- 蛋白質臨床應用
- 石漢平 王昆華 李增寧
- 4597字
- 2020-02-19 16:53:49
第二節 植物源蛋白
植物源蛋白就是來自植物體的蛋白質,即植物蛋白。從營養學上說,植物蛋白大致分為兩類:一是完全蛋白質,如大豆蛋白質;二是不完全蛋白質,絕大多數的植物蛋白質屬于此類。植物源蛋白主要是指來源于米面類、豆類的蛋白質,但是米面類和豆類的蛋白質營養價值不同。米面類來源的蛋白質中缺少賴氨酸(一種必需氨基酸),因此其氨基酸評分較低,僅為0.3~0.5,這類蛋白質被人體吸收和利用的程度也會差些。大豆蛋白質是最好的植物性優質蛋白質,有“植物肉”之美稱,是良好的植物性蛋白質的補充源。
一、大豆蛋白
大豆蛋白一詞有時是指源于大豆的蛋白質(soy protein),有時是指富含大豆蛋白質的產品(soy protein products)。大豆蛋白有著動物蛋白不可比擬的優點。大豆既有較高的蛋白營養價值,又不含膽固醇,它特有的生理活性物質——異黃酮還有著降膽固醇的作用。大豆蛋白質:即大豆類產品所含的蛋白質,含量約為35%~40%,是植物性食品中蛋白質含量最多的食品,是谷類食物的4~5倍。大豆蛋白質是一種植物性蛋白質,由球蛋白、白蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白組成。大豆蛋白質的氨基酸組成與牛奶蛋白質相近,除蛋氨酸略低外,其余必需氨基酸含量均較豐富,是植物性的完全蛋白質,在營養價值上,可與動物蛋白等同,在基因結構上也是最接近人體氨基酸,所以是最具營養的植物蛋白質。聯合國糧農組織(Food and Agriculture Organization,FAO)/世界衛生組織(World Health Organizatiaon,WHO)(1985)人類試驗結果表明,大豆蛋白必需氨基酸組成較適合人體需要,對于兩歲以上的人,大豆蛋白的生理效價為100。大豆中富含蛋白質,其蛋白質含量幾乎是肉、蛋、魚的兩倍。而且大豆所含的蛋白質中人體“必需氨基酸”含量充足、組分齊全,屬于“優質蛋白質”。人體對蛋白質的需求因年齡、性別、體重、工種等不同而有所差異。為了指導人們的膳食,世界各國結合本國實際情況分別制定了“推薦每日膳食營養素供給量”(recommended dietary allowance,RDA)。1999年,美國食品藥品監督局(Food and Drug Administration,FDA)發表聲明:每天攝入25g大豆蛋白,有減少患心腦血管疾病的風險。
(一)大豆蛋白的營養價值
現代人群所需要的食品應該是既能引起食欲,又無不良反應,而且含有豐富營養。在現有食物類群中,具備上述條件、原料來源豐富的農作物莫過于大豆。用大豆蛋白制作的飲品,被營養學家譽為“綠色牛奶”。大豆蛋白質對膽固醇高的人有明顯降低的功效。大豆蛋白飲品中的精氨酸含量比牛奶高,且精氨酸與賴氨酸之比例也較合理;其中的脂質、亞油酸極為豐富而不含膽固醇,可防止成年期心血管疾病發生。豐富的卵磷脂,可以清除血液中多余的固醇類,有“血管清道夫”的美稱。大豆蛋白飲品比牛奶容易消化吸收。牛奶進入胃后易結成大而硬的塊狀物,而豆奶進入胃后則結成小的薄片,而且松軟不堅硬,可使其更易消化吸收。這些大豆蛋白質是每個人都必需的營養素,但是通過日常飲食攝取量大都不足,必須通過食用蛋白質粉來補充,特別是對于某些特殊人群如孩童、妊娠婦女、乳母、年長者等。
大豆蛋白在食品行業的應用:①常用于肉類食品:一是由于具有乳化性,持水性;二是可以降低生產成本,不影響基營養價值。②大豆蛋白的氨基酸含量高,添加到各類食品中,能提高產品的蛋白質含量。③大豆蛋白中的脂肪氧化酶起到面粉漂白作用。④大豆蛋白中含有的還原糖可以改善焙烤制品的色澤、增加風味。
(二)大豆蛋白的臨床應用
1.預防心血管疾病的發生
心臟病在西方發達國家中,是導致死亡的第一殺手。血漿膽固醇含量高是導致心臟病的主要原因。飲食中動物脂肪可以提高血漿膽固醇含量,是導致動脈硬化、誘發心臟病的重要因素。飽和脂肪酸、膽固醇、血膽固醇過多與心臟病有著直接聯系,減少血漿膽固醇,也就減少了心臟病的發病危險。1982年,多國科學家分別在意大利和瑞士,對高膽固醇患者采用大豆蛋白質替代動物蛋白質對比實驗,結果證明每天攝取50g大豆蛋白,其血漿總膽固醇量下降了20%,這項研究證明大豆蛋白質可以降低高膽固醇患者的血脂和膽固醇對心臟的不利影響。
