《营养学》课程教学课件-第一章-基础(蛋白质脂肪碳水化合物能量)

第一章营养学基础第一单元能量与宏量营养素蛋白质脂类碳水化合物能量第一节蛋白质（protein）生命是蛋白体的存在方式。恩格斯第一章营养学基础一、蛋白质的元素组成蛋白质是主要由碳、氢、氧、氮组成的高分子化合物。其中含碳50%～56%、氢6%～8%、氧19%～24%、氮13%～19%、硫0～4%、磷、铁、铜、锰、锌、钴、钼等。多数蛋白质的含氮量约16%，因此，可通过测定食物样品的氮含量，再乘以6.25（蛋白质换算系数）得出样品中的蛋白质含量。二、蛋白质的功能1.构成机体和生命的重要物质基础：人体内蛋白质占体重的16～19%，约为干重的45%，参与构成人体的任何组织和器官。调节生理功能：蛋白质构成各类生命活性物质，如酶、激素、抗体、载体、多种介质等。2.建造新组织和修补更新组织。人体中每天约有3%的蛋白质被更新；3.供给能量：1克食物蛋白质在体内被代谢分解，可释放出16.7kJ(4kcal)的能量。三、氨基酸和必需氨基酸1.氨基酸（aminoacid)是组成蛋白质的基本单位。多个不同氨基酸组成肽（peptide)，含10个以上氨基酸称多肽(polypeptide)；10个以下氨基酸称寡肽(oligopeptide)；３个或２个氨基酸分别称为三肽(tripeptide)或二肽(dipeptide)。构成人体蛋白质的氨基酸有20种（见图）。氨基酸分子式通式氨基酸结构示意图2.必需氨基酸(essentialaminoacid,EAA)是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氨基酸。共9种：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（婴儿）。半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，因此，被称为半必需氨基酸(semi-essentialaminoacid)。其它9种氨基酸在人体可以自身合成满足需要，故称为非必需氨基酸(non-essentialaminoacid)。包括丙氨酸、精氨酸、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。3.氨基酸模式(aminoacidpattern)是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。计算方法：以该种蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值。当食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体蛋白质的氨基酸模式时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，则食物蛋白质的营养价值越高。这样的蛋白质有鸡蛋、奶、肉、鱼等动物性蛋白质和大豆蛋白质，被称为优质蛋白质。其中氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的某种蛋白质常被作为参考蛋白(referenceprotein)，通常为鸡蛋蛋白质。蛋白质生物合成示意图食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其它必需氨基酸在体内不能被充分利用，造成食物蛋白质营养价值降低，则这些含量较低的氨基酸称限制氨基酸(limitingaminoacid，LAA)。其中含量最低的称第一限制氨基酸。谷类蛋白质中的限制性氨基酸多为赖氨酸；非谷类蛋白质中的限制性氨基酸多为蛋氨酸。氨基酸人体全鸡蛋牛奶牛肉大豆面粉大米异亮氨酸4.43.23.44.44.33.84.0亮氨酸7.05.16.86.85.76.46.3赖氨酸5.54.15.67.24.91.82.3蛋氨酸＋半胱氨酸3.53.42.43.21.22.82.3苯丙氨酸＋酪氨酸6.05.57.36.23.27.23.8苏氨酸4.52.83.13.62.82.52.9颉氨酸5.03.94.64.63.23.64.8色氨酸1.01.01.01.01.01.01.0表1-1几种食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式4.