蛋白质临床应用
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第二章 重要食物蛋白质

第一节 动物源蛋白

动物源蛋白就是来自动物体的蛋白质,即动物蛋白。动物源蛋白主要来源于禽、畜及鱼类等的肉、蛋、奶。其蛋白质构成以酪蛋白为主(78%~85%),能被成人较好地吸收与利用。动物性蛋白质比(animal protein ratio)是衡量膳食营养质量的指标之一。一般膳食中动物性蛋白质比应达到30%以上为宜。更重要的是,动物性蛋白质的必需氨基酸种类齐全,比例合理,因此比一般的植物性蛋白质更容易消化、吸收和利用,营养价值也相对高些。一般来说,肉类(如鱼肉、牛肉)蛋白质和奶类中的蛋白质,其氨基酸评分均在0.9~1.0的水平。氨基酸评分(amino acid score,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,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,并计算氨基酸分。AAS=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中每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg)。
一、乳蛋白
乳蛋白是乳中最重要的组成成分,包含了人体所需的几乎所有的必需氨基酸。乳蛋白主要包括酪蛋白和乳清蛋白等。
(一)酪蛋白
酪蛋白(casein,CAS)是牛奶中的主要蛋白质,由α、β、γ和κ酪蛋白组成,其氨基酸组成和电泳行为有所不同。其营养价值较高,经酸化或凝乳酶处理后沉淀。酪蛋白最基本的功能是为人体提供氨基酸和氮源,同时它还是人体生物活性肽的主要来源。
酪蛋白属于结合蛋白,与钙、磷等结合,形成蛋白胶粒,并以胶体悬浮液的状态存在于牛乳中。在牛乳中,蛋白质含量平均为3.0%,酪蛋白几乎占了总蛋白的79.6%。酪蛋白由αs-酪蛋白(α s1-酪蛋白和α s2-酪蛋白)、β-酪蛋白和κ-酪蛋白组成。首先,酪蛋白包含了人体几乎全部必需氨基酸,是婴幼儿最具营养价值的蛋白质。其次,酪蛋白能增加婴幼儿对钙磷的吸收,促进婴幼儿的生长发育。再者,酪蛋白在婴幼儿胃肠道蛋白酶的作用下,可释放出多种对人体有益的生物活性肽。这些活性肽对婴幼儿的消化、营养和免疫等发挥调节作用,如牛β-Casomorphin和免疫调节肽。κ-酪蛋白还可以刺激新生儿胃肠内有益菌落的生长,例如人乳中κ-酪蛋白可以刺激婴儿胃肠内双歧杆菌的生长。
酪蛋白是乳中含量最高的蛋白质,它主要作为食品原料或微生物培养基使用。利用蛋白质酶促水解技术制得的酪蛋白磷酸肽,具有防止矿物质流失、预防龋齿,防治骨质疏松和佝偻病,并且具有调节血压,治疗缺铁性贫血、缺镁性神经炎等多种生理功效。牛奶中蛋白质含量较人乳高2倍多,而且酪蛋白与乳清蛋白的构成比与人乳恰好相反(表2-1-1)。因此,一般利用乳清蛋白来改变牛奶中酪蛋白与乳清蛋白的构成比,使之近似母乳的蛋白质构成,故通过调整乳清蛋白与酪蛋白含量比例可生产出适合婴幼儿生长发育需要的配方奶粉。
表2-1-1 牛奶与人奶中酪蛋白和乳清蛋白的含量
(二)乳清蛋白
1.乳清蛋白
