国家公共营养师食品营养科学之精华篇蛋白质营养

蛋白质营养The Nutrition of Proteins指导 王洁玉,本章内容及重难点一、蛋白质的生理功能（重点）二、蛋白质的化学组成与结构三、蛋白质的消化与吸收四、蛋白质变性、沉淀、腐败（重点）五、氮平衡（重点）六、营养必需氨基酸及氨基酸模式（重点、难点）七、蛋白质的营养评价（重点、难点）八、提高蛋白质营养价值的方法（重点）九、人体蛋白质营养状况的评价（重点）十、蛋白质缺乏或过多（重点）,第一节 蛋白质的化学The Chemistry of Proteins,一、蛋白质的生理功能 蛋白质是生命的物质基础。 蛋白质在体内含量高（占体重16.3%，占干重42-45%）、分布广（所有组织都含有蛋白质）、种类多（数万种）。 机体一切活动都离不开蛋白质。恩格斯曾说： “没有蛋白质，就没有生命。”,蛋白质的生命功能主要体现在以下方面：（一）结构功能：组织基架、维持生长发育、更新修复；（二）催化功能：酶的本质是蛋白质；（三）运输功能：血红蛋白、清蛋白等；（四）运动功能：肌肉蛋白、肌红蛋白；（五）调节功能：激素、受体、体液平衡等；（六）免疫功能：抗体的基本成分；（七）遗传变异：基因表达的诱导与阻遏；（八）记忆功能：信息的储存、编码、提取过程；（九）神经的兴奋及传导：神经递质的释放等。 （十）提供能量：生理状况下10-20%的能量来自蛋白质；,100 样品的含氮量 Pr含量 16,二、蛋白质的分子组成（一）蛋白质的元素组成 特征性元素，占蛋白质的16%蛋白质主要由：、 元素组成大多数 Pr含，有些 Pr含、Fe、等特点：Pr含，各种Pr平均含氮量 16% 应用：测定样品的含氮量计算Pr含量。,（二）Pr的基本单位 氨基酸( amino acid ,AA) 构成人体蛋白质有 20 种氨基酸 1、 20 种氨基酸的共性： NH2 属于-氨基酸 RCCOOH 为 L构型 COOH COOH H2N C C NH2 R R L构型 D构型,H,氨基酸的分类： 酸性 谷氨酸 天冬氨酸按酸碱性分 碱性 赖氨酸 精氨酸 组氨酸 中性 其余 营养必需氨基酸按体内合成情况分 非营养必需氨基酸,条件必需氨基酸： 在某些特殊条件下可变成必需氨基酸。 如蛋氨酸和苯丙氨酸在体内可分别转变为胱氨酸（Cys）和酪氨酸（Tyr）如胱氨酸和酪氨酸供给不足，将加大对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。故这两种氨基酸属于条件必需氨基酸；甘氨酸（Gly）、丝氨酸（Ser）、脯氨酸（Pro）和牛磺酸（Taurine）在某些特殊条件下也是必需的。,部分氨基酸的特殊生理功能 蛋氨酸是一个含硫的必需氨基酸，又称甲硫氨酸。在人体代谢中，可合成胆碱和肌酸。胆碱是一种抗脂肪肝的物质，对由砷剂、巴比妥类药物、四氯化碳等有机物质引起的中毒性肝炎，蛋氨酸有治疗和保护肝功能作用,色氨酸是一种必需氨基酸。它在体内能转变为许多生理上重要的活性物质，如5-羟色胺及烟酸的前体，5羟色胺是人体重要的神经递质。在临床上，色氨酸可用于治疗支气管哮喘，色氨酸还可以抗过敏，对于季节性鼻炎、急慢性过敏性结膜炎及春季角膜结膜炎、过敏性湿疹以及食物引起的肠道过敏反应都有较好的疗效。,赖氨酸在人体有重要的生理功能。它是合成大脑神经再生性细胞和核蛋白以及血红蛋白等重要蛋白质的必需氨基酸，也是目前应用比较广泛的氨基酸，赖氨酸可叫做“生长性氨基酸“.