蛋白质的互补作用(complementaryactionofprotein)将两种或两种以上限制氨基酸含量不同的食物适当混合食用，使它们之间相对不足的限制氨基酸互相补偿，从而使混合后的必需氨基酸比例更接近人体蛋白质的氨基酸模式，提高了膳食蛋白质的营养价值。如大豆和米或面混合食用时，大豆蛋白富含的赖氨酸与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充，可明显提高米面蛋白质的营养价值。四、蛋白质的消化、吸收和代谢1.消化吸收胃：胃酸使蛋白质变性，激活胃蛋白酶分解蛋白质。小肠：蛋白质被胰蛋白酶、糜蛋白酶分解为氨基酸、二肽、三肽，被小肠粘膜细胞吸收。小肠粘膜细胞：二肽、三肽被酞酶分解为氨基酸，入肝门静脉至肝脏。2.必要氮损失(obligatorynitrogenlosses)机体每天由于皮肤、毛发、粘膜脱落，经期失血，及肠道菌体死亡排出，损失的氮量，成人平均为53mg/kg体重，相当于每人每天丢失20g蛋白质。此种氮损失是不可避免的。因此，相当于必要氮损失的蛋白质量是人体最低生理需要量。3.氮平衡(nitrogenbalance)是反映机体摄入氮和排出氮的关系。关系式：I=U+F+S（I：摄入氮，U：尿氮，F：粪氮，S：皮肤等氮损失）零氮平衡：摄入氮=排出氮（正常人）正氮平衡：摄入氮＞排出氮（儿童，青少年，孕妇，疾病恢复期等）负氮平衡：摄入氮＜排出氮（饥饿，疾病，老年）五、蛋白质营养失调1.蛋白质缺乏若膳食蛋白质长期供给不足可发生。临床表现：消化不良→腹泻→血浆白蛋白下降→水肿→肌肉萎缩→体重减轻→贫血→女性月经障碍、乳汁分泌减少、生殖功能障碍。若蛋白质摄入严重不足，导致“蛋白质恶性营养不良症(Kwashiorkor)”，主要表现为水肿。若蛋白质和热能同时严重缺乏时，导致“干瘦型营养不良(Marasmus)”,主要表现为消瘦。KwashiorkorKwashiorkorMarasmusMarasmusMarasmusMarasmus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。经初步调查，阜阳市查获的55种不合格奶粉共涉及10个省(自治区、直辖市)的40家企业，既有无厂名、厂址的黑窝点，也有的是盗用其他厂名，还有证照齐全的企业。这些劣质奶粉主要通过郑州万客来市场、合肥长江批发市场、蚌埠市太平街新市场、阜阳元丰市场等批发市场和生产厂家批量购进并批发到各县(市)、区的奶粉经销商、超市、百货商店、日杂店和行政村的小卖部，销售范围主要是阜阳市各区县的乡镇和农村市场。在国务院调查组的统一组织下，阜阳市对制售劣质奶粉违法犯罪行为依法进行了严厉打击。截至目前，共抽检各类奶粉586组，扣留、封存、暂停销售奶粉10多万袋；立案查处涉嫌销售不合格奶粉案件39起，打掉生产及分装窝点4个，刑事拘留47人，留置审查59人，宣布正式逮捕31人，依法传讯203人。(央视国际2004年05月16日)2.蛋白质摄入过多蛋白质分解为氨由尿排出时，需要大量水分，从而增加肾脏负担。若过多含硫氨基酸（动物蛋白）摄入，可加速骨钙丢失，易致骨质疏松。六、食物蛋白质的营养学评价食物蛋白质营养价值的优劣可从三方面评价：蛋白质含量蛋白质消化率蛋白质利用率1.蛋白质含量用凯氏(Kjeldahl)定氮法，测定食物中的氮含量，乘以蛋白质换算系数(6.25),得出食物蛋白质的含量。不同食物的蛋白质含量见表1-2。表1-2不同食物的蛋白质含量名称含量(%)畜、禽、鱼10～20鲜奶1.5～4.0奶粉25～27蛋类12～14大豆及豆类20～40硬果类15～25谷类6～10薯类2～3蔬菜水果类±12.蛋白质消化率(digestibility)反映蛋白质在消化道内被分解的程度和消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。