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蛋白质是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的高分子化合物，是生物功能的主要载体。氨基酸是蛋白质的构件分子，氨基酸残基之间以肽键连接。
氮平衡反映了机体氮摄入量和排出量的关系，也是体内蛋白质营养、代谢的反映。一般情况下，机体内蛋白质代谢处于动态平衡中。氮平衡表达公式为：
B=I-（U+F+S）
其中，B表示氮平衡；I表示摄入氮；U表示尿氮；F表示粪氮；S表示从皮肤损失的氮。
在特定时间内，如机体摄入氮和排出氮相等，即B=0，表示总氮平衡；如摄入氮大于排出氮即B＞0，称为正氮平衡；如摄入氮小于排出氮，即B＜0，则为负氮平衡。素食、饥饿、创伤、结核、癌症、感染、发烧等患者应注意其排出氮很可能超过摄入氮，长期处于负氮平衡状态不利于身体健康，应及时纠正。婴幼儿、青少年和孕妇等应适当增加蛋白质摄入，使其处于正氮平衡。
构成人体蛋白质的20种氨基酸中，有8种体内不能合成或合成速度远不能满足机体需要，必须由食物供给，称为必需氨基酸。它们是缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸。对于婴儿来说，组氨酸也是必需氨基酸。半胱氨酸、酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，如膳食中提供充足的半胱氨酸、酪氨酸，则人体对必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量减少。
人体蛋白质和各种食物蛋白质在必需氨基酸的种类和量上均有差异，营养学用氨基酸模式来反映这种差异。所谓氨基酸模式，就是蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。其计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为1，分别计算出其他必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质的氨基酸模式。
食物蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质的氨基酸模式越接近，必需氨基酸被机体利用的程度越高，该食物蛋白质的营养价值也就越高，如蛋、奶、肉、鱼、大豆等均被称为优质蛋白质（又称完全蛋白质）。鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基酸模式最接近，在实验中常被作为参考蛋白质，用于测定其他蛋白质的质量。
食物蛋白质中某一种或几种必需氨基酸相对含量较低，不能满足机体蛋白质合成需要，并导致其他的必需氨基酸在体内不能被充分利用。这些含量相对较低并造成蛋白质营养价值降低的必需氨基酸称限制氨基酸。其中含量最低的称第一限制氨基酸，余者依次类推。生活中建议将多种食物混合食用，利用蛋白质互补作用以提高膳食蛋白质的营养价值。
完全蛋白质含所有必需氨基酸和部分非必需氨基酸，且所含必需氨基酸的量和比例能满足人体的生长发育和代谢需要。大部分的动物蛋白如肉类、家禽、鱼类、蛋类、奶类等均为完全蛋白质。植物中的大豆蛋白也属于完全蛋白质。
半完全蛋白质含必需氨基酸种类比较齐全，但有一种或几种必需氨基酸含量较少。半完全蛋白质常能满足成人的代谢需要，但不能满足婴幼儿、儿童、青少年的成长需要，因此不宜作为生长期膳食的唯一蛋白质来源。小麦、大麦、谷类所含蛋白质即为半完全蛋白质。动物的结缔组织和肉皮中的胶原蛋白色氨酸含量少，也属于半完全蛋白质。
不完全蛋白质常缺少一种或几种必需氨基酸，其中赖氨酸缺乏最为常见，其次为蛋氨酸和色氨酸。多数植物蛋白都是不完全蛋白质，如豌豆中的球蛋白等。但如果多种植物蛋白混合食用，人体也能获得比例合适的必需氨基酸，因此建议日常选用的食物应品种多样化，起到蛋白质互补作用，如可以将色氨酸和赖氨酸含量均较低的玉米和蛋氨酸含量较低的豆类一起食用。一般来说，个体选择食物应以动物性食物和植物性食物合理搭配为宜，特别是处于生长发育阶段的儿童、青少年应注意补充动物性食物，获取足量的完全蛋白质。
蛋白质是生命的物质基础，不但是机体组织、器官的重要组成成分，也是各种重要生理活性物质的构成成分。机体组织的生长、更新、修复和生理功能调节都需要蛋白质的参与。
机体组织细胞的主要成分是蛋白质，成人体内蛋白质含量占体重的16%～19%。一般情况下，这些蛋白质处于分解、合成的动态平衡中。机体从食物中摄取蛋白质后，成人主要用于补充组织蛋白更新，儿童、青少年和孕妇等还用于合成新的组织。
生物体内的各种生命现象几乎都离不开蛋白质。蛋白质可构成体内各种生物活性物质，如在新陈代谢中起重要催化作用的酶，调节生理过程并维持内环境相对稳定的激素，维持水、电解质和酸碱平衡的可溶性蛋白质，以及参与免疫功能的抗体和众多细胞因子。血红蛋白、脂蛋白还分别是氧和脂类的重要运输载体。
