营养学概论学习.pptx
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1、4/22/20231第一节蛋白质(protein)和氨基酸第 一 节 P r oP r o第1页/共264页4/22/20232一、功 能*瘦体组织:lean tissue1组织构成成分瘦体组织*2构成各种重要生理物质酶 抗体 激素 遗传物质等3供能约16.7 kJ(4.0 kcal)/g 一、体内蛋白质功能第2页/共264页4/22/20233二、必需氨基酸(一)必需氨基酸*(essential amino acid,EAA)与非必需氨基酸 在构成人体Pr的20种AA中,有9种人体不能合成或合成速度不能满足需要,必须由食物供给,即EAA。二、A A /E A AA A /E A A(一一)A
2、 A /肽肽第3页/共264页4/22/20234 必需氨基酸(essential amino acid)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 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、缬氨酸和组氨酸。条件必需氨基酸(conditionally essential amino acid):半胱氨酸和酪氨酸 非必需氨基酸(nonessential amino acid)。第4页/共264页4/22/20235 半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来 如食物能直接提供这两种氨基酸,则人
3、体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要可分别减少30%和50%半胱氨酸和酪氨酸又称条件或半必需氨基酸*(conditionally or semi essential amino acid)在计算食物EAA含量和组成时,常将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算第5页/共264页4/22/20236氨基酸氨基酸 英文英文 氨基酸氨基酸 英文英文 必需氨基酸必需氨基酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸蛋氨酸蛋氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸*非必需氨基酸非必需氨基酸丙氨酸丙氨酸精氨酸精氨酸Isoleucine(Ile)Isoleucine(Ile)Leucine
4、(Leu)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Lysine(Lys)Methionine(Met)Methionine(Met)Phenylalanine(PhePhenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Valine(Val)Histidine(His)Histidine(His)Alanine(Ala)Alanine(Ala)Arginine(Arg)Arginine(Arg)天门冬氨酸天门冬氨酸天门冬酰胺天门冬酰胺谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺甘氨酸甘
5、氨酸脯氨酸脯氨酸丝氨酸丝氨酸条件必需氨基酸条件必需氨基酸半胱氨酸半胱氨酸酪氨酸酪氨酸Aspartic Aspartic acid(Asp)acid(Asp)Asparagine(Asn)Asparagine(Asn)Glutamic Glutamic acid(Glu)acid(Glu)Glutamine(Gln)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Glycine(Gly)Proline(Pro)Proline(Pro)Serine(Ser)Serine(Ser)Cysteine(Cys)Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)Tyrosine(Tyr)*组氨酸为婴
6、儿必需氨基酸,成人需要量可能较少。组氨酸为婴儿必需氨基酸,成人需要量可能较少。摘自摘自Modern Nutrition in Health and Disease Modern Nutrition in Health and Disease,第,第9 9版,第版,第1414页,页,19991999年。年。构成人体蛋白质的氨基酸构成人体蛋白质的氨基酸第6页/共264页4/22/20237(二)氨基酸模式*(amino acid pattern,AAP)及限制氨基酸*(limiting amino acid,LAA)是某种Pro中各种EAA的构成比例,计计算算方方法法是是将该Pro中的色氨酸含量设
