食品营养学蛋白质.ppt

第四节蛋白质1 完全蛋白质这是一类优质蛋白质 它们所含的必需氨基酸种类齐全 数量充足彼此比例适当 这一类蛋白质不但可以维持人体健康 还可以促进生长发育 母奶 蛋 鱼 肉中的蛋白质都属于完全蛋白质 而鸡蛋的氨基酸模式与人体的最接近 所以也常用作评价蛋白质营养价值的指标 2 不完全蛋白质这类蛋白质不能提供人体所需的全部必需氨基酸 单纯靠它们既不能促进生长发育 也不能维持生命 例如 肉皮中的胶原蛋白便是不完全蛋白质 3 半完全蛋白质这类蛋白质所含氨基酸虽然种类齐全 但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要 它们可以维持生命 但不能促进生长发育 食物中所含与人体所需相比有差距的某一种或某几种氨基酸叫做限制氨基酸 小麦 谷类蛋质中赖氨酸含量多半较少 它们的限制氨基酸是赖氨酸 二 必需氨基酸 1 必需氨基酸 essentialaminoacid 是指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 种类有 异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸 缬氨酸 苏氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸和蛋氨酸 组氨酸为婴儿必需氨基酸 成人需要量很少 2 半必需氨基酸又称条件必需氨基酸 conditionallyessentialaminoacid 为半胱氨酸和酪氨酸 原因是它们在人体内分别可由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成 因此不完全依赖食物获得 笨蛋来宿舍晾一晾鞋 3 非必需氨基酸 nonessentialaminoacid 剩余的9种氨基酸人体自身可以合成 在计算食物必需氨基酸组成时 往往将蛋氨酸和半胱氨酸 苯丙氨酸和酪氨酸合并计算 人体内氨基酸 4 氨基酸模式 aminoacidpattern 是某种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1 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 当食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质越接近时 必需氨基酸被机体利用的程度也越高 食物蛋白质的营养价值也相对越高 5 限制氨基酸 limitingaminoacid 是指食物蛋白质中一种或几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 参考蛋白 referenceprotein 是指可用来测定其它蛋白质质量的标准蛋白 蛋白质互补作用 complementaryaction 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 三 具有特殊功效的肽与氨基酸 1 牛磺酸 taurine 牛磺酸是生物体内含硫氨基酸代谢的终产物 广泛存在于动物组织和植物中 在机体内分布于中枢神经系统 视网膜 肝 骨骼肌 心肌 血细胞 胸腺及肾上腺等 尤以脑组织和心脏的浓度高 牛磺酸的生理功能 保护视网膜 维护视网膜光感受活性 体内氧化物质的清除剂 可与胆碱结合形成硫磺胆酸 参与脂类的消化吸收 降低血小板聚积 可改善肝功能 抑制血压上升 增强心脏收缩力 提高胰岛素活性等 牛磺酸在体内可由蛋氨酸 半胱氨酸合成 当体内牛磺酸不足时还可通过肾脏重吸收和减少排泄 以维持体内含量的稳定 海产品中的牛磺酸含量最高 如牡蛎 蛤蜊中牛磺酸可高达400mg 100g以上 2 精氨酸 精氨酸可刺激垂体分泌生长激素 对促进儿童生长有作用 精氨酸还可促进胶原组织的合成 有促进伤口愈合的作用 精氨酸与人体免疫有密切关系 