能量与蛋白质

蛋白质、能量授课教师：张乾勇教授联系方式：772305/p>

zqianyong@

营养学基础

——蛋白质主要内容掌握必需氨基酸概念和种类掌握限制氨基酸的概念、氮平衡、蛋白质生物价、参考蛋白质等概念掌握蛋白质的互补作用及其遵循的原则（重点）掌握食物蛋白质营养学价值评价（难点）了解蛋白质营养不良及营养状况评价了解蛋白质参考摄入量标准及食物来源哪个小孩蛋白质营养不良？AB蛋白质概述

蛋白质是一切生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。

10名爱尔兰年轻人绝食致死。死亡时体内丢失的物质：碳水化物80%，脂肪75%，水分17%（可饮水），整体体重下降28%，但死亡时蛋白质仅丢失20%。也就是说人体1/5蛋白质丢失后，生命就终止了。细胞的主要结构是蛋白质，一个单一细胞可含有1000种的蛋白质。正常成年人总共由60万亿个以上的各类细胞组成。蛋白质的组成：主要含碳（50～55％）、氢（7％）、氧（19～24％）、氮（13～19％）等有机元素。蛋白质是机体氮的主要来源。正常成人体内蛋白质比例16％～19％，每天约有3％的蛋白质被更新。主要用于合成新的组织蛋白质。但不同年龄的人体内蛋白质合成率不同，新生儿和婴儿的合成率最高。蛋白质氨基酸分解合成蛋白质的生理功能

Themajorphysiologicalfunctionofproteins构成和修补组织HELPyourbodybuildnewcellsandmendinjuredones人体细胞、组织、器官的构成成分儿童生长期形成新细胞和组织的重要原料成年人的组织更新、修复和维持构成体内各种重要的生理活性物质HELPyourbodysystemsworkproperly酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶等抗体：免疫球蛋白激素：胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等转运作用：

运输蛋白如载脂蛋白、血红蛋白存储作用：存储蛋白如铁蛋白调节渗透压和酸碱平衡血液凝固、视觉、人体的运动等提供能量AREusedforenergyifyoudon’teatenoughcarbohydratesorfat碳水化物供应不足的情况下分解组织蛋白质供能，导致瘦组织（leantissue)消耗氨基酸(aminoacid)构成蛋白质的氨基酸分类必需氨基酸条件必需氨基酸非必需氨基酸1810年发现第一种氨基酸―亮AA1935年发现最后一种氨基酸―苏AA1983年提出成人有8种必需AAPROTEINSaremadeupofaminoacids.Twentyaminoacidsarerequiredforproteinsynthesis,smallamountsofothersarefoundinproteins,butareformedaftersynthesisoftheprotein.必需氨基酸(essentialaminoacid,

EAA)概念：人体蛋白质由20种α氨基酸按不同组合构成，其中人体不能合成或合成速度慢远不能满足机体需要，必须由食物供给的氨基酸称必需氨基酸。种类：缬aa色aa蛋aa赖aa苏aa

苯丙aa亮aa异亮aa

组aa（婴幼儿）Definition：Theseaminoacidscannotbesynthesizedinthebody(oratleastinadequateamounts),butmustbeprovidedready-madeinthediet----theseareknownasEAA.条件必需氨基酸（conditionallyessentialaminoacids）：半胱氨酸和酪氨酸。苯丙氨酸→酪氨酸；蛋氨酸→半胱氨酸

如果酪氨酸和半胱氨酸的摄入充足，就可以节省苯丙氨酸和蛋氨酸，因此酪氨酸和半胱氨酸被称为条件必需氨基酸。TWOaminoacids,cysteineandtyrosine,thatarenotessentialinthattheycanbeformedinadequateamountsinthebody,dorequireanEAAasprecursor----phenylalaninefortyrosine,andmethionineforcysteine.ThismeansthatprovisionofthesetwoconditionallyessentialaminoacidsinthedietwillreducetherequirementfortheparentEAA.

