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1、Section 6蛋白质和氨基酸 (protein),一、概述,蛋白质是一类复杂的高分子有机化合物。主要含有碳、氢、氧、氮，及少量硫、磷、铁、铜、碘、钴元素等。与其他供能营养素相较，含有氮元素是其最突出的特点，因而蛋白质是人体氮元素的唯一供源。这也是其他营养素无法替代的。一般蛋白质中氮的平均含量为16%，以测出的含氮量乘以6.25即可换算成蛋白质量。,二、蛋白质的分类,蛋白质的分类方法有多种。营养学中一般多按化学结构、形状及营养价值等三种方法分类。1.按化学结构：可将蛋白质分为单纯蛋白质（纯为-氨基酸所组成）与结合蛋白质（单纯蛋白质与非蛋白质分子结合而成）两大类。前者如清蛋白、球蛋白、谷蛋白等
2、，水解后的最终产物只是氨基酸；后者如核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等，水解后还有其所含的非蛋白质分子（辅基）。2.按蛋白质形状：可将蛋白质分为纤维状蛋白质和球状蛋白质。前者多为结构蛋白，是形成机体组织的物质基础，如胶原蛋白等；后者多用以合成生物活性因子，如酶、激素、免疫因子、补体等。3.按营养价值：可将蛋白质分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质。完全蛋白质所含氨基酸种类齐全、数量充足、比例合理，既能维持动物生存，又能促其生长发育，如牛奶、蛋、肝脏、酵母、黄豆及胚芽等食物中所含的蛋白质；否则即为不完全蛋白质，其所含氨基酸种类不全，如动物明胶和玉米胶蛋白等；半完全蛋白质所含氨基酸种类齐全，但有的氨基
3、酸数量不足，虽能维持动物生存，却不能促其生长发育，如麦胶蛋白等。,三、蛋白质的理化性质,蛋白质经物理或化学方法处理后，其性质可发生改变。变性后的蛋白质较易被人体蛋白酶消化。这就是蛋白质食品在加工后更易被人消化、吸收的原理。除用酸或碱水解蛋白质外，亦有利用酶水解蛋白质，均可使之分解成氨基酸。如酱油、酱、酱豆腐、豆腐、奶酪、松花蛋等食品。若采用高温或酒精可使细菌细胞中的蛋白质变性凝固，失去活力，以达到杀菌消毒目的。此外，蛋白质的分子量极大，不能透过半透膜，利用这个性质通过透析，可对不同蛋白质进行分离和纯化。同时，蛋白质含有的羧基和氨基，具有酸性和碱性，可成为人体内重要的缓冲体系，以缓解外因对机体产
4、生的冲击性影响。,四、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。,*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,患白化病的蟒蛇,Chiu是一位瑞典籍的香港女孩,也是世界上25,000分之一的无色人种(白化病)。因为父母不想她受到太多关注而特地移民北欧,她因病情一直视力微弱但却一直专注于学习摄影。偶尔发现自己在镜头里有一种独特的美,她后来也成为法国巴黎国际时尚模特。,白化病海豚,1.氨基酸的分类,目前，已经发现构成人体蛋
5、白质的氨基酸有20种。其中，有一部分是人体能自行合成的。但还有8种是人体不能自行合成或合成速度不能满足机体的生理需要，必须由食物供给的，故被称为必需氨基酸，如异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸；其他的则为非必需氨基酸。应该注意的是，所谓必需和非必需只是营养学中的概念。也就是说非必需氨基酸只是不需要食物供给。对于婴儿而言，组氨酸亦属必需氨基酸，故其必需氨基酸为9种。一般按氨基酸的营养学特征，除必需氨基酸和非必需氨基酸外，还有一类条件必需氨基酸，又称半必需氨基酸。这类氨基酸有其合成需要其他氨基酸供碳；且其合成的最高速度有限等特点，如半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、丝氨酸和