补充精氨酸还能减少肿瘤体积 降低肿瘤的转移率 含精氨酸丰富的食物有蚕豆 黄豆 豆制品 核桃 花生 牛肉 鸡 鸡肉 鸡蛋 干贝 墨鱼与虾等 3 谷氨酰胺 Gln 在人体内的功能生理功能主要有 生物合成核酸的必需物质 器官与组织之间氮与碳转移的载体 蛋白质合成与分解的调节器 可形成其它氨基酸 肾脏排泄氨的重要物质 小肠黏膜的内皮细胞 肾小管细胞 淋巴细胞 肿瘤细胞与成纤维细胞能量供应的主要物质 防止肠衰竭的最重要营养素 也是目前为止人体是否发生肠衰竭的唯一可靠指标 4 谷胱甘肽 glutathione GSH 化学名称为 L 谷氨酸 L 半胱氨酰 甘氨酸 在体内可清除自由基 防止体内活性物质氧化 GSH对放射线 抗肿瘤药物所引起的白细胞减少有恢复保护作用对有毒化合物 重金属等有解毒作用 还可抑制由于乙醇侵袭而出现的脂肪肝的发生 四 蛋白质在体内的动态变化和氮平衡 氨基酸池 aminoacidpool 存在于人体各组织 器官和体液中的游离氨基酸 统称为氨基酸池 必要的氮损失 obligatorynitrogenlosses 机体每天由于皮肤 毛发和粘膜的脱落 妇女月经期的失血及肠道菌体死亡排出等损失约20g以上的蛋白质 这种氮排出是机体不可避免的氮消耗 称为必要的氮损失 氮平衡 nitrogenbalance 是反应机体摄入氮 食物蛋白质含氮量约为16 和排出氮的关系 B I U F S B 氮平衡 I 摄入氮 U 尿氮 F 粪氮 S 皮肤等氮损失 摄入氮和排出氮相等为零氮平衡 zeronitrogenbalance 摄入氮多于排出氮为正氮平衡 positivenitrogenbalance 摄入氮少于排出氮为负氮平衡 negativenitrogenbalance 概述 蛋白质 protein 是由氨基酸构成的 aminoacid AA 构成的高分子含氮化合物 是构成生命的物质基础 正常人体内约16 19 是蛋白质 人体内的蛋白质在不断的更新和修复当中 PS 白血病要换骨髓 一 蛋白质的生理功能 一 构成人体组织成分 促进生长发育细胞中 除水分外 蛋白质约占细胞内物质的80 因此 构成机体组织 器官的成分是蛋白质最重要的生理功能 人体内的血液成分处于一种不断的新陈代谢中 老的细胞被清除 生成新的细胞 骨髓的重要功能就是产生生成各种血细胞的干细胞 这些干细胞通过分化再生成各种血细胞如红细胞 白细胞 血小板 淋巴细胞等 简单的说骨髓的作用就是造血功能 因此 骨髓对于维持机体的生命和免疫力非常重要 构造人的身体蛋白质是一切生命的物质基础 是人体细胞的重要组成部分 是构成人体组织的主要原料 人体的每个组织 毛发 皮肤 肌肉 骨骼 内脏 大脑 血液 神经 内分泌等都是由蛋白质组成的 达芬奇的画名叫 维特鲁威人 根据古罗马建筑师维特鲁威的比例学说 达芬奇亲手绘制出 维特鲁威人 这一完美的人体 大脑组织发育的特点 一次性完成细胞增殖出生后到一岁 特别是0 6个月 是大脑细胞猛烈增长的时期 到一岁大脑细胞增殖基本完成 其数量已达成人的9 10 所以孕期和0到1岁 优质蛋白质的摄入入对儿童的智力发展尤为重要 生长发育 蛋白质唯一具有修复细胞组织的功能 一个人如果蛋白质的摄入 吸收 利用都很好 那么整个身体的细胞组织就是健康的 皮肤就是光泽而又有弹性的 反之 人则经常处于亚健康状态 细胞组织受损后 包括外伤 不能得到及时和高质量的蛋白质修补 便会加速肌体衰退 人血浆蛋白质的半寿期约为10天 肝中大部分蛋白质的半寿期约为1 8天 蛋白质还具有修复人体细胞组织的功能 生物学 又称半衰期 化学动力学基本参数之一 指反应物浓度降低到其初始浓度一半所需要的时间 3 产生调节物质 激素的主要原料 形成垂体激素 分别调节动物体的生长 发育 生殖 代谢 或控制各外周内分泌腺体以及器官的活动 甲状腺素 胰岛素及肾上腺素高度分化的内分泌细胞合成并直接分泌入血的化学信息物质 它通过调节各种组织细胞的代谢活动来影响人体的生理活动 