食品营养学第三章-蛋白质

食品营养学FoodNutriology第三章能量与宏量营养素——专题2蛋白质德国化学家GerardusJohannesMulderProtein14235蛋白质的生理功能蛋白质的代谢与平衡蛋白质的营养评价蛋白质供应量及食物来源蛋白质-能量营养不良本章内容1．人体组织的构成成分一、蛋白质的生理功能正常人体内16%-19%是蛋白质--指、趾甲、头发中含有角蛋白；--骨骼和牙齿中含有大量的胶原蛋白；每天约有3%的人体蛋白质被更新--免疫细胞和免疫蛋白每7d更新一次；--血红蛋白120h即失活；人体化学组成成分（%）器官组织占体重水蛋白质脂类糖类矿物质肌肉4070227微量1.0骨骼18232025微量26血液879201微量微量皮肤6572714微量0.6神经3751212微量微量肝2.571223变动1.4心0.5631716微量0.6脂肪1123672微量微量完整人体100591818微量4一、蛋白质的生理功能2．构成体内重要活性物质，调节机体生理过程酶的本质是蛋白质一、蛋白质的生理功能一、蛋白质的生理功能多种激素是蛋白质肢端肥大症——生长素一、蛋白质的生理功能多种激素是蛋白质胰岛素——糖尿病促甲状腺激素——甲亢一、蛋白质的生理功能构筑免疫系统——抗体ProteinsTransportSubstancesIntoandOutofCells一、蛋白质的生理功能运输功能——细胞与血液的载体分子一、蛋白质的生理功能“大头娃娃”全身水肿，何因？调节体液平衡一、蛋白质的生理功能血浆与组织液间水分不断交换，处于动态平衡。血浆中的蛋白质特别是白蛋白在维持其平衡的过程中起着尤为重要的作用。若缺乏，渗透压下降→组织间隙水分滞留过多→水肿。一、蛋白质的生理功能3.调节体液渗透压与酸碱平衡由于蛋白质是两性物质，与碳酸盐、磷酸盐一起构成强大的缓冲体系，使血液pH保持稳定（7.35-7.45）。一、蛋白质的生理功能3.调节体液渗透压与酸碱平衡4．转化为一些重要的含氮化合物一、蛋白质的生理功能嘧啶：核酸的组成成分，抗癌；嘌呤：核酸的组成成分，转化为尿酸；肌酸：存在于肌肉中，再合成ATP；胆碱：促进脑发育、传递信号、调控细胞凋亡、降低胆固醇…肉碱：促进脂肪消化、抗氧化…牛磺酸：促进脑组织发育、提高视觉技能……5.供给热能一、蛋白质的生理功能每克蛋白质在体内约产生16.7kJ(4.0kcal)小结1．人体组织的构成成分2．构成体内重要活性物质，调节机体生理过程3．调节体液渗透压与酸碱平衡4．转化为一些重要的含氮化合物5．供能：16.7kJ(4.0kcal)一、蛋白质的生理功能二、蛋白质的代谢与平衡1.蛋白质代谢摄入蛋白质90g粪便10g（1.6gN）尿75g（12gN）其他5g（0.8gN）二、蛋白质的代谢与平衡1.蛋白质代谢人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸统称为氨基酸池（aminoacidpool）。氨基酸池中的游离氨基酸大部分来自体蛋白质的分解产物，主要被用来重新合成蛋白质，未被利用的氨基酸，则经代谢转变为尿素、氨、尿酸和肌酐等由尿排出体外，或转化为糖原和脂肪。二、蛋白质的代谢与平衡1.蛋白质代谢机体每天由于皮肤、毛发和粘膜脱落，妇女月经期失血等，以及肠道菌体死亡排出，损失约20g以上的蛋白质，这种氮排出是机体不可避免的氮消耗，称必需的氮损失（obligatorynitrogenlosses）。氮平衡指机体摄入氮与排出氮的关系：B=I-（U+F+S）其中B氮平衡，I（intake）摄入氮，U(urine)尿氮，F(feces)粪氮，S(sweat)汗氮等损失。B=0，零氮平衡，健康成人群如此。B0，负氮平衡，在饥饿、某些疾病、老年时如此。B0，正氮平衡，儿童、孕妇、疾病恢复期、运动后增加肌肉时期如此。二、蛋白质的代谢与平衡2.氮平衡NitrogenBalance二、蛋白质的代谢与平衡2.氮平衡三、蛋白质的营养评价蛋白质的含量氨基酸分蛋白质消化率（digestibility）蛋白质生物价(biologicalvalue,BV)蛋白质净利用率（netproteinutilization,NPU）蛋白质的功效比（proteinefficiencyratio，PER）相对蛋白质值（relativeproteinvalue,RPV）蛋白质含量人体利用度消化吸收度（一）蛋白质的含量它是蛋白质营养价值的基础。准确测定食物中蛋白质的含量往往较困难，通常采用凯氏定氮法。三、蛋白质的营养评价食物蛋白质含量=含氮量×6.25（蛋白质平均含氮量16%）普通食物的蛋白质大致含量（%）食物奶粉畜禽鱼蛋类鲜奶干豆类花生、核桃、莲子豆腐谷类薯类含量25~2710~2012~141.5~420~3015~255~126~102~3指人体对蛋白质消化及吸收的程度，有真消化率（truedigestibility，TD）和表观消化率（apparentdigestibility，AD）之别。（二）蛋白质消化率三、蛋白质的营养评价真消化率（%）=×100=摄入N摄入N吸收N摄入N-（粪N-粪代谢N）×100表观消化率（%）=摄入N摄入N-粪N×100几种食物蛋白的消化率影响消化率的因素：食物因素：膳食纤维过多则降低蛋白质的消化率，这是植物蛋白消化率低的原因之一。生豆中存在抗胰蛋白酶因子，降低消化率。加热可破坏之。人体因素：身体状态、消化功能、心理情绪、饮食习惯等。