第二章(1) 蛋白质和氨基酸

1、第二章第二章 营养学基础营养学基础一、蛋白质的组成与结构一、蛋白质的组成与结构二、蛋白质的生理功能二、蛋白质的生理功能三、蛋白质与人体健康三、蛋白质与人体健康四、食物蛋白质营养价值的评价四、食物蛋白质营养价值的评价五、食物蛋白质营养价值的改善五、食物蛋白质营养价值的改善 六、蛋白质的供给量与食物来源六、蛋白质的供给量与食物来源 1.掌握蛋白质的生理功能，必需氨基酸和限制掌握蛋白质的生理功能，必需氨基酸和限制氨基酸的定义及种类；氨基酸的定义及种类；2.理解食物蛋白质营养价值的评价指标以及蛋理解食物蛋白质营养价值的评价指标以及蛋白质和氨基酸在食品加工中的变化；白质和氨基酸在食品加工中的变化；3.了

2、解膳食蛋白质的供给量和食物来源以及蛋了解膳食蛋白质的供给量和食物来源以及蛋白质缺乏和过量对人体的影响。白质缺乏和过量对人体的影响。1、存在：、存在： 构成生物体的最基本物质构成生物体的最基本物质。2 2、地位：、地位： 蛋白质是生命的基础。蛋白质是生命的基础。一、蛋白质的组成与结构一、蛋白质的组成与结构3 3、蛋白质的组成、蛋白质的组成蛋白质的水解反应：蛋白质的水解反应：(1)(1)元素组成元素组成:C:C、H H、O O、N N、S S、P P等等(3)(3)属类：天然有机高分子化合物属类：天然有机高分子化合物(4)(4)相对分子质量：几万相对分子质量：几万几十万几十万(2)(2)基本单位：

3、基本单位：氨基酸氨基酸 根据食物中所含蛋白质的氨基酸的种类、数量根据食物中所含蛋白质的氨基酸的种类、数量及比值分类及比值分类（1）完全蛋白质）完全蛋白质 必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当 如奶、蛋、鱼、肉、豆中的蛋白质如奶、蛋、鱼、肉、豆中的蛋白质（2）半完全蛋白质）半完全蛋白质 必需氨基酸种类齐全、数量不足、比例不当必需氨基酸种类齐全、数量不足、比例不当 如谷物蛋白质如谷物蛋白质（3）不完全蛋白质）不完全蛋白质 必需氨基酸种类不齐全必需氨基酸种类不齐全 如肉皮、鱼翅中的胶原蛋白如肉皮、鱼翅中的胶原蛋白营养真相：高蛋白食物，但为不完全蛋白质。营养真相

4、：高蛋白食物，但为不完全蛋白质。安全性：名副其实的海洋高汞食物！安全性：名副其实的海洋高汞食物！你在日常生活注意到你食用的蛋白质的类你在日常生活注意到你食用的蛋白质的类型了吗？你的蛋白质饮食是否健康全面呢？型了吗？你的蛋白质饮食是否健康全面呢？ CCOOHHNH2R必需氨基酸必需氨基酸是指人体需要，但自己不能合成，或者是指人体需要，但自己不能合成，或者合成的速度不能满足机体需要必须由食物蛋白质供合成的速度不能满足机体需要必须由食物蛋白质供给的氨基酸。给的氨基酸。非必需氨基酸非必需氨基酸并非机体不需要，它们都是蛋白质的并非机体不需要，它们都是蛋白质的构成材料，并且必须以某种方式提供，只是因为体构

5、成材料，并且必须以某种方式提供，只是因为体内能自行合成，或者可由其它氨基酸转变而来，可内能自行合成，或者可由其它氨基酸转变而来，可以不必由食物供给。以不必由食物供给。（）定义：（）定义：u必需氨基酸共必需氨基酸共8种：异亮氨酸、亮氨酸、赖种：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、酸、缬氨酸、组氨酸（婴儿）。组氨酸（婴儿）。u半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，因此，被称为半必需苯丙氨酸转变而来，因此，被称为半必需氨基酸氨基酸 (semi-essential amino aci

