完美氨基酸和氨基酸利用背后的科学

如果您正在阅读此页面，则很可能您已经看到过我们对 PerfectAmino 必需氨基酸的声明；并且您可能对它们有一些疑问。

第一种说法是，并非所有蛋白质都一样。不同的蛋白质一旦被消化和吸收，就会为我们的身体提供不同数量的可用蛋白质（每克蛋白质）。

例如，如果你摄入 1 克乳清蛋白质，那么身体所获得的可用蛋白质量就不会与 1 克全蛋蛋白质相同，不足以构建新的肌肉、骨骼等。

第二个说法是，我们每摄入一克蛋白质就能摄入4 卡路里热量，这种想法是错误的。这表明科学界以外的人普遍缺乏对卡路里的了解，以及卡路里与肌肉增长、能量和体脂的关系。

卡路里不是一个单一的物质，而是能量产生的一种测量单位：当一克碳水化合物、蛋白质或脂肪分解并作为燃料燃烧产生能量时，会产生多少能量。

当我们摄入碳水化合物时，其中大部分会被分解并用于产生能量。或者，它们会被用来制造糖原或身体脂肪——为未来储存能量。

但蛋白质甚至脂肪则不然。我们摄入的脂肪中很大一部分用于制造新细胞或激素。只有一部分与糖分子结合并储存为体脂。

显然，并不是所有摄入的蛋白质都会被用作燃料。有些蛋白质会用于构建或修复肌肉、细胞、激素、骨骼、皮肤等。这里没有能量产生，因此也就没有卡路里，卡路里只是能量产生的量度。

因此，如果一克碳水化合物、蛋白质或脂肪完全用于产生能量，我们将分别获得 4 卡路里、4 卡路里或 9 卡路里。如果它们完全用于产生能量。

除此之外，每克蛋白质不仅产生的能量不到 4 卡路里，而且我们实际上产生的能量（以卡路里计算）也不同，具体取决于我们摄入的蛋白质来源：鸡蛋、大豆、肉类、鱼类、乳清、豌豆、胶原蛋白等。每一种蛋白质都为我们的身体提供不同数量的能量（以卡路里计算）。

第三个说法是，PerfectAmino 提供的是纯必需氨基酸来源，其中 99% 被人体用于合成新蛋白质，因此几乎不提供实际热量——每五克仅含不到一卡路里热量。

我们将尽力在此回答这些主张。

但要做到这一点，首先我们需要了解蛋白质实际上是什么，以及它进入我们的身体后会发生什么：

蛋白质是什么：氨基酸和合成新蛋白质

蛋白质不仅仅是“蛋白质”。蛋白质是由称为氨基酸的较小分子组成的分子。 ^（1,8,13）

蛋白质不过是由肽键结合在一起的氨基酸。（另请注意，胶原蛋白只是一种蛋白质。它不是其他特定的东西。）

已知的氨基酸约有 500 种，但人体仅使用约 20 种来制造蛋白质。 ^（14）

为了制造或“合成”蛋白质，这些氨基酸被结合在一起，形成由数百或数千种不同氨基酸组成的长链。然后这些链被盘绕起来，新的键将这些链固定住。这些看起来很像一根盘绕起来的绳子。 ^（1,15）

