蛋白质的结构和作用

1、1蛋白质的结构和作用2第一节 蛋白质的结构和组成第二节 氨基酸第三节 蛋白质的分类和生理功能第四节 蛋白质的消化吸收及代谢第五节 蛋白质的营养学评价第六节 蛋白质营养状况评价第七节 蛋白质供给量及来源3第一节 蛋白质的结构和组成一、蛋白质定义：蛋白质是含氮的有机化合物，以氨基酸为基本组成单位。蛋白质是一切生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。4第一节 蛋白质的结构和组成二、蛋白质的组成C：50-55%H：6.7-7.3%O ：19-24%N ：13-19%（大多数蛋白质含氮量为16%，折算系数为） 蛋白质是人体氮的唯一来源，碳水化合物和脂肪不能代替S：0-4%P、Fe、I、Mn、Zn等蛋白质

2、=总氮量 蛋白质折算系数（）5 三、蛋白质结构： 氨基酸是蛋白质的基本构成单位。构成人体蛋白质的氨基酸有20种。蛋白质分解时的次级结构称为肽(peptide)。10个以上的氨基酸的肽称为多肽。含4-6个氨基酸的肽为寡肽。 6蛋白质分子中氨基酸的连接方式几种元素构成氨基酸，氨基酸之间是以肽键(peptide bond)相连的。肽键就是一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合形成的键。在蛋白质分子中，氨基酸之间通过肽键联结起来的化合物称为肽氨基酸聚合形成肽链，一条或几条肽链聚合在一起就构成了蛋白质，构成天然蛋白质的氨基酸共20种。 78二肽 三肽 四肽 二肽 +肽称寡肽（oligopept

3、ide） 多肽（Polypeptide） 910一 级结构1112二级结构13血红蛋白14 为了对蛋白质结构叙述的方便，人为地将蛋白质的结构分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。 15第二节 氨基酸 构成蛋白质的基本单位 NH2R - CH COOH-氨基酸16一、氨基酸的分类和命名20（多）种氨基酸，按化学结构分类：（一）脂肪族氨基酸 甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸（二）芳香族氨基酸 苯丙、酪氨酸（三）杂环氨基酸 脯、组、色氨酸17二、必需氨基酸(ESSENTIAL AMINO ACID，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。组氨酸：是4岁以下儿

4、童必需氨基酸。赖氨酸：促进人体发育，增强免疫力。蛋氨酸：合成半胱氨酸。苯丙氨酸：合成酪氨酸。异亮氨酸亮氨酸苏氨酸色氨酸缬氨酸记忆：携一两本单色书来18三、条件必需氨基酸：2种1.半胱氨酸 蛋氨酸2.酪氨酸 苯丙氨酸 如果膳食中能够直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要分别减少30%和50%，所以半胱氨酸和酪氨酸称为条件必须氨基酸或半必需氨基酸。合成合成19四、氨基酸模式及限制氨基酸1、氨基酸模式 定义：是指某种蛋白质中必需氨基酸的构成比例。 计算方法：将该种蛋白质中含量最少的色氨酸含量定为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这些比值就是该种蛋白质的氨基酸模式。20表3-3 几

5、种食物和人体蛋白质氨基酸模式212.限制氨基酸 当食物蛋白中某一种或几种必需氨基酸含量不足或缺乏时，会使合成组织蛋白受限制，这一种或几种氨基酸被称为限制氨基酸。 第一限制氨基酸： 植物蛋白质：赖、蛋、苏、色 谷类食物赖氨酸含量最低，为第一限制氨基酸。22第三节 蛋白质的分类和生理功能一、蛋白质的分类：1.按蛋白质中氨基酸的组成分类（营养价值） （1）完全蛋白质：必须氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当。如牛奶、全鸡蛋中的蛋白。（2）半完全蛋白质：必须氨基酸种类齐全、但数量不足、比例不当。小麦中的麦交蛋白等。（3）不完全蛋白质：必须氨基酸种类不齐、数量不足、比例不当。如胶原蛋白等玉米、土豆（色氨酸