乳清蛋白(whey protein)被称为蛋白之王,是从牛奶中提取的一种蛋白质,也是人乳蛋白的主要成分,具有营养价值高、易消化吸收、含有多种活性成分等优点,是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。乳清蛋白构成初乳总蛋白的70%~80%,泌乳1周后逐渐下降到50%~60%,主要包括β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg)、α-乳白蛋白(α-lactalbuminα,La)、血清白蛋白(serum albumin,SA)、免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)和乳铁蛋白(lactoferrin,Lf)等。乳清蛋白用电泳法分析可分离成多种蛋白(表2-1-2)。
表2-1-2 蛋白的组成和结构特征
2.乳清蛋白的临床营养价值
首先,乳清蛋白中必需氨基酸种类和含量齐全,并向人体提供优质蛋白质,在各种蛋白质中,其营养价值是最高的。这里提到了必需氨基酸和优质蛋白质的概念,必需氨基酸是指人体不能合成或合成速度不能满足机体需要,必须从食物中直接获得的氨基酸。而氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式接近,营养价值较高,不仅可维持成人的健康,也可促进儿童生长、发育的蛋白质被称为优质蛋白质(或称完全蛋白),如动物性蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼蛋白质以及大豆蛋白等。在所有的植物蛋白质中,只有大豆蛋白属于优质蛋白质,但是大豆蛋白在吸收上不及动物蛋白。乳清蛋白属于优质蛋白质,也是动物性蛋白。它含有人体所需的多种必需氨基酸,且构成比例合理,接近人体的需求比例,是人体生长、发育、抗衰老等生命活动不可缺少的优质蛋白。
第二,乳清蛋白容易被婴幼儿消化吸收,在母乳中,乳清蛋白含量达到了60%,酪蛋白接近40%,故母乳的婴儿粪便较软,量也较少。另外,乳清中富含半胱氨酸和蛋氨酸,它们能维持人体内抗氧化剂的水平。还有许多实验研究都证明,服用乳清蛋白浓缩物能促进体液免疫和细胞免疫,刺激人体免疫系统,阻止化学诱发性肿瘤的发生。所以乳清蛋白又是一种非常好的增强免疫力的蛋白。第三,乳清蛋白中脂肪、乳糖含量都比较低,并且它含有β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、免疫球蛋白等多种活性成分。它们对人体产生了诸多有益的保健功能,因此它也被认为是人体的保健蛋白。
3.乳清蛋白对不同人群的影响
(1)婴幼儿:
母乳是婴幼儿的最佳食品,母乳蛋白质以乳清蛋白为主,其次为酪蛋白。在人乳蛋白质中,乳清蛋白与酪蛋白的比例约为8∶2;而在牛乳蛋白质中,乳清蛋白与酪蛋白的比例恰恰相反,约为2∶8。由于乳清蛋白在胃内可形成较稀软的凝乳,易于吸收,而且氨基酸组成与婴幼儿体内氨基酸极为接近,能被婴幼儿最大限度地利用,所以在婴儿配方奶粉中通常采用添加提高α-乳清蛋白的办法,使蛋白质组成接近人乳酶,这对提高配方奶粉蛋白质的生物利用率,促进婴幼儿生长发育十分有益。
(2)老年人:
