食品营养学 蛋白质与氨基酸课件

Section6

蛋白质和氨基酸(protein)一、概述蛋白质是一类复杂的高分子有机化合物。主要含有碳、氢、氧、氮，及少量硫、磷、铁、铜、碘、钴元素等。与其他供能营养素相较，含有氮元素是其最突出的特点，因而蛋白质是人体氮元素的唯一供源。这也是其他营养素无法替代的。一般蛋白质中氮的平均含量为16%，以测出的含氮量乘以6.25即可换算成蛋白质量。二、蛋白质的分类蛋白质的分类方法有多种。营养学中一般多按化学结构、形状及营养价值等三种方法分类。1.按化学结构：可将蛋白质分为单纯蛋白质（纯为α-氨基酸所组成）与结合蛋白质（单纯蛋白质与非蛋白质分子结合而成）两大类。前者如清蛋白、球蛋白、谷蛋白等，水解后的最终产物只是氨基酸；后者如核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等，水解后还有其所含的非蛋白质分子（辅基）。2.按蛋白质形状：可将蛋白质分为纤维状蛋白质和球状蛋白质。前者多为结构蛋白，是形成机体组织的物质基础，如胶原蛋白等；后者多用以合成生物活性因子，如酶、激素、免疫因子、补体等。3.按营养价值：可将蛋白质分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质。完全蛋白质所含氨基酸种类齐全、数量充足、比例合理，既能维持动物生存，又能促其生长发育，如牛奶、蛋、肝脏、酵母、黄豆及胚芽等食物中所含的蛋白质；否则即为不完全蛋白质，其所含氨基酸种类不全，如动物明胶和玉米胶蛋白等；半完全蛋白质所含氨基酸种类齐全，但有的氨基酸数量不足，虽能维持动物生存，却不能促其生长发育，如麦胶蛋白等。四、氨基酸和肽

蛋白质由20种氨基酸以肽键连结在一起，并形成一定的空间结构的大分子。

氨基酸英文氨基酸英文必需氨基酸异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋氨酸苯丙氨酸苏氨酸色氨酸缬氨酸组氨酸*非必需氨基酸丙氨酸精氨酸

Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)

Alanine(Ala)Arginine(Arg)天门冬氨酸天门冬酰胺谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸丝氨酸条件必需氨基酸半胱氨酸酪氨酸Asparticacid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamicacid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)

Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)*组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。摘自ModernNutritioninHealthandDisease，第9版，第14页，1999年。

构成人体蛋白质的氨基酸

患白化病的蟒蛇

Chiu是一位瑞典籍的香港女孩,也是世界上25,000分之一的无色人种(白化病)。因为父母不想她受到太多关注而特地移民北欧,她因病情一直视力微弱但却一直专注于学习摄影。偶尔发现自己在镜头里有一种独特的美,她后来也成为法国巴黎国际时尚模特。白化病海豚1.氨基酸的分类目前，已经发现构成人体蛋白质的氨基酸有20种。其中，有一部分是人体能自行合成的。但还有8种是人体不能自行合成或合成速度不能满足机体的生理需要，必须由食物供给的，故被称为必需氨基酸，如异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸；其他的则为非必需氨基酸。应该注意的是，所谓必需和非必需只是营养学中的概念。也就是说非必需氨基酸只是不需要食物供给。对于婴儿而言，组氨酸亦属必需氨基酸，故其必需氨基酸为9种。一般按氨基酸的营养学特征，除必需氨基酸和非必需氨基酸外，还有一类条件必需氨基酸，又称半必需氨基酸。这类氨基酸有其合成需要其他氨基酸供碳；且其合成的最高速度有限等特点，如半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、丝氨酸和甘氨酸等。条件必需氨基酸的长期缺乏会引起人体某些蛋白质合成障碍。3.氨基酸模式**（aminoacidpattern，AAP）是某种Pro中各种EAA的构成比例。将该Pro中的色氨酸含量设为1，再分别计算其它EAA与色氨酸的相应比值，而得到的一系列比值*。4.限制氨基酸（limitingaminoacidLAA）如果食物蛋白质所含的必需氨基酸中，有一种或几种的含量偏低，即会导致食物蛋白质中的其他必需氨基酸得不到充分利用，以致这种食物蛋白质的营养价值降低。这一/几种EAA就称为该Pro的LAA,比值最低的称为第一LAA，余者类推。正常人体内Pro约为16-19%蛋白质分解合成动态平衡组织Pro不断更新修复每天约3%的Pro被更新肠道骨髓Pro更新速度较快一切生命的物质基础图正常人体内的蛋白质代谢概况2．构成各种重要生理物质1．组织构成成分瘦体组织*酶抗体激素等3．供能约16.7kJ(4.0kcal)/g六、体内蛋白质功能leantissue七、食物蛋白质营养学评价**（一）食物蛋白质的含量（content）Pro数量≠质量，但如没有一定数量，再好的Pro其营养价值也有限含量*是营养价值的基础*一般以微量凯氏（Kjeldahl）定氮法测定大豆30-40%为最高畜禽鱼蛋类10-20%粮谷类8-10%鲜奶类1.5-3.8%食物粗蛋白含量=食物含氮量×6.25真消化吸收率=吸收氮×100%食物氮=食物氮－(粪氮－粪代谢氮)×100%食物氮表观消化吸收率=食物氮－粪氮×100%食物氮七、食物蛋白质营养学评价**