但这些蛋白质可以包含任意类型或数量的不同氨基酸。

而且，每种含有不同氨基酸的蛋白质都是不同的，彼此之间也存在差异。这些差异是必要的，因为它们在体内发挥着不同的功能。 ^（3）

“氨基酸组成和序列决定了蛋白质在特定环境下^的天然结构、功能和营养品质。”（16）

实际上，人体内有大约 20,000 种不同的蛋白质，每种蛋白质的氨基酸类型和数量都不同。 ^（2，8）

特定蛋白质所含的氨基酸统称为其氨基酸谱。

蛋白质在消化和吸收过程中会发生什么

一个很大的误解是，当我们消耗蛋白质时，它们会被分解成“蛋白质分子”，然后被送到需要蛋白质的地方。

事实并非如此。当蛋白质被身体消化、吸收和利用时，它的形式与进入时完全不同。它已被完全分解，并完全重建为身体当时所需的任何物质。 ^（19）

你的肌肉中没有蛋白质分子或乳清蛋白分子，你的皮肤或骨骼中也没有粉状胶原蛋白分子。

当你消耗蛋白质时，它会经历非常精确的一系列动作。

首先，你的胃会将其分解。

在胃酸和消化酶的作用下，你吃进去的蛋白质被拉开，然后各个链被解开并断裂。 ^（20）

它们在这里不会被分解成单个的氨基酸，而是分解成更小的、长度约为 20-40 个氨基酸的非螺旋链。

然后，它们从胃进入小肠，并在那里释放出新的酶。

这些新的酶将较小的氨基酸链进一步分解，直到将氨基酸结合在一起的所有键完全溶解，并且每个氨基酸都是自由浮动的，不与任何其他氨基酸相连。 ^（21）

所以现在，我们已经将以肉、蛋、大豆或胶原蛋白形式结合在一起的复杂蛋白质完全分解成数万或数十万个单独的、不相连的氨基酸。

此时，这些氨基酸可以转化为人体所需的两万多种蛋白质。 ^（21）

这些单个氨基酸随后通过小肠壁吸收，经过肝脏，释放到血液中，然后被全身的单个细胞吸收，并结合在一起（合成）成该细胞所需的特定类型的新蛋白质。 ^（22）

这就是卡路里以及我们所吃的蛋白质的实际利用量。

因为这些细胞不需要任何类型或数量的氨基酸来制造新蛋白质。它们有非常精确的需求。

必需氨基酸与非必需氨基酸

氨基酸主要有两种类型：必需氨基酸和非必需氨基酸。（这些也称为不可缺少氨基酸和非必需氨基酸。）

非必需氨基酸，或可有可无的氨基酸，是人体可以自行制造（合成）的氨基酸，因此不需要从饮食中的外部蛋白质来源获取。 ^（8）

必需氨基酸 (EAA)或不可缺少氨基酸是人体无法自行产生的氨基酸，因此我们必须从外部蛋白质来源获取。 ^（8）

但这里的诀窍是，非必需氨基酸是利用必需氨基酸制成的。

您需要必需氨基酸来制造您所需的所有非必需氨基酸。

但更重要的是，你需要所有必需氨基酸来制造你的身体所需的任何蛋白质。

如果没有全部必需氨基酸，您的身体就无法制造蛋白质。

如果缺少一个，它就无法制造新的蛋白质。 ^（7，10）

这种缺失的氨基酸被称为“限制性”氨基酸，因为当它缺失时，或缺失的程度达到一定程度时，就会限制可用于合成新蛋白质的其他必需氨基酸的含量。 ^（7，9）

“…膳食蛋白质的生物学价值取决于其组成氨基酸，并表明如果在蛋白质合成时不能同时获得八种必需氨基酸，那么细胞内的缺陷，即使只有一种氨基酸，也会限制人体的蛋白质合成。” ^（11）

这就是为什么 BCAA（三种被称为支链氨基酸的必需氨基酸，被吹捧为可以生成新蛋白质）实际上并不能生成新蛋白质的原因。 ^（10）

从物理上来说他们不可能做到这一点。

您的身体需要每一种必需氨基酸来生成新的蛋白质。如果缺少一种，就无法生成新的蛋白质。 ^（7）

此外，它不需要额外的非必需氨基酸。它会根据蛋白质的需要制造非必需氨基酸。

但事情远比这更深刻。

人体不只是需要每一种必需氨基酸，还要求每种氨基酸之间有精确的比例。

科学家们几十年来一直在研究这个比例。

“人类的正常生长和健康维持需要所有氨基酸（IDAA [必需氨基酸]、有条件 IDAA 和可有可无氨基酸）以适当的数量和形式提供，以便生物利用（Pencharz 和 Young 2006）。这个方面通常被称为可用性或生物利用度，了解这一点非常重要，因为食物蛋白质在 IDAA 和有条件 IDAA 的浓度和生物利用度方面差异很大。” ^（6）

不是每样一个。而是这个两个，那个三个，这个一个，那个十个，等等。

如果您的身体接收了所有必需氨基酸，但其中某些氨基酸含量较低，那么它将无法充分利用其他氨基酸。

这被称为限制性氨基酸。如果除一种必需氨基酸外，其他所有氨基酸都存在且比例正确，可以生成 10 克新蛋白质，但其中一种氨基酸的数量仅足以与其他氨基酸一起生成 3 克新蛋白质，那么无论你有多少其他 EAA，你都只能生成 3 克蛋白质。 ^（11）

