第六章 蛋白质和氨基酸.

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1 第六章 蛋白质和氨基酸

2 第一节 蛋白质的功能 第二节 蛋白质的需要量 第三节 必需氨基酸 第四节 食物蛋白质的营养评价 第五节 蛋白质的互补作用 第六节 蛋白质和氨基酸在食品加工时的变化 第七节 蛋白质的供给与食物来源

3 蛋白质是食品中三大营养素之一 蛋白质对食品的色、香、味及组织结构等具有重要意义 一些蛋白质具有生物活性功能，是开发功能性食品原料之一

4 第一节 蛋白质的功能 一、构成机体和生命的重要物质基础 二、建造新组织和修补更新组织 三、供能 四、赋予食品重要的功能特性

5 蛋白质是构成机体和生命的重要物质基础 人体的所有组织器官都会有蛋白质，蛋白质是生命的物质基础。蛋白质是人体的主要“建筑材料”。没有蛋白质的供给，人就不可能从3～4千克的新生儿长成50～60千克重的成年人。 一般说，蛋白质约占人体全部质量的18％，最重要的还是其与生命现象有关。蛋白质和核酸是生命存在的主要形式。

6 1．催化作用 生命的基本特征之一是不断地进行新陈代谢。这种新陈代谢中的化学变化绝大多数都是借助于酶的催化作用迅速进行。酶催化效率极高。如每分子过氧化氢酶，每分钟可催化 个分子H202分解而不致使机体发生H2O2蓄积中毒。酶催化机体内成千上万种不同的化学反应。酶就是蛋白质。 2．调节生理机能 激素是机体内分泌细胞制造的一类化学物质。这些物质随血液循环流遍全身，调节机体的正常活动，对机体的繁殖、生长、发育和适应内外环境的变化具有重要作用。这些激素中有许多就是蛋白质或肽。胰岛素就是由51个氨基酸分子组成的分子量较小的蛋白质。胃肠道能分泌十余种肋类激素，用以调节胃、肠、肝、胆管和胰脏的生理活动。 此外，蛋白质对维护神经系统的功能和智力发育也有重要作用。

7 3．氧的运输 生物从不需氧转变成需氧以获得能量是进化过程的一大飞跃。它从环境中摄取氧、在细胞内氧化能源物质(碳水化合物、脂肪和蛋白质)，产生二氧化碳和水。这种供能代谢使生物能够更多地获取贮存于能源物质中的能量。例如，葡萄糖有氧氧化所获得的能量为无氧酵解的18倍。这种由外界摄取氧并且将其输送到全身组织细胞的作用是由血红蛋白完成的。

8 4．肌肉收缩 肌肉是占人体百分比最大的组织。通常为体重的40％一45％。机体的一切机械运动及各种脏器的重要生理功能。例如肢体的运动、心脏的搏动、血管的舒缩、胃肠的蠕动、肺的呼吸，以及泌尿、生殖过程都是通过肌肉的收缩与松弛来实现的。这种肌肉的收缩活动是由肌动球蛋白来完成的。

9 5．支架作用 结缔组织分布广泛，组成各器官包膜及组织间隔，散布于细胞之间。正是它们维持各器官的一定形态，并将机体的各部分联成一个统一的整体。这种作用主要是由胶原蛋白来实现的。 6．免疫作用 机体对外界某些有害因素具有一定的抵抗力。例如，机体对流行性感冒、麻疹、传染性肝炎、伤寒、白喉、百日咳等细菌、病毒的侵入(抗原)，可产生一定的抗体，从而阻断抗原对人体的有害作用，此即机体的免疫作用。这种免疫作用则是由免疫球蛋白’’(一种由血液浆细胞产生的一类具有免疫作用的球状蛋白质)来完成的。

10 7．遗传调控 遗传是生物的重要生理功能。核蛋白及其相应的核酸是基因的物质基础，蛋白质是基因表达的重要调控者。 此外，体内酸碱平衡的维持、水分的正常分布，以及许多重要物质的转运等都与蛋白质有关。由此可见，蛋白质是生命的物质基础。

11 二、建造新组织和修补更新组织 食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要的氨基酸。由于碳水化合物和脂肪中只含有碳、氢和氧，不含氮。因此，蛋白质是人体中惟一的氮的来源。这是碳水化合物和脂肪不能代替的作用。 食物蛋白质必须经过消化、分解成氢基酸后方能被吸收、利用。体内蛋白质的合成与分解之间也存在着动态平衡。通常，成年人体内蛋白质含量稳定不变。尽管体内蛋白质在不断地分解与合成，组织细胞在不断更新。但是，蛋白质的总量却维持动态平衡。一般认为成人体内全部蛋白质每天约有3％更新。这些体内蛋白质分子分解成氨基酸后，大部分又重新合成蛋白质，此即蛋白质的周转率，只有一小部分分解成为尿素及其它代谢产物排出体外。因此，成人的食物蛋白质只需要补充被分解并排出的那部分蛋白质即可。机体蛋白质的转换率很高。通常，它比氨基酸的摄取大七倍。

12 儿童和青少年正处在生长、发育时期，对蛋白质的需要量较大，蛋白质的转换率也相对较高。这种蛋白质的转换量与基础代谢密切有关。
机体由蛋白质分解的氨基酸再合成新蛋白质的数量可随环境条件而异。例如，饲养良好的大鼠，其肝脏所需氨基酸的50％为再利用部分，禁食大鼠的再利用部分为90％。不同蛋白质的转换率极不相同例如，色氨酸砒咯酶和酪氨酸转氨酶的半衰期为2—3h，而肌纤维和肌胶原蛋白的半衰期为50—60d.至于肌腿胶原蛋白则更长。

13 三、供 能 尽管蛋白质在体内的主要功能并非供给能量，但它也是一种能源物质。特别在碳水化合物和脂肪供给量不足时，每克蛋白质在体内氧化供能约4kcal(17kj)。它与碳水化合物和脂肪所供给的能量一样，都可用以促进机体的生物合成，维持体温和生理活动。因此，蛋白质的供能作用可以由碳水化合物或脂类代替。即供能是蛋白质的次要作用。碳水化合物和脂肪具有节约蛋白质的作用。人体每天消耗的能量约有14％来自蛋白质。

14 四、赋予食品重要的功能特性 食品应有良好的感官性状。蛋白质可赋予食品以重要的功能特性。例如，肉类成熟后持水性增加(持水性一般是指肉在冻结、冷藏、解冻、胞制、绞碎、斩拌和加热等过程中，肉中的水分以及添加到肉中的水分的保持能力)。这与肌肉蛋白质的变化密切有关，而肌原纤维蛋白质的变化，特别是肌动球蛋白的变化则又与肉的嫩度密切相关。正是由于肉的持水性和嫩度的增加，大大提高了肉的可口性。蛋白质有起泡性，鸡蛋清蛋白就具有良好的起泡能力，在食品加工中常被用于糕点(蛋糕)和冰棋淋等的生产，并使之松软可口。

15 蛋白质是高分子物质，溶于水成亲水溶胶，有一定的稳定性。蛋白质分子中有许多亲水基团又有许多疏水基团，可分别与水和脂类物质相吸引，从而达到乳化的目的。不同蛋白质的乳化力不同。由乳酪蛋白制成的酪蛋白酸钠具有很好的乳化、增稠性能。尤其是热稳定性强。例如，大多数球蛋白和肌原纤维蛋白质在65℃时即凝结；乳清蛋白在77℃加热20s实际上已变性；大豆蛋白质在同样条件下则开始分散成较小的组成成分。至于酪蛋白酸钠制成乳化液或应用于午餐肉罐头等食品，虽经120℃高温杀菌lh亦无不良影响。 小麦中的面筋性蛋白质(包括麦胶蛋白和谷蛋白)胀润后在面团中形成坚实的面筋网，并具有特殊的教性和延伸性等。它们在食品加工时使面包和饼干具有各种重要、独特性质。

16 功能 食品 蛋白质类型 溶解性 饮料 乳清蛋白 粘度 汤、调味汁 明胶 持水性 香肠、蛋糕、 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白
功能 食品 蛋白质类型 溶解性 饮料 乳清蛋白 粘度 汤、调味汁 明胶 持水性 香肠、蛋糕、 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 胶凝作用 肉和奶酪 肌肉蛋白和乳蛋白 粘结-粘合 肉、香肠、面条 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 弹性 肉和面包 肌肉蛋白，谷物蛋白 乳化 香肠、蛋糕 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 泡沫 冰淇淋、蛋糕 鸡蛋蛋白，乳清蛋白 脂肪和风味的结合 油炸面圈 谷物蛋白 Functional roles of food proteins in food systems

17 第二节 蛋白质的需要量 一、氮平衡 二、蛋白质的需要量

18 氮平衡？ 氮平衡是反映体内蛋白质代谢情况的一种表示方法，实际上是指蛋白质摄取量与排出量之间的对比关系。由于直接测定食物中和体内消耗的蛋白质有很多困难，各种食物蛋白质的含氮量相当接近(约为16％)，一般食物中的含氮物质又大部分是蛋白质。所以常用测定含氮量的方法间接了解蛋白质的平衡情况。

19 蛋白质氮(克) 蛋白质氮（克） 肌动蛋白（兔肌肉） 谷蛋白（小麦）17.6 清蛋白（牛血） 血红蛋白（马）16.8 清蛋白（鸡蛋白） 胰岛素A（牛肉）15.88 α-淀粉酶 β–乳球蛋白(牛乳)15.64 抗生物素蛋白(鸡蛋白) 溶菌酶（鸡蛋白）18.80 全酪蛋白（牛乳） 肌球蛋白（兔肌肉）16.70 胶原（蛋白）（牛皮） 木瓜蛋白酶（木瓜）17.15 伴清蛋白（鸡蛋白） 核糖核酸酶A（牛胰）17.51 白明胶（小牛皮） 鲑精蛋白（鲑精液）31.5 麦醇溶蛋白（小麦） 胰蛋白酶（牛胰）16.95 球蛋白（南瓜籽） 色氨酸合成酶17.5 胰岛血糖素（猪） 玉米醇溶蛋白(玉米)16.2

20 与氮平衡相对应的身体状况 正常成人不再生长，每日进食的蛋白质主要用来维持组织的修补和更新。一般认为成人体内全部蛋白质每天约有3％左右须更新，80天左右蛋白质的更新量可达一半。当膳食蛋白质供应适当时，其氮的摄人量和排出量相等，这称之为氮的总平衡。儿童正在成长，孕妇及初愈病人体内正在生长新组织。其摄人的蛋白质有一部分变成新组织。此时，其氮的摄食量必定大于排出量，这称之为氮的正平衡。至于饥饿者、食用缺乏蛋白质膳食的人，以及消耗性疾病患者，其每日的摄人氮少于排出氮而日渐消瘦。这种情况称之为氮的负平衡

