潘興昌,楊月欣(中國疾病預防控制中心營(yíng)養與食品安全所,北京 100050) 蛋白質(zhì)是一類(lèi)化學(xué)結構非常復雜的有機化合物,其最大特點(diǎn)是含有氮元素。人體需要的蛋白質(zhì)只能從食物中獲得。本文僅就食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養價(jià)值作一概述。
在衡量食物的蛋白質(zhì)營(yíng)養價(jià)值時(shí),常采用以下4個(gè)方面的標準:
1. 蛋白質(zhì)含量
這是衡量食物蛋白質(zhì)營(yíng)養價(jià)值的基礎指標。因為一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)只有具備一定的數據才能滿(mǎn)足人體需要。確定食物中蛋白質(zhì)含量的方法有直接測定法和計算法。
直接測定蛋白質(zhì)的方法只是作為營(yíng)養學(xué)研究中的一部分而被采用。通常采用的幾種化學(xué)方法也只是建立在幾組功能性的氨基酸活性基礎上。因為食物包含蛋白質(zhì)的混合物,所以,直接分析蛋白質(zhì)的方法也必須依靠Kjeldahl規程來(lái)進(jìn)行校正。直接分析蛋白質(zhì)的方法包括甲醛滴定、縮二脲反應、colour prodution with Folin's reagent等,所有這些方法都廣泛適用于乳類(lèi)制品。直接堿性蒸餾也被作為測定谷類(lèi)食物蛋白質(zhì)的一種方法。Proteion dyebinding被用于乳類(lèi)制品、肉類(lèi)制品和谷類(lèi)食品。NIR是用于測定谷類(lèi)食物蛋白質(zhì)的一種方法。
直接測定食物中的蛋白質(zhì)的含量是很困難的。實(shí)際確定食物中蛋白質(zhì)的含量,通常用凱氏定氮法(Kjeldahl's method)測定食物含氮量,再乘以相應的蛋白質(zhì)折算系數得到食物蛋白質(zhì)的含量。不同食物蛋白質(zhì)含氮量有一定的差異,一般為16%,所以,多數食物的蛋白質(zhì)折算系數為6.25。
因為凱氏定氮法的測定結果包括了食物中的蛋白氮和非蛋白氮,另外還有所采用的蛋白質(zhì)折算系數的誤差,無(wú)疑增加了所計算的食物蛋白質(zhì)含量的不準確性。如果單以蛋白氮來(lái)計算蛋白質(zhì)含量將是一種較為理想的方法。但是食物準確的蛋白氮的值也是難以獲得的。另外,非蛋白氮中包含了游離氨基酸和肽類(lèi),因此,獲得氨基氮的值看起來(lái)更合理,并且,采用以食物氨基酸成分為基礎的折算系數會(huì )更好。
現在,利用總氮乘以折算系數而計算蛋白質(zhì)的方法仍被采用,但應明確一點(diǎn),這種方法所得蛋白質(zhì)的值并不是生化意義上的蛋白質(zhì)數值。任何一種利用測定氮值(總氮、蛋白氮或氨基酸氮)計算蛋白質(zhì)的方法都應給予明確地說(shuō)明。
2. 食物蛋白質(zhì)的消化率
食物的蛋白質(zhì)是否能夠被人體消化利用是衡量該食物蛋白質(zhì)優(yōu)劣的一個(gè)先決條件。一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)首先應該是利于人體消化吸收的。通常用食物蛋白質(zhì)的消化率來(lái)衡量食物中的蛋白質(zhì)被人體消化吸收的程度。一般用公式表示為:
食物氮—(糞便中氮—內源性氮)
消化率=————————————————
食物氮
通過(guò)上式所得的消化率通常稱(chēng)為真蛋白質(zhì)消化率,如果不考慮人體的內源性氮,則所得的消化率稱(chēng)為表觀(guān)蛋白氮。
食物蛋白質(zhì)的消化率受食物品種影響很大,因為食物中蛋白質(zhì)的性質(zhì)、膳食纖維的含量、多酚類(lèi)物質(zhì)以及一些酶的反應等都影響食物蛋白質(zhì)的消化率。另外,食物蛋白質(zhì)的消化率也受食物加工或烹調方法的影響。
3. 蛋白質(zhì)的生物學(xué)評價(jià)
食物蛋白質(zhì)被人體消化吸收后,其利用程度如何,也同樣決定著(zhù)蛋白質(zhì)質(zhì)量的好壞。通常用以下幾項指標來(lái)反應蛋白質(zhì)被人體消化吸收后在體內的利用情況:
(1) 蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值:它的含意是吸收的氮在人體內儲留利用的百分比。它表明了蛋白質(zhì)被利用的程度,但并沒(méi)有考慮蛋白質(zhì)的消化率。
(2) 蛋白質(zhì)的凈利用率:指蛋白質(zhì)被消化后真正可被機體儲留利用的程度。理論上用蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值乘以消化率而得。但這種方法對于難消化的蛋白質(zhì)的價(jià)值則有低估的可能。