特别是对婴幼儿、孕妇的补充有很重要的意义。 酪氨酸儿茶酚胺类激素和神经递质（多巴胺，去甲肾上腺素，肾上腺素等）、黑素和甲状腺素的前体。,天门冬氨酸是一种非必需氨基酸。前面已说过，非必需氨基酸并不是身体不需要，而是它不一定非从饮食供给，而可以在体内用其它物质合成。用于治疗肝炎、肝硬化、肝昏迷。 天门冬氨酸与鸟氨酸生成的盐在体内尿素循环中起重要作用。因此，它可以延缓氨中毒，改善肝功能，其退黄、降酶作用均较显著，并能促进酒精代谢，减少酒精对肝脏的损伤。天门冬氨酸可用于治疗缺铁性贫血。天门冬氨酸可与铁形成螯合物，能增加胃肠道对铁的吸收,三、蛋白质的分子结构（一）Pr的基本结构(一级结构，primary structure) 肽(peptide)：由AA连接组成的链。 肽链中的AA通过肽键而连接。 R1 R2 H2N-CH-COOH + H2N-CH-COOH,R1 O R2 H2N-CH-C-N-CH-COOH H,H2O,肽键,n个氨基酸通过 n-1个肽键构成 n 肽。,（二）Pr的空间结构(构象) 二级结构(secondary structure) 二级结构的基本形式： -螺旋 -折叠 不规则卷曲,二级结构由氢键维持其空间结构的稳定。,三级结构(tertiary structure) 在二级结构基础上，肽链进一步卷曲而形成三级结构。其空间构象由多种副键(氢键、盐键、疏水键、二硫键)维持结构的稳定。,肌红蛋白,N末端,C末端,-螺旋,亚铁血红素,四级结构(quaternary structure) 有的蛋白质由几条肽链构成，即由几个三级结构通过副键构成更高级的构象-四级结构。例：Hb-A由 2条链、2条链组成， 每条肽链与一个血红素形成一个亚基，四个亚基通过盐键形成球形的四级结构。 肽链 血红素(Heme),Hb-A,四、蛋白质的消化、吸收 胃蛋白酶 胰蛋白酶 吸收食物蛋白 蛋白胨 氨基酸 血液 胃内 肠腔 肠粘膜细胞 五、蛋白质变性、沉淀、腐败（讨论、演示）六、蛋白质的降解 经肾 尿素 体外 分解 脱氨 （肝） 蛋白质 氨基酸 氨 谷氨酰胺 再利用 （脑） （肾小管） 氯化铵 体外,第二节 蛋白质的营养,一、氮平衡与蛋白质需要量（一）氮平衡 指人体24小时从蛋白质中摄入的氮和从小便、大便等处排出的氮之间的关系。它反映了人体每24小时摄入的蛋白质量和消耗的蛋白质量之间的关系。有三种情况：计算公式为： B = I- ( U + F + S ) 式中：B为氮平衡，I为摄入氮，U为尿氮，F为粪氮，S为皮肤等其它途径损失的氮。,第二节 蛋白质的营养,一、氮平衡与蛋白质需要量（一）氮平衡 指人体24小时从蛋白质中摄入的氮和从小便、大便等处排出的氮之间的关系。它反映了人体每24小时摄入的蛋白质量和消耗的蛋白质量之间的关系。有三种情况：计算公式为： B = I- ( U + F + S ) 式中：B为氮平衡，I为摄入氮，U为尿氮，F为粪氮，S为皮肤等其它途径损失的氮。,（二）蛋白质的需要量 经测定，不摄入蛋白质时，60公斤的成年男子每日仍可从体内排出3.2g氮，相当于20g蛋白质。考虑到吸收和利用等因素，我国居民成人膳食蛋白质推荐摄入量为：轻体力劳动男为 75g/d，女为65g/d，随劳动强度增加而增加。 蛋白质的供给量按能量计算，占总能量的10-15%。理论上，成年人每天摄入不到30g蛋白质，就可以达到总氮平衡。但从安全性考虑，成人按每公斤每天摄入0.8g蛋白质为好。