.,1,第四节 蛋白质（protein）,蛋白质的元素组成 蛋白质是主要由碳、氢、氧、氮组成的高分子化合物。 其中含碳50%56%、氢6%8%、氧19%24%、氮13%19%、硫04%、磷、铁、铜、锰、锌、钴、钼等。 多数蛋白质的含氮量约16%，因此，可通过测定食物样品的氮含量，再乘以6.25（蛋白质换算系数）得出样品中的蛋白质含量。,.,2,（一）氨基酸和肽 蛋白质由20种氨基酸以肽键连结在一起，并形成一定的空间结构的大分子。,一、氨基酸,.,3,氨基酸分子式通式,氨基酸结构示意图,.,4,构成人体蛋白质的氨基酸,注：组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量相对较少 摘自：Ellie Whitney,Sharon Rady Rolfes.Understanding NutritionM.11th ed.Thomson Wadsworth，2008:182,.,5,Amino Acid Sequence of Human Insulin,.,6,.,7,蛋白质生物合成示意图,.,8,From primary to quaternary structure,.,9,Biology/Chemistry of Protein Structure,Primary Secondary Tertiary Quaternary,Assembly Folding Packing Interaction,S T R U C T U R E,P R O C E S S,.,10,Nonessential Amino Acids: -body can synthesize for itself -food often deliver -more than 1/2 of a.a. are nonessential Essential Amino Acids: -body cannot make -there are nine -must be supplied in foods Conditionally Essential Amino Acids: -an a.a. normally nonessential but must be supplied in diet in special circumstances,.,11,（二）必需氨基酸,必需氨基酸 (essential amino acid，EAA) 是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。 共9种：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、颉氨酸、组氨酸。 半必需氨基酸 (semi-essential amino acid) 半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，所以将苯丙氨酸与酪氨酸、蛋氨酸与胱氨酸分别合并计算。,.,12,（二）必需氨基酸,条件必需氨基酸（conditional essential amino acid） 由于代谢障碍或机体某一种生理状态下不能大量合成来满足机体需要的氨基酸，如对于早产儿，胱氨酸、酪氨酸及牛磺酸是条件必需氨基酸，对外伤、术后患者，精氨酸是条件必需氨基酸。 非必需氨基酸 (non-essential amino acid） 在人体可以自身合成满足需要，包括丙氨酸、精氨酸、 天门冬氨酸、 天门冬酰胺 、谷氨酸、 谷氨酰胺、 甘氨酸、 脯氨酸、 丝氨酸。,.,13,氨基酸需要量估计值（mg/kgBW/d）,氨基酸 成人 比值 组氨酸 812 （2.9） 异亮氨酸 10 2.9 亮氨酸 14 4.0 赖氨酸 12 3.4 蛋氨酸+胱氨酸 13 3.7 苯丙氨酸+酪氨酸 14 4.0 苏氨酸 7 2.0 色氨酸 3.5 1.0 缬氨酸 10 2.9,.,14,（二）必需氨基酸,氨基酸模式（EAA pattern） 各种EAA间相互比例，称AA模式，或氨基酸相互比值。 食物中蛋白质的氨基酸模式与人体越接近，蛋白质的营养价值也越高。 鸡蛋的蛋白质氨基酸模式与人体最接近，作为参考蛋白质。,.,15,计算方法：以该种蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值 。 当食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体蛋白质的氨基酸模式时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，则食物蛋白质的营养价值越高。 这样的蛋白质有鸡蛋、奶、肉、鱼等动物性蛋白质和大豆蛋白质，被称为优质蛋白质。 其中氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的某种蛋白质常被作为参考蛋白质 (reference protein)，通常为鸡蛋蛋白质。,氨基酸模式,.,16,表1-1 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式,.,17,限制氨基酸（limiting amino acid LAA）,限制氨基酸（limiting amino acid LAA） 食物蛋白质中某一/几种EAA比值较低，会导致其他EAA在体内不能被充分利用，导致该蛋白质的营养价值降低,这一/几种EAA就称为该蛋白质的限制AA。 比值最低的称为第一限制AA。,.,18,桶板模型,赖,.,19,（二）必需氨基酸,蛋白质的互补作用（supplementary action） 将两种或两种以上的食物蛋白质混合食用，其中所含的AA可以取长补短相互补充，从而提高蛋白质的营养价值，这种作用称为蛋白质的互补作用。