6、d)或条或条件必需氨基酸。件必需氨基酸。（）分类（）分类u其它其它9种氨基酸在人体可以自身合成满足种氨基酸在人体可以自身合成满足需要，故称为非必需氨基酸需要，故称为非必需氨基酸 (non-essential amino acid)。包括丙氨酸、。包括丙氨酸、酪氨酸、酪氨酸、 天门冬氨酸、天门冬氨酸、 天门冬酰胺天门冬酰胺 、谷、谷氨酸、氨酸、 谷氨酰胺、谷氨酰胺、 甘氨酸、甘氨酸、 脯氨酸、脯氨酸、 丝氨酸。丝氨酸。氨基酸氨基酸 英文英文 氨基酸氨基酸 英文英文 必需氨基酸必需氨基酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸蛋氨酸蛋氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组

7、氨酸* *非必需氨基酸非必需氨基酸丙氨酸丙氨酸精氨酸精氨酸Isoleucine(Ile)Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Lysine(Lys)Methionine(Met)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Valine(Val)Histidine(His)Histidine(His)Alanine(Ala)Alanine(A

8、la)Arginine(Arg)Arginine(Arg)天门冬氨酸天门冬氨酸天门冬酰胺天门冬酰胺谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺甘氨酸甘氨酸脯氨酸脯氨酸丝氨酸丝氨酸半必需氨基酸半必需氨基酸半胱氨酸半胱氨酸酪氨酸酪氨酸Aspartic acid(Asp)Aspartic acid(Asp)Asparagine(Asn)Asparagine(Asn)Glutamic acid(Glu)Glutamic acid(Glu)Glutamine(Gln)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Glycine(Gly)Proline(Pro)Proline(Pro)Serine(Ser)Seri

9、ne(Ser)Cysteine(Cys)Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)Tyrosine(Tyr)* *组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。摘自摘自Modern Nutrition in Health and Disease Modern Nutrition in Health and Disease ，第，第9 9版，第版，第1414页，页，19991999年。年。 构成人体蛋白质的氨基酸构成人体蛋白质的氨基酸 1 1、构成机体、修补组织、构成机体、修补组织 2 2、调节生理功能、调节生理功能 （1 1） 催化催化 （2

10、 2）调节渗透压和酸碱平衡）调节渗透压和酸碱平衡 （3 3）运输）运输 （4 4）遗传调控）遗传调控 （5 5）肌肉收缩）肌肉收缩 （6 6）免疫）免疫3、供能、供能: 人体每天消耗的能量约有人体每天消耗的能量约有14来自蛋白质来自蛋白质、赋予食品重要的功能特性、赋予食品重要的功能特性功能功能 食品食品 蛋白质类型蛋白质类型溶解性溶解性 饮料饮料 乳清蛋白乳清蛋白粘度粘度 汤、调味汁汤、调味汁 明胶明胶持水性持水性 香肠、蛋糕、香肠、蛋糕、 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白肌肉蛋白，鸡蛋蛋白胶凝作用胶凝作用肉和奶酪肉和奶酪 肌肉蛋白和乳蛋白肌肉蛋白和乳蛋白粘结粘结-粘合粘合肉、香肠、面条肉、香肠、面条肌肉蛋

11、白，鸡蛋蛋白肌肉蛋白，鸡蛋蛋白弹性弹性 肉和面包肉和面包 肌肉蛋白，谷物蛋白肌肉蛋白，谷物蛋白乳化乳化 香肠、蛋糕香肠、蛋糕 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白肌肉蛋白，鸡蛋蛋白泡沫泡沫 冰淇淋、蛋糕冰淇淋、蛋糕 鸡蛋蛋白，乳清蛋鸡蛋蛋白，乳清蛋脂肪和风味的结合油炸面圈脂肪和风味的结合油炸面圈 谷物蛋白谷物蛋白Functional roles of food proteins in food systems1 1、氮平衡、氮平衡 是反映机体摄入氮和排出氮的关系。是反映机体摄入氮和排出氮的关系。公式：公式：I=U+F+S I=U+F+S 其中，其中， I：摄入氮；：摄入氮；U：尿氮；：尿氮；F：粪氮；：粪氮；S

12、：皮肤丢失氮。皮肤丢失氮。 （一）人体对蛋白质的需求（一）人体对蛋白质的需求蛋白质代谢及氮平衡蛋白质代谢及氮平衡 氮的总平衡：摄入氮氮的总平衡：摄入氮= =排出氮排出氮（正常成年人）（正常成年人）氮的正平衡：摄入氮排出氮氮的正平衡：摄入氮排出氮 （儿童，青少年，孕妇，疾病恢复期等）（儿童，青少年，孕妇，疾病恢复期等）氮的负平衡：摄入氮排出氮氮的负平衡：摄入氮排出氮 （饥饿，疾病，老年）饥饿，疾病，老年）1 1、蛋白质供给不足、蛋白质供给不足 蛋白质蛋白质- -热能营养不良热能营养不良 一种是热能摄入基本满足而蛋白质严重一种是热能摄入基本满足而蛋白质严重不足的营养性疾病，称为不足的营养性疾病，称