我国由于以植物性食物为主，所以供给量在1.0-1.2g/kg。,二、营养必需氨基酸及氨基酸模式（一）营养必需氨基酸 在组成人体蛋白质的20种氨基酸中，不能在成人体内合成，必须由食物提供的氨基酸叫营养必需氨基酸。 在成人有8种：苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、 异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、赖氨酸。 在婴儿多一种：组氨酸 营养必需氨基酸占所需氨基酸总量的比例应为： 婴幼儿43% 儿童36% 成人19-20%,（二）氨基酸模式 某种蛋白质中各种必需氨基酸构成的比例称为氨基酸模式。食物蛋白的氨基酸模式与人体蛋白越接近，利用率越高，营养价值就越高。 当食物中任何一种必需氨基酸缺乏或不足，都可阻止其它氨基酸的利用，从而降低蛋白质的营养价值，这种氨基酸叫限制性氨基酸。 动物蛋白的氨基酸模式与人体接近，故营养价值较高。如果一种蛋白质的氨基酸模式相似，成为完全蛋白。 全鸡蛋的氨基酸模式最接近人体，其次是鱼、虾、奶。,三、蛋白质食物的营养价值评价（一）食物中蛋白质的含量 这是评价食物蛋白质营养价值的基础。各种食物中蛋白质含量以大豆最高（30-40%），肉类次之（12-20%）粮谷类较低（低于10%）。（二）蛋白质消化率 是指蛋白质被消化酶分解的程度。消化率越高，说明该蛋白质被消化利用的可能性越大，其营养价值也越高。 摄入氮-（粪氮-粪内源氮） 蛋白质真消化率= x 100% 摄入氮 成人24小时分内源性氮一般为0.9-1.2g 动物蛋白消化率一般高于植物蛋白。如蛋类为98%，乳类97% 。加工方法也影响蛋白质的消化率， 如粮食一般加工消化率不到70 %，馒头79% ，煮大豆消化率为60%，豆腐为90%。,（三）蛋白质生物价（BV） 指蛋白质经消化吸收后，进入机体可以可以储留的部分与吸收氮的比值。（常用食物蛋白生物见表） 储留氮 BV= x 100% 吸收氮 吸收氮=摄入氮-（粪氮-粪内源氮） 储留氮=吸收氮-（尿氮-尿内源氮） 食物蛋白质的生物学价值高低主要取决于食物中必需氨基酸的含量和比例。,（四）蛋白质净利用率（NPU） 表示摄入蛋白质在体内的利用情况。 吸收氮- （尿氮-尿内源氮）NPU=BV X 消化率= x 100% 摄入氮练习 某健康普通成人某日摄入大米300克、鸡蛋100克、牛奶250ml、大豆50克。请计算，这些食物中的蛋白质有多少能被机体利用。,（五）蛋白质功效比（PER） 指处于生长阶段的幼年动物在实验室期内其体重增加和摄入蛋白质数的比值来反映蛋白质的营养价值的指标。广泛用于对婴幼儿食品中的蛋白质的评价。 PER = 动物体中增加克数/摄入蛋白质克数,（六）氨基酸评分（AAS）和修正氨基酸评分（CAAS） 氨基酸评分（AAS）又叫蛋白质化学评分。是用被测食物蛋白质的必需氨基酸的评分模式和推荐的理想模式或参考蛋白的模式进行比较，因此，能反映蛋白质的构成和利用率的关系。不同年龄的人群，其氨基酸评分模式不同，不同的食物其氨基酸评分模式也不同。 每克受试蛋白某种AA含量（mg） AAS= x 100 每克参考蛋白该种AA含量（mg） 比值最低的那种氨基酸为第一限制氨基酸。 CAAS= AAS X 消化率,四、如何提高蛋白质的营养价值（一）利用蛋白质的营养互补作用提高蛋白质的生理价值 1、营养互补的概念 将几种营养价值较低的蛋白质混合食用，使营养必需氨基酸得到相互补充，从而提高蛋白质的营养价值，这种方法叫蛋白质营养互补作用。 