营养学基础之蛋白质

营养学基础之蛋白质------营养指导师1主要内容蛋白质的组成和分类蛋白质的生理功能氨基酸食物蛋白质的营养评价2蛋白质(protein)是化学结构复杂的一类有机化合物，是人体的必需营养素。蛋白质一词源于希腊文的proteios，是“头等重要”的意思，表明蛋白质是生命活动中头等重要物质。现已证明，生命的产生、存在和消亡都与蛋白质有关，蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。

3第一节蛋白质的组成和分类蛋白质的组成蛋白质元素组成为：碳(50％～55％)、氢(6.7％～7.3％)、氧(19％～24％)、氮(13％～19％)及硫(O％～4％)；有些蛋白质还含有磷、铁、碘、锰及锌等其他元素。由于碳水化合物和脂肪中仅含碳、氢、氧，不含氮，所以蛋白质是人体氮的惟一来源，碳水化合物和脂肪不能代替。

4换算方式：大多数蛋白质的含氮量相当接近，平均约为16％。因此在任何生物样品中，每克氮相当于6.25g蛋白质(即100÷16)，其折算系数为6.25。只要测定生物样品中的含氮量，就可以算出其中蛋白质的大致含量：样品中蛋白质的百分含量(g％)=每克样品中含氮量(g)×6.25×100％5食物折算系数全小麦5.83小麦胚芽6.31大米5.95燕麦5.83大麦黑麦5.83玉米6.25小米6.31

食物折算系数芝麻、葵花子5.30杏仁5.18花生5.46大豆5.71鸡蛋(全)6.25肉类和鱼类6.25乳及乳制品6.38

氮折算蛋白质的折算系数6

蛋白质的分类按化学组成分类按蛋白质形状分类按蛋白质的营养价值分类

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按化学组成分类单纯蛋白质：单纯蛋白质又可按其溶解度、受热凝固性及盐析等物理性质的不同分为清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、鱼精蛋白、组蛋白和硬蛋白等7类。结合蛋白质：按辅基不同，结合蛋白质分为核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白和色蛋白等5类。8

按蛋白质形状分类

按蛋白质形状，蛋白质分为纤维状蛋白和球状蛋白。纤维状蛋白多为结构蛋白，是组织结构不可缺少的蛋白质，盘状结构，成为各种组织的支柱，如皮肤、肌腱、软骨及骨组织中的胶原蛋白；球状蛋白的形状近似于球形或椭圆形，是具有生理活性的蛋白质，如酶、转运蛋白、蛋白类激素与免疫球蛋白、补体等均属于球蛋白。9

按蛋白质的营养价值分类

食物蛋白质的营养价值取决于所含氨基酸的种类和数量，所以在营养上尚可根据食物蛋白质的氨基酸组成，分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类。完全蛋白：所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当，不但能维持成人的健康，并能促进儿童生长发育，如乳类中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋类中的卵白蛋白、卵磷蛋白，肉类中的白蛋白、肌蛋白，大豆中的大豆蛋白，小麦中的麦谷蛋白，玉米中的谷蛋白等。半完全蛋白：所含必需氨基酸种类齐全，但有的氨基酸数量不足，比例不适当，可以维持生命，但不能促进生长发育，如小麦中的麦胶蛋白等。不完全蛋白：所含必需氨基酸种类不全，既不能维持生命，也不能促进生长发育，如玉米中的玉米胶蛋白，动物结缔组织和肉皮中的胶质蛋白，豌豆中的豆球蛋白等。

10第二节蛋白质的生理功能构成和修复组织调节生理功能供给能量（供给能量是蛋白质的次要功能）调节渗透压11第三节氨基酸氨基酸（aminoacid）：是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物，氨基一般连在α-碳上。氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位。必需氨基酸与非必需氨基酸条件必需氨基酸氨基酸模式及限制氨基酸12必需氨基酸与非必需氨基酸

