食品營養(yǎng)學蛋白質與氨基酸

關于食品營養(yǎng)學蛋白質與氨基酸第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日一、概述蛋白質是一類復雜的高分子有機化合物。主要含有碳、氫、氧、氮，及少量硫、磷、鐵、銅、碘、鈷元素等。與其他供能營養(yǎng)素相較，含有氮元素是其最突出的特點，因而蛋白質是人體氮元素的唯一供源。這也是其他營養(yǎng)素無法替代的。一般蛋白質中氮的平均含量為16%，以測出的含氮量乘以6.25即可換算成蛋白質量。第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日二、蛋白質的分類蛋白質的分類方法有多種。營養(yǎng)學中一般多按化學結構、形狀及營養(yǎng)價值等三種方法分類。1.按化學結構：可將蛋白質分為單純蛋白質（純?yōu)棣?氨基酸所組成）與結合蛋白質（單純蛋白質與非蛋白質分子結合而成）兩大類。前者如清蛋白、球蛋白、谷蛋白等，水解后的最終產物只是氨基酸；后者如核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等，水解后還有其所含的非蛋白質分子（輔基）。2.按蛋白質形狀：可將蛋白質分為纖維狀蛋白質和球狀蛋白質。前者多為結構蛋白，是形成機體組織的物質基礎，如膠原蛋白等；后者多用以合成生物活性因子，如酶、激素、免疫因子、補體等。3.按營養(yǎng)價值：可將蛋白質分為完全蛋白質、半完全蛋白質和不完全蛋白質。完全蛋白質所含氨基酸種類齊全、數量充足、比例合理，既能維持動物生存，又能促其生長發(fā)育，如牛奶、蛋、肝臟、酵母、黃豆及胚芽等食物中所含的蛋白質；否則即為不完全蛋白質，其所含氨基酸種類不全，如動物明膠和玉米膠蛋白等；半完全蛋白質所含氨基酸種類齊全，但有的氨基酸數量不足，雖能維持動物生存，卻不能促其生長發(fā)育，如麥膠蛋白等。第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日三、蛋白質的理化性質

蛋白質經物理或化學方法處理后，其性質可發(fā)生改變。變性后的蛋白質較易被人體蛋白酶消化。這就是蛋白質食品在加工后更易被人消化、吸收的原理。除用酸或堿水解蛋白質外，亦有利用酶水解蛋白質，均可使之分解成氨基酸。如醬油、醬、醬豆腐、豆腐、奶酪、松花蛋等食品。若采用高溫或酒精可使細菌細胞中的蛋白質變性凝固，失去活力，以達到殺菌消毒目的。此外，蛋白質的分子量極大，不能透過半透膜，利用這個性質通過透析，可對不同蛋白質進行分離和純化。同時，蛋白質含有的羧基和氨基，具有酸性和堿性，可成為人體內重要的緩沖體系，以緩解外因對機體產生的沖擊性影響。第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日四、氨基酸和肽

蛋白質由20種氨基酸以肽鍵連結在一起，并形成一定的空間結構的大分子。

第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日氨基酸英文氨基酸英文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組氨酸*非必需氨基酸丙氨酸精氨酸

Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)

Alanine(Ala)Arginine(Arg)天門冬氨酸天門冬酰胺谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸絲氨酸條件必需氨基酸半胱氨酸酪氨酸Asparticacid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamicacid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)

Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)*組氨酸為嬰兒必需氨基酸，成人需要量可能較少。摘自ModernNutritioninHealthandDisease，第9版，第14頁，1999年。

構成人體蛋白質的氨基酸

第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日患白化病的蟒蛇

Chiu是一位瑞典籍的香港女孩,也是世界上25,000分之一的無色人種(白化病)。因為父母不想她受到太多關注而特地移民北歐,她因病情一直視力微弱但卻一直專注于學習攝影。偶爾發(fā)現自己在鏡頭里有一種獨特的美,她后來也成為法國巴黎國際時尚模特。白化病海豚第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日1.氨基酸的分類目前，已經發(fā)現構成人體蛋白質的氨基酸有20種。其中，有一部分是人體能自行合成的。但還有8種是人體不能自行合成或合成速度不能滿足機體的生理需要，必須由食物供給的，故被稱為必需氨基酸，如異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、纈氨酸；其他的則為非必需氨基酸。應該注意的是，所謂必需和非必需只是營養(yǎng)學中的概念。也就是說非必需氨基酸只是不需要食物供給。對于嬰兒而言，組氨酸亦屬必需氨基酸，故其必需氨基酸為9種。一般按氨基酸的營養(yǎng)學特征，除必需氨基酸和非必需氨基酸外，還有一類條件必需氨基酸，又稱半必需氨基酸。這類氨基酸有其合成需要其他氨基酸供碳；且其合成的最高速度有限等特點，如半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、絲氨酸和甘氨酸等。條件必需氨基酸的長期缺乏會引起人體某些蛋白質合成障礙。第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日2.必需氨基酸EAA（essentialaminoacid）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，稱EAA.EAAsleucine亮

isolucine異亮

lysine賴

methionine蛋

Phenplalane苯丙

threonine蘇

trytophan酪

valine頡

+histidine組第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日3.氨基酸模式**（aminoacidpattern，AAP）是某種Pro中各種EAA的構成比例。將該Pro中的色氨酸含量設為1，再分別計算其它EAA與色氨酸的相應比值，而得到的一系列比值*。第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日優(yōu)質蛋白和參考蛋白：

