氨基酸在食品工业的应用

 氨基酸是构成天然蛋白质的基本单位，所以蛋白质营养价值实际是氨基酸的反映。人们依赖膳食中的蛋白质摄取各种氨基酸，以满足机体的要求。但不同氨基酸营养重要性不同，其中赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸等8种氨基酸（必须氨基酸），人及哺乳动物自身不能合成，须由食物供应，称为必须氨基酸。其他氨基酸均成为非必须氨基酸，其中胱氨酸及酪氨酸可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸产生，若食物中提供足够的胱氨酸及酪氨酸，可以减少蛋氨酸和苯丙氨酸的需求量，所以在食品中胱氨酸及酪氨酸也被称为半必须氨基酸。此外，体内精氨酸和组氨酸的合成速度低，通常难以满足体内的要求，需由外界补充，故精氨酸和组氨酸被称为人体的半必须氨基酸。需要强调指出，在机体代谢活动中非必须氨基酸和必须氨基酸是同等重要的。

  对婴幼儿，赖氨酸具有特别重要的意义。它能促进钙的吸收，加速骨骼生长发育。但是食物中的赖氨酸含量很低，而且在加工的过程中容易被破坏，引起婴幼儿的赖氨酸缺乏症，导致蛋白质代谢平衡失调，胃液分泌减少，消化力下降，引起厌食，影响发育。因此，在儿科营养学上赖氨酸是促进婴幼儿生长发育不可缺少的营养元素。

大多数天然食品蛋白质中所含有的氨基酸均与人体所需要的比值不完全相同，尤其是谷类食品。常见的几种食品的氨基酸组成见下表。

表1：几种食物蛋白质中必须氨基酸含量及其比值

表2：几种粮谷蛋白质中必须氨基酸的组成

     单位：质量分数%

  由表1和表2可以看出，动物性蛋白质中的8种必须氨基酸的比例与人体所需要的比例基本一致，植物性蛋白质中8种必须氨基酸则比例不同，均缺乏赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸及色氨酸等必须氨基酸。

  由于各种食物蛋白质中氨基酸的含量与比例不同，因此蛋白质的利用率也就不同。表3：列出了主要食品中蛋白质含量及利用率。

表3：主要食品中蛋白质含量及利用率

  由以上可见，动物蛋白质的利用率均高于植物性蛋白质。但是，如果在谷物食品中添加赖氨酸、苏氨酸等，可以成倍地提高其蛋白质的效价，如表4所示，其营养价值接近动物性蛋白质的水平，这一过程称为“强化”。

  为了解决蛋白质短缺的问题，合理利用现有粮食蛋白质资源，一种最经济、最有效、最现实的办法就是采用赖氨酸强化谷物。经实践证明，这种方法很有效，现已成为联合国粮农组织和世界卫生组织所确认并予以推荐。

表4： 谷物强化效果（PER）

  赖氨酸具有增强胃液分泌，提高蛋白质利用率，增强造血机能，使白细胞、血色素和丙种球蛋白增加，保持代谢平衡，增加抗病能力等作用，有利于促进儿童体格与智力发育。

  在谷物为主的食品中添加一定量的赖氨酸，可以提高蛋白质的吸收率营养价值。一般谷物蛋白质中赖氨酸的含量为150mg/g蛋白质氮，而理想的标准值之比为150/340=0.44，距离理想值相差甚远，因此谷物食品若不补充赖氨酸，其营养价值和利用率较动物蛋白质要低得很多。尤其是儿童对蛋白质中赖氨酸的需求量要比成人高1.3—2.4倍。我国广西自治区对112名儿童食品添加0.3%赖氨酸，半年后与对照组相比，平均身高增长1.26cm、体重增加0.51kg、血红蛋白增加1.05g。

  二战以后，日本就已经把在谷物中添加赖氨酸列为提高日本国民素质的国策，所以我们目前很少见到“小日本”了。

  根据食品营养强化剂使用卫生标准（试行），赖氨酸可以添加在面包、饼干、面条、馒头中，添加量为1—2g/kg，也可以添加在面粉和大米中，添加量约为2g/kg（以干粉计），成人每天应食用赖氨酸1—1.5g，儿童每天应食用0.6—0.8g。

  国外采用的强化方法：将赖氨酸加入面粉中，用量为面粉用量的0.2—0.4%；或将赖氨酸溶于水中，然后用来和面，加工成食品；或在煮熟的米饭中加入粉状赖氨酸；或用40%赖氨酸水溶液，吸收到蒸熟的米饭中。

  对赖氨酸的补充，除可直接添加外，也可以用含量相对丰富的其它食物配合。例如，将谷类、豆类、乳粉以300：100：150的`1比例混合，则每克混合物中赖氨酸值可上升为0.93。若豆类和动物性蛋白质数量有限，针对谷类食物所缺少的赖氨酸适当予以补充也是可行的。

  赖氨酸的应用要恰当，必须根据食物种类和使用对象，缺什么，就补什么，避免盲目性。如果人为的增加其含量，则会造成氨基酸之间的新的不平衡，不仅引起吸收率下降，而且产生负氮平衡。例如，赖氨酸如缺少精氨酸的“配合”，可导致食欲减退，生殖能力降低，抗病能力下降，甚至发生器质性病变。这是由于赖氨酸和精氨酸进行细胞膜转移时，是由同一个载体承担输出运进，在分解代谢过程中，高浓度赖氨酸能诱导精氨酸活性增加，促进精氨酸加快分解，势必造成细胞内精氨酸供应不足，从而使氨基酸失去平衡。因此，不可经常大量食用赖氨酸强化食品。一般来说，每100克禽蛋、肉类含有1300—1500mg的赖氨酸，而且精氨酸含量也较高，经常食用动物性蛋白质，就不一定补充赖氨酸强化食品。

  除赖氨酸外，牛磺酸对婴幼儿的生长发育也是十分重要的，人体内需要半胱氨酸亚磺酸脱羧基酶，而婴幼儿体内该酶没有成熟，因此，从半胱氨酸转化牛磺酸量少，必须从外界补充。在供应婴幼儿食用的牛乳和乳粉中加入适量的牛磺酸，可以使其营养价值接近母乳。这对保证婴幼儿的健康和正常发育是十分重要的。