第三章蛋白质.ppt

第三章蛋白质,一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.8kg。,蛋白质生命头等重要物质,蛋白质（protein）是化学结构复杂的一类有机化合物，是人体的必需营养素。蛋白质一词源于希腊文的proteios，是“头等重要”的意思，表明蛋白质是生命活动中头等重要物质。现已证明，生命的产生、存在和消亡都与蛋白质有关，蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。,第一节蛋白质的组成和分类,一、蛋白质的组成蛋白质是自然界中一大类有机物质，从各种动、植物组织中提取出的蛋白质，其元素组成为：碳(5055)、氢(6.77.3)、氧(1924)、氮(1319)硫(04)；有些蛋白质还含有磷、铁、碘、锰及锌等其他元素。由于碳水化合物和脂肪中仅含碳、氢、氧，不含氮，所以蛋白质是人体氮的惟一来源，碳水化合物和脂肪不能代替。,（粗）蛋白质含量计算,大多数蛋白质的含氮量相当接近，平均约为16。在任何生物样品中：每g氮相当于6.25g蛋白质（即10016），其折算系数为6.25。,二、蛋白质的分类,蛋白质的化学结构非常复杂，大多数蛋白质的化学结构尚未阐明，因此无法根据蛋白质的化学结构进行分类。目前只能依照蛋白质三方面性质：即化学组成、溶解度和形状进行分类。在营养学上常按营养价值分类。,蛋白质的分类,按化学组成分类单纯蛋白质清蛋白与球蛋白、谷蛋白与醇溶谷蛋白、鱼精蛋白和组蛋白、硬蛋白结合蛋白核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、色蛋白按蛋白形状分类纤维状蛋白、球蛋白按蛋白质营养价值分类完全蛋白、半完全蛋白、不完全蛋白,按蛋白质的营养价值分类,食物蛋白质的营养价值取决于所含氨基酸的种类和数量。在营养上根据食物蛋白质的氨基酸组成，分为三类：完全蛋白质、半完全蛋白质不完全蛋白质,按蛋白质的营养价值分类,1.完全蛋白所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当，不但能维持成人的健康，并能促进儿童生长发育：乳类中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋类中的卵白蛋白、卵磷蛋白，肉类中的白蛋白、肌蛋白，大豆中的大豆蛋白，小麦中的麦谷蛋白，玉米中的谷蛋白等。,3.不完全蛋白所含必需氨基酸种类不全，既不能维持生命，也不能促进生长发育：玉米中的玉米胶蛋白，动物结缔组织和肉皮中的胶质蛋白，豌豆中的豆球蛋白等。,2.半完全蛋白所含必需氨基酸种类齐全，但有的氨基酸数量不足，比例不适当，可以维持生命，但不能促进生长发育，如小麦中的麦胶蛋白等。,第二节蛋白质的生理功能,一、构成和修复组织二、调节生理功能三、供给能量（见第二章能量）,一、构成和修复组织,生理功能。身体的生长发育可视为蛋白质的不断积累过程。蛋白质是构成机体组织、器官的重要成分，人体各组织、器官无一不含蛋白质：肌肉组织和心、肝、肾等器官含有大量蛋白质；骨骼、牙齿、乃至指、趾也含有大量蛋白质；细胞中除水分外，蛋白质约占细胞内物质的80。构成机体组织、器官的成分是蛋白质最重要的蛋白质对生长发育期的儿童尤为重要。,人体内组织细胞蛋白质不断更新,摄入足够的蛋白质方能维持组织的更新：人血浆蛋白质的半寿期约为10天，肝中大部分蛋白质的半寿期为18天，某些蛋白质的半寿期很短，只有数秒钟。身体受伤后也需要蛋白质作为修复材料。血红细胞的平均寿命是120天，一天就要死亡1比120。正常人的红细胞生成也是很可观的，一般少量的矢血后，人体自身的黄骨髓会释放大量红细胞来补充。死亡后的红细胞（蛋白质）被分解，作为能量使用。,二、调节生理功能,蛋白质在体内是构成多种重要生理活性物质的成分，参与调节生理功能。核蛋白构成细胞核并影响细胞功能；酶蛋白具有促进食物消化、吸收和利用的作用；免疫蛋白具有维持机体免疫功能的作用；收缩蛋白，如肌球蛋白具有调节肌肉收缩的功能；血液中的脂蛋白、运铁蛋白、视黄醇结合蛋白具有运送营养素的作用；血红蛋白具有携带、运送氧的功能；白蛋白具有调节渗透压、维持体液平衡的功能；蛋白质或蛋白质衍生物构成的某些激素，如垂体激素、甲状腺素、胰岛素及肾上腺素等等都是机体的重要调节物质。,第三节氨基酸（aminoacid）,组成蛋白质的基本单位，是分子中具有氨基和羧基的一类含有复合官能团的化合物，具有共同的基本结构。由于它是羧酸分子的碳原子上的氢被一个氨基取代的化合物，故又称氨基酸。