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1、 蛋白质的生理生化蛋白质的生理生化 Pro和和AA的需要量的需要量 蛋白质的营养学评价蛋白质的营养学评价 DRIs及食物来源及食物来源 第三章第三章 蛋白质蛋白质 (protein)掌握蛋白质、必需氨基酸的生理功能及需掌握蛋白质、必需氨基酸的生理功能及需要量要量掌握蛋白质营养价值评价方法掌握蛋白质营养价值评价方法了解蛋白质适宜摄入量了解蛋白质适宜摄入量自学功能性多肽及氨基酸的生理功能自学功能性多肽及氨基酸的生理功能学习目的与要求学习目的与要求3.1 蛋白质的生理生化蛋白质的生理生化 一、蛋白质的化学组成一、蛋白质的化学组成蛋白质由氨基酸构成蛋白质由氨基酸构成1、蛋白质是由蛋白质是由氨基酸氨基酸
2、组成的高分子含氮有机组成的高分子含氮有机化合物，其基本组成元素是化合物，其基本组成元素是碳、氢、氧和氮碳、氢、氧和氮，有的还含有硫、磷、铁、铜、锌和碘等元素。有的还含有硫、磷、铁、铜、锌和碘等元素。2、各种元素的含量都有一定的范围，其中各种元素的含量都有一定的范围，其中氮氮元元素是蛋白质所特有的。素是蛋白质所特有的。3、各种蛋白质的含氮量平均为各种蛋白质的含氮量平均为16%，根据测得，根据测得的氮量的氮量乘以乘以6.25，即可计算出某种食物中的，即可计算出某种食物中的粗蛋粗蛋白质含量白质含量。按氨基与羧基的数量，可将按氨基与羧基的数量，可将20种种AA分为三分为三类：类：酸性、中性、碱性酸性、
3、中性、碱性AA。异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸组氨酸9种种，在体内不能自行合成，或合成速率不能，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。满足机体需要，必须由食物供给。这些氨基这些氨基酸称为必需氨基酸酸称为必需氨基酸（EAA）。按体内可否合成，可将按体内可否合成，可将20种种AA分为三类：分为三类：必必需、非必需、半必需需、非必需、半必需AA。氨基酸的分类氨基酸的分类半胱氨酸半胱氨酸和和酪氨酸酪氨酸在体内能分别由蛋氨酸在体内能分别由蛋氨酸和苯丙氨酸合成，称为和苯
4、丙氨酸合成，称为半必需氨基酸半必需氨基酸（或叫（或叫条件氨基酸）条件氨基酸）近年来研究发现，近年来研究发现，牛磺酸牛磺酸(氨基乙磺酸氨基乙磺酸)亦亦是人体的条件必需是人体的条件必需AA，它对婴儿的智力发育，它对婴儿的智力发育有非常重要的意义。有非常重要的意义。其余其余9种在体内能自行合成，称为种在体内能自行合成，称为非必需氨非必需氨基酸基酸。蛋白质的分类蛋白质的分类按必需氨基酸的含量分类：按必需氨基酸的含量分类：（1）完全蛋白完全蛋白 蛋白质组成中含有全部的人蛋白质组成中含有全部的人体必需氨基酸且比较均衡，如体必需氨基酸且比较均衡，如酪蛋白酪蛋白、卵蛋白卵蛋白（2）半完全蛋白半完全蛋白 含有人
5、体必需氨基酸但组含有人体必需氨基酸但组成不平衡，如成不平衡，如麦胶蛋白麦胶蛋白（3）不完全蛋白不完全蛋白 蛋白质组成中缺乏一种或蛋白质组成中缺乏一种或几种人体必需氨基酸几种人体必需氨基酸,如如白明胶白明胶蛋白质的分类蛋白质的分类按功能分类：按功能分类：（1）活性蛋白活性蛋白 包括在生命活动过程中一包括在生命活动过程中一切有活性的蛋白质：如切有活性的蛋白质：如酶、激素蛋白、酶、激素蛋白、输送输送和储存蛋白、肌动蛋白、受体蛋白等。和储存蛋白、肌动蛋白、受体蛋白等。（2）非活性蛋白非活性蛋白 包括不具活性的、担任包括不具活性的、担任生物保护和支持作用的蛋白质：如生物保护和支持作用的蛋白质：如胶原、角