非必需氨基酸(nonessentialaminoacids)

：除9种必需氨基酸和2种条件必需氨基酸外的其他9种氨基酸称为非必需氨基酸，并不是人体不需要它们，而是它们可以在体内合成，不一定要从膳食中得到。THESEaminoacidsrequiredforproteinsynthesiscanbesynthesizedinthebody,meaningtheyarenotabsolutedietaryessentials.

此外，人体在严重的应激状态或创伤、感染及某些消耗性疾病情况下，体内氨基酸的需要量大大增加，一些能自身合成的氨基酸在此时也会发生缺乏，这些随机体外界条件的变化而需要量增加的氨基酸称为条件性必需氨基酸。包括精氨酸和谷氨酰胺。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)构成人体蛋白质的氨基酸*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。氨基酸模式(aminoacidpattern)

：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1，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。氨基酸人体全鸡蛋鸡蛋白牛奶猪瘦肉牛肉大豆面粉大米异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋氨酸+半胱氨酸苯丙氨酸+酪氨酸苏氨酸缬氨酸色氨酸4.07.05.53.56.04.05.01.02.54.03.12.33.62.12.51.03.35.64.33.96.32.74.01.03.06.45.42.46.12.73.51.03.46.35.72.56.03.53.91.03.25.65.82.84.93.03.21.03.05.14.41.76.42.73.51.02.34.41.52.75.11.82.71.02.55.12.32.45.82.33.41.0人体蛋白质和几种食物蛋白质的氨基酸模式参考蛋白质（referenceprotein)：是指与人体蛋白质氨基酸模式接近，可用来测定其它蛋白质质量的标准蛋白。鸡蛋蛋白质。食物蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式越接近，其必需氨基酸的利用率越高。限制氨基酸(limitingaminoacid)：是指食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸，称为限制氨基酸。其中含量最低的称第一限制氨基酸，依此类推。Thelimitingaminoacidofaproteinisdefinedasthatessentialaminoacidpresentinlowestamountrelatedtotherequirementforproteinsynthesis.

植物性蛋白质中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸相对较少，所以其蛋白质的营养价值较低。

赖氨酸是大米和面粉蛋白的第一限制氨基酸

蛋氨酸是豆类蛋白的第一限制氨基酸

某轿车的标准配置某集团的年生产能力发动机11000轮胎450000车身13000方向盘15000前照明灯430000尾灯425000转弯灯410000座椅510000车门43000汽车空调1900以生产发动机为1112.5357.56.252.520.750.9蛋白质互补作用(proteincomplementaryaction)：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。Thelimitingaminoacidisdifferentforindividualfoods,butdietscontainseveralproteinfoods,withtheresultthatthereisusuallysomedegreeofcompensationbetweenthem.Inotherwords,anyrelativedeficitinoneproteinfoodincompensatedbyarelativesurplusinanother.Thisistermedproteincomplementaryaction.

CC

AAAA

RRR

CCCC

AA

RRRCAR

CAR

CAR

CAR

CAR

CAR+食物1食物2Principle：A.搭配种类越多越好(Themorespecies,thebetter.)B.食物的种属关系相隔愈远愈好(Themorefarnessofspeciesrelation,thebetter.)C.食用间隔时间越短越好（Intakeatthesametime.)不同植物蛋白质合在一起食用。植物蛋白质和动物蛋白质合在一起食用。

