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1、 第五讲第五讲 蛋白质与氨基酸蛋白质与氨基酸 根据蛋白质的化学组成分类根据蛋白质的化学组成分类 简单蛋白质（清蛋白、谷蛋白、球蛋白）、简单蛋白质（清蛋白、谷蛋白、球蛋白）、结合蛋白质（糖蛋白、脂蛋白、核蛋白）结合蛋白质（糖蛋白、脂蛋白、核蛋白）根据蛋白质的分子形状分类根据蛋白质的分子形状分类纤维状蛋白质（胶原蛋白、丝蛋白、弹性蛋纤维状蛋白质（胶原蛋白、丝蛋白、弹性蛋白）、白）、球状蛋白质（各种酶、血红蛋白等）球状蛋白质（各种酶、血红蛋白等）根据蛋白质的营养价值分类根据蛋白质的营养价值分类完全蛋白质、半完全蛋白质、不完全蛋白质完全蛋白质、半完全蛋白质、不完全蛋白质 根据蛋白质营养价值的高低分为：
2、完根据蛋白质营养价值的高低分为：完全蛋白质、不完全蛋白质和半完全蛋白质。全蛋白质、不完全蛋白质和半完全蛋白质。1、完全蛋白质：、完全蛋白质：这类蛋白质含有人体生长所必须这类蛋白质含有人体生长所必须的各种氨基酸，切氨基酸比例接近人体，当这类的各种氨基酸，切氨基酸比例接近人体，当这类蛋白质为唯一蛋白质来源时，能促进机体健康生蛋白质为唯一蛋白质来源时，能促进机体健康生长。长。动物蛋白质大多为完全蛋白质。如：奶中的酪动物蛋白质大多为完全蛋白质。如：奶中的酪蛋白、乳白蛋白；蛋中的卵白蛋白、卵黄磷蛋白；蛋白、乳白蛋白；蛋中的卵白蛋白、卵黄磷蛋白；肉类中的白蛋白、肌蛋白；大豆中的大豆蛋白。肉类中的白蛋白、肌
3、蛋白；大豆中的大豆蛋白。2、不完全蛋白质、不完全蛋白质 这类蛋白质缺少一种这类蛋白质缺少一种或几种人体必需的氨基或几种人体必需的氨基酸，当仅用这种蛋白质酸，当仅用这种蛋白质为唯一蛋白质来源时，为唯一蛋白质来源时，不能促进肌体生长，甚不能促进肌体生长，甚至不能为持生命。如：至不能为持生命。如：玉米中的胶蛋白、动物玉米中的胶蛋白、动物结缔组织、动物皮制得结缔组织、动物皮制得的白明胶的白明胶。3、半完全蛋白质、半完全蛋白质 介于上述两种蛋白质之间，含有人体完介于上述两种蛋白质之间，含有人体完全蛋白质的各种必需氨基酸，但是氨基酸组全蛋白质的各种必需氨基酸，但是氨基酸组成比例不平衡，当其作为唯一蛋白质来
4、源时，成比例不平衡，当其作为唯一蛋白质来源时，能维持机体生命，但不能促进机体生长发育。能维持机体生命，但不能促进机体生长发育。如：小麦、大麦中的麦胶蛋白。如：小麦、大麦中的麦胶蛋白。蛋白质在体内的动态变化蛋白质在体内的动态变化 机体在食物中取得的蛋白质在胃肠中经多种消机体在食物中取得的蛋白质在胃肠中经多种消化酶的作用分解为多肽和氨基酸，在小肠吸收，经化酶的作用分解为多肽和氨基酸，在小肠吸收，经门静脉入肝。一部分在肝内分解或合成蛋白质，另门静脉入肝。一部分在肝内分解或合成蛋白质，另一部分在循环系统随血液分布到各组织器官，任其一部分在循环系统随血液分布到各组织器官，任其选用，合成各种特异性的组织蛋
5、白质。选用，合成各种特异性的组织蛋白质。消化道内蛋白质平均吸收率约消化道内蛋白质平均吸收率约92%。未被消化的。未被消化的蛋白质在大肠内受到细菌的作用发生腐败分解产生蛋白质在大肠内受到细菌的作用发生腐败分解产生胺、酚、吲哚等有毒物质，大部分随粪便排出体外，胺、酚、吲哚等有毒物质，大部分随粪便排出体外，小量被肠黏膜吸收，随血液运往肝脏进行生理解毒小量被肠黏膜吸收，随血液运往肝脏进行生理解毒后随尿排出，不致发生中毒。后随尿排出，不致发生中毒。体内AA 动态平衡 血液氨基酸来源血液氨基酸来源有三有三：食物蛋白质；组织蛋白质分解；碳水化合物和脂肪的转变。血液中氨基酸去路血液中氨基酸去路有四：合成组织蛋
6、白质；变成酶、激素、抗体和肌酸等含氮物质；转变成碳水物和脂肪；氧化成二氧化碳、水和尿素并产生能量。1 1、是人体组织的构成成分、是人体组织的构成成分 人体的任何器官合组织，都以蛋白质作为重要人体的任何器官合组织，都以蛋白质作为重要组成成分。人体的生长过程包含着蛋白质的不断组成成分。人体的生长过程包含着蛋白质的不断增加。增加。蛋白质的功能蛋白质的功能蛋白质是人体不可缺少的构成成分蛋白质是人体不可缺少的构成成分。*人体的瘦组织（肌肉、心、肝、肾等）含有人体的瘦组织（肌肉、心、肝、肾等）含有大量蛋白质；大量蛋白质；*骨骼和牙齿中的胶原蛋白；骨骼和牙齿中的胶原蛋白；*趾甲、指甲中的角蛋白；趾甲、指甲中