13、为加西卡病加西卡病； 一种是蛋白质和热能摄入均严重不足的一种是蛋白质和热能摄入均严重不足的营养性疾病，临床表现有营养性疾病，临床表现有3种类型：即干瘦型种类型：即干瘦型、水肿型和混合型、水肿型和混合型1 1.干瘦型 (1) (1)好发年龄：好发年龄：1 1 岁以内岁以内（2 2）病因：蛋白质和热能同时缺乏病因：蛋白质和热能同时缺乏 (3) (3)头发：干枯发黄，易折断头发：干枯发黄，易折断 (4) (4)颜面：干枯无肉，颜面：干枯无肉， Monkey faceMonkey face2 2、水肿型 (1) (1)好发年龄：好发年龄：1-31-3岁岁（2 2）病因：缺乏蛋白质）病因：缺乏蛋白质 (

14、3) (3)头发：颜色改变、易脱落头发：颜色改变、易脱落 (4) (4)全身：水肿，腹壁凸出全身：水肿，腹壁凸出(5)(5)皮肤：皮疹、感染、溃烂，结痂皮肤：皮疹、感染、溃烂，结痂3、混合型、混合型原因：蛋白质和热能均严重缺乏原因：蛋白质和热能均严重缺乏症状：兼具有干瘦性和水肿型的表现症状：兼具有干瘦性和水肿型的表现J 过量过量 1 1、加重肾脏负担、加重肾脏负担 2 2、高脂肪、高胆固醇、高脂肪、高胆固醇 3 3、钙流失、骨质疏松、钙流失、骨质疏松 蛋白质对人体有重要作用，蛋白质对人体有重要作用， 但并不是越多越好。但并不是越多越好。 评价依据评价依据 （1 1）含量，即食物中蛋白质的含量；

15、）含量，即食物中蛋白质的含量； （2 2）质量，即必须氨基酸的种类和比例）质量，即必须氨基酸的种类和比例 (3) (3) 机体对该食物蛋白质的消化、利用机体对该食物蛋白质的消化、利用程度，即食物蛋白质的消化率。程度，即食物蛋白质的消化率。四、食物蛋白质营养价值的评价四、食物蛋白质营养价值的评价（一）食物中蛋白质的含量（一）食物中蛋白质的含量（二）必需氨基酸的含量和模式（二）必需氨基酸的含量和模式 定义：某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例定义：某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例 计算：以色氨酸为基准计算：以色氨酸为基准1计算其他各种必须氨基计算其他各种必须氨基 酸与它的比值酸与它的比值 意义

16、：衡量必须氨基酸被人体利用的程度意义：衡量必须氨基酸被人体利用的程度 食物中必需氨基酸的种类和数量越接近体内蛋白食物中必需氨基酸的种类和数量越接近体内蛋白质的组成，其营养价值越高。质的组成，其营养价值越高。氨基酸氨基酸人体人体鸡蛋鸡蛋牛奶牛奶牛肉牛肉大豆大豆面粉面粉大米大米 异亮氨酸异亮氨酸4.44.44.24.23.3.0 03.23.24.34.35.25.24.04.0 亮氨酸亮氨酸7.07.06.16.16.6.4 4 5.6 5.6 5.7 5.78.88.86.36.3 赖氨酸赖氨酸5.55.54.74.75.5.4 4 5.8 5.84.94.92.42.42.32.3 蛋氨酸蛋

17、氨酸3.53.53.43.42.42.4 2.8 2.81.21.22.2.5 52.32.3 苯丙氨酸苯丙氨酸6.06.05.55.52.72.7 4.9 4.93.23.26.96.93.83.8 苏氨酸苏氨酸4.54.52.2.9 93.3.5 5 3. 3.0 02.82.83.43.42.92.9 缬氨酸缬氨酸5.05.04.84.84.64.6 3.2 3.23.23.25.15.14.84.8 色氨酸色氨酸1.01.01.01.01.01.0 1.0 1.01.01.01.01.01.01.0 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式几种食物和人体蛋白质氨基酸模式 参考蛋白质参考蛋白质（三