2、几种互补食物： 谷类+豆类、玉米粉+黄豆粉、谷类+赖氨酸、八宝粥（二）合理加工，提高蛋白质的消化吸收率 例：黄豆粒蛋白质消化率为60% 豆芽蛋白质消化率为70% 豆浆蛋白质消化率为80% 豆腐蛋白质消化率为90%,五、人体蛋白质营养状况的评价（一）氮平衡（二）上臂肌围（AMC）AMC（cm）=上臂中点处的围长（AC）- 3.14 X 三头肌皮褶厚度（TSF） AMC评价标准：国际标准 男25.3 女23.2 中国标准 男24.8 女21（三）血清蛋白（A/G=1.52.5:1）,（四）血清氨基酸比值（ SAAR） 甘氨酸+丝氨酸+谷氨酸+牛黄酸 SAAR= 异亮氨酸+亮氨酸+缬氨酸+蛋氨酸 评价标准：SAAR 2 为正常， 3 为蛋白质营养不良。（五）尿肌酸酐 测定24小时尿肌酸酐可作为瘦体组织营养状况评价的指标。（六）尿肌酸酐/身高指数（CHI） 评价标准：60-80%中度缺乏， 60% 重度缺乏。六、蛋白质缺乏或过多 1、缺乏症 （1）消瘦型PEM （2）水肿型PEM 2、过多症 脱水、脱钙、痛风、肾功能衰竭、结石、便秘等。,第三节 蛋白质推荐摄入量及食物来源,一、推荐摄入量（RNI） 从安全考虑，成人0.8g/d.kg，RNI 1-1.2g/d.kg； 按能量计算，占总能量的10-12%，儿童青少年为12-14%。蛋白质的日推荐量组别 年龄(岁) 蛋白质(克)婴儿 0-1 13-35 儿童 1-10 35-70 青少年 11-18 70-90 成人 70-90 孕妇 65-95 乳母 95-100,二、来源表2：常见食物中蛋白质的含量范围食物 蛋白含量 食物 蛋白含量大米 710% 小麦粉 912% 玉米 710% 大豆 3040% 绿豆、豌豆 1825% 花生 1828% 核桃 1217% 木耳 1118% 猪肉（肥） 13% 猪肉（瘦） 1822% 猪肝 1522% 牛肉 2022%鸭肉 1318% 鸡肉 1722% 虾仁 3550% 鱼、虾 1522% 鲜牛奶 2.53.5% 鸡蛋 1114% 萝卜 0.71.5% 奶粉 1825% 菠菜 23% 马铃薯 1.52.5% 梨、苹果 0.10.8% 枣 0.82.0% 葡萄,表3 几种食物的蛋白质含量和质量指标,食 物 蛋白质含量（%） 质量指标（%） 鲜食品 干食品 消化率 生物学价值 NPU 全鸡蛋 11.8 48 99 94 93 全牛乳 3.5 27 97 84 82 鱼 19 72 98 83 81 牛肉 18 45 99 74 73 大豆 15 41 90 73 66 花生 16 27 87 54 47 全麦 14 65 59 38 土豆 2 9 89 67 60 大米 11 90 59 53,练 习 1、衡量一种蛋白质营养价值的高低，应从那几个方面考虑？ 2、根据表比较干大豆和全鸡蛋粉的营养价值。 3、一健康成年男性，65公斤，轻体力劳动。该人某日大便排出的氮量为4克，小便排出的氮量为6克，当日摄入的主要食物如下： 大米500克，鲜牛奶250克，牛肉50克，鸡蛋50克，煮大豆50克。 请计算： （1）该人该日摄入的氮是多少？ （2）该人当日的氮平衡是那种类型？ （3）按体重和劳动量及推荐摄入量，该人当日的摄入量是否合适？ （4）该人当日吸收进体内的蛋白质是多少？被机体