营养学基础蛋白质

蛋白质1第一节蛋白质的结构和组成第二节氨基酸第三节蛋白质的分类和生理功能第四节蛋白质的消化吸收及代谢第五节蛋白质的营养学评价第六节蛋白质营养状况评价第七节蛋白质供给量及来源2第一节蛋白质的结构和组成一、蛋白质定义：蛋白质是含氮的有机化合物，以氨基酸为基本组成单位。蛋白质是一切生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。3第一节蛋白质的结构和组成二、蛋白质的组成C：50-55%H：6.7-7.3%O：19-24%N：13-19%（大多数蛋白质含氮量为16%，折算系数为6.25）蛋白质是人体氮的唯一来源，碳水化合物和脂肪不能代替S：0-4%P、Fe、I、Mn、Zn等蛋白质=总氮量×蛋白质折算系数（6.25）4三、蛋白质结构：氨基酸是蛋白质的基本构成单位。构成人体蛋白质的氨基酸有20种。蛋白质分解时的次级结构称为肽(peptide)。10个以上的氨基酸的肽称为多肽。含4-6个氨基酸的肽为寡肽。5蛋白质分子中氨基酸的连接方式几种元素构成氨基酸，氨基酸之间是以肽键(peptidebond)相连的。肽键就是一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合形成的键。在蛋白质分子中，氨基酸之间通过肽键联结起来的化合物称为肽氨基酸聚合形成肽链，一条或几条肽链聚合在一起就构成了蛋白质，构成天然蛋白质的氨基酸共20种。67二肽三肽四肽二肽→+肽称寡肽（oligopeptide）多肽（Polypeptide）89一级结构1011二级结构12血红蛋白13为了对蛋白质结构叙述的方便，人为地将蛋白质的结构分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。14第二节氨基酸构成蛋白质的基本单位NH2R-CHCOOH-氨基酸15一、氨基酸的分类和命名20（多）种氨基酸，按化学结构分类：（一）脂肪族氨基酸甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸（二）芳香族氨基酸苯丙、酪氨酸（三）杂环氨基酸脯、组、色氨酸16二、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。组氨酸：是4岁以下儿童必需氨基酸。赖氨酸：促进人体发育，增强免疫力。蛋氨酸：合成半胱氨酸。苯丙氨酸：合成酪氨酸。异亮氨酸亮氨酸苏氨酸色氨酸缬氨酸记忆：携一两本单色书来17三、条件必需氨基酸：2种1.半胱氨酸蛋氨酸2.酪氨酸苯丙氨酸如果膳食中能够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分别减少30%和50%，所以半胱氨酸和酪氨酸称为条件必须氨基酸或半必需氨基酸。合成合成18四、氨基酸模式及限制氨基酸1、氨基酸模式定义：是指某种蛋白质中必需氨基酸的构成比例。计算方法：将该种蛋白质中含量最少的色氨酸含量定为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这些比值就是该种蛋白质的氨基酸模式。19表3-3几种食物和人体蛋白质氨基酸模式氨基酸人体全蛋白鸡蛋白牛奶瘦猪肉牛肉大豆面粉大米异亮氨酸4.02.53.33.03.43.23.02.32.5亮氨酸7.04.05.66.46.35.65.14.45.1赖氨酸5.53.14.35.45.75.84.41.52.3蛋氨酸+半胱氨酸3.52.33.92.42.52.81.72.72.4酪氨酸+苯丙氨酸6.03.66.36.16.04.96.45.15.8苏氨酸4.02.12.72.73.53.02.71.82.3缬氨酸5.02.54.03.53.93.23.52.73.4色氨酸1.01.01.01.01.01.01.01.01.0202.限制氨基酸当食物蛋白中某一种或几种必需氨基酸含量不足或缺乏时，会使合成组织蛋白受限制，这一种或几种氨基酸被称为限制氨基酸。第一限制氨基酸：植物蛋白质：赖、蛋、苏、色谷类食物赖氨酸含量最低，为第一限制氨基酸。