Trong quá trình sống, cơ thể thường xuyên diễn ra sự phân hủy đồng thời luôn luôn có sự đổi mới về thành phần của tế bào. Để đảm bảo quá trình phân hủy và đổi mới này hằng ngày cần có chất protin vào máu. Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất. Chất protein ở cơ thể người chỉ có thể hình thành từ protetin của thức ăn. Chất protein không thể tạo thành từ chất lipit và gluxit. Ban đầu người ta gọi chất protein là albumin và albumin của lòng trắng trứng được nhiều người biết hơn cả. Năm 1938, nhà hoá học Hà Lan Mulder đã gọi abumin là protein (protos: chất quan trọng số 1).

1. Cấu tạo protein

1.1. Thành phần protein

– Protein là chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp và có trọng lượng phân tử cao: Protein là các phân tử lớn gồm nhiều axit amin liên kết nhau bằng các dây nối peptid.

– Thành phần protein gồm có N, C, H, O, S và đôi khi có các yếu tố khác như: P. Mg, Ca, Cu.

– Protein là chất duy nhất cung cấp nitơ cho cơ thể, có hai loại protein: protein đơn giản và protein phức tạp.

– Protein đơn giản trong thành phần chỉ có các axit amin.

– Protein phức tạp là những protein trong thành phần ngoài các axit amin còn có các chất khác như kim loại, chất màu, gluxit….

1.2. Axit amin

– Axit amin là thành phần nhỏ nhất của protein mà có thể hấp thu được.

– Có loại axit amin là axit amin cần thiết và axit amin không cần thiết.

a. Axit amin cần thiết

Là những axit amin không thể tự tổng hợp ở bên trong cơ thể, vì vậy cơ thể phải dựa vào nguồn thức ăn để được cung cấp các axit amin này. Trong quá trình tổng hợp, tế bào của cơ thể rất cần đến các axit amin này.

Có 10 loại axit amin cần thiết là: lizin, methionin, triptophan, lơxin, isolơxin, phenylalamin, valin, histidin, acgin, treonin (acginin và histidin cần thiết ở trẻ em để duy trì tốc độ phát triển bình thường của cơ thể). Các axit amin này có nhiều trong các loại thực phẩm động vật và đậu đỗ (Histidin có nhiều ở đậu tương). Trong khẩu phần ăn của động vật và con người nếu thiếu nhiều các axit amin này cơ thể sẽ ngừng lớn, thậm chí sút cân.

b. Axit amin không cần thiết

Là những axit amin có thể tự tổng hợp được ở bên trong cơ thể nhưng quá trình tự tổng hợp chỉ đáp ứng được nhu cầu tối thiểu của cơ thể, do đó vẫn phải cung cấp cho cơ thể các loại thức ăn giàu đạm. 10 axit anin không cần thiết: glyxin, alanin, xystcin, xistin, axit glutamic, axi aspactic, tyrosin, prolin, oxiprolin, serin. Các axit amin này cũng có nhiều vai trò quan trọng đối với cơ thể.

2. Vai trò của protein trong dinh dưỡng

– Protein là thành phần cơ bản của các vật chất sống. Nó tham gia vào mỗi một tế bào và là yếu tố tạo hình.

– Trong cơ thể, protein có vai trò như sau:

2.1. Vai trò tạo hình (tạo tế bào)

Người ta nói protein có vai trò tạo hình có nghĩ là protein là nguyên liệu để cấu tạo nên các tế bào bao gồm:

+ Màng tế bào

+ Nguyên sinh chất

+ Nhân tế bào

– Chúng được cấu tạo từ protein

– Cơ thể đã sử dụng các protein của thức ăn, chuyển hoá chúng và đồng thời tổng hợp chúng như sau:

-Thịt, cá, trứng, đậu đỗ/protein của thức ăn

Trong các chất dinh dưỡng, duy nhất chỉ có protein có vai trò tạo tế bào. Vai trò này đặc biệt quan trọng đối với trẻ em, phụ nữ có thai và cho con bú, đối với bệnh nhân, thương binh thời kì hồi phục.