例如，如果您要搭建一张宜家的桌子，那么您需要一个桌面和四条腿来搭建一张桌子。

如果您有两个桌面和 7 条腿，您仍然只能搭建一张桌子，因为缺少一条腿。

虽然 EAA 不止两种，但原理是一样的。人体只能合成与每种必需氨基酸的适当比例相同的新蛋白质。如果你想要合成 10 倍的蛋白质，那么你需要根据其比例将每种 EAA增加 10 倍。 ^（10）

如果仅增加其中一两种，那么增加的量实际上是过量的，并且不能被身体用来制造新的蛋白质。

这就是不同类型的蛋白质发挥作用的地方。

因为虽然乳清、豌豆、大豆、肉类、鸡蛋等可能含有所有的 EAA，但每种食物所含的必需氨基酸比例却不同。

您的身体能从特定蛋白质源中的 EAA 中合成多少新蛋白质，取决于该蛋白质源中每种必需氨基酸的正确比例。 ⁽⁶⁾

“食物蛋白质的营养质量取决于必需氨基酸的绝对含量、必需氨基酸的相对比例以及它们与非必需氨基酸的比例。” ^（16）

如果某种蛋白质来源（例如乳清）仅包含 18% 的 EAA（以正确的比例构成新蛋白质），而其他 82% 则是超出正确比例的单个 EAA 或其他非必需氨基酸，那么您所摄入的乳清中只有 18% 能够在体内用于构成新蛋白质。

其余 82% 的蛋白质（必需氨基酸和非必需氨基酸）是过剩的，因此不能自行用于制造新的蛋白质。

这就是卡路里产生的原因。

因为这些多余的营养不会被储存或保存以备后用，所以你的身体必须对其进行处理。

糖异生：蛋白质如何转化为能量（卡路里）

当你的身体有多余的糖（碳水化合物）时，它会有办法将其储存起来以备后用。

它将每个单独的糖分子连接成链。这些糖链称为糖原，它们储存在肌肉和肝脏中。 ^（17）

当您的细胞需要更多能量，而血液中又不再有糖时，您的身体就会将这些糖原链分解成单个糖，并将它们释放到血液中供细胞使用。

如果你体内的糖分过多，已经填满了体内所有的糖原储备，但仍然有剩余，那么身体就会将这些糖与脂肪酸连接起来，形成甘油三酯，并将其作为体脂储存在我们的脂肪细胞中。 ^（18）

