任务二
蛋白质

蛋白质（protein）是生命的物质基础，是构成细胞的有机大分子物质，是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16%~20%，即一个60kg体重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸（Amino acid）按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。

一、蛋白质的生理功能

蛋白质在人体中的作用有很多，主要有以下几项：

（一）构成机体

蛋白质是一切生命的物质基础，是机体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织：毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都有蛋白质的存在。蛋白质对人体的生长发育非常重要。

（二）修补人体组织

人的身体由百兆亿个细胞组成，细胞可以说是生命的最小单位，它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤则表现为有光泽而又有弹性。

（三）维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送

载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的，可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白——输送氧（红血球更新速率250万个/s）、脂蛋白——输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。

（四）维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡

正常的人体血浆与组织液之间的水分不停地进行交换，且保持相对平衡状态，这主要依赖于血浆中电解质总量和胶体蛋白质的浓度。当组织液与血浆的电解质浓度相等时，两者间的水分分布就取决于血浆中的蛋白浓度。若膳食中长期缺乏蛋白质，血浆蛋白的含量便降低，血液中的水分便过多地渗入周围组织，造成营养不良性水肿。

（五）维持体液的酸碱平衡

正常人血液的pH值大约为7.35~7.45，pH值的任何变化将会导致机体出现酸碱平衡紊乱。血液酸碱平衡的维持靠血液中存在的无机和有机缓冲体系。无机缓冲体系主要为碳酸盐，而有机缓冲体系的主要组成成分则是蛋白质。因为蛋白质是两性物质，带有碱性的氨基（—NH 2 ）和酸性的羧基（—COOH），因而具有一定的酸碱缓冲作用，它与无机缓冲物质共同维持血液pH值的相对恒定。

（六）免疫作用

免疫作用是指机体对外界有害因素（主要为细菌和病毒）具有的抵抗力，它是由细胞免疫、体液免疫以及巨噬细胞的吞噬作用共同完成的。体液免疫就是借助于血液中一种被称为抗体的物质，抗体本身就是蛋白质，通过它与异物（主要为细菌和病毒）结合，阻止异物对机体的损害，从而保护机体免受细菌和病毒的侵害。近年来，在临床获得广泛应用的干扰素，实际上是一种糖和蛋白质的复合物。机体抵抗力的大小在很大程度上取决于体内抗体的多少。

（七）蛋白质是许多激素的主要原料

人体内很多激素属于多肽、蛋白质或氨基酸类物质，如生长激素、胰岛素、胰高血糖素、降钙素、催乳素、甲状腺素等。它们在人体中各自发挥重要作用。蛋白质在通过消化道后会被分解成氨基酸，失去生物活性，所以食物中的蛋白质类激素对人体难以发挥作用。

（八）提供能量

蛋白质除了具有生理功能外也是一种能源物质，每克蛋白质在体内完全氧化后可产生4kcal能量，但这只是蛋白质的次要作用。在这一点上，它与糖类和脂肪是不相同的。换句话说，蛋白质的供能作用可以由糖或脂肪代替，即当糖类或脂肪供给充足时，蛋白质就不作为能源物质，而是直接发挥其特殊的生理作用。

通常机体不直接利用蛋白质供能，而是利用体内衰老及破损组织细胞中的蛋白质、食物中一些不符合机体需要或摄入过多的蛋白质氧化分解所释放的能量，因为这种方式供能较为经济。

二、氨基酸

氨基酸是组成蛋白质的基本组成单位。组成蛋白质的氨基酸有20种，其中有8种氨基酸是人体不能自身合成或者合成速度无法满足身体需要，必须从食物中摄取的，这些氨基酸被称为必需氨基酸。对成人来讲必需氨基酸共有8种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。如果饮食中经常缺少上述氨基酸，可影响健康。氨基酸对婴儿的成长起着重要的作用。组氨酸为小儿生长发育期间的必需氨基酸，精氨酸、胱氨酸、酪氨酸、牛磺酸为早产儿所必需。