蛋白质的分类完全蛋白质：又称优质蛋白质，是指食物中的蛋白质所含的必需氨基酸种类齐全,数量充足,比例适当,不仅能维持人体健康,也能促进生长发育。如大多数动物性食物蛋白质和大豆蛋白质。半完全蛋白质：食物中的蛋白质所含的必需氨基酸种类齐全,但含量多少不均,比例不合适,若膳食只食用此种蛋白,可以维持生命,但不能促进生长发育。如米、面的蛋白质。（但量足可弥补质差的问题）不完全蛋白质：指食物蛋白质所含的必需氨基酸种类不全,不能维持人体正常发育和健康。如胶原蛋白、鱼翅蛋白。蛋白质消化、吸收和代谢蛋白质消化胃：胃酸→蛋白变性利于酶消化；胃酸激活胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶，后者分解蛋白质为多肽和少量氨基酸。小肠：胰蛋白酶和糜蛋白酶（胰腺）分泌，分解多肽为氨基酸、2肽或3肽。小肠粘膜细胞的刷状缘及胞液中存在寡肽酶，把寡肽水解成氨基酸单体。肠粘膜细胞上有运输氨基酸的载体蛋白载体蛋白氨基酸Na+三联体氨基酸、Na+进细胞Na+借钠泵，消耗ATP排出蛋白质吸收小肠粘膜细胞：三种主动转运系统，分别转运中性、酸性和碱性氨基酸，同性质氨基酸之间存在竞争作用。中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸

蛋白质代谢90ｇ食物蛋白质血液氨基酸组织氨基酸(AA代谢库)食物蛋白体内合成的非必需AA组织蛋白

其他含氮物(嘌呤、嘧啶等)胺类CO2(脱羧)

其他含氮物氨α-酮酸糖谷氨酰胺尿素CO2+H2O

脂肪脱氨基TCACO2+H2O氨基酸代谢概况氨基化氮平衡（nitrogenbalance

）：是反应机体摄入氮(食物蛋白质含氮量约为16%)和排出氮的关系。

B＝I-(U+F+S)B：氮平衡；I：摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S：皮肤等氮损失。

摄入氮和排出氮相等为零氮平衡：健康成年人摄入氮多于排出氮为正氮平衡：儿童、青少年、妇女怀孕期、疾病恢复期摄入氮少于排出氮为负氮平衡：饥饿、疾病蛋白质营养价值的评价

(Proteinnutritionalvalueassessment)蛋白质的含量蛋白质消化率蛋白质利用率Themethodsofassessingproteinnutritionalvalueincluding:Determinationofproteinquantity;Chemicaldeterminationofproteinquality;Biologicalmeasurementsofproteinquality.蛋白质含量(Quantityofprotein)

食物蛋白质的含量多少是其营养价值的基础。一般食物的蛋白质含氮量是恒定的为16%，实际应用中是用凯氏定氮法测出含氮量，再乘以换算系数6.25即为蛋白质含量（不同食物此换算系数有一定差异）。蛋白质含量=含氮量÷16%=含氮量×6.25不同食物的蛋白质含量差异很大，举例：

蛋白质消化率(proteindigestibility)

：食物蛋白质被人体消化吸收的程度

真消化率(truedigestibility)

食物氮－(粪氮－粪代谢氮)

蛋白质真消化率(%)＝×100%

食物氮

表观消化率(apparentdigestibility)

食物氮－粪氮

蛋白质表观消化率(%)＝×100%

食物氮食物真消化率食物真消化率食物真消化率鸡蛋牛奶肉、鱼玉米97±395±394±385±6大米面粉(精致)燕麦小米88±496±486±779大豆粉菜豆花生酱中国混合膳87±7788896几种食物蛋白质的消化率(%)影响因素：蛋白质在食物中的存在形式和加工方式（如整粒大豆60%，加工为豆腐90%）蛋白质利用率(proteinutilization)：反映蛋白质被机体利用的程度。★生物价(biologicalvalue，BV)★蛋白质净利用率(netproteinutilization，NPU)★蛋白质功效比值(proteinefficiencyratio，PER)★氨基酸评分(aminoacidscore，AAS)相对蛋白质值（relativeproteinvalue)净蛋白质比值(netproteinratio)氮平衡指数(nitrogenbalanceindex)生物价：是反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用程度的指标。

储留氮

生物价＝×100

吸收氮

吸收氮=食物氮－(粪氮－粪代谢氮)

