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第三章 蛋白质,韶关学院英东生物工程学院 郭红辉,学习目的与要求： 掌握蛋白质、必需氨基酸的生理功能及需要量 掌握蛋白质营养价值评价方法 学习并了解加工对蛋白质营养价值的影响 了解蛋白质适宜摄入量,蛋白质（Protein）,一含量多 在人体细胞中，蛋白质约占1/3，成年人体内平均约含蛋白质16.3%，皮肤和骨骼肌中约占80%，胶原约占25%，血液中约占5%，其总量仅次于水分。占人体固体的45，占人体干重的50以上 二分布广 几乎所有的器官组织都含蛋白质，并且与所以的生命活动密切相关（头发、指甲、牙齿、内脏器官、肌肉、骨骼等等） 三功能强大 酶消化 肌肉组成 血红蛋白运输氧气,一,蛋白质主要由碳、氢、氧、氮四种元素组成。蛋白质元素组成的最大特点是含有氮。有些蛋白质还含有硫、磷、铁等其他元素。上述这些元素按一定结构组成氨基酸。氨基酸是蛋白质的组成单位。自然界中的氨基酸有20多种，这20 多种氨基酸以不同数目和不同顺序连接构成种类繁多，千差万别的蛋白质，发挥它们各自不同的生理功能。蛋白质的分子大小可相差几千倍，但它们含氮的百分率相当恒定，各种蛋白质每100克中的氮含量都约是16 克。这样，我们要测定某一种食物的蛋白质含量便可以首先测定其氮含量，再乘以6.25 （100÷16 = 6.25 ）即可得出该食物的蛋白质含量。,蛋白质化学组成,第一节 氨基酸,一 氨基酸的种类 蛋白质是又不同的小分子的氨基酸连在一起组成的， 自然界中的氨基酸大概有200多种，而人体中其重要作用的大概有20种， 二 氨基酸的分类(营养角度分) 1 必需氨基酸 其中有81 种氨基酸是不能在人体合成,或者合成速度很慢.远不能满足机体的需求，必需有食物蛋白质来供给，小孩要加上组氨酸 2 非必需氨基酸 在体内能够自我合成，不一定要食物供给一般有9种 3 半(条件)必需氨基酸 指半胱氨酸和酪氨酸，它们在体内蛋氨酸半胱氨酸 苯丙氨酸酪氨酸,牛磺酸(氨类乙磺酸)亦是人体的条件必需AA，它对婴儿的智力发育有非常重要的意义,构成人体蛋白质的氨基酸分类,三 限制性氨基酸,限制性氨基酸 食物中一种或几种必需氨基酸含量较低，导致其他的必需氨基酸也在体内不能充分利用，以至于蛋白质营养价值降低，我们把这些相对含量较低的必需氨基酸称限制性氨基酸 其中含量最低的称第一限制氨基酸酸，次之，第二限制氨基酸，以此类推,几种食物蛋白质中的限制性氨基酸,2、蛋白质互补作用,每种食物中所含的氨基酸的种类和比例是不一样的，因此要求膳食蛋白质的 氨基酸既要在数量上满足机体的需要，各种氨基酸之间的相互比列还要符合机体的需求，注意必需氨基酸的补充。为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，以相互补充其必需氨基酸不足的作用叫蛋白质互补作用,常见几种食物中氨基酸的种类和缺乏情况,第二节 蛋白质的分类,一 按功能分类： （1）活性蛋白 包括在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、担任生物保护和支持作用的蛋白质：如胶原、角蛋白、弹性蛋白等。,二、按结构和溶解度分类,（1）简单蛋白 包括动、植物组织中的白蛋白、球蛋白和植物组中的谷蛋白、麦醇溶蛋白，还有动物组织中含碱性氨基酸比较多的鱼精蛋白、组蛋白。 （2）硬蛋白 包括溶解度最低、不易消化的毛发、指甲、蹄、角中的角蛋白和皮肤、骨胳中的胶原蛋白、弹性蛋白。 （3）结合蛋白 包括在蛋黄中与磷酸组成的磷蛋白、与脂肪或类脂组成的脂蛋白和在骨胳、肌腱、消化液中与糖结合的粘蛋白、糖蛋白，与核酸、血红素、金属结合的核蛋白、血红蛋白、金属蛋白。,三 按营养价值分类,1 完全蛋白（优质蛋白） 含所有的必需氨基酸，并且种类齐全，数量充足，能满足人体需要（肉、鱼、奶、蛋、豆类等） 2 半完全蛋白质 所含必需氨基酸种类齐全，但是其中有一些氨基酸和人体所需的数量有一定差距，相对数量不足的就是限制性氨基酸（例如小麦中的麦胶蛋白） 3 不完全蛋白质 可以提供氨基酸，但所含的必需氨基酸种类不全,第三节 蛋白质的生理功能,一 构成和修复组织 身体内分布广泛，细胞、组织、器官的主要组成成分，人体生长发育可看成是一个蛋白质不断积累的过程（青少年和孕妇尤其要注意补充蛋白质 ） 参与细胞的更新，不断分解衰老和死亡的细胞，同时也合成新的蛋白质来补充衰老和死亡的细胞（手术或者伤病的人 应该多补充蛋白质）,二 构成体内各种重要的生理活性物质, 酶 催化体内物质分解和合成 激素 调节生命活动 并维持内环境稳定 抗体 抵抗外来微生物（细菌、病毒等）对人体的侵袭 细胞膜和血红蛋白负担及物质的运输和交换 体液中的蛋白质可维持体液的渗透压和酸碱度的稳定 血液的凝固 （凝血因子）肌肉的运动等等,由于蛋白质中含有碳氢氧元素。当机体需要时可以氧化分解为机体提高能量 1 糖脂消耗过盛，不足以或者是暂时来不及为机体提供能量时 2 蛋白质摄入过多，可能分解提供能量 （小提示）：清晨空腹饮用纯奶不利于蛋白质的利用，理想的方式的 牛奶面包（含碳水化合物的食物）,三 供能,第四节 蛋白质的消化吸收和代谢,一 蛋白质的消化路径 胃（起点）小肠（主要场所） 胃酸使蛋白质（主要使变性） 胰腺（胰蛋白酶和糜蛋白酶） 小肠（部分氨基酸、2肽.3肽） 小肠粘膜吸收（肽酶） 氨基酸 肝门静脉（氨基酸，三种运输方式） 合成新的蛋白质/分解多余蛋白质 肾脏排出 注： 蛋白质：食物中的蛋白质以及衰老死亡的细胞中含有的蛋白质； 蛋白质：新合成的被人体所需要并且能够及时利用的蛋白质的，用于生成新的细胞，合成新的酶等等,二 蛋白质的吸收与氮平衡,体内组织蛋白质和担负不同功能的蛋白质都在不断地进行着代谢更新，所以人体需要不断的补充蛋白质保持一个动态平衡。,二 蛋白质的吸收与氮平衡,小肠（主要场所） ，成人每天大约需要吸收70克蛋白质，吸收的蛋白质一部分来自食物，一部分来自对自身的分解 氮平衡：摄入90克蛋白质,氮平衡,氮平衡是指反应机体摄入的氮和排出的氮的关系 B=I-(U+F+S) B:氮平衡 I:摄入氮 U：尿氮 F：粪氮 S：皮肤等氮损失 1 零氮平衡： 摄入的氮与排出的氮相等 2 正氮平衡： 摄入的氮排出的氮相等（健康、5%） 3 负氮平衡： 摄入的氮排出的氮相等（饥恶、疾病、老年等）,第五节 膳食蛋白质营养价值的评价,一 蛋白质的含量 凯氏定氮法： 多数蛋白质的平均含氮量为16%，可以据此所测的含氮量乘以 6.25（100/16） 常见食物蛋白质的含量表 常用食物（100克）中蛋白质（克）含量表,二 蛋白质的消化率,消化率的指数 表观消化率食物氮粪氮 × 100% 食物氮 真消化率食物氮（粪氮粪代谢氮）×100% 食物氮 一般成年人24 h内粪代谢氮为0.9 g1.2 g,二、影响蛋白质消化的因素, 蛋白性质 动物性蛋白比植物性蛋白消化率高（植物细胞有含纤维素的细胞壁，影响酶和蛋白质的接触：某些食物之内含有蛋白酶的抑制因子，使蛋白质的消化率降低） 加工方式对蛋白质消化利用的影响 多数蛋白质在6080开始变性，维持蛋白质空间构象的次级键发生断裂，破坏了肽键原有的空间排列。