【食品营养学课件】第二节 蛋白质.ppt

1、第二节 蛋白质 （Protein）,Nutrition 营养,What we eat as well as how much we eat determine our nutrition status to an important extent. 人们的营养状况在很大程度上取决于人们吃什么和吃多少。 Nutrition might be defined as the processes whereby we obtain the essential nutrients and use them to make many other substances our bodies need.营养可

2、定义为一种人们赖以获得必需营养素，并利用这些营养素来制造人体所需其他物质的过程。,Good nutrition implies that we are obtaining from our food all of the essential nutrients in the amounts needed to keep our bodies functioning, and to maintain, optimum health. “Eating the right foods in the right amounts.” 营养良好这一术语是指我们处在从食物中获取为保持机体正常活动和维持最佳健

3、康状况所需的全部必需营养素。 营养良好的最简明的说法是：“适量食用恰当的食物”。,Nutrients : The ingredients that give us nourishment in Food are called nutrients. 具有营养功效的食物成份称为营养素。 营养素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 nutrients are categorized as fats, proteins, carbohydrates (sugars and starches), minerals and vitamins. 到目前为止营养素可分为

4、脂肪、蛋白质、碳水化合物(糖和淀粉)、矿物质、维生素。,Nutrients might be divided into two general categories based on the amount that we need. 根据人体需要量的不同，营养素分为两大类： what we need in relatively large amounts are macronutrients (carbohydrats, fats, proteins)需要量较大的称为常量营养素（碳水化合物、脂肪、蛋白质）； What we need in relatively small amounts ar

5、e micronutrients(mineral elements and vitamins),需要量较小的称为微量营养素（矿物质和维生素）。,Protein蛋白质,Contents of this class本节讲述内容,History of protein 对蛋白质的认识历史 Essential Amino Acid* 氨基酸和必需氨基酸 Proteins Function* 蛋白质的功能 Digestion, Absorption and Metabolism 消化、吸收和代谢,Contents of this class本节讲述内容,Evaluation the Nutrition V

6、alue of Food Protein* 食物蛋白质营养学评价 Dietary protein deficiency* 蛋白质营养不良 Assessment of nutritional status 机体营养状况评价 Protein Allowance and Food Source* 蛋白质供给量和来源,一、History of protein对蛋白质的认识历史 1728年，Beccaria发现“麦麸” 。 1811年，Gag-Lussac建立了C、H、O的定量分析方法，发现动物组织中N含量很高 1837年，蛋白质的命名 1841年，Liegig以含氮量确定蛋白质营养价值 1878年，E

7、ngers指出“生命是蛋白质的存在形式” 1883年，John Kjeldahl建立凯氏定氮法 1902年，E. Fischer测定了氨基酸的化学结构,蛋白质是一切生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命 正常人体内约有16% 19%是蛋白质（如70kg的男性成人含蛋白质12kg）， 蛋白质含碳（5055），氢（6.77.3），氧（1924），氮（1319）及硫（04）。每天约有3%被更新。,分解 合成,更新,修复,二、 Amino acid 氨基酸,Nearly an infinite number of proteins could be synthesized from the 20 nat

8、ural amino acids. 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 The amino acids are linked in chains through peptide bonds. If a few amino acids-are coined together by peptide bonds the compound is called a peptide. 构成蛋白质的氨基酸之间通过肽键连结,蛋白质 分解,多肽（polypeptide） （含11个以上氨基酸）,寡肽（oligopeptide） （含4 10个氨基酸）,二肽（dipeptide） （2个

9、氨基酸）,三肽（tripeptide） （3个氨基酸）,蛋白质被分解的产物是肽（peptide）和氨基酸,C,C,O,H,H,N,H,H,O,碱性 基团,外周基团 不同,酸性 基团,H,C,O,H,O,C,H,H,C,H,H,H,C,H,H,丙氨酸,苯丙氨酸,甘氨酸,天门冬氨酸,丙氨酸,苯丙氨酸,二肽dipeptide,肽键,+,H2O,*组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。 摘自Modern Nutrition in Health and Disease ，第9版，第14页，1999年。,构成人体蛋白质的氨基酸,Essential Amino Acid必需氨基酸,Of the 20

10、amino acids, eight have to be provided in the diet for adults and are identified as being essential 必需氨基酸(essential amino acid，EAA)：不能在体内合成或合成速度不能满足机体的需要，必须由食物中直接获得的氨基酸。 包括缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸 组氨酸为婴儿必需氨基酸,其他氨基酸,非必需氨基酸（nonessential amino acid） 丙氨酸、精氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、 甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺 条件

11、必需氨基酸（conditionally essential amino acid） 半胱氨酸(蛋氨酸)、酪氨酸（苯丙氨酸）,人体蛋白质的氨基酸构成一致否？ 各种食物蛋白质的氨基酸构成一致否？ 意义？ 表示形式?,Amino acid pattern is composition of essential amino acid in food 氨基酸模式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。,几种食物和人体蛋白质氨基酸模式,根据食物成分表（王光亚主编，人民卫生出版社，1991年