6、胶原、角蛋白、弹性蛋白蛋白、弹性蛋白等。等。蛋白质的分类蛋白质的分类按结构和溶解度分类：按结构和溶解度分类：（1）简单蛋白简单蛋白 包括动植物中的包括动植物中的白蛋白白蛋白、球蛋白和、球蛋白和植物组中的植物组中的谷蛋白谷蛋白、麦醇溶蛋白，还有动物组织中含、麦醇溶蛋白，还有动物组织中含碱性氨基酸比较多的碱性氨基酸比较多的鱼精蛋白鱼精蛋白、组蛋白组蛋白。（2）硬蛋白硬蛋白 包括溶解度最低、不易消化的毛发、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、骨胳中的胶原蛋白指甲、蹄、角中的角蛋白和皮肤、骨胳中的胶原蛋白、弹性蛋白。、弹性蛋白。（3）结合蛋白结合蛋白 包括与磷酸组成的包括与磷
7、酸组成的磷蛋白磷蛋白、与脂肪、与脂肪或类脂组成的或类脂组成的脂蛋白脂蛋白和在骨胳、肌腱中与糖结合的粘和在骨胳、肌腱中与糖结合的粘蛋白、蛋白、糖蛋白糖蛋白，与核酸、血红素结合的，与核酸、血红素结合的核蛋白核蛋白、血红、血红蛋白等。蛋白等。蛋白质的生理功能蛋白质的生理功能1构成和修补人体组织构成和修补人体组织2增强免疫力增强免疫力3调节体液和维持酸碱平衡调节体液和维持酸碱平衡4合成生理活性物质合成生理活性物质5提供能量（提供能量（占总能量的多少？占总能量的多少？）蛋白质形式蛋白质形式功能功能例子例子结构蛋白质结构蛋白质支持支持昆虫蜘蛛丝纤维；动物胶原、弹性蛋昆虫蜘蛛丝纤维；动物胶原、弹性蛋白；白；
8、角质是皮肤和其衍生物蛋白质。角质是皮肤和其衍生物蛋白质。保存蛋白质保存蛋白质氨基酸仓库氨基酸仓库蛋白中的卵蛋白；牛奶中的酪蛋白。蛋白中的卵蛋白；牛奶中的酪蛋白。运输蛋白质运输蛋白质其他物质运其他物质运输输脊椎动物血中的血红素；脊椎动物血中的血红素；某些蛋白某些蛋白质运送物质穿过细胞膜。质运送物质穿过细胞膜。激素蛋白质激素蛋白质生物体活动生物体活动协调协调胰岛素。胰岛素。受体蛋白质受体蛋白质细胞对化学细胞对化学刺激回应刺激回应神经细胞膜中的受体。神经细胞膜中的受体。收缩蛋白质收缩蛋白质移动移动肌肉细胞中的肌动蛋白和肌凝蛋白；肌肉细胞中的肌动蛋白和肌凝蛋白；在鞭毛和纤毛中的收缩蛋白质。在鞭毛和纤毛
9、中的收缩蛋白质。防御蛋白质防御蛋白质抵抗疾病抵抗疾病抗体对抗细菌和病毒。抗体对抗细菌和病毒。酶酶化学反应的化学反应的选择性催化选择性催化 水解食物中的聚合物。水解食物中的聚合物。3.2 Pro和和AA的需要量的需要量一、蛋白质的需要量一、蛋白质的需要量 要因加算法要因加算法（factorial method）：用：用测定必需丢失氮测定必需丢失氮（obligatory nitrogen loss）来确定蛋白质需要量的方法。来确定蛋白质需要量的方法。氮平衡法氮平衡法（nitrogen balance method）：测定人体摄：测定人体摄入氮和排除氮的量来衡量蛋白质的动态平衡入氮和排除氮的量来衡量
10、蛋白质的动态平衡。该方法。该方法可以反映蛋白质合成与分解之间的平衡状态。可以反映蛋白质合成与分解之间的平衡状态。成人不同膳食每日尿氮排出量成人不同膳食每日尿氮排出量尿氮来源尿氮来源 高蛋白膳高蛋白膳 低蛋白膳低蛋白膳禁食禁食第第1天天第第2天天总氮总氮16.80(100)3.60(100)10.51(100)8.71(100)尿素氮尿素氮14.70(87.5)2.20(61.7)8.96(85.1)6.62(75.4)氨氮氨氮0.49(3.0)0.42(11.3)0.40(3.8)1.05(12.0)尿酸氮尿酸氮0.18(1.1)0.09(2.5)0.12(1.1)0.17(1.9)尿肌酸酐氮
11、尿肌酸酐氮0.58(3.6)0.60(17.2)0.44(4.2)0.39(4.4)其他氮其他氮0.85(4.9)0.27(7.3)0.59(5.6)0.54(6.1)注：（）内为尿总氮的注：（）内为尿总氮的%氮平衡状态可用下式表示：氮平衡状态可用下式表示：摄入摄入N=尿尿N+粪粪N+其它其它N损失损失(由皮肤及其它途径由皮肤及其它途径排出的排出的N)I=U+F+SB=I-(U+F+S)B0，如果摄入，如果摄入N量大于排出量大于排出N量，称为量，称为正氮平衡正氮平衡，如，如生长期的婴幼儿和青少年，孕期及恢复期的病人，其生长期的婴幼儿和青少年，孕期及恢复期的病人，其摄入的摄入的Protein有一