21 蛋白质代谢及氮平衡

22 蛋白质在体内总的代谢可用氮平衡表示，即摄入氮和排出氮之差。蛋白质的平均含氮量为16%。
氮平衡公式如下：B＝I－（U＋F＋S） B：氮平衡；I：摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S：皮肤丢失氮。 该差值若为正值，代表正氮平衡，说明氮在体内潴留或用作机体蛋白质增长；相反，负氮平衡代表氮丢失；也可以是零氮平衡。

23 实验安排 食科八班 星期一 上午 星期三 下午 食科九班 星期三 上午 星期四 下午 注：1、每班分两个大组同时进行。 2、必须穿实验服

24 氮平衡试验的考虑因素 健康成人，当给以无氮膳食时，体内蛋白质的合成与分解仍继续进行。被分解的氨基酸可再用于合成，并且此过程很有效。但是，也有少部分氨基酸被分解、代谢成尿氮化合物，粪中也有一定的损失。最初尿氮明显下降，以后长时间缓慢下降到相对稳定。 根据大量研究结果，食用无氮膳食10—14d后平均每天尿氮排出量为37mg／kg，粪氮约为12mg／kg，至于由皮肤及其它次要途径损失的氮量实际测定比较麻烦，一般实验室不易进行，且有一定的局限性。当推论到群体时因个体差异尚应有一个合理的延伸以照顾绝大多数人。此外，进行蛋白质平衡试验的蛋白质是优质蛋白，还应考虑到与实际生活中所消费的蛋白质差异等。

25 皮肤及其它次要途径损失的氮量: 根据1985年WHO的规定：成人每天为8mg／kg；12岁以下的儿童每天为10mg／kg。
这些在无蛋白膳食时所丢失的氮量称之为必然丢失氮（obligatory nitrogen losses） 。 综上所述，成年人在无N膳食条件下，每天N的损失总量为57mg/kg（ =57），相当于每天排出蛋白质0.36g/kg（57mg×6.25）。假设食物蛋白质被完全利用，据此可认为，若食物蛋白质按0.36g/kg摄入，应能补偿成人机体的蛋白质丢失，达到N平衡。N平衡状态可表示为下式：     摄入N = 尿N + 粪N + 其他N损失

26 氮平衡对机体的作用 实际上，N平衡不是绝对的。 一天内，进食时N平衡为正；晚上不进食时则N平衡为负；超过24小时这种波动才比较平稳。

27 二、蛋白质的需要量 确定人体蛋白质需要量的方法一般有两种。一种是在充分供给能量但食物不含蛋白质(或含量极低)时测定受试者通过尿、粪和其它途径所排出的氮量；另一种是测定维持氮平衡所需不同来源的蛋白质的氮量。 成人摄食无蛋白质食物一段时间以后，其排出的氮量渐趋恒定，约为每日每千克体重57mg氮，即每日每千克体重约0.36蛋白质。对于一个体重65kg的人来说则相当于每日约有23g蛋白质排出体外。此即蛋白质最低需要量。 但是，实验结果表明，即使是进食这一数量的优质蛋白质如蛋和乳，并不能维持氮的总平衡。不足的原因之一是食物蛋白质的组成与人体的蛋白质组成不同。既然不同，则在改造它们用来替换体内蛋白质时必有损耗。

28 据WHO(1985)报告，利用包括预期蛋白质需要量在内的几种不同的蛋白质摄食量，对健康成人进行氮平衡研究。结果表明：在进行短期氮平衡研究时，人体对优质蛋白质的平均需要量为0.63g／(kg·d)。在长期的氮平衡研究时，人体对优质蛋白质的平均需要量为0.58g／(kg·d)。 FAO／WHO／UNU专家委员会决定将上述两组数据的平均值0.60g／(kg·d)作为成人对优质蛋白质如肉、鱼、乳、蛋等蛋白的平均需要量。

29 对不同人群的蛋白质需要可因个体的不同而有所差异，即使是在性别、年龄、体型和体力活动相同的情况下也可有不同，并呈现出一定的需要量分布。假定此个体的需要量呈正态分布，为了保证健康，1981年FAO／WHO／UNU专家委员会估计成人蛋白质需要量的真变异系数为12.5％。 因此，可以预料，在平均蛋白质需要量0.60g／(kg·d)之上再加25％(2SD)即可满足人群中97.5％的个体的需要。此即1985年WHO所定成人优质蛋白质的安全摄取量0.75g／(kg·d)。 营养素供给在距平均值两个标准差处

30 安全摄取量变化原因 蛋白质的需要量，尽管各国多以氮平衡测定为依据，但是所提出的标准不一WHO亦多次修改蛋白质的需要量
1985年WHO报告在评论了短期和长期的氮平衡试验之后提出平均蛋白质需要量为优质蛋白质0.60g／(kg·d)，安全摄取量为0.75g／(kg·d)。这比1971年推荐的安全摄取量稍高。主要原因有三个: (1)最近的研究是利用在预期蛋白质需要量上下的几种蛋白质摄食量来评价蛋白质的需要量。早先的研究则是用低蛋白质摄取，并故意增加能量的摄食以维持体重、进行试验。然而，对人和动物的试验都表明，增加能量的摄食可以加强蛋白质的合成和降低氨基酸的氧化，有利于正氮平衡，因而降低了表观蛋白质的需要量

31 (2)早先的研究对总氮平衡中氨的损失，特别是经过皮肤的损失考虑不够。例如，在炎热的气候和重体力劳动时汗中有明显的氨损失。
(3)1971年FAO／WHO专家委员会所定氮平衡的数值对其它的氮损失按5mg／(kg·d)计，而1981年FAO／WHO／UNU专家委员会则改为对成人按8mg／(kg·d)计，而对12岁以内的儿童则按10mg／(kg·d)计。

32 要满足蛋白质的需要，不但应进食足够的蛋白质，还应有足够的其它营养素。如果早餐光吃糖或淀粉，午餐仅吃肉，天天如此，则机体将以含氮物从尿中丢失全部食物蛋白质。只有当蛋白质与碳水化合物等其它营养素一道进食时才有可能由葡萄糖抑制分解氨基酸的脱氢酶，使氨基酸免被分解而进入大循环，作为建造和修补组织之用. 蛋白质质量不同，达到机体氮平衡所需蛋白质的量也有所不同。通常来自动物性食物如肉、鱼、乳、蛋等优质蛋白质的需要量较低，而对来自植物或动植物混合食物的蛋白质的需要量较高.

33 第三节 必需氨基酸 一、必需氨基酸与非必需氨基酸 二、必需氨基酸的需要量及需要量模式 三、限制氨基酸

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35 构成人体蛋白质的氨基酸 *组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。
英文 必需氨基酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸 组氨酸* 非必需氨基酸 丙氨酸 精氨酸 Isoleucine(Ile) Leucine(Leu) Lysine(Lys) Methionine(Met) Phenylalanine(Phe) Threonine(Thr) Tryptophan(Trp) Valine(Val) Histidine(His) Alanine(Ala) Arginine(Arg) 天门冬氨酸 天门冬酰胺 谷氨酸 谷氨酰胺 甘氨酸 脯氨酸 丝氨酸 条件必需氨基酸 半胱氨酸 酪氨酸 Aspartic acid(Asp) Asparagine(Asn) Glutamic acid(Glu) Glutamine(Gln) Glycine(Gly) Proline(Pro) Serine(Ser) Cysteine(Cys) Tyrosine(Tyr) *组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。 摘自Modern Nutrition in Health and Disease ，第9版，第14页，1999年。

36 一、必需氨基酸与非必需氨基酸 人体对蛋白质的需要实际上是对氨基酸的需要。自然界一般的蛋白质含有22种氨基酸。氨基酸在营养上可分为“必需”和“非必需”两类。必需和非必需的概念是W．C．Rose第一个在1938年提出的。 必需氨基酸是指人体需要，但自己不能合成，或者合成的速度不能满足机体需要必须由食物蛋白质供给的氨基酸。 非必需氨基酸并非机体不需要，它们都是蛋白质的构成材料，并且必须以某种方式提供，只是因为体内能自行合成，或者可由其它氨基酸转变而来，可以不必由食物供给。

37 必需氨基酸共9种：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、颉氨酸、组氨酸（婴儿）。
半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，因此，被称为半必需氨基酸 (semi-essential amino acid)。 其它9种氨基酸在人体可以自身合成满足需要，故称为非必需氨基酸 (non-essential amino acid)。包括丙氨酸、精氨酸、 天门冬氨酸、 天门冬酰胺 、谷氨酸、 谷氨酰胺、 甘氨酸、 脯氨酸、 丝氨酸。

38 在必需氨基酸中，半胱氨酸可代替蛋氨酸，代替量可达30％，因为机体就是利用蛋氨酸来合成半胱氨酸。同样，由于苯丙氨酸在代谢中参与合成酪氨酸，故酪氨酸亦可代替约50％的苯丙氨酸。因此，当膳食中半胱氨酸及酪氨酸的含量丰富时体内即不必耗用蛋氨酸和苯丙氨酸来合成这两种非必需氨基酸，从而减少机体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。正因为如此，人们有时将半胱氨酸和酪氨酸称为“半必需氨基酸”。 人类幼年时，在体内合成氨基酸能力有限的情况下，机体对精氨酸的需要相对来说也是必须的。总之，从营养学的观点来看，上述氨基酸均需要，它们都是机体蛋白质的建造材料。而上述9种必需氨基酸则是食物蛋白质的关键成分。此外，牛磺酸(氨基乙酸)尽管并非蛋白质的组成成分，但也是婴幼儿所必须的。

39 二、必需氨基酸的需要量及需要量模式 通常，机体在蛋白质的代谢过程中，对每种必需氨基酸的需要和利用都处在一定的范围之内。某一种氨基酸过多或过少都会影响另一些氨基酸的利用。所以，为了满足蛋白质合成的要求，各种必需氨基酸之间应有一个适宜的比例。这种必需氢基酸之间相互搭配的比例关系称为必需氨基酸需要量模式(amino acid pattern)或氨基酸计分模式(amino acid scoring pattern)。 显然，膳食蛋白质中必需氨基酸的模式越接近人体蛋白质的组成，并被人体消化、吸收时，就越接近人体合成蛋白质的需要，越易被机体利用。值得注意的是，人在不同年龄的生长阶段对必需氨基酸的需求可有不同，例如婴儿对亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸及其系列物质要求较高。

