人體蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)的幾個(gè)問題

人體蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)的幾個(gè)問題目錄1.蛋白質(zhì)和氨基酸2蛋白質(zhì)的消化和吸收蛋白質(zhì)的需要量食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)1.蛋白質(zhì)和氨基酸蛋白質(zhì)是由多種多個(gè)氨基酸分子以酰胺鍵連接構(gòu)成的一大類高分子量化合物，普遍存在于生物界，是生命的載體，是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。沒有蛋白質(zhì)便沒有生命。生命的突出特征之一是新陳代謝，新陳代謝的停止，便是生命的終止。蛋白質(zhì)的新陳代謝是人體新陳代謝的基礎(chǔ)。人體營(yíng)養(yǎng)需要食物蛋白質(zhì)，實(shí)質(zhì)上是需要組成蛋白質(zhì)的氨基酸，以氨基酸為材料來構(gòu)建人體自身的蛋白質(zhì)，過程可用下式表述：食物蛋白質(zhì)-氨基酸-人體蛋白質(zhì)由食物蛋白質(zhì)分解出氨基酸的過程，稱為消化，屬于生理學(xué)、生物化學(xué)研究的范疇，知識(shí)已相當(dāng)深入。由氨基酸合成人體蛋白質(zhì)的過程，實(shí)際上是遺傳信息傳遞的過程，包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄、翻譯等。對(duì)該過程的認(rèn)識(shí)從上個(gè)世紀(jì)的五十年代之后才開始，涉及到了生物學(xué)最本質(zhì)的問題，使人類對(duì)自身的認(rèn)識(shí)大大前進(jìn)了一步。雖然在生物界發(fā)現(xiàn)的氨基酸類物質(zhì)已有幾百種，但參與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的氨基酸，根據(jù)遺傳密碼表的數(shù)據(jù)，僅有20種。其他氨基酸皆可看成是這20種氨基酸的衍生物，對(duì)它們的生理功能，除個(gè)別例子外，知之尚少。按照遺傳密碼信息，這20種氨基酸可有成千上萬種排列組合，可生成成千上萬種性質(zhì)、功能各具特色的蛋白質(zhì)，演化出千姿百態(tài)、朝氣蓬勃的生物界。人體必需氨基酸參與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的20種氨基酸，在營(yíng)養(yǎng)學(xué)中一般將它們劃分為兩類，稱為必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸是指人體需要，但自身不能合成，或合成量不能滿足機(jī)體需要，必須由食物蛋白質(zhì)供給，否則就不能維持機(jī)體氮平衡的氨基酸。通常認(rèn)為人體必需氨基酸有八種，它們是賴氨酸(Lysine,Lys'蛋氨酸(Methionine,MetX亮氨酸(Leucine,Leu'異亮氨酸(Isoleucine，Ile'纈氨酸［Valine,Val\苯丙氨酸［Phenylalanine,Phe\蘇氨酸［Threonine,Thr)和色氨酸(Tryptophan,Try)。近年來認(rèn)識(shí)到，對(duì)嬰兒講來，組氨酸(Histidine,His)屬于必需氨基酸；有資料證明，對(duì)成年人組氨酸亦屬必需氨基酸。非必需氨基酸，這個(gè)名稱不精確，只是相對(duì)于必需氨基酸而言，并非機(jī)體不需要，它們也為機(jī)體需要，并且必須以某種形式提供；其特點(diǎn)是機(jī)體自身能合成，或可由其他氨基酸轉(zhuǎn)化而來，且一般食物蛋白質(zhì)中含量豐富，一般不會(huì)出現(xiàn)供給匱乏的情形。非必需氨基酸包括甘氨酸（Glycine,Gly'丙氨酸（Alanine,Ala'絲氨酸（Serine，Ser' 半胱氨酸（Cysteine，Cys'門冬氨酸（Asparticacid，AspX門冬酰胺（Asparagine,Asn'酪氨酸（Tyrosine,Tyr'精氨酸（Arginine,Arg'脯氨酸（Proline,Pro）此外，胱氨酸（Cystine,Cyss）和羥脯氨酸（Hydroxyproline,HO-Pro）也可算作非必需氨基酸。在體外，半胱氨酸不穩(wěn)定，分子間極易縮合，產(chǎn)物為胱氨酸。羥脯氨酸可看成是脯氨酸的衍生物，它大量存在于膠原蛋白質(zhì)中。在動(dòng)物飼喂實(shí)驗(yàn)中看到，胱氨酸（Cyss）可替代蛋氨酸（Met）,替代量達(dá)80%；酪氨酸（Tyr）可替代苯丙氨酸（Phe）,替代量可達(dá)70%。原因是，在機(jī)體的代謝過程中，蛋氨酸本來就大量用于合成半胱氨酸（Cys）；苯丙氨酸本來就大量用來合成酪氨酸，故當(dāng)食物中胱氨酸和酪氨酸供給豐富時(shí)，機(jī)體便無須以寶貴的Met和Phe來合成這兩種非必需氨基酸，從而可降低機(jī)體對(duì)Met和Phe的需要量，據(jù)此，有時(shí)將Cyss和Tyr稱為半必需氨基酸。在生物化學(xué)中，是按照分子結(jié)構(gòu)來對(duì)氨基酸分類的，分組情況如下：⑴脂肪族氨基酸中性氨基酸（一氨基一羧基）：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、Thr、Cys、Cyss酸性氨基酸（一氨基二羧基）:Asp、Asn、Glu、Gln堿性氨基酸（二氨基一羧基）：Arg、Lys⑵芳香族氨基酸：Phe、Tyr⑶雜環(huán)氨基酸：His、Trp⑷雜環(huán)亞氨基酸：Pro、HO-Pro必需氨基酸的需要量和需要量模式在蛋白質(zhì)代謝過程中，機(jī)體對(duì)每種氨基酸的需要和利用都處于一定范圍之內(nèi)，某一種氨基酸過多或過少都會(huì)影響另一些氨基酸的利用，因此，為了滿足蛋白質(zhì)合成的需要，各種氨基酸之間應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)比例。