動物性Pro（蛋、奶、肉、魚等）、大豆Pro的AAP與人體的較接近優(yōu)質Pro

其中雞蛋Pro的AAP與人體的最接近常作為參考蛋白（ReferenceProtein）實驗植物性Pro往往相對缺少以下幾種EAA

賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸（如主食大米和面粉Pro中賴氨酸相對含量最少）所以植物性Pro的營養(yǎng)價值較低第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日4.限制氨基酸（limitingaminoacidLAA）

如果食物蛋白質所含的必需氨基酸中，有一種或幾種的含量偏低，即會導致食物蛋白質中的其他必需氨基酸得不到充分利用，以致這種食物蛋白質的營養(yǎng)價值降低。這一/幾種EAA就稱為該Pro的LAA,比值最低的稱為第一LAA，余者類推。第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日五、蛋白質的消化、吸收和代謝

蛋白質在胃腸道中經多種蛋白酶及肽酶的共同作用，即由高分子物質分解為可被吸收的小肽（2~3個氨基酸）或氨基酸，并在小腸內被吸收，沿著肝門靜脈進入肝臟。一部分氨基酸在肝內進行分解或合成蛋白質；另一部分氨基酸繼續(xù)隨血液分布到各個組織器官，合成各種特異性的組織蛋白質。故肝臟是蛋白質代謝的主要器官。通常，人體消化道內的蛋白質是不可能全部被消化、吸收。未被消化的蛋白質和部分消化后又不易被腸壁吸收的蛋白質，在大腸內的細菌作用，發(fā)生腐敗，產生有毒物質。其中，大部分隨糞便排出體外，亦有少量被腸粘膜吸收，隨血液運往肝臟，進行生理解毒，然后隨尿排出，故人體不會因此發(fā)生中毒。如果，這些不易被腸壁吸收的蛋白質被少量吸收，即可能引起人體過敏反應，發(fā)生蕁麻疹、濕疹、哮喘等病癥。一般，每天人體腸道內被消化、吸收的蛋白質約有70克左右。其不僅來自于食物，也來自于腸道脫落的粘膜細胞和消化液中的蛋白質等。第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日正常人體內Pro約為16-19%蛋白質分解合成動態(tài)平衡組織Pro不斷更新修復每天約3%的Pro被更新腸道骨髓Pro更新速度較快一切生命的物質基礎圖正常人體內的蛋白質代謝概況第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日2．構成各種重要生理物質1．組織構成成分瘦體組織*酶抗體激素等3．供能約16.7kJ(4.0kcal)/g六、體內蛋白質功能leantissue第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日七、食物蛋白質營養(yǎng)學評價**（一）食物蛋白質的含量（content）Pro數量≠質量，但如沒有一定數量，再好的Pro其營養(yǎng)價值也有限含量*是營養(yǎng)價值的基礎*一般以微量凱氏（Kjeldahl）定氮法測定大豆30-40%為最高畜禽魚蛋類10-20%糧谷類8-10%鮮奶類1.5-3.8%食物粗蛋白含量=食物含氮量×6.25第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日真消化吸收率=吸收氮×100%食物氮=食物氮－(糞氮－糞代謝氮)×100%食物氮表觀消化吸收率=食物氮－糞氮×100%食物氮七、食物蛋白質營養(yǎng)學評價**

（二）消化率（digestibility）反映Pro在消化道內被分解、吸收程度，實際多用表觀消化率1、值更低，作了較低的估計，具有更大的安全性；2、測定方法簡便易行。第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日表幾種食物的蛋白質真消化率（%）食物真消化吸收率食物真消化吸收率雞蛋97±3燕麥86±7牛肉95±3小米79肉魚94±3大豆粉86±7面粉(精)96±4菜豆78大米88±4花生醬88玉米85±6中國混合膳96吳坤主編．營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學[M]．第5版，北京：人民衛(wèi)生出版社，2003，8，p15生大豆60%熟豆?jié){85%/豆腐90-96%返回動物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日七、食物蛋白質營養(yǎng)學評價**

（三）利用率（utilization）1．生物學價值（biologicalvalue，BV）Pro經消化吸收后，進入機體可以儲留利用的部分。BV越高，表明其利用率也越高。BV=儲留氮×100=吸收氮－(尿氮－尿代謝氮)×100吸收氮食物氮－(糞氮－糞代謝氮)第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日常用食物蛋白質的生物學價值蛋白質生物價蛋白質生物價蛋白質生物價全雞蛋 94大米 77生黃豆57雞蛋黃 90 小麥 67 熟黃豆64雞蛋白 83玉米60 豆腐 65牛奶 90小米57 綠豆58魚 83 高粱56 花生 59牛肉 76 白菜 76豬肉 74 第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日七、食物蛋白質營養(yǎng)學評價**