40 计算方法：以该种蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值 。
当食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体蛋白质的氨基酸模式时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，则食物蛋白质的营养价值越高。这样的蛋白质有鸡蛋、奶、肉、鱼等动物性蛋白质和大豆蛋白质，被称为优质蛋白质。 其中氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的某种蛋白质常被作为参考蛋白 (reference protein)，通常为鸡蛋蛋白质。

41 表1-1 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式 氨基酸 人体 全鸡蛋 牛奶 牛肉 大豆 面粉 大米 异亮氨酸 4.4 3.2 3.4 4.3
3.8 4.0 亮氨酸 7.0 5.1 6.8 5.7 6.4 6.3 赖氨酸 5.5 4.1 5.6 7.2 4.9 1.8 2.3 蛋氨酸＋半胱氨酸 3.5 2.4 1.2 2.8 苯丙氨酸＋酪氨酸 6.0 7.3 6.2 苏氨酸 4.5 3.1 3.6 2.5 2.9 缬氨酸 5.0 3.9 4.6 4.8 色氨酸 1.0

42 几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 苏氨酸 缬氨酸 色氨酸 总计 26 46 93 66 42 72
人群(mg/g蛋白质) 食物(mg/g蛋白质〕 1岁以下 2～5岁 10～12岁 成人 鸡蛋 牛奶 牛肉 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸+半胱氨酸 苯丙氨酸+酪氨酸 苏氨酸 缬氨酸 色氨酸 总计 26 46 93 66 42 72 43 55 17 460 19 28 58 25 63 34 35 11 339 44 22 9 241 16 13 5 127 54 86 70 57 47 512 27 95 78 33 102 64 14 504 48 81 89 40 80 50 12 479

43 1985年WHO提出的必需氨基酸需要量及需要量模式
与以前相比，有以下几点不同： (1)婴儿的氨基酸需要量模式以人乳的氨基酸组成为基础，因为人乳可以很好地满足婴儿的需要。 (2)增加了学龄前儿童的氨基酸需要量模式。(3)在成人的氨基酸需要量模式中增加了对组氨酸的需要，需要量可能为8—12mg／kg。这也就是说组氨酸也是成人的一种必需氨基酸。 (4)最近的氨基酸需要量模式与以前报告的不同，尽管对氨基酸需要量的估计实际上未变。这主要是因为现在对蛋白质摄取的安全水平与以前不同。对成人和学龄儿童所采用的总蛋白质摄取水平比1971年所订数值更高，因此每克蛋白质所需的必需氨基酸量相应降低。 此外，由表可见人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降，成人比婴儿显著下降。婴儿和儿童对蛋白质和氨基酸的需要量比成人高，主要是用以满足其生长、发育的需要。 见课本 表 6－3 不同年龄人的必需氨基酸需要量

44 三、限制氨基酸 食物蛋白质中，按照人体的需要及其比例关系相对不足的氨基酸称为限制氨基酸。限制氨基酸中缺乏最多的称第一限制氨基酸，正是这些氨基酸严重影响机体对蛋白质的利用，并且决定蛋白质的质量。这是因为只要有任何一种必需氨基酸含量不足，转移核糖核酸(tRNA)就不可能及时将所需的各种氨基酸全部转移给核蛋白体核糖核酸(rRNA)用于机体蛋白质的合成，故无论其它氨基酸有多么丰富也不能充分利用。

45 蛋白质生物合成示意图

46 食物中最主要的限制氨基酸为赖氨酸和蛋氢酸。前者在谷物蛋白质和一些其它植物蛋白质中含量甚少；后者在大豆、花生、牛奶和肉类蛋白质中相对不足。通常，赖氨酸是谷类蛋白质的第一限制氨基酸。而蛋氢酸(含硫氨基酸)则是大多数非谷类植物蛋白质的第一限制氨基酸。正因为如此，在一些焙烤制品，特别是在以谷类为基础的婴、幼儿食品中常添加适量的赖氨酸予以强化。此外，小麦、大麦、燕麦和大米还缺乏苏氨酸，玉米缺乏色氨酸，并且分别是它们的第二限制氨基酸。有的还有第三限制氨基酸。 但一般只列1-3种LAA，多了并无太大意义

47 第四节 食物蛋白质的营养评价 一、蛋白质的质与量 二、蛋白质的消化率 三、蛋白质的利用率

48 蛋白质营养价值的评价方法 The evaluations of protein nutrition
生物方法 化学方法 酶和微生物方法

49 评价一种食物蛋白质的营养价值考虑因素 评价一种食物蛋白质的营养价值，一方面要从“量”的角度即食物中含量的多少，另一方面则要从“质’’的角度即根据其必需氨基酸的含量及模式来考虑。此外，还应考虑机体对该食物蛋白质的消化、吸收、利用的程度。尽管食物蛋白质的营养价值可以通过人体代谢来观察，但是为了慎重和方便，往往采用动物试验的方法并以此进行估计。任何一种方法都是从某一种现象作为观察评价的指标，往往具有一定的局限性，其所表示的营养价值也是相对的。

50 一、蛋白质的质与量 1．完全蛋白质与不完全蛋白质
食物蛋白质品种繁多。Osborne and Mendel早期用鼠的喂饲实验证明，单一的蛋白质在维持生命和支持动物生长方面有所不同。 当以占总能量18％的酪蛋白喂饲大鼠时，鼠生长正常，故将酪蛋白归为完全蛋白质。 麦醇溶蛋白虽能维持生命，但动物生长缓慢、不能支持生长，归为部分不完全蛋白质。 玉米醇溶蛋白不但不能促进生长，甚至还不能维持生命，属不完全蛋白质，这是因其缺乏赖氨酸、色氨酸等之所致。 此外，还发现酪蛋白在以占总能量的9％进行喂饲时，其在促进生长方面的效率仅及以18％喂养的一半，因而认识到蛋白质的质和量都很重要。

51 1）完全蛋白质：能维持动物的生存并能促进幼小动物的生长发育。如乳中的酪蛋白、乳白蛋白、蛋类中的卵白蛋白及卵黄蛋白、肉类中的白蛋白和肌蛋白、大豆中的大豆蛋白、小麦中的麦谷蛋白和玉米中的谷蛋白等，都是完全蛋白质。 2）半完全蛋白质：这类蛋白质若作为膳食中唯一的蛋白质来源时可维持动物生存，但不能促进生长发育。如小麦和大麦中的麦胶蛋白。 3）不完全蛋白质：当把这类蛋白质作为膳食中唯一的蛋白来源时，它既不能促进生长发育，也不能维持其生存。如玉米中的玉米胶蛋白、动物结缔组织、肉皮中的胶质蛋白、豌豆中的豆球蛋白。

52 早期对蛋白质质量的区分现在仍被采用。例如人们常将一些动物蛋白质如肉、禽、鱼、蛋、乳等称为完全蛋白质或优质蛋白质，由结缔组织而来的白明胶，因缺乏色氨酸而称为不完全蛋白质。至于植物蛋白质，大多缺乏赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸中的一种或多种，不如动物蛋白质好。最好的植物蛋白质是豆科植物的蛋白质，可是其蛋氨酸含量亦不足。但是大豆蛋白质(尤其是大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白)则可以和乳蛋白、卵蛋白相比并归人人类的完全蛋白质之中，至于谷类和豆类以外的植物如水果中的蛋白质则大都是不完全蛋白质。但是，尽管如此，它们的氨基酸仍有助于机体的总氮和补充合成蛋白质所需的非必需氨基酸。

53 2．食物中蛋白质的含量 用凯氏 (Kjeldahl) 定氮法，测定食物中的氮含量，乘以蛋白质换算系数(6.25), 得出食物蛋白质的含量。
食物蛋白质的含量多少尽管不能决定一种食物蛋白质营养价值的高低，但是具体评定时却不能脱离其含量。单纯考虑质量，即使其营养价值很高，若含量太低亦不能满足机体需要，无法发挥优质蛋白质应有的作用。 用凯氏 (Kjeldahl) 定氮法，测定食物中的氮含量，乘以蛋白质换算系数(6.25), 得出食物蛋白质的含量。 不同食物的蛋白质含量见表1-2。

54 表1-2 不同食物的蛋白质含量 名称 含量(%) 畜、禽、鱼 10～20 鲜奶 ～4.0 奶粉 25～27 蛋类 12～14 大豆及豆类 20～40 硬果类 15～25 谷类 ～10 薯类 ～3 蔬菜水果类 ±1

55 食物蛋白质含量的测定通常用凯氏定氮法测定其含氮量，然后再换算成蛋白质含量。此总氮量内可包含有嘧啶、嘌呤、游离氨基酸、维生素、肌酸、肌酐和氨基糖等。肉类氮中一部分是游离氨基酸和肽；鱼类除此之外还含有挥发性碱基氮和甲基氨基化合物。海产软骨鱼类可能还含有尿素。由于这些非氨基酸和非肽氮的营养学意义不清楚，所以分析食物含氮量有很重要得意义。 食物蛋白质的含氮量取决于其氨基酸的组成，可变动于15％一18％之间。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。若要比较准确计算则可以不同系数求得。

56 SCP蛋白质含量的计算 目前，人们对新蛋白质资源的开发颇感兴趣。由于单细胞蛋白（SCP）的蛋白质含量中富于嘌呤氮，仅部分可被利用。至于细胞壁氮则多不能被利用。为此，联合国蛋白质热能顾问小组建议了一个SCP产物蛋白质氮的计算法。由于SCP总氮量中有很大一部分来自核酸，若将总氮乘以6．25计算其粗蛋白含量，势必过高估计其蛋白质含量。由于嘧啶氮和嘌呤氮的比值约为0.40，而且在多数核酸中二者以等分子存在。所以，以1．4乘嘌呤氮就可得到核酸氨，再以9乘核酸氮就可得到核酸量。现举例说明SCP蛋白质含量的计算如下：若测定某种酵母产品的总氦量=1000mg 嘌呤氮＝160mg 核酸总氮量＝160×1．4＝224mg 核酸总量＝224×9.0＝2016mg 蛋白质氮的校正值＝1000－224＝776mg 粗蛋白含量＝1000×6.25＝6250mg 蛋白质含量的校正值＝776×6.25＝4850mg

57 二、蛋白质的消化率 食物蛋白质的消化率用该蛋白质中被消化、吸收的氮量与其蛋白质的含氮总量的比值表示。这可有表观消化率(apparent digestibility)和真消化率(true digestibility).

