《營養(yǎng)學(xué)》第二章蛋白質(zhì)課件

1、第二章 蛋白質(zhì) Protein第1頁，共29頁。 蛋白質(zhì)(protein)是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命，蛋白質(zhì)是人體最重要的營養(yǎng)素之一。 正常成年人體內(nèi)約16%18%是蛋白質(zhì)。人體內(nèi)的蛋白質(zhì)始終處于不斷地分解又不斷地合成的動(dòng)態(tài)平衡之中，可以達(dá)到不斷地更新和修復(fù)的目的，成人體內(nèi)每天約有3%的蛋白質(zhì)被更新。第2頁，共29頁。蛋白質(zhì)的功能 1.是人體組織的構(gòu)成成分：人體約16%18%是蛋白質(zhì)；2.構(gòu)成體內(nèi)各種重要的生理活性物質(zhì)；3.供給能量：1克食物蛋白質(zhì)在體內(nèi)約產(chǎn)生16.7kJ(4.0kcal)的能量。氨基酸和必需氨基酸 蛋白質(zhì)是由許多氨基酸以肽鍵聯(lián)結(jié)在一起，形成一定空間結(jié)構(gòu)的大分子

2、。蛋白質(zhì)被分解時(shí)的次級(jí)結(jié)構(gòu)稱肽(peptide)，含10個(gè)以上氨基酸的肽稱為多肽(polypeptide)，含有10各以下氨基酸的肽稱寡肽(oligopeptide)，含3個(gè)或2個(gè)氨基酸的分別稱3肽(tripeptide)和2肽(dipeptide)。第3頁，共29頁。 必需氨基酸(essential amino acid)是指人體不能合成或合成速度不能滿足機(jī)體需要，必須從食物中直接獲得的氨基酸。構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種。 必需氨基酸(9種)：異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸和組氨酸。 條件必需氨基酸(conditionally essential am

3、ino acid)：半胱氨酸和酪氨酸，分別由蛋氨酸和苯丙氨酸轉(zhuǎn)化而成。 非必需氨基酸(nonessential amino acid)。第4頁，共29頁。氨基酸 英文 氨基酸 英文 必需氨基酸異亮氨酸亮氨酸賴氨酸蛋氨酸苯丙氨酸蘇氨酸色氨酸纈氨酸組氨酸*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)天門冬氨酸天門冬酰胺谷氨

4、酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸絲氨酸條件必需氨基酸半胱氨酸酪氨酸Aspartic acid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamic acid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)*組氨酸為嬰兒必需氨基酸，成人需要量可能較少。摘自Modern Nutrition in Health and Disease ，第9版，第14頁，1999年。 構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸 第5頁，共29頁。 氨基酸模式(amino acid pattern) ：是蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的構(gòu)成比

5、例。計(jì)算方法是將該種蛋白質(zhì)中的色氨酸含量定為l，分別計(jì)算出其它必需氨基酸的相應(yīng)比值，這一系列的比值就是該種蛋白質(zhì)氨基酸模式。第6頁，共29頁。氨基酸人體全雞蛋雞蛋白牛奶豬瘦肉牛肉大豆面粉大米異亮氨酸亮氨酸賴氨酸蛋氨酸+半胱氨酸苯丙氨酸+酪氨酸蘇氨酸纈氨酸色氨酸4.07.05.53.56.04.05.01.02.54.03.12.33.62.12.51.03.35.64.33.96.32.74.01.03.06.45.42.46.12.73.51.03.46.35.72.56.03.53.91.03.25.65.82.84.93.03.21.03.05.14.41.76.42.73.51.02.

6、34.41.52.75.11.82.71.02.55.12.32.45.82.33.41.0幾種中國食物和人體蛋白質(zhì)氨基酸模式 根據(jù)食物成分表（王光亞主編，人民衛(wèi)生出版社，1991年）計(jì)算。大豆、全雞蛋（紅皮）來自上海；雞蛋白來自河北；牛奶產(chǎn)自甘肅；豬瘦弱、牛肉（里脊）、小麥標(biāo)準(zhǔn)粉來自北京；大米為浙江早秈標(biāo)二米。 第7頁，共29頁。 參考蛋白(reference protein)：是指可用來測(cè)定其它蛋白質(zhì)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)蛋白。 限制氨基酸(limiting amino acid)：是指食物蛋白質(zhì)中一種或幾種必需氨基酸相對(duì)含量較低，導(dǎo)致其它的必需氨基酸在體內(nèi)不能被充分利用而浪費(fèi)，造成其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值降

