1、第六章 蛋白質(zhì)和氨基酸,第一節(jié) 蛋白質(zhì)的功能,一、構(gòu)成機體和生命的重要物質(zhì),1.催化作用 2.調(diào)節(jié)生理機能 3.氧的運輸 4.肌肉收縮 5.支架作用 6.免疫作用 7.遺傳調(diào)控 8.其他,二、建造新組織和修補更新組織,供給人體合成蛋白質(zhì)所需要的氨基酸。 體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分解之間也存在著動態(tài)平衡。通常一般認(rèn)為成人體內(nèi)全部蛋白質(zhì)每天約有3更新。,蛋白質(zhì),正常人體內(nèi)Pro 約為16-19%,分解,合成,動態(tài)平衡,組織Pro不斷 更新 修復(fù),每天約3%的 Pro被更新,圖 正常人體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝概況,腸道 骨髓Pro 更新速度較快,一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ),1.每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化供能約4kcal 2.蛋

2、白質(zhì)供能作用可由碳水化合物或脂類代替，即供能是蛋白質(zhì)的次要作用 3.碳水化合物和脂肪具有節(jié)約蛋白質(zhì)的作用； 4.蛋白質(zhì)的供能是由體內(nèi)舊的或已經(jīng)破損的組織細(xì)胞中的蛋白質(zhì)分解，以及出食物中一些不符合機體需要或者攝入量過多的蛋白質(zhì)燃燒時所放出的 5.人體每天所需的能量約有10-15來自蛋白質(zhì)。,三、供能,四、賦予食品重要的功能特性,持水性,起泡性,膠凝性,第二節(jié) 蛋白質(zhì)的需要量,一、氮平衡（Nitrogen Balance ）,反映機體攝入氮（食物Pro含氮量約16%）和排出氮的關(guān)系，即： 氮平衡攝入氮(尿氮+糞氮+皮膚等氮損失),氮平衡一般有三種情況 BI-(U+F+S) B：氮平衡；I：攝入氮；

3、U：尿氮；F：糞氮；S：皮膚等氮損失。 攝入氮和排出氮相等為零氮平衡(zero nitrogen balance)； 攝入氮多于排出氮為正氮平衡(positive nitrogen balance)； 攝入氮少于排出氮為負(fù)氮平衡(negative nitrogen balance)；,消 化 道,攝入蛋白質(zhì)90g (14.4gN),糞便10g(1.6gN),尿75g(12gN),其它5g (0.8gN),機體合成 蛋白質(zhì)300g,氨基酸池,消化、吸收 蛋白質(zhì)150g,腸道內(nèi)源性 蛋白質(zhì)70g,肌肉 (30%),器官 體液 (50%),其它 (20%),圖 一個體重70kg的正常成人蛋白質(zhì)代謝及

4、氮平衡,必然丟失氮 obligatory nitrogen losses,定義： 在無蛋白膳食時所丟失的氮量稱之為必然丟失氮。,一個成年人在攝食無氮食物時，每日氮的損失總量約為57 mgkg。若膳食蛋白質(zhì)被完全利用，則相當(dāng)于每日排出0.36gkg的食物蛋白質(zhì)。據(jù)此，成人每千克體重攝食0.36g膳食蛋白質(zhì)應(yīng)能補償必然丟失的氮量，并達(dá)到氮平衡。,機體每天由于皮膚、毛發(fā)和粘膜的脫落，婦女月經(jīng)期的失血及腸道菌體死亡排出等損失約20g以上的蛋白質(zhì)，這種氮排出是機體不可避免的氮消耗。,平衡波動與調(diào)節(jié),實際上，無論是體重還是氮平衡都不是絕對的平衡。一天內(nèi)，在進食時氮平衡是正的，晚上不進食則是負(fù)的，超過24h

5、這種波動就比較平穩(wěn)。 此外，機體在一定限度內(nèi)對氮平衡具有調(diào)節(jié)作用。健康成人每日進食蛋白質(zhì)有所增減時，其體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解速度及隨尿排出的氮量也隨之增減。 不過，蛋白質(zhì)的需要量與能量不同，滿足蛋白質(zhì)的需要和大量攝食蛋白質(zhì)引起有害作用的量相差甚大。,二、蛋白質(zhì)的需要量,確定人體蛋白質(zhì)需要量的方法一般有兩種。 一種是在充分供給能量但食物不含蛋白質(zhì)(或含量極低)時測定受試者通過尿、糞和其它途徑所排出的氮量； 另一種是測定維持氮平衡所需不同來源的蛋白質(zhì)的氮量。,蛋白質(zhì)-熱能營養(yǎng)不良 （ protein-energy malnutrition，PEM ）,好發(fā)人群,繼發(fā)性,消耗 排泄,病因,原發(fā)性,攝入不足

