调教秋山澪本子:《剑桥世界食物史》之蛋白质的前世今生(下)

IV.C.2. -蛋白质
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翻译：王晶冰；校对：山寨盲流，田不野
经过20多年进一步的类似实验，罗斯（W. C. Rose）和他的同事们发现即使不喂蛋白质，而是以氨基酸混合物来替代的幼鼠也能生长得很好。表IV.C.2.1总结了他们发现的20多种存在于动物蛋白中的氨基酸，一些是必不可少的(必需的)，一些是如果饮食中没有，小鼠能够自己合成的（非必需的）。进一步的工作方向是推导出小鼠获得最佳生长所需的每一种必需氨基酸的量。
另一系列研究比较了不同蛋白质来源（或混合物）对小鼠生长的相对价值。来自不同素食（谷物、豆类等）的混合蛋白质都支持小鼠的生长，但是和牛奶、肉类或蛋类带来的增长程度不大一样。大多数谷物中的第一限制性氨基酸（意即单独增加这种氨基酸会促进生长）是赖氨酸。这是可以预想到的，我们已经知道赖氨酸是小鼠生长中所需要的，而谷物中赖氨酸分析值很低。相应的，大多数豌豆和蚕豆的第一限制性氨基酸是甲硫氨酸。因为这两种食材有不同缺陷，人们猜想谷类和豆类的混合物会使小鼠生长得更好，并得到了实验证实。
人类需求
小老鼠，用来做模型还可以，但和人类有太多的不同（即使是在本文范畴中差异也是巨大的）。人类的一生中大多数时间都是成熟的个体，不再发育成长，但是需要蛋白质来“维护保养”。和鼠类相比，童年时期人类的生长相当缓慢。结果，我们要花大约6个月时间体重才会较出生时增长一倍，而小鼠只需要几天。到六个月时，小鼠就已经完全成熟了，而人类婴儿才长到成年体重的十分之一。此外，尽管鼠类的组织蛋白质和人类的相似，毛发蛋白质却非常不同，鼠类需要自己合成的蛋白质比例更高一些。
因此，研究人类的必需氨基酸是不是和小鼠一样是有必要的。但是让孩子长期食用不适当的实验性饮食来比较他们的成长率并不现实（也不道德），一般的实验方法是让成年志愿者食用以 氨基酸混合物代替蛋白质的实验性饮食，为期大约两周。
没有必需氨基酸，身体在很短的几天里就会表现出氮失衡（有负氮平衡这个术语吗，我觉得用失衡好一点），也就是说在尿液和粪便中排出的结合氮加上头发和皮肤脱落时损失的少量的氮，超过了每日氮摄入量。幸运的是，短期的失衡对人类没有什么坏处，恢复正常饮食后身体就会迅速恢复氮储备。
这项研究的第一个主要发现就是人类对必需和非必需氨基酸的需求和幼鼠是一样的。不过，研究人员惊讶地发现为了保持氮平衡而需要的每种必需氨基酸的需求量都相当低。实际上，所有必需氨基酸的需求总量只占蛋白质需求量的16%，即使它们组成的蛋白质大约占人体蛋白质的45%。。因此，似乎任何达到最低蛋白质需求总量的食物组合，都能自动满足成年人对每一种必需蛋白质的需求。但对于幼小的孩子，似乎还是设置一个较高的氨基酸标准比较安全，差不多和母乳中蛋白质的组成一致。年龄大一些的孩子，正式建议采用折中的方案，选取保持成年人氮平衡的蛋白质需求量和母乳中蛋白质含量间的中间数值。这些标准总结在表IV.C.2.2里。
对于只根据短期氮平衡实验结果制定的最低标准的实施，最近有些批评的声音，麻省理工学院（MIT）的V•R•杨（V. R. Young）（1986）及其同事（1988，1989）认为这种实验方法本身就有误差来源。这些研究人员进行了以饮食中氨基酸含量为基础的精密研究，使用同位素标记单个氨基酸以便追踪它的新陈代谢。他们认为，相对于总蛋白需求量的必需氨基酸需求率，和它们在体内存在的比例十分接近。即使受试者来得及调整自身以应对低摄入，但身体组织的更新率同时也会降低，在一段时间之后，就有可能产生消极效果。
