食品营养学-第六章蛋白质.ppt

食品营养学食品营养学 FOOD NUTRITION第五章蛋白质第五章蛋白质蛋白质是三大产能营养素的最后一个，但与碳水化合物和蛋白质是三大产能营养素的最后一个，但与碳水化合物和脂肪不同。蛋白质即使当需要时也能提供能量，但重要的脂肪不同。蛋白质即使当需要时也能提供能量，但重要的是蛋白质能够提供给人体氮的物质，这是生命的必需元素。是蛋白质能够提供给人体氮的物质，这是生命的必需元素。第一节第一节 蛋白质的功能蛋白质的功能一、构成机体和生命的重要物质基础一、构成机体和生命的重要物质基础蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成份。机体所蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成份。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质参与，并发挥重要作有重要的组成部分都需要有蛋白质参与，并发挥重要作用。用。1.1.催化作用催化作用生命的基本特征之一是不断地进行新陈代谢。这种新陈生命的基本特征之一是不断地进行新陈代谢。这种新陈代谢中的化学变化决大多数都是靠代谢中的化学变化决大多数都是靠酶酶催化作用完成的。催化作用完成的。酶催化效率高、种类多，而酶就是蛋白质。酶催化效率高、种类多，而酶就是蛋白质。2.2.调节生理机能调节生理机能 激素激素是机体内分泌细胞制造的一类化学物质。这些物质是机体内分泌细胞制造的一类化学物质。这些物质以调节机体的正常活动，对机体的繁殖、生长、发育具以调节机体的正常活动，对机体的繁殖、生长、发育具有重要作用。这些激素中有许多就是蛋白质或肽如胰岛有重要作用。这些激素中有许多就是蛋白质或肽如胰岛素等。素等。3.氧的运输氧的运输4.人体需要在细胞内靠氧化能源物质（糖类、脂肪和蛋白质）人体需要在细胞内靠氧化能源物质（糖类、脂肪和蛋白质）5.来获取能量。而完成这种氧化需由外界摄取氧并且将其运送来获取能量。而完成这种氧化需由外界摄取氧并且将其运送6.到全身组织细胞，这种氧的运送是由到全身组织细胞，这种氧的运送是由血红蛋血红蛋白完成的。白完成的。4.肌肉收缩肌肉收缩5.肌肉是人体百分比最大的组织。机体的一切机械运动及各种肌肉是人体百分比最大的组织。机体的一切机械运动及各种6.脏器的重要生理功能如肢体的运动、心脏的搏动、胃肠的蠕脏器的重要生理功能如肢体的运动、心脏的搏动、胃肠的蠕7.动、肺的呼吸等都是通过肌肉的收缩与松弛来实现的。这种动、肺的呼吸等都是通过肌肉的收缩与松弛来实现的。这种8.肌肉的收缩活动是由肌肉的收缩活动是由肌动球蛋白肌动球蛋白来完成的。来完成的。5.支架作用支架作用6.组成各器官包膜及组织间隔是结缔组织，正式它们维组成各器官包膜及组织间隔是结缔组织，正式它们维持持7.各器官的位置和形态。这种作用主要是由各器官的位置和形态。这种作用主要是由胶原蛋白胶原蛋白来来完完8.成的。成的。6.免疫作用免疫作用7.机体对外界某些有害因素具有一定的抵抗能力。例如，机体对外界某些有害因素具有一定的抵抗能力。例如，8.对流行性感冒、传染性肝炎等由细菌、病毒的侵入对流行性感冒、传染性肝炎等由细菌、病毒的侵入9.（抗原），可产生一定的抗体，从而阻断抗原对人体（抗原），可产生一定的抗体，从而阻断抗原对人体10.的有害作用，此即机体的免疫作用。这种免疫作用则的有害作用，此即机体的免疫作用。这种免疫作用则11.是由是由免疫球蛋白免疫球蛋白来完成的。来完成的。7.7.遗传物质遗传物质8.8.遗传是生物的重要生理功能，核蛋白及其相应的核酸是遗传是生物的重要生理功能，核蛋白及其相应的核酸是9.9.遗传的物质基础。遗传的物质基础。8.8.其它其它 蛋白质还可维持体内的酸碱平衡，许多重要的物质如脂蛋白质还可维持体内的酸碱平衡，许多重要的物质如脂类、维生素、矿物质都需要蛋白质携带和转运。类、维生素、矿物质都需要蛋白质携带和转运。