2.2. Vai trò điều hoà các quá trình chuyển hóa của cơ thể

Một số protein đặc hiệu có vai trò đặc biệt quan trọng, chúng tham gia vào thành phần các men, nội tiết tố, kháng thể và các hợp chất khác. Các chất này đóng vai trò quan trọng trong việc điều hoà các quá trình chuyển hoá cũng như hoạt động sinh lí của các chức phận trong cơ thể. Thiếu protein sẽ gây rối loạn chuyển hoá, đặc biệt ở gan, sức chống đỡ của cơ thể với bệnh tật bị giảm, trẻ em dễ mắc các bệnh nhiễm khuẩn ỉa chảy… Đặc biệt, khi thiếu protein trong cơ thể trẻ em sẽ gây hiện tượng còi xương. Ở gan cholescal- xiferol (vitaminD3) chuyển thành hidroxi- 25 sau đó chuyển thành dihidroxi 1,25 ở thận, đó là dạng hoạt động của vitannin D. Vai trò chính của nó là tạo điều kiện thuận lợi cho sự hấp thu canxi ở tá tràng. Người ta nhận thấy ở động vật thí nghiệm, khi bị thiếu protein cũng có biểu hiện thiếu vitamin D mặc dù đã cung cấp đủ Canxiferol. Điều đó có lẽ do tình trạng thiếu protein đã gây rối loạn quá trình chuyển hóa phân tử vitamin D sang dạng hoạt động là 25 hidroxi ở gan và 1,25 dihiđroxi ở thận.

Protein hoạt động như các chất đệm góp phần vào duy trì phán ứng của các môi trường khác nhau như huyết tương, dịch não tủy và dịch ruột.

2.3. Protein là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể và tham gia vào cân bằng năng lượng

– 1gam protein khi “đốt cháy” hoàn toàn trong cơ thể cung cấp 4 kcal.

Protein tham gia vào cân bằng năng lượng của cơ thể, khi tiêu hao năng lượng nhiều, mà lượng lipit và gluxit ăn vào không đầy đủ thì cơ thể sẽ tăng cường phân huỷ protein để sinh ra năng lượng. Như vậy, nếu cơ thể thường xuyên bị thiếu năng lượng thì sẽ huy động protein dự trữ, do đó người sẽ gầy còm, thiếu protein dẫn đến suy dinh dưỡng.

Về nhiệm vụ cung cấp năng lượng có thể thay thế chất protein bằng các chất dinh dưỡng khác nhưng không một chất nào có thể thay thế được protein trong việc xây dựng tế bào và các mô.

2.4. Protein là chất kích thích ngon miệng

Các thức ăn có chứa protein đều có các mùi thơm đặc hiệu khác nhau và vị ngon khác nhau, giúp cơ thể dễ dàng tiếp nhận các thức ăn, nhất là đối với trẻ em.

3. Giá trị dinh dưỡng của protein

Protein có tỉ lệ khác nhau trong các loại thức ăn và mỗi loại thức ăn giá trị dinh dưỡng của protein cũng khác nhau. Vì vậy, giá trị dinh dưỡng của protein của thức ăn phụ thuộc vào chất lượng và số lượng của protein có trong mỗi loại thức ăn.

3.1. Số lượng protein của thức ăn và tỉ lệ hấp thu của nó

Thức ăn nào có tỉ lệ protein cao và có sự hấp thu tốt thì đó là loại thức ăn có giá trị cao như: thịt, cá, trứng, sữa…

Tỉ lệ hấp thu thức ăn như sau:

Thịt bò: 80%

Cá: 83%

Sữa bò: 75%

Gạo: 57%

Bột mì: 52%

Bột lạc: 58%

3.2. Chất lượng protein

a. Tỷ lệ các axit amin cần thiết và tính cân đối của nó

– Chất lượng protein phụ thuộc vào tỉ lệ các axit amin cần thiết có đầy đủ và cân đối hay không. Không phải loại thức ăn nào cũng có đủ 10 axit amin cần thiết cho sự tổng hợp các chất của tế bào.