蛋白质是三大产热营养素之一，和碳水化合物、脂肪一起参与机体的能量代谢。1g蛋白质在体内氧化约可提供16.7kJ（4kcal）的能量。
近年来研究发现，肽类和氨基酸具有许多重要的生理功能，如某些肽类参与机体的免疫调节、促进矿物质的吸收，还有降血压、清除自由基等功能；精氨酸有利于婴儿生长发育和创伤修复；精氨酸、谷氨酰胺可调节机体的免疫功能；谷氨酰胺对小肠具有保护作用；牛磺酸可促进中枢神经系统发育。
食物蛋白质的营养价值主要从蛋白质的“量”和“质”、以及蛋白质被机体消化、吸收、利用的程度等方面进行评价。
蛋白质含量是食物蛋白质营养价值的基础。食物中蛋白质含量测定一般使用微量凯氏定氮法，先测定食物中的氮含量，再乘以换算系数6.25 （食物中蛋白质的平均含氮量约为16%）即为食物中蛋白质的含量。
蛋白质含量=食物中总氮量×6.25
蛋白质消化率不仅反映了蛋白质在消化道内被分解的程度，同时还可反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。不同食物以及同一食物的不同加工方式其蛋白质消化率均有差异，如整粒的大豆消化率为60%，加工成豆腐后可提高至90%以上。
上式中的粪代谢氮是指肠道内源性氮即脱落的肠黏膜细胞和肠道细菌所含的氮，是在实验对象完全不摄入蛋白质时粪中的含氮量。成人24h内粪代谢氮一般为0.9～1.2g。实际应用中，往往不考虑粪代谢氮，只测定表观消化率。
蛋白质利用率反映食物蛋白质被消化吸收后在体内被利用的程度，常用生物学方法和化学方法测定，下面介绍几种常用指标。
（1）蛋白质生物价（BV）：是反映食物蛋白质经消化吸收后，被机体利用的程度，其最大值为100。
食物蛋白质生物价越高，说明该食物蛋白质中有越多氨基酸被用以合成人体组织，越少氨基酸经肝、肾代谢释放能量或由尿中排出多余氮，对肝、肾的负担相对较小。生物价对肝、肾疾病患者的膳食有指导意义。常见食物的蛋白质生物价：鸡蛋94，牛奶85，鱼肉83，猪肉74，大米77，大豆64，玉米80，花生59。
（2）蛋白质净利用率（NPU）：是反映食物中蛋白质被机体利用的程度。
（3）蛋白质功效比值（PER）：指实验期内动物平均每摄入1g蛋白质所增加的体重（g）。一般选择出生后21～28d刚断奶的雄性大白鼠（体重50～60g），给予含被测蛋白质（唯一蛋白质来源，占饲料的10%）的合成饲料喂养28d，每周称量体重，计算实验期间动物体重增加量和蛋白质摄入总量，再按下式计算：
同一食物在不同实验条件下测得的蛋白质功效比值往往有明显差异，为了使实验结果具有一致性、可比性，实验期间常用酪蛋白（标准试剂）作为参考蛋白质设计对照组，无论酪蛋白组的功效比值多少，均换算为2.5，然后按下式计算被测蛋白质的功效比值：
氨基酸评分也称蛋白质化学评分，是评估蛋白质质量最简单的方法。
确定食物的蛋白质氨基酸评分需先按上式计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值，然后再找出第一限制氨基酸（最低的必需氨基酸）评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。氨基酸评分方法虽简单，但缺点是没有考虑食物蛋白质的消化率。
膳食中蛋白质供能以占总能量的10%～15%为宜，为改善膳食蛋白质的质量，一般要求动物性蛋白质和大豆蛋白质等优质蛋白质占总量的30%～50%。根据我国居民膳食结构模式和蛋白质需要量研究，2000年中国营养学会建议我国居民膳食蛋白质推荐摄入量（RNI）为婴儿1.5～3g/（kg·d），儿童35～75g/d，青少年80～85g/d，成年男性和女性按不同活动强度分别为75～90g/d和65～80g/d，孕妇和乳母另加5～20g/d，老年期男女分别酌减至75g/d和65g/d。中国居民膳食蛋白质推荐摄入量（RNI）见表1-2。
表1-2 中国居民膳食蛋白质推荐摄入量（RNI，g/d）
注：a指成年人按1.16g/（kg·d）计；b指老年人按1.27g/（kg·d）或蛋白质占总能量的15%计。
（引自中国营养学会，中国居民膳食营养素参考摄入量.北京：中国轻工业出版社，2000）
蛋白质的来源可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。一般来说，动物性食物和植物性食物中的大豆及其制品蛋白质含量丰富，米、面等谷类蛋白质含量中等，蔬菜、水果中蛋白质含量较少。富含蛋白质的食物有：奶类如牛奶、羊奶、马奶等；畜肉如牛、羊、猪、狗等；禽肉如鸡、鸭、鹅等；蛋类如鸡蛋、鸭蛋、鹌鹑蛋等；水产类如鱼、虾、蟹等；豆类如黄豆、青豆、黑豆等；干果类如瓜子、核桃、杏仁、松子等。此外，鸡爪、牛筋、猪蹄等也含有丰富的胶原蛋白。常见食物的蛋白质含量详见表1-3。
表1-3 常见食物的蛋白质含量（g/100g）