二、建造新组织和修补更新组织二、建造新组织和修补更新组织食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要的食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要的氨基酸，是人体唯一的氮的来源。食物蛋白质主要满足人氨基酸，是人体唯一的氮的来源。食物蛋白质主要满足人体两方面的需要：体两方面的需要：1.1.建造新组织建造新组织 自人的出生，就需要从食物中获取蛋白质，以供给生长、自人的出生，就需要从食物中获取蛋白质，以供给生长、发育所需要的氨基酸，建立和完善新的组织。发育所需要的氨基酸，建立和完善新的组织。2.2.更新组织更新组织3.3.对于成年人，机体的生长、发育已经成熟，此时的蛋白对于成年人，机体的生长、发育已经成熟，此时的蛋白4.4.质不需要建立新的组织。但机体的组织细胞需要不断质不需要建立新的组织。但机体的组织细胞需要不断5.5.更新更新新陈代谢。处在这个时期，体内蛋白质的合成新陈代谢。处在这个时期，体内蛋白质的合成6.6.与分解之间存在着动态平衡。人体内蛋白质含量稳定不与分解之间存在着动态平衡。人体内蛋白质含量稳定不7.7.变，每天有变，每天有3%3%左右更新，所以食物蛋白质只需要补充被左右更新，所以食物蛋白质只需要补充被8.8.分解并排出的那部分蛋白质即可。分解并排出的那部分蛋白质即可。三、赋予食品重要的功能特性三、赋予食品重要的功能特性1.1.蛋白质的持水性蛋白质的持水性 如肉类产品的加工，蛋白质的持水如肉类产品的加工，蛋白质的持水性可增加产品的嫩度和可口性。性可增加产品的嫩度和可口性。2.2.蛋白质的起泡性蛋白质的起泡性 如鸡蛋清蛋白具有良好的起泡能力，如鸡蛋清蛋白具有良好的起泡能力，常用于糕点和冰淇淋的生产。常用于糕点和冰淇淋的生产。3.3.蛋白质的乳化、稳定性及增稠作用如酪蛋白酸钠。蛋白质的乳化、稳定性及增稠作用如酪蛋白酸钠。4.4.粘性和延伸性粘性和延伸性 如小麦中的面筋性蛋白质。如小麦中的面筋性蛋白质。第二节第二节 蛋白质的需要量蛋白质的需要量一、氮平衡一、氮平衡氮平衡是反映体内蛋白质代谢情况的一种表示方法，实际上氮平衡是反映体内蛋白质代谢情况的一种表示方法，实际上是指蛋白质摄取量与排出量的对比关系，分为：是指蛋白质摄取量与排出量的对比关系，分为：1.1.氮的总平衡氮的总平衡 当正常成人膳食蛋白质供应适当时，其氮的当正常成人膳食蛋白质供应适当时，其氮的2.2.摄入量和排出量相等。摄入量和排出量相等。2.2.氮的正平衡氮的正平衡 儿童、孕妇体内正在生长新组织，其摄入儿童、孕妇体内正在生长新组织，其摄入的蛋白质有一部分变成新组织。此时其氮的摄入量必大于的蛋白质有一部分变成新组织。此时其氮的摄入量必大于排出量。排出量。3.3.氮的负平衡氮的负平衡 饥饿、膳食缺乏蛋白质的人，以及消耗饥饿、膳食缺乏蛋白质的人，以及消耗性疾病患者，其每日摄入氮少于排出氮。性疾病患者，其每日摄入氮少于排出氮。4.4.氮平衡的计算氮平衡的计算 氮平衡状态可用下式表示：氮平衡状态可用下式表示：氮平衡氮平衡=摄入氮丢失氮摄入氮丢失氮=摄入氮（尿氮摄入氮（尿氮+粪氮粪氮+其它氮）其它氮）根据大量研究，食用无氮膳食根据大量研究，食用无氮膳食1010-14-14天后平均每天天后平均每天尿氮尿氮=37=37 mg/kg ;mg/kg ;粪氮粪氮=12=12mg/kg ;mg/kg ;其它氮其它氮=8=8mg/kg(mg/kg(成人）；成人）；=10=10 mg/kg(mg/kg(儿童）儿童）*(1985*(1985，WHO)WHO)成人每日丢失的氮成人每日丢失的氮=37+12+8=57=37+12+8=57 mg/kg mg/kg（0.36g0.36g蛋白质蛋白质/kgkg）在无蛋白时所丢失的氮量称之为必然丢失氮，成人每千克体重在无蛋白时所丢失的氮量称之为必然丢失氮，成人每千克体重摄食摄食0.360.36克蛋白质以补偿必然丢失的氮量，达到氮的平衡。