必需氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類見表5-1。

表5-1　必需氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類

續(xù)　表

非必需氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類見表5-2。

表5-2　非必需氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類

續(xù)　表

從表5-1和表5-2中可以看到，就只有這20種氨基酸是參與生物體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的。

除了上述的20種氨基酸外，存在于蛋白質(zhì)中的還有羥脯氨酸，它是一種亞氨基酸（含有的是HN＝或—NH—），但羥脯氨酸僅存在于膠原蛋白（結(jié)締組織）中；此外還有胱氨酸，但它是由半胱氨酸構(gòu)成的。因此通常就說(shuō)從蛋白質(zhì)水解出來(lái)的氨基酸只有20種。20種氨基酸中，對(duì)動(dòng)物而言，共有10種氨基酸是自身不能制造的，必須靠外界的食物來(lái)補(bǔ)充，它們是：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、組氨酸和精氨酸，并且這其中的前8種，人類也不能自身合成，所以這8種氨基酸被稱為必需氨基酸，必須從食物中得到足夠的補(bǔ)充。人們常食用的香菇便是一種高蛋白、低脂肪及營(yíng)養(yǎng)豐富的食品，人體必需的8種氨基酸，香菇內(nèi)便有7種。圖5-3是利用高效液相色譜儀對(duì)其進(jìn)行分析的結(jié)果，可以清楚地看到，被分析的香菇內(nèi)共含有15種氨基酸。

圖5-3　香菇中氨基酸的液相色譜分析圖

為了補(bǔ)充食品中某些必需氨基酸的不足，一些必需氨基酸也常用作食品的添加劑，如賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸等，動(dòng)物試驗(yàn)已證明，它們的效果以添加賴氨酸為最好。但是如過(guò)量服用，也會(huì)出問(wèn)題，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)同樣證明，小白鼠過(guò)量食用賴氨酸會(huì)使肝臟受到損害。

利用半胱氨酸構(gòu)成胱氨酸在醫(yī)學(xué)上可以防護(hù)原子輻射和治療放射病，就是因?yàn)樵谠虞椛湎?，半胱氨酸易氧化成胱氨酸，平衡向左邊移?dòng)（見圖5-4），就不會(huì)去破壞其他氨基酸，從而保護(hù)細(xì)胞不受原子輻射的傷害。此外，半胱氨酸還可被用來(lái)解河豚魚毒。

圖5-4　胱氨酸和半胱氨酸

必需氨基酸的重要性已無(wú)須多說(shuō)，我們必須從食品中去取得足夠的補(bǔ)充以滿足身體的需要。而非必需氨基酸由于可在動(dòng)物體內(nèi)合成，作為營(yíng)養(yǎng)并不需要從外部補(bǔ)充。這些氨基酸是由碳水化合物的代謝物或由必需氨基酸來(lái)合成碳鏈，再進(jìn)一步由氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)引入氨基后生成的。應(yīng)該指出，通過(guò)食品攝取非必需氨基酸，同樣也是對(duì)人體生長(zhǎng)有利的，這些氨基酸的缺乏同樣會(huì)導(dǎo)致疾病。下面就對(duì)其中的一些再給以簡(jiǎn)要的介紹。

組氨酸，經(jīng)脫羧基后會(huì)形成組胺（見圖5-5），它廣泛分布在哺乳動(dòng)物的組織中，尤其在肥大細(xì)胞及有關(guān)嗜堿性白細(xì)胞內(nèi)。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的某些部位，特別是下丘腦也含有組胺，它存在于突觸體內(nèi)，可能是中樞神經(jīng)的一種介質(zhì)。它還可能與外周神經(jīng)的感覺及傳導(dǎo)有密切關(guān)系。

