蛋白质的类型
在通常情况下,有两种方式能够定义蛋白质质量的优劣。第一种方式叫作蛋白质效率(Protein Efficiency Ratio, PER)。通过评价饲喂特定蛋白质生长的鼠与饲喂标准蛋白质(鸡蛋蛋白)相比的重量增加来确定。具有更高PER值的被认为是具有更高的质量。第二种方式叫作蛋白质消化率校正氨基酸分数(Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score, PDCAAS)。在国际上,人们普遍把这种方式看作是对比人体蛋白质来源的最佳方式。如果蛋白质消化率校正的氨基酸分数为1.0,就说明蛋白质超过了人体的必需氨基酸需求,这种蛋白质是一种很好的蛋白质。PDCAAS越高,蛋白质的质量就越高。表3.1列出了在食品和补剂中发现的蛋白质的主要类型以及通过PER或PDCAAS分类方法确定的蛋白质的质量。明胶(胶原)蛋白和小麦的蛋白质是相对较差的来源。肉类和鱼类被认为是中等质量的蛋白质来源。大豆、鸡蛋、牛奶、乳清和牛初乳被归类为高质量的蛋白质来源。
[表格来源说明:Based on Kreider and Kleiner 2000.]PER=Protein Efficiency Ratio , 蛋白质效率;PDCAAS=Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score ,蛋白质消化率校正氨基酸分数牛奶不同类型的牛奶的主要区别是脂肪含量和总热量不同,但是,它们的矿物质含量、维生素含量(特别是脂溶性维生素)和氨基酸分布的差别很小。一杯牛奶大约含有8克蛋白质。在这些蛋白质中,大约80%是酪蛋白,其余的就是乳清蛋白。牛奶是必需氨基酸和条件必需氨基酸的很好的来源。因此,牛奶的蛋白质效率相对较高,大约为2.8(乳清蛋白为3.2)。脱脂牛奶中碳水化合物和蛋白质的比例非常好(大约为1.5︰1),因此,除非有人患有乳糖不耐受症,否则他可以通过饮用脱脂牛奶来补充蛋白质和碳水化合物。
有研究表明,在运动前或/和运动中饮用牛奶可以有效地提升运动表现(Roy,2008;Watson et al.,2008)。在运动后饮用牛奶可以促进蛋白质合成(Williams,2002;Watson et al.,2008;Bucci and Unlu,2000;Florisa et al.,2003)。除了能促进蛋白质合成,低脂牛奶还是一种有效的运动后补液(Shirreffs et al.,2007)。接下来的章节主要讲述牛奶中含有的两种主要蛋白质:乳清和酪蛋白。
乳清
目前,乳清蛋白是营养补剂中最受欢迎的蛋白质来源,特别是在运动营养市场。乳清蛋白的形式包括乳清蛋白浓缩物、分离物和水解物。这些不同形式的乳清蛋白的主要差异在于加工方法,其他细微差异还包括脂肪和乳糖含量、氨基酸谱、保留谷氨酰胺残基的能力。例如,浓缩乳清蛋白(30%~90%的蛋白质)是液体乳清经过澄清、超滤、透析过滤和烘干等一系列工序制成的(Bucci and Unlu,2000)。分离乳清蛋白(>90%的蛋白质)主要是通过离子交换(IE)或错流微滤(CFM)工艺制成的。水解乳清蛋白(约90%的蛋白质)主要是通过酸加热或者利用蛋白酶进行进一步处理,然后进行纯化和过滤制成的。
这些不同的加工方法会影响乳清蛋白亚型和肽的浓度(例如β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、免疫球蛋白、白蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化酶物、多肽类、糖巨肽和蛋白胨)。据报道,它们具有抗氧化、抗癌、降压、降血脂、抗菌和抗病毒的特性(Florisa et al.,2003;Toba et al.,2001;Badger et al.,2001;FitzGerald and Meisel,2000;Wong et al.,1997;Horton,1995)。其中的一些蛋白质和多肽与维生素和矿物质结合在一起,因此它们在营养代谢过程中发挥 着 重 要 作 用 。 人 们 也 发 现 , 蛋 白 质 和 多 肽 可 以 促 进 消 化(Pelligrini,2003;Korhonen and Pihlanto,2003)。从理论上来讲,在饮食中增加这些具有生物活性的蛋白质和多肽,会促进人体的整体健康。但是现在尚不明确的是,不同蛋白质之间的细微差异是否会使它们的功效不一样。