就像一个多世纪前阿特沃特提出的那样，摄入高于氮平衡需求的蛋白质，长期而言可能会有一些微妙的益处。不过，目前还没有相关研究来弄清楚人在长期蛋白质含量仅够维持氮平衡，而其他营养供应良好的条件下的生存状况。不管怎么说，虽然麻省理工学院研究小组建议的氨基酸水平更高，但大多数人的日常饮食显然完全满足这一要求，至少在发达国家如此。
不同食品的蛋白质含量
标明食品中蛋白质含量的最直观的方式是重量百分比，如“克每100克”。但是这种衡量方法可能导致误解。例如，普通白面包的蛋白质含量可能是牛奶的3倍，因为牛奶中90%都是水，而面包中只有34%的水分。另一种方法是比较干重相同的物质中蛋白质的含量，但是衡量绝大多数干物质的营养价值的常用方法是指出它能产生多少可用能量，这个方法并不区分干物质是碳水化合物、脂肪还是蛋白质。因此，营养学家发现，比较不同食物中蛋白质与总卡路里值的比例更有帮助。这可以表示为“克每100千卡”，但是将浓度表示为“蛋白质卡路里占总卡路里的百分比”（PCals%）会更为容易（因为蛋白质本身的平均能量值是4千卡/克）。
虽然大多数时间人们本能地吃足够多的食物来满足能量需求，但这些食物中是否含有足够的蛋白质仍然存疑。
回到牛奶和面包这里，我们可以做如下的比较
蛋白质（克） 能量（千卡） PCals%
一片白面包（32克） 3 96 12.5
一杯全脂牛奶（244克） 8 150 21.3
一杯脱脂牛奶（245克） 8 86 37.2
就PCals%而言，牛奶比面包的蛋白质含量高，这意味着，从要从面包中得到同一杯牛奶等量的蛋白质，必须吃进更多的总热量。同样也可以看到，虽然一杯全脂牛奶和一杯脱脂牛奶（脱除奶油）具有相同的蛋白质含量，但PCals%值相去甚远，脱脂牛奶的更高一些。从猪排和鸡胸的比较中可以看出，不同的肉制品也有很大的差异：
蛋白质（克） 能量（千卡） PCals%
炸猪排（89克） 21 334 25
无皮烤鸡胸（86克） 27 142 72
也就是说，一个炸猪排中，每克蛋白质（即4千卡）还附加了12千卡来自脂肪的热量，而烤鸡胸中，每克蛋白质只额外附送1.6千卡脂肪热量。表IV.C.2.3中列出了一些食品的PCals百分比值。有“平均”或“典型”两种数值。不同动物的肉，脂肪含量不同，植物性食品的组成则受生长环境和收割时机的影响很大。比如小麦，就可以根据面粉用途不同而选择蛋白质含量高或低的品种。
动物制品的蛋白质含量确实通常比植物制品的更高，富裕的“西方化”国家食用的动物制品更多一些。不过富裕人群的蛋白质总摄入量并没有那么高。在这些人群中，糖、脂肪和酒精饮料的高消耗是抵消因素，这些东西贡献卡路里但是不含蛋白质。此外，在许多发展中国家，一些富含蛋白质的豆类构成了日常饮食的一部分。相同的计算结果表明在富裕国家和贫穷国家，蛋白质形式的能量都占到总卡路里数的10.5%到12.5%之间。
联合国粮食及农业组织（粮农组织FAO）公布了不同国家的人均日常饮食评估数据。这里有三个例子：
总千卡数 蛋白质（克） 动物蛋白占百分比 PCals% 脂肪（克） 糖（克）
蔬菜 动物
美国 3640 37 72 66 12.0 164 579
罗马尼亚 3330 58 44 43 12.3 95 295
加纳 2200 33 13 28 8.4 43 64
基于最新数据的对比，我们可以看到在欧洲相对贫穷的罗马尼亚，人均动物蛋白摄入量只有美国的60%左右，但是总蛋白质摄入量却几乎相等。这是因为罗马尼亚人摄入的脂肪和糖类少得多，相应地从谷物中得到了更多的卡路里，通常有10-13 PCals%。不过，当主食并不是谷物而是只有1-3PCals%的含大量淀粉的植物根茎，就像在通常以木薯为主食的西部非洲，这个优势就没有了。加纳的数据说明了这一点。尽管脂肪和糖的摄入量很低，整体而言人均食品供应中蛋白质只有8.4PCals%。当然，这些数据中的第一个“红灯”是总摄入热量过低，和美国相比只有60%。其实在美国并不是所有的食品都被吃掉：脂肪被从肉中剔除，旧的食物被抛弃，有很多浪费。而在加纳则可能有一些没有被记录在案的食物来源。不过总的来说，即使含淀粉块根类食品供应充足，它们的“大块头”也使得人们很难吃进足够多的量来满足能量需求，尤其是对儿童来说，既不能满足能量需求也不能满足蛋白质需求。