按化学结构式分为脂肪族、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。,一、氨基酸的分类和命名,组成蛋白质的氨基酸有20多种，但绝大多数的蛋白质只由20种氨基酸组成。按化学结构式分：脂肪族氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等)芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸等)杂环氨基酸（脯氨酸、组氨酸、色氨酸等）,二、必需氨基酸,在人体和食物蛋白质的20余种氨基酸中，只有一部分可以在体内合成，其余的则不能合成或合成速度不够快。不能合成或合成速度不够快的氨基酸，必须由食物供给，故称为必需氨基酸(essentialaminoacid)；体内能合成的则称为非必需氨基酸(nonessentialaminoacid)。非必需氨基酸并非体内不需要，可在体内合成，食物中缺少了也无妨。迄今，已知人体的必需氨基酸有9种。,9种人体必需氨基酸,异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋氨酸苯丙氨酸苏氨酸色氨酸缬氨酸组氨酸,天门冬氨天门冬酰谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸丝氨酸精氨酸胱氨酸丙氨酸,非必需氨基酸,条件必需氨基酸,半胱氨酸酪氨酸,人不能合成,人体能合成,用必须氨基酸合成,氨基酸模式必需氨基酸比例,氨基酸模式(aminoacidpattern)：是蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为l，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式。人体所需蛋白质来源于多种食物，凡蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式接近的食物，其必需氨基酸在体内的利用率就高。,优质蛋白质,动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式较接近，从而所含的必需氨基酸在体内的利用率就较高。鸡蛋蛋白质的氨基本模式与人体蛋白质氨基酸模式最为接近，在比较食物蛋白质营养价值时常作为参考蛋白质（referenceprotein）。,食物和人体蛋白质氨基酸模式,限制氨基酸,食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用而使蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的氨基酸称为限制氨基酸(limitingaminoacid)。即：由于这些氨基酸不足，限制其他氨基酸利用。该蛋白中含量最低的氨基酸称第一限制氨基酸，余者类推。植物蛋白质中，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸含量相对较低，所以营养价值也相对较低。,蛋白质互补作用,蛋白质互补作用（complementaryaction）：为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，而达到以多补少的目的，提高膳食蛋白质的营养价值，不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用，称为蛋白质互补作用。,常见食物蛋白质含量,第四节蛋白质的消化吸收及代谢,一、蛋白质的消化蛋白质未经消化不易吸收，有时某些抗原、毒素蛋白可少量通过粘膜细胞进入体内，会产生过敏、毒性反应。一般情况下，食物蛋白质水解成氨基酸及小肽后方能被吸收。由于唾液中不含水解蛋白质的酶，所以食物蛋白质的消化从胃开始，但主要在小肠。蛋白质在小肠内消化主要依赖于胰腺分泌的各种蛋白酶，分解成肽、多肽、氨基酸。,二、蛋白质的吸收,（一）氨基酸和寡肽的吸收经过小肠腔内和膜的消化，蛋白质被水解为可被吸收的氨基酸和23个氨基酸的小肽。过去认为只有游离氨基酸才能被吸收，现在发现23个氨基酸的小肽也可以被吸收。（二）整蛋白的吸收在低等动物，吞噬是摄人大分子的基本方式。而在高等动物，只有在胚胎动物仍保持这种低级的原始机制。,（一）蛋白质的分解与合成,1.蛋白质的分解进食正常膳食的正常人每日从尿中排出的氮约12g。若摄人的膳食蛋白质增多，随尿排出氮也增多；若减少，则随尿排出的氮也减少。