必需氨基酸之間相互搭配的比例關(guān)系稱為必需氨基酸需要量模式，或稱為氨基酸計(jì)分模式（aminoacidscoringpattern）o顯然，膳食蛋白質(zhì)中必需氨基酸的模式越接近人體蛋白質(zhì)的組成，并被人體消化、吸收，就越接近人體蛋白質(zhì)合成的需要，就越易被機(jī)體利用，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就越高。WHO1985年建議的人體必需氨基酸需要量模式見表1o1.3.限制氨基酸在食物蛋白質(zhì)的氨基酸構(gòu)成中，按照人體的需要及其比例關(guān)系相對(duì)含量不足，限制了其他氨基酸利用的那些氨基酸，稱為限制氨基酸。顯然，限制氨基酸必出現(xiàn)于必需氨基酸之中。在限制氨基酸中缺乏量最甚者，稱為第一限制氨基酸。限制氨基酸嚴(yán)重影響機(jī)體對(duì)食物蛋白質(zhì)的利用程度，表1.人體必需氨基酸需要量模式（mg/kg?d）氨基酸嬰兒平均（范圍）學(xué)前兒童（2?5歲）學(xué)齡兒童（10?12歲）成年人HisIleLeuLysMet+CyssPhe+TyrThrTrpVal總計(jì)包括His減去His26（18~36）46（41?53）93（83~107）66（53?76）42（29~60）72（68?118）43（40?45）17（16~17）55（44~77）460（408?588）434（390?552）（19）2866582563341135339320（19）284444222228（9）252412221613191617199513127111

引自：WHOtechnicalreportseries,747,1985決定食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。這是由于只要有任何一種必需氨基酸供給不足，其他氨基酸供給再豐富，機(jī)體的蛋白質(zhì)合成也會(huì)因缺乏材料而受阻。形象地講，猶如如下情形：你準(zhǔn)備了蓋十間瓦房的各種建筑材料，卻僅備了剛夠蓋一間房的木梁，便只能建起一間房，其他建材再多也建不出第二間房，道理是一樣的。食物中最主要的限制氨基酸為L(zhǎng)ys和Met。大多數(shù)植物蛋白質(zhì)中Lys含量不足；大豆、花生、牛奶和肉類蛋白質(zhì)中Met相對(duì)不足。通常，Lys是谷類蛋白質(zhì)的第一限制氨基酸，而Met則是大多數(shù)非谷類植物蛋白質(zhì)的第一限制氨基酸。此外，小麥、大麥、燕麥和大米還缺乏Thr，玉米還缺乏Trp，Thr和Trp分別是它們的第二限制氨基酸。幾種常見食用植物蛋白質(zhì)的限制氨基酸如表2所示。表2.幾種食物蛋白質(zhì)的限制氨基酸名稱第一限制氨基酸名稱第一限制氨基酸小麥LysLys大麥LysLys燕麥LysMetMet大米Lys第二限制氨基酸第三限制氨基酸ThrValThrMetThrMetThrTrp--Thr--1.4.蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用不同食物蛋白質(zhì)的氨基酸構(gòu)成不同，限制氨基酸不同，已如上述。如果將不同的食物適當(dāng)混合食用，它們之間的相對(duì)不足和相對(duì)豐富可相互一定程度地補(bǔ)償，從而拉近與人體必需氨基酸需要量模式的距離，使食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到一定程度提高，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。例如，豆腐（大豆蛋白質(zhì)）和面筋（小麥蛋白質(zhì)）在單獨(dú)食用時(shí)，其生物價(jià)（BV）分別為65和67，而當(dāng)將兩者以42：58的比例混合食用時(shí)，其BV可提升至77。這是由于小麥蛋白質(zhì)缺乏Lys，而Met卻較豐富；而大豆蛋白質(zhì)的Lys含量豐富而Met相對(duì)不足，兩種蛋白質(zhì)混合食用后，實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)互補(bǔ)，因而使總的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到提高。實(shí)際上，多種食物混吃以提高食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的辦法，在我國(guó)的飲食習(xí)慣中早已有之，其中的道理，近代營(yíng)養(yǎng)學(xué)才揭示了出來。在現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，人們更應(yīng)明確地反對(duì)偏食，提倡合理膳食，均衡營(yíng)養(yǎng)。根據(jù)同樣道理，在科學(xué)地分析和計(jì)算的基礎(chǔ)上，向食品中添加限制氨基酸成品，以提高食品蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法，已取得巨大成功，這方面的工作涉及食品的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化問題，不再深述。