与其他类型的蛋白质相比,乳清蛋白的消化速度比较快,也具有更好的混合特性。因此乳清蛋白经常被视为一种高质量蛋白。研究已经发现,相比于摄取酪蛋白,摄取乳清蛋白更能促进血氨基酸水平快速增加和蛋白质的合成(Tipton et al.,2004;Willoughby et al.,2007;Tipton et al.,2007;Tang et al.,2007;Andersen et al.,2005;Borsheim et al.,2004)。与酪蛋白(会在下一节进行讨论)相比,乳清蛋白可能还具有一些健康功效,例如更强大的免疫增强功能(Di Pasquale,2000;Gattas et al.,1992)和抗癌功效(Di Pasquale,2000;Gattas,1990;Puntis et al.,1989)。兰茨(Lands,1999)和他的同事发现,与食用酪蛋白相比,在为期12周的训练中食用含有乳清蛋白的补剂(大约20克乳清蛋白/天),能更好地加强免疫功能、提升运动表现和改变身体成分。这些发现有助于证明乳清蛋白是一种优质的蛋白质来源。
酪蛋白
酪蛋白化合物是对脱脂牛奶进行一系列加工制成的,包括将酪蛋白和乳清分离(也就是再溶解),然后烘干。在通常情况下,商业补剂使用的酪蛋白化合物包括酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钾、酪蛋白酸钙和酪蛋白水溶物。这种特定的加工方式对氨基酸成分有轻微的影响,同时也影响了α、β、γ或κ酪蛋白亚型。酪蛋白的优点是它是一种相对便宜的蛋白质来源。酪蛋白的级别范围取决于质量、味道和混合特性(Bucci and Unlu,2000)。酪蛋白的缺点是当它与酸性液体混合时会结块,进而不能很好地溶于液体。与其他形式的蛋白质相比,酪蛋白的消化速度也相对较慢。研究数据表明,有几种因素影响了蛋白质合成,包括消耗的能量、摄入蛋白质的数量和质量、对食物的胰岛素反应和食物的可消化性(Beaufrere et al.,2000)。
血液中氨基酸的释放速率受食物的消化速率的影响。在通常情况下,如果含有蛋白质的食物的消化速率快(例如乳清),那么血液中的氨基酸就会在较短的时间内被释放;如果含有蛋白质的食物的消化速率慢(例如酪蛋白),那么氨基酸的释放速率就会放慢,释放时间也会延长(Di Pasquale,2000)。因此,与乳清蛋白相比,酪蛋白具有更强的抗分解功效(Boirie et al.,1997)。骨骼肌的分解代谢指的是肌肉分解的过程。由于蛋白质合成(肌肉增生)和蛋白质分解(分解代谢)是两个独立控制的机制,任何具有抗分解功效(减少骨骼肌的分解)的营养物质都会促进运动后的恢复并加速对训练和运动刺激的适应。
➤ 分解代谢——组织分解,特别是瘦体重中蛋白质的降解。
鸡蛋
卵蛋白主要是通过各种提取和烘干技术从鸡蛋蛋白(卵清蛋白)
或全蛋中获取。卵蛋白是用于比较其他蛋白质类型的参考蛋白。卵蛋白 的 蛋 白 质 效 率 ( PER ) 和 蛋 白 质 消 化 率 校 正 氨 基 酸 分 数(PDCAAS)与牛奶蛋白的PER和PDCAAS相似,但是比酪蛋白、乳清蛋白和牛初乳的PER和PDCAAS要稍微低一点。很多研究已经评估了卵蛋白在氮潴留和对训练的生理适应性方面的功效,并与其他类型的蛋白质做了对比。这些研究发现,卵蛋白和牛奶蛋白、酪蛋白及乳清一样,都能促进氮潴留(Gattas et al.,1992;Gattas,1990;Puntis et al.,1989)。氮潴留是氮平衡过程中的一个重要组成部分(前文已经谈论过氮平衡)。具体来说,如果氮被保留,那么氮平衡就是正向结果,这就意味着氮已经被用来制造瘦体重了。
大豆
大豆是一种高质量的完全蛋白质。大豆蛋白的PER和PDCAAS与食物中的肉类和鱼类类似,比鸡蛋、牛奶、酪蛋白、牛初乳和乳清蛋白质的PER和PDCAAS稍微低一点。因此人们建议,大豆可以作为膳食蛋白质的优质来源,特别是对素食主义者而言(Messina ,1999)。