在人体和食物蛋白质的20余种氨基酸中，只有一部分可以在体内合成，其余的则不能合成或合成速度不够快。不能合成或合成速度不够快的氨基酸，必须由食物供给，故称为必需氨基酸(essentialaminoacid)；能在体内合成的则称为非必需氨基酸(nonessentialaminoacid)。非必需氨基酸并非体内不需要，只是可在体内合成，食物中缺少了也无妨。13迄今，已知人体的必需氨基酸有9种，它们是赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和色氨酸。近年来认识到，对婴儿讲来，组氨酸属于必需氨基酸；有资料证明，对成年人组氨酸亦属必需氨基酸。14

必需氨基酸非必需氨基酸条件必需氨基酸异亮氨酸(ILe)天门冬氨酸(Asp)半胱氨酸

(cys)亮氨酸(Leu)天门冬酰胺

(Asn)酪氨酸(Tyr)赖氨酸(Lys)谷氨酸(Glu)蛋氨酸(Met)谷氨酰胺(Glu)苯丙氨酸(Phe)甘氨酸(Gly)苏氨酸(Thr)脯氨酸(Pro)色氨酸(Trp)丝氨酸(Ser)缬氨酸(Val)精氨酸(Arg)组氨酸(His)胱氨酸(Cys-Cys)丙氨酸(Ala)人体的氨基酸15条件必需氨基酸条件必需氨基酸:非必需氨基酸中的一些在体内的合成率很低,当机体需要量增加时则需体外补充,称为条件必需氨基酸。半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，如果膳食中能直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少30％和50％。所以半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸(semiessentialaminoacid)。在计算食物必需氨基酸组成时，常将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。

16氨基酸模式及限制氨基酸

氨基酸模式

氨基酸模式是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。即根据蛋白质中必需氨基酸含量，以含量最少的色氨酸为1计算出的其他氨基酸的相应比值。17

氨基酸全鸡蛋牛奶牛肉大豆面粉大米人体异亮氨酸3.23.44.44.33.84.04.0亮氨酸5.16.86.85.76.46.37.0赖氨酸4.15.67.24.91.82.35.5蛋+半胱氨酸3.42.43.21.22.82.82.3苯丙+酪氨酸5.57.36.23.27.27.23.8苏氨酸2.83.13.62.82.52.52.9缬氨酸3.94.64.63.23.83.84.8色氨酸1.01.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0几种食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式

18氨基酸模式意义人体所需蛋白质来源于多种食物，凡蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式接近的食物，其必需氨基酸在体内的利用率就高，反之则低。例如，动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式较接近，从而所含的必需氨基酸在体内的利用率就较高，因此被称为优质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质的氨基本模式与人体蛋白质氨基酸模式最为接近，在比较食物蛋白质营养价值时常作为参考蛋白质。19限制氨基酸食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用而使蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的氨基酸称为限制氨基酸(limitingaminoacid)。即由于这些氨基酸的不足，限制了其他氨基酸的利用。其中，含量最低的称第一限制氨基酸，余者类推。植物蛋白质中，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸含量相对较低，所以营养价值也相对较低。20第四节食物蛋白质的营养评价

食物蛋白质含量食物蛋白质消化率食物蛋白质的利用率氨基酸分21食物蛋白质含量食物蛋白质含量是评价食物蛋白质营养价值的一个重要方面。蛋白质含氮量比较恒定，故测定食物中的总氮乘以蛋白质折算系数6.25，即得蛋白质含量。

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食物蛋白质消化率

食物蛋白质消化率(digestibility)是反映食物蛋白质在消化道内被分解和吸收的程度的一项指标；是指在消化道内被吸收的蛋白质占摄入蛋白质的百分数；是评价食物蛋白质营养价值的生物学方法之一。一般采用动物或人体实验测定，根据是否考虑内源粪、代谢氮因素，可分为表观消化率和真消化率两种方法。23

蛋白质(N)表观消化率（AD）蛋白质(N)表观消化率(％)=×100

式中I代表摄入氮，F代表粪氮

AD即不计内源粪氮的蛋白质消化率。

I－FI24蛋白质(N)真消化率（TD）蛋白质(N)真消化率(％)=×100式中I代表摄入氮，F代表粪氮，Fk代表粪代谢氮I-(F-Fk)