我國(guó)人民日常食物的幾種蛋白質(zhì)搭配，其蛋白質(zhì)互補(bǔ)作用的效果見表3。表3.幾種食物蛋白質(zhì)的生物價(jià)（BV）名稱食物蛋白質(zhì)的配合比例（%）生物價(jià)（BV）單獨(dú)進(jìn)食混合進(jìn)食豆腐面筋4258656777小麥大豆6733676477大豆雞蛋7030649477玉米小米大豆404020605764732.蛋白質(zhì)的消化與吸收蛋白質(zhì)的消化食物蛋白質(zhì)的消化，是在多種蛋白酶的作用下實(shí)現(xiàn)的。這些酶皆屬于水解酶，將蛋白質(zhì)分子鏈的酰胺鍵切開，露出新的氨基和羧基末端，生成新的較小的肽鏈，有的切出氨基酸。分子量很高的肽鏈曾稱為和胨。切割肽鏈的蛋白酶可分作兩類，稱為內(nèi)肽酶和外肽酶。內(nèi)肽酶的切點(diǎn)在肽鏈的內(nèi)部，把大肽鏈切割成小肽鏈，具有切點(diǎn)識(shí)別特異性。內(nèi)肽酶先識(shí)別出某氨基酸殘基，再切開該氨基酸殘基的酰胺鍵，切出以該氨基酸的羧基為羧基末端的新肽鏈來。外肽酶的切點(diǎn)在肽鏈的末端，也具有一定的位點(diǎn)識(shí)別特異性，一次切下一個(gè)氨基酸。外肽酶分為兩類，一類從肽鏈的氨基末端切割，稱為氨基肽酶（氨肽酶）；一類從肽鏈的羧基末端切割，稱為羧基肽酶（羧肽酶，外肽酶中專門切割由2~6個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的寡肽的酶，又稱為寡肽酶。胃液的作用胃液由胃腺分泌，是無色酸性液體，pH0.9?1.5。胃液中含有胃蛋白酶原，在胃酸或已激活的胃蛋白酶的作用下，方可被激活，變?yōu)橛谢钚缘奈傅鞍酌浮Ｎ傅鞍酌缚蓪⒏鞣N水溶性的蛋白質(zhì)水解成和胨，產(chǎn)生的多肽和氨基酸較少。胃蛋白酶對(duì)乳中的酪蛋白尚有凝乳作用。胰液的作用胰液由胰腺分泌，流入十二指腸，是無色、無臭的堿性液體，所含的蛋白酶也以酶原的形式存在，須活化后才變?yōu)橛谢钚缘拿浮Ｒ纫旱牡鞍酌钢饕袃深悾簝?nèi)肽酶（胰蛋白酶、糜蛋白酶和彈性蛋白酶）和外肽酶（羧肽酶A和羧肽酶B）,它們對(duì)肽鏈的識(shí)別位點(diǎn)各異，分述如下。胰蛋白酶識(shí)別肽鏈中的堿性氨基酸（Lys、Arg）殘基，切割出羧基端為堿性氨基酸的肽鏈。糜蛋白酶識(shí)別肽鏈中的芳香族氨基酸（Phe、Tyr）殘基，生成羧基末端為芳香族氨基酸的肽鏈；有時(shí)也切割Leu、Gln和Met位點(diǎn)，生成相應(yīng)的肽鏈。彈性蛋白酶的識(shí)別位點(diǎn)為肽鏈中的脂肪族氨基酸殘基（如Val、Leu、Ser等％羧肽酶A識(shí)別羧基末端為中性氨基酸的肽鏈，并且把該中性氨基酸切下。羧肽酶B識(shí)別羧基末端為堿性氨基酸的肽鏈，并把該堿性氨基酸切下。 故糜蛋白酶和彈性蛋白酶產(chǎn)生的肽鏈可被羧肽酶A進(jìn)一步水解；而胰蛋白酶產(chǎn)生的肽鏈可被羧肽酶B進(jìn)一步水解。大豆、棉籽、花生、油菜籽、菜豆等，特別是豆類中含有能抑制胰蛋白酶、糜蛋白酶等多種蛋白酶活性的物質(zhì)，統(tǒng)稱為蛋白酶抑制劑。這些抑制劑經(jīng)高溫處理可滅活，如常壓蒸汽加熱30分鐘，或1kg壓力蒸汽加熱15?30分鐘。腸粘膜細(xì)胞的作用胰腺蛋白酶在小腸的水解產(chǎn)物中，僅1/3為氨基酸，其余為寡肽。原因是腸消化液中水解寡肽的酶較少；而在腸粘膜細(xì)胞的刷狀緣和胞液中，卻富含寡肽酶（氨肽酶和羧肽酶），刷狀緣中的寡肽酶能水解各種由2~6個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的寡肽，而胞液中的寡肽酶主要水解二肽和三肽。2.2.蛋白質(zhì)消化產(chǎn)物的吸收蛋白質(zhì)消化產(chǎn)物的吸收，說的是這些消化產(chǎn)物從腸液中如何通過腸粘膜進(jìn)入腸壁、進(jìn)入血液，由血液循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)到機(jī)體各處，供機(jī)體各組織器官使用的過程。其中關(guān)鍵的過程，是這些小分子物質(zhì)如何跨膜進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞的，此乃機(jī)體之內(nèi)外的分界。由2.1.3.所述，能進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞的不僅是氨基酸，還有數(shù)量更多的寡肽。一般認(rèn)為四肽以上的蛋白質(zhì)水解物不能直接進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞，當(dāng)它們接觸刷狀緣時(shí)先被水解成二肽或三肽，吸收后在細(xì)胞液中最終水解成氨基酸。其中含有Pro和HO-Pro的二肽，則只能在胞液中才能被水解，甚至還有少部分（約10%）以二肽形式直接進(jìn)入血液。氨基酸的吸收速度很快，它們?cè)谀c液中的含量從不超過7%。有資料證明，腸粘膜對(duì)腸液中蛋白質(zhì)天然形態(tài)水解物（1/3氨基酸+2/3寡肽）的吸收速度，遠(yuǎn)比對(duì)單純混合氨基酸的吸收更快些。腸粘膜細(xì)胞對(duì)氨基酸和寡肽的吸收為主動(dòng)吸收，它們透過細(xì)胞膜的過程是個(gè)耗能需鈉的生理過程。細(xì)胞壁上轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸或寡肽的載體蛋白與它們及鈉離子形成三聯(lián)體，將它們轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞膜之內(nèi)。