58 蛋白质消化率 (digestibility) 反映蛋白质在消化道内被分解的程度和消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。 计算公式：
食物氮 食物氮－(粪氮－粪代谢氮) 蛋白质消化率(%)= ×100 该计算结果也称真消化率 (true digestibility)

59 实际工作中往往不考虑粪代谢氮，计算得出的结果称表观消化率 (apparent digestibility)。
表观消化率(%) = 食物氮－粪氮 食物氮 ×100 表观消化率的结果比真消化率低

60 粪代谢氮是受试者在完全不吃含蛋白质食物时粪便中的含氮量。显然，表观消化率要比真消化率(即消化率)低。WHO(1985)提出，当膳食中仅含少量纤维时不必测定粪代谢氮，对成人可采用12mg/(kg.d)。
影响蛋白质消化率的因素很多。通常，动物性蛋白质的消化率比植物性的高。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，可提高到90％。此外，其它的膳食因素如食物纤维、多酚化合物(包括单宁)，以及改变蛋白质酶促水解释放氨基酸的化学反应等均可影响蛋白质的消化率.

61 The factors affecting digestibility
影响食品消化率的因素 The factors affecting digestibility 蛋白质的构象 抗营养因子 加工条件

62 表1-3 几种食物蛋白质消化率（%） 生大豆60% 熟豆浆85% / 豆腐90-96% 食物 真消化率 食物 真消化率 鸡蛋 97±3 牛奶
表1-3 几种食物蛋白质消化率（%） 食物 真消化率 食物 真消化率 鸡蛋 97±3 牛奶 95±3 肉、鱼 94±3 玉米 85±6 大米 88±4 面粉(精制) 96±4 燕麦 86±7 小米 79 大豆粉 菜豆 78 花生酱 88 中国混合膳 96 生大豆60% 熟豆浆85% / 豆腐90-96%

63 三、蛋白质的利用率 蛋白质的利用率是指食物蛋白质被消化吸收后在体内被利用的程度。测定食物蛋白质利用率的指标和方法很多，现扼要介绍如下:
常用指标： 生物价 蛋白质净利用率 蛋白质功效比值 氨基酸评分

64 1、 生物价(biological value, BV)
是机体的氮贮留量与氮吸收量之比。 生物价 = 氮储留量 氮吸收量 ×100 氮吸收量=食物氮－（粪氮－粪代谢氮） 氮储留量=吸收氮－（尿氮－尿内源氮） 尿内源氮是机体在无氮膳食条件下尿中所含有的氮。它们来自体内组织蛋白质的分解。

65 蛋白质的生物价影响因素 蛋白质的生物价可受很多因素影响,同一食物蛋白质可因实验条件不同而有不同的结果。故对不同蛋白质的生物价进行比较时应将实验条件统一。此外，在测定时多用初断乳的大鼠，饲料蛋白质的含量为100g／kg(10％)。将饲料蛋白质的含量固定在10％，目的是便于对不同蛋白质进行比较。因为饲料蛋白质含量低时，蛋白质的利用率较高。 生物价高，表明食物蛋白质中氨基酸主要用来合成人体蛋白，极少有过多的氨基酸经肝、肾代谢而释放能量或由尿排出多余的氮。

66 常用食物蛋白质的生物学价值 鸡蛋黄 96 牛 肉 76 玉 米 60 全鸡蛋 94 白 菜 76 花 生 59
蛋白质 生物学价值 蛋白质 生物学价值 蛋白质 生物学价值 鸡蛋黄 牛 肉 玉 米 全鸡蛋 白 菜 花 生 牛 奶 猪 肉 绿 豆 鸡蛋白 小 麦 小 米 鱼 豆 腐 生黄豆 大 米 熟黄豆 高 粱

67 蛋白质净利用率和蛋白质净比值

68 蛋白质净利用率（%）=氮储留量/氮食入量=消化率×生物价
2、蛋白质净利用率 (net protein utilization, NPU) 是机体氮储留量与氮食入量之比。这是因为考虑到蛋白质在消化过程中可能受到各种因素作用而影响其消化率，故以此表示蛋白质实际被利用的程度。 蛋白质净利用率（%）=氮储留量/氮食入量=消化率×生物价

69 除上述用氮平衡法进行动物试验外，还可以分别用受试蛋白质(占热能的10％)和无蛋白质的饲料喂养动物7~10d，记录其摄食的总氮量。试验结束时测定动物体内总氮量，以试验前动物尸体总氮量作为对照进行计算。
NPU =（受试动物尸体增加氮量+无蛋白饲料组动物尸体减少氮量）/摄取食物氮量x100

70 3．蛋白质净比值 蛋白质净比值(net protein ratio，NPR)与蛋白质存留率(protein retention )这是将大鼠分成两组，分别饲以受试食物蛋白质和等热量的无蛋白质膳食7~10d，记录其增加体重和降低体重的克数，求出蛋白质净比值后，再求得蛋白质存留率。 蛋白质净比值＝（平均增加体重+平均降低体重）/摄入的食物蛋白质 蛋白质存留率＝蛋白质净比值×100/6.25

71 4、相对蛋白质价值(relative protein value，RPV）
相对蛋白质价值是生长反应与氮摄入量相关线直线部分的斜率与摄食标准蛋白质的剂量——反应曲线斜率的比较。 相对蛋白质价值=受试蛋白的斜率/标准乳清蛋白的斜率 这是将受试蛋白质以不同的摄食水平分组饲养正在生长的大鼠，将每只大鼠的蛋白质进食量(g／d)与每只大鼠的体重增长数(g／d)绘成回归线，求出其斜率。蛋白质利用率越高，斜率越大。同时用乳清蛋白作为蛋白质的参考标准进行测定并加以比较。值得注意的是，这只有在每一例的剂量——反应曲线基本上是直线时才可靠。此法对蛋白质的质量鉴别能力较大。如果以乳清蛋白的相对蛋白质价值为100，则酪蛋白为69．2，大豆蛋白为43．3，而麸蛋白为16．5。

72 5．蛋白质功效比值(protein efficiency ratio，PER)
蛋白质功效比值是用幼小动物体重的增加与所摄食的蛋白质之比来表示将蛋白质用于生长的效率。 此法通常用生后21—28d刚断乳的大鼠(体重50—60g)，以含受试蛋白质10％的合成饲料喂养28d，计算动物每摄食1g蛋白质所增加体重的克数。此法简便被美国公职分析化学家协会(AOAC)推荐为评价食物蛋白质营养价值的必测指标，并且是美国常用于食品标签法规和确定其蛋白质推荐的膳食营养素供给量的方法。

73 蛋白质功效比值 (protein efficiency ratio, PER)
蛋白质功效比值 = 动物体重增（g） 摄入食物蛋白质 （g） 实验结果以酪蛋白为对照组，按以下公式校正： 被测蛋白质功效比值 = 实验组功效比值 对照组功效比值 ×2.5

74 蛋白质功效比值是用处于生长阶段中的幼年动物（一般用刚断奶的雄性大白鼠）在实验期内，其体重增加和摄入蛋白质数的比值来反映蛋白质的营养价值的指标。由于所测蛋白质主要被用来提供生长之需要，所以该指标被广泛用来对婴幼儿食品中蛋白质的评价。 然而，近年科学家发现用蛋白质功效比值来评价蛋白质质量可能不适当。其原因是大鼠所需的蛋白质与人类有所不同，尤其是生长的大鼠对含硫氨基酸有更大的需要。用以产生覆盖全身毛发中的角蛋白，而人类则不具有这种情况。此外，用此方法还高估了许多动物蛋白的营养价值而低估了许多植物蛋白(如大豆蛋白)的营养价值。

75 6．氨基酸分(amino acid score)和蛋白质消化率修正的氨基酸分(protein digestibility corrected amino acid score，PDCAAS)
蛋白质营养价值的高低也可根据其必需氨基酸的含量及它们之间的相互关系来评价。这也就是说可以通过该蛋白质中氨基酸组成的化学分析结果来评价。也可称之为蛋白质分(protein score)或化学分(chemical score)。 氨基酸评分又叫蛋白质化学评分，是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较，因此能反映蛋白质构成和利用率的关系。不同年龄的人群，其氨基酸评分模式不同，不同的食物其氨基酸评分模式也不相同。氨基酸评分分值为食物蛋白质中的必需氨基酸和参考蛋白或理想模式中相应的必需氨基酸的比值。

76 氨基酸评分 (amino acid score, AAS)
氨基酸评分= 被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg) 理想模式或参考蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg) 经消化率修正的氨基酸评分 (protein digestibility corrected amino acid score, PDCAAS) PDCAAS=AAS×真消化率

77 氨基酸计分模式的提出 为了便于评定，最初将鸡蛋或人奶蛋白质中所含氨基酸作为参考标准。因为它们是已知营养价值最好的蛋白质，并称为参考蛋白质(reference protein)。1957年FAO出人的暂订氨基酸需要量模式，并以此代替鸡蛋蛋白质标准，此即根据人体对氨基酸的需要量模式提出一个假设的参考蛋白质作为比较标准，并用“蛋白质分’’代替“化学分”. 1957年FAO参考蛋白质中含硫氨基酸水平远比鸡蛋蛋白质的低。对于含硫氨基酸为限制氨基酸的蛋白质，在用FAO参考蛋白质作标准来评价其质量时，所得蛋白质分和用生物法测定的结果更为一致。此模式尽管到1965年发现有不足之处，并经FAO／WHO联合专家组根据鸡蛋的必需氨基酸含量改进计算方法，但是，新的方法十分繁琐，并且在计分系统方面有很多理论上的缺点而末被广泛采用。

78 1973年FAO／WHO有关专家委员会再次对人体氨基酸需要量进行评价而制订新的计分模式，并且认为尽管尚无实验证据表明其是否优于乳与蛋等优质蛋白质的模式．但是一般认为比全蛋或乳蛋白质的模式更为合适，并被广泛采用。1981年FAO／WHO／UNU联合专家会议，根据新近资料分别对婴儿、学龄前儿童(2—5岁)。学龄儿童(10—12岁)和成人提出了新的必需氨基酸需要量模式。与此同时再次修订了氨基酸计分模式如下: 氨基酸分＝1g受试蛋白中氨基酸的毫克数/需要模式中氨基酸毫克数X100

79 氨基酸计分模式的评价 显然，由于婴儿、儿童和成人的必需氨基酸需要量不同，对于同一蛋白质的氢基酸分亦不相同。婴儿和儿童对必需氨基酸的需要量远比成人高。故对婴儿和儿童来说，受试蛋白质中任何一种必需氨基酸的最低分(第一限制氨基酸)，对成人而言，其蛋白质质量并不一定低。 氨基酸分通常是指受试蛋白质中第一限制氢基酸的得分。若此限制氢基酸是需要量模式的80％，则其氨基酸分为80。无疑，一种食物蛋白质的氨基酸分越接近100，则其越接近人体需要，营养价值也越高。

