食品营养学蛋白质与氨基酸

PER（%） =
动物体重增加（g） 摄入食物Pro（g）
八、食物来源及供给量
主要来源
粮谷类食品(米、面)
良好来源
优质Pro （动物、大豆）
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， RNI在1.0-1.2g/kg·bw Pro摄入占膳食总热能10-15%
六、体内蛋白质功能
1．组织 构成成分
瘦体组织*
lean tissue
2．构成各种 重要生理物质
酶 抗体 激素等
3．供能
约16.7 kJ (4.0 kcal)/g
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
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。
储留氮
BV =
×100 =
吸收氮－ ( 尿氮－尿代谢氮 )
×100
吸收氮
食物氮－ ( 粪氮－粪代谢氮 )
蛋白质 全鸡蛋 鸡蛋黄 鸡蛋白 牛奶 鱼 牛肉 猪肉
常用食物蛋白质的生物学价值
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。
1.氨基酸的分类
目前，已经发现构成人体蛋白质的氨基酸有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。
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 /几种EAA就称为该Pro的LAA, 比值最低的称 为第一LAA，余者类推。
生物价 蛋白质 生物价 蛋白质 生物价
94
大米
77
90
小麦
67
83
玉米
60
90
小米
57
83
高粱
56
76
生黄豆 57 熟黄豆 64 豆 腐 65 绿 豆 58 花 生 59 白 菜 76
74
七、食物蛋白质营养学评价**
（三）利用率（utilization）
2．氨基酸评分(amino acid score，AAS / 化学分，chemical score，CS)
N in > N out N in = N out N in < N out
氮平衡
皮肤
B = I -（U+F+S）=5%
摄入氮
尿氮
粪氮
八、食物来源及供给量
（3）蛋白质的缺乏与过量---营养不良
原发性 病 因
继发性 好 发 人 群
摄入不足 消耗 排泄↑
儿童
Pro E 不足
消化吸收障碍
（1）消化系统解剖异常：如唇裂、腭裂、 幽门梗阻、肠旋转不良等。
是某种Pro中各种EAA的构成比例。 将该Pro中的色氨酸含值， 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
菜豆
78
大米
88±4
花生酱
88
玉米
85±6
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
动物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro 生大豆60% 熟豆浆85% / 豆腐90-96%
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七、食物蛋白质营养学评价**
（三）利用率（utilization）
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。
100
95
74
品种
芝麻 花生 棉子 玉米
氨基酸 分 50
65
81
49
品种
小米 大米 全麦
氨基酸 分 63
67
53
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
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 ）
食物粗蛋白含量=食物含氮量×6.25
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%
七、食物蛋白质营养学评价**
（二）消化率（digestibility）
真消化吸收率
吸收氮 =
食物氮
× 100 %
食物氮－(粪氮－粪代谢氮)
=
×100%
食物氮
食物氮－粪氮 表观消化吸收率 =
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。
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.
EAAs
leucine 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）
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
Alanine(Ala) Arginine(Arg)
英文 Aspartic acid(Asp) Asparagine(Asn) Glutamic acid(Glu) Glutamine(Gln) Glycine(Gly) Proline(Pro) Serine(Ser)
氨基酸
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
构成人体蛋白质的氨基酸
英文
氨基酸
Isoleucine(Ile) Leucine(Leu) Lysine(Lys) Methionine(Met) Phenylalanine(Phe) Threonine(Thr) Tryptophan(Trp) Valine(Val) Histidine(His)
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。
（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
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。
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。
患白化病的蟒蛇 白化病海豚
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AAS =
被测Pro每g氮 (或Pro) 中氨基酸量 (mg) 理想模式或参考Pro中每g氮 (或Pro) 中氨基酸量 (mg)
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
品种
人奶 全蛋 牛奶 大豆
氨基酸 分 100
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（2~3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。
八、食物来源及供给量
（2）氮平衡（Nitrogen balance） ①必要的氮损失（obligatory nitrogen losses） ②氮平衡： B＝I－（U＋F＋S）
Positive nitrogen balance
Nitrogen equillibrium
Negative nitrogen balance
食物氮
× 100%
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。
表 几种食物的蛋白质真消化率（%）
食物
真消化吸收率
食物
真消化吸收率
鸡蛋
97±3
燕麦
86±7
牛肉
95±3
小米
79
肉鱼
94±3
大豆粉
86±7
面粉 (精)
96±4
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α-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，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）。
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。
蛋白质
一切生命的物质基础
正常人体内Pro 约为16-19%
动态平衡
分解
合成
组织Pro不断 更新 修复
每天约3%的 Pro被更新
肠道 骨髓Pro 更新速度较快
图 正常人体内的蛋白质代谢概况