,.,20,.,21,.,22,增加蛋白质生物学价值的方法,互补 The complementary action of protein (combined rice and beans, milk and wheat cereal, and corn and beans) 强化 fortification 加工Processing 加热 Heat treatment 发酵 Fermentation,.,23,.,24,二、蛋白质的生理功能,人体组织的构成成分 构成体内各种重要生理活性物质 供给能量 ：4kcal（16.7kJ）/g,.,25,蛋白质代谢功能,.,26,正常人体内的蛋白质代谢概况,.,27,Functions of Body Protein,Structural and mechanical functions Collagen Keratin Motor proteins Enzymes Catalyze reactions Hormones Regulate body processes,.,28,Functions of Body Protein,Immune function Antibodies attack bacteria and viruses Fluid balance Blood proteins attract fluid Acid-base balance Proteins act as buffers Transport Lipoproteins, other carrier molecules Source of energy 4 kcal/gram,.,29,肽类的特殊生理功能,参与机体的免疫调节 促进矿物质吸收 降血压作用 清除自由基,.,30,三、蛋白质的消化、 吸收和代谢,.,31,营养物质的吸收,小肠是营养物质吸收的主要场所： 图 小肠的构造与吸收表面积,.,32,营养素的消化吸收,口腔: 磨碎、湿润、溶解食物。唾液腺（腮腺、下颌腺、舌下腺）分泌唾液淀粉酶、溶菌酶等。 食管：机械蠕动，运送食物。 胃：分泌盐酸、胃蛋白酶、黏液等，贮存、搅拌、粉碎食物。 胰：分泌消化酶（胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等）。 肝脏和胆囊：分泌胆汁，促脂肪吸收。 十二指肠和小肠：分泌消化酶（淀粉酶、酞酶、脂肪酶、蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶等），是蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水消化吸收的主要部位。 大肠：分泌黏液，贮存粪便。 直肠和肛门：排出粪便。 食物残渣通过消化道的时间约为24小时。,.,33,一个体重70kg的正常成人蛋白质代谢及氮平衡,.,34,氮平衡（Nitrogen balance）,(1)必要的氮损失（obligatory nitrogen losses）,(2) 氮平衡： BI（UFS）,Positive nitrogen balance,N in N out,N in = N out,Nitrogen equillibrium,Negativenitrogen balance,N in N out,.,35,B = I -（U+F+S）=5%,.,36,四、食物蛋白质营养学评价,食物中蛋白质的营养价值决定于以下三个因素： 食物中蛋白质的含量； 食物中蛋白质被消化吸收程度； 食物中蛋白质被利用程度。,.,37,微量凯氏（Kjeldahl）定氮法测定 大豆30-40%为最高 畜禽鱼蛋类10-20% 粮谷类8-10% 鲜奶类1.5-3.8%,食物粗蛋白含量=食物含氮量6.25,（一）蛋白质含量（content）,.,38,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,.,39,（二）消化率（digestibility）,反映Pro在消化道内被分解、吸收程度，实际多用表观消化率 1、值更低，作了较低的估计，具有更大的安全性； 2、测定方法简便易行。,.,40,动物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro,.,41,反映蛋白质在体内被利用的程度常用指标 生物价 蛋白质净利用率 蛋白质功效比值 氨基酸评分,（三）蛋白质利用率（utilization),.,42,生物学价值（biological value，BV） Pro经消化吸收后，进入机体可以储留利用的程度。 BV 越高，表明其利用率也越高。,（三）蛋白质利用率（utilization),.,43,.,44,几种食物混合后蛋白质的生物价,.,45,蛋白质净利用率（net protein utilization，NPU) 反映摄入蛋白质在体内的利用情况。 蛋白质净利用率=生物学价值消化率 储留氮 吸收氮 储留氮 = *= 吸收氮 摄入氮 摄入氮,（三）蛋白质利用率（utilization),.,46,蛋白质功效比值 (protein efficiency ratio, PER),实验结果以酪蛋白为对照组，按以下公式校正：,（三）蛋白质利用率（utilization),.,47,1计算被测Pro每种EAA的评分值； 2找出最低的EAA（即第一限制AA）评分值，即为该Pro的氨基酸评分。,氨基酸评分 (amino acid score, AAS),（三）蛋白质利用率（utilization),.,48,.,49,经消化率修正的氨基酸评分（protein digestibility corrected amino acid score, PDCAAS） 经消化率修正的氨基酸评分=氨基酸评分真消化率,氨基酸评分,.,50,几种食物蛋白质的PDCAAS,.,51,五、蛋白质营养不良,蛋白质缺乏往往与能量缺乏同时发生，称为蛋白质-能量营养不良（protein-energy malnutrition，PEM）。 以婴幼儿最为多见,表现为生长发育迟缓,体重减轻，机体免疫机能下降等。 原发性PEM PEM 继发性PEM,.,52,蛋白质-能量营养不良,儿童,.,53,临床表现,又称为恶性营养不良,.,54,浮肿型,消瘦型,混合型,.,55,蛋白质-能量营养不良,诊断： 估算一日