之后Na+昔助鈉泵主動(dòng)排出細(xì)胞膜外，使胞液的Na+離子濃度不致于升高，利于氨基酸或寡肽的不停吸收轉(zhuǎn)運(yùn)。化學(xué)結(jié)構(gòu)各異的氨基酸分子是被不同的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)吸收進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞的。中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)對(duì)中性氨基酸有高度親合力，可轉(zhuǎn)運(yùn)芳香族氨基酸（Phe、Tyr、Trp'脂肪族氨基酸（Ala、Ser、Thr、Val、Leu、Ile、含硫氨基酸（Met、Cys）以及His、Gln等，部分Gly也靠這個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)。該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)速度最快。各氨基酸的吸收速度排序?yàn)镸et>Ile>Val>Phe>Trp>Thro堿性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)Lys和Arg，但轉(zhuǎn)運(yùn)速度慢，僅為中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)速度的10%，Cyss也靠該系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)。酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)Asp和Gluo亞氨基酸和甘氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)Pro、HO-Pro和Gly，轉(zhuǎn)運(yùn)速度慢。又因含有這些氨基酸的二肽可直接吸收，故該系統(tǒng)在氨基酸吸收過程中的貢獻(xiàn)不突出。蛋白質(zhì)的需要量氮平衡研究人體對(duì)蛋白質(zhì)的需要量，首先須考察蛋白質(zhì)攝取量與排出量之間的比例關(guān)系。直接測(cè)定食物中或人體內(nèi)消耗的蛋白質(zhì)，在技術(shù)上有困難。已知①各種蛋白質(zhì)的含氮(nitrogen,N)量相近，皆在16%左右；②無論食物中或人體內(nèi)含N的物質(zhì)，絕大部分為蛋白質(zhì)及其代謝物。故以凱氏(Kjeldehl)定N法測(cè)定人體攝入物和排出物的含N量，可間接了解蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系。正常成年人不再生長(zhǎng)，每日進(jìn)食的蛋白質(zhì)主要用于機(jī)體組織的修補(bǔ)和更新。一般認(rèn)為成人體內(nèi)全部蛋白質(zhì)每天約有3%左右須更新，80天左右蛋白質(zhì)的更新量可達(dá)一半。當(dāng)膳食蛋白質(zhì)供應(yīng)適當(dāng)時(shí)，其N的攝入量和排出量相等，這種狀態(tài)稱為N平衡。兒童正在生長(zhǎng)發(fā)育，孕婦和初愈病人體內(nèi)正生長(zhǎng)新組織，其攝入的蛋白質(zhì)必有相當(dāng)部分變化為新組織。他們的N攝取量必大于排出量，這種狀態(tài)稱為N的正平衡。饑餓者、食物蛋白質(zhì)不足者以及消耗性疾病患者，他們?nèi)諠u消瘦，N的攝取量少于排出量，稱為N的負(fù)平衡。健康成年人，當(dāng)給予無N膳食時(shí)，最初尿N明顯下降，之后下降的速度變緩，直至達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值。這是由于既使食物中無蛋白質(zhì)供應(yīng)，機(jī)體的蛋白質(zhì)代謝仍須繼續(xù)進(jìn)行，否則生命便會(huì)終止。此時(shí)機(jī)體蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，釋出的氨基酸大部分被重新用來合成新的蛋白質(zhì)，僅有少部分代謝成尿素和其他代謝產(chǎn)物排出體外。機(jī)體對(duì)自身蛋白質(zhì)分解而來的氨基酸的利用率，因營(yíng)養(yǎng)狀況變動(dòng)極大，例如，營(yíng)養(yǎng)狀況良好的大鼠，其肝臟所需氨基酸的50%為再利用氨基酸；禁食大鼠的再利用部分可達(dá)90%,人體在非常時(shí)期的情況與之相似。大量的研究結(jié)果顯示，食用無N膳食10~14天后，成人平均每天的尿N排出量為37mg/kg，糞N約為12mg/kg，至于由皮膚等次要途徑損失的N量，情況較復(fù)雜，測(cè)定比較麻煩。WHO1985年規(guī)定，這項(xiàng)N損失量成人每天按8mg/kg、12歲以下兒童每天按10mg/kg計(jì)算。這些在無N膳食條件下的N丟失量稱為必然丟失量(obligatorynitrogenlosses)。綜上所述，成年人在無N膳食條件下，每天N的損失總量為57mg/kg(37+12+8=57),相當(dāng)于每天排出蛋白質(zhì)0.36g/kg(57mgx6.25)。假設(shè)食物蛋白質(zhì)被完全利用，據(jù)此可認(rèn)為，若食物蛋白質(zhì)按0.36g/kg攝入，應(yīng)能補(bǔ)償成人機(jī)體的蛋白質(zhì)丟失，達(dá)到N平衡。N平衡狀態(tài)可表示為下式：攝入N=尿N+糞N+其他N損失實(shí)際上，N平衡不是絕對(duì)的。一天內(nèi)，進(jìn)食時(shí)N平衡為正；晚上不進(jìn)食時(shí)則N平衡為負(fù)；超過24小時(shí)這種波動(dòng)才比較平穩(wěn)。