研究也证明,大豆具有一些潜在的健康功效。大豆是一种低脂的植物蛋白质。含有大豆的饮食有助于降低胆固醇水平,无论是直接摄取还是用大豆替换其他饱和脂肪和胆固醇含量较高的食物。因此,食用富含大豆的食物有助于降低胆固醇(Dewell et al.,2002;Jenkins et al. , 2000;Potter , 1995;Takatsuka et al. ,2000)。大豆也是异黄酮植物雌激素(例如大豆甙元和染料木甙)的一种很好的食物来源。异黄酮和雌激素受体结合在一起就具有与雌激素一样的功效(Allred et al.,2001;Kurzer,2002;Messina,2000;Nicholls et al. , 2002;Pino et al. , 2000;Tikkanen and Adlercreutz, 2000)。因为大豆蛋白中含有较高的异黄酮植物雌激素,所以人们一直饶有兴趣,想确定大豆能否作为女性雌激素或依普黄酮疗法(或两者)的一种营养替代物。
但是在评估身体成分的抗阻训练研究中,研究人员发现大豆蛋白和乳清蛋白的功效一样(Kalman et al.,2007;Brown et al.,2004;Candow et al., 2006)。几乎没有研究能够证明男性摄入大豆蛋白质会对其训练适应性造成负面影响。由于缺乏此类反证,而且有其他调查研究的支持(Kalman et al., 2007;Brown et al.,2004;Candow et al.,2006;Drăgan et al.,1992),男性运动员看来也可以选择大豆蛋白质补充剂。
牛初乳
牛初乳是母牛生产后24~48小时内乳腺分泌的乳前期液体(Mero et al. , 1997;Baumrucker et al. , 1994;Tomas et al. ,1992)。牛初乳主要以补剂的形式存在,因为只有一小部分生产商(乳牛场)在市场上销售未加工的牛初乳。与传统牛奶相比,牛初乳的营养密度和蛋白质质量更高。例如,牛初乳的PER大约是3.0,这比牛肉、鱼和家禽的PER(2.0~2.3)高,与鸡蛋(2.8)、牛奶蛋白(2.8)、酪蛋白(2.9)和乳清蛋白(3.0~3.2)的PER差不多。牛初乳具有高浓度的胰岛素样生长因子1(IGF-I)、生长因子2[IGF-II,转变成生长因子β(TGF-β)]、免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM)和抗菌剂(乳过氧化酶物、溶菌酶和乳铁蛋白)。而其他类型的蛋白质中没有发现这些物质(Mero et al.,1997;Baumrucker et al.,1994;Tomas et al.,1992)。这些生物活性成分可能会增强免疫系统并促进身体生长。正因如此,在无数食品中(例如婴儿配方奶粉、蛋白质补充剂),牛初乳作为一种独特的优质蛋白质、生长因子和免疫增强成分在市场上销售。
明胶
明胶是通过煮沸动物的外皮、肌腱和韧带而制成的。明胶含有蛋白质、胶原(关节、软骨和指甲的主要成分)和各种氨基酸。因为明胶缺乏氨基酸色氨酸,所以明胶属于不完全蛋白质。在通常情况下,明胶在食物中用作一种稳定剂,也被制药行业用作一种包裹剂(Hendler and Rorvik,2001)。因为明胶中的胶原蛋白含有多种氨基酸(脯氨酸、羟脯氨酸和甘氨酸),所以明胶经常在市场上以一种加强骨骼和关节健康的补剂的形式进行销售。
想要确定营养产品中哪种蛋白质最好,是一件困难的事情。由于目标人群和预期目标不一样,不同类型的蛋白质可能具有特定的优势。例如,对于素食主义者、想要增加饮食中的异黄酮的个人,以及想要保持低脂饮食的个人而言,大豆蛋白是他们的最佳选择。大众都能普遍接受卵蛋白,对于蛋奶素食者而言,卵蛋白也是一个有吸引力的选择。牛奶蛋白很便宜,对没有乳糖不耐受症的人而言,牛奶蛋白是一种高质量的酪蛋白和乳清蛋白来源。如果两餐之间间隔时间较长,比如睡眠期间,或者人们想要保持低热量饮食,酪蛋白能够使蛋白质的分解代谢降到最低,所以这时候酪蛋白是一种不错的蛋白质来源。另外,经常摄入乳清蛋白能够优化蛋白质合成和加强免疫功能。
最后,牛初乳是一种高质量蛋白质,有助于提升训练适应性。但是与其他形式的蛋白质相比,牛初乳的价格比较高。
本书评论