营养学入门03——蛋白质
大家好，这里是营养学入门课第三讲——蛋白质，我们会和大家分享关于蛋白质的基本知识。
“没有蛋白质，就没有生命”，蛋白质的英文名protein，最早就是来自于希腊文（proteios），意思是最为重要的。据说当时是人们用这个词形容“把面粉揉成团反复放到水底下冲洗后得到的产物”，也就是面筋蛋白。
你可能会问，三大产能营养素（碳水化合物，蛋白质，脂肪），为什么会首先分享蛋白质？这是因为它和我们身体诸多生命过程有关，比如血液的凝固，免疫力的获取，肌肉的生长，都与之关系密切。
1.蛋白质的组成和结构
除碳、氢、氧之外，蛋白质是人体唯一的氮源（部分还含有硫元素），而大部分蛋白质的含氮量相对恒定，大约在16%左右。所以氮元素与蛋白质的的折算系数大约是6.25，即：
食物氮含量（g） * 6.25 = 食物蛋白质含量(g)
检测食物中含氮量，进而反推出食物蛋白质含量的检测方法，叫做凯氏定氮法，我们国家很长一段时间，都在用食物中的含氮量反推食物当中蛋白质含量，正因为如此，08年让三聚氰胺狠狠的钻了一次空子。
蛋白质是由什么组成的？
蛋白质是由氨基酸组成的，人体中大约有20种左右的氨基酸，但依然可以组成成千上万的蛋白质，就如同英文当中只有26个字母，但依然可以排列出成千上万的单词和文章
氨基酸的骨架是一个碳原子，外加一个氨基（NH3）和一个羧基（COOH），他们的区别其实在侧链基团的不同，这些侧链最终会影响蛋白质的性质。
R代表的就是”侧链“
必需氨基酸的概念：
20种氨基酸中，大约一半来自于自身合成和转化作用，而人体不能自身合成，或者合成的量比较小的我们称之为必需氨基酸，这些氨基酸只能通过食物来补充。
来源：中国营养科学全书（第一版）
成人一共是8种必需氨基酸，婴儿会多一种必需氨基酸（组氨酸）。氨基酸的名字都比较难记，不过可以借助口诀。
一两色胆，皆来书本（异亮色蛋，缬（xie）赖苏本）
分别表示异亮氨酸，亮氨酸，色氨酸，蛋氨酸，缬氨酸，赖氨酸，苏氨酸，苯丙氨酸。
还有一种叫做条件必需氨基酸，简单来说就是人体如果把某种非必需氨基酸（酪氨酸）补充充足，那它可以转化为苯丙氨酸，从而减少人体对苯丙氨酸的需求，这种情况，我们就把酪氨酸称之为条件必需氨基酸。
酪氨酸（条件必需氨基酸）——半胱氨酸（必需氨基酸）
苯丙氨酸 （条件必需氨基酸）——蛋氨酸（必需氨基酸）氨基酸构成蛋白质的方法
一个氨基酸和另外一个氨基酸相连，通过肽键结合形成长链结构，当10个以上氨基酸通过肽键链接，我们就称之为多肽。 而这些肽链中的氨基酸也可能再相互吸引和排斥，呈现卷曲和折叠。
当然最终，这些结构还需要联合其他蛋白质分子，或者是维生素矿物质，糖分子，才能呈现特殊的生理功能，比如血红蛋白就需要有铁的作用。
2.蛋白质的变性作用是什么？
蛋白质在高温，辐射，酒精，酸，碱还有金属盐的作用下发生变性（性状破坏），蛋白质的变性是其解体的第一步，失去了其可能存在功能。
对人体来说却是有益的，比如鸡蛋中的抗生物素蛋白和胰蛋白酶抑制剂，如果没有经过高温，那么这两者会影响肠道对鸡蛋的消化率（生鸡蛋的消化率大约只有50%），甚至可能会导致腹泻。
但是通过烹饪，在高温下可以使两者失活，鸡蛋中的蛋白质变性，消化吸收率明显提高（可以达到90%）。
另外当我们误食重金属后，会建议选择进食高蛋白的牛奶和豆浆，这样会使得重金属优先与肠道内的食物蛋白质结合，从而减少其对于胃壁细胞的损伤。
3.蛋白质的消化
蛋白质的化学性消化在胃当中进行，当胃蛋白酶被激活后，先是由胃酸打开相互缠绕的蛋白质的链，然后可以让胃蛋白酶可以对蛋白质进行分解。
蛋白质进入小肠后，大部分已经被分解成了一些片段，绝大部分是多肽，少部分是氨基酸，来自于胰腺和小肠中的酶会继续工作，直到被分解成为单个氨基酸或者二肽，三肽。