计算公式：食物氮食物氮－(粪氮－粪代谢氮)蛋白质消化率(%)=×100该计算结果也称真消化率(truedigestibility)粪代谢氮,是指肠道内源性氮，包括脱落的肠粘膜细胞，、消化酶和肠道微生物中的氮。实际工作中往往不考虑粪代谢氮，计算得出的结果称表观消化率(apparentdigestibility)。表观消化率(%)=食物氮－粪氮食物氮×100表观消化率的结果比真消化率低表1-3几种食物蛋白质消化率（%）食物真消化率食物真消化率鸡蛋97±3牛奶95±3肉、鱼94±3玉米85±6大米88±4面粉(精制)96±4燕麦86±7小米79大豆粉86±7菜豆78花生酱88中国混合膳963.蛋白质利用率反映蛋白质在体内被利用的程度。常用指标：生物价蛋白质净利用率蛋白质功效比值氨基酸评分生物价=氮储留量氮吸收量×100①生物价(biologicalvalue,BV)•氮吸收量=食物氮－(粪氮－粪代谢氮）•氮储留量=吸收氮－(尿氮－尿内源氮）②蛋白质净利用率(netproteinutilization,NPU)蛋白质净利用率（%）=消化率×生物价③蛋白质功效比值(proteinefficiencyratio,PER)蛋白质功效比值=动物体重增加(g)摄入食物蛋白质(g)•实验结果以酪蛋白为对照组，按以下公式校正：被测蛋白质功效比值=实验组功效比值对照组功效比值×2.5④氨基酸评分(aminoacidscore,AAS)氨基酸评分=被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg)理想模式或参考蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg)•经消化率修正的氨基酸评分(proteindigestibilitycorrectedaminoacidscore,PDCAAS)PDCAAS=AAS×真消化率食物BVNPU(%)PERAAS表1-4常见几种食物蛋白质质量全鸡蛋94843.921.06全牛奶87823.090.98鱼83814.551.00牛肉74732.301.00大豆73662.320.63精制面粉52510.600.34大米63632.160.59土豆6760—0.48表1-5几种食物蛋白质的PDCAAS食物蛋白PDCAAS酪蛋白1.00鸡蛋1.00大豆分离蛋白0.99牛肉0.92豌豆粉0.69菜豆0.68斑豆0.63燕麦粉0.57花生粉0.52小扁豆0.52全麦0.40食物蛋白PDCAAS七、蛋白质的膳食参考摄入量1.推荐摄入量(RNI)(g/d)成人(18～60岁)*男女轻体力活动7565中体力活动8070重体力活动9080*按1.16g蛋白质/（kg.d）计算。2.若按能量计算蛋白质摄入占膳食总能量的10%～12%，儿童青少年为12%～14%。例：轻体力活动成年男性，能量摄入为2400kcal/d，则蛋白质摄入量应为：2400kcal/d×12%÷4kcal/g=72g/d八、蛋白质的食物来源蛋白质广泛存在于动物性食物（畜、禽、鱼、蛋、奶）和植物性食物（豆类、谷类）中。动物性蛋白质质量好，在人体内利用率高，但同时富含脂肪酸和胆固醇。植物性蛋白质利用率较低。我国膳食谷类蛋白为主。大豆蛋白质量好，利用率高。应注意膳食中蛋白质互补！九、蛋白质和氨基酸在食品加工时的变化1.热加工的有益作用(1)杀菌和灭酶(2)提高蛋白质的消化(3)破坏某些嫌忌成分2.氨基酸的破坏(1)加热(2)氧化(3)脱硫(4)异构3.蛋白质间的相互作用(1)加热(2)碱处理4.蛋白质与非蛋白质分子的反应(1)蛋白质与糖类的反应——羰氨反应；(2)蛋白质与脂类的反应——脂蛋白；(3)蛋白质与醌类的反应——氧化脱氨；(4)蛋白质与亚硝酸盐的反应——使赖氨酸、色氨酸和半胱氨酸的含量降低；(5)蛋白质与亚硫酸盐的反应——在中性和有氧时，蛋氨酸和色氨酸与其反应；十、蛋白质资源的合理开发及利用开发植物蛋白资源——食用菌开发动物蛋白资源——发展养殖业农副产品的综合利用——大豆、花生蛋白、胚芽等畜禽副产品