学术报告厅

Evaluation of nutritional value on food proteins
 
潘兴昌,杨月欣(中国疾病预防控制中心营养与食品安全所,北京 100050)
  蛋白质是一类化学结构非常复杂的有机化合物,其最大特点是含有氮元素。人体需要的蛋白质只能从食物中获得。本文仅就食物蛋白质的营养价值作一概述。
在衡量食物的蛋白质营养价值时,常采用以下4个方面的标准:
1. 蛋白质含量
  这是衡量食物蛋白质营养价值的基础指标。因为一种优质蛋白质只有具备一定的数据才能满足人体需要。确定食物中蛋白质含量的方法有直接测定法和计算法。
  直接测定蛋白质的方法只是作为营养学研究中的一部分而被采用。通常采用的几种化学方法也只是建立在几组功能性的氨基酸活性基础上。因为食物包含蛋白质的混合物,所以,直接分析蛋白质的方法也必须依靠Kjeldahl规程来进行校正。直接分析蛋白质的方法包括甲醛滴定、缩二脲反应、colour prodution with Folin's reagent等,所有这些方法都广泛适用于乳类制品。直接碱性蒸馏也被作为测定谷类食物蛋白质的一种方法。Proteion dyebinding被用于乳类制品、肉类制品和谷类食品。NIR是用于测定谷类食物蛋白质的一种方法。
  直接测定食物中的蛋白质的含量是很困难的。实际确定食物中蛋白质的含量,通常用凯氏定氮法(Kjeldahl's method)测定食物含氮量,再乘以相应的蛋白质折算系数得到食物蛋白质的含量。不同食物蛋白质含氮量有一定的差异,一般为16%,所以,多数食物的蛋白质折算系数为6.25。
  因为凯氏定氮法的测定结果包括了食物中的蛋白氮和非蛋白氮,另外还有所采用的蛋白质折算系数的误差,无疑增加了所计算的食物蛋白质含量的不准确性。如果单以蛋白氮来计算蛋白质含量将是一种较为理想的方法。但是食物准确的蛋白氮的值也是难以获得的。另外,非蛋白氮中包含了游离氨基酸和肽类,因此,获得氨基氮的值看起来更合理,并且,采用以食物氨基酸成分为基础的折算系数会更好。
  现在,利用总氮乘以折算系数而计算蛋白质的方法仍被采用,但应明确一点,这种方法所得蛋白质的值并不是生化意义上的蛋白质数值。任何一种利用测定氮值(总氮、蛋白氮或氨基酸氮)计算蛋白质的方法都应给予明确地说明。
2. 食物蛋白质的消化率
  食物的蛋白质是否能够被人体消化利用是衡量该食物蛋白质优劣的一个先决条件。一种优质蛋白质首先应该是利于人体消化吸收的。通常用食物蛋白质的消化率来衡量食物中的蛋白质被人体消化吸收的程度。一般用公式表示为:

              食物氮—(粪便中氮—内源性氮)
          消化率=————————————————
                    食物氮

  通过上式所得的消化率通常称为真蛋白质消化率,如果不考虑人体的内源性氮,则所得的消化率称为表观蛋白氮。
  食物蛋白质的消化率受食物品种影响很大,因为食物中蛋白质的性质、膳食纤维的含量、多酚类物质以及一些酶的反应等都影响食物蛋白质的消化率。另外,食物蛋白质的消化率也受食物加工或烹调方法的影响。
3. 蛋白质的生物学评价
  食物蛋白质被人体消化吸收后,其利用程度如何,也同样决定着蛋白质质量的好坏。通常用以下几项指标来反应蛋白质被人体消化吸收后在体内的利用情况:
  (1) 蛋白质的生物学价值:它的含意是吸收的氮在人体内储留利用的百分比。它表明了蛋白质被利用的程度,但并没有考虑蛋白质的消化率。
  (2) 蛋白质的净利用率:指蛋白质被消化后真正可被机体储留利用的程度。理论上用蛋白质的生物学价值乘以消化率而得。但这种方法对于难消化的蛋白质的价值则有低估的可能。
  (3) 蛋白质的功效比值:这是最早使用的一种衡量食物蛋白质优劣的简捷方法。用公式表示为:
                    动物增加体重克数
      蛋白质功效比值=--------------------------------------------
                    食用蛋白质克数

