食品營養(yǎng)學(xué)蛋白質(zhì)與氨基酸

食品營養(yǎng)學(xué)蛋白質(zhì)與氨基酸第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二一、概述蛋白質(zhì)是一類復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物。主要含有碳、氫、氧、氮，及少量硫、磷、鐵、銅、碘、鈷元素等。與其他供能營養(yǎng)素相較，含有氮元素是其最突出的特點(diǎn)，因而蛋白質(zhì)是人體氮元素的唯一供源。這也是其他營養(yǎng)素?zé)o法替代的。一般蛋白質(zhì)中氮的平均含量為16%，以測出的含氮量乘以6.25即可換算成蛋白質(zhì)量。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二二、蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類方法有多種。營養(yǎng)學(xué)中一般多按化學(xué)結(jié)構(gòu)、形狀及營養(yǎng)價(jià)值等三種方法分類。1.按化學(xué)結(jié)構(gòu)：可將蛋白質(zhì)分為單純蛋白質(zhì)（純?yōu)棣?氨基酸所組成）與結(jié)合蛋白質(zhì)（單純蛋白質(zhì)與非蛋白質(zhì)分子結(jié)合而成）兩大類。前者如清蛋白、球蛋白、谷蛋白等，水解后的最終產(chǎn)物只是氨基酸；后者如核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等，水解后還有其所含的非蛋白質(zhì)分子（輔基）。2.按蛋白質(zhì)形狀：可將蛋白質(zhì)分為纖維狀蛋白質(zhì)和球狀蛋白質(zhì)。前者多為結(jié)構(gòu)蛋白，是形成機(jī)體組織的物質(zhì)基礎(chǔ)，如膠原蛋白等；后者多用以合成生物活性因子，如酶、激素、免疫因子、補(bǔ)體等。3.按營養(yǎng)價(jià)值：可將蛋白質(zhì)分為完全蛋白質(zhì)、半完全蛋白質(zhì)和不完全蛋白質(zhì)。完全蛋白質(zhì)所含氨基酸種類齊全、數(shù)量充足、比例合理，既能維持動物生存，又能促其生長發(fā)育，如牛奶、蛋、肝臟、酵母、黃豆及胚芽等食物中所含的蛋白質(zhì)；否則即為不完全蛋白質(zhì)，其所含氨基酸種類不全，如動物明膠和玉米膠蛋白等；半完全蛋白質(zhì)所含氨基酸種類齊全，但有的氨基酸數(shù)量不足，雖能維持動物生存，卻不能促其生長發(fā)育，如麥膠蛋白等。第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二三、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)

蛋白質(zhì)經(jīng)物理或化學(xué)方法處理后，其性質(zhì)可發(fā)生改變。變性后的蛋白質(zhì)較易被人體蛋白酶消化。這就是蛋白質(zhì)食品在加工后更易被人消化、吸收的原理。除用酸或堿水解蛋白質(zhì)外，亦有利用酶水解蛋白質(zhì)，均可使之分解成氨基酸。如醬油、醬、醬豆腐、豆腐、奶酪、松花蛋等食品。若采用高溫或酒精可使細(xì)菌細(xì)胞中的蛋白質(zhì)變性凝固，失去活力，以達(dá)到殺菌消毒目的。此外，蛋白質(zhì)的分子量極大，不能透過半透膜，利用這個(gè)性質(zhì)通過透析，可對不同蛋白質(zhì)進(jìn)行分離和純化。同時(shí)，蛋白質(zhì)含有的羧基和氨基，具有酸性和堿性，可成為人體內(nèi)重要的緩沖體系，以緩解外因?qū)C(jī)體產(chǎn)生的沖擊性影響。第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二四、氨基酸和肽

蛋白質(zhì)由20種氨基酸以肽鍵連結(jié)在一起，并形成一定的空間結(jié)構(gòu)的大分子。

第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二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Asparticacid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamicacid(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ModernNutritioninHealthandDisease，第9版，第14頁，1999年。

構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸

第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二患白化病的蟒蛇

Chiu是一位瑞典籍的香港女孩,也是世界上25,000分之一的無色人種(白化病)。因?yàn)楦改覆幌胨艿教嚓P(guān)注而特地移民北歐,她因病情一直視力微弱但卻一直專注于學(xué)習(xí)攝影。偶爾發(fā)現(xiàn)自己在鏡頭里有一種獨(dú)特的美,她后來也成為法國巴黎國際時(shí)尚模特。白化病海豚第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二1.氨基酸的分類目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種。其中，有一部分是人體能自行合成的。但還有8種是人體不能自行合成或合成速度不能滿足機(jī)體的生理需要，必須由食物供給的，故被稱為必需氨基酸，如異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、纈氨酸；其他的則為非必需氨基酸。應(yīng)該注意的是，所謂必需和非必需只是營養(yǎng)學(xué)中的概念。也就是說非必需氨基酸只是不需要食物供給。對于嬰兒而言，組氨酸亦屬必需氨基酸，故其必需氨基酸為9種。一般按氨基酸的營養(yǎng)學(xué)特征，除必需氨基酸和非必需氨基酸外，還有一類條件必需氨基酸，又稱半必需氨基酸。這類氨基酸有其合成需要其他氨基酸供碳；且其合成的最高速度有限等特點(diǎn)，如半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、絲氨酸和甘氨酸等。條件必需氨基酸的長期缺乏會引起人體某些蛋白質(zhì)合成障礙。第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二2.必需氨基酸EAA（essentialaminoacid）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，稱EAA.EAAsleucine亮