I考虑粪代谢时的消化率。

粪中排出的氮实际上有两个来源。一是来自未被消化吸收的食物蛋白质；二是来自脱落的肠粘膜细胞以及肠道细菌等所含的氮。25特别是当膳食中的膳食纤维含量很少时，可不必计算Fk；当膳食中含有多量膳食纤维时，成年男子的Fk值，可按每天12mgN／kg体重计算。食物蛋白质消化率受到蛋白质性质、膳食纤维、多酚类物质和酶反应等因素影响。一般来说，动物性食物的消化率高于植物性食物。26几种食物蛋白质的消化率(%)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)燕麦小米88±496±486±779大豆粉菜豆花生酱中国混合膳87±7788896摘自WHOTechnicalReportSeries724,第119页，1985年。27蛋白质利用率

★生物价(biologicalvalue，BV)

★蛋白质功效比值(proteineffciencyratio，PER)

★氨基酸评分(aminoacidscore，AAS)

相对蛋白质值(relativeproteinvalue，RPV)

净蛋白质比值(netproteinratio，NPR)

氮平衡指数(nitrogenbalanceindex，NBI)28生物价

生物价(biologicalvalue，BV)是反映食物蛋白质消化吸收后，被机体利用程度的一项指标；生物价越高，说明蛋白质被机体利用率越高，即蛋白质的营养价值越高，最高值为100。BV=储留氮吸收氮×100＝×100I－（F－Fk）－（U－Um）I－（F－Fk）I、F、U分别为摄入氮、粪氮、尿氮Fk为无氮饲料期粪代谢氮Um为无氮饲料期尿内源氮29常见食物蛋白质的生物价蛋白质生物价蛋白质生物价蛋白质生物价鸡蛋94鸡蛋白83鸡蛋黄96脱脂牛奶85鱼83牛肉76猪肉74

大米77

小麦67

生大豆57

熟大豆64

扁豆72

蚕豆58

白面粉52小米57玉米60白菜76红薯72马铃薯67花生5930蛋白质功效比值

蛋白质功效比值(proteinefficiencyratio，PER)是以体重增加为基础的方法；是指实验期内，动物平均每摄人1g蛋白质时所增加的体重克数。例如，常作为参考蛋白质的酪蛋白的PER2.5，即指每摄人1g酪蛋白，可使动物体重增加2.5g。一般选择初断乳的雄性大鼠，用含10％被测蛋白质饲料喂养28天，逐日记录进食量，每周称量体重，然后按下式计算蛋白质功效比值。

31PER=实验期内动物体重增加克数（g）实验期内蛋白质摄入克数（g）由于同一种食物蛋白质，在不同实验室所测得的PER值重复性常不佳，故通常设酪蛋白(参考蛋白质)对照组，并将酪蛋白对照组PER值换算为2.5，然后校正被测蛋白质(实验组)PER。校正的PER=实验组蛋白质功效比值对照组蛋白质功效比值×2.532几种常见食物蛋白质PER食物PER食物PER全鸡蛋牛奶鱼牛肉大豆精制面粉大米3.92、3.09、4.55、2.30、2.32、0.60、2.1633氨基酸分

氨基酸分(aminoacidscore，AAS)亦称蛋白质化学分(chemicalscore，CS)，是目前广为应用的一种食物蛋白质营养价值评价方法，不仅适用于单一食物蛋白质的评价，还可用于混合食物蛋白质的评价，该法的基本操作步骤是将被测食物蛋白质的必需氨基酸组与推荐的理想蛋白质或参考蛋白质氨基酸模式进行比较，并按下式计算氨基酸分。34AAS=待测食物蛋白质第一限制氨基酸含量（mg/g蛋白质）

参考蛋白质同种氨基酸含量（mg/g蛋白质）×100在实际计算某种氨基酸评分时，首先将被测食物蛋白中必需氨基酸与参考蛋白质中的必需氨基酸进行比较，比值较低者，为限制氨基酸。（LAA）比值最低者，为第一限制氨基酸。参考蛋白质可采用FAO／WHO专家委员会(1973)制订的“暂定氨基酸分模式”。