(3) 蛋白質(zhì)的功效比值:這是最早使用的一種衡量食物蛋白質(zhì)優(yōu)劣的簡(jiǎn)捷方法。用公式表示為:
動(dòng)物增加體重克數
蛋白質(zhì)功效比值=--------------------------------------------
食用蛋白質(zhì)克數
但這種方法是按照實(shí)驗動(dòng)物(一般為大鼠)的氨基酸需要模式對蛋白質(zhì)進(jìn)行評價(jià)的,而動(dòng)物的氨基酸需求與人體有較大的差異,因此,這一指標并不能完全反映人體對氨基酸的需求狀況。
(4) 氮平衡法:這種方法在理論上是可以成立的,但實(shí)際攝入與實(shí)際排出的準確性有一定的局限性,實(shí)驗期也要有足夠的時(shí)間才能反應實(shí)際情況;由于個(gè)體之間的差異,在將實(shí)驗對象的結果推論到群體時(shí),也需要特別慎重;另外,用于氮平衡實(shí)驗的蛋白質(zhì)一般為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),同日常生活中人們所消費的蛋白質(zhì)也有一定的差距。所有這些都限制了它的實(shí)際應用。
4. 氨基酸評分:
(1) 氨基酸評分(AAS):食物蛋白質(zhì)的質(zhì)量與該蛋白質(zhì)的氨基酸組成密切相關(guān)。該項指標是將待評食物蛋白質(zhì)必需氨基酸組成與人體對必需氨基酸需要模式進(jìn)行比較,以食物蛋白質(zhì)必需氨基酸滿(mǎn)足人體對必需氨基酸需要的程度來(lái)評定食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養價(jià)值。計算氨基酸記分有兩種方法;
a. 暫定氨基酸記分模式:這是FAO/WHO專(zhuān)家委員會(huì )在1973年提出的以理想蛋白質(zhì)模式(或參考蛋白質(zhì))為依據而制定的氨基酸記分方法。用公式表示為:
每克待評食物蛋白質(zhì)的必需氨基酸(mg)
氨基酸分=----------------------------------- × 100
每克參考蛋白質(zhì)的必需氨基酸(mg)
b. 人體氨基酸需要模式:這是FAO/WHO/UNU專(zhuān)家委員會(huì )于1985年提出的一種計算氨基酸分的方法,該方法先確定不同年齡組人群的必需氨基酸需要模式,然后將待評食物蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量與之比較。
氨基酸記分的方法可以找出食物中的限制氨基酸,便于發(fā)現應該補充或在食物中強化的氨基酸,可以很容易地利用食物蛋白質(zhì)之間的互補作用。但是這種方法沒(méi)有考慮食物蛋白質(zhì)的消化率,對于氨基酸構成較合理但難以消化的食物蛋白質(zhì),則有過(guò)高估計的可能。
(2) 蛋白質(zhì)消化率校正記分法(PDCAAS):鑒于上述各種方法的局限性和不確定性,FAO/WHO專(zhuān)家委員會(huì )經(jīng)過(guò)近10年的研究,于1991年正式公布了蛋白質(zhì)消化率校正的氨基酸記分法,并推薦使用。該方法以人體的消化率對特定食物蛋白質(zhì)進(jìn)行校正,以目前已求出的、較為可靠的人類(lèi)2~5歲年齡組人群的氨基酸模式作為最佳依據,同樣按人體所需求的氨基酸模式作為記分的基礎。
蛋白質(zhì)氨基酸校正記分法簡(jiǎn)單易行,可以常規用于對食物蛋白質(zhì)質(zhì)量的評價(jià),可以提供補充蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)互補可能性的信息,還可用于營(yíng)養標簽以便用戶(hù)計算混合食物的記分。總之,PDCAAS克服了上述各種方法的弊端,恰當地反映了某種蛋白質(zhì)在蛋白質(zhì)體系中的適宜評分,讓人們更了解優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的價(jià)值。但是,該方法對質(zhì)量較差(某些必需氨基酸缺乏或極低)的蛋白質(zhì),其PDCAAS與根據生物學(xué)分析的蛋白質(zhì)質(zhì)量估計的有些不一致。
現在,臨床營(yíng)養學(xué)的研究已肯定了PDCAAS方法的優(yōu)越性,歐美國家已采用這種方法評價(jià)蛋白質(zhì)的質(zhì)量和建議每日蛋白質(zhì)供給量。
計算食物蛋白質(zhì)的PDCAAS的方法和步驟如下:
a. 分析食物氮含量
b. 計算蛋白質(zhì)含量
c. 分析必需氨基酸構成
d. 確定氨基酸分值(未校正)
每克待評食物蛋白質(zhì)的必需氨基酸(mg)
氨基酸分=------------------------------------ × 100
每克參考蛋白質(zhì)的必需氨基酸(mg)
e. 計算PDCAAS
PDCAAS=最低未校正氨基酸的分值×蛋白質(zhì)消化率