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4.蛋白质与氨基酸4.1蛋白质分类和功能4.2蛋白质结构4.3蛋白质的消化与吸收4.4食物蛋白质营养价值的评价4.5蛋白质的互补作用4.6人体究竟需要多少蛋白质4.7蛋白质缺乏和营养不良4.8过量摄入蛋白质有什么危害？4.9多摄入豆类蛋白的好处4.10蛋白质和氨基酸补品4.11素食与肉食：哪种饮食好？4.12多食用蛋白质能使肌肉更发达吗？蛋白质是细胞内一种神奇的生命物质。它的功能无处不在，没有蛋白质，就没有生命。蛋白质揭示了生命过程中无数的秘密，很多营养学的问题都与它有关。有些蛋白质是功能性蛋白质，有一些则是结构性蛋白质。功能性蛋白质包括体内的酶、抗体、运输载体、激素、细胞“泵”和氧载体等。结构性蛋白质包括肌腱和韧带、骨和牙齿的骨髓、头发和指甲等等。所有的蛋白质分子之间有很多共性。4.1蛋白质分类4.1.1按是否结合其它成分或外形分类简单蛋白质：完全有氨基酸组成，不含其它成分的蛋白质，如：胰岛素、脲酶、核糖核酸酶等。结合蛋白质：除了蛋白质部分以外，还有其它非蛋白成分，称之为辅基或配基。如血红蛋白（含血红素和铁），糖蛋白（含半乳糖、甘露糖等）、脂蛋白（含磷脂、固醇和中性脂等）、核蛋白（含核酸）。按照是否结合其它成分分类球蛋白：分子对称性好，外形接近球状或椭球状，溶解度一般都较好，能结晶。大部分蛋白质都是球蛋白，如起催化功能的蛋白质－酶。纤维蛋白：对称性差，分子类似于细棒或纤维。又可分为可溶性纤维状蛋白质，如肌球蛋白、血纤维蛋白原等和不溶性纤维状蛋白，如胶原、弹性蛋白、角蛋白以及丝心蛋白等。按照蛋白质外形的对称性分类绝大多数具有催化功能的酶都是球状蛋白质酶底物酶和两个化合物A和B（底物）酶和A和B形成酶-底物复合物酶与新生成化合物AB红细胞血红蛋白（4条α-螺旋）原纤维微原纤维（11条α-螺旋）巨原纤维纺锤体型皮质细胞角质膜皮质髓质头发头发结构烫发实际上是一个生物化学过程肌肉组织4.1.2按营养价值分类完全蛋白质：这种蛋白质所含有的必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例恰当。人体对该蛋白质利用率高，促进儿童生长发育，维持成年人的身体健康。这类蛋白质称为优质蛋白质，其中包括奶、蛋、鱼、肉中的蛋白质和大豆中的大豆蛋白质。半完全蛋白质：这种蛋白质虽然种类齐全，但所含的必需氨基酸的数量与人体所需的数量有一定的差距。可维持生命，但不能促进生长发育。半完全蛋白质中数量相对不足的氨基酸称为限制氨基酸，例如，小麦中的麦胶蛋白就属于半完全蛋白质，其中限制氨基酸为赖氨酸。不完全蛋白质：虽然也提供某些氨基酸，但所含有的必需氨基酸种类不全，只靠这种蛋白质既不能促进生长发育，也不能维持生命。例如玉米中的胶蛋白和肉皮中的胶原蛋白质就是这类蛋白质4.2蛋白质结构蛋白质具备一定结构才能实现很多生命功能。蛋白质、糖类和脂肪都含有碳、氢、氧原子，但蛋白质的不同之处关键在于蛋白质中还含有氮原子，这就是蛋白质的组成构件氨基酸名称的来由。蛋白质中主要含有20种不同的氨基酸。一级结构二级结构三级结构四级结构蛋白质结构水平4.2.1氨基酸氨基酸的化学结构很简单，即一个碳原子同时与氨基（含氮部分）和羧基相连，所有的氨基酸都是这种结构。而它们之间的区别在于另一个与该中心碳原子相连的侧链的不同。侧链是不同氨基酸的特征部分，决定了不同氨基酸的化学性质。20种氨基酸的侧链各不相同。侧链氨基羧基骨架氨基酸结构三种氨基酸缬氨酸亮氨酸苯丙氨酸必需氨基酸：人体自己不能合成的氨基酸，这些氨基酸必须从食物中获得。它们是：赖氨酸苯丙氨酸色氨酸蛋氨酸亮氨酸异亮氨酸苏氨酸缬氨酸精氨酸组氨酸非必需氨基酸：人体自己能够合成的氨基酸。但这些氨基酸也是机体所需要的氨基酸。它们是：甘氨酸丙氨酸丝氨酸半胱氨酸酪氨酸天冬氨酸谷氨酸天冬酰胺谷氨酰胺脯氨酸从营养学角度分为：二肽四肽4.2.2肽氨基酸聚合形成肽，根据肽内氨基酸残基数目多少又分为寡肽、多肽等。