80 蛋白质消化率修正的氨基酸分(protein digestibility corrected amino acid score，PDCAAS)
PDCAAS是 1990年由FAO／WHO蛋白质评价联合专家委员会推荐的方法。由于氨基酸分没有考虑食物蛋白质的消化率，故以蛋白质的消化率修正的氨基酸分则能更好地表示蛋白质的利用率，并认为是简单、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 =氨基酸分x蛋白质真消化率 蛋白质消化率修正的氨基酸分范围由1.0~0，1.0为蛋白质质量的上限。几种食物蛋白质的不同评分如表6—9所示。

81 评价 值得提出的是采用蛋白质消化率修正的氨基酸分(PDCAAS)对大豆分离蛋白(isolated soy protein)的评价可与酪蛋白和鸡卵蛋白相媲美。这从经济和营养价值方面考虑。对使用大豆分离蛋白或大豆浓缩蛋白来替代或补充动物蛋白质，或者将其与其它植物蛋白质混合并用可有效提高蛋白质质量。

82 7．可利用赖氨酸 利用生物学方法可以了解蛋白质的消化、利用情况。但是它不能了解氨基酸组成成分的消化利用情况。分与牛物学测定之间似无确切的关系。随着食品加工时蛋白质质量的改变，如食品加工引起蛋白消化率的变化，氨基酸分和蛋白质消化率修正的氨基酸分与生物学测定之间似无确切的关系。 赖氨酸是必需氨基酸而且是某些食品限制性氨基酸。由于ε-氨基非常活泼，易于其他物质反应降低利用率。如乳粉因加工而降低营养价值，其原因一方面有可能是赖氢酸的游离ε-氨基与乳糖反应(碳氨反应)，另一方面则有可能是在分子中形成了许多交联键，其中包括赖氨酸和其它氨基酸的交联键。这样赖氨酸就不能再产生van slyke反应，也能不与氟二硝基苯(1-氟-2,4-二硝基苯，FDNB)生成二硝基苯(DNP)衍生物。此时用动物生长试验来评价其营养价值时便是不可被利用的了。从表6-10可见，随着奶粉加工程度的不同，尽管其烧焦后酸水解赖氨酸的总值仍相当高，但是，其可利用赖氨酸则明显下降。

83 2,4-二硝基氟苯法

84 原因 FDNB反应的赖氢酸似乎可以作为油籽产品如花生粉，以及乳粉等可利用赖氨酸的良好指标。富含蛋白质的食品若干燥过度，表明反应的赖氨酸水平和食品的营养价值均会显著下降。其它各种氨基酸的利用率也会明显降低。此外，儿童食品中玉米粉—大豆粉—脱脂乳粉混合物的可利用赖氨酸，随着贮存温度、时间、产品水分和脱脂乳粉含量的增加而下降，并与蛋白质功效比值(PER)的下降相关。似乎，当赖氨酸是限制氨基酸时用FDNB反应的赖氨酸来评价蛋白质的质量与生物学方法都有很好的相关性。上述赖氨酸的不可利用，在很大程度上是由于所形成的结构阻碍了蛋白酶正常作用的结果.

85 表1-4 常见几种食物蛋白质质量 食 物 BV NPU(%) PER AAS 全鸡蛋 94 84 3.92 1.06 全牛奶 87 82
食 物 BV NPU(%) PER AAS 全鸡蛋 94 84 3.92 1.06 全牛奶 87 82 3.09 0.98 鱼 83 81 4.55 1.00 牛肉 74 73 2.30 大豆 66 2.32 0.63 精制面粉 52 51 0.60 0.34 大米 63 2.16 0.59 土豆 67 60 — 0.48

86 表1-5 几种食物蛋白质的PDCAAS 食物蛋白 PDCAAS 食物蛋白 PDCAAS 酪蛋白 1.00 鸡蛋 0.99 牛肉 0.92
大豆分离蛋白 0.99 牛肉 0.92 豌豆粉 0.69 菜豆 0.68 斑豆 0.63 燕麦粉 0.57 花生粉 0.52 小扁豆 全麦 0.40

87 营养评价总结！！！ 在对食物蛋白质进行营养评价时，特别是对蛋白质作系统研究或者探索一种新蛋白质资源时，应注意以下几点：
(1)首先测定蛋白质的含量和氨基酸模式，计算蛋白质消化率修正的氨基酸分。 (2)注意食品加工过程中蛋白质的变化。这通常是测定赖氨酸和蛋氨酸的利用率，因为它们在食品加工时最易破坏。而这也可能是生物学评价低于化学评价的原因。 (3)最好对样品中的氮、氨基酸和包括微生物毒素在内的各种毒素进行适当的分析检验，以除去非蛋白质物质的作用，但也不一定如此。 (4)最后，应对受试蛋白质进行满足人体需要量方面的检验。此工作应十分慎重和仔细。

88 第五节、蛋白质的互补作用(complementary action of protein)：
食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸不能被充分利用而浪费，会造成蛋白质营养价值降低。为了提高蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，而达到以多补少的目的提高膳食蛋白质的营养价值。这种不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用叫蛋白质互补作用。例如，肉类、大豆和米面一起食用，就可互相弥补必需氨基酸的不足。

89 几种营养价值较低的蛋白质混合摄入时，其中的限制氨基酸得到了互相补充，从而使混合蛋白质中的必需氨基酸比例更接近人体蛋白质的氨基酸模式，提高了膳食蛋白质的营养价值。
如大豆和米或面混合食用时，大豆蛋白富含的赖氨酸与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充，可明显提高米面蛋白质的营养价值（表1-1-4）。

90

91

92 食物搭配 食物所含蛋白质的必需氨基酸组成模式与人体所需都有不同程度的差距，因而不能被身体充分利用。不同食物蛋白质所含的各种氨基酸各有所长，也各有所短；同时食用则可以取长补短、互相补充，使最后进入人体的各种氨基酸的组成模式接近人体合成自身蛋白质的需要，这便是食物蛋白质的互补作用。 例如，谷类食物的蛋白质含赖氨酸较少，但其蛋氨酸和胱氨酸含量高；而大豆蛋白质正好相反，赖氨酸含量高，而蛋氨酸和胱氨酸含量低。谷类和大豆配合食用，则两者的缺陷都可得到弥补。玉米面加大豆粉做成的窝窝头、五谷杂粮煮成的腊八粥、米粉加奶粉和蛋黄粉做成的“代乳粉”等都是利用蛋白质互补作用原理以改善蛋白质营养价值的例子。 在利用蛋白质互补作用改善蛋白质营养时应注意：①搭配食物的品种越多越好，如能荤素搭配效果更好。②搭配的各种食物应同时食用，因为各种必需氨基酸必须同时到位，才能用于合成人体蛋白质。

93 第六节 蛋白质和氨基酸在食品加工时的变化 一、热加工的有益作用 二、氨基酸的破坏 三、蛋白质与蛋白质的相互作用 四、蛋白质与非蛋白质分子的反应

94 食品加工通常是为了杀灭微生物或钝化酶以保护和保存食品、破坏某些营养抑制剂和毒性物质、提高消化率和营养价值、增加方便性，以及维持或改善感官性状等。但是，在追求食品加工的这些作用时，常常带来一些加工损害(processing damage)的不良影响，由于蛋白质，特别是必需氨基酸在营养上的重要作用，人们对其在食品加工中的变化十分注意。又由于我们今天的食品大都需要经过不同方式的加工，对于如何保持它们良好的营养价值、使之不受损害更为人们所重视。现将蛋白质和氨基酸在食品加工中的某些重要变化简介如下。

95 一、热加工的有益作用 1．杀菌和灭酶 热加工是食品保藏最普通和有效的方法。由于加热可使蛋白质变性，因而可杀灭微生物和钝化引起食品败坏的酶，相对地保存了食品中的营养素。 热烫或蒸煮能使酶失活，例如脂酶、脂肪氧化酶、蛋白酶、多酚氧化酶和其他氧化酶及酵解酶类，酶失活能防止食品产生不应有的颜色，也可防止风味质地变化和维生素的损失。如菜籽经过处理可使黑芥子硫苷酸酶(myrosinase)失活，因而阻止内源硫葡萄糖苷形成致甲状腺肿大的化合物，即5-乙烯基-2-硫恶唑烷酮。

96 甘蓝属蔬菜可食部分(茎叶)的芥子硫苷衍生物含量
植 物 硫 苷 种 类 含 量 包 心 菜 3-甲亚磺酰丙基硫苷,3-吲哚甲基硫苷,2-烯丙基硫苷 0.42～1.56 中国甘蓝 3-氮吲哚甲基硫苷,2-苯乙基苷,3-西烯基硫苷 0.13～1.51 花 椰 菜 3-甲亚磺酰丙基硫苷, 3-吲哚甲基硫苷 0.61～1.16 球茎甘蓝 3-丁烯基硫苷,2-羟基-3-丁烯基硫苷,3-氮吲哚甲基硫苷 0.6 ～3.9 油 菜 2-羟基-3-丁烯基硫苷, 3-氮吲哚甲基硫苷 0.13～0.76

97 2．提高蛋白质的消化率 加热使蛋白质变性可提高蛋白质的消化率。这是由于蛋白质变性后，其原来被包裹有序的结构显露出来，便于蛋白酶作用的结果。生鸡蛋、胶原蛋白以及某些来自豆类和油料种子的植物蛋白等，若不先经加热使蛋白质变性则难于消化。例如生鸡蛋白的消化率仅50％，而熟鸡蛋的消化率几乎是100％。实际上，体内蛋白质的消化，首先就是在胃的酸性pH下使之变性。蔬菜和谷类的热加工，除了软化纤维性多糖、改善口感外，也提高了蛋白质的消化率。 据报告，热处理过的大豆，其营养价值大大超过生大豆。例如生大豆粉的蛋白质功效比值(PER)为1.40，而加压蒸煮后的大豆粉的PER为2.63。当添加一定量的蛋氨酸后其PER值更加提高。实验证明，大豆的加热处理以100℃1h或121℃30min，其营养价值最好。