克蛋白质以补偿必然丢失的氮量，达到氮的平衡。5.5.影响氮平衡的因素影响氮平衡的因素l 热量对氮平衡的影响：供给热量低于实际需要量，氮热量对氮平衡的影响：供给热量低于实际需要量，氮 平衡向负平衡改变。平衡向负平衡改变。l 人的活动量的影响：能量的消耗，糖类对蛋白质的保护人的活动量的影响：能量的消耗，糖类对蛋白质的保护作用。作用。l 激素的影响：作用于合成代谢的生长激素；分解代谢的激素的影响：作用于合成代谢的生长激素；分解代谢的甲状腺素。甲状腺素。l 各种应激状态：紧张、压力和疾病状态。各种应激状态：紧张、压力和疾病状态。二、蛋白质的需要量二、蛋白质的需要量确定人体蛋白质需要量的方法确定人体蛋白质需要量的方法1.是在充分供给能量但食物不含蛋白质时测定受试是在充分供给能量但食物不含蛋白质时测定受试者通过尿、粪和其它途径所排出的氮量，此即蛋者通过尿、粪和其它途径所排出的氮量，此即蛋白质的最低需要量。似乎只要补足这一数量即可白质的最低需要量。似乎只要补足这一数量即可满足人体对蛋白质的需要。但实验结果表明，即满足人体对蛋白质的需要。但实验结果表明，即使进食这一数量的优质蛋白质，并不能维持氮的使进食这一数量的优质蛋白质，并不能维持氮的总平衡。总平衡。2.2.蛋白质的质量不同，达到机体氮平衡所需蛋白质的蛋白质的质量不同，达到机体氮平衡所需蛋白质的3.3.量也有所不同量也有所不同3.3.要因加算法计算蛋白质需要量要因加算法计算蛋白质需要量氮需要量氮需要量=（必要损失氮（必要损失氮+生长发育所需氮）生长发育所需氮）1.3 1.3计算上述所损失的氮，是用什么质和量的蛋白质来满足和计算上述所损失的氮，是用什么质和量的蛋白质来满足和补充，这就要看食物蛋白质的吸收与利用的效率，式中补充，这就要看食物蛋白质的吸收与利用的效率，式中 1.3 1.3是考虑食物被利用的效率为是考虑食物被利用的效率为70%70%。第三节第三节 必需氨基酸必需氨基酸一、必需氨基酸和非必需氨基酸一、必需氨基酸和非必需氨基酸1.1.必需氨基酸必需氨基酸 指人体需要，但自己不能合成或合成指人体需要，但自己不能合成或合成速度不能满足需要的氨基酸。速度不能满足需要的氨基酸。2.2.非必需氨基酸可由必需氨基酸转变或由机体合成。非必需氨基酸可由必需氨基酸转变或由机体合成。非必需氨基酸充足可减少必需氨基酸的消耗。非必需氨基酸充足可减少必需氨基酸的消耗。3.3.人类必需氨基酸有人类必需氨基酸有9 9种。种。二、二、必需氨基酸的需要量及需要量模式必需氨基酸的需要量及需要量模式19851985年年FAO/WHOFAO/WHO对各类人群的必需氨基酸需要量作了估计对各类人群的必需氨基酸需要量作了估计为了满足蛋白质在体内合成的需要，各种必需氨基酸之间为了满足蛋白质在体内合成的需要，各种必需氨基酸之间应有一个适宜的比例。这种必需氨基酸之间相互搭配的比应有一个适宜的比例。这种必需氨基酸之间相互搭配的比例关系称为必需氨基酸需要量模式或氨基酸计分模式（例关系称为必需氨基酸需要量模式或氨基酸计分模式（aminoamino acid scoring pattern)acid scoring pattern)。WHO 1985WHO 1985年建议的必需氨基酸需要量模式见下表，理论上年建议的必需氨基酸需要量模式见下表，理论上蛋白质的优劣，其氨基酸的模式是否接近人需要的模式是蛋白质的优劣，其氨基酸的模式是否接近人需要的模式是衡量它的质量的一个重要依据。衡量它的质量的一个重要依据。三、限制氨基酸三、限制氨基酸食物蛋白质中，按照人体的需要及其比例关系相对不足的氨食物蛋白质中，按照人体的需要及其比例关系相对不足的氨基酸称为限制氨基酸。限制氨基酸中缺乏最多的称第一限制基酸称为限制氨基酸。限制氨基酸中缺乏最多的称第一限制氨基酸，然后依次类推，正是这些氨基酸的不足阻碍了整体氨基酸，然后依次类推，正是这些氨基酸的不足阻碍了整体蛋白质的合成。蛋白质的合成。