圖5-5　組氨酸和組胺

值得注意的是，當(dāng)肥大細(xì)胞遇到一種過(guò)敏原（或物理、化學(xué)的刺激），比如說(shuō)花粉，肥大細(xì)胞就會(huì)釋放出組胺來(lái)，組胺常與蛋白質(zhì)結(jié)合。當(dāng)組胺與靶細(xì)胞上特異受體結(jié)合時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生生物效應(yīng)：使小動(dòng)脈、小靜脈和毛細(xì)血管擴(kuò)張，毛細(xì)血管通透性增強(qiáng)。全身性的毛細(xì)血管擴(kuò)張可使血管容量驟增，大量液體自血管內(nèi)滲出又可使血液容量驟減，結(jié)果血壓下降，嚴(yán)重者甚至休克。液體從血管內(nèi)滲出的結(jié)果，還會(huì)使得皮膚發(fā)生不同層次的水腫，導(dǎo)致濕疹、蕁麻疹、血管性水腫等病變；也會(huì)使得呼吸道黏膜水腫、支氣管痙攣，導(dǎo)致呼吸困難；還能使平滑肌痙攣引起腹絞痛、痛經(jīng)、流產(chǎn)等。

甘氨酸和脯氨酸在人體膠原蛋白質(zhì)的氨基酸總數(shù)中約占到三分之二。在膠原中，每個(gè)膠原分子扭曲成穩(wěn)定的螺旋形狀。三個(gè)這樣的分子以纏繞方式結(jié)合，賦予膠原纖維很大的強(qiáng)度。創(chuàng)傷及手術(shù)后切口的愈合過(guò)程中都需要靠膠原蛋白來(lái)填充。

丙氨酸是人體肌肉的重要組成部分，是少數(shù)幾種可以轉(zhuǎn)化成葡萄糖的氨基酸中的一種。通過(guò)丙氨酸和葡萄糖在肌肉和肝臟之間進(jìn)行氨轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程叫做丙氨酸-葡萄糖循環(huán)。運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌釋放的丙氨酸會(huì)進(jìn)入血液循環(huán)，由血輸送到肝臟，再經(jīng)糖的異生作用生成葡萄糖，從而可以維持血糖濃度的穩(wěn)定。由于人體是將運(yùn)動(dòng)肌中糖分解代謝的中間產(chǎn)物丙酮酸轉(zhuǎn)變成為丙氨酸的，這樣還可防止肌細(xì)胞內(nèi)丙酮酸濃度升高，可減少乳酸生成，保證糖分解代謝通暢，有利于延緩運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的疲勞。丙氨酸的輸送使得氨基酸的氨基能以無(wú)毒形式運(yùn)輸?shù)礁闻K內(nèi)解毒，也避免了血氨濃度的升高。

苯丙氨酸在體內(nèi)主要轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼岷笤倮^續(xù)分解，一般經(jīng)轉(zhuǎn)氨基生成苯丙酮酸的量很少，但對(duì)于先天性苯丙氨酸羥化酶缺陷患者，苯丙氨酸不能羥化生成酪氨酸，苯丙酮酸的生成就增多。在血和尿中如出現(xiàn)苯丙酮酸，就會(huì)導(dǎo)致智力發(fā)育障礙，稱為苯丙酮尿癥。

酪氨酸是人體組成蛋白質(zhì)中相當(dāng)重要的成分。它能合成出神經(jīng)遞質(zhì)，如左旋多巴、多巴胺以及腎上腺素、甲狀腺素等激素。因此，它能用于消除憂郁、焦慮、頭痛等癥的治療，也被用來(lái)戒除毒癮和幫助治療老年癡呆癥病患。另外，它還能幫助制造黑色素。也能合成出酪胺。酪胺又叫對(duì)羥基苯乙胺，是酪氨酸脫羧后的產(chǎn)物（見圖5-6）。多巴胺就是3-羥酪胺，也就是在結(jié)構(gòu)上比酪胺多了一個(gè)羥基。

圖5-6　酪胺（對(duì)羥基苯乙胺）

谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天冬氨酸及蛋氨酸等和它們的鈉鹽以及核苷酸類的衍生物都有鮮味（但后者更鮮，有一種2-呋喃甲硫基肌苷酸甚至比味精要鮮650倍）。為什么部分氨基酸會(huì)呈鮮味？有人認(rèn)為是氨基酸上的帶負(fù)電荷的基團(tuán)所造成的，但為什么其他帶負(fù)電荷基團(tuán)的分子就沒有鮮味呢？因此，這還是一個(gè)未能解答的謎。