機(jī)體在一定限度內(nèi)對(duì)N平衡具有調(diào)節(jié)作用，健康成人每天進(jìn)食蛋白質(zhì)有增減時(shí)，體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解速度與隨尿排出的N量會(huì)相應(yīng)增減。進(jìn)食高蛋白質(zhì)膳食時(shí)尿中排出的N量增加，反之則減少。若攝食的蛋白質(zhì)量過大，不僅機(jī)體利用不了，甚至反而加重消化器官和腎臟的負(fù)擔(dān)。不過，滿足蛋白質(zhì)的需要量與引起毒害作用的超量，相差巨大，故因蛋白質(zhì)超量而引起毒害的現(xiàn)象甚為罕見。3.2.蛋白質(zhì)的需要量研究人體蛋白質(zhì)需要量的方法經(jīng)歷了兩個(gè)階段，早期使用的方法是，在無N膳食條件下，測(cè)定受試者尿N、糞N和其他N丟失量，以推斷維持N平衡時(shí)人體需要多少蛋白質(zhì)。如3.1.所述，由這種工作得到的認(rèn)識(shí)是，成人每天的N損失量為57mg/kg，相當(dāng)于丟失蛋白質(zhì)0.36g/kg。似乎只要從食物補(bǔ)足這一數(shù)量的蛋白質(zhì)，便可滿足人體對(duì)蛋白質(zhì)的需要，出現(xiàn)N平衡。實(shí)測(cè)的結(jié)果是，既使進(jìn)食上述數(shù)量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)如蛋、乳、肉等，人體也不會(huì)出現(xiàn)N平衡。原因在于，既使是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，其氨基酸組成也與人體蛋白質(zhì)存在巨大差別，當(dāng)以食物蛋白質(zhì)的氨基酸為材料構(gòu)建人體蛋白質(zhì)時(shí)，必然會(huì)有損耗。另外，在這種實(shí)驗(yàn)中，為了維持受試者的體重，故意提高他們的能量食物供給，而對(duì)人和動(dòng)物的試驗(yàn)都證明，增加能量的攝食可加強(qiáng)機(jī)體的蛋白質(zhì)合成和降低氨基酸的氧化損耗，有利于正N平衡，因而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差更大。研究人體蛋白質(zhì)需要量的第二種方法，是選取幾種食物蛋白質(zhì)，每種蛋白質(zhì)在予期需要量的上下設(shè)幾個(gè)量，讓受試者按量食用，觀測(cè)食物蛋白質(zhì)在哪一個(gè)食用量可達(dá)N平衡，據(jù)此來評(píng)價(jià)人體蛋白質(zhì)的需要量。WHO(1985年)報(bào)告，以第二種方法所得的結(jié)果是，在進(jìn)行短期N平衡研究時(shí)，人體對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)(goodqualityprotein)的日平均需要量為0.63g/kg。在長(zhǎng)期N平衡研究時(shí)，人體對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的日平均需要量為0.58g/kgoFAO/WHO/UNU專家委員會(huì)決定，將上述兩組數(shù)據(jù)的平均值---日均需要量0.60g/kg作為成人對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的日需要量。健康成年人短期N平衡研究的一組數(shù)據(jù)見表4o不同人群對(duì)蛋白質(zhì)的需要，因個(gè)體的差異而有不同。既使在性別、年齡、體型和體力活動(dòng)相同情況下，個(gè)體也有差異。人體需要量統(tǒng)計(jì)起來呈正態(tài)分布。為了保證健康，1971年FAO/WHO專家委員會(huì)將需要量平均值加二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(2SD)規(guī)定為安全攝取量(safelevelofintake)o1981年FAO/WHO/UNU專家委員會(huì)認(rèn)定，蛋白質(zhì)需要量的真變異系數(shù)(truecoefficientofvariation)為12.5%。因此，蛋白質(zhì)需要量日均值0.60g/kg再加上25%(2SD)，應(yīng)可滿足人群中97.5%個(gè)體的需要。據(jù)此，WHO1985年認(rèn)定，成人對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的日安全攝取量為0.75g/kg(0.60x1.25=0.75)o表4.不同食物的蛋白質(zhì)需要量蛋白質(zhì)來源(優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì))受試人數(shù)平均需要量(g/kg?d)變異系數(shù)雞蛋80.656.8310.6370.58-