一般地说，食物中最主要的限制氨基酸为赖氨酸和蛋氨酸。一般地说，食物中最主要的限制氨基酸为赖氨酸和蛋氨酸。第四节第四节 食物蛋白质的营养评价食物蛋白质的营养评价评价一种食物蛋白质的营养价值，一方面要从评价一种食物蛋白质的营养价值，一方面要从“量量”的角度即食物中含量的多少，另一方面则要的角度即食物中含量的多少，另一方面则要从从“质质”的角度即根据其必需氨基酸的含量及模的角度即根据其必需氨基酸的含量及模式来考虑。此外，还应考虑机体对该食物蛋白质式来考虑。此外，还应考虑机体对该食物蛋白质的消化、利用程度。食物蛋白质的营养评价往往的消化、利用程度。食物蛋白质的营养评价往往采用化学分析和动物实验的方法。采用化学分析和动物实验的方法。一、蛋白质的质与量一、蛋白质的质与量完全蛋白质和不完全蛋白质完全蛋白质和不完全蛋白质l 完全蛋白质完全蛋白质(complete protein)complete protein)是那些含有所有的是那些含有所有的必需氨基酸，且量和比例都能满足机体的需要。这些必需氨基酸，且量和比例都能满足机体的需要。这些蛋白质是是动物来源的，如蛋、乳、肉。蛋白质是是动物来源的，如蛋、乳、肉。l 不完全蛋白质不完全蛋白质(incomplete protein)incomplete protein)是那些缺乏一种是那些缺乏一种以上的必需氨基酸的蛋白质，这些蛋白质大多数是植物以上的必需氨基酸的蛋白质，这些蛋白质大多数是植物蛋白质。如谷物、豆类。蛋白质。如谷物、豆类。二、蛋白质的消化率二、蛋白质的消化率蛋白质的消化率是指该食物蛋白质被消化、吸收的程度。蛋白质的消化率是指该食物蛋白质被消化、吸收的程度。消化率越高，被机体利用的可能性越大。消化率越高，被机体利用的可能性越大。表观消化率表观消化率 =(apparent digestibility)apparent digestibility)食物氮粪氮食物氮粪氮 食物氮食物氮 真消化率真消化率=(true digestibility)true digestibility)食物氮食物氮 （粪氮粪代谢氮）（粪氮粪代谢氮）食物氮食物氮粪代谢氮是在完全不吃含蛋白质食物时粪便中的含氮量。粪代谢氮是在完全不吃含蛋白质食物时粪便中的含氮量。三、蛋白质的利用率三、蛋白质的利用率蛋白质的利用率是指食物蛋白质被消化、吸收后在蛋白质的利用率是指食物蛋白质被消化、吸收后在体内利用的程度。测定食物蛋白质利用率的指标和体内利用的程度。测定食物蛋白质利用率的指标和方法很多，如：方法很多，如：1.1.蛋白质的生物学价值蛋白质的生物学价值(biological biological value,BVvalue,BV)，简简称称生物价生物价。是机体的氮储留量与氮吸收量之比。是机体的氮储留量与氮吸收量之比蛋白质的生物价蛋白质的生物价=氮储留量氮储留量氮吸收量氮吸收量=食物氮（粪氮粪代谢氮）（尿氮尿内源氮）食物氮（粪氮粪代谢氮）（尿氮尿内源氮）食物氮（粪氮粪代谢氮）食物氮（粪氮粪代谢氮）测定时多用初断乳的大鼠，饲料蛋白质的含量为测定时多用初断乳的大鼠，饲料蛋白质的含量为10%10%。2.2.蛋白质净利用率蛋白质净利用率(net protein utilization,NPU)net protein utilization,NPU)是机体的氮储留量与氮食入量之比，此表示蛋白质实际是机体的氮储留量与氮食入量之比，此表示蛋白质实际被利用的程度。被利用的程度。蛋白质净利用率蛋白质净利用率=氮储留量氮储留量氮食入量氮食入量=生物价生物价 消化率消化率=食物氮（粪氮粪代谢氮）（尿氮尿内源氮）食物氮（粪氮粪代谢氮）（尿氮尿内源氮）食物氮食物氮蛋白质净利用率蛋白质净利用率或或3.3.蛋白质功效比值蛋白质功效比值(protein efficiency protein efficiency ratio,PERratio,PER)一般以断乳后的（一般以断乳后的（2121-28-28天）大白鼠试验，用含天）大白鼠试验，用含10%10%的的蛋白质合成饲料喂养蛋白质合成饲料喂养2828天，计算动物每摄食天，计算动物每摄食1 1克蛋白质克蛋白质所增加体重的克数，来表示蛋白质用于生长的效率。