蛋白质和氨基酸1.ppt

1、营养与食品卫生学,公卫系,第一篇 营养学,第一章 营养学基础 第一节 人体构成,一、人体构成及意义,人体成分随生理时期不同而变化 食物是构成人体成分的基本物质来源 人体构成指标反映人体营养状况,一、人体构成及意义,（一）体脂 脂肪密度： 0.9g/cm3 非脂肪组织密度：1.1g/cm3 90%脂肪贮存在皮下:性别和遗传 FFA-高胰岛素血症、高脂血症、高血压等,（二）细胞内外的水和电解质,细胞内液（2/3）： 细胞外液： 细胞内、外液的单位渗透压浓度相等,（三）骨骼,14体重，男女 矿物质：Ca 1kg/ P 500g， 硬度 纤维胶原蛋白：韧性,（四）肌肉 骨骼肌：40体重 平滑肌：10体

2、重 心肌 骨骼肌能量的消耗: 静止时低于内脏 运动时显著高于内脏,（五）血液 5L血液：55血浆 45压积红细胞，Hb携带氧,二、人体构成的变化,非脂肪成分：2065岁基本不变，随后20年下降15 脂肪：成年期有增加趋势，女性绝经后增加更快,三、人体构成在营养学中的应用,（一）评价机体营养/疾病状态 1.体重、身高或腰围: BMIkg/m2 2. 生理、生化指标: 营养不良和营养缺乏的危险性及程度,3.其他体成分指标： 蛋白质、水分含量蛋白质营养不良：消瘦病， 实际是严重水肿 B12,Fe营养性贫血 4.腹腔内的脂肪含量： 预测营养相关疾病发生及评价其治疗措施的有效性:,(二)能量代谢中的应用

3、 基础代谢率(BMR)是能量代谢的关键指标。 BMR与非脂肪成分、体重、体表面积密切相关 可根据BMR调整能量摄入量。,营养素（nutrients） 是指食物中可给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。,第二节 蛋白质,宏量营养素（macro-nutrient）：较多 微量营养素（micro-nutrient）：较少 常量元素（macro-elements）： 大于体重的0.01%的矿物质 微量元素（trace elements）：0.01%,人体需要的营养素 蛋白质 protein 脂类 lipids 碳水化合物 carbohydrates 矿物质 minerals

4、 维生素 vitamins 水 water,WHO评价营养素指标： 能量多少 蛋白质质量,1、氨基酸、必需氨基酸 2、氨基酸模式和限制氨基酸 3、蛋白质的互补作用 4、蛋白质的生理功能 5、氮平衡 6、食物蛋白质营养学评价：概念、 意义、指标 7.蛋白质的参考摄入量及食物来源,2003年安徽阜阳,多数奶粉: 蛋白质、脂肪含量严重不足 微量元素钙、铁、锌等含量极低 产品的各种营养素全面低下，甚至完全没有。,蛋白质（protein）:自然界约2000种 没有蛋白质就没有生命，人体最重要的 营养素之一。 含量：人体内16%19。 组成：C、H、O、N ；P、S；Fe、Mn 、Cu、 Zn等元素。,一

5、、氨基酸,氨基酸(amino acid,AA)和肽(peptide) 19世纪末：氨基酸蛋白质。 肽键：1902年阐明了连接氨基酸的化学键 肽：几个氨基酸以肽键连接而成的化合物 二肽、三肽 寡肽（4-6AA) 多肽(10个）,人体中的蛋白质由哪些氨基酸构成？,构成人体蛋白质的氨基酸,（一）氨基酸分类,必需氨基酸（essential amino acid，EAA)： 在人体内不能自行合成，或合成的速度不能满足机体需要，必须由食物供给的氨基酸。 缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸酪氨酸、蛋氨酸半胱氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸、组氨酸。,婴幼儿：组氨酸是必需氨基酸， 缺乏时易患湿疹。 成人必需氨基酸

6、？ 成人有无合成组氨酸能力？ 肌肉和血红蛋白中贮存量很大 需要量较少 FAO、WHO在1985年首次列出了成人组氨酸的需要量为812mg/(kg.d),条件必需氨基酸(conditionally essential amino acid) 酪氨酸 -50苯丙氨酸 半胱氨酸- 30蛋氨酸 半胱氨酸和酪氨酸这类可减少人体对某些必需氨基酸需要量的氨基酸，称为条件必需氨基酸（半必需氨基酸）,非必需氨基酸（nonessential amino acid ） 人体可以自身合成，不一定需要从食物中直接供给的氨基酸，称为非必需氨基酸。 并非不需要， 合成蛋白质时同样重要。,（二）氨基酸模式（Amino Aci

7、d Pattern）： 是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。 计算方法： 最少的色氨酸定为1， 其它EAA/色Aa 一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式。,几种食物和人体蛋白质的氨基酸模式,氨基酸模式越接近， EAA利用的程度越高， 蛋白质的营养价值越高. 参考蛋白质（reference protein）：用来测定其他蛋白质质量的标准蛋白。 鸡蛋蛋白质,（三）限制氨基酸(1imiting amino acid) ： 食物蛋白质中某一种或几种EAA相对含量较低，导致其他EAA在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的EAA称限制氨基酸 含量最低的称为第一限制氨