小肠中的氨基酸被吸收后，同类型氨基酸可能会竞争受体吸收，然后进入肝脏进行代谢，随后释放到血液当中，运输到身体的各个细胞，细胞利用氨基酸来重新合成蛋白质。
4.蛋白质的作用
1.构成身体组织和器官，比如牙齿，骨骼，皮肤，指甲，毛发等
2.蛋白质是酶，激素和其他化合物的原材料（比如酪氨酸是黑色素的前提，色氨酸可以合成神经递质5-羟色胺）
3.合成抗体，一旦人体产生了抗体，那么就对这个入侵者产生了免疫力（immunity）。
4.合成转运物质，比如血红蛋白，脂蛋白，视黄醇转运蛋白等。
5.维持体内水和电解质平衡以及酸碱平衡。
6.血液凝固，特殊血液蛋白质会使得血液凝固。
7.提供能量。
在碳水和脂肪充足，供能成分的前提下，氨基酸会用于合成蛋白质，转化为其他成分。但是一旦供能不足，氨基酸会脱去氨基，形成丙酮酸，然后作为燃料燃烧产能，或者是转化为葡萄糖或者脂肪。
5.我们到底需要多少蛋白质？
按照中国居民膳食营养素参考摄入量2013（DRIs），健康成年人（18~49岁）蛋白质的需求是男性65g，女性55g，不用区分运动强度。
如果按照供能比来计算的话，蛋白质提供的能量大约是总能量的10%~12%，另外还有一个计算方法，就是蛋白质的摄入量，按照0.8~1.16g/kg/d来计算。
如果你觉得麻烦，可以这么记：按照每公斤体重1~1.5g的需求就行，最多不超过每公斤体重2g/d。比如你的体重是60kg，那你每天蛋白质的需求大约是60g~90g，且不要超过120g。
6.我怎样才能估算摄入食物的蛋白质含量呢?
我们先将常见的食物分类：
1.谷物中蛋白质含量大约是8%，每天摄入250~400g计算的话，可以提供蛋白质20g~32g
2.蔬菜蛋白质含量大约是1%左右，每天300~500g的摄入量，提供蛋白质3~5g
3.水果蛋白质含量大约是1%左右，每天200~350g，可以提供蛋白质2~3.5g
4.肉类和水产建议摄入量为80~150g/d，按照15%的蛋白质含量计算，提供蛋白质12~22.5g
5.奶类建议300g/d，大约3%，约能提供9g蛋白质
6.蛋类每天50g，大约13%，提供6g蛋白质
7.纯大豆，蛋白质含量35%，按照每天15~25g的摄入量，可以提供5.25g~8.75g蛋白质
8.坚果每天摄入10g，大约20%蛋白质含量，可以提供2g蛋白质
以上推算，按照膳食宝塔的摄入量来吃，蛋白质摄入总量在59.25g~88.75g之间。
估算每天蛋白质摄入量时，大家可以用到这张表
注：以上方法仅作为估算，实际情况下，谷类中燕麦，高筋小麦粉的蛋白质含量偏高；蔬菜中菌菇类和鲜豆类蛋白质略高，豆制品蛋白质含量根据含水量的不同有高有低，所以具体计算时候还是需要具体对待。
另外，从这张表中，我们也发现了，国人蛋白质主要来源，从高到低依次是谷物，肉类，奶类，大豆。
7.我们有没有必要额外补充蛋白质？
其实没有必要。根据《2010~2013中国居民营养与健康状况监测》的统计资料表明，在被调查的全国31个省约25万人中，成人蛋白质的平均摄入量为每人每天64.2克，和推荐的65g蛋白质摄入量相比差距不大，所以如果你能保证日常的饮食，根本没必要额外补充蛋白质。
蛋白质摄入过低或者过高有什么危害
过低可能会导致蛋白质——能量营养不良，影响生理活动，生长发育，免疫功能等。过高可能会影响心脏健康，肾脏负担，甚至可能会导致骨质疏松和结肠癌的风险。另外，含有谷蛋白的食物，可能会在增加乳糜泻的风险。但是无谷蛋白并不能让健康人群获得更多的益处。
蛋白质的质量，我该如何评价
一般而言，我们常用蛋白质消化率和蛋白质的利用率来评价食物蛋白质的质量。具体的评价方向和方法，欢迎大家阅读：说牛肉是优质蛋白，那有普通蛋白和劣质蛋白吗？