蛋白质是什么？.doc

第一节 蛋白质蛋白质是人体内含量最多的物质，是生命不可或缺的物质。没有蛋白质就没有生命，蛋白质在生命与健康的维持上发挥着重要的生理功能。一、蛋白质的生理功能食物中的蛋白质在胃肠道被消化成氨基酸后被吸收入血，并随血液循环被运送到全身各处，发生合成或分解代谢，从而发挥其生理作用。1、构成组织 血液中的氨基酸可以合成蛋白质以构成体组织，人体的任何组织器官、任何细胞都含有蛋白质，是肌肉、骨骼等重要组织的主要成分，即使脂肪组织也含有蛋白质。在体内，蛋白质的含量约占体重的1720%，占人体干重的55%。2、形成许多具有生理功能的活性成分 氨基酸除合成构成人体的蛋白质外，还可以合成许多具有生理活性的成分，对维持机体健康、调节机体生理生化反应发挥重要作用。如合成参与机体防御的抗体和补体；催化体内生理生化反应的酶；参与机体凝血的纤维蛋白原；调节机体生长发育、代谢的蛋白类激素；参与体内解毒的谷胱甘肽等。此外，某些氨基酸脱羧基可以形成活性胺，如色氨酸脱羧形成色胺进而形成5-羟色胺、酪氨酸脱羧形成多巴胺，多巴胺还可以形成肾上腺素等。3、参与体内物质的运输 人体的组织、细胞通过不断地与外界进行物质交换，获取营养成分、排除代谢废物得以生存，许多营养成分如氨基酸、葡萄糖、矿物质等不能直接穿过生物膜，须在载体的帮助下才能穿过生物膜；脂类、矿物质在血液中的运输也需要蛋白质作为载体完成。4、维持机体内环境的稳定 机体的内环境由血液和组织间液构成。血液作为运输动脉为人体提供各种必需的成分；细胞间液是细胞生存的场所，细胞从细胞间液中获取营养并将代谢废物排入细胞间液再排出体外。细胞的生存受温度、渗透压和pH等因素的影响，维持内环境的稳定就是保持血液和细胞间液的温度、渗透压和pH的稳定。蛋白质可以构成缓冲对，维持内环境的pH稳定，并参与维持血液和组织间液的胶体渗透压。5、提供能量 蛋白质在体内发生分解代谢可产生能量，每g蛋白质可以产生4kcal能量。与碳水化合物和脂肪不同的是，蛋白质在分解代谢过程中会产生含氮化合物，增加肝肾的负担，因此，应尽量减少蛋白质供应能量的比例。6、维持儿童青少年的正常发育 儿童的生长发育需要构建大量新生细胞和组织，不仅需要大量蛋白质作为原材料，而且构建过程中发生的大量化学反应也需要酶的催化，同时生长激素、垂体激素等蛋白类激素对生长发育有重要的调节作用。7、促进疾病的恢复和创伤的修复 疾病会造成机体组织耗损，创伤更直接造成机体的组织损伤，恢复受损组织和生长发育一样，需要蛋白质的支持；同时，疾病和创伤状态下，补充蛋白质有利于维持机体抵抗力，防止发生传染或感染性疾病二、蛋白质缺乏人类通过食物摄取蛋白质，蛋白质的缺乏往往会伴随热能的缺乏，因此称为蛋白质热能缺乏症（Protein energy malnutrition，PEM）。我国居民PEM已不多见，但在非洲，由于贫困造成的PEM依然笼罩着非洲人民。造成蛋白质缺乏的原因除由于经济、灾荒、战乱、风俗习惯、文化以及口腔疾患、精神性厌食等造成的摄入不足外；还包括由于胃肠道疾病造成的消化与吸收不良；由于肝脏疾病等造成的合成障碍；由于肾病及慢性出血性疾病等造成的蛋白质过量损失；由于肿瘤等疾病造成的蛋白质消耗增多等。（一）儿童蛋白质热能缺乏症儿童发生蛋白质热能缺乏症可以有干瘦型、水肿型和混合型三种类型的表现。干瘦型以热能缺乏为主，由于热能不足，机体脂肪、蛋白质分解，造成机体极度消瘦，同时蛋白质分解所产生的氨基酸可用于血桨蛋白质的合成，因此血桨蛋白质不下降，不会出现水肿，干瘦型蛋白质热能缺乏症好发于1岁以内，因婴儿依赖乳类生存，乳汁不足而造成蛋白质和热能缺乏，但儿童生长需要大量热能，从而造成热能缺乏为主。水肿型以蛋白质缺乏为主，能量并不缺乏，因不需要分解自身组织，机体不见消瘦，但由于蛋白质缺乏，造成血桨蛋白质低下，出现下肢甚至全身水肿。水肿型好发于13岁，是因为这是儿童开始摄入其它食物，由于食物蛋白质含量低而造成蛋白质缺乏，能量缺乏并不严重。混合型则是由于蛋白质和热能均严重缺乏，同时出现消瘦和水肿的表现。表1-1-1 蛋白质热能缺乏症的临床表现 干瘦型 水肿型头发 干枯、无光泽、易折断 颜色改变、易脱落 面部 消瘦，称为monkey face 丰满 称为 moon face皮肤 松弛、有皱褶，称为“小老头” 感染、破溃及皮疹全身 极度消瘦如皮包骨，体重下降 浮肿，下肢更常见，体重可不下降精神 食欲亢进、精神萎靡 表情痛苦、食欲差血清蛋白 不下降或略有下降 严重下降混合型兼具有干瘦和水肿两种类型的症状，无论哪种蛋白质热能缺乏症，都伴随有生长发育迟缓和机体抵抗力的降低，患儿易患呼吸道感染、腹泻等感染性疾病。（二）成人成人蛋白质的摄入主要用于维持机体的新陈代谢，因此其需要量相对较低，发生的营养缺乏症也较儿童为轻。主要有体力差、易出现疲乏无力，记忆力减退并造成工作能力的下降；抵抗力降低，易患感染性疾病，且病情重、病程长；食欲现行亢进、后渐次减弱；尿量先增后减，严重者可少尿（每昼夜尿量小于500ml）或无尿（每昼夜尿量小于100ml）；男性可发生性欲下降，女性可发生月经不调甚至闭经。成人严重的蛋白质营养缺乏症也可出现干瘦型和水肿型的表现，当发生长期严重食物短缺，如我国上世纪60年代初发生的自然灾害，导致食物严重不足，许多成人也发生了水肿型蛋白质-热能缺乏症；罹患严重的消耗的疾病如恶性肿瘤，也可以发生严重的蛋白质缺乏，表现为极度消瘦。三、食物蛋白质营养价值的评价进行蛋白质营养价值的评价是为了保证在不增加食物体积的情况下，满足人体的需要，对某些病人，如肾病病人来说，了解食物蛋白质的营养价值尤为重要。人体摄入蛋白质是为了满足自身的需要，因此判断食物蛋白质营养价值的高低，可以通过比较满足人体蛋白质需要时所需要食物的多少来确定。这就是说，相同重量的两种食物，提供满足机体需要的蛋白质程度越高，其蛋白质营养价值越高。因此，食物蛋白质的营养价值主要取决于其蛋白质含量和被利用程度。1.蛋白质含量不同食物蛋白质的含量不同，一般说来，动物性食品的蛋白质含量高于植物性食品。大豆是植物性食品中蛋白质含量较高的食品，从数字上看，大豆的蛋白质含量甚至高于动物性食品，但大豆的蛋白质含量是干重的含量，而肉类的蛋白质含量则是湿重，两者没有可比性。表1-1-8 常见食物的蛋白质含量食物名称 蛋白质含量 食物名称 蛋白质含量 食物名称 蛋白质含量肥瘦猪肉 9.5 瘦猪肉 16.7 猪肝 21.3猪心 19.1 猪肚 14.6 猪血 18.9肥瘦牛肉 20.1 肥瘦羊肉 11.1 羊肝 18.5鸡肉 21.5 鸡肝 18.2 鸭肉 16.5鹅肉 10.8 鸡蛋 14.7 鸭蛋 8.7黄花鱼 17.6 带鱼 18.1 青鱼 19.5鲢鱼 15.3 鲫鱼 13.0 墨鱼 13.0牛乳 3.3 稻米 7.8 面粉 9.9面条（热） 7.4 馒头 6.1 豆浆 4.4黄豆 36.5 马铃薯 2.3 食物蛋白质的含量可以用不同方法测得，常见的有凯氏定氮法、紫外分光光度法、考马斯亮蓝法等，以凯氏定氮法最为经典，也是公认的较为准确的方法。一般来说，食物中蛋白质的含氮量为16%，因此由氮含量计算蛋白质含量可以用氮含量乘以换算系数6.25。凯氏定氮法就是先测定食物中的氮含量，再乘以换算系数，就可得到食物蛋白质的含量。由于食物蛋白质的氮含量存在一定差异已，所以不同食物的换算系数也有所不同。表1-1-9是常见食物的蛋白质换算系数。表1-1-9 常见食物的蛋白质换算系数食品 换算系数 食品 换算系数 食品 换算系数肉类 6.25 蛋类 6.25 奶 6.38稻米 5.95 全小麦 5.83 玉米 6.25大豆 5.71 花生 5.46 棉籽 5.30引自：WHO Technical Report Series，1973，p522植物性食品特别是蔬菜、水果中含有较多的非蛋白氮，因此，应用凯氏定氮法进行蛋白质测定时，要扣除其中的非蛋白氮后再计算蛋白质含量。2.蛋白质的消化率 (Digestibility，D)蛋白质的消化是指摄入的食物蛋白质被消化吸收的程度，即食物N粪N食物N蛋白质表观消化率(%) 100 实际上，粪便中的蛋白质不全是食物中未被消化吸收的蛋白质，还包括细菌、脱落的肠道上皮细胞和消化液中的酶等的蛋白质，未被消化吸收的蛋白质应从粪便蛋白质中扣除细菌、脱落的肠道上皮细胞和消化液中的酶等的蛋白质。因此上式并不是真实的消化率，它被称为表观消化率。细菌、脱落的肠道上皮细胞和消化液中的酶等的蛋白质成为粪代谢蛋白质，计算真实的消化率应将这部分但考虑进去。其计算公式为：食物N（粪N粪代谢N）食物N真蛋白质消化率(%) 100 粪代谢氮通过受试者连续摄入不含含氮物质35天后，测定受试者粪便中的蛋白质含量而获得。考虑粪代谢氮得到的消化率成为真消化率。真消化率不易得到，且在连续摄入不含含氮物质35天后，受试者的肠道菌群、消化液中的酶谱均有所改变，因此也不是严格意义上真消化率。加上，由于表观消化率小于真消化率，在一定标准下，用表观消化率推断的食物蛋白质摄入量反而要高一些，因此，实际工作用往往采用表观消化率。不同食物蛋白质的消化率不同，一般来说，植物性食物蛋白由于有纤维包围，比动物性食物蛋白的消化率要低，纤维素经加工软化破坏或除去后，植物蛋白的消化率可以提高。表1-1-2 常见食物的消化率食物种类 真消化率（%） 食物种类 真消化率（%）鸡 蛋 973 燕 麦 867牛 奶 953 小 米 79肉、鱼 943 大豆粉 877玉 米 856 菜 豆 78大 米 884 花生酱 88面粉（精） 964 混和膳食 963.生物价（biological value，BV）蛋白质的生物价指来源于食物蛋白质的氨基酸吸收入人体后被利用的程度，用储留在体内的蛋白质占吸收的蛋白质的比例来表示。储留N吸收NBV（%) 100 储留氮吸收氮（尿氮尿内源氮）吸收氮摄入氮（粪氮粪代谢氮）表1-1-3 部分食物的生物价食物名称 生物价 食物名称 生物价 食物名称 生物价全鸡蛋 94 大米 77 土豆 67牛 肉 76 小麦 67 大豆 64猪 肉 74 面粉 52 蚕豆 53虾 77 甘薯 72 花生 59牛 奶 85 玉米 60 白果 76食物蛋白质生物价的高低和其氨基酸模式有关。蛋白质的氨基酸模式是指构成食物蛋白质的氨基酸的种类和数量。食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体需要的氨基酸模式，就越容易合成自身的蛋白质，其生物价就越高。机体在合成自身蛋白质时，虽然需要几乎所有20种氨基酸，但有些氨基酸即使食物中含量很低，对蛋白质合成的影响也不大，因为人体可以合成这些氨基酸，从而不易发生合成蛋白质的原料不足的现象。必需氨基酸人体不能合成，如果缺乏就会影响到蛋白质的合成，并造成其它氨基酸的浪费，影响蛋白质的生物价。一般所指的蛋白质的氨基酸模式往往是指其必需氨基酸的模式。表1-1-4 人体和部分食物的氨基酸模式 人群（mg/g蛋白质） 食物（mg/g蛋白质）氨基酸 1岁以下 25岁 1012岁 成人 鸡蛋 牛奶 牛肉 组氨酸 26 19 19 16 22 27 34 异亮氨酸 46 28 28 13 54 47 48亮氨酸 93 66 44 19 86 95 81赖氨酸 66 58 44 16 70 78 89蛋氨酸+半胱氨酸 42 25 22 17 57 33 40苯丙氨酸+酪氨酸 72 63 22 19 93 102 80苏氨酸 43 34 28 9 47 44 46缬氨酸 55 35 25 13 66 64 50色氨酸 17 11 9 5 17 14 12合计 460 339 241 127 512 504 479摘自：WHO Technical Report series 724, 1985，p12人体需要的氨基酸模式较为复杂，而且存在很多变数，利用人体需要的氨基酸模式进行食物蛋白质的营养价值评价不切实际。因此在实际工作中，往往利用一种和人体需要的氨基酸模式最接近的蛋白质来替代人体蛋白进行评价。这种和人体需要的氨基酸模式最接近的食物蛋白质称为参考蛋白质，自然食物中以全鸡蛋的蛋白质最接近人体蛋白质的氨基酸模型，其生物价可达94%，可以以此蛋白质作为模型进行食物蛋白质的营养价值评价。由于必需氨基酸必须从食物中摄取，因此即使食物蛋白质的其它必需氨基酸符合人体的需要，而只要一种必需氨基酸缺乏，也无法合成人体蛋白质，使其它氨基酸也无法被利用。这种与人体需要的氨基酸模式相比，最缺乏的一种必需氨基酸称为限制性氨基酸，由于该氨基酸的缺乏，限制了其它氨基酸的利用。3.氨基酸评分（AAS）判断食物蛋白质的氨基酸是否为限制性氨基酸，可以用氨基酸评分来进行，氨基酸评分是通过比较，判断待评食物蛋白质中必需氨基酸含量与参考蛋白质的必需氨基酸含量相比，是否不足。氨基酸评分可以用氨基酸的化学分表示：每克待评蛋白质中某必需氨基酸的mg数每克参考蛋白质中该必需氨基酸的mg数AAS(%) 100 AAS小于100的必需氨基酸即是限制性氨基酸，有时，一种蛋白质的限制性氨基酸不止一种，分数最低的一种被称为第一限制性氨基酸，其余依次称为第二、第三限制性氨基酸。一般一种食物蛋白质的氨基酸总评分并不易平均值计算，而是以最低分计算。如，小麦粉中各必需氨基酸的化学分分别为，异亮氨酸：92，亮氨酸：101，赖氨酸：47，蛋氨酸+半胱氨酸：103，苯丙氨酸+酪氨酸：131，苏氨酸：71，缬氨酸：94，色氨酸：124。其中，以赖氨酸的得分最低，为第一限制性氨基酸，其得分47也是小麦粉的最终氨基酸评分。表1-1-5 常见食物的氨基酸模式和评分 人体 全鸡蛋 牛奶 牛肉 大豆 氨基酸 模式 评分 模式 评分 模式 评分 模式 评分异亮氨酸 4.0 3.2 80 3.4 85 4.4 110 4.3 108亮氨酸 7.0 5.1 72 6.8 97 6.8 98 5.7 91 赖氨酸 5.5 4.1 74 5.6 101 7.2 131 4.9 89蛋氨酸+半胱氨酸 3.5 3.4 97 2.4 68 3.2 91 1.2 34苯丙氨酸+酪氨酸 6.0 5.5 92 7.3 121 6.2 103 3.2 53苏氨酸 4.5 2.8 62 3.1 69 3.6 80 2.8 62 缬氨酸 5.0 3.9 78 4.6 92 4.6 92 3.2 64色氨酸 1.0 1.0 100 1.0 100 1.0 100 1.0 100总评分 62 68 80 34不同食物的消化率不同，食物蛋白质经消化后进入血液中的量也不同，因此根据食物蛋白质的氨基酸模式计算的化学分，并不能真实反映食物蛋白质消化进入血液后用于合成人体蛋白质的氨基酸模式。为此，美国FDA通过了一种新的方法经消化率修正的氨基酸评分（PDCAAS)。这种方法对除孕妇和1岁以下婴儿以外的所有人群的食物蛋白质进行评价，计算公式如下：PDCAS=氨基酸评分真消化率。表1-1-6是几种食物蛋白质的经消化率修正的氨基酸评分。 表1-1-6 几种食物蛋白质的经消化率修正的氨基酸评分食物蛋白 经消化率修正的氨基酸评分 食物蛋白 经消化率修正的氨基酸评分酪蛋白 1.00 斑豆 0.63鸡蛋 1.00 燕麦粉 0.57大豆分离蛋白 0.99 花生粉 0.52牛肉 0.92 小扁豆 0.52豌豆粉 0.69 全麦 0.40菜豆 0.68 食物蛋白质的必需氨基酸含量各有不同，有的必须氨基酸在某种食物种是限制性氨基酸，在另一种食物中则可能含量丰富，如果将这两种食物混合食用，可能会收到取长补短的互补作用。根据食物蛋白质的氨基酸模式，把两种或两种以上的食物混合起来食用，则单一食物蛋白质的缺点将得到补偿，使混合食物的氨基酸模式更接近人体需要的氨基酸模式，从而提高混和食物的生物价，这种现象称为蛋白质的互补作用。这种方法在人们的生活中早已采用，如我国人民食用的杂面就是典型的蛋白质互补的例子。表1-1-7是几种混合食物的生物价。表1-1-7 几种混合食物的生物价食物名称 混合方式（不同食物的比例%） 混合1 混合2 混合3 混合4 混合5 混合6 混合7 混合8大豆 20 25 20 33 20 20 70 70 高粱米 30 40玉米 50 75 40 40 40小麦 67 40 小米 40鸡蛋 30猪肉 30混合生物价 75 76 73 77 73 70 67 77四、蛋白质的需要与供给量不同蛋白质的营养价值不同，摄入的食物不同，人体对蛋白质的需要量也有所不同。