98 3．破坏某些嫌忌成分 加热可破坏食品中的某些毒性物质、酶抑制剂和抗维生素等而使其营养价值大为提高。上述物质大多来自植物并严重影响食品的营养价值。例如， 大豆的胰蛋白酶抑制剂和植物血球凝集素等都是蛋白质性质的物质，它们都对热不稳定，易因加热变性、钝化而失去作用。 许多谷类食物如小麦、黑麦、养麦、燕麦、大米和玉米等也都含有一定的胰蛋白酶抑制剂和天然毒物，并可因加热而破坏。 据报告，当以生豆喂动物时，因其中的胰蛋白酶抑制剂和植物血球凝集素的毒性作用，动物可全部死亡。将该豆加压蒸煮后，由于上述嫌忌物质的破坏，蛋白质消化率增加、蛋白质功效比值显著上升。但是，若过度加热，则其营养价值下降。

99 此外，热加工还可破坏大米、小麦和燕麦中的抗代谢物(antimetabolite)。将花生仁加热可使其脱脂粉的蛋白质功效比值增加，并降低被污染的黄曲霉毒素含量。但是，热处理温度过高或时间过长均可降低PER和可利用赖氨酸的含量。同样，向日葵子蛋白质的营养价值，当用中等热处理(100℃lh)时可有增加，而高温处理则有下降。

100 4．改善食品的感官性状 在含有蛋白质和糖类食品进行热加工时可因热加工所进行的糖氨反应(羰氨反应或美拉德反应)致使发生颜色褐变或呈现良好的风味特征而改善食品的感官性状，如烤面包的颜色、香气和糖炒栗子的色、香、味等。 总之，适当的热加工可提高食品蛋白质的营养价值。这主要是使蛋白质变性、易于消化和钝化毒性蛋白质等的结果。此外，也还可改善食品的感官性状。但是，过热可引起不耐热的氨基酸如胱氨酸含量下降和最活泼的赖氨酸可利用性降低等，从而降低蛋白质的营养价值。

101 􀂾蛋白质的一些功能性质发生变化 􀂾破坏食品组织中酶有利食品的品质 􀂾促进蛋白质消化 􀂾破坏抗营养因子 􀂾引起氨基酸脱硫胱酰胺异构化 􀂾有氧存在时加热处理，色氨酸部分受到破坏 􀂾T>200℃，碱性条件下，色氨酸发生异构化 􀂾剧烈热处理引起蛋白质生成环状衍生物

102 二、破坏氨基酸 加热对蛋白质和氨基酸的营养价值可有一定损害，氨基酸的破坏即为其中之一。这可通过蛋白质加热前后由酸水解(6mol HCl，12h)回收的氨基酸来确定。有人将鳕鱼(cod)在空气中于炉灶上130℃加热18h，发现赖氨酸和含硫氨基酸有明显损失。牛乳在巴氏消毒110℃ 2min或150℃ 2.4s时不影响氨基酸的利用率。但是，传统的杀菌方法可使其生物价下降约6％。与此同时，赖氨酸和肮氨酸的含量分别下降10％和13％。传统加热杀菌的方法生产淡炼乳时对乳蛋白质的影响更大，其可利用赖氨酸的损失可达15％-25％。肉类罐头在加热杀菌时由于热传递比乳更困难，其损害亦较乳重。

103 氨基酸结构的变化随着加热温度的不同而不同，如下边的例子：
在115℃下加热27h，将有50%～60%的半胱氨酸被破坏并产生H2S气体： 天门冬酰胺和谷氨酰胺还会发生脱氨反应：

104 加热对焙烤制品蛋白质、氨基酸也有不良影响。饼干糕点的损失则取决于其厚度、加热温度和持续时间(表6—14)，糖的存在是影响饼干热损害的另一因素，因为它可增加赖氨酸的损失。 胱氨酸不耐热，在温度稍高于100℃时就开始破坏，因而可作为低加热温度商品的指示物。以不同温度( ℃)和时间(0-80min)加热纯蛋白质制剂，从其氨基酸含量表明：色氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、碱性氨基酸和β-羟基氨基酸比纯酪蛋白和溶菌酶制剂中的酸性和中性氨基酸更易破坏。在 ℃时发生大量分解。 尽管由于加热破坏，食品的粗蛋白含量可有降低。但是在一般情况下并不认为有多大实际意义。不过，如果受影响的氨基酸是该蛋白质的限制氨基酸，而且此种蛋白质又是惟一的膳食蛋白质时则应予注意。

105 2．氧化 蛋白质和氨基酸的破坏还可由氧化引起。食品由于酶促或非酶促反应的结果，如不饱和脂类的氧化等，在食品中可能有一定的过氧化物存在。此外，某些物理加工如食品在大气中的γ 辐射或光辐射作用，热空气干燥，甚至长期贮存也可能使食品的成分氧化，其中包括蛋白质中氨基酸残基的氧化。

106

107 (3)色氨酸的氧化

108 例证 据报告，当蛋白质和脂类过氧化物在一起时，蛋白质的氨基酸有重大损失，其中蛋氨酸、胱氨酸等最易破坏。蛋氨酸可被脂类过氧化物氧化成蛋氨酸亚砜，并可进一步氧化成蛋氨酸砜。蛋氨酸亚砜可被生物部分或全部利用，而蛋氨酸砜则不能利用。 这主要取决于分子中硫的氧化状态即价数。蛋氨酸亚砜中的硫为四价，它可以被还原型谷胱甘肽还原成二价，也可被半胱氨酸还原。但是，当硫被氧化成六价时，即蛋氨酸氧化成蛋氨酸砜后便不可被利用了。至于蛋氨酸亚砜的营养价值似乎取决于动物的年龄。这可能是酶的诱导作用随年龄而变，但是应对不同品种的动物进一步研究。现在已知蛋氨酸亚砜部分以N－乙酰蛋氨酸亚砜在尿中排泄，而蛋氨酸砜则在乙酰化前后排泄。

109 食品在大气中进行辐射，通过水的裂解作用可产生过氧化氢，从而对蛋白质、氨基酸产生破坏作用。已知食物蛋白质的辐射可引起某些含硫氨基酸和芳香族氨基酸的裂解。其所形成的挥发性含硫化合物可能在被辐照的乳、肉和蔬菜等中产生异味。这些反应在缺氧或冰冻状态下辐照时降低。鱼和其它蛋白质食品的辐照在3Mrad剂量以下时不降低蛋白质的营养价值。

110 3．脱硫 含低糖的湿润食物剧烈加热时常引起胱氨酸—半胱氨酸显著破坏，与此同时许多氨基酸的利用率下降。据报告，罐头肉杀菌后胱氨酸损失44％，猪肉在110℃加热24h，胱氨酸也有同样损失。鲜鱼在116℃加热27h也引起胱氨酸破坏。大豆蛋白质过热(有如在旧式榨油机中那样)胱氨酸也受破坏，甚至可达到限制大鼠生长的程度。现已证明，在加热的乳和肉中可形成硫化氢和其它挥发性含硫化合物如甲硫醇等。 上述胱氨酸的损失可通过脱硫反应发生、形成不稳定的脱氢丙氨酰残基，然后与蛋白质中的赖氨酸形成赖丙氨酸等蛋白质—蛋白质交联键。这种交联键已在加热过的蛋白质中鉴定出来。它们可降低蛋白质的消化率和氨基酸的可利用性。

111 4．异构化(isomerization) 用碱处理蛋白质时可使许多氨基酸残基(蛋氨酸、赖氨酸、半胱а氢酸、丙氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、谷氨酸和天冬氨酸)发生异构化。氢基酸的异构化由a-位上不对称碳原子上的氢在碱性介质中离解开始，通过互变异构产生负碳离子重排或共振成为三型而没有碳的不对称现象“。氨基酸氨基上有负电荷对抗a-氢的电离，因此，蛋白质中的氨基酸残基比游离氨基酸容易异构化。 蛋白质用强酸处理也可有氨基酸残基的异构化。但是，这只有在浓溶液和高温时才发生，没有在碱液中那样容易。

112 烘烤食品时蛋白质也可发生氨基酸的异构化。氨基酸残基的分解和异构化可在酸水解后用气相层析研究。酪蛋白和溶菌酶等在空气或氮气下于 ℃加热20min到干燥，天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸和赖氢酸残基发生异构化，其它的氨基酸除脯氨酸外，在更高的温度时也有相当程度地异构化。烘烤酪蛋白时所形成的游离氨基酸和小肽多半、或者完全外消旋。 氨基酸残基的异构化可以部分抑制蛋白质的水解消化作用。据报告，游离的D-赖氨酸和许多其它D-氨基酸都几乎没有营养价值。某些D-氨基酸如D-蛋氨酸、D-色氨酸和D-精氨酸可被大鼠代谢，并且可以部分取代相应的L-氨基酸。这可能是在其机体内有D-氨基酸氧化酶，但是，动物的生长通常受阻。DL-蛋氨酸常用作动物饲料，而D-蛋氨酸对人似乎很少或没有营养价值。

113 样品中氨基酸的异构化率(D 占总量的百分比, 3 次重复平均值±SD)
中国农业科学　2001, 34 (4) :

114 三、蛋白质与蛋白质的相互作用(交联键的形成) 1．加热
三、蛋白质与蛋白质的相互作用(交联键的形成) 1．加热 加热可影响天然蛋白质分子的空间排列。蛋白质由于分子的热振动破坏了束缚力而使得分子展开，随后二硫键破裂。此过程可称为“热变性”(heat denaturation)。热变性可认为是原来天然结构(四级、三级和二级)的改变，而无氨基酸顺序(一级结构)的变化，并且是可逆的。但是，当进一步加热时它很快达到不可逆状态，而且蛋白质的热变性似乎常常是不可逆的。 变性一词在生物化学和食品化学上是用于表示蛋白质分子的空间排列的变化，而不涉及氨基酸侧链(一级结构)的不可逆的化学改变。对于这种氨基酸侧链的不可逆的化学变化我们可称之为“变质”(deterioration)。

115 含低糖的蛋白质食品如鱼和肉在湿润或干燥状态下强烈加热可引起胱氨酸显著破坏已如前述。赖氨酸也可有所损失，而其它氨基酸则无改变。但是，氮的消化率、许多氨基酸的利用率，以及总的营养价值往往严重下降。
为什么含糖量很低的蛋白质食品在进行强热处理时会同时降低蛋白质的消化性和某些氨基酸的可利用性? 最简单的解释是：这种处理在多肽链内部和肽链之间产生了许多对抗蛋白酶作用的交联键。由于它们掩蔽了蛋白酶的作用位置，从而降低了酶水解的程度，间接影响了蛋白质的营养价值。

116 对于含糖少的蛋白质进行热加工时还有可能形成其它的交联键如亚胺键(imidelink)、酯键(ester link)和硫酪键(thioesterlink)等。它们尽管可被酸水解，但也可有空间阻碍作用。