6、,Pro E 不足,臨床表現(xiàn),混合型,消瘦型 (Marasmus),E-Pro均不足,E基本滿足 Pro嚴(yán)重不足,浮腫型 (Kwashiorkor),又稱為惡性營養(yǎng)不良,蛋白質(zhì)能量營養(yǎng)不良(proteinenergy malnutrition，PEM) Kwashiorker 氏征：指能量攝入基本滿足而蛋白質(zhì)嚴(yán)重不足的兒童營養(yǎng)性疾病。 Marasmus 氏征：指蛋白質(zhì)和能量攝入均嚴(yán)重不足的兒童營養(yǎng)性疾病。 成人蛋白質(zhì)攝入不足可引起體力下降、浮腫、抗病力減弱等。,蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良及營養(yǎng)狀況評價,攝入較多的動物脂肪和膽固醇 加重了腎臟的負(fù)荷 造成含硫氨基酸攝入過多,可加速骨骼中鈣質(zhì)的丟失，易產(chǎn)生骨質(zhì)

7、疏松(osteoporosis)。,蛋白質(zhì)攝入過多,治 療,藥物及其它治療,積極治療原發(fā)疾病 并發(fā)癥,加強護理,全面補充營養(yǎng)素,增加營養(yǎng),1,2,3,4,預(yù) 防,1,2,3,4,5,注意住院病人的營養(yǎng)和膳食,預(yù)防疾病,合理生活制度 + 加強鍛煉,母乳喂養(yǎng) + 正確喂養(yǎng)方式,各種人群尤其是嬰幼兒的合理營養(yǎng),第三節(jié) 必需氨基酸,一、必需氨基酸與非必需氨基酸,必需氨基酸(essential amino acid)是指人體不能合成或合成速度不能滿足機體需要，必須從食物中直接獲得的氨基酸。構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種 必需氨基酸：異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸和組氨

8、酸。 條件必需氨基酸(conditionally essential amino acid)：半胱氨酸和酪氨酸 非必需氨基酸(nonessential amino acid)。,*組氨酸為嬰兒必需氨基酸，成人需要量可能較少。 摘自Modern Nutrition in Health and Disease ，第9版，第14頁，1999年。,構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸,二、必需氨基酸的需要量及需要量模式,氨基酸模式是蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的構(gòu)成比例。,氨基酸模式(amino acid pattern),定義：,是將該種蛋白質(zhì)中的色氨酸含量定為l，分別計算出其它必需氨基酸的相應(yīng)比值，這一系列的比值就是

9、該種蛋白質(zhì)氨基酸模式。,計算方法：,幾種中國食物和人體蛋白質(zhì)氨基酸模式,根據(jù)食物成分表（王光亞主編，人民衛(wèi)生出版社，1991年）計算。大豆、全雞蛋（紅皮）來自上海；雞蛋白來自河北；牛奶產(chǎn)自甘肅；豬瘦弱、牛肉（里脊）、小麥標(biāo)準(zhǔn)粉來自北京；大米為浙江早秈標(biāo)二米。,限制氨基酸：是指食物蛋白質(zhì)中一種或幾種必需氨基酸相對含量較低，導(dǎo)致其它的必需氨基酸在體內(nèi)不能被充分利用而浪費，造成其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值降低，這些含量相對較低的必需氨基酸，稱為限制氨基酸。,三、限制氨基酸(1imiting amino acid),1.賴氨酸：在谷物蛋白質(zhì)和一些其它植物蛋白質(zhì)中含量甚少。 2.蛋氨酸：在大豆、花生、牛奶和肉類蛋白