6、含量极低） 23分 类必需氨基酸生长效应举 例 完全蛋白质种类齐全数量充足比例适当维持生命促进生长酪蛋白 卵白蛋白白蛋白半完全蛋白质种类齐全比例不适当维持生命不能促进生长麦胶蛋白不完全蛋白质种类不齐全不能维持生命不能促进生长玉米胶蛋白皮骨胶蛋白24一、蛋白质的分类：2.蛋白质的结构分类： （1）单纯蛋白：包括动、植物组织中的白蛋白、球蛋白和植物中的谷蛋白、麦醇溶蛋白等。 硬蛋白：不溶于水，消化酶对其不易水解。硬蛋白包括骨胶原、弹性硬蛋白、角蛋白，一般为身体的支持组织。 白蛋白：易溶于水，加热凝结。白蛋白含在鸡蛋、牛奶和人体血液中。 球蛋白：在水中溶解度低，加热凝固。球蛋白广泛存在于自然界中，如

7、血清球蛋白、肌肉球蛋白、植物球蛋白。 谷蛋白：不溶于水，溶于稀酸和稀碱，消化酶可水解。谷蛋白在谷粒中含量丰富，如小麦谷蛋白。25一、蛋白质的分类：2.蛋白质的结构分类： （2）结合蛋白：包括蛋黄中与磷酸组成的磷蛋白、与脂肪和类脂组成的脂蛋白、与金属结合的核蛋白、血红蛋白、金属蛋白等。 色蛋白：蛋白质和色素物质结合，如血红蛋白 。 卵磷蛋白：蛋白质与卵磷脂相结合，如血液中的纤维蛋白、卵黄磷蛋白。 脂蛋白：溶于水，是脂肪与蛋白质结合，脂蛋白是人体在体内运输脂肪的工具。包括乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。 糖蛋白：含有碳水化合物如甘露糖和半乳糖的蛋白质，人体细胞组织分泌的粘液含

8、有粘蛋白。26一、蛋白质的分类：3.蛋白质的功能分类： （1）活性蛋白。包括生命活动过程中一切有活性的蛋白质，如酶、激素蛋白、输送和储存蛋白、肌动蛋白、受体蛋白等。 （2）非活性蛋白。包括不具活性的、担任生物保护功能和支持作用的蛋白质，如胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白等。27二、蛋白质的生理功能1、人体组织成分 人体的任何组织和器官，都以蛋白质作为重要的组成成分。 人体的瘦组织中含大量的蛋白质；骨骼和牙齿中含大量的胶原蛋白，指趾甲中含有角蛋白；细胞中从细胞膜到细胞内的各种结构均含有蛋白质。可见，蛋白质是人体不可缺少的构成成分。28 二、蛋白质的生理功能2、构成人体内各种重要生理功能的物质 （1）含

9、蛋白质的酶催化体内一切物质的分解和合成； （2）激素使内环境稳定并调节许多生理过程； （3）抗体可以抵御外来微生物及其他有害物质的入侵； （4）细胞膜和血液中的蛋白质担负着各类物质的运输和交换；29二、蛋白质的生理功能3、维持和调节体内的酸碱平衡及血浆渗透压 当长期缺乏蛋白质时血浆蛋白质含量下降，血液内的水分便渗入周围组织，造成营养性水肿。30二、蛋白质的生理功能4、参与神经冲动的传导及遗传信息的传递 5-羟色胺等氨基酸代谢产物是重要的神经递质，参与神经冲动的传导。31二、蛋白质的生理功能5、供给能量 蛋白质含碳、氢、氧元素，机体需要时，可代谢分解，释放热能。 1g蛋白质在体内约产生16.7k

10、J(4.0kcal)能量 供能是蛋白质的次要功能32第四节 蛋白质的消化吸收及代谢一、蛋白质的消化 胃内消化 ：胃酸、胃蛋白酶 小肠内消化：胰蛋白酶和小肠粘膜蛋白水解酶二、蛋白质的吸收 小肠黏膜细胞 33 三、N平衡是反映机体摄入氮和排出氮的关系。1.关系式：BI（ U+F+S） （I：摄入氮，U：尿氮，F：粪氮，S：皮肤等氮损失） 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）34 正氮平衡 生长中的儿童、健身者和孕妇其体内摄入的氮超出排出的氮。 氮平衡 健康的大学生和成年人氮收支平衡。 负氮平衡