isolucine異亮

lysine賴

methionine蛋

Phenplalane苯丙

threonine蘇

trytophan酪

valine頡

+histidine組第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二3.氨基酸模式**（aminoacidpattern，AAP）是某種Pro中各種EAA的構(gòu)成比例。將該P(yáng)ro中的色氨酸含量設(shè)為1，再分別計(jì)算其它EAA與色氨酸的相應(yīng)比值，而得到的一系列比值*。第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二優(yōu)質(zhì)蛋白和參考蛋白：

動物性Pro（蛋、奶、肉、魚等）、大豆Pro的AAP與人體的較接近優(yōu)質(zhì)Pro

其中雞蛋Pro的AAP與人體的最接近常作為參考蛋白（ReferenceProtein）實(shí)驗(yàn)植物性Pro往往相對缺少以下幾種EAA

賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸（如主食大米和面粉Pro中賴氨酸相對含量最少）所以植物性Pro的營養(yǎng)價(jià)值較低第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二4.限制氨基酸（limitingaminoacidLAA）

如果食物蛋白質(zhì)所含的必需氨基酸中，有一種或幾種的含量偏低，即會導(dǎo)致食物蛋白質(zhì)中的其他必需氨基酸得不到充分利用，以致這種食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值降低。這一/幾種EAA就稱為該P(yáng)ro的LAA,比值最低的稱為第一LAA，余者類推。第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二五、蛋白質(zhì)的消化、吸收和代謝

蛋白質(zhì)在胃腸道中經(jīng)多種蛋白酶及肽酶的共同作用，即由高分子物質(zhì)分解為可被吸收的小肽（2~3個(gè)氨基酸）或氨基酸，并在小腸內(nèi)被吸收，沿著肝門靜脈進(jìn)入肝臟。一部分氨基酸在肝內(nèi)進(jìn)行分解或合成蛋白質(zhì)；另一部分氨基酸繼續(xù)隨血液分布到各個(gè)組織器官，合成各種特異性的組織蛋白質(zhì)。故肝臟是蛋白質(zhì)代謝的主要器官。通常，人體消化道內(nèi)的蛋白質(zhì)是不可能全部被消化、吸收。未被消化的蛋白質(zhì)和部分消化后又不易被腸壁吸收的蛋白質(zhì)，在大腸內(nèi)的細(xì)菌作用，發(fā)生腐敗，產(chǎn)生有毒物質(zhì)。其中，大部分隨糞便排出體外，亦有少量被腸粘膜吸收，隨血液運(yùn)往肝臟，進(jìn)行生理解毒，然后隨尿排出，故人體不會因此發(fā)生中毒。如果，這些不易被腸壁吸收的蛋白質(zhì)被少量吸收，即可能引起人體過敏反應(yīng)，發(fā)生蕁麻疹、濕疹、哮喘等病癥。一般，每天人體腸道內(nèi)被消化、吸收的蛋白質(zhì)約有70克左右。其不僅來自于食物，也來自于腸道脫落的粘膜細(xì)胞和消化液中的蛋白質(zhì)等。第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二正常人體內(nèi)Pro約為16-19%蛋白質(zhì)分解合成動態(tài)平衡組織Pro不斷更新修復(fù)每天約3%的Pro被更新腸道骨髓Pro更新速度較快一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)圖正常人體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝概況第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二2．構(gòu)成各種重要生理物質(zhì)1．組織構(gòu)成成分瘦體組織*酶抗體激素等3．供能約16.7kJ(4.0kcal)/g六、體內(nèi)蛋白質(zhì)功能leantissue第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二七、食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)學(xué)評價(jià)**（一）食物蛋白質(zhì)的含量（content）Pro數(shù)量≠質(zhì)量，但如沒有一定數(shù)量，再好的Pro其營養(yǎng)價(jià)值也有限含量*是營養(yǎng)價(jià)值的基礎(chǔ)*一般以微量凱氏（Kjeldahl）定氮法測定大豆30-40%為最高畜禽魚蛋類10-20%糧谷類8-10%鮮奶類1.5-3.8%食物粗蛋白含量=食物含氮量×6.25第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二真消化吸收率=吸收氮×100%食物氮=食物氮－(糞氮－糞代謝氮)×100%食物氮表觀消化吸收率=食物氮－糞氮×100%食物氮七、食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)學(xué)評價(jià)**