10、質(zhì)中相對不足。 3.蘇氨酸：小麥、大麥、燕麥和大米還缺乏蘇氨酸 4.色氨酸：玉米缺乏色氨酸,第四節(jié) 食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)評價,完全蛋白質(zhì)與不完全蛋白質(zhì) 含有8種必需氨基酸的蛋白質(zhì)為完全蛋白質(zhì)； 包括蛋類、奶制品和肉類等動物性蛋白質(zhì)和豆制品。 不全部含8種必需氨基酸的蛋白質(zhì)為非完全蛋白質(zhì)。 包括絕大多數(shù)谷薯類和蔬菜水果類食品。,一、蛋白質(zhì)的質(zhì)與量,含量（content） Pro數(shù)量質(zhì)量，但如沒有一定數(shù)量，再好的Pro其營養(yǎng)價值也有限 含量*是營養(yǎng)價值的基礎(chǔ) *一般以微量凱氏（Kjeldahl）定氮法測定 食物粗蛋白含量=食物含氮量6.25 食物的粗蛋白含量： 大豆30-40%為最高、畜禽魚蛋類10-

11、20%、糧谷類8-10%、鮮奶類1.5-3.8%,反映Pro在消化道內(nèi)被分解、吸收程度 真消化吸收率（true/net digestibility） 表觀消化吸收率（apparent digestibility） 真消化吸收率 表觀消化吸收率 在實際應(yīng)用中往往用表觀消化吸收率，以簡化實驗，并使所得消化吸收率具有一定的安全性,二、消化吸收率（digestibility）,生大豆60%,熟豆?jié){85% / 豆腐90-96%,表 幾種食物的蛋白質(zhì)真消化吸收率（%）,動物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro： 因為動物性食物中的Pro消化吸收影響因素較植物性的要少,影響蛋白質(zhì)消化率的因素,蛋白質(zhì)的來源

12、 其它的膳食因素如食物纖維、多酚化合物(包括單寧)，以及改變蛋白質(zhì)酶促水解釋放氨基酸的化學(xué)反應(yīng)等,1蛋白質(zhì)生物學(xué)價值（biological value，BV） Pro經(jīng)消化吸收后，進入機體可以儲留利用的部分。 BV值越高，表明其利用率也越高,三、利用率（utilization）,較BV更為全面 該實驗以10%的被測Pro作為膳食Pro來源,2凈蛋白質(zhì)利用率 (net protein utilization，NPU),NPU=（受試動物尸體增加氮量+無蛋白飼料組動物尸體減少氮量）/攝取食物氮量,3蛋白質(zhì)凈比值 (net protein ratio，NPR)與蛋白質(zhì)存留率（protein rete

13、ntion efficiency,PRE）,平均增加體重（g）+平均降低體重（g）,NPR=,攝入的食物蛋白質(zhì)（g）,PRE=,蛋白質(zhì)凈比值100/6.25,4相對蛋白質(zhì)價值 (relative protein value，RPV),受試蛋白質(zhì)的斜率,RPV=,標(biāo)準(zhǔn)乳清蛋白質(zhì)的斜率,如清蛋白質(zhì)的相對蛋白質(zhì)價值為100，則酪蛋白為69.2，大豆蛋白為43.3，而麩蛋白為16.5,用處于生長階段的幼年動物（一般用剛斷奶雄性大白鼠），實驗期內(nèi)，其體重增加和攝入Pro量的比值 因所測Pro主要被用于生長之需，PER常用作嬰幼兒食品中Pro營養(yǎng)價值評價,5.蛋白質(zhì)功效比值(protein efficie

14、ncy ratio，PER),6.氨基酸評分(amino acid score，AAS / 化學(xué)分，chemical score，CS) AAS因其簡便易行而被廣泛采用 不同年齡的人群，其氨基酸評分模式不同；不同的食物其氨基酸評分模式也不相同,AAS =,確定某一食物中ProAAS分兩步 1計算被測Pro每種必需氨基酸的評分值 2在上述計算結(jié)果中，找出最低的EAA（即第一LAA）評分值，即為該Pro的氨基酸評分,這種方法可替代PER對除孕婦和1歲以下嬰兒以外的所有人群進行食物Pro評價,7經(jīng)消化率修正的氨基酸評分 （protein digestibility corrected amino a

15、cid score，PDCAAS）,PDCAAS = 氨基酸評分真消化吸收率,表 幾種食物蛋白質(zhì)的PDCAAS,表 幾種常見食物蛋白質(zhì)的質(zhì)量,（1）氨基酸分在實際應(yīng)用中缺陷 氨基酸分和蛋白質(zhì)消化率修正的氨基酸分是根據(jù)蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量與氨基酸需要量模式進行比較所得的結(jié)果。這在食品加工致使蛋白質(zhì)消化率下降時用氨基酸分來評價其質(zhì)量也可產(chǎn)生一定的差別。 隨著食品加工時蛋白質(zhì)質(zhì)量的改變，食品加工引起蛋白質(zhì)消化率的變化，氨基酸分和蛋白質(zhì)消化率修正的氨基酸分與生物學(xué)測定之間似無確切的關(guān)系。,8.可利用賴氨酸,賴氨酸是必需氨基酸，而且是某些食品的限制氮基酸，由于賴氨酸的-氨基非常活潑，很容易與其它物質(zhì)包