（二）消化率（digestibility）反映Pro在消化道内被分解、吸收程度，实际多用表观消化率1、值更低，作了较低的估计，具有更大的安全性；2、测定方法简便易行。表几种食物的蛋白质真消化率（%）食物真消化吸收率食物真消化吸收率鸡蛋97±3燕麦86±7牛肉95±3小米79肉鱼94±3大豆粉86±7面粉(精)96±4菜豆78大米88±4花生酱88玉米85±6中国混合膳96吴坤主编．营养与食品卫生学[M]．第5版，北京：人民卫生出版社，2003，8，p15生大豆60%熟豆浆85%/豆腐90-96%返回动物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro常用食物蛋白质的生物学价值蛋白质生物价蛋白质生物价蛋白质生物价全鸡蛋 94大米 77生黄豆57鸡蛋黄 90 小麦 67 熟黄豆64鸡蛋白 83玉米60 豆腐 65牛奶 90小米57 绿豆58鱼 83 高粱56 花生 59牛肉 76 白菜 76猪肉 74 七、食物蛋白质营养学评价**

（三）利用率（utilization）

2．氨基酸评分(aminoacidscore，AAS/化学分，chemicalscore，CS)AAS=被测Pro每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)理想模式或参考Pro中每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)1．计算被测Pro每种EAA的评分值；2．找出最低的EAA（即第一LAA）评分值，即为该Pro的氨基酸评分。七、食物蛋白质营养学评价**

（三）利用率（utilization）

3．蛋白质功效比值(proteinefficiencyratio，PER)用处于生长阶段的幼年动物，其体重增加和摄入Pro量的比值,常用作婴幼儿食品中Pro营养价值评价PER（%）=动物体重增加（g）摄入食物Pro（g）八、食物来源及供给量良好来源主要来源粮谷类食品(米、面)优质Pro（动物、大豆）

（2）氮平衡（Nitrogenbalance）

①必要的氮损失（obligatorynitrogenlosses）

②氮平衡：B＝I－（U＋F＋S）Positive

nitrogen

balanceNin>NoutNin=NoutNitrogen

equillibriumNegativenitrogen

balanceNin<Nout八、食物来源及供给量氮平衡尿氮B=I-（U+F+S）=5%摄入氮粪氮皮肤（3）蛋白质的缺乏与过量---营养不良

好发人群病因继发性原发性消耗排泄↑摄入不足ProE不足儿童八、食物来源及供给量临床表现混合型消瘦型(Marasmus)E-Pro均不足E基本满足Pro严重不足浮肿型(Kwashiorkor)又称为恶性营养不良临床表现和分型（一）水肿型营养不良（kwashiorkor）1）多见于4个月-5岁的小儿。2）轻者仅有下肢水肿，重者上肢、腹部及颜面等水肿3）血清白蛋白低于30g/L。4）体重在标准体重60%-80%。5）腹泻，常伴突发性感染，生长迟缓、头发改变、表情冷漠或情绪不好，虚弱无力等。（二）干瘦型营养不良（marasmus）主要是能量严重摄入不足所致。主要表现1）病人体重低于标准体重的60%，体温低于正常；2）生长发育迟缓，消瘦无力，贫血，无水肿，抵抗力下降，容易感染其他疾病而死亡3）病人肌肉萎缩无力，皮肤黏膜干燥萎缩，皮下脂肪减少，近消失。

消失顺序：腹部躯干臀部四肢面部4）对外界刺激反应淡漠或易激惹，记忆力减退，注意力不集中，精神、神经发育落后。5）常见腹泻，如伴胃肠道感染，症状加重，腹壁薄，可见到肠蠕动或摸到大便包块。（三）混合型营养不良

marasmus-kwashiorkor临床表现介于二者之间。病人体重低于标准体重的60%，有水肿。主要表现：皮下脂肪消失、肌肉萎缩、明显消瘦。生长迟滞急噪不安、表情淡漠；伴有腹泻，腹壁变薄，肝脾肿大，常合并感染阜阳奶粉事件

2004年5月，安徽省阜阳市对当地2003年3月1日以后出生、以奶粉喂养为主的婴儿进行的营养状况普查和免费体检显示，因食用劣质奶粉造成营养不良的婴儿229人，其中轻、中度营养不良的189人。 经国务院调查组核实，阜阳市因食用劣质奶粉造成营养不良而死亡的婴儿共计12人。

国务院调查组通过卫生学调查证实，不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，婴儿生长发育所必需的蛋白质、脂肪以及维生素和矿物质含量远低于国家相关标准。各类人群对蛋白质的需求情况乳母营养乳母膳食Pro转换为乳汁Pro的有效转换率为70%100ml乳汁含9gPro按乳汁750ml/d计需13g/d如Pro质量差转换效率更低乳母Pro营养不良↓乳汁分泌量孕妇营养用于胎儿生长+（胎盘、母体组织增长）孕中期↑15g/d，孕后期↑25g/d。优质Pro应占1/3以上。体重增长孕早期（1-3m）增重较少，孕中期（4-6m）和孕后期（7-9m）则每周稳定增重350-400g。整个孕期共增重约10-12.5kg（平均11kg）11kg=7kg水分+3kgFat+1kgPro婴幼儿营养各类人群对蛋白质的需求情况完全依赖母乳营养依赖母乳外食物营养过渡期出生后头6m脑细胞数目持续↑6月龄时脑重为出生时的2倍（600-700g）后6m脑细胞体积↑、树突增多和延长，神经髓鞘形成并进一步发育1yr时脑重（900-1000g）接近成人的2/3从奶类为主谷类为主奶类、蛋、鱼、禽、肉、蔬菜、水果为辅乳含优质Pro乳白蛋白∶酪蛋白=8∶2乳白蛋白（lact