由于蛋白质分解代谢大于合成代谢,容易出现蛋白质的负平衡,加上老年人的日常饮食中,蛋白质摄取量通常偏低,而且消化、吸收和利用率降低,更易加重这种负平衡,这对维持老年人的肌力、免疫力等都十分不利,所以提倡补充易于消化吸收和利用的优质蛋白质。而乳清蛋白恰是一类营养价值高、易于消化吸收的优质蛋白质。另外,乳清蛋白中富含免疫球蛋白、乳球蛋白等成分,能提高老年人的免疫力,增强体质。乳清蛋白还是良好的钙质来源,有的乳清蛋白制品中,每100g可提供500~800mg的钙质,有助于维护老年人的骨骼健康,降低骨骼矿物质流失和骨折的风险。
(3)运动人群:
运动时不仅消耗大量能量,也使蛋白质分解代谢加剧,甚至可出现蛋白质的负平衡,因此,经常运动的人群应适当增加蛋白质的摄入,特别是应增加优质蛋白的摄入。例如,适量增加乳清蛋白的摄入,对补充运动时蛋白质的损耗,增加肌肉力量,促进血红蛋白的合成,消除疲劳等都具有重要作用。由于乳清蛋白富含支链氨基酸,能促进肌肉蛋白质的合成,更加适合运动健身人士的需要。例如:爱身健丽素全蛋白质多维配方营养粉,是一款高蛋白全营养素运动配方,其中的蛋白质主要为乳清蛋白。
(4)术前术后患者:
外科手术对机体往往会造成一定的创伤,患者的蛋白质分解代谢增加,加上食欲减退,消化吸收功能下降,很容易出现蛋白质代谢的负平衡,因此,术前术后补充优质蛋白质有助防止术后并发症,促进伤口愈合。而使用吸收率和营养价值高的乳清蛋白质制剂是不错的选择。
二、卵蛋白
(一)卵的化学组成
卵俗称蛋。各种蛋类大小不一,但结构基本相似,都是由蛋壳、蛋清、蛋黄三部分组成。蛋黄或蛋的黄色部分大约占据蛋的液体重量的33%,它含有蛋所有脂肪和略少于二分之一的蛋白质。除核黄素和烟酸外蛋黄含的维生素比例较蛋白高。蛋黄较蛋白含有更多的磷、镁、铁、碘、铜和钙,且它含有蛋中所有的锌。蛋白含有超过二分之一总蛋白的蛋白质、烟酸、核黄素、氯、镁、磷、钠和硫。蛋黄和蛋白能够提供包含必需氨基酸的高品质蛋白质。蛋类各部分的主要营养素含量见表2-1-3。
表2-1-3 蛋类各部分的主要营养素含量(g/100g)
(二)卵白
卵白(albumen)亦称蛋白,作为鸟类卵三级卵膜的一种,充斥于卵黄膜外侧和卵壳膜内侧之间的透明溶胶状物质。它是卵从输卵管下降期间,由管壁分泌而附加在卵黄外的物质。卵白是卵内结构,它既能为胚胎发育提供所需养料,又能提供必要水分和保护内部结构。卵白的主要作用:增加皮肤的保水能力,提高保湿效果,使皮肤微血管扩张,温度上升;调节皮肤表层油脂,使其适量,使皮肤中的组织结合更加紧密,并且使其表层更加光滑细腻。临床应用:①取新鲜鸡蛋的卵白,加入白酒20ml,调匀一次性口服可防治疟疾。②实践证明,卵白有收敛作用,能降低毛细血管的通透性,涂布后形成痂膜,对烧伤所形成的创面起到保护作用,可减少体液渗出,防止继发性休克的发生;同时痂膜又能防止不洁物质的污染和外来刺激,有减轻疼痛的作用。③卵白也可用于治疗体表炎症,对早期疖肿、外伤性肿胀和严重的局部注射反应,局部敷卵白,有止痛、消炎、防止化脓的作用,对已开始化脓的也有控制炎症扩展,促使炎症局限化的作用。④此外,新鲜的卵白对治疗宫颈糜烂和化脓性中耳炎也有一定的效果。
(三)卵黄蛋白
卵黄蛋白(vitellin,Vn)是一种高密度糖脂蛋白,是所有卵生的脊椎动物和无脊椎动物雌性卵黄的主要成分,在卵黄发生期迅速积累,储存在卵中,是胚胎和幼体早期发育主要的营养来源。而卵黄蛋白原(vitellogenin,vg)是卵黄蛋白的前体。1964年,Telfe从惜古比天蚕蛾的血淋巴中发现了一种雌性特异蛋白,该蛋白和卵母细胞中的卵黄物质有相同的抗原性质,提出卵内的卵黄物质来源于卵巢外组织。Vitellogenin最初是Pan等人对雌性昆虫血液淋巴蛋白的一种特称,后来这一名称被广泛用于特指雌性动物血浆中的卵黄蛋白原。
