食品营养学第三章能量与宏量营养素

1、食品营养学,Food Nutriology,第三章 能量与宏量营养素,专题2 蛋白质,德国化学家 Gerardus Johannes Mulder,Protein,1,4,2,3,5,蛋白质的生理功能,蛋白质的代谢与平衡,蛋白质的营养评价,蛋白质供应量及食物来源,蛋白质-能量营养不良,本章内容,1人体组织的构成成分,一、蛋白质的生理功能,正常人体内16%-19%是蛋白质 - 指、趾甲、头发中含有角蛋白； - 骨骼和牙齿中含有大量的胶原蛋白； 每天约有3%的人体蛋白质被更新 - 免疫细胞和免疫蛋白每7d更新一次； - 血红蛋白120h即失活；,人体化学组成成分（%）,一、蛋白质的生理功能,2构成

2、体内重要活性物质，调节机体生理过程,酶的本质是蛋白质,一、蛋白质的生理功能,一、蛋白质的生理功能,多种激素是蛋白质,肢端肥大症生长素,一、蛋白质的生理功能,多种激素是蛋白质,胰岛素糖尿病,促甲状腺激素甲亢,一、蛋白质的生理功能,构筑免疫系统抗体,Proteins Transport Substances Into and Out of Cells,一、蛋白质的生理功能,运输功能细胞与血液的载体分子,一、蛋白质的生理功能,“大头娃娃”全身水肿，何因？,调节体液平衡,一、蛋白质的生理功能,血浆与组织液间水分不断交换，处于动态平衡。血浆中的蛋白质特别是白蛋白在维持其平衡的过程中起着尤为重要的作用。若

3、缺乏，渗透压下降组织间隙水分滞留过多水肿。,一、蛋白质的生理功能,3.调节体液渗透压与酸碱平衡,由于蛋白质是两性物质，与碳酸盐、磷酸盐一起构成强大的缓冲体系，使血液pH保持稳定（7.35-7.45）。,一、蛋白质的生理功能,3.调节体液渗透压与酸碱平衡,4转化为一些重要的含氮化合物,一、蛋白质的生理功能,嘧啶：核酸的组成成分，抗癌； 嘌呤：核酸的组成成分，转化为尿酸； 肌酸：存在于肌肉中，再合成ATP； 胆碱：促进脑发育、传递信号、调控细胞凋亡、降低胆固醇 肉碱：促进脂肪消化、抗氧化 牛磺酸：促进脑组织发育、提高视觉技能 ,5. 供给热能,一、蛋白质的生理功能,每克蛋白质在体内约产生16.7k

4、J (4.0kcal),小 结,1人体组织的构成成分 2构成体内重要活性物质，调节机体生理过程 3调节体液渗透压与酸碱平衡 4转化为一些重要的含氮化合物 5供能：16.7kJ(4.0kcal),一、蛋白质的生理功能,二、蛋白质的代谢与平衡,1. 蛋白质代谢,摄入蛋白质90g,粪便10g（1.6g N）,尿75g（12g N）,其他5g（0.8g N）,二、蛋白质的代谢与平衡,1. 蛋白质代谢,人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸统称为氨基酸池（amino acid pool）。氨基酸池中的游离氨基酸大部分来自体蛋白质的分解产物，主要被用来重新合成蛋白质，未被利用的氨基酸，则经代谢转变为尿素、氨

5、、尿酸和肌酐等由尿排出体外，或转化为糖原和脂肪。,二、蛋白质的代谢与平衡,1. 蛋白质代谢,机体每天由于皮肤、毛发和粘膜脱落，妇女月经期失血等，以及肠道菌体死亡排出，损失约20g以上的蛋白质，这种氮排出是机体不可避免的氮消耗，称必需的氮损失（obligatory nitrogen losses）。,氮平衡指机体摄入氮与排出氮的关系： B=I -（U+F+S） 其中B氮平衡，I（intake）摄入氮，U(urine)尿氮，F(feces)粪氮， S(sweat)汗氮等损失。 B=0，零氮平衡，健康成人群如此。 B 0，正氮平衡，儿童、孕妇、疾病恢复期、运动后增加肌肉时期如此。,二、蛋白质的代谢与

6、平衡,2. 氮平衡,Nitrogen Balance,二、蛋白质的代谢与平衡,2. 氮平衡,三、蛋白质的营养评价,蛋白质的含量 氨基酸分 蛋白质消化率（digestibility） 蛋白质生物价(biological value, BV) 蛋白质净利用率（net protein utilization, NPU） 蛋白质的功效比（protein efficiency ratio，PER） 相对蛋白质值（relative protein value, RPV）,消化吸收度,（一）蛋白质的含量,它是蛋白质营养价值的基础。准确测定食物中蛋白质的含量往往较困难，通常采用凯氏定氮法。,三、蛋白质的营养评

