蛋白质的营养特性

蛋白质的营养价值因来源不同而有差别。一些因素，如必需氨基酸的含量和消化率，是造成这个差别的原因。因此，人体对蛋白质的日需量取决于膳食中蛋白质的品种和含量。

蛋白质的质量主要取决于必需氨基酸组成和消化率。高质量蛋白质含有所有的必需氨基酸，并且高于FAO/WHO/UNU的参考水平，其消化率可以与蛋清或乳蛋白相媲美，甚至高于它们。

谷类和豆类的蛋白质往往至少会有一种必需氨基酸缺乏。谷类（大米、小麦、大麦和燕麦）蛋白缺乏赖氨酸而富含甲硫氨酸；豆类和油料种子蛋白缺乏甲硫氨酸而富含赖氨酸。有些油料种子蛋白，像花生蛋白，同时缺乏甲硫氨酸和赖氨酸。蛋白质中必需氨基酸含量低于参考蛋白质中相应水平的氨基酸被称为限制性氨基酸。成年人仅食用谷类或豆类蛋白难以维持身体健康，年龄低于12岁的儿童的膳食中仅含有上述的一类蛋白质不能维持正常的生长速度。表5-20所示为各种蛋白质中必需氨基酸的含量。

表5-20 各种来源蛋白质的必需氨基酸含量和营养价值单位：mg/g蛋白质

续表

注：化学评分：1g被试验的蛋白质中一种限制性氨基酸的量与1g参考蛋白质中相同氨基酸的量之比。

PER：蛋白质效率比；BV：生物价；NPU：净蛋白质利用率。

①主要限制性氨基酸。

②次要限制性氨基酸。

动物和植物蛋白一般含有足够数量的His、Ile、Leu、Phe+Tyr和Val，这些氨基酸通常不是限制性氨基酸。然而，Lys、Thr、Trp或含硫氨基酸往往是限制性氨基酸。

如果蛋白质缺乏一种必需氨基酸，那么将它与富含此种必需氨基酸的另一种蛋白质混合就能提高营养质量。例如，将谷类蛋白与豆类蛋白混合就能提供完全和平衡的必需氨基酸。低质量蛋白质的营养质量也能通过补充所缺乏的必需氨基酸得到改进。例如，豆类和谷类在分别补充Met和Lys后，营养质量得到改进。

如果蛋白质或蛋白质混合物含有所有的必需氨基酸，并且它们的含量（或比例）使人体具有最佳的生长速度或最佳的保持健康的能力，那么此蛋白质或蛋白质混合物具有理想的营养质量。表5-21列出了儿童和成人理想的必需氨基酸模型。

表5-21 推荐的食品蛋白质中必需氨基酸模型单位：mg/g蛋白质

蛋白质消化率的定义是人体从食品蛋白质吸收的氮占摄入的氮的比例。虽然必需氨基酸的含量是蛋白质质量的主要指标，然而蛋白质的真实质量也取决于这些氨基酸在体内被利用的程度。可见，消化率影响着蛋白质的质量。表5-22所示为各种蛋白质的消化率。动物性蛋白质比植物性蛋白质具有较高的消化率。食品蛋白质的消化率的影响因素很多，归纳如下。

表5-22 各种食品蛋白质在人体内的消化率

1.蛋白质的构象

蛋白质的结构影响着蛋白酶对其的水解，天然蛋白质通常比部分变性蛋白质较难水解完全。一般地说，不溶性纤维状蛋白和深度变性的球状蛋白难以被酶水解。

2.抗营养因子

大多数植物分离蛋白和浓缩蛋白含有胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶抑制剂以及外源凝集素。这些抑制剂使豆类蛋白质和油料种子蛋白质不能被胰蛋白酶完全水解。外源凝集素与肠黏膜细胞结合，妨碍氨基酸在肠内的吸收。加热处理能破坏这些抑制剂，使植物蛋白质更易消化。此外，植物蛋白中还含有单宁和植酸等其他类型的抗营养因子。

3.结合

蛋白质与多糖及食用纤维相互作用也会降低它们的水解速度和水解程度。

4.加工

蛋白质经受高温和碱处理，会导致包括赖氨酸残基在内的一些氨基酸残基产生化学变化，此类变化也会降低蛋白质的消化率。蛋白质与还原糖发生美拉德反应会降低赖氨酸残基的消化率。

