第三章 蛋白质消化与吸收,第一节 蛋白质功能和营养性 第二节 食物蛋白质的利用及营养性评价 第三节 食物蛋白质的消化和吸收 第四节 蛋白质的代谢 第五节 食品加工与蛋白质功能变化,第一节 蛋白质,要点： (Essential amino acid, EAA)人体不能合成或很成速度不能满足机体需要，必须从事物中直接获得的氨基酸。 (amino acid pattern)蛋白质中各种氨基酸的构成比例。 (reference protein)以人体蛋白质结构为比较的，较为接近的食物蛋白质，如卵蛋白。 (limting amino acid)食物蛋白质中相对含量较低的必需氨基酸。 (nitrogen balance)反应机体摄入氮和排除氮的量的比较，有零氮平衡、正氮平衡和负氮平衡。,必需氨基酸,氨基酸模式,限制氨基酸,参考蛋白,氮平衡,第一节 蛋白质,食物蛋白质在机体消化道内被分解的程度和消化后的氨基酸、肽被吸收的程度。 机体吸收的来自于食物的蛋白质。 机体内部分泌的活性成分和酶以及含氮成分化合物，这些成分中有些也参与体内氮代谢或组成新的蛋白质。 成熟动物的体蛋白质是经常的反复合成与分解，以动平衡(dynamic equilibrium)的方式保持着代谢转换(turnover)。,蛋白质消化率,外源性蛋白,Folin两元学说,内源性蛋白,第一节 蛋白质功能和营养性,一、蛋白质的生物功能： 人体必需六大类营养物质：蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质及水。在六大类营养物质中，起着特殊而又中心性作用的是蛋白质，蛋白质的生物学功能可以表述为： 机体及机体一切细胞的基本构成物质。 构成机体几乎所有的生命活性物质，包括酶类、激素类、抗体及免疫物质类，以及形成机体的渗透压，引发机体的各种活动。 蛋白质是机体内很多重要的代谢物质、营养物质的载体，多种营养成分需要蛋白质携带和转运。 各种类蛋白质由各种不同的氨基酸组成，这是六大类营养物质中特有的，是生命活动的需求。,第一节 蛋白质功能和营养性,二、蛋白质对组成生命和生命活动的作用： 体内结构性：蛋白质是一切生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。蛋白质是构成人体组织的主要成分，是供给氮的唯一来源，其含量约占人体总固体量的45。人体的一切细胞组织都由蛋白质组成。许多具有重要生理作用的物质，缺少蛋白质就不存在。(酶，蛋白激素 ，运输、肌动、胶原蛋白，免疫球蛋白 等)。 供给热量：供给热能不是蛋白质的主要功用。但是在组织细胞不断更新过程中，蛋白质分解成氨基酸后，有一小部分不再利用而分解产热；也有一部分吸收的氨基酸，由于摄食过多或不符合体蛋白合成的需要，则氧化产热(1015%)(不断分解与合成的动平衡之中)。,第一节 蛋白质功能和营养性,三、蛋白质的营养性： 机体储存蛋白质的量很少，在营养充足时，也不过只有体蛋白总量的1%左右。这种蛋白质称为易动蛋白，主要储于肝脏、肠粘膜和胰腺，丢失后对器官功能没有改变。当膳食蛋白缺乏时，组织蛋白分解快、合成慢，导致如下一系列生化、病理改变和临床表现： 肠粘膜和消化腺较早累及，临床表现为消化吸收不良、腹泻； 肝脏不能维持正常结构与功能，出现脂肪浸润； 血浆蛋白合成发生障碍；,第一节 蛋白质功能和营养性,三、蛋白质的营养性： 酶的活性降低，主要是黄嘌呤氧化酶和谷氨酸脱氢酶降低； 由于肌肉蛋白合成不足而逐渐出现肌肉萎缩； 因抗体合成减少，对传染病的抵抗力下降； 由于肾上腺皮质功能减退，很难克服应激状态； 胶原合成也会发生障碍，使伤口不易愈合； 儿童时期可见骨骼生长缓慢、智力发育障碍。蛋白质长期摄入不足，可逐渐形成营养性水肿，严重时导致死亡。,第一节 蛋白质功能和营养性,四、必需氨基酸和非必需氨基酸的要求性： 蛋白质分子的基本单位是氨基酸 。