11、 宇航员和急症病人失去的氮多于摄入的氮。 352. 必要氮损失 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53mg/kg体重，相当于每人每天丢失20g蛋白质。此种氮损失是不可避免的。 因此，相当于必要氮损失的蛋白质量是人体最低生理需要量。36第五节 食物蛋白质的营养评价食物蛋白质营养价值的优劣可从三方面评价：一、蛋白质含量二、蛋白质消化率三、蛋白质利用率37一、食物蛋白质的含量蛋白质含氮16%，微量凯氏定氮法蛋白质含量 = 氮量蛋白质换算系数）含量38表1-2 不同食物的蛋白质含量名称含量(%)畜、禽、鱼1020鲜奶奶粉2527蛋类1214大豆及豆类

12、2040硬果类1525谷类 610薯类 23蔬菜水果类 139二、食物蛋白质消化率 食物蛋白质被消化酶分解的程度和消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。（1）表观消化率（apparent digestibility）（2）蛋白质真消化率（true digestibility）粪代谢氮：是受试对象在进食无氮膳食时粪便中的含氮量。包括消化道脱落的肠粘膜细胞和肠道微生物及由肠粘膜分泌的消化液氮。粪氮：绝大多数来自消化吸收的食物氮，也包括粪代谢氮。40实际工作中往往不考虑粪代谢氮，计算得出的结果称表观消化率 。 表观消化率的结果比真消化率低。更具安全性。41表1-3 几种食物蛋白质消化率（%）食物 真消化率

13、 燕麦 867 小米 79 大豆粉 867 菜豆 78 花生酱 88 中国混合膳 96鸡蛋 973 牛奶 953肉、鱼 943玉米 856大米 884面粉 96442三、食物蛋白质利用率反映蛋白质在体内被利用的程度常用指标：蛋白质功效比值（PER）生物价（BV）氨基酸评分（AAS）43（一）蛋白质功效比值 （protein efficiency ratio，PER） 幼小动物每摄入1g蛋白质所增加的体重克数。蛋白质被机体利用的程度。 参考蛋白: 酪蛋白 44（二）生物价（biological value，BV） 蛋白质吸收后被机体储留（利用）的程度 氮吸收量 = 摄入氮 （粪氮粪代谢氮） 氮储

14、留量 = 氮吸收量 （尿氮尿内源氮） 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，极少有氨基酸经肝、肾代谢释放能量或由尿排出多余的氮，从而减少肝肾负担。45(三)氨基酸评分（amino acid score，AAS） 两个步骤：1.计算出被测蛋白质每种必需氨基酸评分值2.在第1步计算结果中，找出最低必需氨基酸（第1限制氨基酸）评分值，即为该蛋白质氨基酸评分。优点：明确限制AA，看出其他AA不足46食物中蛋白质的多少，固然不能决定该食物蛋白质营养价值的优劣，但评价食物蛋白质营养价值时，应该以该食物蛋白质的含量为基础。如果某种蛋白质生物利用率较高，但在食物中含量较低，那么这种食物蛋白质的食

15、用价值不高。如马铃薯的生物利用率为，比大米、精面粉都高,但马铃薯中蛋白质含量为.3%,比大米、精面粉都低, 即马铃薯的食用价值低于大米、精面粉。47应用 优质蛋白质：食物蛋白质氨基酸模式与人体氨基酸模式较接近,从而所含的必需氨基在体内的利用率就高。 包括：动物蛋白质：蛋 奶 肉 鱼 植物蛋白质：大豆48蛋白质的互补作用 根据食物蛋白质的氨基酸组成，把含蛋白质的食物适当混合食用，其中的氨基酸可相互补充，使各种必需氨基酸的构成更接近人体需要的模式，从而提高混合蛋白质的生物价。这种现象称为蛋白质互补作用。49 蛋白质的互补作用实质是必需氨基酸之间的互补自行车组装试验 车头 车身 车轮 独装 合装 甲

16、组 3 5 8 3 乙组 5 2 10 2 合计 8 7 18 750互补作用遵循的原则（1）食物的生物学种属愈远愈好（2）搭配的种类愈多愈好（3）食用时间愈近愈好：搭配的食物要同餐食用。 51第六节 蛋白质营养状况评价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)”，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)”, 主要表现为消瘦。5253蛋白质缺乏和营养不良 蛋白