三、食物蛋白质的营养评价

对蛋白质营养价值的评价，应结合其在人体内消化、吸收和利用的情况进行。此外，在各种烹调方法中，采用长时间的煎、炸等，会破坏部分氨基酸，并影响消化吸收。

（一）食物中蛋白质的含量

食物蛋白质含量是评价蛋白质营养价值的一个重要方面。蛋白质的含量是蛋白质发挥其营养价值的物质基础，尽管食物蛋白质含量的多少不能决定一种食物蛋白质营养价值的高低，但是没有一定的数量，再好的蛋白质其营养价值也有限。

食物蛋白质含量的测定通常先用微量凯氏定氮法测定其含氮量，然后换算成蛋白质含量。食物蛋白质的含氮量取决于其氨基酸的组成以及非蛋白含氮物质的多少。食物蛋白质平均含氮量为16%，故常以含氮量乘以系数6.25测得其粗蛋白含量。

（二）蛋白质的质量

食物中蛋白质质量的高低是影响食物蛋白质营养价值的主要因素，它是人体利用蛋白质效率的指标，高质量的蛋白质所含必需氨基酸与人体的需要是相当的。动物性食物蛋白质营养价值一般高于植物性食物蛋白质。

（三）蛋白质的消化率

蛋白质的消化率（digestibility）是指食物蛋白质被消化酶分解、吸收的程度。消化率越高，被机体利用的可能性就越大。蛋白质的消化率受人体和食物等多种因素的影响，前者如全身状态、消化功能、精神情绪、饮食习惯和对该食物感官状态是否适应等；后者如蛋白质在食物中存在形式、结构、食物纤维素含量、烹调加工方式、共同进食的其他食物的影响等。

通常，动物性蛋白质的消化率比植物性的高。如鸡蛋和牛奶蛋白质的消化率分别为97%和95%，而玉米和大米蛋白质的消化率分别为85%和88%。这是因为植物蛋白质被纤维素包围不易被消化酶作用。经过加工烹调后，包裹植物蛋白质的纤维素可被去除、破坏或软化，可以提高其蛋白质的消化率。例如食用整粒大豆时，其蛋白质消化率仅约60%，若将其加工成豆腐，则可提高到90%。

（四）蛋白质的互补作用

不同食物蛋白质中氨基酸的含量和比例关系不同，其营养价值不一，若将两种或两种以上的食物适当混合食用，使它们之间相对不足的氨基酸互相补偿，从而接近人体所需的氨基酸模式，提高蛋白质的营养价值，称为蛋白质的互补作用。

为充分发挥蛋白质的互补作用，在调配膳食时，应注意遵循以下3条互补原则：

（1）食物的生物学种属越远越好，如动物性和植物性食物之间的混合比单纯植物性食物之间的混合要好；

（2）搭配种类越多越好；

（3）食用时间越近越好，同时食用最好。因为单个氨基酸在血液中的停留时间约4h，然后到达组织器官，再合成组织器官的蛋白质，而合成组织器官蛋白质的氨基酸必须同时到达才能发挥互补作用。

（五）蛋白质的生物价

生物价是评价食物中蛋白质营养价值较常用的方法。它表示食物中的蛋白质成分在人体内真正被利用的程度。常见食物中蛋白质生物价如表3-3所示。

（六）蛋白质净利用率（NPU）

蛋白质净利用率是机体的氮储留量与氮摄入量之比，表示蛋白质实际被利用的程度。因为考虑了蛋白质在消化、利用两个方面的因素，因此更为全面。NPU=氮储留量/氮摄入量=生物价×消化率。

（七）氨基酸评分（AAS）及蛋白质消化率修正的氨基酸评分（PDCAAS）

氨基酸评分（AAS）又叫蛋白质化学评分，是目前广为应用的一种食物蛋白质营养价值评价方法，食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质构成模式越接近，其营养价值就越高。它不仅适用于单一食物蛋白质的评价，还可用于混合食物蛋白质的评价。该法的基本步骤是将被测食物蛋白质的必需氨基酸组成与推荐的理想蛋白质或参考蛋白质氨基酸模式进行比较。计算公式为：

