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董氏基金會-食品營養組 | 蛋白質(二)蛋白質的利用與品質
健康與飲食>認識各類營養素(I)
蛋白質(二)蛋白質的利用與品質2011/04/13

四、蛋白質的利用

細胞內胺基酸的利用:


   依照蛋白質攝取量之多寡,以及身體的需求,胺基酸可以用來合成人體所需的各樣蛋白質,或是在醣類供應不足時轉換成葡萄糖,以維持血糖的濃度。當能量不足 時,胺基酸可以代謝氧化產生能量以供細胞利用,每公克蛋白質可以供應4大卡熱量。當胺基酸超過所需時,則代謝轉換成脂肪而儲存在肝臟和脂肪組織,以供不時 之需。

   當胺基酸沒有利用來合成蛋白質時,胺基的結構會再肝臟中代謝成尿素,尿素必須由腎臟隨尿液排出體外,才不會造成毒性對身體有害。蛋白質攝取量多,並不能在 體內儲存,代謝廢物會隨之增多,由尿液中之氮含量,可推測體內蛋白質的耗損狀況。腎臟功能若嚴重受損,必須以洗腎方式來協助身體排除廢物。

◆ 胺基酸的代謝利用概況

細胞內胺基酸有四種利用途徑
1.
合成作用:
合成人體所需的各樣蛋白質

2. 生成葡萄糖:
在醣類供應不足時,肝與腎可利用胺基酸來合成葡萄糖以維持血糖濃度

3. 生成脂肪:
過量胺基酸在肝中轉換成脂肪,可運送至脂肪組織儲存

4. 供應能量:
每公克提供4大卡

代謝廢物:
   胺基酸代謝為能量或生成葡萄糖與脂肪酸時,分子中的氮在肝臟代謝為尿素,由腎臟排泄。由尿液中之氮含量,可推測體內蛋白質的耗損狀況。

 

體內對蛋白質的利用原則:


      細胞進行蛋白質合成反應時,遵循全或無定律(all-or-none law),作為原料的胺基酸種類和含量都必須齊全。胺基酸從食物或體內蛋白質分解而來,如果任一種必需胺基酸不足,合成反應就會中止。好像電腦工廠生產線上組裝電腦,缺少任一種零件,都無法配裝成一部完整的機器。

      合成蛋白質時也需要有充足的熱量供應,若不足則蛋白質利用效率降低。受傷、疾病、緊張等特殊的生理狀況之下,蛋白質的代謝消耗增加,對蛋白質的需求也會增多。蛋白質的代謝受激素的調節,胰島素可以促進合成作用。

      人體內的蛋白質處於動態平衡的狀況,細胞內蛋白質不斷地依照生理需求而進行分解與合成作用。

儲存: 

      過量之蛋白質或胺基酸最終轉換成脂肪而儲存。一般而言,體內並無「儲存性」之蛋白質,蛋白質主要存在肌肉及各組織器官,代表體組織。當熱量攝取不足時,體組織蛋白質可以分解氧化以供熱量,其結果即造成體組織之耗損,並不符合健康的原則。

五、人體對蛋白質的需要

 

氮平衡 (Nitrogen Balance) 的觀念


      由於氮是蛋白質特有的元素,因此追蹤氮的攝取和排泄可以反應蛋白質的利用狀況。因此蛋白質的平衡以氮平衡來代表,以公式表示如下: 

氮平衡 =食物攝食之氮 - 排泄之氮 (糞便、尿、汗、皮膚、毛髮…) 

      氮平衡可分為三種狀態:正、平衡、負。健康的成年人應該維持氮平衡。成長中的嬰幼兒、兒童、青少年、懷孕的婦女、病後調養復原時,都應維持正氮平衡。任何情況下,負氮平衡均有損健康。以氮平衡為標準可以估計人體對必需胺基酸與蛋白質的需要量。

氮平衡的意義

  

必需胺基酸的需要量:


      主要受年齡的影響,成長階段的需要量大,成年之後只需要維持氮平衡,需要量較少。因此,成長期需要重視蛋白質的品質與總量,以供應充足的必需胺基酸。成年時只要蛋白質的品質優良,蛋白質的攝取量並不必很多。

 

必需胺基胺 各年齡層的需要量,毫克/公斤/天
嬰 兒
3-4
個月a
幼 兒
2
歲以下b
兒 童
10-12
c
成 人d
組胺酸 28 - - 8~12
異白胺酸 70 31 28 10
白胺酸 161 73 42 14
離胺酸 103 64 44 12
甲硫胺酸加胱胺酸 58 27 22 13
苯丙胺酸加酪胺酸 125 69 22 14
羥丁胺酸 87 37 28 7
色胺酸 17 12.5 3.3 3.5
纈胺酸 93 38 25 10
全量﹙不含組胺酸﹚ 714 352 214 84
a:胺基酸的量是根據餵食母乳或牛乳,又長得健康的嬰兒來計算
b
:以適當供應瘦組織而達到氮平衡(16毫克氮/公斤/天)
c
:根據正氮平衡中較高範圍的需要量
d
:根據達到氮平衡需要量的最高估計值

