食品营养学蛋白质与氨基酸

食品营养学蛋白质与氨基酸第1页，共39页，2023年，2月20日，星期二一、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。第2页，共39页，2023年，2月20日，星期二二、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。第3页，共39页，2023年，2月20日，星期二三、蛋白质的理化性质

蛋白质经物理或化学方法处理后，其性质可发生改变。变性后的蛋白质较易被人体蛋白酶消化。这就是蛋白质食品在加工后更易被人消化、吸收的原理。除用酸或碱水解蛋白质外，亦有利用酶水解蛋白质，均可使之分解成氨基酸。如酱油、酱、酱豆腐、豆腐、奶酪、松花蛋等食品。若采用高温或酒精可使细菌细胞中的蛋白质变性凝固，失去活力，以达到杀菌消毒目的。此外，蛋白质的分子量极大，不能透过半透膜，利用这个性质通过透析，可对不同蛋白质进行分离和纯化。同时，蛋白质含有的羧基和氨基，具有酸性和碱性，可成为人体内重要的缓冲体系，以缓解外因对机体产生的冲击性影响。第4页，共39页，2023年，2月20日，星期二四、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。

第5页，共39页，2023年，2月20日，星期二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

第6页，共39页，2023年，2月20日，星期二患白化病的蟒蛇

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。白化病海豚第7页，共39页，2023年，2月20日，星期二1.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。第8页，共39页，2023年，2月20日，星期二2.必需氨基酸EAA（essentialaminoacid）人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得的，称EAA.EAAsleucine亮

isolucine异亮

lysine赖

methionine蛋

Phenplalane苯丙

threonine苏

trytophan酪

valine颉

+histidine组第9页，共39页，2023年，2月20日，星期二3.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*。第10页，共39页，2023年，2月20日，星期二优质蛋白和参考蛋白：

动物性Pro（蛋、奶、肉、鱼等）、大豆Pro的AAP与人体的较接近优质Pro

其中鸡蛋Pro的AAP与人体的最接近常作为参考蛋白（ReferenceProtein）实验植物性Pro往往相对缺少以下几种EAA

赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸（如主食大米和面粉Pro中赖氨酸相对含量最少）所以植物性Pro的营养价值较低第11页，共39页，2023年，2月20日，星期二4.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。第12页，共39页，2023年，2月20日，星期二五、蛋白质的消化、吸收和代谢

蛋白质在胃肠道中经多种蛋白酶及肽酶的共同作用，即由高分子物质分解为可被吸收的小肽（2~3个氨基酸）或氨基酸，并在小肠内被吸收，沿着肝门静脉进入肝脏。一部分氨基酸在肝内进行分解或合成蛋白质；另一部分氨基酸继续随血液分布到各个组织器官，合成各种特异性的组织蛋白质。故肝脏是蛋白质代谢的主要器官。通常，人体消化道内的蛋白质是不可能全部被消化、吸收。未被消化的蛋白质和部分消化后又不易被肠壁吸收的蛋白质，在大肠内的细菌作用，发生腐败，产生有毒物质。其中，大部分随粪便排出体外，亦有少量被肠粘膜吸收，随血液运往肝脏，进行生理解毒，然后随尿排出，故人体不会因此发生中毒。如果，这些不易被肠壁吸收的蛋白质被少量吸收，即可能引起人体过敏反应，发生荨麻疹、湿疹、哮喘等病症。一般，每天人体肠道內被消化、吸收的蛋白质约有70克左右。其不仅来自于食物，也来自于肠道脱落的粘膜细胞和消化液中的蛋白质等。第13页，共39页，2023年，2月20日，星期二正常人体内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第14页，共39页，2023年，2月20日，星期二2．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第15页，共39页，2023年，2月20日，星期二七、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第16页，共39页，2023年，2月20日，星期二真消化吸收率=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。第17页，共39页，2023年，2月20日，星期二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第18页，共39页，2023年，2月20日，星期二七、食物蛋白质营养学评价**

（三）利用率（utilization）1．生物学价值（biologicalvalue，BV）Pro经消化吸收后，进入机体可以储留利用的部分。BV越高，表明其利用率也越高。BV=储留氮×100=吸收氮－(尿氮－尿代谢氮)×100吸收氮食物氮－(粪氮－粪代谢氮)第19页，共39页，2023年，2月20日，星期二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 第20页，共39页，2023年，2月20日，星期二七、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。第21页，共39页，2023年，2月20日，星期二表

几种食物蛋白质的氨基酸分品种氨基酸分品种氨基酸分品种氨基酸分人奶100芝麻50小米63全蛋100花生65大米67牛奶95棉子81全麦53大豆74玉米49第22页，共39页，2023年，2月20日，星期二七、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）第23页，共39页，2023年，2月20日，星期二八、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）第24页，共39页，2023年，2月20日，星期二（1）推荐摄入量（recommendednutrientintake，RNI）每天0.8g/kg体重我国以植物性食物为主，RNI在1.0-1.2g/kg·bwPro摄入占膳食总热能10-15%八、食物来源及供给量第25页，共39页，2023年，2月20日，星期二

（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、食物来源及供给量第26页，共39页，2023年，2月20日，星期二氮平衡尿氮B=I-（U+F+S）=5%摄入氮粪氮皮肤第27页，共39页，2023年，2月20日，星期二（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、食物来源及供给量第28页，共39页，2023年，2月20日，星期二消化吸收障碍

（1）消化系统解剖异常：如唇裂、腭裂、幽门梗阻、肠旋转不良等。（2）消化系统功能异常：如迁延性腹泻、过敏性肠炎、肠吸收不良综合症等。第29页，共39页，2023年，2月20日，星期二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第30页，共39页，2023年，2月20日，星期二临床表现和分型（一）水肿型营养不良（kwashiorkor）第31页，共39页，2023年，2月20日，星期二1）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。第32页，共39页，2023年，2月20日，星期二（二）干瘦型营养不良（marasmus）主要是能量严重摄入不足所致。第33页，共39页，20