有20种氨基酸在体内能参与蛋白质合成，都是人体所不可缺少的。 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9种, 在体内不能自行合成，或合成速率不能满足机体需要，必须由食物供给。这些氨基酸称为必需氨基酸。9种中的组氨酸是婴幼儿必需氨基酸，婴儿缺乏时患湿疹。,第一节 蛋白质功能和营养性,四、必需氨基酸和非必需氨基酸的要求性： 蛋白质分子的基本单位是氨基酸 。有20种氨基酸在体内能参与蛋白质合成，都是人体所不可缺少的。 半必需氨基酸：半胱氨酸和酪氨酸在体内能分别由蛋氨酸和苯丙氨酸合成，这两种氨基酸如果在膳食中含量丰富，则有节省蛋氮酸与苯丙氨酸两种必需氨基酸的作用。 非必需氨基酸：上述20种氨基酸除须氨基酸外的11种在体内能自行合成，称为非必需氨基酸。,注：*必需氨基酸 *脯氨酸的全结构，不是R结构,注：*必需氨基酸 *脯氨酸的全结构，不是R结构,第一节 蛋白质功能和营养性,五、体内的蛋白质与氨基酸之间的动态： 蛋白质的生物合成和周转：蛋白质有高度的特异性。食物蛋白必须经过消化水解成为氨基酸而吸收，再合成人体所需要的各种蛋白质。 各种氨基酸在各自的搬运工具携带下，在装配机上按照模板的要求有次序地相互结合，生成具有一定氨基酸排列顺序的特定多肽链。 合成后的多肽链，有的经过一定处理，有的与其他多肽链、糖、脂质等结合后形成具有生物活性的蛋白质。 当合成原料(特别是必需氨基酸)供给不足时，可引起细胞内蛋白质合成减缓或停止。,第一节 蛋白质功能和营养性,五、体内的蛋白质与氨基酸之间的动态： 蛋白质-能量营养不良(protein-energy malnutri- tion, PEM)是因食物供应不足或因某些疾病等因素而引起的一种营养不良， 因食物供应不足所引起的原发性蛋白质-能量营养不良多发生在饥馑、战争时期或贫困的国家和地区的人群中, 在世界各地都有发生; 因疾病等因素所引起的继发性蛋白质-能量不良则散发在世界各地的各类人群中。严重的蛋白质-能量营养不良可直接造成死亡； 轻型慢性蛋白质-能量营养不良常被人所忽视, 但对儿童的生长发育和患者的康复都很有影响, 所以蛋白质-能量营养不良是临床营养学上的一个重要问题。,第二节 食物蛋白质的利用,一、食物蛋白质 ： 食物来源于动、植物，其中氮的存在形式有很大差别。 动物性食用蛋白质： 肉类绝大部分的氮以蛋白质形式存在，仅有少量游离氨基酸或肽以及核酸、磷脂氮、肌酸、鹅肌肽； 鱼类则非蛋白氮含量丰富，约占总氮量的1030%； 乳氮约20%属于非蛋白氮。例如，核苷酸、尿素、胆碱、肉碱、肌酸、唾液酸和寡糖(含氮碳化合物)等。,第二节 食物蛋白质的利用,一、食物蛋白质 ： 植物性食物含氮化合物的成分差异更大： 种子类几乎95%的氮存在于蛋白质； 根茎类如土豆、胡萝卜等，蛋白质少于50%，多数氮以肽和游离氨基酸的形式存在，特别是土豆富含谷氨酰胺和门冬氨酸。 植物组织中含有不少非蛋白氨基酸，这些氨基酸有些能在体内代谢，而多数原样不变从尿排出； 还有少量是有毒的，如刀豆中的刀豆氨酸、蚕豆中的氰基丙氨酸。,第二节 食物蛋白质的利用,一、食物蛋白质 ： 微生物的食用蛋白质： 新的蛋白质来源如单细胞蛋白含核蛋白很高，其量可达蛋白质总量的50%。由于核酸在人体内最终代谢产物为尿酸，大量食用可引起血浆尿酸浓度增高，易形成尿结石和痛风症。因此，单细胞蛋白不经去核酸处理，不宜作为人类食物的来源。,第二节 食物蛋白质的利用,二、食物蛋白质的主要类别： 动物性的蛋白质： 纤维蛋白fibrous protein：是各种组织结构不可缺少、作为组织支持物质的蛋白质。动物的瘦肉、肌腱、韧带等含量较多。还包括角蛋白、(血)纤维蛋白、胶原蛋白、肌凝蛋白等。在所有食用蛋白中消化最难的蛋白类。 球蛋白globular protein：动、植物都含有的，包括血清球蛋白、大豆球蛋白及肌肉球蛋白、奶酪蛋白原、卵白蛋白、血浆白蛋白、血浆球蛋白等。