20世纪60年代Wanacels在对两栖类、爬行类进行研究时,也发现了雌性特异蛋白。1969年,Kerr等证实蓝蟹体内存在一种仅在雌体卵母细胞发育期出现在血淋巴中的脂蛋白。这种脂蛋白由血清转运到卵母细胞并合成卵黄蛋白,故被称为卵黄蛋白原。因此,卵黄蛋白原被认为在卵生动物卵黄发生前,由卵巢外组织分泌到血液,运输到卵母细胞,以卵黄蛋白的形式积累和储存。卵黄蛋白和卵黄蛋白原为正在发育的胚胎提供氨基酸、脂肪、碳水化合物、维生素、磷和硫等营养和功能性物质。卵黄蛋白可以作为胚胎发育及其早期幼体发育的内源性营养物质,并具有携带转运脂肪的功能。
三、肉类蛋白
肉是动物屠宰后所得的可食部分的统称。肉类食品含有丰富的蛋白质、脂肪、矿物质和维生素。肉类提供的蛋白质对人体有重要的生物学意义。构成蛋白质的氨基酸,共有20多种,其中有8种(必需氨基酸)是人体不能自身合成的,必须靠摄取含有这8种氨基酸的食物来获得;而肉类食物的蛋白质是完全蛋白质,可以提供人体所需的全部种类的氨基酸。当肉类蛋白质在人体内被消化时,分解出来的氨基酸即可被吸收。与肉类蛋白质相比较,植物类食物所提供的蛋白质有时则不如肉类蛋白质的氨基酸成分那么全面,有的会缺乏8种人体的必需氨基酸或者是包括8种必需氨基酸在内的20种基本氨基酸中的一种或几种,譬如谷类普遍缺少赖氨酸这种必需氨基酸。肉类蛋白质与植物性蛋白质混合食用,便可以互相补充,更具营养。
(一)红肉
1.定义
红肉是一个营养学上的词,特指在烹饪前呈现红色的肉(三文鱼除外),具体来说猪肉、牛肉、羊肉、鹿肉、兔肉等所有哺乳动物的肉都是红肉。红肉的颜色来自于哺乳动物肉中含有的肌红蛋白,肌红蛋白是一种蛋白质,能够将氧传送至动物的肌肉中。从营养学角度来说,红肉的特点是肌肉纤维粗硬、脂肪含量高,尤其是猪肉,每100g猪肉中脂肪含量高达30.3克,而每100g白肉如鸡肉中脂肪的含量仅10g左右,是猪肉的1/3。二是红肉的脂肪中多为饱和脂肪酸,而其不饱和脂肪酸的含量却比较低,如牛肉中的不饱和脂肪酸仅占脂肪总量的6.5%,在鸡肉的脂肪中,不饱和脂肪酸占24.7%,高于牛肉的近4倍之多,但红肉的饱和脂肪酸能够提供能量。此外,红肉中含有丰富的铁、锌、烟酸、维生素B 12、硫胺、磷及丰富的蛋白质。
与猪肉、羊肉等一些常见红肉相比较,牛肉的蛋白质含量最高,每100g牛肉含蛋白质20g以上,牛肉蛋白质所含的必需氨基酸较多,氨基酸组成比例接近人,人摄食后几乎能被100%的吸收利用,能提高机体抗病能力,对生长发育及手术后、病后调养的人在补充失血、修复组织等方面物别适宜。另外,牛肉富含肌氨酸,这使它对增长肌肉、增强力量特别有效。
2.红肉与疾病
1990年,美国一项大型前瞻性研究报告表明,吃红肉越多的人,结肠癌发病率越高。按红肉摄入量多少分组,摄入量最高组的结肠癌相对危险性比最低组增加70%。以每周食用5次以上红肉的男性与每月食用红肉不足一次者对照,前者的结肠癌相对危险性增加2.57倍。反之,多食乳品、家禽和植物性蛋白的人群,患肠癌的危险性降低。美国另一项研究表明,与经常吃鸡肉、鱼肉和蔬菜的妇女相比,常吃红肉的妇女发生乳腺癌的危险性更大。1985—1991年对14 291名妇女进行的一项研究表明,吃红肉多的妇女比吃红肉少的妇女发生乳腺癌的危险性显著增多。
