11 | 44（賴氨酸） |
| 豆 | 72 | 24 | 42 | 14 | 68（含硫氨酸） |
| 奶粉 | 80 | 29 | 37 | 13 | 83（含硫氨酸） |
| 谷、豆、奶粉混合（67：22：11） | 51 | 32 | 35 | 12 | 88（蘇氨酸） |
- 根據(jù)Pellett,Pl etal(1978):“Nutritional Evaluation of Protein Foods”計(jì)算
2.7.4 蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用
幾種食物混食，由于必需氨基酸的種類和數(shù)量互相補(bǔ)充，而能更接近人體需要量的比值，使生物價(jià)值得到相應(yīng)的提高，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。如小麥、小米、牛肉、大豆各個(gè)單獨(dú)食用時(shí)，其蛋白質(zhì)生物價(jià)值分別為67、57、69、64，而混食的生物價(jià)值可高達(dá)89。中美洲和巴拿馬營養(yǎng)研究所（INCAP）制成一種植物混合食物，稱為“Incaparina”，其中含玉米粉29%、高梁29%、棉籽粉38%、啤酒酵母3%、碳酸鈣1%及維生素A。這種混合食物是營養(yǎng)不良地區(qū)低蛋白膳食的良好補(bǔ)助食物，其蛋白質(zhì)的生物價(jià)值僅略次于牛乳蛋白。
用限制氨基酸補(bǔ)充到相應(yīng)的食物中，如用賴氨酸補(bǔ)充谷類蛋白，用蛋氨酸、賴氨酸和蘇氨酸補(bǔ)充花生粉，同樣可以起到互補(bǔ)作用。如在面粉中添加賴氨酸0.2%，面粉蛋白的生物價(jià)值可由47提高到71，學(xué)齡兒童食用這種賴氨酸強(qiáng)化食品一年后，身高、體重和抵抗力等均較對(duì)照組有顯著提高。
因?yàn)榻M成蛋白質(zhì)氨基酸必須同時(shí)存在才能合成蛋白質(zhì)，而且機(jī)體內(nèi)氨基酸的儲(chǔ)存量很少，因此膳食中不同蛋白質(zhì)必須在同一餐攝入才能起到互補(bǔ)作用。如每3h單獨(dú)以一種必需氨基酸飼養(yǎng)大鼠，氨酸的利用不佳，大鼠不能生長。
2.7.5 加工對(duì)食物蛋白營養(yǎng)價(jià)值的影響
食物加工的方法有加熱、冷凍、攪拌、高壓、鹽腌等，其中以加熱對(duì)蛋白質(zhì)的影響最大。蛋白質(zhì)經(jīng)過加熱處理，構(gòu)型（Configuration）改變，固有的生物活性喪失，這種變化稱為變性。如蛋清受熱凝固、瘦肉受熱收縮變硬都是變性現(xiàn)象。各種蛋白質(zhì)的耐熱性能不一，多數(shù)在60～80℃開始變性。變性不同于變質(zhì)，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)未變。
烹調(diào)和防止食物腐敗往往采用100～200℃的加熱法。在上述溫度下和沒有糖存在時(shí)，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象（Conformation）的次級(jí)鍵發(fā)生斷裂，破壞了肽鍵原有的空間排列。原來在分子內(nèi)部的一些非極性基團(tuán)暴露到分子表面，使蛋白質(zhì)的溶解度降低，甚至凝固。同時(shí)各種反應(yīng)基團(tuán)如-NH2、-COOH、-OH、-SH釋放出來，使蛋白質(zhì)易于酶解，也變得容易消化。食物中氨基酸的損失不大。
某些食物中含有阻礙酶作用的抑制劑。如大豆中的抗胰蛋白酶、血球凝集素，蛋清中的卵粘蛋白等受熱后因變性而失去活性。解除了對(duì)酶的抑制作用，從而提高了食物的營養(yǎng)價(jià)值。
大部分食品除蛋白質(zhì)外，還含有具還原性的糖類。蛋白質(zhì)過度加熱，尤其在有還原糖存在的條件下，可產(chǎn)生非酶的美拉德（Maillard）反應(yīng)。食物變成棕褐色，其中氨基酸主要是賴氨酸遭到破壞，減低了蛋白質(zhì)的生物價(jià)值。同時(shí)蛋白質(zhì)的酶解也下降，使食物不易消化。美拉德反應(yīng)的過程甚為復(fù)雜，即使在較低溫度下也能進(jìn)行，只是反應(yīng)速率相當(dāng)緩慢。
 蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況的評(píng)價(jià) | 蛋白質(zhì)-參考文獻(xiàn)  |
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