7、价,食物蛋白质含量 = 含氮量6.25,（蛋白质平均含氮量16%）,普通食物的蛋白质大致含量（%）,指人体对蛋白质消化及吸收的程度，有真消化率（true digestibility，TD）和表观消化率（apparent digestibility，AD）之别。,（二）蛋白质消化率,三、蛋白质的营养评价,几种食物蛋白的消化率,影响消化率的因素： 食物因素：膳食纤维过多则降低蛋白质的消化率，这是植物蛋白消化率低的原因之一。生豆中存在抗胰蛋白酶因子，降低消化率。加热可破坏之。 人体因素：身体状态、消化功能、心理情绪、饮食习惯等。,三、蛋白质的营养评价,（三）蛋白质生物价（biological val

8、ue, BV）,几种食物蛋白质的BV,三、蛋白质的营养评价,指吸收的蛋白质在体内储留的程度。,（四）蛋白质净利用率（net protein utilization, NPU）,指机体利用的蛋白质占摄入蛋白质的比例。,三、蛋白质的营养评价,NPU = BV TD,是用处于生长阶段中的幼年动物(一般用刚断奶的雄性大白鼠)，在实验期内其体重增加和摄入蛋白质的量的比值来反映蛋白质营养价值的指标。 动物体重增加(g) 蛋白质功效比值 摄入食物蛋白质(g),三、蛋白质的营养评价,（五） 蛋白质功效比（protein effciency ratio，PER） ：,几种食物蛋白质的PER,（六）氨基酸分,氨基

9、酸分指的是必需氨基酸计分。 必需氨基酸（essential amino acid）：指机体不能合成或合成速度远不能满足机体需要，而必需从外界获得的一类氨基酸。共有9种：苏氨酸、赖氨酸、亮氨酸、色氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸。,三、蛋白质的营养评价,半必需氨基酸（semiessential amino acid，或称条件必需氨基酸）：指半胱氨酸和酪氨酸。它们可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，但食物中若能直接提供这两种氨基酸，则可减少蛋氨酸摄入量30%，减少苯丙氨酸摄入量50%。在计算食物中必需氨基酸时，往往把这两种氨基酸也列入。 非必需氨基酸（no-essential ami

10、no acid）：不一定非从外界摄取。,三、蛋白质的营养评价,*组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。,构成人体蛋白质的氨基酸,三、蛋白质的营养评价,必需氨基酸的需要量及氨基酸模式,1、需要量：不同的年龄，其必需氨基酸的需要量不同。 2、氨基酸模式：是蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为l，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式。,三、蛋白质的营养评价,几种食物及人体蛋白质中EAA模式,氨基酸 全鸡蛋 牛奶 牛肉 大豆 面粉 大米 人体 异亮氨酸 3.2 3.4 4.4 4.3 3.8 4.0 4.0 亮氨酸 5.

11、1 6.8 6.8 5.7 6.4 6.3 7.0 赖氨酸 4.1 5.6 7.2 4.9 1.8 2.3 5.5 蛋+半胱氨酸 3.4 2.4 3.2 1.2 2.8 2.8 3.5 苯丙+酪氨酸 5.5 7.3 6.2 3.2 7.2 7.2 6.0 苏氨酸 2.8 3.1 3.6 2.8 2.5 2.5 4.0 缬氨酸 3.9 4.6 4.6 3.2 3.8 3.8 5.0 色氨酸 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0,三、蛋白质的营养评价,氨基酸评分(amino acid score，AAS)：是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式(amino acid scorin

12、g pattern)和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较，因此是反映蛋白质构成和利用的关系。 被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg) 氨基酸评分 = 理想模式或参考蛋白质中每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg),三、蛋白质的营养评价,参考蛋白（reference protein）：鸡蛋蛋白质与人体氨基酸模式最为接近，在实验中常以它作为参考蛋白。 限制性氨基酸（limiting amino acid）：氨基酸分低的必需氨基酸，最低的为第一限制性氨基酸；第二低的为第二限制性氨基酸。第一限制氨基酸评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。,三、蛋白质的营养评价,氨基酸评分计算方法 （1）首先计算

13、被测蛋白质中每种必需氨基酸的评分值； （2）其次找到第一限制氨基酸的评分值，即为该食物蛋白质的最终氨基酸评分。 例： 某小麦粉的蛋白质含量10.9%，其中100g小麦粉中各种氨基酸含量见表，试计算按FAQ提出必需氨基酸需要模式的该小麦粉的氨基酸评分。,三、蛋白质的营养评价,步骤 （1）求出每克蛋白质中各种氨基酸含量（mg/g）； （2）按EAA需要模式（mg/g）求出氨基酸比值； （3） 找出最小比值100，即为小麦粉的氨基酸评分值,三、蛋白质的营养评价,0.71,几种食物及人体蛋白质中EAA模式,氨基酸 全鸡蛋 牛奶 牛肉 大豆 面粉 大米 人体 异亮氨酸 3.2 3.4 4.4 4.3 3