16、括其它氨基酸發(fā)生反應(yīng)從而降低賴氨酸的利用率； 這樣賴氨酸就不能再產(chǎn)生Van slyke反應(yīng)（RNH2+HNO2ROH+H2O+N2），也不能與氟二硝基苯(1氟2，4二硝基苯,FDNB)生成二硝基苯(N二硝基苯，DNP)衍生物。此時用動物生長試驗來評價其營養(yǎng)價值時便是不可被利用的了。 FDNB反應(yīng)的賴氨酸似乎可以作為油籽產(chǎn)品如花生粉，以及乳粉等可利用賴氨酸的良好指標(biāo)。,（2）可利用賴氨酸評價的原理FDNB 反應(yīng),(1)首先測定蛋白質(zhì)的含量和氨基酸模式，計算蛋白質(zhì)消化率修正的氨基酸分。 (2)注意食品加工過程中蛋白質(zhì)的變化。這通常是測定賴氨酸和蛋氨酸的利用率，因為它們在食品加工時最易破壞。而這也可

17、能是生物學(xué)評價低于化學(xué)評價的原因。 (3)最好對樣品中的氮、氨基酸和包括微生物毒素在內(nèi)的各種毒素進行適當(dāng)?shù)姆治鰴z驗，以除去非蛋白質(zhì)物質(zhì)的作用。 (4)最后，應(yīng)對受試蛋白質(zhì)進行滿足人體需要量方面的檢驗。此工作應(yīng)十分慎重和仔細(xì)。,8.食物蛋白質(zhì)進行營養(yǎng)評價時應(yīng)注意問題,蛋白質(zhì)互補作用(complementary action)：為了提高植物性蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，往往將兩種或兩種以上的食物混合食用，而達(dá)到以多補少的目的，提高膳食蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，不同食物間相互補充其必需氨基酸不足的作用，稱為蛋白質(zhì)互補作用。,第五節(jié) 蛋白質(zhì)的互補作用,不同蛋白質(zhì)的互補作用只有在同時食用時發(fā)揮最好。若不同時食用，其作用可

18、有下降。,互補作用發(fā)揮的條件,第六節(jié) 蛋白質(zhì)和氨基酸 在食品加工時的變化,食品加工通常是為了殺滅微生物或鈍化酶以保護和保存食品、破壞某些營養(yǎng)抑制劑和毒性物質(zhì)、提高消化率和營養(yǎng)價值、增加方便性，以及維持或改善感官性狀等。 但是，在追求食品加工的這些作用時，常常帶來一些加工損害的不良影響，由于蛋白質(zhì)，特別是必需氨基酸在營養(yǎng)上的重要作用，人們對其在食品加工中的變化十分注意。,一、熱加工有益作用,1.殺菌和滅酶 2.提高蛋白質(zhì)的消化率 3.破壞某些嫌忌成分 4.改善食品的感官性狀,二、氨基酸的破壞,氨基酸的破壞 方式,1.加熱,主要是賴氨酸、含硫氨基酸和胱氨酸的明顯損失。,2.氧化,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)和脂類過氧化物在一起時，蛋白質(zhì)的氨基酸有重大損失，其中蛋氨酸、胱氨酸等最易破壞。,在有敏化色素如核黃素存在時，色氨酸、組氨酸、酪氨酸以及含硫氨基酸殘基可能發(fā)生光氧化作用：組氨酸反應(yīng)最快；蛋氨酸和色氨酸據(jù)說是惟有在pH 4以下容易氧化的氨基酸。 食品在大氣中進行輻射，通過水的射解作用可產(chǎn)生過氧化氫，從而對蛋白質(zhì)、氨基酸產(chǎn)生破壞作用。硫氨基酸和芳香族氨基酸的射解。,含低糖的濕潤食物劇烈加熱時常引起胱氨酸半胱氨酸顯著破壞，與此同時許多氨基酸的利用率下降。,3.脫硫,4.異構(gòu)化,產(chǎn)生：氨基酸的異構(gòu)化由位上不對稱碳原子上的氫在堿性介質(zhì)中離解開始