在美國,醫生建議心臟病患者在使用降低膽固醇藥物之前,食用大豆蛋白質。因為大豆蛋白質既非藥物(無毒副作用)又便宜,能有效預防心臟病,并且沒有任何不良反應。
2.替代動物蛋白,減輕糖尿病患者腎臟負擔
腎病是一種常見的長期糖尿病并發癥,20%多的糖尿病患者腎功能受損。攝入動物蛋白,將增加腎臟負擔,從而導致病情的加重。大豆蛋白質通過降低血漿膽固醇含量,起到防止和減輕動物蛋白對腎臟的損害。通過對腎病患者的飲食治療觀察,用大豆蛋白質替代動物蛋白效果最好,腎病患者也樂于接受含有大豆蛋白的食品。
二、谷物蛋白
(一)谷物及谷物蛋白的化學組成
谷類主要是指禾本科植物的種子。它包括大米、小麥、玉米等及其他雜糧,比如小米、黑米、蕎麥、燕麥、薏仁米、高粱等。是人類膳食中碳水化合物的主要來源,也提供蛋白質、油脂、礦物質和維生素等。大多數谷類蛋白質中的賴氨酸含量低,含有的維生素主要是維生素B 1、維生素B 2、維生素B 6、煙酸和維生素E。所含礦物質不下30種,包含磷、鉀、鎂、鈣、鈉、鐵、鋅、鎳、銅、鉻、碘、硒和錳等。谷物通過加工為主食,在我國居民的膳食中,50%~60%的能量和50%~55%的蛋白質是由谷類食品提供的,同時谷類食品也是礦物質和B族維生素的主要來源。谷類可因種類、品種、產地、生長條件和加工方法的不同,其營養素的含量有很大的差別。常見谷物蛋白的含量見表2-2-1。
表2-2-1 常見谷物蛋白質的含量

(二)小麥蛋白
小麥粒的蛋白質含量8%~13%,其中麥膠蛋白(醇溶蛋白)和麥谷蛋白(谷蛋白)約各占40%,其中賴氨酸含量較低。小麥面筋蛋白,約占面筋干重的85%以上,其主要是麥膠蛋白和麥谷蛋白。其中,麥谷蛋白的含量要比麥膠蛋白高10%。麥膠蛋白是一類具有類似特性的蛋白質,其平均分子量約為40 000,單鏈,水合時膠黏黏性極大,這類蛋白質的抗延伸性較小。麥谷蛋白是一類不同組分的蛋白質,多鏈,分子量從十萬到數百萬不等,有彈性但無黏性,它具有較好的抗延伸性。麥膠蛋白、麥谷蛋白的氨基酸組成見表2-2-2。
表2-2-2 麥膠蛋白、麥谷蛋白的氨基酸組成(mol/105g蛋白質)

小麥蛋白對頭發的作用:①吸附于頭發受損部分,修復受損發質;②顯著增強頭發纖維的拉力和彈性;③平滑頭發,增加頭發光澤;④提高泡沫穩定性,改善泡沫結構。對皮膚的作用:①對皮膚有強的親和性,能在皮膚上形成一層光亮平滑的保護膜;②增強皮膚對化學物品和外界環境侵擾的抵抗力;③減低表面活性劑對皮膚的刺激性;④減低油性配方中的油膩感覺。
(三)玉米蛋白
玉米籽粒中蛋白質含量一般在10%左右,其中80%在玉米胚乳中,而另外20%在玉米籽的玉米胚中。玉米蛋白質以離散的蛋白質體和間質蛋白質存在胚乳中。玉米籽粒中粗蛋白的40%~50%是人畜體內不能吸收利用的醇溶蛋白。而玉米蛋白粉中蛋白質主要為玉米醇溶蛋白(zein)、谷蛋白(glutelin)、球蛋白(globulin)和白蛋白(albtunin)。由于玉米蛋白粉組成復雜,口感粗糙,水溶性特別低,食品功能特性較差,限制其在食品工業中應用,國內主要將玉米黃粉用于飼料業或自然排放。但由于玉米蛋白氨基酸組成獨特,其支鏈氨基酸和中性氨基酸含量相當高,系植物蛋白中少有,近年來,研究人員利用生物技術工程對玉米蛋白進行改性,將玉米蛋白轉化為一些具有功能性成分的蛋白水解物,如醒酒肽、高F值低聚肽、疏水肽等功能肽。這些肽具有改善肝性腦病癥、降膽固醇、抗疲勞等生理功能,可制備成功能性食品和肽類藥品,大大提高玉米附加值。
玉米蛋白轉化后的生理功能:①疏水性肽具有抑制膽固醇上升,降低血清膽固醇濃度作用。②醒酒肽玉米淀粉是釀酒原料,玉米蛋白肽卻可促進酒精代謝,防止醉酒,減少其毒性,降低暴飲引起急性酒精中毒發生率。③降血壓肽是一類能降低高血壓患者血壓的多肽物質總稱。它是血管緊張素轉化酶抑制劑,解緩激肽而起降血壓作用,雖在臨床治療高血壓療效顯著,但長期服用易引起皮疹、蛋白尿等不良反應;而源于蛋白質降血壓肽具有毒副作用低、降血壓效果明顯、來源廣泛等特點。④谷氨酰胺肽對腸黏膜有保護作用。⑤高F值低聚肽:消除或減輕肝性腦病癥狀,治療苯丙酮尿癥,降低血清膽固醇,保護肝臟。玉米蛋白質的氨基酸組成見表2-2-3。