17、质缺乏与能量缺乏是孪生兄弟，合称蛋白质能量营养不良（PEM）。 营养不良多发生在儿童期，有时也出现在成年人。食物不足会导致儿童生长不良和成年人身体消瘦、体重下降。 54蛋白质营养不良干瘦型55 消瘦是由于食物摄入量长期不足，以及随之而来的能量、维生素、矿物和蛋白质均不足而造成的。 贫困地区的儿童依靠稀薄的谷类食品维持生命，这些食品缺乏能量，蛋白质质量很低，只能勉强维持生命而无法满足身体生长的需要。他们瘦得只剩下皮包骨头了。 肌肉（包括心肌）如果没有充分的营养就会萎缩。大脑发育和学习能力也会受到阻碍，新陈代谢变得十分缓慢，体温甚至会低于正常值。 56 皮肤失去弹性和水分，容易破裂，伤口难愈合，消

18、化酶缺乏，消化道退化，吸收能力消退，无法吸收营养。 人体无法合成包括血红蛋白在内的血液蛋白质，患儿贫血虚弱。缺乏免疫蛋白易受到感染。 消瘦最终会发展到无法挽回的地步，此时同样也是由蛋白质组成的蛋白质合成机器也被降解，这时试图再补充食物或蛋白质也都已经无法避免死亡。 57夸西奥科病蛋白质能量营养不良（水肿型营养不良） 腹部水肿58 夸西奥科是加纳语，意思是当第二个孩子降生时，使第一个孩子生病的魔鬼。 由于第二个孩子降生，第一个孩子不得不断奶，代替母乳喂养的只是稀糊状的谷物（含很少的低质量蛋白质）。 夸西奥科病的典型特征之一是当维持体液平衡的蛋白质和激素减少后，体液会从血液中渗出并聚集在腹部和腿部

19、，造成水肿。 夸西奥科病患者的腹部通常由于脂肪肝而突出，这是由于缺乏将脂肪运送出肝脏的蛋白质而造成的。59限量分发救济牛奶60蛋白质能量营养不良（水肿型） （脚跟部剥落性皮炎） 成年人 蛋白质缺乏61蛋白质能量营养不良（水肿型：剥落性皮炎）62蛋白质能量营养不良（水肿型：毛发稀少）63脂肪肝64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。65 国务院调查组通过卫

20、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 。662. 蛋白质摄入过多： 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，容易导致骨质疏松。过多食用蛋白质会引起身体过多排泄钙，加快成人骨质流失，引起骨质疏松。动物蛋白引起的钙流失比植物蛋白高。 动物蛋白富含含硫的氨基酸，有将钙排泄出体外的能力，能导致钙随尿液排出。 67建议多摄入豆类蛋白 豆类食物提供的蛋白质的质量简直可以与肉类媲美，

21、另外豆类食物还是纤维素、 B族维生素、钙和其它矿物质极好的来源。 不过豆科植物和肉类一样，本身也不是含有所有的营养素，豆类食物缺少维生素A、维生素C以及维生素B12。 如果与谷类和蔬菜同时食用，可达到营养互补。 素食者可食用由蛋白肉（大豆蛋白）制成的方便食品。683.蛋白质生化检测：生化指标： 血清白蛋白：正常值3550g/L 血清运铁蛋白： 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-甲基组氨酸排出量还有氮平衡和人体测量等方法。69第七节 蛋白质供给量及来源成年 男 女轻体力劳动 75 60 (g/d

22、)中 80 70重 90 80 1.16g/(kg.d) 1.1 - 1.2 /(kg.d) 占总能量的1015 1.膳食参考摄入量70年龄（岁）蛋白质（g/d年龄（岁）蛋白质（g/d） 初生6 1.531岁 353岁 455岁 55 7岁 609岁 6510岁 70(65)16岁 85(80)成年妇女 65成年男子 75 妊娠 +15乳母 +20 中国居民膳食蛋白质的推荐摄入量712.蛋白质来源 （1） 动物性蛋白质 动物性蛋白质主要来源于肉类(包括禽，畜及鱼类等)蛋类，奶类。 这几类食物中蛋白质的含量有所不同，他们的蛋白质含量分别为： 肉类1522 蛋类1114 奶类(牛奶)30352 动