这也是我们摄入的额外脂肪储存的方式。如果身体中的脂肪酸多于它能用于提供能量或细胞结构的量，那么它就会将脂肪酸与糖连接起来，并将其作为体脂储存在我们的脂肪细胞中。

人体没有这种储存氨基酸的能力。它们要么被合成新的蛋白质，要么无法被利用。 ^{（4、5、10）}

当我们摄入蛋白质时，它们会被完全分解成氨基酸，这些氨基酸就会释放到我们的血液中，供细胞使用。

但这些氨基酸平均只能在血液中停留几个小时。如果它们在这段时间内未被利用，因为它们超过了身体所需的量，你的身体就必须对它们采取某种措施。

氨基酸是可以分解的分子。当它们不能用来合成新的蛋白质时，就会发生这种情况。

“如果氨基酸过量存在，人体就没有能力或机制来储存它们；因此，它们会转化为葡萄糖或酮，或者被分解。” ^（5）

一个氨基酸分子含有一个胺基、一个羧酸基和一个特定于每个氨基酸的侧链。

这就是“蛋白质含有卡路里”的说法。卡路里衡量蛋白质中的氨基酸分解、碳水化合物或脂肪分解可能产生的能量。

但这是有可能的。

卡路里是你的身体分解（消化和吸收）食物时释放的能量。

如果氨基酸被用来构建新的蛋白质，那么它们就不会被分解，也不会释放能量。

只有多余的氨基酸，即不能用来生成新蛋白质的氨基酸，才会经历糖异生并分解，释放葡萄糖（糖）和酮，或者直接被氧化作为燃料——以卡路里来衡量的能量。

但是如果你正在吃蛋白质并且锻炼肌肉，那么显然你所摄入的蛋白质中的至少一部分氨基酸会被转化为新的蛋白质，而不是被用作能量。

我们如何知道蛋白质的消耗量以及转化为能量（卡路里）的量

氨基酸的主要元素是碳、氢、氧和氮。

“氨基酸分解会产生碳氢化合物和含氮废物。然而，高浓度的氮是有毒的，因为它们会产生铵离子。尿素循环处理氮并促进其从体内排出。” ^（5）

作为氨基酸的组成部分，氮元素是关键。

当氨基酸脱氨基时，氮就会被释放。这主要可以通过尿液测量，也可以通过粪便和汗液测量，这也是精确测量人体内氨基酸利用率的方法。

当氨基酸遵循合成代谢途径（蛋白质合成）时，不会释放氮，因为它仍然是氨基酸的组成部分，现已被用作身体结构中蛋白质的一部分。

但当氨基酸过量时，它们会沿着分解代谢途径（氨基酸降解或脱氨）分解。这会释放出氨基酸成分中的氮。

氨基酸中氮的重量是已知的，并且可以测量。

非常准确地说，氨基酸的分子量为110Da，氮占氨基酸的16％。 ^（13）

因此，我们可以在食用之前测量蛋白质源的总氮量，然后测量之前期间的氮输出量，从而让我们了解所消耗的蛋白质中被合成代谢（合成为新蛋白质）的确切量以及被分解代谢（分解为其组成部分）的量。

如果被合成代谢，氨基酸现在就是身体蛋白质结构的一部分，不会产生任何能量输出。而且我们也不会看到它释放出氮。

如果分解代谢，氨基酸就会脱氨基，产生能量并释放出氮成分，这些氮成分现在可以通过尿液排出，在较小程度上也可以通过汗液和粪便排出。

例如：如果我们取 10 克蛋白质，并且如果氮占组成该蛋白质的每种氨基酸的 16%，那么我们知道 10 克蛋白质中含有 1.6 克氮。

如果我们发现这1.6克氮中有一半通过尿液、粪便和汗液（0.8克）排出，那么我们就知道10克蛋白质中只有一半的氨基酸被用来合成新蛋白质，而另一半被脱氨基并被用作能量来源——卡路里。

因此，从摄入的 10 克蛋白质中，我们只能得到身体实际用于生成新蛋白质的 5 克。而且我们现在还知道，其中 5 克转化为能量（卡路里），因此从这 5 克蛋白质中我们可以得到 20 卡路里，因为每克蛋白质的潜在能量为 4 卡路里。

这是一个简单的例子。

随着 PerfectAmino 的问世，以及多项单独研究和在三重盲交叉研究中比较 PerfectAmino、乳清和全鸡蛋的研究（其中收集了每位参与者的尿液和粪便并测量了氮含量），我们现在知道了人体合成新蛋白质所需的必需氨基酸的精确比例，而且几乎不会过量 - 每份 5 克 PerfectAmino 仅含 0.04 卡路里。

将 PerfectAmino EAA 的专有配方与其他蛋白质来源的氨基酸组成进行比较，我们能够计算出每种蛋白质所含的用于蛋白质合成的氨基酸的确切量以及脱氨并转化为能量（卡路里）的氨基酸量。

当我们查看整个鸡蛋的氨基酸概况时，我们发现 48％ 的必需氨基酸以正确的比例存在，可以在人体中合成新的蛋白质，而 52％ 的氨基酸则是过量的。

这意味着，全蛋中近一半的蛋白质用于在体内生成新蛋白质，而超过一半的蛋白质则转化为能量，因此全蛋的有效热量为每克 2.08。这是自然界食物中最高的比例。

在乳清中，我们发现，以正确比例合成新蛋白质的必需氨基酸占氨基酸谱的 18%，导致必须脱氨基的过量氨基酸为 82%。这样，每克乳清的有效热量测量值为 3.28 卡路里。