12、）计算。大豆、全鸡蛋（红皮）来自上海；鸡蛋白来自河北；牛奶产自甘肃；猪瘦弱、牛肉（里脊）、小麦标准粉来自北京；大米为浙江早籼标二米。,Reference protein is standard protein that could measure the quality of the other proteins. 参考蛋白(reference protein)：是指氨基酸模式与人体蛋白质接近，用来测定其它蛋白质质量的标准蛋白。 Limiting amino acids are the less essential amino acids in food. 限制氨基酸：是指食物蛋白质中一种或几

13、种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸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必需氨基酸，称为限制氨基酸。,complementary action 蛋白质互补作用：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。,蛋白质互补作用,三、Functions of Protein蛋白质的功能,1.人体组织的构成成分 Constitutor of the cells and tissue,蛋白质,指趾甲、毛发,肌肉、心脏、肝脏、肾脏

14、,骨骼、牙齿,细胞（细胞膜、细胞器）,2.构成体内各种重要物质 Normal growths and the maintenance of health 酶催化体内一切物质的合成和分解 激素维持内环境稳定 抗体参与机体免疫过程 细胞膜和血液中的载体蛋白运输和交换 体液中的蛋白质维持渗透压和酸碱度 凝血、视觉形成过程中的蛋白质 3.供给能量 Supply Energy 蛋白质中含有碳、氢、氧元素 1g蛋白质可产生16.7kJ（4.0kcal）能量,蛋白质的分类(Classification),化学组成 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 结合蛋白质 核蛋白，

15、糖蛋白，脂蛋白，磷蛋白，色蛋白 形状 纤维状蛋白，球状蛋白 营养价值,蛋白质按化学成分分类,完全蛋白：动物蛋白质氨基酸模式与人体相似，能维持成人的健康，促进儿童生长、发育。 半完全蛋白：大多数植物蛋白质能维持成人的健康，但是不能促进儿童生长、发育。 不完全蛋白：按计算种类不全，既不能维持成人的健康，也不能促进儿童生长、发育。如玉米胶蛋白、动物结缔组织蛋白,四、Digestion, Absorption and Metabolism消化、吸收和代谢,蛋白质的消化从胃开始，消化过程中需要胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、肽酶参与 蛋白质经过消化过程最终被分解为氨基酸，在小肠粘膜被吸收，通过门静脉进入肝

16、脏，然后运送到全身各组织器官被利用 氨基酸通过小肠粘膜细胞是主动运输的过程，分三种系统分别转运中性、酸性和碱性氨基酸 氨基酸吸收过程中存在竞争机制，肠道按食物中氨基酸的含量比例进行吸收,蛋白质,胃,胃蛋白酶,胃酸,小肠,胰蛋白酶,糜蛋白酶,氨基酸、二肽、三肽,胰腺,小肠粘膜 肽酶,氨基酸,肝门静脉,肝脏和其它组织器官,在肠道吸收的蛋白质包括食物中来源的和肠道内源性蛋白质两部分 肠道内源性蛋白质是指脱落的肠粘膜细胞和肠道分泌的消化液，每天约70g,必要的氮损失(obligatory nitrogen losses)：指机体每天由于皮肤、毛发和粘膜脱落，妇女月经期失血以及肠道菌体死亡排出而造成的不

17、可避免的氮消耗，在20g以上 人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸统称为氨基酸池（amino acid pool）,氨基酸池,食物消化吸收,机体蛋白质 分解,蛋白质合成,更新、修复,未被利用的氨基酸,尿素、氨、尿酸、肌酐,排出体外,脂 肪 、 糖 原,消 化 道,氨基酸池,机体蛋白质,肌肉,器官,体液,其它,30%,50%,20%,少量,摄入蛋白质90g,粪便10g,尿75g,其它5g,肠道内源性蛋白质70g,消化、吸收蛋白质150g,Nitrogen Balance is that the amounts of nitrogen intake and loss are equal 氮平衡：机

18、体摄入氮和排出氮的关系。 氮平衡摄入氮（尿氮粪氮皮肤等氮损失） 零氮平衡 （zero nitrogen balance） 正氮平衡 （positive nitrogen balance） 负氮平衡 （negative nitrogen balance）,五、 Evaluation the Nutrition Value of Food Protein 蛋白质营养学评价 1.蛋白质的含量（the amount of protein ） 微量凯氏(Kjeldahl)定氮法：测定食物中的氮含量，再乘以由氮换算成蛋白质的换算系数，就可得到食物蛋白质的含量。 2.蛋白质消化率(proteindigest

19、ibility ) 3.蛋白质利用率（proteinutilization),蛋白质的含量 微量凯氏定氮法测定食物中的含氮量 食物中蛋白质含氮量为：16% 蛋白质含量 = 氮含量6.25,蛋白质消化率(Digestibility),反映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 不同食物、同种食物的不同加工方式，其消化率不同。 大豆整粒食用，消化率60 豆腐消化率90,几种食物蛋白质的消化率(%),摘自 WHO Technical Report Series 724, 第119页，1985年。,真消化率（true digestibility） 食物氮 （粪氮粪代谢氮） 100