21第三节蛋白质的分类和生理功能一、蛋白质的分类：1.按蛋白质中氨基酸的组成分类（营养价值）（1）完全蛋白质：必须氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当。如牛奶、全鸡蛋中的蛋白。（2）半完全蛋白质：必须氨基酸种类齐全、但数量不足、比例不当。小麦中的麦交蛋白等。（3）不完全蛋白质：必须氨基酸种类不齐、数量不足、比例不当。如胶原蛋白等玉米、土豆（色氨酸含量极低）22分类必需氨基酸生长效应举例完全蛋白质种类齐全数量充足比例适当维持生命促进生长酪蛋白卵白蛋白白蛋白半完全蛋白质种类齐全比例不适当维持生命不能促进生长麦胶蛋白不完全蛋白质种类不齐全不能维持生命不能促进生长玉米胶蛋白皮骨胶蛋白23一、蛋白质的分类：2.蛋白质的结构分类：（1）单纯蛋白：包括动、植物组织中的白蛋白、球蛋白和植物中的谷蛋白、麦醇溶蛋白等。①硬蛋白：不溶于水，消化酶对其不易水解。硬蛋白包括骨胶原、弹性硬蛋白、角蛋白，一般为身体的支持组织。②白蛋白：易溶于水，加热凝结。白蛋白含在鸡蛋、牛奶和人体血液中。③球蛋白：在水中溶解度低，加热凝固。球蛋白广泛存在于自然界中，如血清球蛋白、肌肉球蛋白、植物球蛋白。④谷蛋白：不溶于水，溶于稀酸和稀碱，消化酶可水解。谷蛋白在谷粒中含量丰富，如小麦谷蛋白。24一、蛋白质的分类：2.蛋白质的结构分类：（2）结合蛋白：包括蛋黄中与磷酸组成的磷蛋白、与脂肪和类脂组成的脂蛋白、与金属结合的核蛋白、血红蛋白、金属蛋白等。①色蛋白：蛋白质和色素物质结合，如血红蛋白。②卵磷蛋白：蛋白质与卵磷脂相结合，如血液中的纤维蛋白、卵黄磷蛋白。③脂蛋白：溶于水，是脂肪与蛋白质结合，脂蛋白是人体在体内运输脂肪的工具。包括乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。④糖蛋白：含有碳水化合物如甘露糖和半乳糖的蛋白质，人体细胞组织分泌的粘液含有粘蛋白。25一、蛋白质的分类：3.蛋白质的功能分类：（1）活性蛋白。包括生命活动过程中一切有活性的蛋白质，如酶、激素蛋白、输送和储存蛋白、肌动蛋白、受体蛋白等。（2）非活性蛋白。包括不具活性的、担任生物保护功能和支持作用的蛋白质，如胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白等。26二、蛋白质的生理功能1、人体组织成分人体的任何组织和器官，都以蛋白质作为重要的组成成分。人体的瘦组织中含大量的蛋白质；骨骼和牙齿中含大量的胶原蛋白，指趾甲中含有角蛋白；细胞中从细胞膜到细胞内的各种结构均含有蛋白质。可见，蛋白质是人体不可缺少的构成成分。27二、蛋白质的生理功能2、构成人体内各种重要生理功能的物质（1）含蛋白质的酶催化体内一切物质的分解和合成；（2）激素使内环境稳定并调节许多生理过程；（3）抗体可以抵御外来微生物及其他有害物质的入侵；（4）细胞膜和血液中的蛋白质担负着各类物质的运输和交换；28二、蛋白质的生理功能3、维持和调节体内的酸碱平衡及血浆渗透压当长期缺乏蛋白质时血浆蛋白质含量下降，血液内的水分便渗入周围组织，造成营养性水肿。29二、蛋白质的生理功能4、参与神经冲动的传导及遗传信息的传递5-羟色胺等氨基酸代谢产物是重要的神经递质，参与神经冲动的传导。30二、蛋白质的生理功能5、供给能量蛋白质含碳、氢、氧元素，机体需要时，可代谢分解，释放热能。1g蛋白质在体内约产生16.7kJ(4.0kcal)能量供能是蛋白质的次要功能31第四节蛋白质的消化吸收及代谢一、蛋白质的消化胃内消化：胃酸、胃蛋白酶小肠内消化：胰蛋白酶和小肠粘膜蛋白水解酶二、蛋白质的吸收小肠黏膜细胞32三、N平衡是反映机体摄入氮和排出氮的关系。1.关系式：B﹦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）33正氮平衡生长中的儿童、健身者和孕妇其体内摄入的氮超出排出的氮。氮平衡健康的大学生和成年人氮收支平衡。负氮平衡宇航员和急症病人失去的氮多于摄入的氮。342.