蛋白质基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质,1,课件内容,1、定义,2、元素组成,3、分类,4、化学结构,5、体内代谢,6、功能,7、营养学评价,8、常见蛋白质,2,1、定义,蛋白质是以氨基酸为组成单位的经肽键连接而成的结构复杂的生物高分子。,蛋白质的基本组成单位是氨基酸，,每一条多肽链有二十到数百个氨基酸残基不等；,各种氨基酸残基按一定的顺序排列。,3,微量和宏量营养素,糖类,脂肪,蛋白质,矿物质,维生素,水,化学反应,物理过程,结构成分,能 量,内环境,稳 定,4,2、元素组成,C：50-55%,H：6-8%,O：20-23%,N：15-18%,S：0-4%,微量元素：P、Fe、Zn、Cu、I 等,5,3、分类,3.1 根据蛋白质的分子组成，蛋白质可分为两类：,简单蛋白质：仅含有氨基酸的蛋白质；,结合蛋白质：由氨基酸和非蛋白质成分组成。结合蛋白质中的非蛋白质成分称为辅基。,6,3、分类,3.2 根据溶解度可将简单蛋白质分为：,清蛋白（albumin）：如血清清 蛋白。,球蛋白（globulin）：如血清球蛋白。,谷蛋白（glutelin）：如米谷蛋白。,谷醇溶蛋白（prolamine）如玉米醇溶蛋白。,组蛋白（histone）：如小牛胸腺组蛋白。,鱼精蛋白（protamine）：如鲑精蛋白。,硬蛋白（scleroprotein）：如胶原蛋白、角蛋白、丝心蛋白、弹性蛋白等。,7,3、分类,3.3 根据辅基的不同可将结合蛋白质分为：,核蛋白：如核糖体蛋白，,脂蛋白：如高密度脂蛋白，,糖蛋白：如血浆粘蛋白，,磷蛋白：如酪蛋白，,血红素蛋白：如血红蛋白，,金属蛋白：如醇脱氢酶。,8,3、分类,3.4 根据蛋白质的空间形状可分为：,纤维蛋白：胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白、丝心蛋白；,球蛋白：溶菌酶；混合蛋白：肌动蛋白等。,9,3、分类,3.4 根据蛋白质的功能性质分类：,活性蛋白质,包括生命活动过程中一切有活性的蛋白质以及它们的前体分子，绝大多数蛋白质属于活性蛋白质，包括酶、激素蛋白、运输蛋白（转运蛋白）、贮存蛋白、运动蛋白、保护或防御蛋白、受体蛋白、控制生长和分化蛋白、毒蛋白、膜蛋白等。,10,3、分类,非活性蛋白质,对生物体起支持和保护作用，主要指硬蛋白包括胶原蛋白、角蛋白、丝蛋白、弹性蛋白等。,11,3、分类,3.5 根据来源可分为：,动物中蛋白质：如猪肉、鱼肉、鸡肉、乳,植物中蛋白质：如大豆、谷物,微生物中蛋白质：酵母,12,3、分类,3.6 营养学上根据食物蛋白质所含氨基酸的种类和数量将食物蛋白质分三类：,完全蛋白质：氨基酸种类齐全，数量充足，可以维持人体健康，还可以促进生长发育。如乳中的酪蛋白、乳白蛋白、蛋类中卵黄磷蛋白；肉类中的白蛋白和肌蛋白；大豆的大豆蛋白；小麦的麦谷蛋白和玉米中的谷蛋白等。,半完全蛋白质：氨基酸种类齐全，但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要。可以维持生命，但不能促进生长发育。如小麦中的麦胶蛋白。,不完全蛋白质：不能提供人体所需的全部必需氨基酸，不能促进生长发育，也不能维持生命。如,玉米中的玉米胶蛋白、动物结缔组织、肉皮中的胶质蛋白、豌豆中的豆球蛋白,13,4、化学结构,当多肽的分子量大到足够具有一定的空间结构时就称为蛋白质。,蛋白质与多肽的主要,差别：分子量，空间结构,一般M1万，叫蛋白质；M1万，叫多肽。,14,4、化学结构,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。,蛋白质的一级结构又称初级结构，二级结构、三级结构、四级结构的三度空间排列称蛋白质的空间结构、高级结构、三维结构或构象。,15,4、化学结构,16,4、化学结构,一级结构是指蛋白质的共价连接，即氨基酸顺序和二硫键位置，主要作用是肽键。,二级结构指在线性顺序中近距离氨基酸残基的空间关系。,三级结构指线性顺序中远距离氨基酸残基通过折叠形成的空间结构。,四级结构指由两条或两条以上多肽链组成的蛋白质分子内亚基间的空间关系。,17,5、代谢,蛋白质经过多种消化酶的作用，分解为多肽和低分子的氨基酸，然后被肝脏处理，一部分随血液循环到各个组织器官；一部分参与代谢形成糖或脂类；一部分分解成二氧化碳和水；还有一部分合成一些激素或酶。