营养学基础蛋白质.ppt

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 羧基与另一个氨基酸的 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 6 7 二肽三肽四肽 二肽 肽称寡肽 oligopeptide 多肽 Polypeptide 8 9 一级结构 10 11 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 20 2 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 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 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 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 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 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 色蛋白 蛋白质和色素物质结合 如血红蛋白 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 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 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 34 2 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 1 38 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 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 4 41 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 43 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 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 45 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 比大米 精面粉 都高 但马铃薯中蛋白质含量为 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87187 49 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 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 51 52 蛋白质缺乏和营养不良 蛋白质缺乏与能量缺乏是孪生兄弟 合称蛋白质能量营养不良 PEM 营养不良多发生在儿童期 有时也出现在成年人 食物不足会导致儿童生长不良和成年人身体消瘦 体重下降 53 蛋白质营养不良干瘦型 54 消瘦是由于食物摄入量长期不足 以及随之而来的能量 维生素 矿物和蛋白质均不足而造成的 贫困地区的儿童依靠稀薄的谷类食品维持生命 这些食品缺乏能量 蛋白质质量很低 只能勉强维持生命而无法满足身体生长的需要 他们瘦得只剩下皮包骨头了 肌肉 包括心肌 如果没有充分的营养就会萎缩 大脑发育和学习能力也会受到阻碍 新陈代谢变得十分缓慢 体温甚至会低于正常值 55 皮肤失去弹性和水分 容易破裂 伤口难愈合 消化酶缺乏 消化道退化 吸收能力消退 无法吸收营养 人体无法合成包括血红蛋白在内的血液蛋白质 患儿贫血虚弱 缺乏免疫蛋白易受到感染 消瘦最终会发展到无法挽回的地步 此时同样也是由蛋白质组成的蛋白质合成机器也被降解 这时试图再补充食物或蛋白质也都已经无法避免死亡 56 夸西奥科病蛋白质 能量营养不良 水肿型营养不良 腹部水肿 57 夸西奥科是加纳语 意思是当第二个孩子降生时 使第一个孩子生病的魔鬼 由于第二个孩子降生 第一个孩子不得不断奶 代替母乳喂养的只是稀糊状的谷物 含很少的低质量蛋白质 夸西奥科病的典型特征之一是当维持体液平衡的蛋白质和激素减少后 体液会从血液中渗出并聚集在腹部和腿部 造成水肿 夸西奥科病患者的腹部通常由于脂肪肝而突出 这是由于缺乏将脂肪运送出肝脏的蛋白质而造成的 58 限量分发救济牛奶 59 蛋白质 能量营养不良 水肿型 脚跟部剥落性皮炎 成年人蛋白质缺乏 60 蛋白质 能量营养不良 水肿型 剥落性皮炎 61 蛋白质 能量营养不良 水肿型 毛发稀少 62 脂肪肝 63 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 