（二）消化率（digestibility）反映Pro在消化道內(nèi)被分解、吸收程度，實(shí)際多用表觀消化率1、值更低，作了較低的估計(jì)，具有更大的安全性；2、測定方法簡便易行。第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二表幾種食物的蛋白質(zhì)真消化率（%）食物真消化吸收率食物真消化吸收率雞蛋97±3燕麥86±7牛肉95±3小米79肉魚94±3大豆粉86±7面粉(精)96±4菜豆78大米88±4花生醬88玉米85±6中國混合膳96吳坤主編．營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)[M]．第5版，北京：人民衛(wèi)生出版社，2003，8，p15生大豆60%熟豆?jié){85%/豆腐90-96%返回動物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二七、食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)學(xué)評價(jià)**

（三）利用率（utilization）1．生物學(xué)價(jià)值（biologicalvalue，BV）Pro經(jīng)消化吸收后，進(jìn)入機(jī)體可以儲留利用的部分。BV越高，表明其利用率也越高。BV=儲留氮×100=吸收氮－(尿氮－尿代謝氮)×100吸收氮食物氮－(糞氮－糞代謝氮)第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二常用食物蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值蛋白質(zhì)生物價(jià)蛋白質(zhì)生物價(jià)蛋白質(zhì)生物價(jià)全雞蛋 94大米 77生黃豆57雞蛋黃 90 小麥 67 熟黃豆64雞蛋白 83玉米60 豆腐 65牛奶 90小米57 綠豆58魚 83 高粱56 花生 59牛肉 76 白菜 76豬肉 74 第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二七、食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)學(xué)評價(jià)**

（三）利用率（utilization）

2．氨基酸評分(aminoacidscore，AAS/化學(xué)分，chemicalscore，CS)AAS=被測Pro每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)理想模式或參考Pro中每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)1．計(jì)算被測Pro每種EAA的評分值；2．找出最低的EAA（即第一LAA）評分值，即為該P(yáng)ro的氨基酸評分。第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二表

幾種食物蛋白質(zhì)的氨基酸分品種氨基酸分品種氨基酸分品種氨基酸分人奶100芝麻50小米63全蛋100花生65大米67牛奶95棉子81全麥53大豆74玉米49第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二七、食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)學(xué)評價(jià)**

（三）利用率（utilization）

3．蛋白質(zhì)功效比值(proteinefficiencyratio，PER)

用處于生長階段的幼年動物，其體重增加和攝入Pro量的比值,常用作嬰幼兒食品中Pro營養(yǎng)價(jià)值評價(jià)PER（%）=動物體重增加（g）攝入食物Pro（g）第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二八、食物來源及供給量良好來源主要來源糧谷類食品(米、面)優(yōu)質(zhì)Pro（動物、大豆）第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二（1）推薦攝入量（recommendednutrientintake，RNI）每天0.8g/kg體重我國以植物性食物為主，RNI在1.0-1.2g/kg·bwPro攝入占膳食總熱能10-15%八、食物來源及供給量第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二

（2）氮平衡（Nitrogenbalance）

①必要的氮損失（obligatorynitrogenlosses）

②氮平衡：B＝I－（U＋F＋S）Positive

nitrogen

balanceNin>NoutNin=NoutNitrogen

equillibriumNegativenitrogen

balanceNin<Nout八、食物來源及供給量第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二氮平衡尿氮B=I-（U+F+S）=5%攝入氮糞氮皮膚第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二（3）蛋白質(zhì)的缺乏與過量---營養(yǎng)不良

好發(fā)人群病因繼發(fā)性原發(fā)性消耗排泄↑攝入不足ProE不足兒童八、食物來源及供給量第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二消化吸收障礙

（1）消化系統(tǒng)解剖異常：如唇裂、腭裂、幽門梗阻、腸旋轉(zhuǎn)不良等。（2）消化系統(tǒng)功能異常：如遷延性腹瀉、過敏性腸炎、腸吸收不良綜合癥等。第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二臨床表現(xiàn)混合型消瘦型(Marasmus)E-Pro均不足E基本滿足Pro嚴(yán)重不足浮腫型(Kwashiorkor)又稱為惡性營養(yǎng)不良第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二臨床表現(xiàn)和分型（一）水腫型營養(yǎng)不良（kwashiorkor）第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二1）多見于4個(gè)月-5歲的小兒。2）輕者僅有下肢水腫，重者上肢、腹部及顏面等水腫3）血清白蛋白低于30g/L。4）體重在標(biāo)準(zhǔn)體重60%-80%。5）腹瀉，常伴突發(fā)性感染，生長遲緩、頭發(fā)改變、表情冷漠或情緒不好，虛弱無力等。第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期二（二）干瘦型營養(yǎng)不良（marasmus）主要是能量嚴(yán)重?cái)z入不足所致。第33頁，共39頁，20