7、低，這些含量相對(duì)較低的必需氨基酸，稱為限制氨基酸。 蛋白質(zhì)互補(bǔ)作用(complementary action)：為了提高植物性蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值，往往將兩種或兩種以上的食物混合食用，而達(dá)到以多補(bǔ)少的目的，提高膳食蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值，不同食物間相互補(bǔ)充其必需氨基酸不足的作用，稱為蛋白質(zhì)互補(bǔ)作用。第8頁，共29頁。 蛋白質(zhì)的消化、吸收和代謝 食物的蛋白質(zhì)在胃中被胃酸變性，激活胃蛋白酶分解蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)在小腸，由胰蛋白酶和糜蛋白酶分解氨基酸和部分2肽或3肽，被小腸黏膜細(xì)胞吸收。第9頁，共29頁。 氨基酸池(amino acid pool)：存在于人體各組織、器官和體液中的游離氨基酸，統(tǒng)稱為氨基酸池。 必

8、要的氮損失(obligatory nitrogen losses)：機(jī)體每天由于皮膚、毛發(fā)和黏膜的脫落，婦女月經(jīng)期的失血及腸道菌體死亡排出等損失約20g以上的蛋白質(zhì)，這種氮排出是機(jī)體不可避免的氮消耗，稱為必要的氮損失。第10頁，共29頁。蛋白質(zhì)代謝及氮平衡 第11頁，共29頁。 氮平衡(nitrogen balance)：是反映機(jī)體攝入氮(食物蛋白質(zhì)含氮量約為16%)和排出氮的關(guān)系。 BI-(U+F+S) B：氮平衡；I：攝入氮；U：尿氮；F：糞氮；S：皮膚等氮損失。 攝入氮和排出氮相等為零氮平衡(zero nitrogen balance)健康的成年人應(yīng)維持在零氮平衡并富裕5%； 攝入氮多于

9、排出氮為正氮平衡(positive nitrogen balance)； 攝入氮少于排出氮為負(fù)氮平衡(negative nitrogen balance)； 第12頁，共29頁。食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià) 蛋白質(zhì)的含量 微量凱氏(Kjeldahl)定氮法：測(cè)定食物中的氮含量，再乘以由氮換算成蛋白質(zhì)的換算系數(shù)(6.25)，就可得到食物蛋白質(zhì)的含量。 蛋白質(zhì)消化率(digestibility) 蛋白質(zhì)利用率（utilization)第13頁，共29頁。 蛋白質(zhì)消化率(digestibility)：不僅反映了蛋白質(zhì)在消化道內(nèi)被分解的程度，同時(shí)還反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。各種食物中蛋白質(zhì)的消化率有

10、差異。 蛋白質(zhì)利用率(utilization)：衡量蛋白質(zhì)利用率的指標(biāo)有很多。第14頁，共29頁。幾種食物蛋白質(zhì)的消化率(%) 食物真消化率食物真消化率食物真消化率雞 蛋牛 奶肉、魚玉 米973953943856大米面粉(精致)燕麥小米88496486779大豆粉菜豆花生醬中國混合膳877788896摘自 WHO Technical Report Series 724, 第119頁，1985年。 第15頁，共29頁。 真消化率(true digestibility) 食物氮(糞氮糞代謝氮) 蛋白質(zhì)真消化率(%) 100 食物氮 表觀消化率(apparent digestibility) 食物氮

11、糞氮 蛋白質(zhì)表觀消化率(%) 100 食物氮第16頁，共29頁。蛋白質(zhì)利用率 生物價(jià)(biological value，BV) 蛋白質(zhì)凈利用率(net protein utilization，NPU) 蛋白質(zhì)功效比值(protein effciency ratio，PER) 氨基酸評(píng)分(amino acid score，AAS) 相對(duì)蛋白質(zhì)值(relative protein value，RPV) 凈蛋白質(zhì)比值(net protein ratio，NPR) 氮平衡指數(shù)(nitrogen balance index，NBI) 第17頁，共29頁。 生物價(jià)(biological value，BV)

12、：是反映食物蛋白質(zhì)消化吸收后被機(jī)體利用程度的指標(biāo)。用被機(jī)體利用的蛋白質(zhì)量與消化吸收的食物蛋白質(zhì)量的比值的100倍表示。生物價(jià)對(duì)指導(dǎo)肝、腎病人的膳食有意義。 儲(chǔ)留氮 生物價(jià) 100 吸收氮 吸收氮=食物氮(糞氮糞代謝氮) 儲(chǔ)留氮=吸收氮(尿氮尿內(nèi)源性氮) 第18頁，共29頁。 蛋白質(zhì)凈利用率(net protein utilization，NPU)：是反映食物中蛋白質(zhì)被利用的程度，即機(jī)體利用的蛋白質(zhì)占食物中蛋白質(zhì)的百分比，它包括了食物蛋白質(zhì)的消化和利用兩個(gè)方面。 儲(chǔ)留氮 蛋白質(zhì)凈利用率消化率生物價(jià) 100% 食物氮第19頁，共29頁。 蛋白質(zhì)功效比值(protein efficiency rat