35氨基酸分计算举例氨基酸小麦粉（标准粉）（mg/g粗蛋白）评分模式（mg/g粗蛋白）AAS异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋+胱氨酸苯丙+酪氨酸苏氨酸色氨酸缬氨酸组氨酸37.570.525.736.178.328.312.447.2-4070553560401050-92.5100.746.7103.1130.570.8124.094.4-36蛋白质的互补作用

两种或两种以上食物蛋白质混合食用，其中所含有的必需氨基酸取长补短，相互补充，达到较好的比例，从而提高蛋白质利用率的作用，称为蛋白质互补作用(proteincomplementaryaction)。

玉米、面粉、小米、大米蛋白质中赖氨酸含量较低，蛋氨酸相对较高；而大豆中的蛋白质恰恰相反，混合食用时赖氨酸和蛋氨酸两者可相互补充；若在植物性食物的基础上再添加少量动物性食物，蛋白质的生物价还会提高。37几种食物混合后蛋白质的生物价

食物名称单独食用BV混合食用所占比例（%）（13、22、26）小麦大米大豆豌豆玉米牛肉干混合食用675764486076-37321615--74-4020-40-7331468--158938几种食物混合后蛋白质的氨基酸分蛋白质来源蛋白质氨基酸含量（%）氨基酸分

赖氨酸含硫氨基酸苏氨酸色氨酸（限制氨基酸）

WHO/FAO标准5.53.54.01.0100谷类2.43.83.01.144(赖氨酸)豆类7.22.44.21.468(含硫氨基酸)奶粉8.02.93.71.383(含硫氨基酸)混合食用5.13.23.51.288(苏氨酸)

若以氨基酸分为指标，亦明显可见蛋白质的互补作用。例如，谷类、豆类氨基酸分为44、68，若按谷类67％、豆类22％、奶粉11％的比例混合评分，氨基酸分可达88。

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发挥食物蛋白质的互补作用，在调配膳食时，应遵循三个原则：①食物的生物学种属愈远愈好，如动物性和植物性食物之间的混合比单纯植物性食物之间的混合要好；②搭配的种类愈多愈好；③食用时间愈近愈好，同时食用最好，因为单个氨基酸在血液中的停留时间约4小时，然后到达组织器官，再合成组织器官的蛋白质，而合成组织器官蛋白质的氨基酸必须同时到达才能发挥互补作用，合成组织器官蛋白质。所以，通俗的“打牙祭”不利于蛋白质互补，不可取。40第七节蛋白质需要量及膳食参考摄入量

蛋白质膳食参考摄入量（2000）分类RNI(g/d)分类RNI(g/d)婴儿儿童青少年老年男老年女成年轻体力成年中体力成年重体力孕妇、乳母15~3035~7580~85756560~7570~8080~90+5~2041在能量得到满足时，蛋白质提供的能量应占总能量的10%~15%。为改善膳食蛋白质质量，在膳食中应保证有一定数量的优质蛋白质。一般要求优质蛋白（动物、大豆）蛋白占蛋白质总量的30~50%。42蛋白质的食物来源分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。植物蛋白质中，谷类含蛋白质10％左右，蛋白质含量不算高，但由于是人们的主食，所以仍然是膳食蛋白质的主要来源。豆类含有丰富的蛋白质，特别是大豆含蛋白质高达36％～40％，氨基酸组成也比较合理，在体内的利用率较高，是植物蛋白质中非常好的蛋白质来源。蛋类含蛋白质11％～14％，是优质蛋白质的重要来源。奶类(牛奶)一般含蛋白质3.0％～3.5％，是婴幼儿蛋白质的最佳来源。肉类包括禽、畜和鱼的肌肉。新鲜肌肉含蛋白质15％～22％，肌肉蛋白质营养价值优于植物蛋白质，是人体蛋白质的重要来源。

43常见食物蛋白质含量(g／lOOg)

食物