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第2章 构筑生命基础的营养素——蛋白质

1.蛋白质概述

蛋白质是由氨基酸组成的具有一定构架的高分子化合物,是构成组织和细胞的基本物质,其含量约占人体总固体量的45%。蛋白质是机体生长、更新和修补组织细胞的主要原料,并参与物质代谢及生理功能的调控,可提供能量原料。人体每天所需热能有10%~15%来自蛋白质,是与生命、生命活动紧密联系在一起的物质。

动物肌肉、皮肤、毛发、蹄、角等的主要成分都是蛋白质,许多植物(如大豆、花生)的种子里也含有丰富的蛋白质。

蛋白质是由多种氨基酸(如丙氨酸、甘氨酸等)构成的极为复杂的化合物,相对分子质量从几万到几百万。它是重要的营养物质,成人每天需摄取60~70克,处于生长发育期间的青少年需要量更大。人体通过食物获得的蛋白质,在胃肠道里与水发生反应,生成氨基酸。氨基酸通过肠壁进入血液循环,一部分氨基酸被氧化,生成尿素、二氧化碳和水等排出体外,同时放出热能供人体活动的需要。每克蛋白质完成氧化约放出18千焦的能量。另一部分氨基酸再重新组成人体所需要的各种蛋白质,维持人体的生长发育和组织更新。人类的必需氨基酸达8种之多,即赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和缬氨酸。

机体中的蛋白质具有多种功能,如血液中的血红蛋白是由蛋白质和血红素构成的,在吸入氧气和呼出二氧化碳的过程中起着载体的作用。在肺部,血红蛋白中血红素的二价铁离子与氧结合成为氧合血红蛋白,随血液流到机体的各个组织器官,放出氧气,供体内氧化用。同时,血红蛋白结合血液中的二氧化碳,携带到肺部呼出。人的呼吸活动就是这样反复进行的过程。

血红蛋白+氧气→氧合血红蛋白

血红蛋白也能与一氧化碳结合,而且结合能力很强,是氧气的200~300倍。结合了一氧化碳的血红蛋白便不能再与氧气结合,人就会缺氧窒息死亡,这就是煤气中毒的原因。

酶也是一类重要的蛋白质,是生物催化剂,能催化生物体内的反应。人体是一个复杂的“化工厂”,在这个“化工厂”里同时进行着许多互相协同配合的化学反应。这些反应不能在高温、高压等条件下进行,只能在体温条件下温和地进行。这些反应还要求有较高的速率,而且需要随着环境和身体情况的变化而随时自动地进行精密调节。这就靠一类特殊的蛋白质——酶的作用。酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂新陈代谢反应具有很强的催化作用,它的催化作用有其特点。

(1)条件温和、不需加热:在接近体温和接近中性条件下,酶就可以起作用。在30℃~50℃时酶的活性最强,超过适宜的温度时,它将失去活性。

(2)具有高度的专一性:也就是说,一种酶只能催化一种反应。例如,人们的消化吸收食物就是靠酶的催化作用完成的。当在口中咀嚼米饭和馒头时会感到有甜味,这是因为唾液中含有淀粉酶,它能将食物中的部分淀粉催化水解为麦芽糖的缘故,余下的淀粉由小肠中的胰淀粉酶催化水解为麦芽糖。麦芽糖在肠液中麦芽糖酶的催化下,水解为人体可吸收的葡萄糖。这如同一把钥匙开一把锁一样。

(3)具有高效催化作用:酶催化的反应速率比普通催化剂高107~1013倍。

有些物质如甲醛等会与蛋白质发生反应,破坏蛋白质的结构,使其变质。因此,可用甲醛水溶液(福尔马林)制作动物标本,使标本能长久保存。

2.蛋白质的营养价值

蛋白质的营养价值,决定于所含的氨基酸种类和数量。凡含有各种必需氨基酸的蛋白质,能维持生命体正常生长的蛋白质,称完全蛋白质;缺少一种或一种以上必需氨基酸的蛋白质称不完全蛋白质。蛋白质是构成机体组织(特别是肌肉)的重要成分,人体内如果蛋白质供应不足,会导致生长发育迟缓,体重减轻,容易疲劳,对传染病抵抗力下降,病后不易恢复健康,甚至贫血,发生营养不良性水肿等疾病。生理学家的实验数据表明,成人每天体内的蛋白质更新3%,每千克体重每天约需补充1克蛋白质才能维持氮平衡。

人们膳食中的蛋白质有很大一部分由米、面等粮食中得来。大豆是我国最经济的蛋白质来源,因为它的氨基酸种类最完全,营养价值相当高;日常食用的豆腐、瘦肉、鱼、蛋白、奶等也都含有较多的蛋白质。我们常说的粮食质量的提高,主要是指增加蛋白质在粮食中所占的比重。

3.含蛋白质的食物

在经常食用的食物中,每100克肉类含蛋白质10~20克,鱼类含15~20克,蛋类含13~15克,豆类含20~30克,谷类含8~12克,蔬菜、水果含1~2克。动物性食物比植物性食物蛋白质含量多,豆类含量多,而且质量上也与动物性食物基本相同。判断蛋白质的优劣有3点。

(1)蛋白质被人体消化、吸收得越彻底,其营养价值就越高:整粒大豆的消化率为60%,做成豆腐、豆浆后可提高到90%,其他蛋白质在煮熟后吸收率也能提高,如乳类为98%,肉类为93%,蛋类为98%,米饭为82%。

(2)被人体吸收后的蛋白质,利用的程度有高有低:利用程度越高,其营养价值也越高,称为蛋白质的生理价值。常用食物蛋白质的生理价值是:鸡蛋94%,牛奶85%,鱼肉83%,虾77%,牛肉76%,大米77%,白菜76%,小麦67%。动物蛋白质的生理价值一般比植物蛋白质高。

(3)看所含必需氨基酸是否丰富,种类是否齐全,比例是否适当:种类齐全,数量充足,比例适当,即完全蛋白质,如动物蛋白质和豆类蛋白质。种类齐全,但比例不适当,叫半完全蛋白质,在谷物中含量较多。种类不全,即不完全蛋白质,如肉皮中的胶质蛋白。将两种以上的食物混合食用,使含的氨基酸相互补充,能更好适合人体的需求。多吃蛋白质也不好,会增加肾脏负担,增加额外的热能消耗,既浪费又不经济,还可导致许多疾病。所以,要合理食用蛋白质。最好的蛋白质是母乳。母乳中含有的蛋白质是最优质的蛋白质,这是生物遗传决定的,具有抵抗细菌、病毒,提高婴儿免疫力的作用,被人体消化吸收最彻底,利用率最高,含有的氨基酸最齐全。

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