8、基酸 余者依次类推,桶板模型,赖、蛋、苏,植物蛋白质： 相对缺少赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和色氨酸，所以营养价值也相对较低。 这个问题如何解决？,（四）蛋白质互补作用 （protein complementary action） 将两种或两种以上的食物混合食用，达到以多补少的目的，提高膳食蛋白质的营养价值。这种不同食物之间相互补充其必需氨基酸不足的作用，称为蛋白质的互补作用。 如粮豆互补（粮食第一限制氨基酸为赖氨酸，大豆的第一限制氨基酸为蛋氨酸）。,二、蛋白质的分类,按蛋白质营养价值（即根据氨基酸组成）分类： 完全蛋白质 半完全蛋白质 不完全蛋白质,（一）完全蛋白质： EAA种类齐全、数量充足、比

9、例适当。 唯一来源：维持成人的健康，促进儿童生长发育。 酪蛋白、乳和肉白蛋白，蛋类中的卵白蛋白，肌蛋白，大豆蛋白。,（二）半完全蛋白质 EAA种类齐全，但数量不足、比例不适 唯一来源：维持生命，不能促进生长发育。 麦胶蛋白（赖氨酸较少）；蔬菜等植物蛋白。,（三）不完全蛋白质 EAA种类不全 唯一来源：缺乏EAA，蛋白质合成障碍， 不能维持身体健康。 动物肉皮、骨和结缔组织中的胶原蛋白和角蛋白。,三、蛋白质的生理功能,1955年F.桑格成功地测定了胰岛素分子的全部氨基酸序列，这是第一个被阐明了氨基酸序列结构的蛋白质。 蛋白质分子结构的多样性-功能多样性,（一）人体组织的构成成分： 最重要的组成成

10、分 正常人体内约1619% 人体蛋白质的形式： 细胞膜、细胞浆和细胞核：80%； 瘦组织： 骨骼、牙齿：胶原蛋白 指、趾甲： 角蛋白 人体3%/d更新； 生长发育:蛋白质的积累过程，儿童,（二）构成体内各种重要的生理活性物质 酶、某些激素、补体、抗体、转运蛋白、血红蛋白本质均为蛋白质 参与调节生理功能: 物质代谢、酸碱度、渗透压、血液凝固、人体运动和免疫等,苯丙酮尿症：遗传的Aa代谢缺陷，智力障碍，尿有“发霉”臭味等。 苯丙氨酸羟化酶缺陷： 苯丙氨酸 酪氨酸 苯丙酮酸,白化病： 黑色素缺乏酪氨酸酶缺乏,转氨酶,（三）为机体提供能量 次要功能 16.7kJ（4kcal）/g 当碳水化合物和脂肪供

11、给能量不足时，机体将增加蛋白质的分解来提供能量。,四、蛋白质的消化、吸收、利用过程,摄入,消化,吸收,粪氮,粪内源性氮,食物氮,消化率,利用,尿 氮,尿内源性氮,食物氮,储留,净利用率,蛋白质的代谢及氮平衡,先储存于人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸,氮平衡(nitrogen balance),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。 氮平衡摄入氮量排出氮量 摄入氮量（尿氮量 + 粪氮量 + 经皮肤排出的氮量） B=I-(U+F+S),零氮平衡(zero nitrogen balance)：入=出 健康的成人应富裕5% 正氮平衡(positive nitrogen ba

12、lance)：入出 儿童、孕妇、疾病恢复期、运动需增加肌肉时等均应保证适当的正氮平衡 负氮平衡(negative nitrogen balance)：入出 饥饿、疾病及老年时等, 应注意尽可能减轻或改变负氮平衡,必要的氮损失(obligatory nitrogen losses) 完全不摄入蛋白质, 机体每天由于皮肤、毛发和粘膜的脱落，妇女月经期的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。,五、食物蛋白质营养价值的评价,蛋白质含量 被消化吸收程度 被人体利用程度,平均含氮量约为16%，即每克氮相当于6.25g（10016）蛋白质。 故

13、蛋白质折算系数为6.25。 通常用凯氏（Kjel-dahl）定氮法 蛋白质含量(g)含氮量6.25(g) 但不同蛋白质的含氮量是有差别的，各种食物由于所含蛋白质的种类不同，故折算系数也不尽相同.,（一）蛋白质含量：,几种常用食物的蛋白质折算系数,常见食物蛋白质含量：,1两主食：3g 1袋牛奶（250ml）：8g 1个鸡蛋（50g）：6g 1两瘦肉：10g 1两豆制品(豆腐干、豆腐丝) ：10g 100ml豆浆：1.8g,含钙25mg 蔬菜含1%左右：5g/500g 鱼的蛋白质含量低12-20%，但纤维短，吸收率高,（二）蛋白质消化率 Digestibility ，D 在消化道内被吸收的蛋白质占