二肽4.3蛋白质消化和吸收蛋白质可以在热、乙醇、酸、碱和重金属盐的作用下发生变性（形状受到破坏）。蛋白质的变性是其分解的第一步。在蛋白质消化过程中，胃酸能打开蛋白质的结构，它使消化酶接触肽键并将其切开。以煮鸡蛋为例，加热会使鸡蛋的蛋白质变性并变硬，有助于消化。其中结合B族维生素生物素和矿物质铁的蛋白质由于变性可有利于人体对生物素和铁的吸收。人们熟悉的很多毒物都属于重金属盐如银和汞，它们只要遇到蛋白质就会使其变性。当吞食了重金属毒物时，常见急救方法就是喝牛奶，随后毒药就会作用于牛奶中的蛋白质而不易与口、食道和胃的蛋白质发生作用。稍后，通过呕吐就能够将与牛奶结合的毒物排出体外。胃当食物进入胃后，蛋白质长链在胃酸作用下变性，然后被胃蛋白酶降解为三肽、二肽和氨基酸。小肠胰腺和小肠分泌的胰蛋白酶和糜蛋白酶等酶将肽链降解为三肽、二肽和氨基酸。小肠位于小肠内衬表面和吸收细胞内的酶将三肽和二肽降解。小肠细胞吸收氨基酸并将其转移至血液中。小肠壁细胞毛细血管血液：血液将氨基酸运送到全身各处蛋白质在到达胃部的强酸之前，除了在口中的咀嚼和唾液的润湿，不会发生任何变化。胃酸能够将蛋白质互相缠绕的链解开，然后胃中的蛋白酶才能够进攻肽键。你可能会怀疑胃蛋白酶本身作为一种蛋白质，为什么不会被胃酸变性。其实胃蛋白酶与其他酶不同，它在酸性条件下活性最高。它的任务是将其它的蛋白质分解成碎片。胃的内衬部分也是由蛋白质组成，内衬细胞可以分泌一层粘液保护胃部，防止酸和酶的进攻。（胃酸的酸性很强（pH1.5），纯醋的pH值才大约是3）当大多数蛋白质由胃进入小肠时，他们都已经被分解为碎片，其中有些是单个的氨基酸；有些是两个或三个氨基酸组成的片段（二肽或三肽）、大多数是链更长一些的多肽，也有少数是整个的蛋白质。在小肠内，胃酸被胰腺分泌的碱性液中和，pH上升到7（中性），这时下一组酶（胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、肠激酶、氨基肽酶、二肽酶等）能够完成整个的分解工作。胰腺分泌的蛋白酶最终将几乎所有的蛋白质片段都分解为单个的氨基酸或很小的肽段。新生组织蛋白质的合成需要氨基酸的连续供应。这些组织可位于胚胎中正在发育的小孩中，烧伤、出血或术后需要补充新鲜血液中，伤口愈合的疤组织中或是新生的头发和指甲中。更不为人注意的是我们每个人每时每刻体内新陈代谢过程中的蛋白质的作用。红血细胞的寿命只有三到四个月，到一定时间就会被骨髓产生新的细胞所代替。消化道壁的细胞只能存活三天，它们在不停地脱落和更新。皮肤细胞会死亡脱落，而新的细胞又从下面生成。在活细胞中，自身的蛋白质也在不断地被合成和分解。食物中的氨基酸可以支持所有的这些机体生长和组织构件维护更新的过程。4.4食物蛋白质营养价值的评价1.蛋白质含量：衡量食物蛋白质营养价值的基本指标。质量再好但数量不足也不能满足人体需要。肉类、蛋、奶、大豆、坚果中蛋白质含量较高，谷物居中，蔬菜、水果蛋白含量很低。2.蛋白质消化率：食物在肠道中被消化的程度。食物品种、烹调方法都会影响蛋白消化率。植物性食物中的蛋白质由于被纤维性细胞壁包裹着不易与胃肠液中的消化酶接触，难以消化吸收。如整粒大豆蛋白的消化率为60％，而豆腐在90％以上，米、面中蛋白质消化率在80%左右。另外加热适当的食物利于消化。例如，肉类的营养素随着加工方法的不同其损失程度不同。红烧、清炖时维生素损失最多，但可使水溶性维生素和矿物质溶于汤内；蒸和煮对糖类和蛋白质起部分水解，对脂肪影响不大。因此在食用红烧、清炖以及蒸、煮的肉类及鱼类食物时，应连汁带汤都吃掉。炒肉营养素损失最小。炸食品可严重损坏维生素，但若在所炸食品的表面挂糊，避免食物直接与油接触，可起到保护作用，减少营养素的损失。3.蛋白质生物价：指的是蛋白质被吸收后在体内被利用情况。食物蛋白质的生物价与该蛋白质的氨基酸模式密切相关。氨基酸模式指的是蛋白质中各种氨基酸的含量，以及彼此间的比例。食物蛋白质中的氨基酸模式与人体需要的模式越接近其生物价越高。一般来说，动物性食物中的蛋白质的生物价都显著高于植物性食物蛋白质的生物价。