氨基酸是组成蛋白质的基本单位,体内氨基酸有两个来源:一是来自食物蛋白质消化所产生的氨基酸,由小肠吸收入血;二是在机体代谢过程中,组织细胞蛋白质分解产生的氨基酸。这两部分氨基酸主要用于组成细胞成分以实现自我更新,也用于合成酶、激素等生物活性物质,还可以作为能源物质。
一般情况下,食物蛋白质需在消化道经消化酶水解成氨基酸和小分子的肽后方能被人体吸收,通过血液循环送到身体各组织去,再在组织中为机体所利用,合成所需的各种蛋白质。有时某些抗原、毒素蛋白可少量通过黏膜细胞进人体内,会产生过敏反应、毒性反应。
组成蛋白质的氨基酸有 20多种,但绝大多数蛋白质只有20 种氨基酸(不包括胱氨酸) 组成。营养学上将氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。
必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄 取的氨基酸。已知人体的必需氨基酸有9种,包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和组氨酸。必需氨基酸是决定食物蛋白质营养价值高低的关键。人体对必需氨基酸的需要量随年龄的增长而不断下降,婴儿和儿童对蛋白质和必需氨 基酸的需要量比成人的要高,主要用以满足其生长发育的需要。
人体可以自身合成或由其他氨基酸转化而得到非必需氨基酸,不一定非从食物中直接摄取不可。这类氨基酸包括谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、精氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺、胱氨酸、脯氨酸、丝氨酸等。
另外，半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成,如果膳食中能直 接提供半胱氨酸和酪氨酸,则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少 30%和 50%。 所以半胱氨酸和酪氨酸被称为条件必需氨基酸和条件半必需氨基酸。在计算食物必需氨基 酸的组成时,往往将半胱氨酸和蛋氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸合并计算。
某种蛋白质中各种必需氨基酸的含量和构成比例称为氨基酸模式。以含量最少的色氨酸的含量为1,其他必需氨基酸的含量与色氨酸的含量的相应比值就是构成比例。
从食物中摄入的蛋白质经消化吸收后的必需氨基酸的模式越接近机体蛋白质的模式， 即越接近人体的需要,其蛋白质实际被利用的效率越高,营养价值也就相对越高。而如果食物蛋白质中的一种或几种必需氨基酸数量不足,在合成人体组织蛋白时,只能进行到这一氨 基酸用完为止,即使其他氨基酸含量非常丰富,其利用也被限制。必需氨基酸数量过多,同样也会影响氨基酸间的平衡。所以,食物蛋白质中的必需氨基酸必须种类齐全、数量充足、 比例适当才能维持人体健康,才具有较高的营养价值。
食物蛋白质的营养价值取决于其所含蛋白质的氨基酸模式,所以在营养学上可根据食 物蛋白质中必需氨基酸的种类和数量将其分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类。
1.完全蛋白质
完全蛋白质这是一类优质蛋白质。它们所含的必需氨基酸种类齐全、数量充足、彼此比例适当。这 一类蛋白质不但可以维持成人的健康,还可以促进儿童的生长发育。如乳中的酪蛋白和乳白蛋白、蛋类中的卵白蛋白和卵黄蛋白、肉类中的白蛋白和肌蛋白、大豆中的大豆蛋白、小麦中的麦谷蛋白以及玉米中的谷蛋白等,都是完全蛋白质。
2.半完全蛋白质
这类蛋白质所含的氨基酸虽然种类齐全，但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要或比例不适当，它们作为山膳食唯一的蛋白质来源时可以维持生命，但不能促进生长发育。例如，小麦中的麦胶蛋白便是半完全蛋白质，含赖氨酸很少。
3.不完全蛋白质
不完全蛋白质，这类蛋白质所含的氨基酸种类不齐全,若作为膳食中唯一的蛋白质来源,既不能维持生命,又不能促进生长发育,如玉米中的玉米胶蛋白、动物结缔组织和肉皮中的胶原蛋白、豌豆中的豆球蛋白等。
鸡蛋蛋白质和人乳蛋白质的氨基酸模式与人体氨基酸模式最为接近,在比较食物蛋白质的营养价值时常用来作为参考蛋白质。参考蛋白质是指蛋白质氨基酸模式较好,可用来测定其他蛋白质质量的标准蛋白质。食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对降低， 会导致其他的必需氨基酸在体内不能被充分利用而使蛋白质营养价值降低,这些含量相对较低的氨基酸被称为限制氨基酸。即由于这些必需氨基酸的不足,从而限制了其他氨基酸的利用。其中,含量最低的称为第一限制氨基酸,余者类推,以其不足程度大小可依次称为第一限制氨基酸、第二限制氨基酸、第三限制氨基酸。在植物蛋白质中,赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸的含量往往相对较低,所以营养价值也相对较低。在谷类蛋白质中,赖氨酸含量多半较少,所以,它们的第一限制氨基酸是赖氨酸;小麦、大麦、燕麦和大米中苏氨酸的量也较低,为第二限制氨基酸,而玉米的第二限制氨基酸是色氨酸。蛋氨酸则是大豆、花生、牛乳和肉类蛋白质的第一限制氨基酸。