必要氮损失机体每天由于皮肤、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。35第五节食物蛋白质的营养评价食物蛋白质营养价值的优劣可从三方面评价：一、蛋白质含量二、蛋白质消化率三、蛋白质利用率36一、食物蛋白质的含量蛋白质含氮16%，微量凯氏定氮法蛋白质含量=氮量×蛋白质换算系数(6.25）含量37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±138二、食物蛋白质消化率食物蛋白质被消化酶分解的程度和消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。（1）表观消化率（apparentdigestibility）（2）蛋白质真消化率（truedigestibility）蛋白质表观消化率（AD）=摄入氮量粪氮量摄入氮量×100%蛋白质的真消化率（TD）=摄入氮量粪代谢氮）（粪氮量摄入氮量×100%粪代谢氮：是受试对象在进食无氮膳食时粪便中的含氮量。包括消化道脱落的肠粘膜细胞和肠道微生物及由肠粘膜分泌的消化液氮。粪氮：绝大多数来自消化吸收的食物氮，也包括粪代谢氮。39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。表观消化率的结果比真消化率低。更具安全性。40表1-3几种食物蛋白质消化率（%）食物真消化率燕麦86±7小米79大豆粉86±7菜豆78花生酱88中国混合膳96鸡蛋97±3牛奶95±3肉、鱼94±3玉米85±6大米88±4面粉96±441三、食物蛋白质利用率反映蛋白质在体内被利用的程度常用指标：蛋白质功效比值（PER）生物价（BV）氨基酸评分（AAS）42（一）蛋白质功效比值（proteinefficiencyratio，PER）幼小动物每摄入1g蛋白质所增加的体重克数。蛋白质被机体利用的程度。参考蛋白:酪蛋白PER=）摄入蛋白质（）动物增加体重（gg43（二）生物价（biologicalvalue，BV）蛋白质吸收后被机体储留（利用）的程度氮吸收量=摄入氮—（粪氮—粪代谢氮）氮储留量=氮吸收量—（尿氮—尿内源氮）生物价高表明食物蛋白质中氨基酸主要用来合成人体蛋白，极少有氨基酸经肝、肾代谢释放能量或由尿排出多余的氮，从而减少肝肾负担。蛋白质生物学价值（BV）=氮吸收量氮储留量×100%44(三)氨基酸评分（aminoacidscore，AAS）两个步骤：1.计算出被测蛋白质每种必需氨基酸评分值2.在第1步计算结果中，找出最低必需氨基酸（第1限制氨基酸）评分值，即为该蛋白质氨基酸评分。优点：明确限制AA，看出其他AA不足氨基酸评分=）氨基酸量（每克参考模式蛋白质中）酸量含量（每克待测蛋白质中氨基mgmg×10045食物中蛋白质的多少，固然不能决定该食物蛋白质营养价值的优劣，但评价食物蛋白质营养价值时，应该以该食物蛋白质的含量为基础。如果某种蛋白质生物利用率较高，但在食物中含量较低，那么这种食物蛋白质的食用价值不高。如马铃薯的生物利用率为６７％，比大米６３％、精面粉５２％都高,但马铃薯中蛋白质含量为２.3%,比大米9.7％、精面粉7.2％都低,即马铃薯的食用价值低于大米、精面粉。46应用优质蛋白质：食物蛋白质氨基酸模式与人体氨基酸模式较接近,从而所含的必需氨基在体内的利用率就高。包括：动物蛋白质：蛋奶肉鱼植物蛋白质：大豆47蛋白质的互补作用根据食物蛋白质的氨基酸组成，把含蛋白质的食物适当混合食用，其中的氨基酸可相互补充，使各种必需氨基酸的构成更接近人体需要的模式，从而提高混合蛋白质的生物价。这种现象称为蛋白质互补作用。48蛋白质的互补作用实质是必需氨基酸之间的互补自行车组装试验车头车身车轮独装合装甲组3583乙组52102合计8718749互补作用遵循的原则（1）食物的生物学种属愈远愈好（2）搭配的种类愈多愈好（3）食用时间愈近愈好：搭配的食物要同餐食用。50第六节蛋白质营养状况评价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→