引自：WHOTechnicalreportseries,724,1985食物蛋白質(zhì)的品質(zhì)不同，機(jī)體達(dá)到N平衡所需的量也不同。一般情況是，動(dòng)物性蛋白質(zhì)如魚、肉、蛋、奶等優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的需要量較低，而植物蛋白質(zhì)或動(dòng)植物混合食物的蛋白質(zhì)需要量則高些。不同國(guó)家普通混合膳食之蛋白質(zhì)需要量的測(cè)定結(jié)果見表5。表5.普通膳食的蛋白質(zhì)需要量要滿足機(jī)體的蛋白質(zhì)需要，不僅應(yīng)進(jìn)食充足量蛋白質(zhì)，還應(yīng)有充足量的其他營(yíng)養(yǎng)素之供給。如果僅進(jìn)食蛋白質(zhì)而無能量食物供應(yīng)，則食物蛋白質(zhì)的不小部分將轉(zhuǎn)而對(duì)機(jī)體供能，造成蛋白質(zhì)的浪費(fèi)。換言之，糖類等能量營(yíng)養(yǎng)素具有節(jié)約蛋白質(zhì)的作用。食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)，應(yīng)考查三方面：①蛋白質(zhì)的數(shù)量（蛋白質(zhì)在食品中的含量）；②蛋白質(zhì)的質(zhì)量（品質(zhì)）；③機(jī)體對(duì)該蛋白質(zhì)消化、吸收的程度。盡管食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可通過人體實(shí)驗(yàn)直接觀測(cè)，但為了慎重和方便，往往還是采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的方法，來收集數(shù)據(jù)。應(yīng)該明確，任何一種方法都是以某種現(xiàn)象作為觀察的依據(jù)和指標(biāo)的往往具有局限性，故其給出的結(jié)果應(yīng)被看作是相對(duì)的。蛋白質(zhì)的質(zhì)和量完全蛋白質(zhì)和不完全蛋白質(zhì)1902~1921年，Osborne和Mendel在實(shí)驗(yàn)中觀察到，不同品種單一的蛋白質(zhì)在維持生命和支持動(dòng)物生長(zhǎng)方面有巨大差別而把蛋白質(zhì)分為三類。他們把實(shí)驗(yàn)用的大白鼠分為幾組，分別飼以蛋白質(zhì)占總能量18%的不同蛋白質(zhì)。結(jié)果看到，喂酪蛋白的大鼠生長(zhǎng)正常，而將酪蛋白歸為完全蛋白質(zhì)；麥醇溶蛋白（gliadin）雖能維持生命，但動(dòng)物生長(zhǎng)緩慢，歸為部分不完全蛋白質(zhì)；而玉米醇溶蛋白（zein）不僅不能支持動(dòng)物生長(zhǎng)，甚至不能維持其生命，歸為不完全蛋白質(zhì)。另外他們還觀察到，當(dāng)以酪蛋白占能量9%的飼料喂養(yǎng)時(shí)，動(dòng)物的生長(zhǎng)量?jī)H為18%量飼料的一半，證明在營(yíng)養(yǎng)上蛋白質(zhì)的質(zhì)和量都重要。同為蛋白質(zhì)，在營(yíng)養(yǎng)功能上何以有如此差別？當(dāng)時(shí)的知識(shí)無法回答?，F(xiàn)在我們已經(jīng)知道，所謂完全蛋白質(zhì)，是那些所含氨基酸尤其是必需氨基酸完全的蛋白質(zhì)；不完全蛋白質(zhì)和部分不完全蛋白質(zhì)，其必需氨基酸不完全，兩者僅不完全的程度不同而已。食物中蛋白質(zhì)的含量4.1.1.所述已明確，蛋白質(zhì)的質(zhì)是決定蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的決定因素，而蛋白質(zhì)的量也不容忽視。一個(gè)蛋白質(zhì)雖然品質(zhì)很高，若量不足，也不能滿足機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)需要，發(fā)揮不出應(yīng)有的作用。食物蛋白質(zhì)含量的測(cè)定，通常是用凱氏定N法測(cè)定其含N量，再折算

成蛋白質(zhì)含量。食物的總N量雖基本上反映的是蛋白質(zhì)的N,但也包括有游離氨基酸、小肽、瞟吟、嘧啶、肌酸、肌酐、含N維生素、氨基糖及無機(jī)物中的N，只是它們的貢獻(xiàn)極微而已。肉類的N中一部分為游離氨基酸和多肽；魚類還含有揮發(fā)性堿基N和甲氨基化合物的N；海產(chǎn)軟骨魚類可能還含有尿素。食物蛋白質(zhì)的含N量取決于其氨基酸組成，含量在15?18%之間，平均含N量為16%,故粗蛋白的含量常以含N量乘系數(shù)6.25（1/0.16=6.25）求得。若需針對(duì)某物料作精確計(jì)算，則應(yīng)采用該物料本身的系數(shù)，一些食物蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)換算系數(shù)列于表6。蛋白質(zhì)的消化率蛋白質(zhì)的消化率表征食物蛋白質(zhì)被消化、吸收的程度，以食物蛋白質(zhì)被消化吸收的N量與食物蛋白質(zhì)N量的比值表示。顯然，消化率越高，食物蛋白質(zhì)被機(jī)體利用的可能性就愈大。消化率又分為表觀消化率（apparentdigestibility)和真消化率(truedigestibility):表觀消化率=表觀消化率=食物N一糞N

食物N真消化率食物真消化率食物N-（糞N-糞代謝N）

食物N糞代謝N是受試者在完全不吃蛋白質(zhì)食物時(shí)糞便中的含N量。顯然，表觀消化率應(yīng)比真消化率數(shù)值低些。WHO（1985年）規(guī)定，當(dāng)膳食中僅

含少量纖維時(shí)，不必測(cè)定糞代謝N，成年人每天可按12mg/kg計(jì)算。表6.不同食物蛋白質(zhì)的換算系數(shù)食物類別算成食物成分表中蛋白質(zhì)含量時(shí)，所用換算系數(shù)將食物成分表中蛋白質(zhì)含量換算成“粗蛋白”的校正系數(shù)谷類小麥全麥面粉（中低出粉率）通心粉、面條、面糊麥麩大米（各種大米）裸麥、大麥和燕麥豆類、硬果、種子花生黃豆木本硬果杏5.835.705.706.315.955.835.465.715.185.305.306.386.251.071.101.100.991.051.071.141.091.211.181.180.981.00

