蛋白质营养素

1、 食 品 营 养 学第三章 宏量营养素 宏量营养素：蛋白质、脂类、碳水化合物 微量营养素：维生素( (脂溶性维生素和水溶性维生素) )、矿物质( (常量元素和微量元素) ) 其他膳食成分：膳食纤维、水及植物源食物中的非营养素类物质。营养素营养素分类第一节 蛋白质 （protein）生命是蛋白体的存在方式。 恩格斯1 1掌握蛋白质的营养生理功能。掌握蛋白质的营养生理功能。2 2掌握必需氨基酸、非必需氨基酸、限制氨基酸的掌握必需氨基酸、非必需氨基酸、限制氨基酸的概念概念3 3理解必需氨基酸的需要量及需要量模式。理解必需氨基酸的需要量及需要量模式。4 4理解不同的蛋白质营养评价方法及其意义。理解不同

2、的蛋白质营养评价方法及其意义。5 5掌握蛋白质互补作用的概念及其在营养学与食品掌握蛋白质互补作用的概念及其在营养学与食品加工中的应用加工中的应用6 6理解蛋白质的供给量和动、植物蛋白质食物等的理解蛋白质的供给量和动、植物蛋白质食物等的不同来源与特点不同来源与特点 目的要求一、蛋白质的元素组成蛋白质是主要由碳、氢、氧、氮组成的高分子化合物。 其中含碳50%56%、氢6%8%、氧19%24%、氮13%19%、硫04%、磷、铁、铜、锰、锌、钴、钼等。多数蛋白质的含氮量约16%，因此，可通过测定食物样品的氮含量，再乘以6.25（蛋白质换算系数）得出样品中的蛋白质含量。二、蛋白质的分类u 完全蛋白质 u

3、 不完全蛋白质 u 半完全蛋白质 完全蛋白质 是指含有人体生长所必需的各种氨基酸，且氨基酸比例接近人体需要，当这类蛋白质为唯一蛋白质来源时，能促进机体健康生长。 动物来源的蛋白质大多为完全蛋白质。如酪蛋白、乳白蛋白、卵白蛋白、卵黄蛋白、肉中的白蛋白、肌蛋白和大豆蛋白。不完全蛋白质不完全蛋白质是指缺少一种或几种人体必需的氨基酸，当仅用这种蛋白质为唯一蛋白质来源时，它不能促进机体生长，甚至不能维持生命的一类蛋白质。如玉米胶蛋白、动物结缔组织、蹄筋胶质及由动物皮等制得的白明胶。半完全蛋白质 介于上述两种蛋白质之间，含有人体所必需的各种氨基酸，但氨基酸组成比例不平衡，依其作为唯一蛋白质来源时，能维持机

4、体生命，但不能促进机体生长发育的一类蛋白质如小麦、大麦中的麦胶蛋白 三、蛋白质的生理功能1. 构成人体成分：构成人体成分：人体内蛋白质占体重的人体内蛋白质占体重的1619%，约为干重的，约为干重的45%，参与构成，参与构成人体的任何组织和器官。人体中每天约有人体的任何组织和器官。人体中每天约有3%的蛋白质被更新。的蛋白质被更新。2. 调节生理功能：调节生理功能：蛋白质构成各类生理活性物质，如酶、激素、抗体、载体、多种蛋白质构成各类生理活性物质，如酶、激素、抗体、载体、多种介质等。介质等。 3. 供给能量：供给能量：16.7kJ /g蛋白，蛋白，11%-14% 四、氨基酸和必需氨基酸1. 氨基酸

5、（amino acid) ：是组成蛋白质的基本单位。多个不同氨基酸组成肽（peptide) 含10个以上氨基酸称多肽 (polypeptide)； 10个以下氨基酸称寡肽 (oligopeptide)； 个或个氨基酸分别称为三肽 (tripeptide) 或二肽 (dipeptide)。 构成人体蛋白质的氨基酸有20种（见图）。氨基酸分子式通式氨基酸结构示意图2. 2. 必需氨基酸 ( (essential amino acidessential amino acid，EAA)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。共1010种：异亮氨酸、亮氨酸、赖

6、氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、颉氨酸、组氨酸（婴儿） 、精氨酸（婴儿） 。半必需氨基酸 ( (semi-essential amino acid)semi-essential amino acid)：半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来。 非必需氨基酸 ( (non-essential amino acid)non-essential amino acid)：在人体可以自身合成满足需要的氨基酸。包括丙氨酸、天门冬氨酸、 天门冬酰胺 、谷氨酸、 谷氨酰胺、 甘氨酸、 脯氨酸、 丝氨酸等八种。3. 氨基酸需要量模式 (amino acid pattern) 指每克蛋白质中