7、的角蛋白；*细胞的各种结构都含有蛋白质。细胞的各种结构都含有蛋白质。2、构成体内的各种组织、构成体内的各种组织*酶类本质是蛋白质：酶类本质是蛋白质：催化体内一切物质分解和合成催化体内一切物质分解和合成的；的；*激素类：激素类：调节体内生理活动并稳定体内的环境；调节体内生理活动并稳定体内的环境；*构成免疫分子：构成免疫分子：免疫分子可以抵抗外来微生物及其免疫分子可以抵抗外来微生物及其他有害物质的侵害；他有害物质的侵害；*物质运输的载体：物质运输的载体：细胞膜和血液中的蛋白质；细胞膜和血液中的蛋白质；*维持体液的渗透压和酸度维持体液的渗透压和酸度：体液中的可溶解性且理体液中的可溶解性且理解为阴阳离
8、子的蛋白质。解为阴阳离子的蛋白质。*血液的凝固、视觉的形成、人体的肌肉运动等。血液的凝固、视觉的形成、人体的肌肉运动等。蛋白质是生命的物质基础，是生命的一种蛋白质是生命的物质基础，是生命的一种存在形式。存在形式。*用于更新和修补组织细胞。用于更新和修补组织细胞。*参与物质代谢及生理功能的调控。参与物质代谢及生理功能的调控。*如多功能血浆蛋白质的生理功能。如多功能血浆蛋白质的生理功能。3、氧化供能、氧化供能 1克蛋白质在体内氧化供能约克蛋白质在体内氧化供能约1.67104焦耳焦耳 的的能量。能量。4、其他功能、其他功能氮平衡氮平衡(nitrogen balance)nitrogen balanc
9、e)：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。BI-(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零氮平衡(zero nitrogen balance)；摄入氮多于排出氮为正氮平衡正氮平衡(positive nitrogen balance)；摄入氮少于排出氮为负氮平衡负氮平衡(negative nitrogen balance)；实验证明：实验证明：成人膳食中完全不含蛋白质时，一般每kg体重每日从尿液、，粪、汗等途径丢失的氮为54mg，一个体重65kg的男性，1天工损失3510mg，折算成蛋白质为22g。考虑到实
10、物的蛋白质组成与人体蛋白质组成不可能完全相同，以及消化率的影响，根据实验成人每天必须进食45g蛋白质才能补偿体内蛋白质的分解损失。必需氨基酸必需氨基酸 有9种氨基酸，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，称为必需氨基酸。包括：亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、（*组氨酸）。半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸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成，如果膳食中能直接和苯丙氨酸转变而成，如果膳食中能直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要可分别减少丙氨酸的需要可分别减少30%和和50
11、%，故，故半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸或半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸。半必需氨基酸。条件必需氨基酸的特点条件必需氨基酸的特点1、在体内合成速度极慢，并可能受发育或病理因、在体内合成速度极慢，并可能受发育或病理因素限制。素限制。在婴幼儿的发育阶段或剧烈运动创伤（包括烧伤和外科手术）或感染等应急状态下，其需要量大大增加，超过了机体的合成能力，导致蛋白质合成减少，免疫功能下降。2、它们在合成时需要用其它的氨基酸做为碳的前、它们在合成时需要用其它的氨基酸做为碳的前体，并且只限定于某些特定的器官。体，并且只限定于某些特定的器官。酪氨酸的前体是苯丙氨酸，半胱氨酸需要蛋氨酸和丝氨酸