18、）食物蛋白质的消化率：（三）食物蛋白质的消化率：一种食物蛋白质可被消化酶分解的程度。一种食物蛋白质可被消化酶分解的程度。蛋白质消化率越高，则被机体吸收利用的蛋白质消化率越高，则被机体吸收利用的可能性越大，营养价值越高。可能性越大，营养价值越高。 公式：公式：消化率消化率 = 食物氮食物氮( (粪氮粪氮- -粪代谢氮）粪代谢氮）食物氮食物氮100100% %不同食物蛋白质的消化率是不同的。不同食物蛋白质的消化率是不同的。影响因素：影响因素： 食物属性食物属性 （动物蛋白质（动物蛋白质植物蛋白质）植物蛋白质） 抗营养因子抗营养因子 （抗胰蛋白酶、抗生物素等）（抗胰蛋白酶、抗生物素等） 膳食纤维膳食

19、纤维 烹调加工烹调加工 （加热、去皮等）（加热、去皮等） （四）食物蛋白质的生物价（四）食物蛋白质的生物价u 食物蛋白质的生物价即蛋白质被吸收后在体内食物蛋白质的生物价即蛋白质被吸收后在体内被利用的程度。被利用的程度。 u 生物价的值越高，表明其被机体利用程度越高，生物价的值越高，表明其被机体利用程度越高，最大值为最大值为100 生物价生物价 （BV）=氮储留量氮吸收量食物食物蛋白质生物价蛋白质生物价食物食物蛋白质生物价蛋白质生物价鸡蛋鸡蛋94小米小米57鸡蛋白鸡蛋白83小麦小麦67鸡蛋黄鸡蛋黄96玉米玉米57脱脂牛奶脱脂牛奶85花生花生59猪肉猪肉74土豆土豆67大米大米77白菜白菜76（3

20、）净利用率）净利用率 （NPU）u 净利用率是反映食物中蛋白质实际被净利用率是反映食物中蛋白质实际被利用的程度，它把食物蛋白质的消化和利用的程度，它把食物蛋白质的消化和利用两个方面都包括在内，因此更为全利用两个方面都包括在内，因此更为全面。面。u 蛋白质净利用率蛋白质净利用率=生物价生物价消化率消化率（4）功效比值）功效比值 （PER） 用处于生长阶段中的幼年动物（一般用刚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比值来反映蛋白质的营养价值和摄入蛋白质的比值来反映蛋白质的营养价值的指标。由于所测蛋白质主要被

21、用来提供生长的指标。由于所测蛋白质主要被用来提供生长之需要，所以之需要，所以该指标被广泛用来对婴幼儿食品该指标被广泛用来对婴幼儿食品中蛋白质的评价。中蛋白质的评价。评价婴幼儿评价婴幼儿食品蛋白质食品蛋白质1 1、限制氨基酸、限制氨基酸 （1 1）定义）定义 因含量较低而限制其他氨基酸利用的因含量较低而限制其他氨基酸利用的必必须氨基酸须氨基酸，叫做，叫做限制氨基酸限制氨基酸。 （2 2）种类）种类 赖、蛋、色、苏赖、蛋、色、苏 （3 3）分类）分类 第一限制氨基酸、第二第一限制氨基酸、第二、第三、第三食物食物第一限制氨基酸第一限制氨基酸第二限制氨基酸第二限制氨基酸小麦小麦赖氨酸赖氨酸苏氨酸苏氨酸

22、玉米玉米赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸花生花生蛋氨酸蛋氨酸色氨酸色氨酸大豆大豆蛋氨酸蛋氨酸色氨酸色氨酸n定义：是指将两种或两种以上的食物混合食用，定义：是指将两种或两种以上的食物混合食用，以相互补充其必需氨基酸的不足，从而接近人以相互补充其必需氨基酸的不足，从而接近人体氨基酸模式，提高蛋白质的营养价值。体氨基酸模式，提高蛋白质的营养价值。n发挥蛋白质的互补作用应遵循三个原则：发挥蛋白质的互补作用应遵循三个原则：第一，搭配的食物越多越好；第一，搭配的食物越多越好；第二，食物的属性越远越好；第二，食物的属性越远越好；第三，使用时间越近越好，同时食用最好。第三，使用时间越近越好，同时食用最好。n蛋白质互补

