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蛋白质
1、 蛋白质的概念
蛋白质是一类化学结构复杂的有机化合物,旧称"朊",
是人体的必需营养素之一,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,蛋白质是一切生命的物质基础和表现形式,没有蛋白质就没有生命。
2、 蛋白质的组成
蛋白质是由C(碳)、H(氢)、O(氧)、N(氮)组成。
一般蛋白质可能还会含有P(磷)、S(硫)、Fe(铁)、Zn(锌)、Cu(铜)、B(硼)、Mn(锰)、I(碘)、Mo(钼)等;这些元素在蛋白质中的组成百分比约为:碳50% 、氢7% 、氧23%、 氮16%、 硫0~3%、 其他微量;一切蛋白质都含N元素,且各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%;任何生物样品中每1g元N的存在,就表示大约有100/16=6.25g蛋白质的存在, 6.25常称为蛋白质常数(折算系数);氨基酸是组成蛋白质的基本单位,有21种氨基酸构成了人体蛋白质,其中,9种为必需氨基酸,必需氨基酸指人体不能合成,必须从食物中直接获得的氨基酸。这9种氨基酸是:异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸和组氨酸;半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成,所以称为半必需氨基酸。
3、 蛋白质的分类
(1)营养学上根据食物蛋白质所含氨基酸的种类和数量将食物蛋白质分三类:
1.1 完全蛋白质 这是一类优质蛋白质。它们所含的必需氨基酸种类齐全,数量充足,比例适当。这一类蛋白质不但可以维持人体健康,还可以促进生长发育。奶、蛋、鱼、肉中的蛋白质都属于完全蛋白质。
1.2 半完全蛋白质 这类蛋白质所含氨基酸虽然种类齐全,但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要。它们可以维持生命,但不能促进生长发育。例如,小麦中的麦胶蛋白便是半完全蛋白质,含赖氨酸很少。食物中所含与人体所需相比有差距的某一种或某几种氨基酸叫做限制氨基酸。谷类蛋白质中赖氨酸含量多半较少,所以,它们的限制氨基酸是赖氨酸。
1.3 不完全蛋白质 这类蛋白质不能提供人体所需的全部必需氨基酸,即必需氨基酸种类不全,单纯靠它们既不能促进生长发育,也不能维持生命。例如,肉皮中的胶原蛋白便是不完全蛋白质。
(2)根据蛋白质来源分为动物蛋白质和植物蛋白质二类:
2.1动物蛋白质:来源于动物性食物的蛋白质。
2.2植物蛋白质:来源于动物性食物的蛋白质。
(3)根据蛋白质结构分为纤维蛋白、球蛋白、角蛋白、胶原蛋白、伴娘蛋白、肌红蛋白、血红蛋白等7类:
3.1纤维蛋白:一类主要的不溶于水的蛋白质,通常都含有呈现相同二级结构的多肽链许多纤维蛋白结合紧密,并为单个细胞或整个生物体提供机械强度,起着保护或结构上的作用。
3.2球蛋白:紧凑的,近似球形的,含有折叠紧密的多肽链的一类蛋白质,许多都溶于水。典形的球蛋白含有能特异的识别其它化合物的凹陷或裂隙部位。
3.3角蛋白:由处于α-螺旋或β-折叠构象的平行的多肽链组成不溶于水的起着保护或结构作用蛋白质。
3.4胶原(蛋白):是动物结缔组织最丰富的一种蛋白质,它是由原胶原蛋白分子组成。原胶原蛋白是一种具有右手超螺旋结构的蛋白。每个原胶原分子都是由3条特殊的左手螺旋(螺距0.95nm,每一圈含有3.3个残基)的多肽链右手旋转形成的。
3.5伴娘蛋白:与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功能构向的蛋白质。伴娘蛋白可以防止不正确折叠中间体的形成和没有组装的蛋白亚基的不正确聚集,协助多肽链跨膜转运以及大的多亚基蛋白质的组装和解体。
3.6肌红蛋白:是由一条肽链和一个血红素辅基组成的结合蛋白,是肌肉内储存氧的蛋白质,它的氧饱和曲线为双曲线型。
3.7血红蛋白:是由含有血红素辅基的4个亚基组成的结合蛋白。血红蛋白负责将氧由肺运输到外周组织,它的氧饱和曲线为S型。
4、蛋白质的生理功能
(1) 构造人的身体组织