由内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性物质 在体内作为信使传递信息 对机体生理过程起调节作用的物质 就是激素 是我们生命中的重要物质 我国在世界上率先合成人工结晶牛胰岛素 这是世界上第一个人工合成的蛋白质 运输功能功能载体蛋白维持肌体正常新陈代谢所需各物质在体内的运输 对维持人体的正常生命活动至关重要 比如 血红蛋白 输送氧 红血球更新速率250万 秒 脂蛋白 输送脂肪细胞膜上的受体还有转运蛋白等 构成催化和调节功能的各种酶生命活动中的消化 吸收 利用 呼吸 运动和生殖 都是酶促反应过程 我们身体有数千种酶 每一种只能参与一种生化反应 人体细胞里每分钟要进行上百次生化反应 相应的酶充足 反应就会顺利 快捷的进行 我们就会精力充沛 不易生病 否则 反应就变慢或者被阻断 酶的特性 1 专一性 一种酶只催化一种反应2 高效性 是化学催化剂的107 1013倍3 温和性 不需加热 常温可反应 30 50 酶的活性最强 超过适宜的温度时 酶将逐步丧失活性 3 维持血浆胶体渗透压 血浆中含量最多 分子量小 溶解度大 功能较多的一种蛋白质 白蛋白 维持血浆胶体渗透压的平衡及体液平衡 胶体渗透压是使静脉端组织间液重返血管的主要动力 4 免疫系统的物质基础免疫细胞和免疫蛋白 白细胞 淋巴细胞 巨噬细胞 抗体 免疫球蛋白 补体 干扰素等 七天更新一次 当蛋白质充足时 这个部队就很强 在需要时 数小时内可以增加100倍 5 构成神经递质 神经末梢分泌的 在神经突触传递中担当信使的特定化学物质 维持神经系统的正常功能 Ps 多巴胺 多巴胺是一种神经传导物质 用来帮助细胞传送脉冲的化学物质 这种脑内分泌主要负责大脑的情欲 感觉 将兴奋及开心的信息传递 也与上瘾有关 研究带头人布兰登 阿拉戈纳将这种多巴胺戏称为 爱情的毒药 当他们把这种化学物质注射到从来没有交配过的雄田鼠的大脑里时 发现这些小家伙马上放弃了对其他雌田鼠的追求 而是一心一意地只想获得那只早已倾心的雌田鼠的爱 进一步的研究发现 这种多巴胺会改变田鼠大脑某一区域上的 沟渠 这个区域为许多动物所拥有 包括人类 当已经有伴侣或曾有过伴侣的雄田鼠再次结识一个新异性时 它大脑里的这个区域就会发生剧烈变化 尽管这个时候雄田鼠大脑也会产生 爱情的毒药 这种化学物质 但是此时 该化学物质就会被已经改变的 沟渠 导向另一个神经元 导致雄田鼠无法对新异性燃起曾有的激情 遂变得冷淡起来 6 合成胶原蛋白胶原蛋白占身体蛋白质的1 3 生成结缔组织 构成身体骨架 如骨骼 血管 韧带等 决定了皮肤的弹性 保护大脑 在大脑脑细胞中 很大一部分是胶原细胞 并且形成血脑屏障保护大脑 血脑屏障是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障 这些屏障能够阻止某些物质 多半是有害的 由血液进入脑组织 血脑屏障 脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成 8 运动功能 从最低等的细菌鞭毛运动到高等动物的肌肉收缩都是通过蛋白质实现的 肌肉的松弛与收缩主要是由以肌球蛋白为主要成分的粗丝以及以肌动蛋白为主要成分的细丝相互滑动来完成的 肠道平滑肌的蠕动也是通过蛋白质实现的 二 必须氨基酸和氨基酸模式 一 必需氨基酸蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子 是一种复杂的有机化合物 氨基酸通过脱水缩合形成肽链 一条或多条多肽链组成的生物大分子就是蛋白质 为什么蛋白质是螺旋的为什么DNA是螺旋的 第3节蛋白质营养价值的评价 1 食物蛋白质的含量微量凯氏定氮法 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 系数 2 蛋白质消化率 digestibility 是指蛋白质受消化酶水解后吸收的程度 即吸收氮与摄入氮 食物氮 