地中海地区希腊的克里特岛和意大利南部的萨卡人,20世纪60年代的慢性病发病率为世界最低,寿命最长。调查发现,传统的地中海膳食中的红肉很少。美国调查发现:克里特岛人20世纪60年代每周只吃红肉1~2次,而吃其他动物性食物(奶类、禽肉)比红肉多。
(二)白肉
1.定义
白肉是一个营养学上的词,广义上是指肌肉纤维细腻,脂肪含量较低,脂肪中不饱和脂肪酸含量较高的肉类。白肉可以包括鸟类(鸡、鸭、鹅、火鸡等)、鱼、爬行动物、两栖动物、甲壳类动物(虾蟹等)或双壳类动物(牡蛎、蛤蜊)等。
2.不同种类白肉的营养价值
(1)鸡肉:
鸡肉肉质细嫩,滋味鲜美,由于其味较淡,因此可使用于各种料理中。蛋白质的含量颇多,在肉之中,可以说是蛋白质最高的肉类之一,是属于高蛋白低脂肪的食品。钾硫酸氨基酸的含量也很丰富,因此可弥补牛及猪肉的不足。同时也由于鸡肉比其他肉类的维生素A含量多,而在量方面虽比蔬菜或肝脏差,但和牛肉和猪肉相比,其维生素A的含量却高出许多。
(2)鸭肉:
鸭肉的营养价值很高,蛋白质含量比畜肉高得多。而鸭肉的脂肪、碳水化合物含量适中,特别是脂肪均匀地分布于全身组织中。鸭肉中的脂肪酸主要是不饱和脂肪酸和低碳饱和脂肪酸,含饱和脂肪酸量明显比猪肉、羊肉少。有研究表明,鸭肉中的脂肪不同于黄油或猪油,其饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的比例接近理想值,其化学成分近似橄榄油,有降低胆固醇的作用,对防治心脑血管疾病有益,对于担心摄入太多饱和脂肪酸会形成动脉粥样硬化的人群来说尤为适宜。
(3)鹅肉:
从生物学价值上来看,鹅肉是全价蛋白质,优质蛋白质。鹅肉中的脂肪含量较低,仅比鸡肉高一点,比其他肉要低得多。鹅肉不仅脂肪含量低,同时富含人体必需的多种氨基酸以及多种维生素、微量元素矿物质、烟酸和糖。鹅肉营养丰富,脂肪含量低,不饱和脂肪酸含量高,对人体健康十分有利,是理想的高蛋白、低脂肪、低胆固醇的健康减肥食品。
(4)火鸡肉:
火鸡是美洲特产,在营养价值上有“一高二低”的优点。一高是蛋白质含量高,二低是脂肪低,胆固醇低,并含有丰富的铁、锌、磷、钾及维生素B。火鸡肉和其他肉类产品比较起所含蛋白含量甚高,但是能量和胆固醇是最少的;火鸡肉所含的脂肪是不饱和脂肪酸,不会导致血液中胆固醇量的增加;其次,火鸡胸肉的铁含量也相当高,对于生理期、妊娠期和受伤需调养的人而言,火鸡肉是供应铁质最佳的来源之一。火鸡肉在营养学上的另外特色还包括其富含色氨酸和赖氨酸,可协助人体减压力、消除紧张和焦躁不安等症。
(5)鱼肉:
鱼肉含有大量的蛋白质,鱼肉所含的蛋白质都是完全蛋白质,而且蛋白质所含必需氨基酸的量和比值最适合人体需要,容易被人体消化吸收。脂肪含量较低,且多为不饱和脂肪酸。鱼肉的脂肪含量一般比较低,大多数只有1%~4%,鱼肉的脂肪多由不饱和脂肪酸组成,不饱和脂肪酸的碳链较长,具有降低胆固醇的作用。
(6)虾:
虾和鱼肉、禽肉相比,脂肪含量少,并且几乎不含作为能量来源的动物糖质。虾中的胆固醇含量较高,同时含有丰富的能降低人体血清胆固醇的牛磺酸,虾还含有丰富的钾、碘、镁、磷等微量元素和维生素A等成分。此外,虾中含有20%的蛋白质,是蛋白质含量很高的食品之一,是鱼、蛋、奶的几倍甚至十几倍,虾和鱼肉相比,是营养均衡的蛋白质来源。
(刘兵兵 李增宁)