蛋白質(zhì)——生命的基礎(chǔ)
在人體各個(gè)器官、組織和體液內(nèi),蛋白質(zhì)都是必不可少的成分。成年人體重的16.3%是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),恩格斯曾指出,生命是蛋白質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式。如果蛋白質(zhì)長時(shí)間地?cái)z入不足,正常代謝和生長發(fā)育便會(huì)無法進(jìn)行,輕者發(fā)生疾病,重者甚至可以導(dǎo)致死亡。 1、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成
蛋白質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮四種元素組成。蛋白質(zhì)元素組成的最大特點(diǎn)是含有氮。有些蛋白質(zhì)還含有硫、磷、鐵等其他元素。上述這些元素按一定結(jié)構(gòu)組成氨基酸。氨基酸是蛋白質(zhì)的組成單位。自然界中的氨基酸有20多種,這20 多種氨基酸以不同數(shù)目和不同順序連接構(gòu)成種類繁多,千差萬別的蛋白質(zhì),發(fā)揮它們各自不同的生理功能。蛋白質(zhì)的分子大小可相差幾千倍,但它們含氮的百分率相當(dāng)恒定,各種蛋白質(zhì)每100克中的氮含量都約是16 克。這樣,我們要測(cè)定某一種食物的蛋白質(zhì)含量便可以首先測(cè)定其氮含量,再乘以6.25 (100÷16 = 6.25 )即可得出該食物的蛋白質(zhì)含量。 2、必需氨基酸和非必需氨基酸
食物中的蛋白質(zhì)必須經(jīng)過腸胃道消化,分解成氨基酸才能被人體吸收利用,人體對(duì)蛋白質(zhì)的需要實(shí)際就是對(duì)氨基酸的需要。吸收后的氨基酸只有在數(shù)量和種類上都能滿足人體需要身體才能利用它們合成自身的蛋白質(zhì)。營養(yǎng)學(xué)上將氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩類。
必需氨基酸指的是人體自身不能合成或合成速度不能滿足人體需要,必須從食物中攝取的氨基酸。對(duì)成人來說,這類氨基酸有8種,包括賴氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。對(duì)嬰兒來說,組氨酸也是必需氨基酸。 非必需氨基酸并不是說人體不需要這些氨基酸,而是說人體可以自身合成或由其它氨基酸轉(zhuǎn)化而得到,不一定非從食物直接攝取不可。這類氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、甘氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、絲氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供給充裕還可以節(jié)省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。 3、蛋白質(zhì)的分類
營養(yǎng)學(xué)上根據(jù)食物蛋白質(zhì)所含氨基酸的種類和數(shù)量將食物蛋白質(zhì)分三類:
2)半完全蛋白質(zhì) 這類蛋白質(zhì)所含氨基酸雖然種類齊全,但其中某些氨基酸的數(shù)量不能滿足人體的需要。它們可以維持生命,但不能促進(jìn)生長發(fā)育。例如,小麥中的麥膠蛋白便是半完全蛋白質(zhì),含賴氨酸很少。食物中所含與人體所需相比有差距的某一種或某幾種氨基酸叫做限制氨基酸。谷類蛋白質(zhì)中賴氨酸含量多半較少,所以,它們的限制氨基酸是賴氨酸。 3)不完全蛋白質(zhì) 這類蛋白質(zhì)不能提供人體所需的全部必需氨基酸,單純靠它們既不能促進(jìn)生長發(fā)育,也不能維持生命。例如,肉皮中的膠原蛋白便是不完全蛋白質(zhì)。 4、蛋白質(zhì)的生理功能
蛋白質(zhì)在體內(nèi)的多種生理功能可歸納為三方面:
1)構(gòu)成和修補(bǔ)人體組織 蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞、組織和器官的主要材料。嬰幼兒、兒童和青少年的生長發(fā)育都離不開蛋白質(zhì)。即使成年人的身體組織也在不斷地分解和合成進(jìn)行更新,例如,小腸黏膜細(xì)胞每1~2天即更新一次,血液紅細(xì)胞每120天更新一次,頭發(fā)和指甲也在不斷推陳出新。身體受傷后的修復(fù)也需要依靠蛋白質(zhì)的補(bǔ)充。