储留氮=吸收氮－(尿氮－尿内源性氮)TheBVisameasureoftheproportionoftheabsorbedproteinthatisretainedinthebodyfortissueproteinsynthesisbyagrowinganimalorchild.Theamountabsorbedinmeasuredbydigestibility.蛋白质净利用率：是反应食物中蛋白质被利用的程度，即机体利用的蛋白质占食物中蛋白质的百分比。（结合蛋白质的消化率）

储留氮

蛋白质净利用率＝消化率×生物价＝

×100%

食物氮NPUistheproportionofthedietaryproteinthatisretainedinthebodyforproteinsynthesis,andthereforedoesnotrequireseparatedeterminationofdigestibility.蛋白质功效比值：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)

PERisdefinedasthegaininweightpergofproteineaten.氨基酸评分：是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式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）

确定某一食物蛋白质氨基酸评分步骤

※计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值

※在上述计算结果中，找出第一限制氨基酸评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。Chemicalscoreofaproteinisexpressedastheratioofthelimitingaminoacid(determinedchemical)totherequirementforthataminoacid.Experimentallytheaminoacidsineggproteinareusedforthecalculationsincetheseareofhighquality,itsaminoacidcompositionapproachestherequirement.食物BVNPU(%)PERAAS全鸡蛋全牛奶鱼牛肉大豆精制面粉大米土豆948783747352636784828173665163603.923.094.552.302.320.602.16-1.060.981.001.000.630.340.590.48常见几种食物蛋白质质量蛋白质营养不良儿童蛋白质营养不良Kwashiorkor：蛋白质严重缺乏，能量基本满足，显著水肿为其主要特征。Marasamus：蛋白质和能量均严重缺乏，干瘦为其主要特征。成人蛋白质营养不良：体力下降、浮肿、抗病力减弱等。MarasmusKwashiorkor蛋白质缺乏往往与热能缺乏同时发生，称为protein-energymalnutrition(PEM)，WHO估计全世界有500万PEM儿童。Geographically,morethan70%ofPEMchildrenliveinAsia,26%inAfricaand4%inLatinAmericaandtheCaribbean.“杀人”奶粉喂养－大头儿0～1岁婴幼儿的蛋白质需要量：3克/公斤体重，1～2岁儿童蛋白质需要量：35克/天。阜阳“杀人奶粉”蛋白质含量不到3％。以4公斤体重的婴儿为例：

3×4＝12克

“杀人奶粉”需要量：12÷3％＝400克兑水后3000～4000毫升！！！蛋白质过多的危害摄入较多的动物脂肪和胆固醇，导致肥胖和心血管疾病。加重了肾脏的负荷。造成含硫氨基酸（蛋氨酸、半胱氨酸）摄入过多,可加速骨骼中钙质的丢失，易产生骨质疏松。人体蛋白质营养状况评价(nutritionalstatusassessment)体格测量（Bodymeasurement）身高、体重(bodyheightandweight)

（适用于儿童）上臂围、上臂肌围和上臂肌面积(armcircumference、armmusclecircumference、armmusclearea)生化指标血清白蛋白（serumalbumin）血清转铁蛋白（serumtransferrin）★血清前白蛋白(Pre-albumin)★视黄醇结合蛋白(retinolbindingprotein,RBP)★血清甲状腺素前结合蛋白蛋白质供给量和食物来源蛋白质供给量

成人每天摄入约30g蛋白质就可满足零氮平衡，按0.8g/(kg·d)摄入蛋白质为宜，我国推荐摄入量为1.16g/(kg·d)。

蛋白质参考摄入量：成年男子按轻、中、重体力劳动应为75、80和90g/d,成年女子按轻、中、重体力劳动应为65、70和80g/d。

我军规定陆军中等劳动强度90g/d。Nolessthan11%andnomorethan15%energyofyourday’sfoodshouldbeprotein.Highquality----50%;lowerquality----50%.蛋白质的食物来源