20、% 食物氮 粪代谢氮：指肠道内源性氮，即试验对象完全不摄入蛋白质时，粪中的含氮量。成人24小时内粪代谢氮一般为0.9 1.2g 表观消化率（apparent digestibility） 食物氮 粪氮 100% 食物氮,蛋白质利用率（Utilization) 生物价(biological value，BV) 蛋白质净利用率(net protein utilization，NPU) 蛋白质功效比值(protein efficiency ratio，PER) 氨基酸评分(amino acid score，AAS) 相对蛋白质值(relative protein value，RPV) 净蛋白质比值(

21、net protein ratio，NPR) 氮平衡指数(nitrogen balance index，NBI),生物价(biological value，BV)：是反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用程度的指标。 储留氮 生物价 100 吸收氮 吸收氮=食物氮(粪氮粪代谢氮) 储留氮=吸收氮(尿氮尿内源性氮),蛋白质净利用率(net protein utilization，NPU) 是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。 蛋白质净利用率消化率生物价 储留氮 100% 食物氮,蛋白质功效比值(protein efficiency ratio，PER) ： 是用

22、处于生长阶段中的幼年动物(一般用刚断奶的雄性大白鼠)，在实验期内其体重增加和摄入蛋白质的量的比值来反映蛋白质营养价值的指标。 动物体重增加(g) 蛋白质功效比值 摄入食物蛋白质(g) 实验组功效比值 校正蛋白质功效比值 2.5 对照组功效比值,氨基酸评分(amino acid score，AAS)：是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较，因此是反映蛋白质构成和利用的关系。 被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg) 氨基酸评分= 理想模式或参考蛋白质中每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg),确定某一食物蛋白质氨基酸评分步骤: 计算被测蛋白质每种必需氨

23、基酸的评分值 在上述计算结果中，找出第一限制氨基酸评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。,几种食物和不同人群需要的氨基酸模式,摘自WTO Technical Report Series 724, 第121页, 1985年。,经消化率修正的氨基酸评分(protein digestibility corrected amino acid score,PDCAAS)： 可替代蛋白质功效比值PER，对除孕妇和l岁以下婴儿以外的所有人群的食物蛋白质进行评价。 经消化率修正的氨基酸评分氨基酸评分真消化率,几种食物蛋白质经消化率修正的氨基酸评分,摘自 Understanding Nutrition, 第8版，A

24、ppendix J，1999年。,常见几种食物蛋白质质量(protein quality),摘自营养与食品卫生学，第3版，第11页。,六、蛋白质营养不良Protein malnutrition,Protein-energy malnutrition (PEM) occurs in three situations: 1. In young children in poor communities, usually in developing countries. 2. In adults, even in affluent countries, due to severe illness (h

25、ospital malnutrition). 3. In people of all ages in a famine. In correcting the deficient state it is important to provide adequate amounts of protein or amino acids in the diet.,六、蛋白质营养不良protein malnutrition,（一）蛋白质缺乏（ protein deficiency ） 通常与能量缺乏同时发生，称为蛋白质能量营养不良（protein-energy malnutrition，PEM），多数是因

26、贫穷饥饿引起的，主要分布在非洲、南美洲及亚洲地区 夸希奥科病（Kwashiorker）：5岁以下儿童多见，主要表现为腹部、腿部水肿，虚弱、表情淡漠、生长迟滞、头发变色易脱落、易感染，肝脏脂肪变性蛋白质营养不良 消瘦病（Marasmus）：婴幼儿多见，主要表现为消瘦乏力、肌肉萎缩、皮下脂肪消失、头发稀疏脱落、表情淡漠摄食过少,膳食中蛋白质营养不良,蛋白质、能量营养不良,（二）蛋白质过量 引起动物脂肪和胆固醇摄入过多 肥胖、高血脂、糖尿病、高血压等慢性疾病 增加肝脏、肾脏负荷：过多的蛋白质在肝脏脱氨分解后的氮由尿中排出体外 过多摄入含硫氨基酸，加速骨骼中钙的丢失，引发骨质疏松(osteoporos

27、is)。 与癌的发生有一定关系 与痛风密切相关,七、机体营养状况评价Assessment of nutritional status,（一）膳食蛋白质摄入水平：背景资料 （二）身体测量指标：是评价机体蛋白质营养状况的重要依据，包括身高、体重、胸围、上臂围等指标和一些营养评价指数，如BMI、标准身高体重等,（三）生化指标：血液蛋白质含量测定和尿中蛋白质代谢产物的测定，包括： 血清蛋白质：白蛋白、运铁蛋白、前白蛋白、视黄醇结合蛋白、血清总蛋白 上臂肌围（arm muscle circumference, ARA ）和上臂肌区（arm muscle area, AMA）：误差 血清氨基酸比值（serum amino acid ratios, SAAR）：仪器复杂、能量充足 （四）氮平衡试验 （五）临床表现