的比值 蛋白质的消化率不仅反映了蛋白质在消化道内被分解的程度 同时还反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度 真消化率 truedigestibility 食物氮 粪氮 粪代谢氮 蛋白质真消化率 100 食物氮 表观消化率 apparentdigestibility 食物氮 粪氮蛋白质表观消化率 100 食物氮 表6 1几种食物蛋白质的消化率 摘自WHOTechnicalReportSeries724 第119页 1985年 3 蛋白质利用率 生物价 biologicalvalue BV 蛋白质净利用率 netproteinutilization NPU 蛋白质功效比值 proteineffciencyratio PER 氨基酸评分 aminoacidscore AAS 生物价 biologicalvalue 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 netproteinutilization 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 NPU 消化率 生物价 储留氮 食物氮 100 蛋白质功效比值 proteineffciencyratio PER 是用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 蛋白质功效比值 动物体重增加 g 摄入食物蛋白质 g 被测蛋白质功效比值 实验组功效比值 对照组功效比值 2 5 氨基酸评分法 aminoacidscore AAS 也称化学分或蛋白质分 用化学方法测定一种食物蛋白质的必需氨基酸含量 再分别与参考蛋白中相应的氨基酸含量进行比较 其中最不足的一种被定为蛋白质的限制氨基酸 被测蛋白质中某种氨基酸量 mg 氨基酸评分 100 参考蛋白质中该种氨基酸量 mg 通常将鸡蛋蛋白质作为参考蛋白质 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 表6 3常见几种食物蛋白质质量 摘自 营养与食品卫生学 第3版 第11页 经消化率修正的氨基酸评分 proteindigestibilitycorrectedaminoacidscore 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 真消化率表6 4几种食物蛋白质经消化率修正的氨基酸评分 摘自UnderstandingNutrition 第8版 AppendixJ 1999年 4 蛋白质营养不良及营养状况评价 4 1 蛋白质 能量营养不良 protein energymalnutrition PEM Kwashiorker氏症 加西卡病 指能量摄入基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病 主要表现为腿腹部水肿 虚弱 情感淡漠 易感染其它疾病等 生理上的变化有牙齿生长延迟 牙珐琅质龋死及因贫血引起的牙床和黏膜苍白 Kwashiorkor Kwashiorkor Marasmus氏症 指蛋白质和能量摄入均严重不足的儿童营养性疾病 患儿消瘦无力 易感染其它疾病而死亡 成人蛋白质摄入不足可引起体力下降 浮肿 抗病力减弱等 Marasmus Marasmus 4 2 蛋白质缺乏的原因 1 膳食中蛋白质和热能供给不足合成蛋白质需要的各种必需氨基酸和非必需氨墓酸数量不足且比例不当 2 消化吸收不良由于肠道疾病 影响食物的摄入及蛋白质的消化吸收 3 蛋白质合成障碍肝脏是合成蛋白质的重要器官 肝脏发生病变 会使肝脏合成蛋白质的能力降低 出现负氮平衡及低蛋白血症 成为腹水和浮肿的原因之一 4 蛋白质损失过多 分解过甚如肾炎 可从尿中失去大量蛋白质 每日可达10 20g 体内合成的难以补偿 肝脏疾病形成腹水时 