所增加体重的克数，来表示蛋白质用于生长的效率。蛋白质功效比值蛋白质功效比值=动物增加体重克数动物增加体重克数 摄入的食物蛋白质克数摄入的食物蛋白质克数4.4.氨基酸分氨基酸分(amino acid score)amino acid score)蛋白质营养价值的高低可通过蛋白质中氨基酸组成的蛋白质营养价值的高低可通过蛋白质中氨基酸组成的化学分析结果来评价，也可称蛋白质的化学分化学分析结果来评价，也可称蛋白质的化学分(chemicalchemicalScore)Score)最初是以鸡蛋或人乳蛋白质中所含氨基酸作为参考标准，最初是以鸡蛋或人乳蛋白质中所含氨基酸作为参考标准，由于婴儿、儿童和成人的必需氨基酸需要不同，婴儿和由于婴儿、儿童和成人的必需氨基酸需要不同，婴儿和儿童对必需氨基酸的需要量远比成人高，所以提出分别儿童对必需氨基酸的需要量远比成人高，所以提出分别对婴儿、学龄前儿童（对婴儿、学龄前儿童（2 2-5-5岁）、学龄儿童（岁）、学龄儿童（1010-12-12岁）岁）和成人的必需氨基酸需要模式，来计算氨基酸分：和成人的必需氨基酸需要模式，来计算氨基酸分：氨基酸分氨基酸分=1 1克受试蛋白质中氨基酸的毫克数克受试蛋白质中氨基酸的毫克数 需要量模式中氨基酸的毫克数需要量模式中氨基酸的毫克数100100第五节第五节 蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用不同食物蛋白质中氨基酸的含量和比例不同，其营不同食物蛋白质中氨基酸的含量和比例不同，其营养价值不一，若将不同的食物适当混合食用，使它养价值不一，若将不同的食物适当混合食用，使它们之间相对不足的氨基酸互相补偿，从而接近人体们之间相对不足的氨基酸互相补偿，从而接近人体所需的氨基酸模式，提高蛋白质的营养价值，这种所需的氨基酸模式，提高蛋白质的营养价值，这种作用称蛋白质的互补作用。作用称蛋白质的互补作用。第六节第六节 蛋白质和氨基酸在食品加工时的变化蛋白质和氨基酸在食品加工时的变化一、热加工的有益作用一、热加工的有益作用1.1.杀菌和灭酶杀菌和灭酶 加热使蛋白质变性。加热使蛋白质变性。2.2.提高蛋白质的消化率提高蛋白质的消化率 蛋白质变性便于酶的作用，蛋白质变性便于酶的作用，如生鸡蛋的消化率仅如生鸡蛋的消化率仅50%50%，而熟鸡蛋几乎，而熟鸡蛋几乎100%100%。3.3.破坏某些嫌忌成分破坏某些嫌忌成分 如某些毒性物质、大豆蛋白酶如某些毒性物质、大豆蛋白酶抑制剂。抑制剂。二、加工的破坏作用二、加工的破坏作用1.1.加热加热 如传统的杀菌方法可使赖氨酸和胱氨酸的如传统的杀菌方法可使赖氨酸和胱氨酸的含量分别下降含量分别下降10%10%和和13%13%。2.2.氧化氧化 当蛋白质和脂过氧化物在一起时蛋白质的当蛋白质和脂过氧化物在一起时蛋白质的氨基酸有重大损失。氨基酸有重大损失。3.3.碱处理碱处理 蛋白质用碱处理可使许多氨基酸发生异蛋白质用碱处理可使许多氨基酸发生异构化从而降低营养价值。构化从而降低营养价值。蛋白质、多肽、氨基酸类保健食品：蛋白质、多肽、氨基酸类保健食品：1.1.大豆蛋白大豆蛋白 对动脉粥样硬化和心脏病的保健作用机制，对动脉粥样硬化和心脏病的保健作用机制，能加强胆酸的分泌，刺激肝脏除去低密度脂蛋白胆固醇，能加强胆酸的分泌，刺激肝脏除去低密度脂蛋白胆固醇，含有异黄酮。含有异黄酮。2.2.蛋白粉蛋白粉美国安利公司所属纽崔莱公司生产，它是四种原料，大豆美国安利公司所属纽崔莱公司生产，它是四种原料，大豆蛋白为主，其次是乳清蛋白、乳清和卵磷脂。蛋白为主，其次是乳清蛋白、乳清和卵磷脂。思考题：思考题：1.1.对食物蛋白质营养评价的方法有那些？对食物蛋白质营养评价的方法有那些？2.2.什么是蛋白质互补作用？什么是蛋白质互补作用？