7、为1,再分别计算其它EAA与色氨酸的相应比值而得到的一系列比值*,就就是是该该种种蛋蛋白白质质氨氨基基酸酸模式。模式。*见下表(三三)A A 模 式模 式 /L A A第7页/共264页4/22/20238氨基酸氨基酸人体人体全鸡蛋全鸡蛋鸡蛋白鸡蛋白牛奶牛奶猪瘦肉猪瘦肉牛肉牛肉大豆大豆面粉面粉大米大米异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸蛋氨酸蛋氨酸+半胱氨酸半胱氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸+酪氨酸酪氨酸苏氨酸苏氨酸缬氨酸缬氨酸色氨酸色氨酸4.04.07.07.05.55.53.53.56.06.04.04.05.05.01.01.02.52.54.04.03.13.12.32.33.63.62.1
8、2.12.52.51.01.03.33.35.65.64.34.33.93.96.36.32.72.74.04.01.01.03.03.06.46.45.45.42.42.46.16.12.72.73.53.51.01.03.43.46.36.35.75.72.52.56.06.03.53.53.93.91.01.03.23.25.65.65.85.82.82.84.94.93.03.03.23.21.01.03.03.05.15.14.44.41.71.76.46.42.72.73.53.51.01.02.32.34.44.41.51.52.72.75.15.11.81.82.72.71.0
9、1.02.52.55.15.12.32.32.42.45.85.82.32.33.43.41.01.0几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式根据根据食物成分表食物成分表(王光亚主编,人民卫生出版社,(王光亚主编,人民卫生出版社,1991年)计算。大豆、全鸡蛋(红皮)年)计算。大豆、全鸡蛋(红皮)来自上海;鸡蛋白来自河北;牛奶产自甘肃;猪瘦弱、牛肉(里脊)、小麦标准粉来自北京;来自上海;鸡蛋白来自河北;牛奶产自甘肃;猪瘦弱、牛肉(里脊)、小麦标准粉来自北京;大米为浙江早籼标二米。大米为浙江早籼标二米。第8页/共264页4/22/20239 食物Pro与人体Pro在E
10、AA种类、相对含量上的差异可用AAP反映当某食物Pro的AAP和人体越接近,则其EAA被人体充分利用的可能性即利用率也可能越高,其Pro的营养价值也相对越高;反之食物Pro中某一/几种EAA比值较低,会导致其他EAA在体内不能被充分利用,导致该Pro的营养价值降低。这一/几种EAA就称为该Pro的LAA,LAA中比值最低的称为第一LAA,余者以此类推。但一般只列1-3种LAA,多了并无太大意义第9页/共264页4/22/202310 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 Prot
11、ein)实验 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的营养价值较低第10页/共264页4/22/202311蛋白质互补作用*(complementary action of protein)用于:主要用于提高植物性Pro的营养价值机制:利用各种植物性Pro中EAA的含量和比值均不同的特点第11页/共264页4/22/202312 氨基酸池氨基酸池(aminoacidpool):存在于人体各:存在于人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸,统称为氨组织、器官和体液中的游离氨基酸,统称为氨基酸池。基酸池。
12、必要的氮损失必要的氮损失(obligatorynitrogenlosses):机体每天由于皮肤、毛发和粘膜的脱落,妇: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女月经期的失血及肠道菌体死亡排出等损失约20g20g以上的蛋白质,这种氮排出是机体不可避以上的蛋白质,这种氮排出是机体不可避免的氮消耗,称为必要的氮损失。免的氮消耗,称为必要的氮损失。第12页/共264页4/22/202313三、消 化 吸 收 代 谢三、蛋白质的消化、吸收和代谢第13页/共264页4/22/202314蛋白质每天约3%的Pro被更新图 正常人体内的蛋白质代谢概况正常人体内Pro约为1
13、6-19%分解合成动态平衡组织Pro不断更新 修复肠道 骨髓Pro更新速度较快一切生命的物质基础第14页/共264页4/22/2023151 氮平衡(Nitrogen Balance)反映机体摄入氮(食物Pro含氮量约16%)和排出氮的关系,即氮平衡摄入氮(尿氮+粪氮+皮肤等氮损失)氮平衡一般有三种情况第15页/共264页4/22/202316图 一个体重70kg的正常成人蛋白质代谢及氮平衡消化道摄入蛋白质90g(14.4gN)粪便10g(1.6gN)尿75g(12gN)其它5g(0.8gN)机体合成蛋白质300g氨基酸池消化、吸收蛋白质150g肠道内源性蛋白质70g肌肉(30%)器官 体液(