23、作用在生活中如何运用？蛋白质互补作用在生活中如何运用？（一）蛋白质的供给量（一）蛋白质的供给量 与食物蛋白质的营养价值有关与食物蛋白质的营养价值有关 对植物蛋白质的需要量较高（对植物蛋白质的需要量较高（1g/kg/d1g/kg/d） 儿童需要量儿童需要量成人需要量成人需要量 一般蛋白质供给量应占总能量的一般蛋白质供给量应占总能量的11%-14%11%-14%，儿童、青少年为，儿童、青少年为13%-14%13%-14%，成人，成人11%-12%11%-12%。表表1-2 不同食物的蛋白质含量不同食物的蛋白质含量 名称名称含量含量(%)畜、禽、鱼畜、禽、鱼1020乳类乳类 24蛋类蛋类1214谷类

24、谷类 812 豆类豆类 2040硬果类硬果类1525 薯类薯类 23蔬菜水果类蔬菜水果类 1（二）食物来源（二）食物来源u 热加工的有益作用热加工的有益作用u 氨基酸的破坏氨基酸的破坏u 蛋白质与蛋白质的相互作用蛋白质与蛋白质的相互作用u 蛋白质与非蛋白质分子的反应蛋白质与非蛋白质分子的反应1 1杀菌和灭酶杀菌和灭酶 热加工：热加工：可杀灭微生物和钝化引起食品败坏的酶，可杀灭微生物和钝化引起食品败坏的酶，相对地保存了食品中的营养素。相对地保存了食品中的营养素。 热烫或蒸煮：热烫或蒸煮：能使酶失活，酶失活能防止食品产能使酶失活，酶失活能防止食品产生不应有的颜色，也可防止风味质地变化和维生生不应有

25、的颜色，也可防止风味质地变化和维生素的损失。素的损失。 加热使蛋白质变性可提高蛋白质的消化加热使蛋白质变性可提高蛋白质的消化率。这是由于蛋白质变性后，其原来被包裹率。这是由于蛋白质变性后，其原来被包裹有序的结构显露出来，便于蛋白酶作用的结有序的结构显露出来，便于蛋白酶作用的结果。果。 eg：生鸡蛋生鸡蛋 （50 ） 熟鸡蛋（熟鸡蛋（100） 大豆（大豆（60） 豆腐（豆腐（90） 加热可破坏食品中的某些毒性物质、酶抑制剂加热可破坏食品中的某些毒性物质、酶抑制剂和抗维生素等，而使其营养价值大为提高。和抗维生素等，而使其营养价值大为提高。 如：如：胰蛋白酶抑制剂等胰蛋白酶抑制剂等 此外，热加工还可

26、破坏大米、小麦和燕麦中的此外，热加工还可破坏大米、小麦和燕麦中的抗代谢物抗代谢物(antimetabolite)。 在含有蛋白质和糖类食品进行热加工时可因热在含有蛋白质和糖类食品进行热加工时可因热加工所进行的糖氨反应加工所进行的糖氨反应(羰氨反应或美拉德反应羰氨反应或美拉德反应)致使致使发生颜色褐变或呈现良好的风味特征而改善食品的发生颜色褐变或呈现良好的风味特征而改善食品的感官性状。感官性状。 如：烤面包的颜色、香气如：烤面包的颜色、香气 糖炒栗子的色、香、味等糖炒栗子的色、香、味等( (二二) )破坏氨基酸破坏氨基酸1、加热：、加热：加热对蛋白质和氨基酸的营养价值有一加热对蛋白质和氨基酸的营

27、养价值有一定损害，对焙烤制品的蛋白质、氨基酸也有不良影定损害，对焙烤制品的蛋白质、氨基酸也有不良影响，特别是面包皮的损失尤为严重。响，特别是面包皮的损失尤为严重。2、氧化：、氧化：蛋白质和氨基酸的破坏可由氧化引起。蛋白质和氨基酸的破坏可由氧化引起。3、脱硫、脱硫：含低糖的湿润食物剧烈加热时常引起胱：含低糖的湿润食物剧烈加热时常引起胱氨酸氨酸半胱氨酸显著破坏，与此同时，许多氨基酸半胱氨酸显著破坏，与此同时，许多氨基酸的利用率下降。的利用率下降。4、异构化、异构化：( (三三) )蛋白质与蛋白质的相互作用蛋白质与蛋白质的相互作用1、加热：、加热： 实验表明，未加热的蛋白质在进行酶促水解、消化时，实验表明，未加热的蛋白质在进行酶促水解、消化