  但这种方法是按照实验动物(一般为大鼠)的氨基酸需要模式对蛋白质进行评价的,而动物的氨基酸需求与人体有较大的差异,因此,这一指标并不能完全反映人体对氨基酸的需求状况。
  (4) 氮平衡法:这种方法在理论上是可以成立的,但实际摄入与实际排出的准确性有一定的局限性,实验期也要有足够的时间才能反应实际情况;由于个体之间的差异,在将实验对象的结果推论到群体时,也需要特别慎重;另外,用于氮平衡实验的蛋白质一般为优质蛋白质,同日常生活中人们所消费的蛋白质也有一定的差距。所有这些都限制了它的实际应用。
4. 氨基酸评分:
  (1) 氨基酸评分(AAS):食物蛋白质的质量与该蛋白质的氨基酸组成密切相关。该项指标是将待评食物蛋白质必需氨基酸组成与人体对必需氨基酸需要模式进行比较,以食物蛋白质必需氨基酸满足人体对必需氨基酸需要的程度来评定食物蛋白质的营养价值。计算氨基酸记分有两种方法;
  a. 暂定氨基酸记分模式:这是FAO/WHO专家委员会在1973年提出的以理想蛋白质模式(或参考蛋白质)为依据而制定的氨基酸记分方法。用公式表示为:

          每克待评食物蛋白质的必需氨基酸(mg)
      氨基酸分=----------------------------------- × 100
            每克参考蛋白质的必需氨基酸(mg)

  b. 人体氨基酸需要模式:这是FAO/WHO/UNU专家委员会于1985年提出的一种计算氨基酸分的方法,该方法先确定不同年龄组人群的必需氨基酸需要模式,然后将待评食物蛋白质的必需氨基酸含量与之比较。
  氨基酸记分的方法可以找出食物中的限制氨基酸,便于发现应该补充或在食物中强化的氨基酸,可以很容易地利用食物蛋白质之间的互补作用。但是这种方法没有考虑食物蛋白质的消化率,对于氨基酸构成较合理但难以消化的食物蛋白质,则有过高估计的可能。
  (2) 蛋白质消化率校正记分法(PDCAAS):鉴于上述各种方法的局限性和不确定性,FAO/WHO专家委员会经过近10年的研究,于1991年正式公布了蛋白质消化率校正的氨基酸记分法,并推荐使用。该方法以人体的消化率对特定食物蛋白质进行校正,以目前已求出的、较为可靠的人类2~5岁年龄组人群的氨基酸模式作为最佳依据,同样按人体所需求的氨基酸模式作为记分的基础。
  蛋白质氨基酸校正记分法简单易行,可以常规用于对食物蛋白质质量的评价,可以提供补充蛋白质和蛋白质互补可能性的信息,还可用于营养标签以便用户计算混合食物的记分。总之,PDCAAS克服了上述各种方法的弊端,恰当地反映了某种蛋白质在蛋白质体系中的适宜评分,让人们更了解优质蛋白质的价值。但是,该方法对质量较差(某些必需氨基酸缺乏或极低)的蛋白质,其PDCAAS与根据生物学分析的蛋白质质量估计的有些不一致。
  现在,临床营养学的研究已肯定了PDCAAS方法的优越性,欧美国家已采用这种方法评价蛋白质的质量和建议每日蛋白质供给量。
  计算食物蛋白质的PDCAAS的方法和步骤如下:
  a. 分析食物氮含量
  b. 计算蛋白质含量
  c. 分析必需氨基酸构成
  d. 确定氨基酸分值(未校正)

           每克待评食物蛋白质的必需氨基酸(mg)
      氨基酸分=------------------------------------ × 100
            每克参考蛋白质的必需氨基酸(mg)

  e. 计算PDCAAS
    PDCAAS=最低未校正氨基酸的分值×蛋白质消化率