7、含有各种必需氨基酸的毫克数。 计算方法：以该种蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值 。优质蛋白质： 当食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体蛋白质的氨基酸模式时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，则食物蛋白质的营养价值越高，此类蛋白即为优质蛋白。鸡蛋、奶、肉、鱼等动物性蛋白质和大豆蛋白质等均属优质蛋白。参考蛋白 (reference protein)：氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的某种蛋白质常被作为参考蛋白，通常为鸡蛋蛋白质。 限制氨基酸 (limiting amino acid，LAA)：食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其它必需氨基酸在体内不能被

8、充分利用，造成食物蛋白质营养价值降低，此类氨基酸称为LAA，其中含量最低的称第一限制氨基酸。植物性蛋白质中的限制性氨基酸多为赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸。不同食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式见下表。氨基酸氨基酸人体人体全鸡蛋全鸡蛋牛奶牛奶牛肉牛肉大豆大豆面粉面粉大米大米异亮氨酸异亮氨酸4.44.43.23.23.43.44.44.44.34.33.83.84.04.0亮氨酸亮氨酸7.07.05.15.16.86.86.86.85.75.76.46.46.36.3赖氨酸赖氨酸5.55.54.14.15.65.67.27.24.94.91.81.82.32.3蛋氨酸半胱氨酸蛋氨酸半胱氨酸3.53

9、.53.43.42.42.43.23.21.21.22.82.82.32.3苯丙氨酸酪氨酸苯丙氨酸酪氨酸6.06.05.55.57.37.36.26.23.23.27.27.23.83.8苏氨酸苏氨酸4.54.52.82.83.13.13.63.62.82.82.52.52.92.9颉氨酸颉氨酸5.05.03.93.94.64.64.64.63.23.23.63.64.84.8色氨酸色氨酸1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0表1-1 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式 需要量 mg/(kg.d) 氨基酸氨基酸3-4月婴儿月婴儿 2岁幼儿岁幼儿 10-

10、12岁岁 成人成人 氨基酸模式氨基酸模式mg/g比比值值组氨酸 28 ？ ？ 812 异亮氨酸 70 31 30 10404.0亮氨酸 161 73 45 14707.0赖氨酸 103 64 60 12555.5蛋氨酸+胱氨酸 58 27 27 13353.5苯丙氨酸+酪氨酸 125 69 27 14606.0苏氨酸 87 37 35 7404.0色氨酸 17 12.5 4 3.5101.0缬氨酸 93 38 33 10505.0总 计 714 352 261 84360 每日必需氨基酸需要量估计及氨基酸需要量模式每日必需氨基酸需要量估计及氨基酸需要量模式4. 蛋白质的互补作用 (comple

11、mentary action of protein)： 将几种食物进行混合，能起到取长补短，使其必需氨基酸的构成更接近人体需要量模式，从而提高蛋白质在体内的利用率，这种作用称为蛋白质的互补作用。 如大豆和米或面混合食用时，大豆蛋白富含的赖氨酸与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充，可明显提高米面蛋白质的营养价值，如下表。五、蛋白质在体内的动态变化及氮平衡1. 消化吸收胃：胃酸使蛋白质变性，激活胃蛋白酶原分解蛋白质。小肠：蛋白质被胰蛋白酶、糜蛋白酶分解为氨基酸、二肽、三肽，被小肠粘膜细胞吸收。小肠粘膜细胞：二肽、三肽被肽酶分解为氨基酸，入肝门静脉至肝脏。组织蛋白组织蛋白质分解质分解调节血浆调节血浆蛋白质

12、蛋白质膳食蛋白质膳食蛋白质氨基酸库氨基酸库（肝）（肝）组织蛋白质合成用于：组织蛋白质合成用于：生长生长维持奶分泌（乳母）维持奶分泌（乳母）激素激素酶酶抗体抗体嘌呤嘌呤氨氨尿酸尿酸尿尿尿素尿素尿尿 酮酸残基酮酸残基生糖生糖生酮生酮分解作用分解作用合成代谢合成代谢脱氨基作用脱氨基作用蛋白质的功能及在体内的动态2.2.必要氮损失 ( (obligatory nitrogen losses)obligatory nitrogen losses) 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5353mg/kgmg/kg体重，相当于每人每天丢失2020g g蛋白质。

13、此种氮损失是不可避免的。 相当于必要氮损失的蛋白质量是人体最低生理需要量。3. 3. 氮平衡 ( (nitrogen balancenitrogen balance，NB)NB) 研究蛋白质代谢的一个重要指标，反映机体摄入氮和排出氮的关系。 关系式：NB=I NB=I E EI - (F + U + S)I - (F + U + S)（I I：摄入氮，E E：排出氮；U U：尿氮，F F：粪氮， S S：皮肤等氮损失） 氮平衡 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）4.影响蛋白质在体内利用效果的