64 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 65 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 容易导致骨质疏松 过多食用蛋白质会引起身体过多排泄钙 加快成人骨质流失 引起骨质疏松 动物蛋白引起的钙流失比植物蛋白高 动物蛋白富含含硫的氨基酸 有将钙排泄出体外的能力 能导致钙随尿液排出 66 建议多摄入豆类蛋白 豆类食物提供的蛋白质的质量简直可以与肉类媲美 另外豆类食物还是纤维素 B族维生素 钙和其它矿物质极好的来源 不过豆科植物和肉类一样 本身也不是含有所有的营养素 豆类食物缺少维生素A 维生素C以及维生素B12 如果与谷类和蔬菜同时食用 可达到营养互补 素食者可食用由蛋白肉 大豆蛋白 制成的方便食品 67 3 蛋白质生化检测 生化指标 血清白蛋白 正常值35 50g L 血清运铁蛋白 2 2 4 0g L 血清甲状腺素结合前蛋白 280 350mg L 视黄醇结合蛋白 26 76mg L 血清氨基酸 尿素 肌酐比值 尿中羟脯氨酸排出量 尿中3 甲基组氨酸排出量还有氮平衡和人体测量等方法 68 第七节蛋白质供给量及来源 成年男女轻体力劳动7560 g d 中8070重90801 16g kg d 1 1 1 2 kg d 占总能量的10 15 1 膳食参考摄入量 69 中国居民膳食蛋白质的推荐摄入量 70 2 蛋白质来源 1 动物性蛋白质动物性蛋白质主要来源于肉类 包括禽 畜及鱼类等 蛋类 奶类 这几类食物中蛋白质的含量有所不同 他们的蛋白质含量分别为 肉类15 22 蛋类11 14 奶类 牛奶 3 0 3 52动物性蛋白质的必需氨基酸种类齐全 比例合理 因此较容易消化 吸收和利用 营养价值也相对高些 71 2 植物性蛋白质主要来源于米面类 蛋白质含量为7 11 豆类 蛋白质含量为35 42 但是米面类和豆类的蛋白质营养价值不同 米面类来源的蛋白质中缺少赖氨酸 一种必需氨基酸 因此其氨基酸评分较低 仅为0 3 0 5 同样 这类蛋白质被人体吸收和利用的程度也会差些 72 谷类 10 但赖氨酸 色氨酸含量低 与豆类互补 豆类 36 40 蛋 11 14 奶 3 0 3 5 肉类 15 22 蛋 奶最佳来源 薯类 蔬菜类 蛋白质含量极低 73 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 74 大豆蛋白质 在众多的植物性蛋白质中 营养价值最高的是豆类蛋白质 又称大豆蛋白 而且豆类食物不含胆固醇 这是动物性食物所不具备的特点 75 由于大豆中含有蛋白消化酶抑制因子等 所以它的消化率较差 因此 整粒大豆的氨基酸评分大约为0 6 0 7 但是 由于大豆的蛋白质含量高 而且不含胆固醇 大豆蛋白被人们广泛利用 76 大豆蛋白是一种资源丰富和品质优良的植物性蛋白质 在膳食中可以代替 大豆食品具有一定的保健功能 对预防治疗癌症和缓解妇女绝经期症状以及降低乳腺癌发病率起到一定作用 77 大豆蛋白能刺激肝脏去除低密度脂蛋白胆因醇 大豆蛋白还能加强胆酸分泌去除胆固醇 大豆中异黄酮能防止磷酸化 保护动脉血管 还能使胆固醇不被氧化成自由基 是预防动脉粥样硬化的重要因素 78 大豆蛋白质 大豆蛋白质含量约为38 是谷类食物的4 5倍 大豆蛋白质的氨基酸组成的牛奶蛋白质相近 除蛋氨酸略低外 其余必需氨基酸含量均较丰富 是植物性的完全蛋白质 在营养价值上 可与动物蛋白等同 79 要点 1 了解和掌握蛋白质和氨基酸的分类及概念 2 掌握蛋白质的生理功能 3 掌握蛋白质的需要量和供给量 4 了解评价食物蛋白质营养价值的方法和评价指标 5 了解人体蛋白质营养状况评价方法 6 了解蛋白质食物来源 80 人体8种必需氨基酸日需要量 毫克 千克 氨基酸3 6月婴儿10 12儿童成年人组氨酸28 赖氨酸1036012亮氨酸1614514异亮氨酸703010蛋氨酸 半胱氨酸582713苯丙氨酸 酪氨酸1252714苏氨酸87357色氨酸1744缬氨酸933310合计74226184 思考题 1 什么是蛋白质 生理卡价是多少 成人供给量是多少 2 简述蛋白质的生理功能 3 蛋白质的评价方法 82 为什么要服用蛋白质或氨基酸补品 有的运动员是想使肌肉更发达 节食者在减肥的同时想要维持体内的蛋白质 还有人服用某种单一的氨基酸 两种或更多的氨基酸混合物 或是氨基酸和其它营养素混合产品 蛋白质或氨基酸补品不切实际地夸大它们的作用 具有免疫调节和抗疲劳的功能 促进睡眠或是缓解疼痛或抑郁 1 关于蛋白质和氨基酸补品 83 蛋白质和氨基酸补品真的有那么多的功效吗 没有 它们安全吗 回答是否定的 首先要明白一个道理 即蛋白粉口服后都要经小肠酶降解成氨基酸和小肽 这与食用肉食的结果没有什么区别 加工的蛋白质补品比高蛋白食物难消化 而且也贵得多 多余蛋白粉也会给肾脏带来很大负担 也没有必要服用氨基酸补品 某种氨基酸过量可能会影响另一种相似氨基酸的吸收 结果会造成这种营养的缺乏 84 2 素食与肉食 哪种饮食好 假定有两个人 其中一个人