宏量营养素第二章第一节 蛋白质一、蛋白质的分类与生理功能二、必需氨基酸和限制氨基酸三、蛋白质在体内的动态变化及氮平衡四、食物蛋白质营养价值的评价生命是蛋白体的存在方式。 恩格斯蛋白质的元素组成蛋白质是由20多种氨基酸通过肽键连接起 来的具有生命活动的大分子。蛋白质是主要由碳、氢、氧、氮组成的高 分子化合物。其中含碳5056%、氢68%、氧19 24%、氮1319%、硫04%、磷、铁、铜、 锰、锌、钴、钼等。 可通过测定食物样品的氮含量，再乘以蛋 白质换算系数得出样品中的蛋白质含量。-CO-NH-一、蛋白质的分类及生理功能 完全蛋白质 含有人体生长所必需的各种氨基酸，且氨 基酸比例接近人体需要。动物来源的蛋白质大多为完 全蛋白质，如奶中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋类中的卵 白蛋白、卵黄磷蛋白，肉类中的白蛋白、肌蛋白和大 豆中的大豆蛋白等； 不完全蛋白质 缺少一种或几种人体必需的氨基酸。如 玉米胶蛋白、动物结缔组织、蹄筋胶质及由动物皮等 制得的白明胶。 半完全蛋白质 含有人体所必需的各种氨基酸，但氨 基酸组成比例不平衡。如小麦、大麦中的麦胶蛋白。（一）蛋白质的分类一、蛋白质的分类及生理功能1. 构成和修补人体组织：机体生长发育及补充 新陈代谢所损失的氮，都需要从食物获得氮源， 食物只有提供含必需氨基酸种类齐全、配比适当 的蛋白质，才能保证机体的生长和发育。 2.调节体液和维持酸碱平衡：当人摄入蛋白质不足 时，血浆蛋白浓度降低，渗透压下降，水无法全 部返回血液循环系统而积蓄在细胞间隙内，出现 水肿。同时，蛋白质是两性物质，能与酸或碱进 行化学反应，维持血液酸碱平衡。一、蛋白质的分类及生理功能（二）蛋白质的生理功能3.合成生理活性物质 如胰岛素、肾上腺素、甲状腺 素、维生素、血红蛋白、酶 4.增强免疫力 合成白细胞、抗体、补体需要充足的 蛋白质。 5.提供能量 人体总能量的11-14%由蛋白质提供。一、蛋白质的分类及生理功能（二）蛋白质的生理功能多个不同氨基酸组成肽。 2个或3个氨基酸分别称为二肽或三肽。 10个以下氨基酸称寡肽 。 含10个以上氨基酸称多肽。构成人体蛋白质的氨基酸有20种（见图） 。二、必需氨基酸和限制氨基酸氨基酸是组成蛋白质的基本单位。氨基酸分子式通式氨基酸结构示意图*10氨基酸 英文 氨基酸 英文 必需氨基酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸 组氨酸* 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 条件必需氨基酸 半胱氨酸 酪氨酸Aspartic acid(Asp) Asparagine(Asn) Glutamic acid(Glu) Glutamine(Gln) Glycine(Gly) Proline(Pro) Serine(Ser)Cysteine(Cys) Tyrosine(Tyr)*组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。摘自Modern Nutrition in Health and Disease ，第9版，第14页，1999年。 构成人体蛋白质的氨基酸 （一） 必需氨基酸 (essential amino acid，EAA) 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8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（婴儿） 、精氨酸（婴儿） 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，因此，被称为半必需氨基酸。（二） 限制氨基酸 (limiting amino acid，LAA) 将食物蛋白质中各种必需氨基酸的数量与人体 需要量模式进行比较、相对不足的氨基酸称为限 制氨基酸。eg 粮谷类的限制氨基酸是赖氨酸，豆类、花 生、猪肉等为蛋氨酸和胱氨酸。而鱼则为色氨酸 。蛋白质的 互补作用将几种食物进行混合，能起到取长补短，使 其必需氨基酸的构成更接近人体需要量模式 ，从而提高蛋白质在体内的利用率。*14氨基酸人体全鸡蛋鸡蛋白牛奶猪瘦肉牛肉大豆面粉大米异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋氨酸+半胱氨酸苯丙氨酸+酪氨酸苏氨酸缬氨酸色氨酸4.07.05.53.56.04.05.01.02.54.03.12.33.62.12.51.03.35.64.33.96.32.74.01.03.06.45.42.46.12.73.51.03.46.35.72.56.03.53.91.03.25.65.82.84.93.03.21.03.05.14.41.76.42.73.51.02.34.41.52.75.11.82.71.02.55.12.32.45.82.33.41.0几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式 根据食物成分表（王光亚主编，人民卫生出版社，1991年）计算。大豆、全鸡蛋（红皮 ）来自上海；鸡蛋白来自河北；牛奶产自甘肃；猪瘦弱、牛肉（里脊）、小麦标准粉来自北 京；大米为浙江早籼标二米。 如大豆和米或面混合食用时，大豆蛋白富含的赖氨酸 与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充，可明显提高米面 蛋白质的营养价值。1. 消化吸收 胃：胃酸使蛋白质变性，激活胃蛋白酶原 分解蛋白质。 小肠：蛋白质被胰蛋白酶、糜蛋白酶分解 为氨基酸、二肽、三肽，被小肠粘膜细胞 吸收。