影響蛋白質(zhì)消化率的因素很多。通常，動(dòng)物性蛋白質(zhì)比植物性蛋白質(zhì)的消化率高，據(jù)認(rèn)為，與植物蛋白質(zhì)被纖維素包裹，限制了消化酶與其有效接觸有關(guān)。經(jīng)加工烹調(diào)后，包裹的纖維素被一定程度地去除、軟化或破壞，植物蛋白質(zhì)的消化率可得到相當(dāng)程度地提高。例如，整粒大豆被食用時(shí)，蛋白質(zhì)的消化率僅60%；若加工成豆腐，大豆蛋白質(zhì)的消化率可提高至90%。若大量攝入食物纖維，尤其是半纖維素和糠，可增加糞N的排泄，降低表觀消化率約10%。一些食物的蛋白質(zhì)消化率測(cè)定結(jié)果見表7。表7.人體對(duì)不同蛋白質(zhì)的消化率蛋白質(zhì)來源真消化率（平均值土標(biāo)準(zhǔn)差）相當(dāng)于參考蛋白質(zhì)的消化率（%）蛋乳、干酪97±395±3.95100

肉、魚94±3玉米85±68993精白米88±490101整粒小麥86±59083精制小麥96±493100燕麥粉86±79082小米79868286老豌豆花生醬9586±77881929882大豆粉788493101菜豆778782玉米+菜豆9678玉米+菜豆+乳8696印度大米膳78印度大米膳+乳中國(guó)混合膳巴西混合膳菲律賓混合膳美國(guó)混合膳印度大米+豆膳引自：WHOTechnicalreportseries.724,1985蛋白質(zhì)的利用率蛋白質(zhì)利用率表征食物蛋白質(zhì)消化吸收后，在機(jī)體內(nèi)被利用的程度。根據(jù)不同的指標(biāo)，設(shè)計(jì)有不同的方法，簡(jiǎn)要介紹如下。4.3.1.蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值（biologicalvalue,BV）蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值簡(jiǎn)稱生物價(jià)，定義為機(jī)體的N貯留量與N吸收量之比。BV=N貯留量N吸收量=食物N-（糞N-糞代謝N）-（尿N-尿內(nèi)源N）- 食物N（糞N^^代謝N）尿內(nèi)源N是機(jī)體在無N膳食條件下，尿中所含的N，來源于機(jī)體組織蛋白質(zhì)的分解。蛋白質(zhì)的生物價(jià)可受多種因素的影響，同一食物蛋白質(zhì)可因?qū)嶒?yàn)條件不同而得不同結(jié)果。故對(duì)不同蛋白質(zhì)的生物價(jià)作比較時(shí)，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)條件統(tǒng)一，不同實(shí)驗(yàn)條件所得結(jié)果不能作比較。

蛋白質(zhì)生物價(jià)的測(cè)定多采用初斷乳的大鼠，飼料蛋白質(zhì)含量為10%。將飼料蛋白質(zhì)含量固定于10%,目的在便于對(duì)不同蛋白質(zhì)進(jìn)行比較。因?yàn)轱暳系鞍踪|(zhì)含量低時(shí)，可促使蛋白質(zhì)的利用率升高。常見食物蛋白質(zhì)生物價(jià)的測(cè)定結(jié)果見表8。表8.常見食物蛋白質(zhì)的生物價(jià)食物蛋白質(zhì)生物價(jià)食物蛋白質(zhì)生物價(jià)食物蛋白質(zhì)生物價(jià)雞蛋蛋白質(zhì)94大米77小米57雞蛋白83小麥67玉米60生大豆57白菜76雞蛋黃96熟大豆64紅薯72脫脂牛奶85扁豆72馬鈴薯67蠶豆58花生59魚83白面粉52牛肉76豬肉74引自：劉志誠(chéng)、于守洋主編，營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)，1987蛋白質(zhì)的凈利用率(netproteinutilization,NPU)蛋白質(zhì)的凈利用率為機(jī)體的N貯留量與N攝入量之比，是考慮到蛋白質(zhì)在消化吸收過程中，會(huì)受各種因素的作用，而影響其消化率，以這種比值可表示出蛋白質(zhì)實(shí)際被利用的程度。NPU=N貯留量=生物價(jià)x消化率N攝入量除上述用N平衡法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)外，NPU的測(cè)定還可按如下方式進(jìn)行：分別用受試蛋白質(zhì)（占總熱量10%）和無N飼料喂養(yǎng)動(dòng)物7~10天，記錄其攝食的總N量，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)定動(dòng)物體內(nèi)總N量，以試驗(yàn)前動(dòng)物尸體總N量作為對(duì)照進(jìn)行計(jì)算。受試動(dòng)物尸體增加^量+無^飼料動(dòng)物尸體減少^量100= 食入的食物^量 X蛋白質(zhì)的功效比值（proteinefficiencyratio,PER）蛋白質(zhì)的功效比值為幼小動(dòng)物體重的增加量與攝食蛋白質(zhì)量的比值，表征蛋白質(zhì)被用來支持動(dòng)物生長(zhǎng)的效率。動(dòng)物增加的體重（克）PER= : : 攝食蛋白質(zhì)的重量（克）實(shí)驗(yàn)常用出生后21~28天剛斷乳的大鼠（體重50?60g）進(jìn)行，用含受試蛋白質(zhì)10%的飼料喂養(yǎng)28天，計(jì)算動(dòng)物每攝食1g蛋白質(zhì)所增體重的克數(shù)。此法簡(jiǎn)便實(shí)用，已被許多國(guó)家廣泛采用。