由氨基酸構(gòu)成的二肽或三肽也會(huì)呈鮮味，這就是肉湯之所以味鮮的緣故。特別是谷氨酸與其他親水性的氨基酸（甘氨酸、天冬氨酸、絲氨酸等）所形成的肽就呈現(xiàn)鮮味，而與疏水性的氨基酸（如亮氨酸）連接成的肽，不但沒有鮮味，反而有苦味。

味精即谷氨酸鈉，長(zhǎng)期以來(lái)作為增鮮劑而廣泛用在食品工業(yè)和烹調(diào)中。谷氨酸本身只有酸味，可是它的鈉鹽卻有著強(qiáng)烈的鮮味。許多天然食物中都含有味精，按100克重量計(jì)，番茄含味精140毫克，蘑菇、魚和雞肉含44毫克，牛肉含33毫克，母乳含21.6毫克，牛奶含1.9毫克，一個(gè)雞蛋含有13毫克。人的身體本身也產(chǎn)生味精，因?yàn)樗鼘?duì)大腦代謝很重要。人身上的味精主要存在于骨骼中，此外大約有2.5克是作為產(chǎn)生神經(jīng)傳遞素（神經(jīng)遞質(zhì)）的主要物質(zhì)而分布在大腦中。味精與胃酸反應(yīng)后生成谷氨酸，谷氨酸在醫(yī)學(xué)上有護(hù)肝（治療肝性昏迷）和改善神經(jīng)系統(tǒng)功能的作用。

1866年德國(guó)的H.Ritthasen博士在用酸分解小麥面筋蛋白質(zhì)時(shí)，最早發(fā)現(xiàn)了味精。然而自1968年開始，關(guān)于味精的是非問(wèn)題卻始終爭(zhēng)論不休。當(dāng)時(shí)，一位在美國(guó)工作的韓國(guó)醫(yī)生致信《新英國(guó)醫(yī)學(xué)雜志》，描述了味精導(dǎo)致的“中國(guó)餐館綜合征”的癥狀：惡心、胸悶、頭暈、出汗、心跳、臉紅等。隨后美國(guó)的一些研究者也發(fā)表了動(dòng)物試驗(yàn)中大劑量味精帶來(lái)的種種“副作用”。與此同時(shí)，也有一些研究者們公布了一系列研究結(jié)果，證明味精是無(wú)害的，是一種可放心的食品添加劑。1959年美國(guó)官方認(rèn)可了味精是無(wú)害食品添加劑；歐盟也確認(rèn)味精是最可靠的食品添加劑。但仍有人認(rèn)為，美國(guó)官方的觀點(diǎn)是基于那些由味精工業(yè)和味精生產(chǎn)廠組織和資助的科研結(jié)果而發(fā)表的。鑒于兩種觀點(diǎn)相持不下，世界衛(wèi)生組織曾作出規(guī)定，成人每人每天的味精攝入量為120毫克/千克體重。有些專家還作了提醒：味精不宜過(guò)分加熱，超過(guò)155℃，味精會(huì)變?yōu)榻构劝彼徕c，其雖毒性不大，但會(huì)積聚體內(nèi)，引起心跳、手顫、失眠等反應(yīng)。嬰幼兒不宜或不宜多食味精，因易在血液中生成谷氨酸鋅，從尿液中排出，造成缺鋅。

1987年3月，在荷蘭海牙召開的第19屆聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品添加劑法規(guī)委員會(huì)議上，決定取消對(duì)食用味精加以限量的規(guī)定。除一周歲以下嬰兒外，其他年齡組兒童亦可食用。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，所謂的“中國(guó)餐館綜合征”并非多加味精所致，而是蠟樣芽孢桿菌污染飯菜造成。研究報(bào)告還證實(shí)，味精加熱后一般變化不大，加熱到210℃時(shí)味精會(huì)發(fā)生吡咯烷酮化，加熱到270℃時(shí)才分解破壞。所以，以往的說(shuō)法有誤，在一般烹調(diào)溫度條件下，味精的性能是穩(wěn)定的，不用擔(dān)心變質(zhì)有毒。