,18,6、功能,6.1 构成机体和生命的重要物质基础,人体的所有组织器官都会有蛋白质，一般说，蛋白质约占人体全部质量的18，最重要的还是其与生命现象有关。蛋白质和核酸是生命存在的主要形式。,催化作用,调节生理机能,氧的运输,肌肉收缩,支架作用,免疫作用,遗传调控,19,6、功能,6.2 建造新组织和修补更新组织,食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要的氨基酸。,体内蛋白质的合成与分解之间也存在着动态平衡。,组织细胞在不断更新。,20,6、功能,6.3 供能,尽管蛋白质在体内的主要功能并非供给能量，但它也是一种能源物质。特别在碳水化合物和脂肪供给量不足时，每克蛋白质在体内氧化供能约4kcal(17kj)。,供能是蛋白质的次要作用。,人体每天消耗的能量约有14来自蛋白质。,21,6、功能,6.4 赋予食品重要的功能特性,食品应有良好的感官性状。蛋白质可赋予食品以重要的功能特性。例如：,蛋白质有起泡性，鸡蛋清蛋白就具有良好的起泡能力，在食品加工中常被用于糕点(蛋糕)和冰棋淋等的生产，并使之松软可口。,小麦中的面筋性蛋白质(包括麦胶蛋白和谷蛋白)胀润后在面团中形成坚实的面筋网，并具有特殊的教性和延伸性等。它们在食品加工时使面包和饼干具有各种重要、独特性质。,22,7、营养学评价,人体对蛋白质的需要实际上是对氨基酸的需要。,机体在蛋白质的代谢过程中，对每种必需氨基酸的需要和利用都处在一定的范围之内。某一种氨基酸过多或过少都会影响另一些氨基酸的利用。所以，为了满足蛋白质合成的要求，各种必需氨基酸之间应有一个适宜的比例。这种必需氢基酸之间相互搭配的比例关系称为必需氨基酸需要量模式。,23,7、营养学评价,7.1 蛋白质的质与量,评价一种食物蛋白质的营养价值，一方面要从“量”的角度即食物中含量的多少，另一方面则要从“质的角度即根据其必需氨基酸的含量及模式来考虑。此外，还应考虑机体对该食物蛋白质的消化、吸收、利用的程度。,24,表1-1 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式,氨基酸,人体,全鸡蛋,牛奶,牛肉,大豆,面粉,大米,异亮氨酸,4.4,3.2,3.4,4.4,4.3,3.8,4.0,亮氨酸,7.0,5.1,6.8,6.8,5.7,6.4,6.3,赖氨酸,5.5,4.1,5.6,7.2,4.9,1.8,2.3,蛋氨酸半胱氨酸,3.5,3.4,2.4,3.2,1.2,2.8,2.3,苯丙氨酸酪氨酸,6.0,5.5,7.3,6.2,3.2,7.2,3.8,苏氨酸,4.5,2.8,3.1,3.6,2.8,2.5,2.9,缬氨酸,5.0,3.9,4.6,4.6,3.2,3.6,4.8,色氨酸,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,25,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 1,26,7、营养学评价,7.2 蛋白质的消化率,食物蛋白质的消化率用该蛋白质中被消化、吸收的氮量与其蛋白质的含氮总量的比值表示。,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。,食物氮,食物氮粪氮,表观消化率(%)=,100,27,7、营养学评价,影响蛋白质消化率的因素很多。通常，动物性蛋白质的消化率比植物性的高。这是因为植物蛋白质被纤维素包围不易被消化酶作用。经过加工烹调后、包裹植物蛋白质的纤维素可被去除、破坏或软化；可以提高其蛋白质的消化率。例如食用整粒大豆时，其蛋白质消化率仅约60，若将其加工成豆腐，可提高到90。,28,7、营养学评价,7.3 蛋白质利用率,蛋白质的利用率是指食物蛋白质被消化吸收后在体内被利用的程度。测定食物蛋白质利用率的指标和方法很多，现扼要介绍如下:,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,29,7、营养学评价,生物价(biological value, BV),是机体的氮贮留量与氮吸收量之比。,尿内源氮是机体在无氮膳食条件下尿中所含有的氮。它们来自体内组织蛋白质的分解。,粪代谢氮是受试者在完全不吃含蛋白质食物时粪便中的含氮量。