完全不摄入蛋白质或禁食一切食物时，每日仍随尿排出氮24g。这些事实证明，蛋白质不断在体内分解成为含氮废物，随尿排出体外。,2.蛋白质的合成,蛋白质在分解的同时也不断在体内合成，以补偿分解。蛋白质合成经两个步骤完成。第一步为转录(transcription)，即生物体合成RNA的过程，亦即将DNA的碱基序列抄录成RNA碱基序列的过程；第二步为翻译(translation)，是生物体合成mRNA后，mRNA中的遗传信息(DNA碱基顺序)转变成蛋白质中氨基酸排列顺序的过程，是蛋白质获得遗传信息进行生物合成的过程。翻译在细胞内进行。成熟的mRNA穿过核膜进入胞质，在核糖体及tRNA等参与下，以各种氨基酸为原料完成蛋白质的生物合成。,必要的氮损失,必要的氮损失（obligatorynitrogenlosses）：机体每天由于皮肤、毛发和粘膜的脱落，生理性失血及肠道菌体死亡排出等损失约20g以上的蛋白质，这种氮排出是机体不可避免的氮消耗，称为必要的氮损失。,蛋白质代谢及氮平衡,氮平衡,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。BI(U+F+S)B：氮平衡；I：摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S：皮肤等氮损失。摄入氮和排出氮相等为零氮平衡(zeronitrogenbalance)；摄入氮多于排出氮为正氮平衡(positivenitrogenbalance)；摄入氮少于排出氮为负氮平衡(negativenitrogenbalance)。,食物蛋白质由于氨基酸组成的差别，营养价值不完全相同，一般来说动物蛋白质的营养价值优于植物蛋白质。评价食物蛋白质营养价值主要从“量”和“质”两个方面。评价方法可概括为生物学法和化学分析法一、食物蛋白质含量二、食物蛋白质消化率三、食物蛋白质的利用率（生物价BV）四、氨基酸分（AAS）,第五节食物蛋白质营养学评价,蛋白质消化率（%）,蛋白质消化率反映了蛋白质在消化道内被分解的程度，还反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。蛋白质消化率（%）=食物氮（粪氮粪代谢氮）100/食物氮该计算结果，是食物蛋白质的真消化率。在实际应用中，往往不考虑粪代谢氮，这种消化率叫做表观消化率。,蛋白质真消化率（trueproteindigestibility）,从被测食物蛋白质实验期的粪氮中减去无氮膳食期的粪代谢氮，是摄入食物蛋白质中真正未被消化的部分，故称蛋白质真消化率:蛋白质真消化率（%）=I（FFk）/I100式中I为摄入氮、F代表粪氮、Fk代表粪代谢氮,几种食物蛋白质的消化率（%）,生物价（biologicalvalueBV）,生物价（biologicalvalue，BV）是反映食物蛋白质消化吸收后，被机体利用程度的一项指标。生物价越高，说明蛋白质被机体利用率越高，即蛋白质的营养价值越高，最高值为100。,常见食品的蛋白质生物价,氨基酸分(aminoacidscore，AAS),氨基酸分(aminoacidscore，AAS)亦称蛋白质化学分(chemicalscore，CS)，是目前广为应用的一种食物蛋白质营养价值评价方法，多用于混合食物蛋白质的评价。将被测食物蛋白质的必需氨基酸组与推荐的理想蛋白质或参考蛋白质氨基酸模式进行比较计算氨基酸分：,AAS=,被测食物蛋白质每克氮或蛋白质氨基酸含量（mg）,参考蛋白质每克氮或蛋白质氨基酸含量（mg）,100,人每天需要蛋白质量与体重有关,一般成人每天每公斤体重摄入0.8到1.2克蛋白质为标准；需要增肌的人群要按每天每公斤体重摄入1.6到2克蛋白质的摄入量为标准；减肥人按每天每公斤体重摄入1.2克蛋白质为标准。,第六节蛋白质的互补作用,两种或两种以上食物蛋白质混合食用，其中所含有的必需氨基酸取长补短，相互补充，达到较好的比例，从而提高蛋白质利用率的作用，称为蛋白质互补作用（proteincomplementaryaction）。动、植物性混合食用比单纯植物混合要好,几种食物混合后蛋白质氨基酸评分,蛋白质营养不良与过多,蛋白质能量营养不良(proteinenergymalnutrition，PEM)营养消瘦症，也称消瘦型PEM；恶性营养不良，也称水肿型PEM。蛋白质过多症蛋白质，尤其是动物性蛋白摄入过多对人体同样有害。,1967年比夫拉战争导致了大规模饥荒和大量无辜平民死亡之后，非洲的饥荒第一次被报道。面对这样的情景，我们被震惊了：饥饿是来自身体的摧残，但这些照