14、.8 4.0 4.0 亮氨酸 5.1 6.8 6.8 5.7 6.4 6.3 7.0 赖氨酸 4.1 5.6 7.2 4.9 1.8 2.3 5.5 蛋+半胱氨酸 3.4 2.4 3.2 1.2 2.8 2.8 3.5 苯丙+酪氨酸 5.5 7.3 6.2 3.2 7.2 7.2 6.0 苏氨酸 2.8 3.1 3.6 2.8 2.5 2.5 4.0 缬氨酸 3.9 4.6 4.6 3.2 3.8 3.8 5.0 色氨酸 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0,三、蛋白质的营养评价,所以，膳食蛋白质中必需氨基酸的模式越接近人体蛋白质的组成，并被人体消化、吸收时，就越接近人体合成

15、蛋白质的需要，越易被机体利用，其营养价值就越高。但是人在不同年龄的生长阶段对必需氨基酸的需求不同。 通过实验得知：人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降，成人比婴儿显著下降。,三、蛋白质的营养评价,几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式,三、蛋白质的营养评价,几种食物蛋白的AAS,注：混合蛋白表示含谷77%、豆22%、奶11%。,三、蛋白质的营养评价,蛋白质互补作用（complementary action） 为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，而达到以多补少的目的，提高膳食蛋白质的营养价值，不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用，称为蛋白质互补作用。

16、互补措施： （1）搭配食物的种类越多越好。 （2）食物的种属越远越好 （3）最好集中食物同时吃（先后吃时，时间不超过5小时）。,三、蛋白质的营养评价,经消化率修正的氨基酸评分(PDCAAS)：可替代蛋白质功效比PER，对除孕妇和l岁以下婴儿以外的所有人群的食物蛋白质进行评价。 经消化率修正的氨基酸评分氨基酸评分真消化率,几种食物蛋白质经消化率修正的氨基酸评分,三、蛋白质的营养评价,常见几种食物蛋白质质量,摘自营养与食品卫生学，第3版，第11页。,三、蛋白质的营养评价,四、蛋白质供应量及食物来源,供应量： 理论上成人每天摄入不到30g蛋白质就可达到零氮平衡，但因受多种因素的影响，实际上摄入量应大

17、于此。蛋白质的摄入量与能量有关，应占总能量的11%14%。我国蛋白质RNI如下表：,中国居民膳食蛋白质RNI（g/d）,四、蛋白质供应量及食物来源,蛋白质来源：来源广泛。,普通食物的蛋白质大致含量（%）,四、蛋白质供应量及食物来源,四、蛋白质供应量及食物来源,鱼翅的真相,导购说： 鱼翅中80%的营养成分都是蛋白质，其中胶原蛋白可达90%,导购说： 鱼翅中含丰富的微量元素，钙 146mg、铁15.2mg、硒72.5mg,真相是： 鱼翅蛋白缺少色氨酸，属于不完全蛋白质，难以吸收,真相是： 鱼翅中水银和重金属超标，怀孕的妇女不能吃！,五、蛋白质-能量营养不良,蛋白质-能量缺乏症（protein-en

18、ergy malnutrition，PEM） 是因食物供应不足或因某些疾病等因素而引起的一种营养不良，往往同时伴有其他营养素缺乏症（如维生素和矿物质等）。 衡量指标： 血清蛋白质含量低于3.5g/100mL（正常6.0g/100mL）,长期蛋白质摄入量不足和质量不高，首先会出现负氮平衡，组织蛋白破坏，进而出现营养不良症： 幼儿及青少年：生长发育迟缓，消瘦，体重过轻，甚至智力发育受阻。我国农村的孩子蛋白摄入偏少和质量欠佳，农村12岁男孩平均身高140.4cm，低于城市同龄男孩5.7cm(实际146.1cm)。 成人：疲倦，体重减轻，贫血，血浆白蛋白下降，并可出现营养性水肿，免疫功能下降，伤口难以愈合，生殖能力下降。 妇女：月经失调，乳汁分泌减少。,五、蛋白质-能量营养不良,水肿型 Kwashiorker氏症：指能量摄入基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病。表现为腹、腿水肿，虚弱、表情淡漠、生长滞缓、头发变色、变脆、易感染等。 消瘦型 Marasmus氏症：指蛋白质和能量摄入均严重不足