6、甘氨酸等。条件必需氨基酸的长期缺乏会引起人体某些蛋白质合成障碍。,2.必需氨基酸 EAA （essential amino acid ） 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，称EAA.,EAAsleucine 亮 isolucine 异亮 lysine 赖 methionine 蛋 Phenplalane 苯丙 threonine苏 trytophan 酪 valine 颉 + histidine 组,3.氨基酸模式*（amino acid pattern，AAP）,是某种Pro中各种EAA的构成比例。将该Pro中的色氨酸含量设为1，再分别计算其它EAA与色氨酸的相
7、应比值，而得到的一系列比值*。,优质蛋白和参考蛋白：,动物性Pro（蛋、奶、肉、鱼等）、大豆Pro的AAP与人体的较接近 优质Pro 其中鸡蛋Pro的AAP与人体的最接近 常作为参考蛋白（Reference Protein） 实验 植物性Pro往往相对缺少以下几种EAA 赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸（如主食大米和面粉Pro中赖氨酸相对含量最少） 所以 植物性Pro的营养价值较低,4.限制氨基酸（limiting amino acid LAA）,如果食物蛋白质所含的必需氨基酸中，有一种或几种的含量偏低，即会导致食物蛋白质中的其他必需氨基酸得不到充分利用，以致这种食物蛋白质的营养价值降低。这一/
8、几种EAA就称为该Pro的LAA, 比值最低的称为第一LAA，余者类推。,五、蛋白质的消化、吸收和代谢,蛋白质在胃肠道中经多种蛋白酶及肽酶的共同作用，即由高分子物质分解为可被吸收的小肽（23个氨基酸）或氨基酸，并在小肠内被吸收，沿着肝门静脉进入肝脏。一部分氨基酸在肝内进行分解或合成蛋白质；另一部分氨基酸继续随血液分布到各个组织器官，合成各种特异性的组织蛋白质。故肝脏是蛋白质代谢的主要器官。 通常，人体消化道内的蛋白质是不可能全部被消化、吸收。未被消化的蛋白质和部分消化后又不易被肠壁吸收的蛋白质，在大肠内的细菌作用，发生腐败，产生有毒物质。其中，大部分随粪便排出体外，亦有少量被肠粘膜吸收，随血液
9、运往肝脏，进行生理解毒，然后随尿排出，故人体不会因此发生中毒。如果，这些不易被肠壁吸收的蛋白质被少量吸收，即可能引起人体过敏反应，发生荨麻疹、湿疹、哮喘等病症。 一般，每天人体肠道內被消化、吸收的蛋白质约有70克左右。其不仅来自于食物，也来自于肠道脱落的粘膜细胞和消化液中的蛋白质等。,图 正常人体内的蛋白质代谢概况,七、食物蛋白质营养学评价*（一）食物蛋白质的含量（content）Pro数量质量，但如没有一定数量，再好的Pro其营养价值也有限含量*是营养价值的基础*一般以微量凯氏（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
10、%,食物粗蛋白含量=食物含氮量6.25,七、食物蛋白质营养学评价* （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。,返回,动物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro,七、食物蛋白质营养学评价* （三）利用率（utilization）1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部分。BV 越高，表明其利用率也越高。,七、食物蛋白质营养学评价* （三）利用率（utilization） 2氨基酸评分(amino acid sco
11、re，AAS / 化学分，chemical score，CS),1计算被测Pro每种EAA的评分值；2找出最低的EAA（即第一 LAA）评分值， 即为该Pro的氨基酸评分。,表 几种食物蛋白质的氨基酸分,七、食物蛋白质营养学评价* （三）利用率（utilization） 3蛋白质功效比值 (protein efficiency ratio，PER) 用处于生长阶段的幼年动物，其体重增加和摄入Pro量的比值,常用作婴幼儿食品中Pro营养价值评价,八、食物来源及供给量,（1）推荐摄入量（recommended nutrient intake，RNI）每天0.8g/kg体重我国以植物性食物为主，RN