表2-2-3 玉米蛋白質的氨基酸組成(%蛋白質)

(四)大米蛋白
大米含蛋白質7%~8%,主要是堿溶性的谷蛋白,大米蛋白大部分分布在糊粉層中,大米加工精度越高,碾去的糊粉層就越多,蛋白質損失也就越多。大米蛋白主要由白蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白和谷蛋白等四種蛋白組成,大米渣中主要是胚乳蛋白,由白蛋白(4%~9%)、鹽溶性球蛋白(10%~11%)、醇溶性谷蛋白(3%)和堿溶性谷蛋白(66%~78%)組成。在谷物蛋白中,大米蛋白的生物價(biological value,BV值)和蛋白價(protein value,PV值)均比其他蛋白質高。大米蛋白的氨基酸組成平衡合理,且氨基酸含量高,是其他植物蛋白所無法比擬的。大米蛋白被公認為優質的食品蛋白,符合WHO/FAO推薦的理想模式。大米蛋白的生物價很高,其營養價值高,可與雞蛋、牛乳、牛肉相媲美。
大米蛋白含量與小麥和玉米相比雖然偏低,但卻具有優良的營養品質,這主要表現在4個方面:
(1)與一般禾谷類蛋白質相比,大米蛋白含賴氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸較多,含賴氨酸高的谷蛋白占大米蛋白的80%以上,而品質差的醇溶蛋白含量較低。
(2)大米蛋白的氨基酸組成配比比較合理,大米蛋白的必需氨基酸組成比小麥蛋白、玉米蛋白的必需氨基酸組成更加接近于WHO認定的蛋白氨基酸最佳配比模式。
(3)蛋白的利用率高:大米蛋白與其他谷物蛋白相比,BV值和蛋白質效用比率(protein efficiency ratio,PER值)高,生物價可高達77,蛋白質利用率為1.36%~2.56%。
(4)低過敏性:與大豆蛋白和乳清蛋白相比,大米蛋白是低抗原型蛋白,可以作為嬰幼兒的配料,對生產嬰幼兒食品是十分有利的。幾種谷物蛋白質的生物價和蛋白質效用比率見表2-2-4。
表2-2-4 幾種谷物蛋白質的BV值和PER值

三、食用菌蛋白
食用菌(edible fungus)即可供人類食用的大型絲狀真菌,食用菌就是可供食用的蕈菌;蕈菌是指能形成大型的肉質(或膠質)子實體或菌核組織的高等真菌的類總稱。中國已知的食用菌約630種。食用菌中蛋白質含量高,氨基酸種類齊全且比例平衡。據分析測定,食用菌蛋白質的含量(按干重計)為19.37%,大大高于小麥、水稻、玉米、谷子等糧食作物,也高于多數蔬菜水果。蛋白質是生命的存在方式,是生命活動的基本物質,組成蛋白質的20種主要氨基酸中,有9種是必需氨基酸,必需氨基酸是人體不能合成的,必須從食物中直接攝取。食用菌正是蛋白質和必需氨基酸的很好來源。例如香菇,每100g可食部分含蛋白質2.2g,香菇中的多種酶可以糾正人體酶的缺乏癥。食用菌蛋白(edible fungus protein)含量一般為鮮重的3%~4%或干重的30%~45%,介于肉類與蔬菜之間。食用菌蛋白含量雖不及動物性食品高,但它不像動物性食品在含有高蛋白的同時,也含有高脂肪和高膽固醇。食用菌蛋白屬于高消化率的蛋白食品,是國際上公認的“十分好的蛋白質來源”。食用菌蛋白中含有的氨基酸一般有十七八種之多,幾乎所有的食用菌蛋白中都含有人體自身不能合成而又不可缺少的必需氨基酸,其含量之高是其他植物性蛋白食品不可比的。
不同食用菌蛋白質含量雖然相差懸殊,但都比較豐富,必需氨基酸基本齊全,必需氨基酸模式與人體必需氨基酸的要求模式接近,說明食用菌蛋白是優質蛋白食品;含硫氨基酸是第一限制氨基酸,賴氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸含量較為豐富,若食用菌蛋白與富含硫氨基酸的食物一起食用,或者與缺乏賴氨酸和亮氨酸的食物搭配食用,可以更科學地利用食用菌資源,提高營養價值。
近年來,人們對食用菌蛋白的利用正在逐年增加。食用菌蛋白不僅營養豐富,而且具有一定的防癌治癌的效果。
(劉兵兵 李增寧)