会使蛋白质损失严重 创伤 手术 甲状腺功能亢进等能加速组织蛋白质的分解 破坏 造成氮负平衡 蛋白质缺乏症的营养治疗原则是在找出病因基础上 全面加强营养 尽快提高患者的营养水平 供给足够热能和优质蛋白质的低脂肪膳食 同时补充维牛素和矿物质 消化机能减退者用流食 少食多餐 以提高蛋白质营养水平 4 3 蛋白质摄入过多摄入较多的动物脂肪和胆固醇 加重了肾脏的负荷 造成含硫氨基酸摄入过多 可加速骨骼中钙质的丢失 易产生骨质疏松 osteoporosis 5 影响蛋白质在体内利用效果的因素 5 1氨基酸组成不平衡动物蛋白质的必需氨基酸组成较植物蛋白合理 各项利用率均高于植物蛋白 植物蛋白中玉米蛋白质质量较其他品种差 动物蛋白中明胶由于缺乏色氨酸 如果它作为膳食蛋白的唯一来源时还会使实验动物体重减轻 5 2摄入热量不足当膳食中的热量很低时 吸收的氨基酸有一部分作为能源被消耗 氮在体内的贮留也减少 如果膳食中热量供给充足 蛋白质在体内的利用效果才主要由蛋白质的需要量和质量来决定 5 3体力活动少人体合成蛋白质的能力还受体力活动的影响 经常从事体力活动的人肌肉发达 同一个体如长时期不从事体力活动 在体重不变化的情况下 常常是肌肉变得松弛而体脂增加 久卧床上的病人尤其是老年人也仍会出现负氮平衡 5 4伤害人受伤后氮的排泄会增加 采用普通膳食的人 每天损失的氮可高达20g 只有到痊愈后才能恢复失去的氮 因此受伤的病人膳食中应保证充足的优质蛋白 5 5情绪波动忧郁 恐惧 发怒等异常精神压力是肾上腺素的分泌量增加 进而促使糖原分解加快并促进脂肪氧化及蛋白质分解 使氮的丢失增加 如 学生在考试紧张时也会出现以上现象 因而考试期间应特别注意学生膳食中的蛋白质供给 6 蛋白质供给量及食物来源 6 1供给量FAO WHO于1985年提出成人男女蛋白质的安全摄入量为每日每公斤体重0 75g 这是按优质蛋白质如乳 禽蛋等而言的 我国目前膳食仍以植物食品为主 蛋白质质量和消化率等不如动物蛋白高 因此仍规定较高 在1 9 1 2g范围内 蛋白质供给量如按能量计算 成人占总能的11 12 儿童和青少年为13 14 均可保证生理需要 1岁以内婴儿的蛋白质供给量为2 4g kg体重 其中母乳喂养者为2g kg体重 牛乳喂养者3 5g kg体重 混合喂养者为4g kg体重 6 2蛋白质的食物来源动物食品的蛋白质质量较高 其中畜禽肉类和鱼类蛋白质含量为10 20 鲜奶类1 5 3 8 蛋类11 14 干豆类的蛋白质含量为20 40 花生 核桃等硬果含蛋白质15 30 薯类只含2 3 谷物中一般含蛋白质6 10 生物价值不如蛋白质和豆类蛋白 但因我国人民每日摄入的谷类数量相对比较大 如成人每日食用400 500g谷物食品即可从中获得蛋白质35 40g 因此谷类食物仍是我们的重要蛋白质来源 7 人体蛋白质营养状况评价 人体蛋白质营养状况可从三方面评价 生化指标氮平衡测定人体测量 7 1生化指标 血清白蛋白 正常值35 50g L 血清运铁蛋白 2 2 4 0g L 血清甲状腺素结合前蛋白 280 350mg L 视黄醇结合蛋白 26 76mg 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 7 2氮平衡测定蛋白质缺乏时为负氮平衡 7 3人体测量 体重 身高 皮褶厚度 上臂围 表6 6常见食物蛋白质换算系数 组氨酸为婴儿必需氨基酸 成人需要量可能较少 摘自ModernNutritioninHealthandDisease 第9版 第14页 1999年 表6 7构成人体蛋白质的氨基酸 思考题 1 蛋白质有何生理功能 2 何谓必需氨基酸 必需氨基酸包括哪几种 认识它们对合理利用蛋白质有何作用 3 何谓第一限制氨基酸 生物价 氨基酸评分 它们之间有何联系 4 如何衡量蛋白质利用率 5 简述牛磺酸 精氨酸 谷胱甘肽的营养学意义 6 试依据谷类食物的蛋白质构成特点 分析提高谷类食物营养价值的途径有哪些 7 蛋白质缺乏的原因