已被美國(guó)公職分析化學(xué)家協(xié)會(huì)（AOAC）推薦為評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的必測(cè)指標(biāo)。蛋白質(zhì)凈比值（netproteinratio,NPR）與蛋白質(zhì)存留率(proteinretentionefficiency,PRE)將受試大鼠分為兩組分別飼以受試蛋白質(zhì)和等熱量的無N飼料7~10天，記錄其體重增加和降低的克數(shù)，求出蛋白質(zhì)凈比值后，再求得蛋白質(zhì)存留率。體重平均增重（g）+平均降低體重（g）= 攝入蛋白質(zhì)量（g）PRE=NPRx四6.25相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值（relativeproteinvalue,RPV）攝食受試蛋白質(zhì)動(dòng)物的劑量-反應(yīng)曲線的斜率與攝食標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)動(dòng)物的劑量-反應(yīng)曲線的斜率之比值，稱為相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值。受試蛋白質(zhì)劑量-反應(yīng)曲線的斜率RPV= .. :— 標(biāo)準(zhǔn)乳清蛋白劑量-反應(yīng)曲線的斜率將受試蛋白質(zhì)以不同攝食水平分組飼喂正在生長(zhǎng)的大鼠，記錄每只鼠的蛋白質(zhì)進(jìn)食量（g/d）及每只鼠的體重變化（g/d）,繪成劑量-反應(yīng)曲線，求出曲線的斜率。蛋白質(zhì)利用率越高，斜率的數(shù)值越高。以乳清蛋白為參考標(biāo)準(zhǔn)，以上述相同方法也求出曲線的斜率，與前一斜率作比較。應(yīng)該指出，只有在每一例的劑量-反應(yīng)曲線基本上為直線時(shí)，本方法的結(jié)果才可靠。此法對(duì)蛋白質(zhì)質(zhì)量的鑒別能力極強(qiáng)，如果以乳清蛋白的RPV值為100，則酪蛋白為69.2，大豆蛋白為43.3，而麩蛋白為16.5。4.4.評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)品質(zhì)的非動(dòng)物實(shí)驗(yàn)法蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)，除上述的人體實(shí)測(cè)法和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)法外，還可以化學(xué)的或微生物學(xué)的方法進(jìn)行，簡(jiǎn)述如下。4.4.1.氨基酸評(píng)分(aminoacidscore)由于蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低，決定于其必需氨基酸的含量及必需氨基酸之間的比例，故當(dāng)然可根據(jù)蛋白質(zhì)必需氨基酸的含量及它們間比例關(guān)系的數(shù)據(jù)，來評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，此法稱為蛋白質(zhì)分(proteinscore)或氨基酸分(aminoacidscore)或化學(xué)分(chemicalscore)。為了進(jìn)行評(píng)定，需要有個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。最初將雞蛋或人奶蛋白質(zhì)中所含必需氨基酸及其組成作為參照標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為它們是已知營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最好的蛋白質(zhì)，稱之為參考蛋白質(zhì)(referenceprotein)。后來的研究認(rèn)識(shí)到，雞蛋或人奶對(duì)不同年齡的人群并不是最好的，能適合任何人群的天然食物蛋白質(zhì)在地球上并不存在；而在各自研究的基礎(chǔ)上，提出了多個(gè)理想蛋白質(zhì)模型(模式)其中以FAO，F(xiàn)AO/WHO提出的模型最具權(quán)威性。既使FAO/WHO的理想蛋白質(zhì)模型，隨著研究工作的深入，也已幾經(jīng)修訂，其最新版本為1985年版，已列為表1，不再重復(fù)列出。氨基酸分的計(jì)算公式如下：氨基酸分=1克受試蛋白質(zhì)中某氨基酸的毫克數(shù)頸0

酸分理想蛋白質(zhì)模型中該氨基酸的毫克數(shù)氨基酸分通常是指受試蛋白質(zhì)中第一限制氨基酸的得分。若此限制氨基酸是模型值的80%，則稱該蛋白質(zhì)的氨基酸分為80?？梢?，一種食物蛋白質(zhì)的氨基酸分越接近100，則其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就越高。我們?cè)鴮?duì)氨基酸評(píng)分法進(jìn)行過一些粗略的研究，有關(guān)工作另文報(bào)告?？衫觅嚢彼嵋陨纤龈鞣N方法對(duì)蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值所作的評(píng)價(jià)，都僅針對(duì)于供試樣品本身，皆不涉及供試蛋白質(zhì)在加工處理前后是否有什么變化的問題。實(shí)際上，食品蛋白質(zhì)經(jīng)加工處理后必然會(huì)出現(xiàn)或大或小的變化。如果加工處理已使蛋白質(zhì)的消化率下降，以這樣的樣品供作動(dòng)物實(shí)驗(yàn)；而以變化發(fā)生