如果摄入的必需氨基酸与人体需要不成比例，身体贮存的必需氨基酸都会减少，最后会使机体器官受到损害。如果经常食用全蛋白，如肉、鱼、禽、奶酪、鸡蛋、牛奶、和豆制品，那么必需氨基酸则不成问题。这些食物包含足够的所有必需氨基酸。同样，也可以选择多种植物性不完全蛋白食物，一种食物中所缺少的氨基酸可以在另一种食物中得到补充，这被称为互补。并不需要同时摄入这两种蛋白质，只要保证日常饮食中包含两者而且能够以多种来源提供足够的能量和蛋白质即可。4.5蛋白质的互补作用豆类谷物合在一起蛋白互补异亮氨酸赖氨酸蛋氨酸色氨酸4.6人体究竟需要多少蛋白质蛋白质参考标准是基于对人们氮平衡的研究，即对于排泄的氮与从食物中摄入的氮进行比较。健康的成年人摄入的氮应该等于排出的氮，因此研究人员通过在一定条件下测定人体每日通过粪便、汗和皮肤排出的氮来计算补充这些损失所需摄入的蛋白质的量。在正常条件下，健康的成年人处于氮平衡或零平衡，即体内蛋白质总量处于恒定状态。当摄入的氮超出排出的氮时，合成速度超出了分解速度，称之为氮的正平衡，体内蛋白质在增加。当摄入的氮少于排出的氮时，则称之为氮的负平衡，体内蛋白质在减少。正氮平衡生长中的儿童、健身者和孕妇其体内摄入的氮超出排出的氮。氮平衡健康的大学生和刚退休的人处于氮平衡。负氮平衡一个宇航员和一个急症病人失去的氮多于摄入的氮。据营养学家推荐成年人为0.8克/公斤体重试着计算一下你每天的蛋白质需求量：你的体重（公斤数）×0.8＝日需蛋白质量一般人需要量在50克以上，蛋白质提供的热量占总热量的10～15％左右为宜。每天食用总共120克到250克烧熟的干豌豆、瘦牛肉或其他瘦肉、去皮的家禽、鱼和贝类、偶尔食用些鸡蛋和动物内脏。每天食用低脂或脱脂牛奶、酸奶或奶酪。食物要多样化以提供少量的其他来源的蛋白质。4.7蛋白质缺乏和营养不良蛋白质缺乏与能量缺乏是孪生兄弟。合称蛋白质能量营养不良（PEM）是当今世界最普遍的一种营养不良的形式。营养不良大多发生在儿童期，但也会对很多成年造成威胁。食物不足会导致儿童生长不良和成年人身体消瘦、体重下降。PEM有两种不同的形式，一种是患者全身骨瘦如柴（称为消瘦）；另一种是发生有腹部肿胀和皮疹（称为加西卡病）。人们曾一度认为消瘦的原因是能量缺乏而加西卡病则是由于蛋白质缺乏造成的。实际上，消瘦是由于食物摄入量长期不足，以及随之而来的能量、维生素、矿物和蛋白质均不足而造成的。加西卡病原因则是严重的急性营养不良造成的蛋白质过少而无法支持身体功能。贫困地区的儿童依靠稀薄的谷类食品维持生命，这些食品缺乏能量，蛋白质质量很低，只能勉强维持生命而无法满足身体生长的需要。肌肉（包括心肌）如果没有充分的营养就会萎缩。大脑发育和学习能力也会受到阻碍，新陈代谢变得十分缓慢，体温甚至会低于正常值。机体在尽其所能地对付危机，那些对于维持心脏、肺、大脑功能没有用的蛋白质都受到了削减。生长停滞，甚至四岁的儿童看起来还不如正常情况下两岁的儿童大。皮肤也失去了弹性和水分，容易破裂，伤口无法愈合，消化酶缺乏，消化道里衬退化，吸收能力消退，他们甚至连摄入的那一点食物也无法吸收。当世界上的很多人在为填饱肚子而苦苦挣扎时，发达国家的人们则还要必须有意识地对蛋白质的摄入量进行控制以避免过量。蛋白质摄入过多对人体有害无利。首先正如以前提及的，高蛋白食物常常也是高脂肪食物，容易导致肥胖从而对健康带来各种相应的危害。其次，动物蛋白质食物中含有大量的饱和脂肪，而饱和脂肪酸是导致粥状动脉硬化和心脏病的重要原因。除此之外，动物蛋白本身也可能使得血液胆固醇升高，从而导致粥状动脉硬化和心脏病。不过与此相反，豆类蛋白似乎能够降低血液胆固醇。4.8过量摄入蛋白质有什么危害过量食用高蛋白食物会对肾脏造成过多负担，因为肾脏必须排泄蛋白质降解的产物。食用蛋白过多会加剧肾病患者以及糖尿病患者的病情。所以这些病人要减少蛋白质摄入。过多食用蛋白质会引起身体过多排泄钙，加快成人骨质流失，引起骨质疏松。动物蛋白引起的钙流失比植物蛋白高。因为动物蛋白富含含硫的氨基酸，这样的氨基酸为酸性，有将钙排泄出体外的