原来在分子内部的一些非极性基团暴露到分子表面，使蛋白质的溶解度降低，甚至凝固。同时各种反应基团如-NH2、-COOH、-OH、-SH释放出来，使蛋白质易于酶解，也变得容易消化。食物中氨基酸的损失不大。 蛋白质加热太久会增加消化难度,几种食物蛋白质的消化率,三 蛋白质的利用率,蛋白质的利用率 指食物蛋白质（氨基酸）被消化吸收后在体内的利用程度。 生物价（biological value, BV） 指食物蛋白质消化吸收后在体内驻留的程度 生物价（BV）保留氮量吸收氮量×% 吸收氮食物氮（粪氮粪代谢氮） 保留氮吸收氮（尿氮尿内源性氮）,蛋白质的利用率, 蛋白质的净利用率 表示摄入的蛋白质被机体利用的程度，即机体利用的蛋白质占食物中蛋白质的百分比。 蛋白质净利用率（%）=消化率x生物价 蛋白质的功效比值 指生长阶段的实验动物（一般用刚断乳大鼠）每摄入1克蛋白质，动物体重增加的克数,蛋白质的利用率, 氨基酸评分 由于食物中的蛋白质所含的氨基酸的种类和数量都不同，但是人体需要的氨基酸种类及其比值是一定的，所以一种食物中所含的蛋白质种类及其比例与人体越相符营养价值就越高，目前知道的鸡蛋中氨基酸的数量和比例与人体最相符，因此常用鸡蛋的蛋白质作为标准，它的生物价最接近100。考察蛋白质的营养价值我们主要还是看必需氨基酸的种类和数量 每克待评蛋白质中某种必需氨基酸的量（mg） 蛋白质的氨基酸评分- *100% （AAS） 每克参考蛋白质中相应必需氨基酸(mg) 经消化吸收后的氨基酸评分AAS ×消化率,第六节 蛋白质的推荐摄入量与食物来源,一、膳食营养素参考摄入量（Dietary Reference Intake，DRIs）是在旧标准的营养素平均供给量（Recommanded Dietary Allowance，RDAs）基础上发展起来的一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值，其中包括4项内容： 平均需要量（estimated average requirements，EAR） 推荐摄入量（Recommanded nutrient intakes, RNI） 适宜摄入量（adequate intakes, AI） 可耐受最高摄入量（tolerable upper intake levels, UL）,(一）平均需要量（EAR）,EAR是根据个体需要量的研究资料制订的，是根据某些指标判断可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中 50个体需要量的摄入水平。这摄入水平不能满足群体中另外50个体对该营养素的需要。EAR是制订RNI的基础。,蛋白质的EARs,（二）推荐摄入量（RNI）,RNI，是可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中绝大多数（9798）个体需要量的摄入水平。长期摄入RNI水平，可以满足身体对该营养素的需要，保持健康和维持组织中有适当的储备。RNI的主要用途是作为个体每日摄入该营养素的目标值。RNI是以 EAR为基础制订的。如果已知 EAR的标准差，则RNI定为EAR加两个标准差，即 RNI = EAR2SD（ SD：标准差）。如果关于需要量变异的资料不够充分，不能计算SD时，一般设EAR的变异系数为10。这样RNI = 1.2 × EAR 。,蛋白质推荐摄入量,（三）适宜摄入量（AI）,在个体需要量的研究资料不足而不能计算EAR，因而不能求得RNI时，可设定Al来代替RNI。AI是通过观察或实验获得的健康人群某种营养素的摄入量。