动物性食物和植物性食物两大类。动物性蛋白质质量好、利用率高，但富含饱和脂肪酸和胆固醇，植物性蛋白质(大豆除外）利用率低。

1.蛋白质互补作用

2.提倡增加牛奶和大豆及其制品的消费量

3.少食红肉（猪、牛、羊肉），增加禽肉、鱼肉、蛋类的数量营养学基础——能量Energy

教学目的与要求２.熟悉能量与健康的关系３.掌握能量消耗的基本途径及相关概念（重点）４.掌握能量供给量的确定方法（重点/难点）；掌握能量来源和营养素的供能比1.掌握能量单位与生热系数一、能量单位与生热系数焦耳（joule,

J）,KJ，MJ;

卡（calorie，cal)，Kcal1Kcal=4.184KJ；1KJ=0.239Kcal能量单位营养素蛋白质脂肪碳水化合物物理卡价5.65Kcal/g9.45Kcal/g4.1Kcal/g生热系数(5.65-1.3)×92%=4Kcal/g(16.7KJ/g)9.45×95%=9Kcal/g(36.7KJ/g)4.1×98%=4Kcal/g(16.7KJ/g)生热系数乙醇的生热系数是7Kcal/g(29.2KJ/g)二、能量与健康Energyandhealth

哪些人有能量营养不良？ABC能量营养不良个案大头娃娃：蛋白质供能比太低能量过剩能量不足1994年4月，普利策新闻奖获奖作品1993年南非“自由记者”凯文·卡特拍摄的一张苏丹小女孩的照片能量不足个案3个月后，作者自杀美国肥胖流行趋势一半是冰河一半是火焰我国居民能量摄入情况能量不足的问题依然十分突出低出生体重率3.9%5岁以下儿童低体重率农村14.4%5岁以下儿童生长迟缓率14.3%，农村17.3%，贫困地区29.3%冰河我军的情况又如何呢？军队女干部消瘦率11.6%军队男干部超重和肥胖率30.9%体质指数(bodymassindex,BMI)：即体重/身高2（Kg/m2）。采用中国人群标准进行评价：BMI<18.5为消瘦，≥24为超重，≥28为肥胖。

能量不足对健康的影响生长发育不良智力发育受影响学习工作效率下降对疾病的抵抗力下降严重者有生命危险世界银行估计：能量不足和微量营养素缺乏疾病和劳动能力3-5%GDP能量过剩对健康的影响肥胖脂肪肝糖尿病痛风心脑血管病胆结石高血压血脂异常某些肿瘤2010年，我国慢性病的治疗费用高达5880亿元。摄入的能量：收入消耗的能量：支出体内脂肪：

存款慢性退行性疾病：存款产生的利息为了减少利息，必须：管住你的嘴动起你的腿能量平衡摄入的能量消耗的能量碳水化物基础代谢蛋白质体力活动脂类食物热效应三、人体能量消耗TOTALENERGYEXPENDITURE（TEE）BM（Basalmetabolism）

PA（Physicalactivity）TEF（Thermiceffectoffood）Growth1-6岁占TEE的3%7-10岁占TEE的1%11-17岁占TEE的2%１．基础代谢(basalmetabolism,BM）用于维持最基本的生命活动的能量消耗(basicenergyexpenditure，BEE），约占机体总能量消耗的60％～65％。

基础代谢率(basalmetabolicrate,BMR）

：人体处于基础代谢状态下，单位时间单位体表面积所消耗的能量。？基础代谢率的影响因素A.体型B.年龄C.性别D.内分泌E.环境温度与气候F.尼古丁、咖啡因２．体力活动（physicalactivity)

高于基础代谢水平的体力活动所产生的能量消耗。轻度、中等活动强度,体力活动消耗能量约占总能量需要的25％～35％。体力活动消耗的能量变异最大。

“运动减肥”的理论基础肌肉活动强度越大,能量消耗越多；肌肉活动持续时间越长,能量消耗也越多。

３．食物热效应(thermiceffectoffood,TEF)

（食物特殊动力作用,specificdynamicaction）

因摄食而引起的能量额外消耗称食物热效应。(主要是食物中的营