而在 BCAA（支链氨基酸）中，它们只是三种必需氨基酸，因此不能单独用于合成新蛋白质，我们发现它们是完全过剩的氨基酸，并且容易脱氨基。

总之

并非所有的蛋白质都是相同的。

蛋白质由氨基酸组成，氨基酸分为必需氨基酸（必须从食物来源中获取）和非必需氨基酸（人体可以自行制造）。

为了制造新的蛋白质，我们的身体需要每一种必需氨基酸。

如果我们缺少哪怕一种，我们的身体就无法制造新的蛋白质。

必需氨基酸之间也必须有精确的比例。

任何高于该水平的氨基酸，单独使用都会导致过量，无法单独利用。

当我们摄入蛋白质时，我们的身体会将其分解成组成它的单个氨基酸，然后从中去除以正确比例存在的必需氨基酸。

我们的身体利用这些来制造新的蛋白质。

任何多余的必需或非必需氨基酸都会转化为葡萄糖（糖）、酮或直接氧化为燃料。

卡路里衡量食物来源分解（分解代谢）并用作能量时释放的能量。

蛋白质源中多余的氨基酸无法用来生成新蛋白质，它们是蛋白质源中卡路里的实际来源。蛋白质源中过量氨基酸的含量因蛋白质的确切氨基酸组成而异。

氨基酸的比例精确、正确，99% 的氨基酸被人体用来合成新蛋白质，从而几乎不会产生多余的氨基酸。

因此，这个比例几乎可以实现零卡路里。

任何改变该比例的行为都会导致氨基酸过量，而这些氨基酸随后会被转化为能量，以卡路里来衡量。

其他蛋白质来源与此比例有不同程度的差异，全蛋的利用率为 48%，乳清的利用率为 18%，大豆的利用率为 16%。

因此，它们分解过量氨基酸后产生的能量也不同，全鸡蛋蛋白质的 52% 被脱氨基并转化为能量（以卡路里为单位），乳清的 82% 被脱氨基，大豆的 84% 被脱氨基。

这种多余的能量主要以糖（葡萄糖）和脂肪的形式存在，是氨基酸经过糖异生过程后产生的。

这些发现可以通过任何给定蛋白质源的氮输出来测量。

每种氨基酸都含有一定量的氮。

当过量的氨基酸脱氨时，这种氮就会释放出来，并且可以精确测量。

与消耗的蛋白质量相比，测量的氮输出量相当于转化为糖或脂肪的未使用的过量氨基酸的百分比。

这向我们展示了用于构建新蛋白质的氨基酸的百分比，并且可以测量单个蛋白质来源。

什么是完美氨基酸

只有一个蛋白质来源提供人体所需的必需氨基酸的精确比例，以合成新的蛋白质和胶原蛋白，而不会产生过量的氨基酸：PerfectAmino。

其专有的氨基酸组成由必需氨基酸组成，其比例为 99% 可被人体用于合成新蛋白质。

由于需要脱氨基的多余氨基酸不到 1%，因此每消耗 5 克仅提供 0.04 卡路里的热量。

PerfectAmino是完美的蛋白质来源。

亲自尝试一下你就会发现真相。

参考：

1. https://www.britannica.com/science/ Protein
2. 人类蛋白质组的大小：宽度和深度
3. 蛋白质 — 哪种最好？国际运动营养学会研讨会，2005 年 6 月 18-19 日
4. https://education.med.nyu.edu/mbm/aminoAcids/introduction.shtml
5. https://open.oregonstate.education/aandp/chapter/24-4- Protein-metabolism/
6. 人类对氨基酸的需求：特别强调氨基酸的代谢利用度
7. 指示氨基酸氧化：概念与应用
8. 生物化学、必需氨基酸
9. 氨基酸摄入过量的营养后果
10. 人类的支链氨基酸和肌肉蛋白质合成：神话还是现实？
11. Block RJ、Mitchell HH。蛋白质的氨基酸组成与其营养价值的相关性。《营养学文摘评论》1946 年；16：249-278。
12. 膳食蛋白质和血糖浓度
13. 蛋白质和氨基酸，国家医学图书馆
14. 非核糖体肽和混合聚酮化合物支架的非蛋白氨基酸构建块
15. 氨基酸，国家人类基因组研究所
16. 食品科学与营养百科全书
17. 骨骼肌糖原分解在运动调节胰岛素敏感性中的作用
18. 从糖到脂肪，美国国家医学图书馆
19. 蛋白质消化和氨基酸吸收
20. 胃肠道的特点，蛋白质，大英百科全书
21. 人类肠道氨基酸吸收：概念及其与餐后代谢的相关性
22. 一顿饭中人体能利用多少蛋白质来锻炼肌肉？对每日蛋白质分配的影响