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评价蛋白质质量的新方法——蛋白质消化率校正的氨基酸记分法

时间:2006-11-26栏目:医药卫生论文

  评价蛋白质质量的新方法——蛋白质消化率校正的氨基酸记分法
  
  何志谦 闻芝梅
  
  蛋白质质量评价是国际上非常关注和有争论的主要课题。无论从公众健康或经济角度考虑都需要一种合适的正确评价蛋白质质量的方法。植物性和动物性蛋白质一般都由20种氨基酸组成,但其中仅有9种氨基酸是人类膳食中必需的。在人类摄入的蛋白质来源中,必需氨基酸只占很小部分,这些必需氨基酸的需要量随年龄、生理学情况和健康状态而异。评价蛋白质的方法应能准确和精确区分个别蛋白质对人类生物学需要的相对效能。FAO/WHO对蛋白质质量评价联合专家委员会从1982年起对此进行了大量的工作,过去用蛋白质功效比值(PER)及未校正的氨基酸记分法评价蛋白质质量存在问题,该委员会经过五次讨论提出一种用蛋白质消化率校正的氨基酸记分法(Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score, PDCAAS)来衡量蛋白质质量,1991年该法获通过和正式公布[1].
  
  1 评价人类食物蛋白质质量的一般要求
  
  临床上认为评价蛋白质质量最准确的方法应能反映人类生长及代谢,如用氮平衡法,但就费用和耗时上考虑都不宜于将其作为常规的评价方法。自1919年以来,蛋白质功效比值(PER,测定能支持正在生长大鼠生长的能力)曾被许多国家作为指标。在用此法几十年后发现PER过高估计了某些动物性蛋白质对人类的价值而低估了植物性蛋白质的价值,这可能起误导作用。有一段时间氨基酸分(用鸡蛋和乳类的氨基酸模式评分)曾被广泛应用来代替PER.虽然有些蛋白质的质量可以直接用用氨基酸分来评价,而另一些蛋白质则由于消化率和生物利用率差而不合适用该法。因而必需同时考虑氨基酸成分、采用合适的评分模式和测定消化率来准确预测人类膳食中食物蛋白质质量。
  
  2 蛋白质消化率校正的氨基酸记分法(PDCAAS)的测定和应用
  
  在理论上,评价蛋白质质量最合理的方法是将食物的氨基酸含量(考虑其生物利用率)与人的氨基酸需要量模式相比较[2].人的氨基酸需要量在不同生长阶段的差异很大。对1岁以下婴儿食物蛋白质质量的评价系根据人乳的氨基酸成分作为记分模式。FAO/WHO及美国科学院曾提出以2——5岁儿童的氨基酸模式暂定为两岁以上人类单一的氨基酸记分模式[3,4].用PDCAAS来评价食物蛋白质的质量是从以下三方面考虑的:(1)食物蛋白质的必需氨基酸组成;(2)食物蛋白质的消化率;(3)食物蛋白质能提供人体必需氨基酸需要量的能力。
  
  2.1 食物蛋白质的含量和氨基酸成分
  
  混合食物蛋白质的含量可以用测定的氮乘以6.26;其氨基酸成分可以直接分析,即将蛋白质用酸或碱水解,对释放的氨基酸经离子交换色谱法(IEC)、气相-液相色谱法(GLDC)或高效液相色谱法(HPLC)分离后进行定量分析,但这些方法的变异较大。也可以利用已发表的氨基酸成分数据库。但由于这些数据所用的分析方法不同,不同数据来源的同一食物的结果相差较大,因而需要用新的实验技术建立氨基酸成分数据库。混合食物的氨基酸成分可按各个食物的氨基酸成分含量进行加权平均,计算出平均每克混合食物的氨基酸成分。
  
  2.2 蛋白质的消化率
  
  不同蛋白质的消化、吸收和利用的程度不同。蛋白质的消化率可能起源于食物蛋白质固有(蛋白质构型、氨基酸结合)的差别、存在可能改变蛋白质消化的非蛋白质成分(膳食纤维、单宁和植酸)、存在抗生理作用的因子或由于加工情况改变酶从蛋白质中释放氨基酸,因而FAO/WHO的蛋白质评价专家委员会在1975年的一次专家聚会上建议氨基酸记分应该用‘真’蛋白质消化率进行校正[1].
  
  真消化率(TD)的计算:
  
  TD=[摄入氮-(氮-FK)]×100/摄入氮
  
  FK=代谢氮或内源性粪氮(进食无氮膳时粪便中排出的氮)
  
  表1 一些食物的真消化率(人类)[1]      %
  
  食物 平均值 食物 平均值
  
  鸡蛋 97 小米 79
  
  牛奶,乳酪 95 豌豆 88
  
  肉,鱼 94 花生 94
  
  玉米 85 花生酱 95
  
  大米(精) 88 黄豆粉 86
  
  棉籽 90 分离大豆蛋白 95
  
  全小麦(精) 86 鲜豆 78
  
  小麦粉(精) 96 全玉米 87
  
  面筋 96 玉米加豆 78
  
  燕麦粉 99 中国混合膳 90
  
  2.3 蛋白质消化率校正的氨基酸记分法的计算
  
  将每克食物的必需氨基酸成分(EAA)与适宜的人体必需氨基酸需要量模式(FAO/WHO 2——5岁儿童参考模式,mg/g蛋白质)比较,得出未校正的氨基酸记分。以其必需氨基酸比值作为限制性氨基酸,将此限制性氨基酸的比值乘以该食物蛋白质的消化率即为其校正的氨基酸记分(PDCAAS)。表2列举了部分混合中国膳食、分离大豆蛋白和牛肉的必需氨基酸记分结果[5,6]
  
  表2 混合中国膳食分离大豆蛋白和牛肉的PDCAAS的计算举例〔1,5,6〕
  
  必需氨基酸
  
  (EAA) (A)
  
  FAO/WHO
  
  2——5岁儿童参考
  
  模式(mg/g) 混合中国膳食 分离大豆蛋白 牛肉
  
  (B)
  
  EAA模式
  
  ((mg/g) (B/A)
  
  未校正的氨
  
  基酸记分 PDCAAS(1) (C)
  
  EAA模式
  
  (mg/g) (C/A)
  
  未校正的氨
  
  基酸记分 PDCAAS (D)
  
  EAA模式
  
  (mg/g) (D/A)
  
  未校正的氨
  
  基酸记分 PDCAAS
  
  组氨酸 19 26
  
  1.36
  
  1.22
  
  26
  
  1.37
  
  1.30
  
  34
  
  1.79
  
  1.68
  
  异亮氨酸 28 43 1.53 1.37 49 1.75 1.66 45 1.61 1.51
  
  亮氨酸 66 81 1.22 1.10 82 1.24 1.18 79 1.20 1.13
  
  赖氨酸 58 51 0.88 0.80(2) 63 1.09 1.04 83 1.43 1.34
  
  蛋氨酸+胱氨酸 25 43 1.71 1.54 26 1.04 1.00(3) 37 1.48 1.39
  
  苯丙氨酸+酪氨酸 63 85 1.35 1.21 90 1.43 1.36 73 1.16 1.09
  
  苏氨酸 34 36 1.06 0.95 38 1.12 1.06 44 1.29 1.21
  
  色氨酸 11 14 1.26 1.14 13 1.08 1.03 10.8 0.98 0

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