23、物性蛋白质的必需氨基酸种类齐全，比例合理，因此较容易消化、吸收和利用，营养价值也相对高些。72（2） 植物性蛋白质主要来源于米面类(蛋白质含量为711)，豆类(蛋白质含量为3542)，但是米面类和豆类的蛋白质营养价值不同。米面类来源的蛋白质中缺少赖氨酸(一种必需氨基酸)因此其氨基酸评分较低，仅为0305，同样，这类蛋白质被人体吸收和利用的程度也会差些。73谷类：10%（但赖氨酸、色氨酸含量低，与豆 类互补）豆类：36-40%蛋： 11-14%奶： 3.0-3.5%肉类：15-22%（蛋、奶最佳来源）薯类、蔬菜类：蛋白质含量极低74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

24、类、谷类）中。动物性蛋白质质量好，在人体内利用率高，但同时富含脂肪和胆固醇。植物性蛋白质利用率较低。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！75大豆蛋白质 在众多的植物性蛋白质中，营养价值最高的是豆类蛋白质(又称大豆蛋白)，而且豆类食物不含胆固醇，这是动物性食物所不具备的特点。76 由于大豆中含有蛋白消化酶抑制因子等。所以它的消化率较差。因此，整粒大豆的氨基酸评分大约为0607。但是，由于大豆的蛋白质含量高，而且不含胆固醇，大豆蛋白被人们广泛利用。77 大豆蛋白是一种资源丰富和品质优良的植物性蛋白质，在膳食中可以代替。大豆食品具有一定的保健功能，对预防治疗癌症和

25、缓解妇女绝经期症状以及降低乳腺癌发病率起到一定作用.78 大豆蛋白能刺激肝脏去除低密度脂蛋白胆因醇，大豆蛋白还能加强胆酸分泌去除胆固醇，大豆中异黄酮能防止磷酸化，保护动脉血管，还能使胆固醇不被氧化成自由基，是预防动脉粥样硬化的重要因素。79大豆蛋白质 大豆蛋白质含量约为38%，是谷类食物的45倍，大豆蛋白质的氨基酸组成的牛奶蛋白质相近，除蛋氨酸略低外，其余必需氨基酸含量均较丰富，是植物性的完全蛋白质，在营养价值上，可与动物蛋白等同。80要点： 1、 了解和掌握蛋白质和氨基酸的分类及概念。 2、 掌握蛋白质的生理功能。 3、 掌握蛋白质的需要量和供给量。 4、 了解评价食物蛋白质营养价值的方法和

26、评价指标。 5、 了解人体蛋白质营养状况评价方法。 6、 了解蛋白质食物来源。 人体8种必需氨基酸日需要量（毫克/千克）氨基酸 3-6月婴儿 10-12儿童 成年人组氨酸 28 赖氨酸 103 60 12亮氨酸 161 45 14异亮氨酸 70 30 10蛋氨酸半胱氨酸 58 27 13苯丙氨酸酪氨酸 125 27 14苏氨酸 87 35 7色氨酸 17 4 4缬氨酸 93 33 10合计 742 261 8482思考题：1.什么是蛋白质？生理卡价是多少？成人供给量是多少？2.简述蛋白质的生理功能？3.蛋白质的评价方法?83 为什么要服用蛋白质或氨基酸补品？有的运动员是想使肌肉更发达，节食者在减肥的同时想要维持体内的蛋白质。 还有人服用某种单一的氨基酸、两种或更多的氨基酸混合物，或是氨基酸和其它营养素混合产品。 蛋白质或氨基酸补品不切实际地夸大它们的作用：具有免疫调节和抗疲劳的功能，促进睡眠或是缓解疼痛或抑郁。1. 关于蛋白质和氨基酸补品 84 蛋白质和氨基酸补品真的有那么多的功效吗？没有！它们安全吗？回答是否定的。 首先要明白一个道理，即蛋白粉口服后都要经小肠酶降解成氨基酸和小肽，这与食用肉食的结果没有什么区别。 加工的蛋白质补品比高蛋白食物难消化，而且也贵得多。多余蛋白粉也会给肾脏带来很大负担。 也没有必要服用氨基酸补品。某种氨基酸过量可能会影响另一种相似氨基酸的吸收，结果会