例如纯母乳喂养的足月产健康婴儿，从出生到4 6个月，他们的营养素全部来自母乳。母乳中供给的营养素量就是他们的AI值。AI的主要用途是作为个体营养素摄入量的目标。制定AI时不仅考虑到预防营养素缺乏的需要，而且也纳入了减少某些疾病风险的概念。根据营养“适宜“的某些指标制定的AI值一般都超过EAR，也有可能超过RNI。,（四）可耐受最高摄入量（UL）,UL是平均每日摄入营养素的最高限量。这个量对一般人群中的几乎所有个体似不致引起不利于健康的作用。当摄入量超过 UL而进一步增加时，损害健康的危险性随之增大。UL并不是一个建议的摄入水平。“可耐受“指这一剂量在生物学上大体是可以耐受的，但并不表示可能是有益的，健康个体摄入量超过RNI互AI是没有明确的益处的。,二、蛋白质摄入不足,a 首先导致人体一些非重要组织（如骨骼肌）的蛋白质分解，以维持重要器官的功能（如心、肺、脑的循环、呼吸、思维、免疫功能等 ) b 蛋白质营养不良在婴幼儿（敏感）、儿童及青少年表现为生长发育迟缓消瘦、智力发育障碍；(大头婴儿) c 在成人则表现为易疲倦、体重下降、贫血、血浆蛋白浓度下降引起浮肿，此外还伴有免疫功能下降、伤口不易愈合、生殖功能障碍等表现 d 妇女可出现月经紊乱及乳母泌乳量减少。,营养消瘦症（Marasmus）,恶必营养不良（Kwashirkor）,a 摄入的蛋白质超过需要时，过多的部分会转化为能量消耗掉或脂肪堆积，成为引起肥胖的一个因素 b 蛋白质转化过多会增加肝脏负担；因蛋白质主要在肝脏分解 c 加重肾脏的负担 ,肝脏分解蛋白质产生的尿素、尿酸、氨等代谢产物必须由肾脏排泄 (对肝、肾病患者和肝、肾功能不良的患者和老年人尤其不好，此外，对肾功能尚未发育完善的婴幼儿补充蛋白质也要适量) d 动物蛋白质过剩则易导致癌症发生。,三、蛋白质营养过剩,蛋白质中毒,由于蛋白质在人体的分解产物较多，其中氨、酮酸、铵盐、尿素等超过一定浓度时可对人体产生毒副作用 ，肾功能尚未发育完善儿童、肝、肾功能较低的人、长期饥饿或蛋白质缺乏的人突然在短时间内摄入大量高蛋白的食物，由于肝脏的解毒功能降低，肾脏清除废物的能力下降，此时积累的蛋白质经肠道细菌的作用异常分解，就会产生大量的羟、酚、吲哚及含氨类有毒物质，从而让人出现腹部胀闷，头晕目眩、四肢发力，心慌、呕吐等症状，重者可能导致昏迷甚至死亡，这就是所谓的“蛋白质中毒死亡”,四、蛋白质的食物来源,1 动物蛋白 畜、禽肉及、蛋、奶、鱼、内脏类；特点含必需氨基酸较多一点） 牲畜的奶如牛奶、羊奶、马奶等； 畜肉，如猪、牛、羊、狗肉等； 禽肉，如鸡、鸭、鹅、鹌鹑、驼鸟等； 蛋类，如鸡蛋、鸭蛋、鹌鹑 蛋等及鱼、虾、蟹等。 2 植物食品 粮、谷、豆类（黄豆、黑豆、青豆等），豆制品（豆腐干、白豆腐、豆浆等）；含非必需氨基酸较多一点 3 芝麻、瓜子、核桃、 杏仁、松子等干果类的蛋白质的含量相对较高 4 蔬菜水果类含蛋白质相对较少,2000年不同收入城市居民膳食蛋白质来源,收入1 收入2 收入3 收入4 收入5 平衡膳食,食物过敏,食物中的某些物质进入了体内（通常是蛋白质）被体内的免疫系统当成入侵的病原发生了免疫反应而对人体造成了不良影响。食物过敏所产生的症状反应在消化道（如胃热腹泻呕吐等）、皮肤（如发疹红斑搔痒等）、呼吸道（气喘胸痛鼻炎等）等器官最多。 造成过敏的食物有：海鲜类；含人工食品添加物的食品：如人工色素、防腐剂、抗氧化剂、香料等；豆荚类：花生、大豆、豌豆；核果类：核桃、腰果、杏仁、胡桃。含咖啡因的食物；某些水果：芒果、草莓、蕃茄、柳橙类；含酒精的饮料或菜肴。 食物过敏的防治？ 食物过敏与食物中毒的区别？,