14、摄入蛋白质的百分比。 蛋白质消化率（%）= - 100% 食物氮 真消化率( true D) 去除粪代谢氮 粪代谢氮 肠内源性完全不摄入蛋白质时粪中的氮（0.9-1.2g/d） 表观消化率(apparent D) 不去除粪代谢氮，因其偏小，故有一定安全性,意义 蛋白质在消化道内被分解的程度 消化后的氨基酸和肽被吸收的程度 蛋白质:消化率愈高 吸收的数量愈多 营养价值愈高,影响因素,蛋白质存在的形式： 如鱼肉纤维短 食物中的不利于消化的因素： 膳食纤维等 植物性蛋白质动物性蛋白质 加工方式 : 大豆整粒60%;豆腐90%(去除了纤维素和其他不利因素),几种食物蛋白质消化率（）,摘自WHO Tec

15、hnical Report Series 724，第119页，1985,（三）蛋白质利用率,蛋白质利用率是指食物蛋白质消化吸收后在体内被利用的程度。 生物学价值 蛋白质净利用率 蛋白质功效比 氨基酸评分,1、生物学价值 （ Biological value， BV） 储留氮 生物价= -100 吸收氮 储留氮= 吸收氮（尿氮尿内源性氮） 吸收氮=食物氮（粪氮粪代谢氮） BV越高，说明蛋白质的机体利用率越高，即蛋白质的营养价值越高。,意义 反映食物蛋白质吸收后被机体利用程度。 指导肝、肾病患者饮食： BV越高，食物氨基酸人体蛋白质， 经肝肾代谢氨基酸 能量；尿排出氮 减少肝肾负担,几种食物混合后

16、蛋白质的生物价,2、蛋白质净利用率 （Net Protein Utilization ，NPU） 反应食物中蛋白质被利用的程度，即机体利用的蛋白质占食物中蛋白质的百分比。 概念 储留氮 100 =消化率生物价,NPU=,食物氮,意义 NPU考虑了被测食物蛋白质消化和利用两个方面，能更全面地反应被测食物蛋白质的实际利用程度。,3、蛋白质功效比Protein Efficiency ratio （PER）,生长阶段中的幼年动物（用刚断奶的雄性大白鼠） 动物体重增加（克） PER= - 摄入食物蛋白质（克） 意义 蛋白质主要被用来提供生长的需要。 婴幼儿食品中蛋白质的评价指标； 评价肠内、外营养处方，

17、能使人体达到最快的生长速度。,实验要求：被测蛋白质是唯一蛋白质的来源，含量占10，实验期28天；用标化的酪蛋白为参考蛋白设对照组。 实验组PER 被测蛋白质PER= 2.5 对照组PER,4、氨基酸评分Amino Acid Score，AAS,AAS是用化学分析方法测定食物蛋白质的必需氨基酸组成和含量，再与推荐的理想蛋白质的氨基酸模式相比，又称为蛋白质化学评分。 被测蛋白质每克氮（蛋白质） 中氨基酸量（mg） AAS= -100 理想模式或参考蛋白质中每克氮 （蛋白质）中氨基酸量（mg） 意义 蛋白质的构成和利用率的关系。,确定某一食物蛋白质氨基酸评分步骤,1.被测蛋白质每种EAA评分； 2.

18、最低的EAA(第一限制氨基酸)评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。 经消化率修正的AAS= AAS真消化率 适用于除孕妇和1岁以下婴儿之外的所有人群。,氨基酸评分标准模式（mg/g氮）,异亮氨酸 250 苏氨酸 250 亮氨酸 440 色氨酸 60 赖氨酸 340 缬氨酸 310 含硫+半胱氨酸 220 苯丙+酪氨酸 330 谷类含赖氨酸150mg/g氮，,AAS=(150/340)100=44%,六、人体蛋白质营养状况评价,（一）身体测量：体重、身高、上臂围、胸围等 。 （二）生化检测 1. 血清蛋白质:血清运铁蛋白，视黄醇结合蛋白 2.尿液指标:肌酐排出量降低 3.血清氨基酸比值：3蛋白质营

19、养不良 （三）膳食调查 膳食蛋白质摄入量 三方面的指标结合起来，有助于正确判断机体的蛋白质营养状况。,七、蛋白质的参考摄入量及食物来源,成人摄入0.8g/(kg.d),推荐我国1.16 g/(kg.d) 占膳食总能量的10%12%，儿童青少年为12%14%。,动物性蛋白：畜、禽、鱼、蛋 植物性蛋白以大豆及豆制品为佳。 粮豆蛋白质互补作用。 动物性及豆类为优质蛋白质，应占1/31/2,八、蛋白质营养不良与过剩malnutrition and over-nutrition,蛋白质能量营养不良(proteinenergy malnutrition，PEM)：500万儿童，常伴有腹泻、感染和多种营养素缺乏。 水肿型： 能量摄入基本