2)調(diào)節(jié)身體功能 體內(nèi)新陳代謝過程中起催化作用的酶,調(diào)節(jié)生長、代謝的各種激素以及有免疫功能的抗體都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的。此外,蛋白質(zhì)對(duì)維持體內(nèi)酸堿平衡和水分的正常分布也都有重要作用。
3)供給能量 雖然蛋白質(zhì)的主要功能不是供給能量,但當(dāng)食物中蛋白質(zhì)的氨基酸組成和比例不符合人體的需要,或攝入蛋白質(zhì)過多,超過身體合成蛋白質(zhì)的需要時(shí),多余的食物蛋白質(zhì)就會(huì)被當(dāng)作能量來源氧化分解放出熱能。此外,在正常代謝過程中,陳舊破損的組織和細(xì)胞中的蛋白質(zhì)也會(huì)分解釋放出能量。每克蛋白質(zhì)可產(chǎn)生.16.7千焦耳(4千卡)熱能。 5、蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用
植物性蛋白質(zhì)中各種氨基酸的含量和組成比例與人體需要相比總有些不足。由于各種植物性蛋白質(zhì)的氨基酸含量和組成各不相同,因而可以通過植物性食物的互相搭配,取長補(bǔ)短,來使其接近人體需要,提高其營養(yǎng)價(jià)值。這種食物搭配的效果叫做蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。在實(shí)際生活中我們也常將多種食物混合食用,現(xiàn)在我們知道了這樣做不僅可以調(diào)整口感,還十分符合營養(yǎng)科學(xué)的原則。例如,谷類食物蛋白質(zhì)內(nèi)賴氨酸含量不足,蛋氨酸含量較高,而豆豆類食物的蛋白質(zhì)恰好相反,混合食用時(shí)兩者的不足都可以得到補(bǔ)償。 6、蛋白質(zhì)的供給量和來源
1)蛋白質(zhì)的供給量 蛋白質(zhì)的供給量與膳食蛋白質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)。如果蛋白質(zhì)主要來自奶、蛋等食品,則成年人不分男女均為每日每公斤體重0.75克。中國膳食以植物性食物為主,蛋白質(zhì)質(zhì)量較差,供給量需要定為每日每公斤體重1.0~1.2克。蛋白質(zhì)供給量也可用占總能量攝入的百分比來表示。在能量攝入得到滿足的情況下,由蛋白質(zhì)提供的能量在成年人應(yīng)占總能量的10%~12%,生長發(fā)育中的青少年則應(yīng)占14%。
2)蛋白質(zhì)的來源 膳食中蛋白質(zhì)來源不外是植物性食物和動(dòng)物性食物。動(dòng)物性食物蛋白質(zhì)含量高、質(zhì)量好,如奶、蛋、魚、瘦肉等。植物性食物主要是谷類和豆類。大豆含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。谷類是我們的主食,蛋白質(zhì)含量居中(約10%),是我國人民膳食蛋白質(zhì)的主要來源。蔬菜水果等食品蛋白質(zhì)含量很低,在蛋白質(zhì)營養(yǎng)中作用很小。
脂類——美味的來源
脂類也稱脂質(zhì)。它包括兩類物質(zhì)。一類是脂肪,又名中性脂肪,是由一分子甘又和三分子脂肪酸組成的甘油三酯。另一類是類脂,它與脂肪化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,但理化性質(zhì)相似。在營養(yǎng)學(xué)上較重要的類脂有磷脂、糖脂、膽固醇、脂蛋白等。由于脂類中大部分是脂肪,類脂只占5%并且常與脂肪同時(shí)存在,因而營養(yǎng)學(xué)上常把脂類通稱為脂肪。 1、脂肪酸
脂肪酸是由碳、氫、氧三種元素組成的一類化合物,是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分。根據(jù)脂肪酸分子結(jié)構(gòu)中碳鏈的長度分為短鏈脂肪酸(碳鏈中碳原子少于6 個(gè)),中鏈脂肪酸(碳鏈中碳原子6-12 個(gè))和長鏈脂肪酸(碳鏈中碳原子超過12 個(gè))三類。一般食物所含的脂肪酸大多是長鏈脂肪酸。根據(jù)碳鏈中碳原子間雙鍵的數(shù)目又可將脂肪酸分為單不飽和脂肪酸(含1 個(gè)雙鍵),多不飽和脂肪酸(含1 個(gè)以上雙鍵)和飽和脂肪酸(不含雙鍵)三類。富含單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸組成的脂肪在室溫下呈液態(tài),大多為植物油,如花生油、玉米油、豆油、菜子油等。以飽和脂肪酸為主組成的脂肪在室溫下呈固態(tài),多為動(dòng)物脂肪,如牛油、羊油、豬油等。但也有例外,如深海魚油雖然是動(dòng)物脂肪,但它富含多不飽和脂肪酸,如20碳5烯酸(EPA)和22碳6烯酸(DHA),因而在室溫下呈液態(tài)。 2、必需脂肪酸