– Loại thức ăn có giá trị dinh dưỡng về protein cao là loại thức ăn có đầy đủ các axit amin cần thiết và tỉ lệ giữa chúng cân đối (nghĩa là có chứa đủ 10 axit amin cần thiết và tỷ lệ giữa chúng cân đối với nhau). Trong các axit amin cần thiết có ba loại có vai trò quan trọng nhất, đó là các axit amin: lizin, methionin, triptophan.

– Trong các loại thức ăn, người ta chọn trứng làm “đạm chuẩn” hay “protein chuẩn”, bởi vì trứng có đầy đủ 10 loại axit amin cần thiết, tỉ lệ các axit amin này cao xấp xỉ bằng nhau.

– Gạo là thức ăn nghèo lizin, ngô nghèo triptophan.

b. Vấn đề ăn phối hợp

Hai loại protein không cân đối khi phối hợp với nhau có thể thành một hỗn hợp cân đối hơn, có giá bị sinh học cao hơn hoặc nếu kết hợp ăn một loại thức ăn nghèo axit amin nào đó với một loại thức ăn giàu axit amin thì ta sẽ làm tăng giá trị dinh dưỡng của protein trong thức ăn.

Đây là cơ sở lí luận của vấn đề ăn phối hợp, cũng như tăng cường các axit amin cần thiết cho ngũ cốc. Thông thường các loại thức ăn có nguồn gốc động vật và đậu đỗ phối hợp tốt với ngũ cốc nghèo lizin. Thực tế chúng ta cần kết hợp nhiều loại thức ăn trong khẩu phần ăn để làm tăng giá trị dinh dưỡng của protein.

4. Nhu cầu về protein của cơ thể- Nguồn thực phẩm giàu protein

4.1. Nhu cầu về protein của cơ thể

Nhu cầu protein của một cá thể là lượng protein tối thiểu trong thức ăn, cân bằng các tiêu hao nitơ của cơ thể ở một đối tượng có trạng thái cân bằng năng lượng và hoạt động thể lực vừa phải. Tổ chức Y tế thế giới(OMS) và Tổ chức Nông nghiệp Thực phẩm (FAO) đã xem xét lại các kết quả nghiên cứu về cân bằng nitơ và đi đến kết luận là nhu cầu nitơ của người trưởng thành được coi là an toàn ( tính theo lượng protein của sữa bò hay trứng trong mỗi ngày) đối với 1kg thể trọng cho cả hai giới là: 0,75g. Trong thực tế, chúng ta ăn nhiều loại thức ăn có giá trị protein thấp hơn nhiều so với trứng và sữa, do vậy người ta tính nhu cầu thực tế từ nhu cầu an toàn theo công thức:

NHU CẦU THỰC TẾ = Nhu cầu an toàn theo protein chuẩn/ Chỉ số chất lượng protein thực tế x100

Theo nghiên cứu của Viện Dinh dưỡng, hệ số sử dụng protein (NPV) trong khẩu phần thường gặp ở nước ta là 60%, như vậy nhu cầu protein thực tế là: 0,75/60 x100 = 1,25 g/kg thể trọng/ngày. Nhu cầu của cơ thể về protein phụ thuộc vào tuổi và các đối tượng khác nhau.

– Trẻ em cần nhiều protein hơn người lớn (nếu tính theo cân nặng).

– Phụ nữ có thai hoặc cho con bú cần nhiều hơn người phụ nữ bình thường.

Trẻ càng nhỏ, nhu cầu về protein đòi hỏi càng cao, nhất là trong năm đầu, vì trẻ càng nhỏ, sự phát triển của cơ thể càng nhanh (trẻ được 6 tháng có cân nặng gấp hai lần so với khi mới sinh và gấp ba lần khi được 12 tháng). Nhu cầu protein của trẻ trong 6 tháng đầu là 1,86 g/kg thể trọng /ngày, 6 tháng sau là 1,65g, trên hai tuổi nhu cầu giảm còn 1,23g và từ 6 tuổi trở lên nhu cầu khoảng 1g/kg thể trọng/ ngày.

