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蛋白质. -生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命. 一、历史回顾. 1742 年 Beccari 发现面粉中的“动物样”物质; 1806 年 Vauquelin 发现大豆的“动物样”物质; 1811 年 Gag-Lussac 建立了有机物 C 、 H 和 O 的分析; 1841 年 Liebig 建立蛋白分析方法; 1883 年 John Kjeldahl 创立凯氏定氮法; 1927 年 J.B.Summermi 证明酶也是一种蛋白质, 50 年代描述了胰岛素的氨基酸顺序; 1953 年 F.Crick 和 J.Watson 描述了 DNA 的分子结构。.
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蛋白质 -生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命
一、历史回顾 • 1742年Beccari发现面粉中的“动物样”物质; • 1806年Vauquelin发现大豆的“动物样”物质; • 1811年Gag-Lussac建立了有机物C、H和O的分析; • 1841年Liebig建立蛋白分析方法; • 1883年John Kjeldahl创立凯氏定氮法; • 1927年J.B.Summermi证明酶也是一种蛋白质,50年代描述了胰岛素的氨基酸顺序; • 1953年 F.Crick和J.Watson描述了DNA的分子结构。
二、蛋白质的功能 • 构成和修复组织; • 调节生理功能; • 供给能量。
三、蛋白质的组成和分类 • 化学组成 样品中蛋白质含量(g%)=每克样品中含氮量(g) × 6.25×100%
蛋白质的分类 • 按化学组成分类 • 单纯蛋白质 清蛋白与球蛋白、谷蛋白与醇溶谷蛋白、鱼精蛋白和组蛋白、硬蛋白 • 结合蛋白 核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、色蛋白 • 按蛋白形状分类 纤维状蛋白、球蛋白 • 按蛋白质营养价值分类 完全蛋白、半完全蛋白、不完全蛋白
四、氨基酸(amino acid) • 氨基酸 是组成蛋白质的基本单位,是分子中具有氨基和羧基的一类含有复合官能团的化合物,具有共同的基本结构。 表 构成人体蛋白质的氨基酸 *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。
必需氨基酸(essential amino acid) 必需氨基酸是指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氨基酸。构成人体蛋白质的氨基酸有20种,其中9种氨基酸为必需氨基酸 。 • 条件必需氨基酸(conditionally essential amino acid) 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,如果膳食中能直接提供这两种氨基酸,则可减少人体对某些必需氨基酸需要量的氨基酸。 • 非必需氨基酸(nonessential amino acid) 其余9种氨基酸,人体自身可以合成以满足机体需要 。
氨基酸模式(amino acid pattern) 所谓氨基酸模式,就是蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。 表 几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式
限制氨基酸(Limiting amino acid) 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。 • 蛋白质互补作用(complementary action) 为了提高植物性蛋白质的营养价值,往往将两种或两种以上的食物混合食用,而达到以多补少的目的,提高膳食蛋白质的营养价值。这种不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用。
五、蛋白质的消化、吸收和代谢 • 氨基酸池(amino acid pool) 存在于人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸统称为氨基酸池。 • 称为必要的氮损失(obligatory nitrogen losses) 机体每天由于皮肤、毛发和粘膜的脱落,妇女月经期的失血及肠道菌体死亡排出等损失约20g以上的蛋白质,这种氮排出是机体不可避免的氮消耗,称为必要的氮损失。 • 氮平衡是反应机体摄入氮(食物蛋白质含氮量约为16%)和排出氮的关系。其关系式如下: B=I-(U+F+S) B:氮平衡;I:摄入氮;U:尿氮;F:粪氮;S:皮肤等氮损失。
摄入蛋白质90g (14.4gN) 消 化 道 肌肉 (30%) 器官 体液 (50%) 其它 (20%) 肠道内源性 蛋白质70g 机体合成 蛋白质300g 消化、吸收 蛋白质150g 氨基酸池 粪便10g(1.6gN) 尿75g(12gN) 其它5g (0.8gN) 图 一个体重70kg的正常成人蛋白质代谢及氮平衡
六、食物蛋白质营养学评价 • 蛋白质的含量 • 蛋白质消化率 • 蛋白质利用率
蛋白质利用率 • 生物价(biological value,BV) 机体利用的蛋白质量与消化吸收的食物蛋白质量的比值的100倍表示。生物价越高表明其被机体利用程度越高,最大值为100。计算公式如下: 吸收氮=食物氮-(粪氮-粪代谢氮) 储留氮=吸收氮-(尿氮-尿内源性氮)
蛋白质净利用率(net protein utilization,NPU) 反应食物中蛋白质被利用的程度,即机体利用的蛋白质占食物中蛋白质的百分比,它包含了食物蛋白质的消化和利用两个方面。
蛋白质功效比值(protein effciency ratio,PER) 用处于生长阶段中的幼年动物(一般用刚断奶的雄性大白鼠),在实验期内其体重增加和摄入蛋白质的量的比值来反映蛋白质营养价值的指标。
氨基酸评分(amino acid score,AAS) 也称蛋白质化学评分(chemical score),是目前被广为采用的一种评价方法。该方法是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式(amino acid scoring pattern)和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较,因此是反映蛋白质构成和利用的关系。
表 常见几种食物蛋白质质量 摘自《营养与食品卫生学》,第3版,第11页。
表 几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式 摘自WTO Technical Report Series 724, 第121页, 1985年。
七、蛋白质营养不良与过多 • 蛋白质—能量营养不良(protein—energy malnutrition,PEM) • 营养消瘦症 ,也称消瘦型PEM ; • 恶性营养不良 ,也称水肿型PEM。 • 蛋白质过多症 • 蛋白质,尤其是动物性蛋白摄入过多对人体同样有害。
蛋白质营养不良治疗 • 综合治疗 1 全面补充营养素 增加营养 2 药物及其它治疗 3 积极治疗原发疾病 并发症 4 加强护理
八、蛋白质的营养状况评价 • 膳食蛋白质摄入量 • 身体测量 身高、体重、上臂围、胸围、生长发育指数等。 • 生化检验 • 血液蛋白质 血清白蛋白、前白蛋白、血清运铁蛋白、纤维结合蛋白、视黄醇结合蛋白、氨基酸比值等。 • 尿液指标 尿肌酐、尿三甲级组氨酸、尿羟脯氨酸等。
八、蛋白质供给量及食物来源 理论上成人每天摄入约30g 蛋白质就可满足零氮平衡,但从安全性和消化吸收等其它因素考虑,成人按0.8g/(kg·d) 摄入蛋白质为宜。我国由于以植物性食物为主,所以成人蛋白质推荐摄入量为1.16g/(kg·d) 。按能量计算,蛋白质摄入占膳食总能量的10%~12%,儿童青少年为12%~14%。