AAS=被测食物蛋白质每克氮或蛋白质氨基酸含量（mg）/

参考蛋白质的每克氮或蛋白质氨基酸含量（mg）×100

氨基酸评分的方法比较简单，但对食物蛋白质的消化率没有考虑。因此，1990年FAO/WHO蛋白质评价联合专家委员会提出了一种新的方法——蛋白质消化率修正的氨基酸评分（PDCAAS）。此方法被认为是更简单、科学、合理的常规评价食物蛋白质质量的方法。其计算公式为：

PDCAAS=AAS×消化率

四、蛋白质在食品加工过程中营养价值的变化

（一）在加热条件下的变化

1.有利的方面

（1）蛋白质变性，肽链松散，提高了消化率和氨基酸的生物有效性；

（2）钝化蛋白酶、酯酶、多酚氧化酶等，防止食品在保藏期间发生色泽和风味变化；

（3）抑制外源凝集素和消除蛋白酶抑制剂的影响。

2.不利的方面

通过发生分解、氨基酸氧化、氨基酸键之间的交换、氨基酸新键的形成等，引起氨基酸脱硫、脱酰氨和异构化，有时伴随有毒化合物的产生。

（二）碱处理条件下的变化

蛋白质的浓缩、分离、起泡和乳化，或者使溶液中的蛋白质连成纤维状，经常要经过碱处理。蛋白质经过碱处理后发生缩合反应，通过分子之间或者分子内的共价交联生成各种新的氨基酸；同时也会发生氨基酸异构化反应，影响蛋白质的功能性质。

五、蛋白质参考摄入量及食物来源

（一）蛋白质的参考摄入量

蛋白质是生命活动的物质基础，具有多种生理功能，蛋白质摄入过多或过少均不利于健康。因此为了保证身体健康，蛋白质应有适宜的摄入量，保证机体蛋白质“够用而不过多”。按能量计算，蛋白质摄入占膳食总能量的10%~15%。不同年龄、不同性别的人群膳食蛋白质的摄入量，如表3-4所示。

注：未指定参考值者用“—”表示；“+”表示在同龄人群参考值基础上额外增加量。

（二）蛋白质缺乏和过剩对健康的影响

1.蛋白质摄入不足对健康的影响

蛋白质长期摄入不足，首先出现负氮平衡，导致组织蛋白损伤、破坏。

常见的临床表现为疲倦、体重减轻、贫血、免疫和应激能力下降、血浆蛋白质含量下降，尤其是白蛋白降低，并出现营养性水肿；也表现为酶活性下降、伤口愈合不良、生殖功能障碍等。妇女可出现月经障碍、乳汁分泌减少。婴幼儿、青少年对蛋白质不足的反应更敏感，表现为生长发育迟缓、消瘦、体重过轻甚至智力发育障碍，此病主要发生于儿童，尤其是在发展中国家的儿童。

2.动物性蛋白质摄入过多对健康的影响

摄入少量的动物蛋白是安全的，动物源性蛋白吃得太多会带来许多健康问题。

长期从膳食中摄入过多动物性蛋白质对人体健康的危害包括：

（1）加重肾脏负担；

（2）易导致碱中毒；

（3）心血管疾病危险性增高；

（4）加快骨质疏松；

（5）增加肠道癌症危险。

（三）蛋白质的食物来源

蛋白质广泛存在于动植物性食物中。动物性食物中肉类、鱼类、蛋类、乳类是膳食中最好的蛋白质来源，其蛋白质含量一般为10%~20%。动物性蛋白质量多，易消化吸收、质量好，属于优质蛋白质，缺点是脂肪含量高（尤其是饱和脂肪酸含量）。因此选食动物性食品应有限度。植物性食物如谷类、豆类、蔬菜类、菌藻类、坚果类的蛋白质也是我们膳食中蛋白质的主要来源。大豆是最佳也是最经济的蛋白质来源，其中黄豆蛋白质含量达30%左右，其他干豆类蛋白质含量在20%左右。干豆类食品赖氨酸含量较多，与粮谷等主食搭配食用，可达到较好的互补作用。坚果类如花生、核桃、莲子也含有15%~30%的蛋白质。粮食一般只含蛋白质6%~10%，而且质量较差，但因是主食，摄入量较大，仍是食物蛋白质的主要来源。在膳食搭配时，注意蛋白质互补，适当进行搭配是非常重要的。常见的食物蛋白质含量见表3-5。