12、部分变成新组织。有一部分变成新组织。B0，如果摄入，如果摄入N量小于排出量小于排出N量，称为量，称为负氮平衡负氮平衡，膳，膳食中如果食中如果Protein长期供给不足，或人体处于患病状态长期供给不足，或人体处于患病状态，Protein摄入量低而体内摄入量低而体内Protein合成减少或分解加剧合成减少或分解加剧，消耗增加，消耗增加，N的排出量超过摄入量。的排出量超过摄入量。二、氨基酸的需要量二、氨基酸的需要量各种各种EAA需要量之间相互搭配的比例，称为需要量之间相互搭配的比例，称为EAA需要量模式需要量模式。人体必需氨基酸平均需要量人体必需氨基酸平均需要量（mgkg-1d-1）婴儿婴儿儿童儿童
13、青男青男青女青女成人成人组氨酸组氨酸25-异亮氨酸异亮氨酸111(5.8)28(7.0)10(3.3)10(3.3)10(2.9)亮氨酸亮氨酸153(8.1)49(12.3)11(3.7)13(4.3)14(4.0)赖氨酸赖氨酸96(5.1)59(14.8)9(3.0)10(3.3)12(3.4)蛋氨酸蛋氨酸+胱氨酸胱氨酸50(2.6)27(6.8)14(4.7)13(4.3)13(3.7)苯丙氨酸苯丙氨酸+酪氨酸酪氨酸 90(4.7)27(6.8)14(4.7)13(4.3)14(4.0)苏氨酸苏氨酸66(3.5)34(8.5)6(2.0)7(2.3)7(2.0)色氨酸色氨酸19(1.0)4
14、(1.0)3(1.0)3(1.0)3.5(1.0)缬氨酸缬氨酸95(5.0)33(8.3)14(4.7)11(3.7)10(2.9)总计（除组氨酸）总计（除组氨酸）680261818083.5（）内数值是根据原表以色氨酸为（）内数值是根据原表以色氨酸为1的计算值。的计算值。三、限制性氨基酸三、限制性氨基酸（Limited Amino Acid）被吸收到人体的被吸收到人体的EAA中，能够限制其他氨基酸中，能够限制其他氨基酸利用程度的氨基酸称为利用程度的氨基酸称为限制性氨基酸（限制性氨基酸（LAA）即食物蛋白质中，按照人体的需要及其比例关即食物蛋白质中，按照人体的需要及其比例关系系相对不足的氨基酸
15、相对不足的氨基酸。LAA中缺乏最多的称为中缺乏最多的称为第一限制性氨基酸第一限制性氨基酸，依，依次称为第二、第三限制性氨基酸等。次称为第二、第三限制性氨基酸等。几种食物蛋白质中的限制性氨基酸几种食物蛋白质中的限制性氨基酸食物名称食物名称第一第一LAA第二第二LAA第三第三LAA小麦、大麦、燕麦小麦、大麦、燕麦赖赖Lys苏苏Thr缬缬Val大米大米赖赖Lys苏苏Thr玉米玉米赖赖Lys色色 Try苏苏Thr花生、大豆花生、大豆蛋蛋Met棉籽棉籽赖赖Lys几种食物混食，由于必需氨基酸的种类和数量互相几种食物混食，由于必需氨基酸的种类和数量互相补充，而能更接近人体需要量的比值，使生物价值得补充，而能
16、更接近人体需要量的比值，使生物价值得到相应的提高，这种现象称为到相应的提高，这种现象称为蛋白质的互补作用。蛋白质的互补作用。四、蛋白质的互补作用四、蛋白质的互补作用如小麦、小米、牛肉、大豆各个单独食用时，其如小麦、小米、牛肉、大豆各个单独食用时，其蛋白质生物价值蛋白质生物价值分别为分别为67、57、69、64，而，而混食混食的生的生物价值可高达物价值可高达89。因为组成蛋白质氨基酸必须同时存在才能合成蛋白因为组成蛋白质氨基酸必须同时存在才能合成蛋白质，而且机体内氨基酸的储存量很少，质，而且机体内氨基酸的储存量很少，因此膳食中不因此膳食中不同蛋白质必须在同一餐摄入才能起到互补作用同蛋白质必须在同一餐摄入才能起到互补作用。如每。如每3h单独以一种必需氨基酸饲养大鼠，氨基酸的利用不单独以一种必需氨基酸饲养大鼠，氨基酸的利用不佳，大鼠不能生长。佳，大鼠不能生长。3.3 蛋白质的营养学评价蛋白质的营养学评价一、食物氮的存在形式一、食物氮的存在形式 动物性食物动物性食物肉类肉类绝大部分的氮以绝大部分的氮以蛋白质蛋白质形式存在，仅有少量游离形式存在，仅有少量游离氨基酸或肽以及核酸、磷脂氮、肌酸；氨基
