互动科普

吃下去的猪肉不会全部转化成我们的肌肉

牛肉、猪肉、鸡肉或鱼肉中含有丰富的蛋白质。同样，我们的肌肉也是由蛋白质构成的。不只是肌肉，头发、骨骼、皮肤等构成人体的所有部分都是以蛋白质为原料构成的。

除此以外，人体内进行活动的各种各样的分子实际上都是蛋白质，比如说视网膜上感知光线的分子（视紫红质）、体内运输氧气的分子、清除病原体的分子等等。前面介绍的消化酶、ATP酶复合体也是蛋白质。在人体中存在着大约10万种蛋白质。

这些蛋白质是由叫做氨基酸的分子连接而成的。氨基酸共有20种，氨基酸的排列顺序决定着产生什么形状和功能的蛋白质。

在这20种氨基酸中有9种被称为“必需氨基酸”，它们是无法在人体内合成的，必须从食物中获取。

食物中所含有的蛋白质主要在小肠被分解为氨基酸，然后被吸收。随后，通过血液供应给全身的细胞，成为构成新的蛋白质的材料。也就是说蛋白质先被分解然后进行再合成。所以说即使是吃了猪腿肉，猪腿肉中的蛋白质也不能直接成为构成人腿肉的材料，即使摄入了叫做胶原质的蛋白质，它也不能原封不动地在人体内作为胶原质直接被利用。

所有的蛋白质的构成方法都被“写入”保存在一个个细胞中的叫做“DNA”(脱氧核糖核酸)的分子中。一度被分解得七零八落的氨基酸按照什么样的顺序排列构成什么样的蛋白质，都是根据DNA中的信息决定的。

图：蛋白质先分解再合成

蛋白质是由很多氨基酸连接构成的。食物中的蛋白质进入人体后会被分解到1〜3个氨基酸单体的级别。这些氨基酸被送到体内的细胞中。进入各细胞中的氨基酸，按照DNA的遗传信息，再次作为合成新的蛋白质的零件被使用。所以说，在食物中含有的胶原质，并不能直接作为胶原质在人体内被利用。

动物的肉中含有丰富的优质蛋白质

氨基酸成绩是用于评价该食品中所含氨基酸的平衡程度。食物中每克氮元素所对应的必需氨基酸的推荐供给量作为《氨基酸模式》被发表。不管哪种氨基酸都含有氮元素，所以以每克氮元素为基准的话，不管食物中含有多少氨基酸都可以进行比较。如果某种食物所包含的必需氨基酸的量全部满足氨基酸组合表中的量，那么这种食物的成绩就是100分。但是如果有的必需氨基酸没有满足理想值，那么这种食物中相对于推荐供给值含量比例最小的必需氨基酸（第一限制氨基酸）的比例（百分比）就是这种食品的分数。该分数表可以成为学校或医院食堂食谱的参考。动物的肉类、鸡蛋、大豆等食物中必需氨基酸含量比较平衡。

油是细胞的“防御层”

一说起脂肪，有很多人就会想起油腻的食物对身体不好、导致肥胖等，对脂肪没有什么好感。事实上，脂肪可以在我们体内产生能量，构成细胞膜成为细胞的“防御壁”，是很重要的营养素。

脂肪是含有“脂肪酸”的分子。炒菜时用的植物油、肉类中含有的油、黄油等物质中有丰富的脂肪酸。脂肪酸是由几个到二十几个碳原子构成的锁状分子。

我们从食物中摄取的脂肪是“中性脂肪”。中性脂肪在小肠处分解，被小肠细胞吸收后，在小肠细胞中再次转化为中性脂肪分子、磷脂分子（甘油与磷酸的顶部连接两个脂肪酸的分子）、胆固醇分子（由碳原子构成的环状结构分子）。

由于这些物质都是不溶于水、易溶于油的，所以无法直接溶入以水为主要成分的淋巴液或血液中。

磷脂与蛋白质构成球状结构的“运送脂肪的载体”（核糖蛋白质）。构成该载体结构的磷脂，以亲水的部分向外、亲油的部分向内的形式聚集在一起。也就是说该载体内部是亲油性的环境。载体中放入中性脂肪、胆固醇或亲油性维生素，运往淋巴液中，不久进入血液。

运送到血液中的中性脂肪几乎都被存储到身体的皮下脂肪组织中。皮下脂肪可以像碳水化合物那样分解产生能量。与碳水化合物相比，脂肪产生能量所需的时间更长，每克脂肪产生的能量也更多（每克产生约9千卡热量）。这是因为在脂肪中与氧原子结合的碳原子、氢原子的比例较大。在我们比较安静时，或者在吃完饭一段时间后，脂肪就会和碳水化合物一样，成为转化为产生ATP能量分子的主要原料。

另一方面，磷脂是构成细胞膜的主要成分。我们的细胞膜是由磷脂构成的双层结构。由磷脂层围起来的空间是亲油性环境。因此，离子和一些大分子无法通过磷脂膜，因为这些分子都是易溶于水、难溶于油的。

这样的物质，通过嵌在磷脂膜中的蛋白质的活动，才能从细胞外进入细胞内。所以，为了不让物质随便进出细胞内外，磷脂发挥着非常重要的作用。

胆固醇，一方面和磷脂一样是构成细胞膜的成分，另一方面它也是构成胆汁酸及各种激素的原料。

一人多职的名配角：维生素与矿物质

有一些营养素，其在体内的需求量非常少。它们就是维生素和矿物质。虽然必需摄取量很少，但是他们却有着很重要的作用。而且它们几乎不能在体内合成，必须从食物中摄取。

维生素由碳、氢、氧等元素构成，维生素之间没有共同的结构。已知人类生存所必需的维生素有13种。维生素的命名基本上是根据发现的先后顺序使用英文字母。

各种维生素其实有着不同的功能。以大家熟知的水果蔬菜中含量丰富的维生素C为例，它有助于合成构成皮肤或骨骼成分的胶原质，合成激素，促进铁在小肠处的吸收等。

维生素的作用，一大部分是作为促进体内化学反应进行的酶的辅助因子“辅酶”。比如作为促进碳水化合物、蛋白质、脂肪释放能量的酶和进行DNA合成的酶的辅酶进行活动。

另一方面，矿物质是指在构成人体的所有元素中，除去碳、氧、氢、氮之外，剩余的5%左右的元素。其中有钙、磷、镁这样的人体构成元素，钠、钾这样维持体液渗透压（通过细胞膜液体移动而产生的压力）等体内环境的元素，还有像铁这样构成多种酶、促进该酶发生作用的元素。此外，与维生素一样，一种矿物质有多种功能。

平时理所当然地吃下去的一顿顿饭中，就像本文所介绍的一样，包含着通过各种方法维持我们身体机能的营养素。今晚吃饭前，让我们认真看看碗中的食物，看看营养是否全面吧。

（本文发表于《科学世界》2012年第6期）