13、io，PER)：是用處于生長階段中的幼年動(dòng)物(一般用剛斷奶的雄性大白鼠)，在實(shí)驗(yàn)期內(nèi)其體重增加和攝入蛋白質(zhì)的量的比值來反映蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的指標(biāo)。 動(dòng)物體重增加(g) 蛋白質(zhì)功效比值 攝入食物蛋白質(zhì)(g) 實(shí)驗(yàn)組功效比值 被測(cè)蛋白質(zhì)功效比值 2.5 對(duì)照組功效比值第20頁，共29頁。 氨基酸評(píng)分(amino acid score，AAS)：是用被測(cè)食物蛋白質(zhì)的必需氨基酸評(píng)分模式(amino acid scoring pattern)和推薦的理想的模式或參考蛋白的模式進(jìn)行比較，因此是反映蛋白質(zhì)構(gòu)成和利用的關(guān)系。 被測(cè)蛋白質(zhì)每克氮(或蛋白質(zhì))中氨基酸量(mg)氨基酸評(píng)分= 理想模式或參考蛋白質(zhì)中每克

14、氮(或蛋白質(zhì))中氨基酸量(mg) 確定某一食物蛋白質(zhì)氨基酸評(píng)分步驟 計(jì)算被測(cè)蛋白質(zhì)每種必需氨基酸的評(píng)分值 在上述計(jì)算結(jié)果中，找出第一限制氨基酸評(píng)分值，即為該蛋白質(zhì)的氨基酸評(píng)分。第21頁，共29頁。幾種食物和不同人群需要的氨基酸評(píng)分模式摘自WTO Technical Report Series 724, 第121頁, 1985年。 人群(mg/g蛋白質(zhì))食物(mg/g蛋白質(zhì)1歲以下25歲 1012歲 成人 雞蛋 牛奶 牛肉組氨酸異亮氨酸亮氨酸賴氨酸蛋氨酸+半胱氨酸苯丙氨酸+酪氨酸蘇氨酸纈氨酸色氨酸總計(jì)264693664272435517460192866582563343511339192844

15、4422222825924116131916171991351272254867057934766175122747957833102446414504344881894080465012479第22頁，共29頁。 常見幾種食物蛋白質(zhì)質(zhì)量食物BVNPU(%)PERAAS全雞蛋全牛奶魚牛肉大豆精制面粉大米土豆948783747352636784828173665163603.923.094.552.302.320.602.16-1.060.981.001.000.630.340.590.48摘自營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)，第3版，第11頁。 第23頁，共29頁。 經(jīng)消化率修正的氨基酸評(píng)分(protein

16、digestibility corrected amino acid score,PDCAAS)：可替代蛋白質(zhì)功效比值PER，對(duì)除孕婦和l歲以下嬰兒以外的所有人群的食物蛋白質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 經(jīng)消化率修正的氨基酸評(píng)分氨基酸評(píng)分真消化率 幾種食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化率修正的氨基酸評(píng)分 食物蛋白經(jīng)消化率修正的氨基酸評(píng)分食物蛋白經(jīng)消化率修正的氨基酸評(píng)分酪蛋白雞蛋大豆分離蛋白牛肉豌豆粉菜豆1.001.000.990.920.690.68斑豆燕麥粉花生粉小扁豆全麥0.630.570.520.520.40摘自 Understanding Nutrition, 第8版，Appendix J，1999年。 第24頁，共29

17、頁。蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良及營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià) 蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良(protein-energy malnutrition，PEM) Kwashiorker 氏征：指能量攝入基本滿足而蛋白質(zhì)嚴(yán)重不足的兒童營養(yǎng)性疾病。 Marasmus 氏征：指蛋白質(zhì)和能量攝入均嚴(yán)重不足的兒童營養(yǎng)性疾病。 成人蛋白質(zhì)攝入不足可引起體力下降、浮腫、抗病力減弱等。 第25頁，共29頁。評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況的指標(biāo) 1.血清蛋白 2.上臂圍和上臂肌區(qū) 3.血清氨基酸比值第26頁，共29頁。蛋白質(zhì)攝入過多 攝入較多的動(dòng)物脂肪和膽固醇 加重了腎臟的負(fù)荷 造成含硫氨基酸攝入過多,可加速骨骼中鈣質(zhì)的丟失，易產(chǎn)生骨質(zhì)疏松(osteoporosis)。第27頁，共29頁。蛋白質(zhì)供給量及食物來源 成人每天攝入約30g蛋白質(zhì)就可滿足零氮平衡，按0.8g/(kgd)攝入蛋白質(zhì)為宜，我國推薦攝入量為1.16g/ (kgd)。 成人攝入占膳食總能量的