小肠粘膜细胞：二肽、三肽被肽酶分解为 氨基酸，由门静脉至肝脏。三、蛋白质在体内的动态变化及氮平衡（一）蛋白质在体内的动态变化2. 必要氮损失机体每天由于皮肤、毛发、粘膜脱落，经 期失血，及肠道菌体死亡排出，损失的氮量， 成人平均为54mg/kg体重，相当于每人每天丢 失22g蛋白质。此种氮损失是不可避免的。因此，相当于必要氮损失的蛋白质 量是人体最低生理需要量。是研究蛋白质代谢的一个重要指标，反映机 体摄入氮和排出氮的关系。 关系式：摄入氮（I）=尿氮（U）+粪氮（F） +皮肤及其它途径排出的氮（S） 氮平衡：摄入氮=排出氮（正常人） 正氮平衡：摄入氮排出氮 （儿童，青少年，孕妇，疾病恢复期等） 负氮平衡：摄入氮排出氮（饥饿，疾病，老年）（二）氮平衡三、蛋白质在体内的动态变化及氮平衡氨基酸组成不平衡（明胶蛋白缺乏色氨酸） 摄入能量不足（负氮平衡） 体力活动少（松弛无力 体脂增加） 伤害及情绪波动（负氮平衡）三、蛋白质在体内的动态变化及氮平衡（三）影响蛋白质在体内利用效果的因素临床表现：消化不良腹泻血浆白蛋白下 降水肿肌肉萎缩体重减轻贫血女性月 经障碍、乳汁分泌减少、生殖功能障碍。若蛋白质摄入严重不足，导致“蛋白质恶性营 养不良症 主要表现为水肿。若蛋白质和热能同时严重缺乏时，导致“干瘦 型营养不良 主要表现为消瘦。四、蛋白质营养失调1. 蛋白质缺乏KwashiorkorKwashiorkorMarasmusMarasmusMarasmusMarasmus阜阳奶粉 事件2. 蛋白质摄入过多四、蛋白质营养失调蛋白质分解为氨由尿排出时，需要大量水 分，从而增加肾脏负担。若过多含硫氨基酸（动物蛋白）摄入， 可加速骨钙丢失，易致骨质疏松。同时伴随 高脂肪摄入，对身体不利。食物中蛋白质含量 蛋白质消化率 蛋白质生物价（利用率） 蛋白质净利用率 蛋白质功效比值 氨基酸评分五、食物蛋白质营养价值的评价五、食物蛋白质营养价值的评价1. 蛋白质含量凯氏 定氮粗蛋白含量=含氮量（%）6.25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食物氮食物氮(粪氮粪代谢氮) 蛋白质消化率(%)= 100%该计算结果也称真消化率。2. 蛋白质消化率 (digestibility)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。摄入氮吸收氮 蛋白质消化率(%)= 100%表观消化率(%) = 食物氮粪氮食物氮100%表观消化率的结果比真消化率低*41表 几种食物的蛋白质真消化吸收率（%） 食物真消化吸收率食物真消化吸收率 鸡 蛋973燕 麦867 牛 肉953小 米79 肉 鱼943大 豆 粉867 面粉 (精)964菜 豆78 大 米884花 生 酱88 玉 米856中国混合膳96吴坤主编营养与食品卫生学M 第5版，北京：人民卫生出版社，2003，8，p15返回生大豆60%熟豆浆85% / 豆腐90-96%3. 蛋白质生物价（biological value，BV）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）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，极少有过多的氮排出。蛋白质吸收后在体内贮留的程度蛋白质净利用率（%）= 消化率 生物价= 100氮储留量食物氮4.蛋白质净利用率 (net protein utilization, NPU)摄入的蛋白质被机体贮留的程度蛋白质功效比值 = 动物体重增加（g）摄入食物蛋白质（g）实验结果以酪蛋白为对照组，按以下公式校正：被测蛋白质功效比值 = 实验组功效比值对照组功效比值2.55.蛋白质功效比值 (protein efficiency ratio, PER)实验动物每摄入1g蛋白质，动物体重增加的克数，表示蛋白质使动物增长的效率。氨基酸评分=被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中必需氨基酸量(mg)理想模式蛋白质每克氮(或蛋白质)中必需氨基酸量(mg)6. 氨基酸评分 (amino acid score, AAS)用化学方法测定一种食物蛋白质的必须氨基酸的含量 ，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该蛋白质的限制氨基酸。食 物BVNPU(%)PERAAS常见几种食物蛋白质质量全鸡蛋94843.921.00全牛奶87823.090.98鱼83813.550.75 牛肉74742.300.69 大豆73662.320.46精制面粉52510.600.34大米63632.160.59 土豆67600.48几种食物蛋白质的PDCAAS食物蛋白PDCAAS酪蛋白1.00鸡蛋1.00大豆分离蛋白0.99牛肉0.92豌豆粉0.69菜豆0.68斑豆0.63燕麦粉0.57花生粉0.52小扁豆0.52全麦0.40食物蛋白PDCAAS*48蛋白质和氨基酸在食品加工时的变化（一）热处理 变性、分解、氧化、氨基酸之间的键交换 、新键的形成等，保藏、提高消化率、破坏有毒物质、酶 制剂、抗生素等；过度影响其营养价值。（二）碱处理 异构、形成新氨基酸、有时降低营养价值（三）冷冻加工 降解、不可逆变性（四）脱水干燥 温度过高、时间长蛋白变性、硬度增加成人 (1860岁)* 男女 轻体力活动 7565 中体力活动 8070 重体力活动 9080*按1.16 g蛋白质/（kg.d）计算。六、蛋白质的推荐摄入量及食物来源1. 推荐摄入量(RNI) (g/d) 蛋白质广泛存在于动物性食物（畜、禽、鱼、 蛋、奶）和植物性食物（豆类、谷类）中。 动物性蛋白质质量好，在人体内利用率高，但 同时富含