蛋白质是生命活动的主要承担者,具有重要的生理功能,如体内的物质代谢几乎都是在酶的催化下进行的,酶的化学本质大多都是蛋白质。生物体的各种活动如肌肉收缩、血液凝固、机体防御、物质运输、细胞信号转导以及基因表达调控等功能都必须依赖蛋白质完成。蛋白质也是机体的能源物质。
氮平衡是指每日氮的摄入量与排出量之间的关系。蛋白质的含氮量平均约为16%。食物中的含氮物质主要是蛋白质,主要用于体内蛋白质的合成。排出氮主要是粪便和尿液中的含氮化合物,是蛋白质在体内分解代谢的终产物。因此,测定摄入食物中的含氮量和排泄物中的含氮量可间接反映蛋白质合成代谢与分解代谢的状况。
1.氮总平衡 摄入氮=排出氮,反映体内的蛋白质合成代谢与分解代谢处于动态平衡,见于正常成年人。
2.氮正平衡 摄入氮>排出氮,反映体内蛋白质合成代谢大于分解代谢,见于生长发育期的儿童、孕妇、乳母和恢复期的病人。
3.氮负平衡 摄入氮<排出氮,反映体内蛋白质合成代谢小于分解代谢,见于饥饿、严重烧伤或消耗性疾病患者。
根据氮平衡实验计算,当成人食用不含蛋白质的食物时,每天最低分解20g蛋白质。因食物蛋白来源广泛不可能完全被机体利用,故成人每天最低需要量为30~50g,我国营养学会推荐成人每天蛋白质的需要量为80g。
人体内有8种氨基酸不能合成,必须由食物供给,称为必需氨基酸,包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸。对于婴儿有9种,即加上组氨酸。其余氨基酸体内可以自我合成,不必由食物供给,称为非必需氨基酸。由于蛋氨酸可转换为半胱氨酸(半胱氨酸可取代80%~90%的蛋氨酸)、苯丙氨酸可转换为酪氨酸(酪氨酸可取代70%~75%的苯丙氨酸),所以,在膳食中半胱氨酸充裕时可节省蛋氨酸,酪氨酸充裕时可节省苯丙氨酸。如半胱氨酸和酪氨酸长期缺乏,可能引起蛋氨酸和苯丙氨酸消耗过多。所以,半胱氨酸和酪氨酸称为半必需氨基酸,也称为条件氨基酸。精氨酸和组氨酸能够在体内合成,但合成量不多,若长期缺乏也能造成负氮平衡,故有人也将其归为必需氨基酸。一般来说,蛋白质营养价值的高低主要取决于食物蛋白质中必需氨基酸的种类和比例。动物蛋白质所含必需氨基酸的种类、比例和人体需要相近,营养价值高。
营养价值较低的蛋白质混合食用,必需氨基酸相互补充从而提高蛋白质的营养价值,称为食物蛋白质的互补作用。例如谷类蛋白质含赖氨酸较少而含色氨酸较多,豆类蛋白质含赖氨酸较多而含色氨酸较少,两者混合食用即可提高营养价值。某些疾病情况下,为保证病人需要,可进行混合氨基酸输液。