蛋白质是一切生命的物质基础,是肌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、器官,如细胞、骨骼、肌肉、皮肤、毛发、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成,所以说饮食造就人本身;蛋白质对人的生长发育非常重要,比如大脑发育的特点是一次性完成细胞增殖,人的大脑细胞的增长有二个高峰期,第一个是胎儿三个月的时候;第二个是出生后到一岁,特别是0---6个月的婴儿是大脑细胞猛烈增长的时期,到一岁大脑细胞增殖基本完成,其数量已达成人的9/10,所以0到1岁儿童对蛋白质的摄入要求很有特色,对儿童的智力发展非常重要。
(2) 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,人体内各种组织细胞的蛋白质始终在不断更新,如人血浆蛋白质的半寿期约为10天,肝中大部分蛋白质的半寿期为1-8天,某些蛋白质的半寿期只有数秒钟,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。只有摄入足够的蛋白质才能维持组织的更新,反之,人则经常处于亚健康状态。组织受损后,包括外伤,不能得到及时和高质量的修补,便会加速机体衰退。
(3 ) 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/秒)、脂蛋白—输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。
(4) 维持体液的酸碱平衡
如白蛋白维持机体内的渗透压的平衡及体液酸碱平衡。
(5) 组成免疫细胞和免疫蛋白,维持人体免疫功能
有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时,这个部队就很强,在需要时,数小时内可以增加100倍。
(6) 调节生理功能
人体有数千种酶,每一种只能参与一种生化反应。人体细胞里每分钟要进行一百多次生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。相应的酶充足,反应就会顺利、快捷的进行,人们就会精力充沛,不易生病。否则,反应就变慢或者被阻断。构成激素的主要成分,具有调节体内各器官的生理活性。胰岛素是由51个氨基酸分子合成。生长素是由191个氨基酸分子合成。构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等递质,维持神经系统的正常功能:味觉、视觉和记忆。
(7) 提供热能
蛋白质在体内分解成氨基酸后,经脱氨基作用生成的酮酸,可以直接或间接经三羧酸循环氧化分解,同时释放能量,人体能量的来源之一,1克蛋白质产生4千卡的能量。
5、蛋白质的食物来源
(1)蛋白质按食物来源可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类:
1.1 植物蛋白质:在植物蛋白质中,谷类含蛋白质10%左右,蛋白质含量不算高,但由于是人们的主食,所以仍然是膳食蛋白质的主要来源。豆类含有丰富的蛋白质,特别是大豆含蛋白质高达36%-40%,氨基酸组成也比较合理,在体内的利用率较高,是植物蛋白质中非常好的蛋白质来源。
1.2 动物蛋白质:其中蛋类含蛋白质11%-14%,是优质蛋白质的重要来源;奶类(牛奶)一般含蛋白质3.0%-3.5%,是婴幼儿蛋白质的最佳来源;肉类包括禽、畜和鱼的肌肉,新鲜肌肉含蛋白质15%-22%,肌肉蛋白质营养价值优于植物蛋白质,是人体蛋白质的重要来源。
1.3 含蛋白质多的食物包括:牲畜的奶,如牛奶、羊奶、马奶等;畜肉,如牛、羊、猪、狗肉等;禽肉,如鸡、鸭、鹅、鹌鹑、鸵鸟等;蛋类,如鸡蛋、鸭蛋、鹌鹑蛋等及鱼、虾、蟹等;还有大豆类,包括黄豆、大青豆和黑豆等,其中以黄豆的营养价值最高,它是婴幼儿食品中优质的蛋白质来源;此外像芝麻、瓜子、核桃、杏仁、松子等干果类的蛋白质的含量均较高。
1.4 由于各种食物中氨基酸的含量、所含氨基酸的种类各异,且其他营养素(脂肪、糖、矿物质、维生素等)含量也不相同,因此,给婴儿添加辅食时,以上食品都是可供选择的,还可以根据当地的特产,因地制宜地为小儿提供蛋白质高的食物。蛋白质食品价格均较昂贵,家长可以利用几种廉价的食物混合在一起,提高蛋白质在身体里的利用率,例如,单纯食用玉米的生物价值为60%、小麦为67%、黄豆为64%,若把这三种食物,按比例混合后食用,则蛋白质的利用率可达77%。
6、蛋白质推荐摄入量
(1)成年男子轻体力活动分别为75g/d。
(2)成年女子轻体力活动分别为60g/d。
(3)成年男子中体力活动分别为80g/d。
(4)成年女子中体力活动分别为70g/d。