自然界存在的脂肪酸有40多種。有幾種脂肪酸人體自身不能合成,必須由食物供給,稱為必需脂肪酸。以往認(rèn)為亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸這三種多不飽和脂肪酸都是必需脂肪酸。近年來的研究證明只有亞油酸和亞麻酸是必需脂肪酸,而花生四烯酸則可利用亞油酸由人體自身合成。下表1.是細(xì)胞膜的重要成分,缺乏時(shí)發(fā)生皮炎,對(duì)兒童還影響其生長發(fā)育,2.是合成磷脂和前列腺素的原料,還與精細(xì)胞的生成有關(guān),3.促進(jìn)膽固醇的代謝,防止膽固醇在肝臟和血管壁上沉積,4.對(duì)放射線引起的皮膚損傷有保護(hù)作用。 3、膽固醇
膽固醇是類脂的一種。它在人體內(nèi)的重要生理功能包括:1.是細(xì)胞膜的組成成分,細(xì)胞吸收養(yǎng)分、排出代謝廢物都由細(xì)胞膜控制,2.是合成膽汁酸和維生素D3的原料,前者可幫助脂肪消化吸收,后者可預(yù)防兒童佝僂病,3.是合成類固醇激素的原料,特別是性激素和腎上腺皮質(zhì)激素。這些激素對(duì)人體的健康和人類的繁衍都是不可或缺的。 人體膽固醇來自膳食和體內(nèi)合成。體內(nèi)合成量受膳食膽固醇水平影響,膳食膽固醇攝入過多時(shí)體內(nèi)合成量減少,攝入過少時(shí)體內(nèi)合成量增多。膽固醇在肝臟內(nèi)經(jīng)過分解代謝隨糞便排出。正常情況下,膽固醇在血液中維持一個(gè)恰當(dāng)?shù)乃?。?dāng)脂質(zhì)代謝發(fā)生異常或膳食膽固醇攝入量超過身體調(diào)節(jié)能力時(shí),血液中的膽固醇濃度就會(huì)升高并逐漸在血管內(nèi)壁上沉積而引起血管腔狹窄和心血管病。這時(shí),除藥物治療外還應(yīng)限制富含膽固醇的食物。但在脂質(zhì)代謝正常的情況下無須過分限制,因?yàn)槟懝檀家彩侨梭w不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。
20碳5如前所述,這兩種脂肪酸都是多不飽和脂肪酸。近年來它們之所以引起人們重視是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)居住在北極圈內(nèi)的愛斯基摩人的膳食雖然以魚、肉為主,脂肪、能量和膽固醇攝入量都很高,但冠心病、糖尿病的發(fā)生率和死亡率都遠(yuǎn)低于其它地區(qū)的人群。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),魚油中富含EPA和DHA,它們有降低膽固醇,增加高密度脂蛋白的作用,而高密度脂蛋白是一種能移去血管壁上積存的膽固醇,疏通血管的物質(zhì)。它們還有抑制血小板聚集、降低血黏度和擴(kuò)張血管等作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)DHA可促進(jìn)腦的發(fā)育,據(jù)此推測(cè)對(duì)兒童的生長發(fā)育很可能也有好處。有些植物油中含量豐富的亞麻酸在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成EPA和DHA ,與深海魚油所含的EPA和DHA有同樣的生物效用。 5、脂肪的生理功能
概括起來,脂肪有以下幾方面生理功能:
1)供給能量 1克脂肪在體內(nèi)分解成二氧化碳和水并產(chǎn)生38KJ(9Kcal)能量,比1克蛋白質(zhì)或1克碳水化合物高一倍多。
2)構(gòu)成一些重要生理物質(zhì) 磷脂、糖脂和膽固醇構(gòu)成細(xì)胞膜的類脂層,膽固醇又是合成膽汁酸、維生素D3和類固醇激素的原料。
3)維持體溫和保護(hù)內(nèi)臟 皮下脂肪可防止體溫過多向外散失,也可阻止外界熱能傳導(dǎo)到體內(nèi),有維持正常體溫的作用。內(nèi)臟器官周圍的脂肪墊有緩沖外力沖擊保護(hù)內(nèi)臟的作用。 4)提供必需脂肪酸。
5)脂溶性維生素的重要來源 魚肝油和奶油富含維生素A、D,許多植物油富含維生素E。脂肪還能促進(jìn)這些脂溶性維生素的吸收。 6)增加飽腹感 脂肪在胃腸道內(nèi)停留時(shí)間長,所以有增加飽腹感的作用。 6、脂肪營養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定