夸休可尔症（kwashiorkor恶性营养不良病）首次得到研究就是在西非，这一点也不出人意料。这种病袭击1到3岁的儿童，使他们出现浮肿，但是肌肉却萎缩了。他们往往肌肤溃烂、脱落，非常凄惨。得不到治疗就极有可能死亡。现在一般认为这种症状是多种营养不良（蛋白质和能量）和感染共同引起的。喂给营养食品，患者就会迅速恢复，如有必要，一开始可以先用胃管喂食。混合食品不一定需要高蛋白质含量，已经证实低至5PCals%的食物就很有效。
除了那些依靠体积大但蛋白质含量低的主食维持生活的儿童以外，所有能够摄入足够能量的人群似乎都没有蛋白质缺乏的问题，除非他们的饮食非常特别。下面列出美国对于三种人群规定的蛋白质建议摄入量（RDAs），表中还列出了个人从事一般性活动所需的能量估计值：
人群组 假设体重（千克） 蛋白质建议摄入量（克） 能量需求（千卡） PCals%需求
1-3岁儿童 13 16 1,300 4.9
25-50岁女性 63 50 2,200 9.1
25-50岁男性 79 63 2,900 8.7
有趣的是，当计算不同人所需的蛋白质需求比例（PCals%）时，得到的计算结果很令人意外。传统上，妻子会认为男人是“养家糊口的人”，需要的肉最多，孩子们则至少需要一些额外的乳品蛋白，但就像你所看到的，实际上女人自己需要的膳食蛋白质比例最高。对于从事更多体力活动的人来说，所有的证据都表明他们的热量需求会大大增加，但是蛋白质需求却不需要增加，由此使得他们的PCals%需求反而下降了。换一个说法，他们用来满足额外能量需求的食物中蛋白质的含量可以相当低。同样的，虽然一到三岁的孩子每千克体重的蛋白需求量比成人高了50%，每千克体重的能量需求几乎是成人的百分之二百，于是PCals%也是降低的。
回头再看加纳的平均营养价值情况，可以看到食谱中蛋白质含量在最低限度附近。不过，囊括了除能量之外的所有其他营养物质的蛋白质推荐量，还是留有一定的安全余量的，且在发展中国家机械运力较少，体力劳动较重。
像美国或罗马尼亚这样的国家，蛋白质的供给显然远远超过标准需求。因此，大量摄入富含蛋白质的肉类是不合理的。实际上，富裕人群蛋白质摄入量可能明显偏高正是目前主要的担忧。不少人因肾脏无力处理蛋白质代谢中产生的大量尿素而出现问题。即使是在健康人群中，高蛋白食品也引起越来越多的尿钙损失。这种影响在中老年人比例越来越大的社会中绝对不受欢迎，越来越多的人因为大量矿物质（大部分是磷酸钙）损失而患上骨质疏松症。我们现在建议蛋白质日食用量不要超过推荐日摄食量两倍以上。这可能意味着体重为63千克（139磅）的女性每天最多只能吃100g蛋白质。
Kenneth J. Carpenter
肯尼思•J•卡彭特
Bibliography
参考书目
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Young, V. R., D. M. Bier, and P. L. Pellet. 1989. A theoretical basis for increasing current estimates of the amino acid requirements in adult man, with experimental support. American Journal of Clinical Nutrition 50: 80–92.
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