Nhu cầu của trẻ em theo đề nghị của Viện Dinh dưỡng năm 1997, khẩu phần của protein tính theo gam/ ngày là:

Trẻ dưới 6 tháng: 21g/ngày

Trẻ từ 6-12 tháng, 23g/ngày

Trẻ từ 1-3 tuổi: 28g/ngày

Trẻ từ 4-6 tuổi: 36 g/ngày

Người lớn cần khoảng: 1g/kg/ngày.

Giữa nhu cầu năng lượng và nhu cầu protein có mối liên hệ chặt chẽ.

Ở động vật thí nghiệm đang lớn (chuột, gà…) nếu cho ăn khẩu phần nghèo protein thì chúng ăn ít hơn bình thường. Người ta nhận thấy năng lượng ăn vào liên quan với chất và lượng protein của khẩu phần, hay nói cách khách, khi nhu cầu protein không đảm bảo thì năng lượng cũng thiếu hụt.

Nhu cầu protein còn phụ thuộc vào chất lượng của nó, nghĩa là tuỳ theo sự cân đối của axit anin trong khẩu phần. Nhu cầu mỗi axit amin không thể thính theo số lượng tuyệt đối mà là số lượng tương đối trong xương quan với các axit amin khác.

Vì vậy khẩu phần ăn hàng ngày cần có tính cân đối với protein, ở các chỉ tiêu:

– Tương quan về cung cấp năng lượng

– Tỉ số protein nguồn gốc động vật so với tổng số protein: Đây là một tiêu chuẩn nói lên chất lượng protein của khẩu phẩn. Các tài liệu đều cho rằng lượng protein có nguồn gốc động vật đạt 50 60% tổng số protein ở khẩu phần trẻ em và không nên thấp hơn 25% ở các lứa tuổi khác.

4.2. Nguồn thực phẩm giàu protein

Lượng protein trong thực phẩm có chứa tỉ lệ khác nhau tuỳ theo mỗi loại thực phẩm.

– Nguồn thực phẩm giàu protein là các loại thực phẩm có nguồn gốc động vật như: thịt, cá, trứng, sữa và các loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật như: lạc, vừng và các loại đậu đỗ khô. Các thức ăn nguồn gốc động vật có đủ các axit amin cần thiết phù hợp với nhu cầu của cơ thể. Histidin là axit amin cần thiết cho trẻ em có nhiều ở đậu tương.

– Tỉ lệ protein có trong một số loại thức ăn như sau:

Tên thức ăn protein (g%)

Thịt bò: 18-20,0

Thit lợn: 17-19,0

Thịt gà, vịt: 11 – 22,0

Cá: 16-20,0

Tép đồng: 18,4

Lươn: 20,0

Trứng gà, vịt: 11-18

Sữa mẹ: 1,5

Sữa bò tươi: 3,9

Sữa bột toàn phần: 27,0

Sữa đặc có đường 8,1-9,5

Cua đồng: 5,3

Ếch nhái: 17,2- 20,4

Chim sẻ: 22,1

Ốc: 10-12

Trai, sò, hến 6 – 9

Đậu tương: 34

Đậu xanh: 23,4

Đậu đen: 24,2

Lạc: 27,5

Vừng: 20,1

Đậu phụ: 10,9

Gạo tẻ: 7,6

5. Những thay đổi xảy ra trong cơ thể khi thiếu protein

5.1. Tình trạng thiếu protein

Tình trạng thiếu protein đơn thuần không phối hợp với thiếu các yếu tố dinh dưỡng khác nói chung ít gặp. Tuy nhiên, cần khẳng định rằng, trong các tình trạng suy dinh dưỡng nói chung hay là thiếu năng lượng thì sự thiếu protein đóng vai trò chủ yếu quyết định. Trên cơ sở thiếu protein xuất hiện những triệu chứng thiếu sinh tố.

Dấu hiệu đầu tiên của thiếu protein ở trẻ em là chậm lớn. Ở những vùng có chế độ ăn nghèo protein, người trưởng thành có tầm vóc thấp bé. Những người sống ven biển có nguồn protein và iôt từ cá thường lớn nên to khoẻ hơn bình thường.