（三）利用率（utilization）

2．氨基酸評分(aminoacidscore，AAS/化學分，chemicalscore，CS)AAS=被測Pro每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)理想模式或參考Pro中每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)1．計算被測Pro每種EAA的評分值；2．找出最低的EAA（即第一LAA）評分值，即為該Pro的氨基酸評分。第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日表

幾種食物蛋白質的氨基酸分品種氨基酸分品種氨基酸分品種氨基酸分人奶100芝麻50小米63全蛋100花生65大米67牛奶95棉子81全麥53大豆74玉米49第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日七、食物蛋白質營養(yǎng)學評價**

（三）利用率（utilization）

3．蛋白質功效比值(proteinefficiencyratio，PER)

用處于生長階段的幼年動物，其體重增加和攝入Pro量的比值,常用作嬰幼兒食品中Pro營養(yǎng)價值評價PER（%）=動物體重增加（g）攝入食物Pro（g）第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日八、食物來源及供給量良好來源主要來源糧谷類食品(米、面)優(yōu)質Pro（動物、大豆）第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日（1）推薦攝入量（recommendednutrientintake，RNI）每天0.8g/kg體重我國以植物性食物為主，RNI在1.0-1.2g/kg·bwPro攝入占膳食總熱能10-15%八、食物來源及供給量第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

（2）氮平衡（Nitrogenbalance）

①必要的氮損失（obligatorynitrogenlosses）

②氮平衡：B＝I－（U＋F＋S）Positive

nitrogen

balanceNin>NoutNin=NoutNitrogen

equillibriumNegativenitrogen

balanceNin<Nout八、食物來源及供給量第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日氮平衡尿氮B=I-（U+F+S）=5%攝入氮糞氮皮膚第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日（3）蛋白質的缺乏與過量---營養(yǎng)不良

好發(fā)人群病因繼發(fā)性原發(fā)性消耗排泄↑攝入不足ProE不足兒童八、食物來源及供給量第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日消化吸收障礙

（1）消化系統(tǒng)解剖異常：如唇裂、腭裂、幽門梗阻、腸旋轉不良等。（2）消化系統(tǒng)功能異常：如遷延性腹瀉、過敏性腸炎、腸吸收不良綜合癥等。第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日臨床表現混合型消瘦型(Marasmus)E-Pro均不足E基本滿足Pro嚴重不足浮腫型(Kwashiorkor)又稱為惡性營養(yǎng)不良第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日臨床表現和分型（一）水腫型營養(yǎng)不良（kwashiorkor）第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日1）多見于4個月-5歲的小兒。2）輕者僅有下肢水腫，重者上肢、腹部及顏面等水腫3）血清白蛋白低于30g/L。4）體重在標準體重60%-80%。5）腹瀉，常伴突發(fā)性感染，生長遲緩、頭發(fā)改變、表情冷漠或情緒不好，虛弱無力等。第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日（二）干瘦型營養(yǎng)不良（marasmus）主要是能量嚴重攝入不足所致。第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日主要表現1）病人體重低于標準體重的60%，體溫低于正常；2）生長發(fā)育遲緩，消瘦無力，貧血，無水腫，抵抗力下降，容易感染其他疾病而死亡第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日3）病人肌肉萎縮無力，皮膚黏膜干燥萎縮，皮下脂肪減少，近消失。

消失順序：腹部軀干臀部四肢面部4）對外界刺激反應淡漠或易激惹，記憶力減退，注意力不集中，精神、神經發(fā)育落后。5）常見腹瀉，如伴胃腸道感染，癥狀加重，腹壁薄，可見到腸蠕動或摸到大便包塊。第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日（三）混合型營養(yǎng)不良

marasmus-kwashiorkor臨床表現介于二者之間。病人體重低于標準體重的60%，有水腫。主要表現：皮下脂肪消失、肌肉萎縮、明顯消瘦。生長遲滯急噪不安、表情淡漠；伴有腹瀉，腹壁變薄，肝脾腫大，常合并感染第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日阜陽奶粉事件

2004年5月，安徽省阜陽市對當地2003年3月1日以后出生、以奶粉喂養(yǎng)為主的嬰兒進行的營養(yǎng)狀況普查和免費體檢顯示，因食用劣質奶粉造成營養(yǎng)不良的嬰兒229人，其中輕、中度營養(yǎng)不良的189人。 經國務院調查組核實，阜陽市因食用劣質奶粉造成營養(yǎng)不良而死亡的嬰兒共計12人。第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期日

國務院調查組通過衛(wèi)生學調查證實，不法分子用淀粉、蔗糖等價格低廉的食品原料