14、因素 氨基酸组成不平衡 摄入能量不足 体力活动少 伤害及情绪波动 消化率、维生素和矿物质及食品加工六、蛋白质营养失调1. 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)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)Marasmus)”, , 主要表现为消瘦。相关食品安全事件-安徽阜阳“大头娃娃”事件、“皮革奶”事件2. 2. 蛋白质摄入

15、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，易致骨质疏松。同时伴随高脂肪摄入，对身体不利。七、食物蛋白质的营养学评价食物蛋白质营养价值的优劣可从三方面评价：u 蛋白质含量u 蛋白质消化率u 蛋白质利用率1. 蛋白质含量(protein content) 用凯氏 (Kjeldahl) 定氮法，测定食物中的氮含量，乘以蛋白质换算系数(6.25), 得出食物蛋白质的含量。 粗蛋白含量含氮量( () ) 6 6. .2525 不同蛋白质的换算系数不同，因而对不同的食物宜采用相应的蛋白质换算系数( (见表2 22)2) 不同食物的蛋

16、白质含量见表1-21-2。 相关食品安全事件-“三鹿”三聚氰胺事件表1-2 不同食物的蛋白质含量名称含量(%)畜、禽、鱼1020鲜奶1.54.0奶粉2527蛋类1214大豆及豆类2040硬果类1525谷类 610薯类 23蔬菜水果类 12. 蛋白质消化率 (digestibility)反映蛋白质在消化道内被分解的程度和消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。计算公式：表观消化率 (apparent digestibility AD)表观消化率(%) = 食物氮粪氮食物氮100真消化率 (true digestibility TD)食物氮食物氮(粪氮粪代谢氮)真消化率(%)= 100表观消化率真消化率表

17、1-3 几种食物蛋白质消化率（%） 食物真消化率 食物真消化率鸡蛋973牛奶953肉、鱼943玉米856大米884面粉(精制)964燕麦867小米79大豆粉867菜豆78花生酱88中国混合膳 963. 蛋白质利用率反映蛋白质在体内被利用的程度。常用指标： 生物价 蛋白质净利用率 蛋白质功效比值 氨基酸评分生物价 = 氮储留量氮吸收量100 生物价(biological value, BV) 氮吸收量=食物氮（粪氮粪代谢氮） 氮储留量=吸收氮（尿氮尿内源氮） 生物价高表明食物蛋白质中氨基酸主要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，极少有过多的氮排出；用来合成人体蛋白，极少有过多的氮

18、排出； 蛋白质净利用率 (net protein utilization, NPU)蛋白质净利用率（%）= 消化率 生物价 100氮储留量食物氮 蛋白质功效比值 (protein efficiency ratio, PER)蛋白质功效比值 = 动物体重增加（g）摄入食物蛋白质（g）实验结果以酪蛋白为对照组，按以下公式校正：被测蛋白质功效比值 = 实验组功效比值对照组功效比值2.5 氨基酸评分 (amino acid score, AAS)氨基酸评分=每克待评蛋白质中某种必需氨基酸EAA含量(mg)每克参考蛋白质中该种必需氨基酸EAA的含量(mg) 经消化率修正的氨基酸评分 (protein d

19、igestibility corrected amino acid score, PDCAAS)PDCAAS=AAS真消化率表1-5 几种食物蛋白质的PDCAAS 食物蛋白PDCAAS酪蛋白1.00鸡蛋1.00大豆分离蛋白0.99牛肉0.92豌豆粉0.69菜豆0.68斑豆0.63燕麦粉0.57花生粉0.52小扁豆0.52全麦0.40 食物蛋白PDCAAS食 物BVNPU(%)PERAAS表1-4 常见几种食物蛋白质质量全鸡蛋94843.921.06全牛奶87823.090.98鱼83814.551.00牛肉74732.301.00大豆73662.320.63精制面粉52510.600.34大米

20、63632.160.59土豆67600.48八、蛋白质的膳食参考摄入量 1. 推荐摄入量(RNI) (g/d)成人 (1860岁)* 男女轻体力活动7565中体力活动8070重体力活动9080*按1.16 g蛋白质/（kg.d）计算。2. 若按能量计算，蛋白质摄入占膳食总能量的11%14%。例：轻体力活动成年男性，能量摄入为2400kcal/d，则蛋白质摄入量应为：2400kcal/d12%4kcal/g=72g/d九、蛋白质的食物来源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，但同时富含脂肪酸和胆固醇。植物性蛋白质利用率

21、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！十、人体蛋白质营养状况评价人体蛋白质营养状况的优劣可从三方面评价：生化指标氮平衡测定人体测量1. 生化指标 血清白蛋白：正常值3550g/L。 血清运铁蛋白：2.24.0g/L。 血清甲状腺素结合前蛋白：280350mg/L。 视黄醇结合蛋白：2676mg/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2. 氮平衡测定蛋白质缺乏时为负氮平衡。3. 人体测量 体重 身高 皮褶厚度 上臂围资料：我国居民膳食蛋白质摄入状况1992年全国营养调查结果： 人均摄入蛋白质68g/日，达RNI的90