12、I在1.0-1.2g/kgbwPro摄入占膳食总热能10-15%,八、食物来源及供给量,（2）氮平衡（Nitrogen balance）,必要的氮损失（obligatory nitrogen losses）,氮平衡： BI（UFS）,Positive nitrogen balance,N in N out,N in = N out,Nitrogen equillibrium,Negativenitrogen balance,N in N out,八、食物来源及供给量,B = I -（U+F+S）=5%,（3）蛋白质的缺乏与过量-营养不良,儿童,八、食物来源及供给量,消化吸收障碍,（1）消化系统
13、解剖异常：如唇裂、腭裂、幽门梗阻、肠旋转不良等。（2）消化系统功能异常：如迁延性腹泻、过敏性肠炎、肠吸收不良综合症等。,临床表现,又称为恶性营养不良,临床表现和分型,（一）水肿型营养不良（kwashiorkor）,1）多见于4个月-5岁的小儿。2）轻者仅有下肢水肿，重者 上肢、腹部及颜面等水肿3）血清白蛋白低于30g/L。4）体重在标准体重60%-80%。5）腹泻，常伴突发性感染， 生长迟缓、头发改变、表情冷漠或情绪不好，虚弱无力等。,（二）干瘦型营养不良（marasmus）,主要是能量严重摄入不足所致。,主要表现1）病人体重低于标准体重的60%，体温低于正常；2）生长发育迟缓，消瘦无力，贫血
14、，无水肿，抵抗力下降，容易感染其他疾病而死亡,3）病人肌肉萎缩无力，皮肤黏膜干燥萎缩，皮下脂肪减少，近消失。消失顺序：腹部 躯干 臀部 四肢 面部4）对外界刺激反应淡漠或易激惹，记忆力减退，注意力不集中，精神、神经发育落后。5）常见腹泻，如伴胃肠道感染，症状加重，腹壁薄，可见到肠蠕动或摸到大便包块。,（三）混合型营养不良marasmus-kwashiorkor,临床表现介于二者之间。病人体重低于标准体重的60%，有水肿。,主要表现：皮下脂肪消失、肌肉萎缩、明显消瘦。生长迟滞急噪不安、表情淡漠；伴有腹泻，腹壁变薄，肝脾肿大，常合并感染,阜阳奶粉事件,2004年5月，安徽省阜阳市对当地2003年3
15、月1日以后出生、以奶粉喂养为主的婴儿进行的营养状况普查和免费体检显示，因食用劣质奶粉造成营养不良的婴儿229人，其中轻、中度营养不良的189人。 经国务院调查组核实，阜阳市因食用劣质奶粉造成营养不良而死亡的婴儿共计12人。,国务院调查组通过卫生学调查证实， 不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，婴儿生长发育所必需的蛋白质、脂肪以及维生素和矿物质含量远低于国家相关标准 。,各类人群对蛋白质的需求情况,乳母营养乳母膳食Pro转换为乳汁Pro的有效转换率为70%100ml乳汁含9gPro按乳汁750ml/d计需13g/d如Pro质
16、量差转换效率更低乳母Pro营养不良乳汁分泌量,孕妇营养用于胎儿生长+（胎盘、母体组织增长）孕中期15g/d，孕后期25g/d。优质Pro应占1/3以上。,体重增长 孕早期（1-3m）增重较少，孕中期（4-6m）和孕后期（7-9m）则每周稳定增重350-400g。整个孕期共增重约10-12.5kg（平均11kg） 11kg = 7kg水分 + 3kgFat + 1kgPro,婴幼儿营养,各类人群对蛋白质的需求情况,完全依赖母乳营养依赖母乳外食物营养过渡期 出生后头6m脑细胞数目持续6月龄时脑重为出生时的2倍（600-700g） 后6m脑细胞体积、树突增多和延长，神经髓鞘形成并进一步发育1yr时脑
17、重（900-1000g）接近成人的2/3,从奶类为主谷类为主奶类、蛋、鱼、禽、肉、蔬菜、水果为辅,乳含优质Pro乳白蛋白酪蛋白=8 2乳白蛋白（lactoalbumin，EAA构成与婴儿基本一致）胃内形成较稀软凝乳易消化吸收利用含有较多牛磺酸满足婴儿脑组织发育需要,免疫物质丰富母乳喂养儿抗感染能力 婴儿免疫系统处于生长发育阶段,学龄前、学龄与青少年营养,H、W稳步，神经分化基本完成脑细胞体积及神经纤维髓鞘化仍在进行主要营养问题PEM（农村）、Vit A缺乏、Zn缺乏,老年营养,基础代谢较中年人15-20%合成代谢、分解代谢细胞功能,Pro利用率分解代谢合成代谢Pro合成能力血清白蛋白 ，易出现负氮平衡摄入Pro应质优量足。,