        

蛋白質的需要量:

      利用人體氮平衡實驗,受試者攝取一系列含不同量蛋白質的飲食,找出維持氮平衡所需要的蛋白質量。1982年台大醫學院黃伯超與林嘉伯博士針對台灣成人的研 究結果,當飲食所含的蛋白質為雞蛋蛋白質時,每日需要量為每公斤體重0.9公克蛋白質﹔改用國人日常飲食,蛋白質來源為動、植物性食品混合利用時,需要量 為每公斤體重1.2公克。可見蛋白質需要量隨品質而有所不同:品質優良時所需攝取的蛋白質量較少,蛋白質品質越差,需要量就越高。2002年的研究指出國 人飲食之蛋白質品質比20年前大幅提昇,因此蛋白質之需要量可能接近每公斤體重0.9 – 1.0 公克即可。

 

國人之蛋白質建議攝取量:


      根據衛生署最新版的膳食營養素參考攝取量,一歲以內嬰兒的蛋白質每日建議量以每公斤體重為單位估計,不分性別,因為嬰兒成長速率有很大的個體差異。 1-12歲兒童的建議量為每天20-50 公克,不分性別。13歲以上,男性的建議量較女性為高,其中13-18歲因應成長的需求,建議量最高,成年後建議量稍微降低。懷孕和哺乳期也需要增加蛋白質的攝取,每天約需增加10-15公克。

衛生署訂定之蛋白質建議攝取量

 
年 齡 男 性 女 性
0 ~ 2.4/公斤體重 2.4/公斤體重
3 ~ 2.2/公斤體重 2.2/公斤體重
6 ~ 2.0/公斤體重 2.0/公斤體重
9 ~ 1.7/公斤體重 1.7/公斤體重
1 ~ 20 20
4 ~ 30 30
7 ~ 40 40
10 ~ 50 50
13 ~ 65 60
16 ~ 70 55
19 ~ 60 50
31 ~ 56 48
51 ~ 54 47
71 ~ 58 50
六、蛋白質的品質

      飲食蛋白質的主要功能在於供應人體所需的胺基酸,因此蛋白質的營養價值取決於其胺基酸種類、含量和消化吸收效率。品質優良之蛋白質消化率高,必需胺基酸種類齊全,比例適當,足供人體生長與維持生命的需要。

參考蛋白質:
      由人體必需胺基酸需要量可推算理想的蛋白質之胺基酸分佈,與常用之食物蛋白質比較,可見雞蛋、牛奶的蛋白質所含必需胺基酸量接近理想,因此常用作為高品質之參考蛋白質。

限制胺基酸:
      把食物蛋白質與高品質蛋白質比較時,食物中含量最低的必需胺基酸稱為第一限制胺基酸,該蛋白質的利用效率即受其限制而降低。五穀類含量較低的必需胺基酸是離胺酸,豆類含量較少的是甲硫胺酸與色胺酸。

營養上之分類:
      蛋白質的品質取決於必需胺基酸種類與含量。利用動物實驗可以測試蛋白質的品質。幼小的動物成長快速,需要充足的品質優良蛋白質來維持正常的生長,如果蛋白質含量不足或是缺少必需胺基酸,會使動物生長停頓或遲緩。

完全蛋白質
      所含必需胺基酸種類齊全,含量充足,比例適當,可以滿足生長與維持生命之需要,又稱為高生物價蛋白質。大多數動物性蛋白質均屬此類,但有例外:如魚翅、蹄筋。

不完全蛋白質
      缺乏某一種或某些必需胺基酸,又稱為低生物價蛋白質,無法供應幼小動物成長,但是可以彌補身體消耗,維持體重不變,不至於有負氮平衡。植物性蛋白質多屬此類。

互補原則:

      由於植物性蛋白質大多屬於不完全蛋白質,有不同的限制胺基酸,單用一種蛋白質的營養價值較差,如果搭配不同限制胺基酸之植物蛋白質,或是搭配動物性蛋白質同時攝取,就可以截長補短,增加限制胺基酸的含量,提升營養價值。日常飲食中隨處可見這種應用,例如早餐的饅頭夾蛋、稀飯肉鬆、燒餅豆漿,家常簡餐的牛肉 麵、火腿蛋炒飯等。搭配時動物性蛋白質約佔1/3以上。素食者更必須善用互補的原則,五穀類與豆類配合食用,來提升植物性蛋白質的品質,並利用奶、蛋等動 物性食品來補充蛋白質營養。

 

 

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