这一类蛋白质比纤维蛋白易于消化，含有人体所需要的多种氨基酸。,第二节 食物蛋白质的利用,二、食物蛋白质的主要类别： 植物性的蛋白质： 麦谷蛋白glutelins：这是植物性蛋白的主要来源，麦谷蛋白、醇溶蛋白、米谷蛋白等都属于此类。小麦的麦麸基本上是由麦醇蛋白和麦谷蛋白组成，在水中的混合物具有一定的粘性，制成馒头或面包是有松软的特性，而含量较少的大麦、玉米、燕麦、黑麦、米等无次特性。 醇溶蛋白与组蛋白protamines and histone：这是以低分子量蛋白质为基础构成的蛋白质，常与核酸结合，在鱼子和机体细胞的核蛋白中含量丰富。,第二节 食物蛋白质的利用,三、食物蛋白的主要分类法： 按照蛋白质的结构和溶解度分类： 简单蛋白 包括动、植物组织中的白蛋白、球蛋白和植物组中的谷蛋白、麦醇溶蛋白，还有动物组织中含碱性氨基酸比较多的鱼精蛋白、组蛋白。 硬蛋白 包括溶解度最低、不易消化的毛发、指甲、蹄、角中的角蛋白和皮肤、骨胳中的胶原蛋白、弹性蛋白。 结合蛋白 包括在蛋黄中与磷酸组成的磷蛋白、与脂肪或类脂组成的脂蛋白和在骨胳、肌腱、消化液中与糖结合的粘蛋白、糖蛋白，与核酸、血红素、金属结合的核蛋白、血红蛋白、金属蛋白等。,第二节 食物蛋白质的利用,三、食物蛋白的主要分类法： 按照蛋白质中必需氨基酸的含量分类： 完全蛋白 蛋白质组成中含有全部的人体必需氨基酸，如乳蛋白、卵蛋白。 不完全蛋白 蛋白质组成中缺乏一种或几种人体必需氨基酸，如白明胶。 按照蛋白质的功能分类： 活性蛋白 包括在生命活动过程中一切有活性的蛋白质：如酶、激素蛋白、输送和储存蛋白、肌动蛋白、受体蛋白等。 非活性蛋白 包括不具活性的、担任生物保护和支持作用的蛋白质：如胶原、角蛋白、弹性蛋白等。,第二节 食物蛋白质的利用,四、常用食物的蛋白质含量 ： 人体的热量需要决定了食物的摄取量。因此，食物作为蛋白质来源的价值也决定于其本身的热值。如我国成年男子从事轻体力劳动时，每日膳食热能供给量为10920kJ(约2610kcal)，蛋白质供给量为80g。由食物蛋白提供的热能约占总热能的11%。适宜的食物，其中蛋白质提供的热能占总热能的1015%。因此，将食物中蛋白质用蛋白质的热能占食物总热能的百分数表示，可以大体判断该食物作为蛋白质来源的价值。 花生、黄豆、鱼、瘦猪肉都是很好的食物蛋白的来源；如果选择大米作为膳食唯一的食物来源。其蛋白质显然不能满足人体蛋白质的需要量。,几种食物的蛋白含量及其热能与食物总热能的比（%）,a: 食物成分表 ; b: 按食物成分表计算得出,第二节 食物蛋白质的利用,五、膳食蛋白质的质量评价 ： 膳食的蛋白质的营养价值在很大程度上，取决于为机体合成含氮化合物所能提供必需氨基酸的量和模式。所有评定蛋白质质量的方法都是以此概念作为基础的。评价的方法有许多种，但任何一种方法都以一种现象作为评定指标，因而具有一定的局限性，所表示的营养价值也是相对的，因此，具体评价一种食物或混合食物蛋白时，应该根据不同的方法综合考虑。以下叙述几种常用的评价方法。,第二节 食物蛋白质的利用,五、膳食蛋白质的质量评价 ： 蛋白质消化率（digestibility,D）食物的蛋白质消化率是指食物蛋白受消化酶水解后吸收的程度，用吸收氮量和总氮量的比值表示： D=吸收N/摄入N100 食物蛋白质真实消化率(ture digestibility,TD)可用进食实验测得： TD=摄入N-（粪N-粪代谢N）/摄入N100 表观消化率(apparent digestibility,AD) AD=(摄入N-粪N)/摄入N100 如果粪代谢氮忽略不计，即为AD。,第二节 食物蛋白质的利用,五、膳食蛋白质的质量评价 ： 蛋白质消化率（digestibility,D） 食物蛋白质真实消化率（ture digestibility,TD）可用进食实验测得： TD=摄入N-（粪N-粪代谢N）/摄入N100