Khi cơ thể thiếu protein sẽ xuất hiện bệnh phù. Đó là biểu hiện rối loạn chuyển hoá nước và tăng tích chứa nước của các tổ chức nghèo protein. Điều này cần lưu ý khi chúng ta sử dụng biểu đồ phát triển, vì ở cơ thể phù, cân nặng của trẻ không bị giảm nhiều nhưng trẻ vẫn bị suy dinh dưỡng nặng.

Suy dinh dưỡng ở trẻ em có ba thể, đó là: thể phù (Kwashiokor), thể gầy đét (Maramus) và thể phối hợp.

Thể gầy đét thường là do thiếu năng lượng kéo dài kèm theo thiếu tất cả các chất dinh dưỡng khác, tình trạng này có thể dẫn tới suy mòn cơ thể mà không kèm theo phù.

Thể phù (Kwashiokor) chủ yếu là bệnh thiếu protein, thường gặp ở các tầng lớp dân có đời sống thấp ở nhiều nước, nhất là những nước chậm phát triển. Bệnh hay gặp nhất ở trẻ em dưới 5 tuổi có chế độ ăn chủ yếu là gluxit và lượng protein động vật quá thấp. Ngày nay người ta đã thừa nhận Kwashiokor là một bệnh do dinh dưỡng không hợp lí, chủ yếu là thiếu protein và các chất dinh dưỡng khác.

Một số triệu chứng của Kwashinker là chậm lớn, chậm phát triển biến đổi màu da, biến đổi tình trạng các niêm mạc, giảm hoạt động mọi chức phận, đặc biệt là hệ thống tiêu hoá dẫn tới các rối loạn chức phận dạ dày, ruột, khó tiêu và ỉa chảy kéo dài.

Ở các trường hợp nặng, bệnh nhân bị phù nhiều, tinh thần mệt mỏi.

Tỉ lệ tử vong của người bị kwashiokor không được điều trị có thể lên tới 90%.

Do ảnh hưởng và hậu quả của Kwashiokor có thể có những biến đổi không hồi phục được về thể chất (chiều cao, cân nặng thấp so với trung bình….) và giảm sút khả năng hoạt động trí tuệ.

Rối loạn ở các hệ thống khác:

Một trong những biến đổi sớm nhất của thiếu protein là giảm các chức phận bảo vệ của cơ thể. Do thiếu protein, cơ thể trẻ em kém chịu đựng, nhạy cảm với các tác nhân không thuận lợi của môi trường bên ngoài, đặc biệt là với cảm lạnh và nhiễm trùng.

Thiếu protein về lượng và chất dẫn tới các biến đổi bệnh lí ở nhiều tuyến nội tiết (tuyến sinh dục, tuyến thượng thận, tuyến yên). các quá trình sinh sản trứng và tinh trùng bị rối loạn, có khi bị ngừng trệ.

Nếu bị thiếu protein nhiều, trẻ sẽ hoàn toàn ngừng phát triển chiều cao và cân nặng, thường thường, cân nặng bị ảnh hưởng trước.

Thiếu protein ở phụ nữ có thai và cho con bú sẽ ảnh hưởng tới cả mẹ và con, mẹ có cơ thể nhỏ bé, đẻ con thiếu cân, ở người mẹ cho con bú làm giảm sự bài tiết của người mẹ.

Như vậy, những rối loạn sảy ra trong cơ thể do thiếu protein rất đa dạng và có thể sảy ra trên khắp các bộ phận của cơ thể. Trong khẩu phần ăn, sự thiếu cân đối chung của khẩu phần đóng vai trò quan trọng. Vì thế, nâng cao toàn diện chất lượng và số lượng khẩu phần ăn là biện pháp hợp lý và có hiệu quả nhất để phòng các bệnh thiếu protein.

5.2. Tình trạng thừa protein

Trường hợp ăn thừa protein ít gặp hơn thiếu protein, khi ăn thừa protein, cơ thể sẽ tích luỹ nitơ, Trong quá trình chuyển hoá protein, ngoài axit amin còn có các sản phẩm chuyển hoá trung gian như urê, uric ( là chất cặn bã ) và bắt gan, thận phải làm việc nhiều để đào thải khỏi cơ thể, do đó ảnh hưởng không tốt tới gan, thận.