117 2．碱处理 蛋白质用碱处理可使许多氨基酸发生异构化从而降低营养价值，如前所述。此外，在碱处理期间蛋白质还可发生某些其它的结构变化，在蛋白质分子间或分子内形成交联键、生成某些新氨基酸如赖丙氨酸等。 赖丙氨酸既可以在用碱处理含蛋白质食品期间大量生成，也能在加热的食品中出现。 最近报告在传统装罐杀菌、高温瞬时杀菌和超高温杀菌后进行无菌装罐的乳中，其赖丙氨酸含量分别为710mg／kg，540mg／kg和300mg／kg蛋白质。喷雾干燥的蛋白质则不含赖丙氨酸。 赖丙氨酸的形成妨碍蛋白质的消化作用、降低赖氨酸的利用率，与此同时降低蛋白质的营养价值，甚至可能有毒。

118 对蛋白质来说，碱性是一种比较苛刻、敏感的条件。在碱的存在下，蛋白质可以发生多种变化，导致氨基酸种类、构型发生变化。
导致氨基酸种类发生变化的碱处理反应首先由于半胱氨酸或磷酸丝氨酸经消化反应形成丙烯酸（DHA)残基而引发： 丙烯酸残基是一种非常活跃的中间产物，能够与末端带氨基或巯基的氨基酸发生反应，如：

119 这种反应的本质是亲核加成反应。反应的结果不仅是赖氨酸、半胱氨酸的结构发生了变化，而且也使原先彼此没有关系的蛋白多肽链发生交联而结合到了一起。除了赖氨酸、半胱氨酸残基外，其它氨基酸残基也可与DHA发生反应，如精氨酸、组氨酸、苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸、色氨酸等残基可通过缩合反应生成不常见的衍生物。

120 3．关于对营养价值的影响 在实验研究中，加热和碱处理都可降低蛋白质的营养价值。这可由胱氨酸、赖氨酸以及其它氨基酸的损失说明，如前所述。赖丙氨酸的形成则可认为是蛋白质分子间或分子内的交联键妨碍蛋白酶对蛋白质的水解作用所致。至于赖氨酸的取代和异构化可能抑制胰蛋白酶的作用。 据报告，用NaOH处理的向日葵籽蛋白质，其离体的消化性明显降低。用0.2和0.5molNaOH分别在80℃处理酪蛋白1h后，以大鼠测定其消化性分别为71％和47％，末处理的酪蛋白则为90％。在肾和肝中可测得赖丙氨酸，而血中没有，大部分赖丙氨酸存在于粪中。中等程度NaOH处理的大豆蛋白质对活体蛋白质的消化性影响很小。

121 用强碱处理的鲜鱼粉喂鸡不能使其正常生长，并且在高剂量时有一定的毒害作用。当用Na0H处理的大豆浓缩蛋白喂羊时也有一定的阻碍生长的作用。花生粉用氨气在 kPa处理15-30min，可分解大部分所污染的黄曲霉毒素，但同时可降低胱氨酸／半胱氨酸的含量10％一40％。此降低对花生粉的含水量(6％一15％)比对压力和处理时间更敏感。 关于赖丙氨酸有无毒性问题，现已证明可使大鼠的肾脏产生病变(肥大，有的肾重增加，肾钙质沉着，有的肾小管细胞质、细胞核增大。但是，此病变从未在其它动物(小鼠、仓鼠、鹤钨、狗或猴)中见到过。由于此肾损害仅在大鼠中见到，并且还是可逆的，故目前认为无需在食品中加以限制”。但是，在婴儿食品的配方和加工中最好仔细加以控制，尽量降低赖丙氨酸的形成。 以上多是实验室研究的结果。据报告、一般热加工对蛋白质的营养价值损失很小，其消化率和营养价值的下降常小于10％。蛋氨酸和赖氨酸的可利用性下降也很小。在相当于家庭烹调的中等热处理时，肉和鱼的营养价值都无显著下降。

122 四、蛋白质与非蛋白质分子的反应 1．蛋白质与碳水化合物的反应
蛋白质与碳水化合物的反应是蛋白质或氨基酸分子中的氨基与还原糖的碳基之间的反应(羰氨反应或Maillard反应)。由于赖氨酸的c—氨基非常活泼，这种反应即使是食品在普通的温度下贮藏时亦可发生。 羰氨反应有较高的活化能。当含还原糖的蛋白质食品受热(如牛乳的干燥)时，由碳氨反应导致对蛋白质的损害可先于其它类型的蛋白质损害出现。当含少量还原糖和蛋白质的食品如炒面、面包皮、饼干、油籽粉或葡萄糖——蛋白质模拟体系在剧烈加热时，其蛋白质除可受到碳氨反应的损害外，还可受到其它损害。这些食品除赖氨酸的可利用性降低外，还伴有蛋白质总氮消化性的降低，因而也是大多数氨基酸利用率的降低。

123 食品的水分活度(A w)或食品周围的相对湿度可影响碳氨反应的进行。反应的速率在水分活度为0. 6－0
因此，这类反应在各种蛋白质食品的浓缩和脱水期间(如牛乳的浓缩、滚筒干燥、鸡蛋或蛋白的脱水、油籽粉的干燥等)增强。它也可在室温贮存某些脱水或中等水分的蛋白质食品时发生。

124 从营养学的角度看、碳氨反应的初期、赖氨酸的є-氨基与羰基缩合，致使赖氢酸的利用率降低，从而导致食品蛋白质营养价值的下降。 乳粉的滚筒干燥是食品加工中由于羰氨反应致使蛋白质营养价值下降的经典例子。它可使赖氨酸的利用率下降，对乳粉的营养价值极为不利。适当的喷雾干燥可以不降低赖氢酸的利用率。至于消毒乳，若不是巴氏消毒，其赖氨酸的利用率下降10%~20%，胱氨酸也可有少量破坏。富含乳粉的饼干等亦可有赖氨酸利用率的下降。 在进一步的羰氨反应中，由还原糖形成许多不饱和多碳基化合物。它们可与不同肽链的a-末端氨基、 є-氨基以及其它氨基结合、形成高分子量的褐色聚合物。这些聚合物溶解度很低、消化性和营养价值也大为降低。例如活泼的不饱和多碳基化合物可以和精氨酸、组氨酸、丝氦酸和色氨酸相结合而成为“受限肽”。这种“受限肽”在体内多半不能消化，而且它们还可能含有各种必需氨基酸，其中也包括有游离є-氨基的赖氨酸。这就是褐变反应的终末阶段整个蛋白质消化性和营养价值降低的原因。

125 2．蛋白质与脂类的反应 蛋白质与脂类构成脂蛋白广泛存在于各种生物组织中，它们可大大影响各种食品如肉、鱼、面包、乳制品以及乳化剂等的物理性质和口感等。通常，脂类可用溶剂完全抽提，脂蛋白的蛋白质营养价值一般不受脂类所影响。但是，当脂类氧化后，蛋白质与脂类氧化产物相互作用，可影响蛋白质的营养价值。 如前所述，蛋白质、氨基酸可以和脂类过氧化物发生反应。蛋氨酸可被其氧化成蛋氨酸亚砜和蛋氨酸砜。此外，胱氨酸可与脂类氢过氧化物反应生成胱氨酸单氧化物、胱氨酸二氧化物和羊毛硫氨酸。

126 3．蛋白质与酚类的反应 醌能与游离氨基酸的氨基反应并引起氧化脱氨。苯醌可以与蛋氨酸的硫酯基反应，醌与巯基的反应可导致形成蛋白质聚合物。醌也能与蛋白质的氨基和巯基反应。 酪蛋白也能与多酚类物质反应。在酪蛋白和咖啡酸模拟体系的研究中，将它们在碱性PH或在多酚氧化酶的存在下一起保温，结果发现该体系酸水解后赖氨酸的含量比对照少。动物试验表明，此模拟体系的蛋白质营养价值下降，氨基酸利用率的下降，赖氨酸最大、蛋氨酸中等、色氨酸最小。

127 4．蛋白质与亚硝酸盐的反应 在肉类食品的加工时常将亚硝酸盐用于肉类的脆制。其作用有三：①使肉呈现鲜亮稳定的红色；②抑制肉毒梭状芽抱杆菌的生氏，这可能是由于形成亚硝酸盐一氨基酸一金属离子衍生物之故；③形成特有的风味。 腌肉时肌红蛋白和亚硝酸盐形成亚硝基肌红蛋白的变化有如图6—6所示。据报告，形成亚硝基肌红蛋白所需的亚硝酸盐量约为15mg／kg，相当于添加亚硝酸盐量的10％-20％，NO、N2和N20约占所加亚硝酸盐量的5％。

128 在腌肉时亚硝酸盐可与肉中的仲胺或叔胺反应，形成亚硝胺等对人体具有一定危害的物质。仲胺、叔胺等胺类物质可由肉中蛋白质自动分解、细菌作用或烹调形成。某些游离氨基酸如脯氨酸、色氨酸、精氨酸、组氨酸以及这些相应的氨基酸残基有可能取代这种活泼胺。这些胺类物质与亚硝酸盐的反应可以在食品烹调期间发生。也可以在胃中低pH的消化期间发生。所产生的亚硝胺或亚硝酰胺，特别是二甲基亚硝胺是强致癌物(carcinogens)。

129 N-亚硝胺甚至可由亚硝酸盐与某些伯胺反应形成。而N-亚硝胺反应可以被能与亚硝酸盐反应的化合物如还原剂和抗氧化剂部分抑制。肉类膀制时添加适量的抗坏血酸不但可促进发色，而且还可抑制亚硝胺的形成。
亚硝酸盐通常在肉中的含量很低，但可引起可利用赖氨酸、色氨酸和／或半胱氨酸的含量大大下降，从而影响其营养价值。

130 5．蛋白质与亚硫酸盐的反应 亚硫酸盐在高浓度和低pH时呈末离解的亚硫酸状态发挥防腐作用；在低浓度和广范围pH内亚硫酸盐离子抑制酶促褐变、非酶褐变和许多氧化反应。它广泛应用于脱水蔬菜、蜜饯、糖类等起漂白、稳定作用。 亚硫酸盐离子可与二硫化物反应、形成s—取代的硫代硫酸盐(亦称s—磺酸盐)和硫醇。 P-S-S-P + SO P-S-SO P-S- 上述亚硫酸解作用在pH 7时增强。s—磺酸盐在强酸或碱液中不稳定，通常分解成二硫化物。用还原剂处理产生半胱氨酸残基。亚硫酸解作用不破坏色氨酸残基。从这些情况看亚硫酸盐对蛋白质的营养价值可能无害。 但是，游离的蛋氨酸和色氢酸在中性pH和有氧时，在亚硫酸盐需氧氧化成硫酸期间可被氧化。添加过氧化物酶和酚增强此氧化作用。 高剂量的亚硫酸盐对胃肠道具有害作用，并且可部分抑制蛋白质消化作用。含亚硫酸盐的各种食品长期贮存时对大鼠生长有害，但作用性质尚不清楚。