(5)成年男子重体力活动分别为90g/d。
(6)成年女子重体力活动分别为80g/d。
2000年,中国营养学会重新修订了推荐的膳食营养素摄入量,新修订的蛋白质推荐摄入量如下:
中国居民膳食蛋白质的推荐摄入量
RNI(推荐摄入量):是指可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中绝大多数个体(97%~98%)的需要量的摄入水平。长期摄入RNI水平,可以满足机体对该营养素的需要,维持组织中适当的营养素储备,保持健康。
7、如何选择蛋白质食物
(1) 要保证有足够数量和质量的蛋白质食物.根据营养学家研究,一个成年人每天通过新陈代谢大约要更新300g以上蛋白质,其中3/4来源于机体代谢中产生的氨基酸,这些氨基酸的再利用大大减少了需补给蛋白质的数量.一般地讲,一个成年人每天摄入60g~80g蛋白质,基本上已能满足需要。
(2) 各种食物合理搭配是一种既经济实惠,又能有效提高蛋白质营养价值的有效方法.每天食用的蛋白质最好有三分之一来自动物蛋白质,三分之二来源于植物蛋白质.我国人民有食用混合食品的习惯,把几种营养价值较低的蛋白质混合食用,其中的氨基酸相互补充,可以显著提高营养价值.例如,谷类蛋白质含赖氨酸较少,而含蛋氨酸较多.豆类蛋白质含赖氨酸较多,而含蛋氨酸较少.这两类蛋白质混合食用时,必需氨基酸相互补充,接近人体需要,营养价值大为提高。
(3) 每餐食物都要有一定质和量的蛋白质.人体没有为蛋白质设立储存仓库,如果一次食用过量的蛋白质,势必造成浪费.相反如食物中蛋白质不足时,青少年发育不良,成年人会感到乏力,体重下降,抗病力减弱。
(4) 食用蛋白质要以足够的热量供应为前提.如果热量供应不足,肌体将消耗食物中的蛋白质来作能源.每克蛋白质在体内氧化时提供的热量是18kJ,与葡萄糖相当.用蛋白质作能源是一种浪费,是大材小用。
8、蛋白质的互补作用
(1)概念
两种或两种以上食物蛋白质混合食用,其中所含有的必需氨基酸取长补短,相互补充,达到较好的比例,从而提高蛋白质利用率的作用,称为蛋白质的互补作用。
(2)充分发挥蛋白质互补作用应遵循三个原则
2.1食物的生物学种属越远越好。
2.2搭配的种类越多越好。
2.3食用的时间越近越好,同时食用最好。
9、蛋白质过多的危害:
(1)过多的动物蛋白质的摄入,就必然摄入较多的动物脂肪和胆固醇,这是诱发冠心病、高血压、动脉硬化及脑血管意外的危险因素。
(2)蛋白质摄入过多本身也会产生有害影响。正常情况下,人体不储存蛋白质,所以必须将过多的蛋白质脱氨分解,氮则由尿排出体外,这加重了代谢负担,而且,这一过程需要大量水分,从而加重了肾脏的负荷,若肾功能本来不好,则危害就更大。
(3)过多的动物蛋白摄入,也造成含硫氨基酸摄入过多,这样可加速骨骼中钙质的丢失,易产生骨质疏松。
(4)肝病病人摄取过多的蛋白质,会转化成脂肪贮存起来,加重肝脏负担,导致脂肪肝的发生;无法消化的蛋白质,在肠内腐败发酵,会加重氮质血症、氨中毒,促发肝昏迷。
(5)常年进食高蛋白者,肠道内有害物质堆积并被吸收,可能会导致未老先衰、缩短生命。
(6)食用过量的蛋白质会增加患癌症的风险,如直肠癌、胰腺癌、肾癌及乳腺癌。当癌症的病人增加蛋白质营养时,癌肿似乎长得更快。
10、蛋白质缺乏的危害:
(1)蛋白质的缺乏常见症状是代谢率下降,对疾病抵抗力减退,易患病,远期效果是器官的损害,常见的是儿童的生长发育迟缓、体质量下降、淡漠、易激怒、贫血以及干瘦病或水肿,并因为易感染而继发疾病。
(2)膳食中长期缺乏能量、蛋白质和其他营养素,导致消瘦型营养不良,早期表现为体重不增乃至减轻。病程久的,皮下脂肪层不丰满或完全消失。皮下脂肪消失的顺序是先腹部,其次是胸、背部,然后上、下肢、殿部,最后额、颈及面颊部。当面部皮肤脂肪层消失时,额部形成皱纹,颧骨突出,颏部变长,形成老人外貌。在营养不良的早期,若仅看面部而不做全身检查,则不易发现消瘦。皮下脂肪大量消失时,皮肤干燥、松弛,失去弹性。患儿初期往往多哭而烦躁,继而变为迟钝。初期食欲尚佳,继而低下以至消失,常有呕吐及腹泻等急性消化紊乱的表现。
(3) 膳食中仅缺乏蛋白质,可能导致水肿型营养不良,水肿是其特征,身体两侧的水肿是对称的,先见于下肢,尤以足背为显著。病程较久者,腹部、腰骶部、外生殖器,甚至手背及臂均可见显著凹陷性水肿。严重病例可见腹壁、颜面、眼睑以及结膜等处发生水肿。面部水肿患儿大都经实验室检查可发现血浆白蛋白显著下降,水肿严重时,能降到20克/升以下。此外,患儿常表现为虚弱和精神抑制,皮肤干燥发凉,毛发干燥变黄易脱落,指甲生长迟缓等。