几种食物蛋白质的TD值/%
食物蛋白质消化率的高低与以下一些因素有关:
(1)蛋白质构象:
蛋白质的结构状态影响其酶水解的速度。天然蛋白通常比部分变性的蛋白质难消化,一般不溶性纤维状蛋白和广泛变性的球状蛋白难以被酶水解,消化率较低。
(2)抗营养因子的影响:
大多数的植物蛋白中含胰蛋白酶抑制剂和胰凝乳蛋白酶抑制剂,这些抑制剂使豆类和油料种子中的蛋白质不能被酶完全水解;外源性凝集素是糖蛋白,它与肠黏膜细胞结合妨碍了氨基酸的吸收;单宁是多酚的缩合产物,能与赖氨酸残基共价结合,从而抑制肽键的断裂。这些抗营养因子经加热处理后可部分失活,因此加工后的蛋白质比天然的易消化。
(3)与其他成分作用:
蛋白质与多糖和食用膳食纤维相互作用也会降低其水解的速度和彻底性。
(4)加工:
蛋白质经高温和碱处理会导致一些氨基酸残基发生化学变化,可降低蛋白质消化率。蛋白质与还原糖发生美拉德反应也会降低赖氨酸残基的消化率。
2.回肠末端消化率的测定方法
通过测定粪便中氮含量来评价蛋白质消化率已经受到了许多质疑。主要原因是因为大肠中的微生物对未消化产物的发酵作用,肠道内细菌可以分解未消化的肽段,主要转变为氨被机体吸收或构成微生物的结构蛋白等,从而影响了氮的排出量,Mason认为粪便中62%~76%的氮来自细菌,结果可能高估了蛋白质的消化率和氨基酸的生物利用率(约高5%~10%)。
回肠末端取样法可以解决这一方法上的缺陷。该法是通过外科手术在回肠末端造口或施以回-直肠吻合术,收集回肠食糜进行测定。一般选用的实验动物是猪,在回肠末端做T型管,并开口于体表,收集回肠消化产物进行测定;也有研究在回肠末端造口术患者中进行。
3.指示剂法
上述无论是收集粪便还是回肠末端的食糜,都需要收集动物的全部粪便进行分析。但通常收集动物的全部粪便比较麻烦,有时不容易实现。指示剂法可避免全收粪带来的麻烦,比较省时省力。
用做指示剂的物质必须不为动物消化和吸收,均匀分布并且有很高的回收率。可分为外源性
指示剂和内源性指示剂。最常用的外源指示剂是三氧化二铬(Cr 2 O 3)。但由于在试验的具体操作过程中存在着收集不完全和测定准确性等方面的原因,用Cr 2 O 3 做指示剂的回收率一般达不到100%。国内外学者测定不同饲料中Cr 2 O 3 的回收率在85%~110%之间;内源性指示剂法是指用食物中自身所含的不可消化、吸收的物质做指示剂,如盐酸不溶灰分,缺点是粪便的收集不能污染含不溶灰分的砂粒等。
一般可用下式来计算食物中营养成分的消化率:
4.体外测定法(in vitro)
由于体内测定蛋白质消化率的方法比较费时费力,体外消化实验可用来预测蛋白质的消化率。该法是在体外几种酶(胰蛋白酶、糜蛋白酶、肽酶和细菌蛋白酶)的作用下,测定蛋白质上清液中的成分来估计蛋白质的消化率。
一些微生物也被用来测定蛋白质的营养价值。如粪链球菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、梨状四膜虫等。由于梨状四膜虫对氨基酸的需求类似于大鼠和人类,因此是最常用的微生物。体外消化的方法还可以直接取动物消化道的消化液进行实验。该方法的缺陷是所收集的消化液保存比较困难,可影响结果的准确性。
(二)氨基酸消化率
各种氨基酸消化率的测定与蛋白质类似,也是通过测定粪便中或回肠末端消化产物中的氨基酸含量并进行计算。
大量的数据结果显示,在部分食物中蛋白质的消化率与氨基酸的消化率并不一致。Sarwar的结果显示对某些限制性氨基酸的消化率与该食物蛋白的消化率差别较大。如在大豆、豌豆和小扁豆中蛋氨酸、半胱氨酸和色氨酸的真消化率要显著低于其蛋白质消化率。下表中是一些代表性食物中蛋白质和某些氨基酸消化率的数据。
部分食物中蛋白质和氨基酸的消化率/%
四、蛋白质利用率的评价测定蛋白质的利用率从而对蛋白质质量做出正确的评估,有利于指导膳食蛋白质营养,利用和发现新的蛋白质资源。生物利用率高的蛋白质质量较高,可被人体很好地消化和吸收利用,摄入较少量就能达到人体最佳发育状态。
常用的评价蛋白质利用率的方法有以下几种: