第五章 蛋白质的营养.ppt

第五章蛋白质的营养,第五章蛋白质的营养(protein),5.1蛋白质的结构与组成5.2蛋白质的消化、吸收与代谢5.3蛋白质的生理功能5.4氨基酸5.5蛋白质的需要量与营养价值5.6蛋白质的供给与食物来源,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了解蛋白质适宜摄入量自学功能性多肽及氨基酸的生理功能,5.1蛋白质的结构与组成,组成元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、铁、钴等（其中氮的含量平均约为16%）组成结构单位：氨基酸(Aminoacids),C,H,R,H2O,OHH,两个氨基酸脱水缩合形成二肽,一级结构,二级结构,三级结构,四级结构,螺旋,折叠,蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序，基本结构,多肽链中主链原子的局部空间排布,蛋白质,胃蛋白酶,胰蛋白酶,多肽,肠肽酶,氨基酸,经小肠上皮细胞主动转运,吸收进入血液循环到各细胞内,合成,各种蛋白质和酶,分解、脱氨基,氨基,转化,尿素,不含氮部分,合成,糖类、脂肪,氧化分解,CO2+H2O+能量,5.2蛋白质的消化、吸收与代谢,蛋白质,正常人体内Pro约为16-19%,分解,合成,动态平衡,组织Pro不断更新修复,每天约3%的Pro被更新,图正常人体内的蛋白质代谢概况,肠道骨髓Pro更新速度较快,一切生命的物质基础,5.3蛋白质的生理功能,5.3.1蛋白质的生理功能1、构成和修补体组织皮肤、肌肉、指甲、毛发、内脏、骨骼、牙齿等组织器官，细胞和体液2、作为功能物质酶、激素、肌动球蛋白、血红蛋白、抗体、受体蛋白3、供给能量1克蛋白质氧化可产生4千卡能量,5.3.2蛋白质的缺乏,1、儿童生长缓慢、智力障碍；2、消化不良、腹泻；肝脏脂肪浸润；酶活性下降；肌蛋白合成不足、肌肉萎缩；肾上腺皮质功能减退、难以克服应激状态；抗体合成减少、易疲劳、抵抗力差、易感染疾病；胶原合成障碍、创伤不易愈合；贫血等。3、严重时营养不良性水肿（蛋白质严重缺乏，能量不缺乏）极度消瘦（蛋白质和能量都缺乏）,继发性,消耗排泄,病因,原发性,摄入不足,ProE不足,蛋白质热能缺乏症,原发性：经济、政治、宗教、风俗、习惯、灾荒、战争等造成食物缺乏继发性：摄入减少；消化吸收障碍；需要量增加；消耗增加；合成障碍；排出增多蛋白质热能缺乏症特别好发于儿童，其次是孕妇和乳母，临床上的PEM多见于严重的烧伤病人、肿瘤病人、消化道病人和肝、肾病人,蛋白质热能缺乏症,又称为恶性营养不良（protein-energymalnutrition，PEM）,混合型,消瘦型(Marasmus),E-Pro均不足,E基本满足Pro严重不足,浮肿型(Kwashiorkor),蛋白质摄取不足,低蛋白血症,血浆容量减少心脏输出量减少,动脉血压下降,肾血流量与肾小球滤过量减少,肾小管周围液体静力压降低,肾小管对钠和液体重吸收增加,肾素血管紧张素增加,醛固醇增加,钠和液体滤过量减少,水肿,1.干瘦型蛋白质热能缺乏症,(1)发生原因：热能缺乏为主(2)好发年龄：1岁以内(3)头发：干枯无光泽，易折断(4)颜面：干枯无肉，Monkeyface(5)全身：消瘦、体重低，称为皮包骨(6)皮肤:松弛有皱褶，称小老头“(7)皮下：无水肿(8)食欲：亢进、易饥饿(9)血清蛋白质：不降低或略有下降,消瘦型(Marasmus),2.水肿型PEM,(1)发生原因：蛋白质缺乏为主(2)好发年龄：13岁(3)头发：颜色改变、易脱落(4)颜面：Moonface(5)全身：水肿，体重增加，腹壁柔软凸出(6)皮肤：皮疹、感染、破溃、结痂(7)皮下：严重水肿(8)食欲差，表情痛苦，难喂养(9)血清蛋白：严重下降,浮肿型(加西卡病)(Kwashiorkor),06年12月21日，在肯尼亚东北部靠近边境的曼德拉镇，13岁男孩易卜拉欣库拉因营养不良躺在一所医院的病床上。曼德拉地区气候干旱，一直是肯尼亚最为贫困的地区之一，而近几年的旱情尤其严重，已经造成一些人畜死亡。,劣质奶粉大头娃娃,3.混合型PEM,混合型蛋白质热能缺乏症时蛋白质和热能均严重缺乏的结果，兼具有干瘦性和水肿型的表现，体重略有下降或不下降,混合型PEM,5.3.3蛋白质的过量,1.加重肝脏和肾脏的负担，导致肝脏和肾脏的疾病。2.钙的排泄增加；动物蛋白过剩易致癌。3.中毒。,三聚氰胺（蛋白精）,C3H6N6N=67.7%,张玉军和张彦章分别被判处死刑和无期徒刑,被称为三鹿事件最大“源”凶的张玉军、张彦章在石家庄市中级法院受审。检方指控，有“毒老大”之称的张玉军，累计生产含有三聚氰胺的混合物(俗称“蛋白粉”)775.6吨，并以每吨8000-12000元人民币不等的价格销售给张彦章等人，累计销售600余吨，销售金额680余万元。而有“销售大王”之称的张彦章，每吨加价500-2000元，累计销售230余吨，销售金额超过340余万元。2008年9月，三鹿生产的婴儿奶粉，被发现导致多位食用婴儿出现肾结石症状，“三聚氰胺”事件爆发。据卫生部通报，截止2008年12月底，全国累计报告因食用三鹿牌奶粉和其他个别问题奶粉导致泌尿系统出现异常的患儿共29.6万人次，其中6人死亡。,5.4氨基酸(aminoacid),5.4.1必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸(essentialaminoacid，EAA)：人体内不能合成或合成速度不能满足需要，必须由食物提供的氨基酸。（8种或10种）成人（8种）：赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、生长中儿童：（10种）+精氨酸、组氨酸。非必需氨基酸：人体内可以合成，不一定要由食物提供。甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸。,氨基酸需要量模式：WHO建议（mg/g)缬氨酸50，亮氨酸70，异亮氨酸40，赖氨酸55，蛋氨酸+半胱氨酸35，苏氨酸40，苯丙氨酸+酪氨酸60，色氨酸10,5.4.2氨基酸需要量模式与限制性氨基酸,限制性氨基酸（limitingaminoacid，LAA）,食物中某种氨基酸不足，由于它的缺乏而限制了其它氨基酸的利用，使整个蛋白质的利用率下降。第一LAA第二LAA第三LAA小麦赖氨酸苏氨酸缬氨酸大米赖氨酸苏氨酸玉米赖氨酸色氨酸花生蛋氨酸大豆蛋氨酸,氨基酸平衡理论-木桶理论,12345678,5.4.3蛋白质的分类（根据所含氨基酸的种类和数量）理想蛋白质：所含的必需氨基酸的种类和数量与建议标准完全相符。完全蛋白质：这类蛋白质所含的氨基酸的种类和数量均与人体蛋白质相近。（动物性的食物，如肉、鱼、蛋等）半完全蛋白质：这类蛋白质所含的氨基酸种类与人体近似，但比例差异较大，不能在人体内充分被利用和满足人体合成组织细胞蛋白质的需要。（大多数植物性食物，如大米、面粉、干果等）不完全蛋白质：此类蛋白质缺少一种或数种必需氨基酸。,5.4.4蛋白质的互补作用,一种食物中含甲种氨基酸含量较高，乙种氨基酸含量较低，而另一种食物中含甲种氨基酸含量较低，乙种氨基酸含量较高，若将这两种食物混合食用，就可以起到取长补短的功能，提高蛋白质的利用率。,食物名称与配合比单独进食与混合进食的生物价豆腐（42%）+面筋（58%）65+67=77小麦（67%）+大豆（33%）67+64=77大豆（70%）+鸡蛋（30%）64+94=77,蛋白质互补作用*（complementaryactionofprotein）,用于：主要用于提高植物性Pro的营养价值机制：利用各种植物性Pro中EAA的含量和比值均不同的特点互补作用较好的方式：动物性食物与植物性食物；粮食类食物与豆类食物,5.5蛋白质的需要量与营养价值,5.5.1蛋白质的需要量1、人体组织蛋白质每天约有3%进行更新。2、成年人每日至少要从膳食中补充22g理想蛋白质才能维持体内蛋白质的平衡。一般70克/天3、FAO和WHO推荐的蛋白质摄取量年龄(岁)安全水平(g/kg体重.d)婴儿和儿童0.250.51.860.7511.48231.139100.99青少年(男性)14150.9617180.86成年人180.75,5.5.2蛋白质的营养价值及其评价指标,1、蛋白质的消化率（PD）食物中含氮总量-粪便含氮量蛋白质的消化率=食物中含氮总量2、蛋白质的生物价（BV）食入N-粪中N-尿中N蛋白质的生物价=食入N-粪中N3、蛋白质的功效比值（PER）动物体重增加克数蛋白质的功效比值=摄入食物蛋白质克数4、氨基酸评分（AAS）每克待评蛋白质中某种必需氨基酸毫克数AAS=每克参考蛋白质中某种必需氨基酸毫克数,5.5.2蛋白质的营养价值及其评价指标,（一）含量（content）Pro数量质量，但如没有一定数量，再好的Pro其营养价值也有限含量*是营养价值的基础*一般以微量凯氏定氮法测定食物粗蛋白含量=食物含氮量6.25食物的粗蛋白含量大豆30-40%为最高畜禽鱼蛋类10-20%粮谷类8-10%鲜奶类1.5-3.8%,常见食物的蛋白质含量,几种食物的蛋白含量及其热能与食物总热能的比（%）,（二）消化吸收率（digestibility）,反映Pro在消化道内被分解、吸收程度分为真消化吸收率（true/netdigestibility）和表观消化吸收率（apparentdigestibility）真消化吸收率表观消化吸收率在实际应用中往往用表观消化吸收率，以简化实验，并使所得消化吸收率具有一定的安全性食物中含氮总量-粪便含氮量蛋白质的消化率=100%食物中含氮总量,几种食物的蛋白质真消化吸收率（%）,生大豆60%,熟豆浆85%/豆腐90-96%,几种常见蛋白质的消化率,（三）利用率（utilization）,1蛋白质生物学价值（biologicalvalue，BV）Pro经消化吸收后，进入机体可以储留利用的部分BV值越高，表明其利用率也越高,几种食物蛋白的生物价值,2氨基酸评分(aminoacidscore，AAS)(化学分，chemicalscore，CS),AAS因其简便易行而被广泛采用不同年龄的人群，其氨基酸评分模式不同；不同的食物其氨基酸评分模式也不相同,几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式,氨基酸人体全鸡蛋鸡蛋白牛奶猪瘦肉牛肉大豆面粉大米异亮氨酸4.02.53.33.03.43.23.02.32.5亮氨酸7.04.05.66.46.35.65.14.45.1赖氨酸5.53.14.35.45.75.84.41.52.3蛋氨酸+半胱氨酸3.52.33.92.42.52.81.72.72.4苯丙氨酸+酪氨酸6.03.66.36.16.04.96.45.15.8苏氨酸4.02.12.72.73.53.02.71.82.3缬氨酸5.02.54.03.53.93.23.52.73.4色氨酸1.01.01.01.01.01.01.01.01.0,几种食物蛋白的氨基酸评分,（四）其他既包含消化吸收率也包含利用率的指标,1氮平衡（nitrogenbalance）是反应机体摄入氮(食物蛋白质含氮量约为16%)和排出氮的关系。氮平衡摄入氮（尿氮粪氮皮肤等氮损失）B=I-(U+F+S)氮平衡既可衡量机体Pro代谢及营养状况也可用于食物Pro营养价值评价的指标例如A食物的Pro纠正负氮平衡用时比B食物用时短则A食物的Pro质量优于B食物,图一个体重70kg的正常成人蛋白质代谢及氮平衡,消化道,摄入蛋白质90g(14.4gN),粪便10g(1.6gN),尿75g(12gN),其它5g(0.8gN),机体合成蛋白质300g,氨基酸池,消化、吸收蛋白质150g,肠道内源性蛋白质70g,肌肉(30%),器官体液(50%),其它(20%),氮平衡(NitrogenBalance),等平衡：食入氮=粪氮+尿氮正平衡：食入氮粪氮+尿氮组织中有氮沉积，体重增加负平衡：食入氮粪氮+尿氮组织分解，体重减轻,2净蛋白质利用率(netproteinutilization，NPU),较BV更为全面该实验以10%的被测Pro作为膳食Pro来源,常见食物的蛋白质净利用率,3蛋白质功效比值(proteinefficiencyratio，PER),用处于生长阶段的幼年动物（一般用刚断奶雄性大白鼠），实验期内，其体重增加和摄入Pro量的比值因所测Pro主要被用于生长之需，PER常用作婴幼儿食品中Pro营养价值评价,几种常见食物蛋白质的质量,5.6蛋白质的供给与食物来源,推荐摄入量（recommendednutrientintake，RNI）理论上，成人摄入50%好植物性豆类3050%较好其他植物10%左右较差,常见食物蛋白质含量,主要食物中蛋白质含量,食物蛋白质含量（）肉类（畜、禽、鱼）1020奶类（鲜奶）1.54（奶粉）2527蛋类1214干豆类2024硬果类1525谷类610薯类23,思考题,1.何谓必需氨基酸？人类必需氨基酸有哪几种？2.蛋白质对人类有哪些营养作用？过多或过少的蛋白质摄入对人体健康有什么影响？举例说明。3.何谓蛋白质的互补作用？它与限制性氨基酸之间有什么关系？,高蛋白饮食可防脑溢血,我国科学工作者从人群中调查发现：沿海地区渔村中脑溢血的发病率比内地居民明显低下。经研究分析，是渔民经常摄食鱼肉蛋白质的缘故。这种优质蛋白有预防脑溢血的效果，它可以抑制重症高血压，改善动脉壁弹性，促进排钠。日本岛根医科大学教授森幸男经过多年的研究也证明，高蛋白饮食能够预防脑溢血。因此，上了年纪的人，特别是患有高血压的人，为预防脑溢血的发生膳食中必须有足量的蛋白质。不过，老年人对大量蛋白质的吸收代谢，要比年轻人差。因此，供给的蛋白质食品，必须是品质优良的，而且又是易消化的食品，譬如：鱼虾、瘦肉、鸡蛋、牛奶、豆浆及大豆制品等。,吃豆豉可防老年性痴呆,豆豉是一种营养价值较高的食品据现代科学分析，豆豉含有大量能溶解血栓的尿激酶，还不含一些能产生大量族维生素和抗菌素的细菌。而导致老年性痴呆症的主因是血管血栓的形成。因此，专家们建议：日常生活中，老年人不妨多吃些豆豉。,吃冻豆腐减肥,冻豆腐内部组织结构发生了变化，形状成蜂窝状，颜色变深，基本上保持了原有的蛋白质、维生素、矿物质成分。经常吃冻豆腐，还可以吸收人体肠胃道及全身组织的脂臃，有利于脂肪排泄，从而使体内积蓄的脂肪减少，达到减肥的目的。,酸奶有助抗癌,前几年，美国癌症协会的附属医院收治了一位岁的男性肺癌患者汤姆森。在医生设计治疗方案时，汤姆森患了重度病毒性感冒，一周里发热高达摄氏度，谁也不曾想到，在汤姆森感冒痊愈后竟出现了奇迹：他的癌症消失了。这一事例震惊了当时的美国医学界。学者对此进行过大量的研究，最后的结论是汤姆森患病后常饮酸奶是一个重要的因素，而高热激发的免疫功能加强了对癌细胞的未来。,酸奶有助于人体分泌更多的抗癌物质干扰素,美国科学家在研究汤姆森癌肿消退时，还发现他的肠液内含有一种名叫“”的特殊物质。这种微量的“”被小肠吸收进入血液后，能渗入癌细胞的细胞壁内，使癌细胞失去活性，然后被体内吞噬细胞消灭。后来，美国科学家还对能分泌“”物质的乳酸菌进行特定培养，并从培养液中获得了高效治癌药物。,牛奶与滋补药不要同服,牛奶富含钙、磷、铁等无机盐物质，还含有大量的蛋白质、氨基酸、脂肪和多种维生素。而滋补药的有效成分中一是糖、多糖及其衍生物；二是蛋白质、多肽与氨基酸类；三是一些有机成分；四是微量元素。牛奶中的钙、磷、铁容易和中药的有机物质发生化学反应，生成难溶、稳定的化合物，使牛奶和药物的有效成分受到破坏，一些中药中的生物碱也易与牛奶中的氨基酸反应，而失去疗效。二者同服，会相互破坏其芝养物质有的甚至对身体产生不良作用，如过敏反应等等。,多吃鸡蛋也中毒,一些体虚、大病初愈的患者及产妇大量吃鸡蛋，以增强体质。然而，效果往往并不明显，甚至出现副作用，诸如腹部胀闷、头目眩晕、四肢乏力，严重者还可导致昏迷。现代医学把这些症状称之为“蛋白质中毒综合征”。体虚之人、大病初愈的患者和产妇，都会因各种原因引起肠胃消化机能减退，此时若大量吃鸡蛋，就会增加消化系统的负担。多吃鸡蛋，体内蛋白质含量过高，在肠道中造成异常分解，产生大量的氨，一旦氨溶于血液之中，则对人体有害。有时未完全消化的蛋白质在肠道中腐败，产生羟、酚、吲哚等，因而会出现“蛋白质中毒综合征”。按人体对蛋白质的消化、吸收功能来看，每日吃23个鸡蛋就足够了。,如何科学吃鸡蛋,鸡蛋是营养丰富的食品,若能科学食用,可大大提高其营养价值(1)搭配食用效果好。鸡量与大豆合食,可提高大豆蛋白对人体的作用:鸡蛋与牛奶配食,不但可补偿牛奶中所缺少的矿物质,而且味道香甜,可以增进食欲。儿童生长需要有各种矿物质和维生素,所以,吃鸡蛋时应适量配食蔬菜和水果等(2)嫩吃鸡蛋易消化。鸡蛋营养价值虽高,但食法不当,仍不能很快被人体消化、吸收。据实验,煮嫩的鸡蛋在胃中消化需1.5小时;全熟的鸡蛋由于蛋白质分子凝固得非常致密,成为胶性物变得发硬,因而需3小时才能消化;煎、炒鸡蛋,进入胃肠中不易和消化液接触,必须待油脂被消化掉,鸡蛋才能与消化液“见面”,因而消化、吸收也很慢,约小时。由此可见,煮嫩鸡蛋最易消化,从营养学角度来看,蒸鸡蛋羹、水汆蛋、收花汤等食法最可取。,如何科学吃鸡蛋,鸡蛋是一种高蛋白、高脂肪的食品,营养价值很高。吃法得当,其蛋白质的人体利用率可以达到94%以上。那么,哪种吃鸡蛋的方法比较合理呢?(1)生吃有危险:有人说生喝鸡蛋对身体能够“大补”,其实,这种吃法是危险的。因为禽类(鹅、鸭、鸡)的卵巢最容易带有沙门氏菌,常常使蛋壳表面乃至内容物受到污染。生喝鸡蛋,潜在的沙门氏菌进入人体,容易引起食物中毒。另外,生蛋清中含有抗生物素和抑制胰蛋白酶,它们妨碍生理素(或称维生素H)的吸收和抗胰蛋白酶的活力。所以,多吃生蛋会造成人体生物素的缺乏和蛋白质的不足,容易引起人体毛发脱落或局部发炎等营养缺乏性疾病。,(2)冲吃不安全:用热水、热豆浆、热牛奶等冲生鸡蛋吃,也是不安全的。因为带有沙门氏菌的鸡蛋用热水、热豆浆、热牛奶冲是不能把细菌全部杀死的。沙门氏菌必须在持续煮沸分钟后才能被完全杀死。同样,生蛋清中的抗生物素和抗胰蛋白酶也没有完全被破坏,影响蛋白质的消化与吸收。,(3)炸蛋损失营养:油炸鸡蛋(煎荷含蛋)烹调简便,色、香、味俱全,但由于温度过高使部分蛋白焦糊,影响消化与吸收。另外,水溶性维生素如硫胺素、核黄