由于不同来源的蛋白质营养质量相差很大并且受许多因素的影响，因此建立评估蛋白质营养质量的程序是重要的。评价蛋白质的营养质量有助于：①确定为了满足人体生长和维持健康所需的必需氨基酸必须要摄入的蛋白质的量；②监测在食品加工期间蛋白质营养价值的变化，以便确定能尽量减少营养成分损失的加工条件。(www.xing528.com)

评价蛋白质营养质量的方法包括生物法、化学法和酶法。

（一）生物方法

生物方法的依据是被饲喂含蛋白质饲料的动物的增重或氮保留，同时采用不含蛋白质的饲料作为对照。从动物饲养研究结果评价蛋白质营养质量的方法有下列几种。

蛋白质效率比（PER）是指摄入每克蛋白质使动物增重的质量（g），这是简便而常用的表达方法。另一个表达方式是净蛋白质比（NPR），它可按下式计算

真实消化率（TD）可按式（5-32）计算

式中 I—摄入的氮；

F _N—总的粪便氮；

F _K,N—内源粪便氮，该数据可从饲喂不含蛋白质饲料组获得。

TD指出了摄入的氮中被人体吸收的氮所占的百分数，然而它并没有指出在被吸收的氮中有多少被动物体真正地保留或利用。

生物价（BV）可按式（5-33）计算

式中 U_N和U_K，N—分别代表脲中总的和内源氮损失。

净蛋白质利用率（NPU）是指在摄入的氮中以动物体氮保留下来的氮所占的百分数，它可按下式计算

一些食品蛋白质的PER、BV和NPU已被列入表5-20。

（二）化学方法

生物方法昂贵且费时。测定蛋白质中各种氨基酸的含量并与理想的参考蛋白质中必需氨基酸模型比较，这是快速评价蛋白质营养价值的方法。在表5-21中已指出对于2～5岁幼儿参比蛋白质理想的必需氨基酸模型，此模型已被采用为除婴儿外所有年龄段的标准。

在被测定的蛋白质中每一个必需氨基酸的化学评分可按下式计算

在被测定的蛋白质中化学评分最低的氨基酸是最限制性的氨基酸，此限制性氨基酸的化学评分给出了被测定的蛋白质的化学评分。正如前面已经提到的，Lys、Thr、Trp和含硫氨基酸往往是食品蛋白质的限制性氨基酸，因此这些氨基酸的化学评分一般足以评价蛋白质的营养价值。化学评分能估计摄入多少被试验的蛋白质或蛋白质混合物才能满足限制性氨基酸的日需求量。

化学评分方法的优点是简便，并且根据蛋白质的化学评分可以确定膳食中蛋白质的互补效果，进而通过混合各种蛋白质研制高质量的蛋白质膳食。然而化学评分方法也存在着一些缺点。基于化学评分方法的一个假设是所有被试验的蛋白质能完全或相同地被消化和所有的必需氨基酸是完全被吸收。由于这个假设常常是不符合实际情况的，因此，从生物方法得到的结果与化学评分之间的关系往往是不好的。化学评分法的其他缺点是不能区分D-氨基酸和L-氨基酸。不能预测一个过高浓度的必需氨基酸对其他必需氨基酸生物有效性的负效应以及没有考虑到抗营养因子的影响。

采用蛋白质消化率将化学评分校正后，可获得一种较好的蛋白质营养评价方式，即蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）。研究指出，化学评分经蛋白质消化率校正后，对于生物价（BV）超过40%的蛋白质，它能与从生物方法所得的结果很好地吻合。

PDCAAS的计算方法如下：以FAO/WHO推荐模式（学龄前儿童）为标准蛋白，计算出待测定蛋白质的各种必需氨基酸得分，必需氨基酸的最低得分与待测蛋白消化率的乘积，即为待测蛋白的PDCAAS。PDCAAS的最大值为1。

（三）酶和微生物方法

在体外，有时也采用酶法测定蛋白质的消化率和必需氨基酸的释放。例如，先后采用胃蛋白酶和胰酶（胰脏提取物的冷冻干燥粉）消化被试验的蛋白质。或者采用3种酶，即胰酶、胰凝乳蛋白酶和猪肠内肽酶在标准试验条件下消化被试验的蛋白质。这些方法除了能提供蛋白质固有的消化率数据外，还能检测加工引起的蛋白质质量的变化。

也可以根据微生物的生长情况测定蛋白质的营养价值。由于梨形四膜虫（Tetrahymena pyriformis）对氨基酸的需求类似于大鼠和人体的氨基酸需求，因此它在这个方法中特别有用。