131

132 总之，从营养的角度考虑，食品加工对蛋白质的影响既有有益作用，又有不利的一面。在这些不良反应中有少数还可形成有毒物质。更多的则是引起营养价值下降，而其中很多是通过在多肽链之间形成共价交联键造成的，充分了解这方面的知识显然有助于更好地进行食品加工。我们应当在食品加工时将食品的安全、营养、风味、方便性、贮存期等统筹考虑，并将食品加工时的损害减到最小。

133 第七节 蛋白质的供给与食物来源 一、蛋白质的供给 二、蛋白质的食物来源

134 蛋白质和其它营养素一样，在营养上通常有需要量和供给量之不同。基于1971年FAO／WHO专家委员会和1981年FAO／WHO/UNU专家委员会对蛋白质需要量的讨论，可将其所订安全摄取量(平均需要量加两个标准差)作为供给量的基础。但这是按优质蛋白质而言。 关于蛋白质的摄食，一个健康人摄取比推荐的供给量高2—3倍的蛋白质一般均无不利。但是也有报告称：有人大量摄食蛋白质后感到不适。蛋白质在满足更新、修补组织和生长以后，多余的部分即被氧化供能。显然，这除了加重机体的代谢负担以外，在经济上也很不利.因为高蛋白质食物价格较高。至于蛋白质不足或量少、质低，对机仍亦不利，尤其是对儿童和青少年生长、发育不利。

135 在考虑蛋白质的供给量时还应将不同蛋白质的消化率考虑在内。现将三个年龄组的人，按混合膳食的氦基酸分计算膳食蛋白员的供给量(安全摄取量)如下：
氨基酸分：学龄的儿童(2—5岁)=57 学龄儿童(10—12岁)=75 成人＝100 消化率：不明，假定85％ (1)计算膳食蛋白质的安全摄食量 学龄前儿童蛋白质的安全摄食量1.10 X100/85X100/57=2.27g/kg 学龄儿童膳食蛋臼质的安全摄食量＝0.99X100/85X75/100=1.55g／kg 成人膳食蛋白质的安全摄食量＝0.75x100/85X75/100＝o.88g／kg (2)相当于参考蛋白质(乳、蛋)有效量的计算 学龄前儿童：校正过的蛋白质摄食量＝实际摄食量×85/100X57/100 学龄儿童：校正过的蛋白质摄食量＝实际摄食量×85/100×75/100 成人：校正过的蛋白质摄食量＝实际摄食量×85/100×75/100＝摄食量x 0.85

136 关于蛋白质的需要量和摄入量问题，虽然1985年以后有过不少新的实验观察报告，但总的情况差别变化不是很大。1992年全国营养调查的结果中，其代表性的膳食构成平均估计为：大米228g，面粉178g，杂粮33g，猪肉37.4g，奶14g，鸡蛋16g，鱼28g，蛋白质总量为52.7g，动物性蛋白质为12.8g，占总蛋白的24.6％。 这一结构与1984年前后我国和UNU(联合国大学)组织的合作研究所作氮平衡试验膳食接近。该研究确定我国从事轻体力劳动的成年男子每人每日每千克体重的蛋白质需要量为1.16g 最近，中国营养学会提出中国居民膳食蛋白质推荐摄入量如表6－18所示，其中成年人蛋白质的推荐摄人量按1.16g／(kg.d)计，而老年人根据新近氮平衡研究并对比过去的实验资料，发现老年人的变异系数比成人的变异系数12.5％高得多。这主要是老年人随着年龄的增加，个体差异也增加，发生退行性疾病与影响代谢的疾病也增加，因而蛋白质的供给也需增加，并认为在正常成人的基础上增加10％的蛋白质是安全的，即将1.16g／(kg·d)调整为1.27g／(kg·d)，也可按老年人的蛋白质能值占总能的15％作为推荐摄人量。

137 中国居民膳食蛋白质推荐摄入量(RNI) 年龄/岁 RNI/(g/d) 0～ 1.5～3g/kg/d 男 女 1～ 35 2～ 40 3～
男 女 1～ 35 2～ 40 3～ 45 4～ 50 5～ 55 6～ 7～ 60 8～ 65 9～ 70 10～ 75 11～ 80 14～ 85 18～* 轻体力劳动 中体力劳动 重体力劳动 孕妇(mg) 第一孕期+5 第二孕期+15 第三孕期+20 乳母(mg) 　　　　　　　　　　　　　　　　　+20 60～** * 成年人按1.16g蛋白/kg/d计 ** 老年人按1.27g/kg/d 或蛋白质占总能量的15%

138 二、蛋白质的食物来源 1．动物性食物及其制品
动物性食物如各种肉类：猪肉、牛肉、羊肉以及家禽、鱼类等的蛋白质都有接近人体所需各种氨基酸的含量。贝类蛋白质也可与肉、禽、鱼类相媲美。它们都是人类膳食蛋白质的良好来源，其蛋白质含量一般为10％-20％。乳类和蛋类的蛋白质含量较低，前者为1.5％-3.8％，后者为11％-14％。但是，它们的营养价值很高，其必需氨基酸的含量类似人体必需氨基酸需要量模式。至于肉类，乳类和蛋类的某些制品如猪肉松，乳粉和干酪，以及鸡蛋粉和蛋白片等都有很高的蛋白质含量。人乳化配方奶粉则更进一步按照母乳的成分进行调配，用以满足婴、幼儿的需要，具有更高的营养价值。

139 2．植物性食物及其制品 植物性食物所含蛋白质尽管一般不如动物性蛋白质好，但仍是人类膳食蛋白质的重要来源。谷类一般含蛋白质6％-10％，不过其必需氨基酸中有一种或多种含量低(限制氨基酸)。薯类含蛋白质2％-3％。某些坚果类如花生、核桃、杏仁和莲子等则含有较高的蛋白质(15％-30％)。豆科植物如某些干豆类的蛋白质含量可高达40％左右。特别是大豆在豆类中更为突出。它不仅蛋白质含量高，而且质量亦较高，是人类食物蛋白质的良好来源。其蛋白质在食品加工中常作为肉的替代物。 组织化植物蛋白制品(textured vegetable protein product)是用棉籽、花生、芝麻、大豆等，将其所含蛋白质抽提出来，再经过一系列的处理后所制成的食品。它可模仿鸡、肉、鱼、海味、干酪，以及碎牛肉、火腿、培根等的外观、风味和质地，并且可作成片、块、丁等作为肉的代用品。显然，其中除有一定的维生素、矿物质以及必要的食品添加剂外，必须提供一定数量和质量的蛋白质。

140 三、关于非传统食物蛋白质来源 人类在大量食用上述传统的动、植物性食物及其制品外，现正在积极开发非传统的新食物蛋白质资源。前文所述单细胞蛋白质开发利用时，对其蛋白质含量的计算即此一例。单细胞蛋白质多由微生物培养制成。其产量高、蛋白质含量也高，一般蛋白质含量可在50％以上，作为人类食物的开发利用尚在进一步研究之中。 此外，人类采食菌类由来已久，许多食用菌如蘑菇、木耳等的蛋白质含量颇高，将其作为蛋白质食物来源已引起人们的重视，产量不断增长。至于人们对昆虫和昆虫蛋白质的食用，尽管很早以前曾有古希腊人吃蝉、古罗马人吃毛虫，中国人吃蚕蛹，JL4F人吃白蚁，甚至有更多地区吃蝗虫的报告，但并不够普遍。在墨西哥，蝇卵、蚂蚁、蝗虫、烁婶等昆虫都可以做成可口的盘中餐。我国云南有名的“跳跳菜”就是由蝗虫制成。研究表明，昆虫的蛋白质含量丰富、通常比牛肉、猪肉、鱼类等的蛋白质含量都高。其干制品中蛋白质含量多在50％以上，且富含人体所需各种氨基酸。某些昆虫蛋白质的含量如下：蝗虫58．4％，蝉72％，胡蜂81％，蝇蝉65％，蚕52％。更引人注意的是，昆虫蛋白质含量高，但脂肪和胆因醇低、有的昆虫蛋白质还可具有有益人体营养保健的功能成分

141 1、蛋白质摄入不足 干瘦型/单纯饥饿型marasmus ：指蛋白质和能量摄入均严重不足的儿童营养性疾病。

142 低蛋白血症型 Kwashiorkor ：指能量摄入基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病。

143 阜阳奶粉事件 2004年5月，安徽省阜阳市对当地2003年3月1日以后出生、以奶粉喂养为主的婴儿进行的营养状况普查和免费体检显示，因食用劣质奶粉造成营养不良的婴儿229人，其中轻、中度营养不良的189人。 经国务院调查组核实，阜阳市因食用劣质奶粉造成营养不良而死亡的婴儿共计12人。

144

145 国务院调查组通过卫生学调查证实， 不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，婴儿生长发育所必需的蛋白质、脂肪以及维生素和矿物质含量远低于国家相关标准 。

146 经初步调查，阜阳市查获的55种不合格奶粉共涉及10个省(自治区、直辖市)的40家企业，既有无厂名、厂址的黑窝点，也有的是盗用其他厂名，还有证照齐全的企业。这些劣质奶粉主要通过郑州万客来市场、合肥长江批发市场、蚌埠市太平街新市场、阜阳元丰市场等批发市场和生产厂家批量购进并批发到各县(市)、区的奶粉经销商、超市、百货商店、日杂店和行政村的小卖部，销售范围主要是阜阳市各区县的乡镇和农村市场。

147 在国务院调查组的统一组织下，阜阳市对制售劣质奶粉违法犯罪行为依法进行了严厉打击。截至目前，共抽检各类奶粉586组，扣留、封存、暂停销售奶粉10多万袋；立案查处涉嫌销售不合格奶粉案件39起，打掉生产及分装窝点4个，刑事拘留47人，留置审查59人，宣布正式逮捕31人，依法传讯203人。 (央视国际 2004年05月16日)

148 2. 蛋白质摄入过多：蛋白质分解为氨由尿排出时，需要大量水分，从而增加肾脏负担。
若过多含硫氨基酸（动物蛋白）摄入，可加速骨钙丢失，易致骨质疏松。

149 The End