為保證人體合理營養的需要,一方麵要滿足人體對必需氨基酸所需要的數量,另一方麵還必須注意必需氨基酸之間的比例。因為組成人體各種組織細胞蛋白質的氨基酸有一定比例,故每日膳食中蛋白質所提供的各種必需氨基酸也必須與這一比例相一致,才能在體內充分被利用來合成組織細胞蛋白質。必需氨基酸間的相互比例,也就是人們常說的氨基酸模式。Rose通過氮平衡實驗所求得不同年齡的人體對必需氨基酸的需要量是不同的。
不同年齡的人對必需氨基酸的需要量是不同的。按每日每千克體重所需各種氨基酸的毫克數而言,嬰兒最多,成人較少。這可能是幼小人體需長身體,需要量較高;成人維持平衡可能相對需要較少。
膳食中蛋白質的氨基酸構成比例與機體的需要不相符合,某一種必需氨基酸數量不足,轉移核糖核酸就不能及時將所需要的各種氨基酸全部帶給核蛋白體核糖核酸,其他氨基酸也不能充分被利用,蛋白質合成就不能順利進行;某一種氨基酸過多,也會對其他氨基酸的利用發生影響。所以當必需氨基酸供給不足或不平衡時,蛋白質合成減少,也會出現類似蛋白質缺乏的症狀。
各種食物中蛋白質的氨基酸組成成分不同,因而營養價值也不一樣。通常將含有8種必需氨基酸的蛋白質稱為完全蛋白質;8種必需氨基酸不全的蛋白質稱為不完全蛋白質。一般來說,蛋類、奶類、魚類、肉類和大豆蛋白質的營養價值較高,而一般植物性食品的蛋白質營養價值較低。這是一種較粗略的劃分,僅具有相對的意義。
多種食品配合應用,能較好地滿足人體對氨基酸,特別是必需氨基酸的要求,提高食品的蛋白質營養價值,這就是蛋白質的互補作用。如穀類食品的賴氨酸少,而豆類賴氨酸多,將穀類大米與豆類混吃就可提高其生理價值。單食大豆、小米、玉米,其生物價分別是64、57和60。如果將大豆及玉米混食,其生物價可提高到76。
3、蛋白質的消化、吸收與代謝
(1)蛋白質的消化與吸收
食物中蛋白質的消化從胃液中胃蛋白酶的作用開始,然後是胰液中蛋白分解酶與小腸黏膜細胞中的酶的作用。胰蛋白酶的分泌受攝入蛋白質在腸道中的容量而調節。其後蛋白水解酶作用於蛋白質的肽鏈,使蛋白質進一步分解為氨基酸。
蛋白質的水解產物氨基酸被小腸黏膜細胞吸收。過去認為隻有遊離氨基酸才有被吸收的最佳健康幫手可能,現發現短肽(例如二肽)也可被直接吸收,因小腸黏膜細胞上微絨毛及胞液內含有肽水解酶,進入的肽可被分解為遊離氨基酸:遊離氨基酸經門靜脈入肝髒,進而合成人體的蛋白質或進而生物氧化而供能。內源性的消化酶可作為蛋白質而分泌到腸腔,腸道腺管上的黏膜細胞,以新替老,衰老的細胞亦排到腸腔,這些是內源性蛋白質的丟失。人體每日約70克蛋白質分泌入腸腔,其中17克在腸液中,約50克在脫落的腸道上皮。如每日攝入100克蛋白質,則腸道每日共170克蛋白質周轉並吸收。而糞便中的氮估計隻相當於10克蛋白質。由此可知,機體丟失蛋白質不大,表明外源性與內源性在腸道的吸收與消化效率都是較高的。但腸壁中蛋白質轉換率對食物中蛋白質很敏感。在蛋白質食入少時腸黏膜脫落少,分泌也少,提示當蛋白質攝入不足時,機體在一定程度上具有調節能力。
(2)蛋白質的代謝
門靜脈血中的遊離氨基酸在攝入含蛋白質膳食後升高12倍,故一天內供給肝髒的氨基酸可有多次大的波動,而全身血液中變動很小,因此肝髒是調節氨基酸代謝的主要器官。例如,實驗證明,在狗的肝髒血液供應係統上插套管,然後喂大量的肉,發現通過肝髒的氨基酸一半以上分解為尿素,14%的氨基酸暫時合成為周轉時間短的肝髒蛋白質,6%為血漿蛋白質從肝髒分泌出來,隻有23%以遊離氨基酸的形式進入大循環,其中主要是支鏈氨基酸(異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸)。經過肝髒時氨基酸分布發生變化,這是因為肝髒是除支鏈氨基酸以外的其他必需氨基酸的主要分解代謝場所。支鏈氨基酸主要在肌肉和腎髒中分解。
肝髒分解必需氨基酸可根據體內需要而調節。例如有人以不同量賴氨酸合成的飼料喂養正在生長的大白鼠,當賴氨酸攝入量達到每日每200克體重最高達115毫克時,即促進鼠生長。他們將14C賴氨酸注入鼠體,當賴氨酸注入量在115毫克以下時,二氧化碳的呼出量是低於恒定水平;但在115毫克以上,二氧化碳的呼出就逐漸增加。這表明肝髒中賴氨酸的分解對於攝入和需要的平衡是很靈敏的。可能的調節因素主要是大循環血液中遊離賴氨酸的水平,當攝人超過需要時,即突然升高。其他必需氨基酸,如色氨酸,也可觀察到血漿水平的同樣轉折。人體接受不同量的某種必需氨基酸的膳食,轉折點即可提供證據來確定出該氨基酸的需要量水平。