食物蛋白鸡蛋牛奶精面粉大米全麦玉米大豆TD97978984797878三、蛋白质的营养评价（三）蛋白质生物价（biologicalvalue,BV）几种食物蛋白质的BVBV（%）=×100=×100吸收N摄入N-(粪N-粪代谢N)储留N摄入N-(粪N-粪代谢N)-(尿N-尿内源N)食物鸡蛋牛奶虾大米白果牛肉猪肉甘薯小麦土豆大豆玉米花生蚕豆面粉BV948577777676747267676460595352三、蛋白质的营养评价指吸收的蛋白质在体内储留的程度。（四）蛋白质净利用率（netproteinutilization,NPU）指机体利用的蛋白质占摄入蛋白质的比例。三、蛋白质的营养评价NPU=BV×TD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)三、蛋白质的营养评价（五）蛋白质功效比（proteineffciencyratio，PER）：食物蛋白鱼鸡蛋牛奶大豆牛肉土豆面粉PER4.553.923.092.322.302.160.60几种食物蛋白质的PER（六）氨基酸分氨基酸分指的是必需氨基酸计分。必需氨基酸（essentialaminoacid）：指机体不能合成或合成速度远不能满足机体需要，而必需从外界获得的一类氨基酸。共有9种：苏氨酸、赖氨酸、亮氨酸、色氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸。三、蛋白质的营养评价半必需氨基酸（semiessentialaminoacid，或称条件必需氨基酸）：指半胱氨酸和酪氨酸。它们可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，但食物中若能直接提供这两种氨基酸，则可减少蛋氨酸摄入量30%，减少苯丙氨酸摄入量50%。在计算食物中必需氨基酸时，往往把这两种氨基酸也列入。非必需氨基酸（no-essentialaminoacid）：不一定非从外界摄取。三、蛋白质的营养评价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。构成人体蛋白质的氨基酸三、蛋白质的营养评价必需氨基酸的需要量及氨基酸模式1、需要量：不同的年龄，其必需氨基酸的需要量不同。2、氨基酸模式：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l，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。三、蛋白质的营养评价几种食物及人体蛋白质中EAA模式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3.42.43.21.22.82.83.5苯丙+酪氨酸5.57.36.23.27.27.26.0苏氨酸2.83.13.62.82.52.54.0缬氨酸3.94.64.63.23.83.85.0色氨酸1.01.01.01.01.01.01.0三、蛋白质的营养评价氨基酸评分(aminoacidscore，AAS)：是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式(aminoacidscoringpattern)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)三、蛋白质的营养评价参考蛋白（referenceprotein）：鸡蛋蛋白质与人体氨基酸模式最为接近，在实验中常以它作为参考蛋白。限制性氨基酸（limitingaminoacid）：氨基酸分低的必需氨基酸，最低的为第一限制性氨基酸；第二低的为第二限制性氨基酸。第一限制氨基酸评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。三、蛋白质的营养评价氨基酸评分计算方法（1）首先计算被测蛋白质中每种必需氨基酸的评分值；（2）其次找到第一限制氨基酸的评分值，即为该食物蛋白质的最终氨基酸评分。例：某小麦粉的蛋白质含量10.9%，其中100g小麦粉中各种氨基酸含量见表，试计算按FAQ提出必需氨基酸需要模式的该小麦粉的氨基酸评分。三、蛋白质的营养评价步骤（1）求出每克蛋白质中各种氨基酸含量（mg/g）；（2）按EAA需要模式（mg/g）求出氨基酸比值；（3）找出最小比值×100，即为小麦粉的氨基酸评分值三、蛋白质的营养评价0.71几种食物及人体蛋白质中EAA模式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3.42.43.21.22.82.83.5苯丙+酪氨酸5.57.36.23.27.27.26.0苏氨酸2.83.13.62.82.52.54.0缬氨酸3.94.64.63.23.83.85.0色氨酸1.01.01.01.01.01.01.0三、蛋白质的营养评价所以，膳食蛋白质中必需氨基酸的模式越接近人体蛋白质的组成，并被人体消化、吸收时，就越接近人体合成蛋白质的需要，越易被机体利用，其营养价值就越高。但是人在不同年龄的生长阶段对必需氨基酸的需求不同。通过实验得知：人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降，成人比婴儿显著下降。三、蛋白质的营养评价几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式人群(mg/g蛋白质)食物(mg/g蛋白质〕1岁以下2～5岁10～12岁成人鸡蛋牛奶牛肉组氨酸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总计264693664272435517460192866582563343511339192844442