12、作为前体。氨基酸模式(amino acid pattern)：是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l，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。优质蛋白质与参考蛋白：优质蛋白质与参考蛋白：当食物蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质越接近时，必需氨基酸被人体利用的程度越高，食物蛋白质的营养价值也就高，如动物性蛋白质中蛋、奶、肉、鱼以及大豆蛋白，被称为优优质蛋白质质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基酸模式最接近，实验中常作为参考蛋白。参考蛋白。Aspartic acid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamic
13、acid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)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Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)Alanine(Ala)Arginine(Arg)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
14、氨酸缬氨酸组氨酸*非必需氨基酸丙氨酸精氨酸英文氨基酸英文氨基酸*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 必需氨基酸必需氨基酸 成人成人 儿童儿童 婴幼儿婴幼儿 色氨酸色氨酸 1.0 1.0 1.0 缬氨酸缬氨酸 2.8 8.3 5.5 亮氨酸、亮氨酸、4.0 11.3 9.5异亮氨酸异亮氨酸 2.8 7.5 5.1苏氨酸苏氨酸 2.0 8.8 5.1苯丙氨酸苯丙氨酸 +酪氨酸酪氨酸 4.0 6.8 7.4 蛋氨酸蛋氨酸 +胱氨酸胱氨酸 3.7 6.8 3.
15、4赖氨酸、赖氨酸、3.4 15.0 6.0组氨酸组氨酸 1.65 5限制氨基酸：限制氨基酸：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限制氨基酸。其中含量最低的称第一限制氨基酸，余者以此类推。影响蛋白质在体内利用效果的因素影响蛋白质在体内利用效果的因素1、氨基酸组成不平衡、氨基酸组成不平衡2、摄入能量不足摄入能量不足 当摄入能量不足时，吸收的氨基酸大部分当摄入能量不足时，吸收的氨基酸大部分作为能源被消耗，在体内贮存减少造成负氮作为能源被消耗，在体内贮存减少造成负氮平衡。平衡。3、体力活动
16、少、体力活动少 长期不从事体力活动，在体重不变的情况下，肌肉松弛无力，而体脂增加，久卧的病人和老人会出现负氮平衡。4、伤害及情绪波动、伤害及情绪波动 人体受伤或情绪波动，如忧虑、恐惧、发怒等氮丢失增加食食物物蛋蛋白白质质营营养养学学评评价价蛋蛋白白质质的的含含量量微量凯氏(Kjeldahl)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。蛋蛋白白质质消消化化率率(d di ig ge es st ti ib bi il li it ty y)蛋蛋白白质质利利用用率率（u ut ti il li iz za at ti io on n)表 常见几种食物蛋白质质量1.060.981.001.000.630.340.590.483.923.094.552.302.320.602.16-84828173665163609487837473526367全鸡蛋全牛奶鱼牛肉大豆精制面粉大米土豆AASPERNPU(%)BV食物摘自营养与食品卫生学，第3版，第11页。三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工原料，目前是重要的尿素后加工产品。三聚氰胺是学名，别名又称蜜胺、