,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，极少有过多的氨基酸经肝、肾代谢而释放能量或由尿排出多余的氮。,生物价 =,氮储留量,氮吸收量,100,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）,30,常用食物蛋白质的生物学价值,蛋白质 生物学价值 蛋白质 生物学价值 蛋白质 生物学价值,鸡蛋黄 96 牛 肉 76 玉 米 60,全鸡蛋94 白 菜 76 花 生 59,牛 奶 90 猪 肉 74 绿 豆 58,鸡蛋白 83 小 麦 67 小 米 57,鱼 83 豆 腐 65 生黄豆 57,大 米 77 熟黄豆 64 高 粱 56,31,8、常见的蛋白质,8.1 简单蛋白质,清蛋白,清蛋白的氨基酸构成中，含有丰富的含硫氨基酸，但是几乎不含甘氨酸残基。,清蛋白主要来自于蛋类(卵清蛋白)、乳类(乳清蛋白)、小麦(小麦清蛋白)、大麦(大麦清蛋白)及豆类(豆清蛋白)等。,32,8、常见的蛋白质,乳清蛋白,从牛奶中提取出来的蛋白质，牛奶中87%是水，13%是固体,其中37%是乳糖，30%是脂肪，27%是乳蛋白，6%是矿物质。而乳蛋白中只有20%是乳清蛋白，80%都是酪蛋白。,乳清蛋白的功能性成分为 - 乳球蛋白占48% ， - 乳白蛋白占19%左右，牛乳血清白蛋白占5%，免疫球蛋白占8% (均为质量分数)，还含有乳铁蛋白、乳过氧化酶、生长因子和许多生物活性因子及酶。,有抗癌、抗氧化、抗菌抗病毒、调节免疫、降血脂作用,33,8、常见的蛋白质,免疫球蛋白,牛奶中的免疫球蛋白与人乳免疫球蛋白有相同的特性，也具有抗人类疾病的活性，这些活性有对抗蛋白酶的水解作用, 能够完整地进入近端小肠，起到保护小肠粘膜的防御功能。,34,8、常见的蛋白质,牛初乳,牛初乳蛋白质具有乳清蛋白含量高, 氨基酸种类齐全、比例适合、人体必需氨基酸含量高,富含活性蛋白类成分免疫因子和促生长因子等特点。,具有免疫调节、调整肠道、杀菌、抗病毒、,肿瘤细胞、促进生长发育等作用。,35,8、常见的蛋白质,谷蛋白,在谷蛋白氨基酸构成中，含有赖氨酸和色氨酸。主要存在于谷物(谷蛋白)和小麦(小麦谷蛋白)中。,36,8、常见的蛋白质,胶原蛋白 存在于结缔组织、肌腱、骨骼、软骨、鱼骨等中。在氨基酸构成中，甘氨酸、脯氨酸含量高。,增加皮肤组织细胞的储水能力,增强和维持肌肤良好的弹性,强化肌肤的韧性,延缓肌体的衰老。,还能降低血甘油三酯和胆固醇,用于制作减肥降血脂食品。,37,8、常见的蛋白质,角蛋白 存在于毛发、指甲、羽毛、角等中。在氨基酸构成中，胱氨酸含量比较高。,角蛋白含有大量二硫键, 而且蛋白折叠很紧密, 这些结构特征使角蛋白很难被一般的蛋白酶降解。其次, 角蛋白中一些必需氨基酸,如蛋氨酸(Met) 、赖氨酸(Lys) 、组氨酸(His) 和色氨酸(Trp)含量偏低, 这进一步降低了羽毛的营养价值。,38,8、常见的蛋白质,精蛋白,以精氨酸为主，其次为赖氨酸和组氨酸。精蛋白为最简单的蛋白质物质，仅约含8种氨基酸。大多存在于卵子、精子及脾中。,除了作用常用的防腐剂外，还具有很高的营养性和功能性，能降血压、助呼吸、促消化、抑肿瘤、抗血栓、强化肝功能、抑制血液凝固等。,39,8、常见的蛋白质,8.2 结合蛋白质,脂蛋白：主要存在于细胞膜中。,核蛋白：主要存在于细胞核和细胞质中。,磷蛋白：主要存在于牛乳(酪蛋白)、蛋类(卵黄磷蛋白)中。,糖蛋白：糖组分主要为葡萄糖胺、氨基半乳糖胺、半乳糖和甘露糖等。习惯上，细致地划分，一般只是将氨基己糖含量4时的糖蛋白称为粘蛋白。主要存在于皮肤、软骨、骨、结缔组织，血液、尿液、胃液和唾液中。,色蛋白：有血红蛋白和肌红蛋白 (辅基为血红素，含铁)，主要存在于血液和肌肉中。,40,8、常见的蛋白质,糖胺多糖体,结缔组织基质中蛋白质与多糖以共价和非共价键相连构成多种巨大分子称为蛋白多糖(proteoglycans)或粘蛋白(mucoproteins)。其分子组成以多糖链为主，蛋白质部分所占比例较小。往往一条多糖链上联结多条多肽链，分子量可达数百万以上。,41,8、常见的蛋白质,大豆蛋白质粉,属于球蛋白类，在大豆种子中含有30左右。可分为粉状、粒状和纤维状大豆蛋白质粉，后两种在国内不普遍。,根据蛋白质含量不同，粉状大豆蛋白粉分以下几种：大豆蛋白粉（50-65）、大豆浓缩蛋白（65-90）、大豆分离蛋白（,90）。,42,