22、.3%。 优质蛋白(动物蛋白+豆类蛋白)占24%，城市居民为37.3%，农村居民为17.2%。思考 1、蛋白质有何生理功能？ 2、何谓必需氨基酸？包括哪几种？认识它们对合理利用蛋白质有何作用？ 3、何谓限制性氨基酸？生物价？氨基酸评分？它们之间有何联系？ 4、正氮平衡、蛋白质的互补作用、完全蛋白质KwashiorkorKwashiorkorMarasmusMarasmusMarasmusMarasmus安徽阜阳奶粉事件 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

23、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。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 。近来有报道称，疑有不良商人将皮革废料或动物毛发等物质加以水解成皮革水解蛋白，再将其掺入奶粉中，以提高奶类的蛋白质含量蒙混过关。此类奶中可能含有重铬酸钾和重铬酸钠等有毒物质，六价铬是其中关键毒物，人体吸收后可致关节疏松、肿大，甚至造成儿童死亡。三聚氰胺事件新闻背景 20082008年9 9月，

24、甘肃等地报告多例婴幼儿泌尿系统结石病例。经调查发现，患儿多有食用三鹿集团生产的三鹿牌婴幼儿配方奶粉的历史，进一步调查发现，奶粉受到一种叫做“三聚氰胺”-在业界被称为“假蛋白”的化学品的污染。消息一经证实立刻在整个网络传开，并最终发展成为震惊世界的“三聚氰胺”事件！ 据卫生部通报，截至0808年1111月2727日8 8时，全国因三鹿牌婴幼儿奶粉事件累计筛查婴幼儿22382238万余人次，泌尿系统出现异常的患儿共2929万余人，累计住院治疗的共5 5万余人。 自三鹿事件曝光以后，没过多久，伊利、蒙牛、光明等国内大小奶制品企业的产品均检出三聚氰胺！紧接着一些国际著名食品企业产品也检出三聚氰胺。鸡蛋

25、、巧克力、畜禽肉等蛋白质类食品均检出三聚氰胺！我们还能吃什么？食以安为先l三聚氰胺（英文名Melamine，简称三胺），是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，重要的有机化工原料。又叫2 ,4 ,6- 三氨基-1,3,5-三嗪、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4,6-三氨基脲、蜜胺、三聚氰酰胺、氰脲三酰胺。采取措施 20082008年1010月卫生部等五部门联合发布公告，确定了乳与乳制品中三聚氰胺临时管理限量值，即婴幼儿配方乳粉中三聚氰胺的限量值为毫克千克，液态奶（包括原料乳）、奶粉、其他配方乳粉中三聚氰胺的限量值为2.52.5毫克千克。 20092009年6 6月出台食品安全法 201120

26、11年两会对食品安全问题相关大量讨论目前我国对三聚氰胺检测方法 高效液相色谱法（）、其定量限（精确度）为毫克千克、 气相色谱质谱法（） 0.05毫克千克 和液相色谱质谱质谱法（），0.01毫克千克。 澳大利亚、新西兰、欧盟、加拿大、香港等国家和地区对食品中三聚氰胺采取了相应的控制措施。 如澳大利亚和新西兰规定，婴幼儿配方乳粉中三聚氰胺的最高含量不超过毫克千克；乳制品和含有乳成分的食品中三聚氰胺的最高含量不超过毫克千克。 欧盟规定从中国进口的乳含量超过的所有食品（如巧克力、糖果等）中三聚氰胺的最高含量为毫克千克。 加拿大的规定是婴儿配方乳粉和其他作为唯一营养来源的食品，包括膳食替代食品三聚氰胺最

27、高含量不超过毫克千克；其他乳和含有乳成分的食品三聚氰胺最高含量不超过毫克千克。 香港规定了奶类以及供个月以下婴幼儿和孕妇及哺乳妇女食用的食物中三聚氰胺最高含量为毫克千克，其他食物中三聚氰胺的最高含量为毫克千克。 四、氨基酸和必需氨基酸1. 氨基酸（amino acid) ：是组成蛋白质的基本单位。多个不同氨基酸组成肽（peptide) 含10个以上氨基酸称多肽 (polypeptide)； 10个以下氨基酸称寡肽 (oligopeptide)； 个或个氨基酸分别称为三肽 (tripeptide) 或二肽 (dipeptide)。 构成人体蛋白质的氨基酸有20种（见图）。六、蛋白质营养失调1. 1. 蛋白质缺乏：若膳食蛋白质长期供给不足可发生。临床