營養(yǎng)學(xué)上根據(jù)以下三項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)一種脂肪的營養(yǎng)價(jià)值:
1)消化率 一種脂肪的消化率與它的熔點(diǎn)有關(guān),含不飽和脂肪酸越多熔點(diǎn)越低,越容易消化。因此,植物油的消化率一般可達(dá)到100%。動(dòng)物脂肪,如牛油、羊油,含飽和脂肪酸多,熔點(diǎn)都在40℃以上,消化率較低,約為80%~90%。
2)必需脂肪酸含量 植物油中亞油酸和亞麻酸含量比較高,營養(yǎng)價(jià)值比動(dòng)物脂肪高。
3)脂溶性維生素含量 動(dòng)物的貯存脂肪幾乎不含維生素,但肝臟富含維生素A和D,奶和蛋類的脂肪也富含維生素A和D。植物油富含維生素E。這些脂溶性維生素是維持人體健康所必需的。
7、脂肪的供給量和來源
1)脂肪的供給量 脂肪無供給量標(biāo)準(zhǔn)。不同地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和飲食習(xí)慣的差異,脂肪的實(shí)際攝入量有很大差異。我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)建議膳食脂肪供給量不宜超過總能量的30%,其中飽和、單不飽和、多不飽和脂肪酸的比例應(yīng)為1:1:1。亞油酸提供的能量能達(dá)到總能量的1%~2%即可滿足人體對(duì)必需脂肪酸的需要。 2)脂肪的來源 脂肪的主要來源是烹調(diào)用油脂和食物本身所含的油脂。表5是幾種食物中的脂肪含量。從下表內(nèi)的數(shù)字可見,果仁脂肪含量最高,各種肉類居中,米、面、蔬菜、水果中含量很少。
膳食纖維指的是人體不能消化的多糖類,包括纖維素、半纖維素、果膠、樹膠等食物成分。過去曾認(rèn)為它們是無營養(yǎng)價(jià)值的廢料。近年來發(fā)現(xiàn)很多慢性疾病(如便秘、高脂血癥、冠心病、肥胖等)與膳食中膳食纖維的多寡有關(guān)。目前已知膳食纖維的主要生理功能包括:1.預(yù)防便秘。這是由于它們有很強(qiáng)的吸水性,可在腸道內(nèi)吸收水分,增加糞便體積并使之變軟利于排出。2.控制體重,防止肥胖。這是由于富含膳食纖維的食物體積較大,能量密度(單位重量所含能量)較低,有利于減少能量攝入量。3.降低血液中膽固醇濃度。膳食纖維可抑制膽固醇的吸收,加速其排出,從而降低其在血液中的濃度。 膳食纖維雖然有上述有益作用,但過多的膳食纖維會(huì)妨礙礦物質(zhì)、微量元素和維生素的吸收,這是它不利的一面。目前尚未能制定出膳食纖維的供給量標(biāo)準(zhǔn),有學(xué)者曾建議以每人每日30克作為供給量標(biāo)準(zhǔn),但尚未得到公認(rèn)。粗糧(如玉米、高粱、糙米、全麥粉),干豆類及各種蔬菜水果都富含膳食纖維,我們?cè)诎才派攀硶r(shí)一定不要忽視它們。 水是人體最重要的營養(yǎng)素。人不吃食物僅喝水仍可存活數(shù)周;如果不喝水,數(shù)日便會(huì)死亡。水是人體數(shù)量最多的成分,約占體重的50%~60%。人體新陳代謝的一切生物化學(xué)反應(yīng)都必須在水的介質(zhì)中進(jìn)行。
水的生理作用概括起來有以下幾方面:
1、水是體內(nèi)各種生理活動(dòng)和生化反應(yīng)必不可少的介質(zhì),沒有水一切代謝活動(dòng)便無法進(jìn)行,生命也就停止了。
2、水是體內(nèi)吸收、運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì),排泄代謝廢物的最重要的載體。這是由于水有很強(qiáng)的溶解能力,許多物質(zhì)可以溶解在水中通過循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)。
3、維持正常體溫。水的汽化熱很大,1克水汽化要吸收580卡熱。汗液的蒸發(fā)可散發(fā)大量熱量,從而避免體溫過高。
4、潤滑功能。淚液、唾液、關(guān)節(jié)液、胸腔腹腔的漿液起著潤滑組織間經(jīng)常發(fā) 生的摩擦的作用。 許多因素(如年齡、環(huán)境溫度、勞動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間)可影響人體對(duì)水的需要量。一般情況下,正常成人每日約需水2500毫升。人體主要通過飲水和進(jìn)食食物獲得水分。碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)代謝過程中也產(chǎn)生一部分水,稱為代謝水,但數(shù)量較少。