14、50%)其它(20%)第16页/共264页4/22/202317四、营 养 学 评 价四、食物蛋白质营养学评价*(一)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)定氮法测定食物粗蛋白含量=食物含氮量食物的粗蛋白含量大豆30-40%为最高 畜禽鱼蛋类10-20%粮谷类8-10%鲜奶类1.5-3.8%第17页/共264页4/22/202318(二)消化吸收率(digestibility)反映Pro在消化道内被分解、吸收程度分为真消化吸收率(true/net digestibility)和表观消化吸收率
15、(apparent digestibility)真消化吸收率 表观消化吸收率在实际应用中往往用表观消化吸收率,以简化实验,并使所得消化吸收率具有一定的安全性第18页/共264页4/22/202319真消化吸收率=吸收氮 100%食物氮=食物氮(粪氮粪代谢氮)100%食物氮表观消化吸收率=食物氮粪氮 100%食物氮第19页/共264页4/22/202320表 几种食物的蛋白质真消化吸收率(%)食物真消化吸收率食物真消化吸收率鸡 蛋973燕 麦867牛 肉953小 米79肉 鱼943大 豆 粉867面粉(精)964菜 豆78大 米884花 生 酱88玉 米856中国混合膳96吴坤主编营养与食品卫生
16、学M 第5版,北京:人民卫生出版社,2003,8,p15生大豆60%熟豆浆85%/豆腐90-96%第20页/共264页4/22/202321 影响蛋白质消化率的因素 由于动物性食物中的Pro消化吸收影响因素较植物性的要少,由于植物蛋白被纤维素包裹,不易被消化酶作用,但加工烹调后,纤维素可被去除、破坏、软化,提高其消化率。动物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro第21页/共264页4/22/202322(三)利用率(utilization)(蛋白的营养学评价)生物价生物价(biological value(biological value,BV)BV)蛋白质净利用率蛋白质净利用率(net pr
17、otein utilization(net protein utilization,NPU)NPU)蛋白质功效比值蛋白质功效比值(protein effciency ratio(protein effciency ratio,PER)PER)氨基酸评分氨基酸评分(amino acid score(amino acid score,AAS)AAS)相对蛋白质值相对蛋白质值(relative protein value(relative protein value,RPV)RPV)净蛋白质比值净蛋白质比值(net protein ratio(net protein ratio,NPR)NPR)氮平
18、衡指数氮平衡指数(nitrogen balance index(nitrogen balance index,NBI)NBI)第22页/共264页4/22/202323BV=储留氮100=吸收氮(尿氮尿代谢氮)100吸收氮食物氮(粪氮粪代谢氮)1蛋白质生物学价值(biological value,BV)Pro经消化吸收后,进入机体可以储留利用的部分BV值越高,表明其利用率也越高第23页/共264页4/22/202324NPU(%)=消化吸收率消化吸收率生物生物价价=储留率储留率100食物氮食物氮2净蛋白质利用率净蛋白质利用率(net protein utilization,NPU)较较BV更为
19、全面更为全面该实验以该实验以10%的被测的被测Pro作为膳食作为膳食Pro来源来源第24页/共264页4/22/202325PER=动物体重增加(g)摄入食物Pro(g)3蛋白质功效比值(protein efficiency ratio,PER)用处于生长阶段的幼年动物(一般用刚断奶雄性大白鼠),实验期内,其体重增加和摄入Pro量的比值 因所测Pro主要被用于生长之需,PER常用作婴幼儿食品中Pro营养价值评价第25页/共264页4/22/202326被测蛋白质PER=实验组PER 2.5对照组PER同一种食物,在不同的实验条件下,所测得的PER往往有明显差异为使实验结果具有一致性和可比性实验
20、时,用标化酪蛋白为参考蛋白设对照组,无论酪蛋白质组PER为多少,均应换算为然后按下式计算被测Pro的PER1第26页/共264页4/22/202327AAS =被测Pro每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)*100理想模式或参考Pro中每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)4氨基酸评分(amino acid score,AAS/化学分,chemical score,CS)AAS因其简便易行而被广泛采用不同年龄的人群,其氨基酸评分模式不同;不同的食物其氨基酸评分模式也不相同第27页/共264页4/22/202328表 几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式氨基酸人群(mg/kg蛋白质)食物(mg/
21、g蛋白质)1yr2-5yr10-12yr成人鸡蛋牛奶牛肉组氨酸26191916222734异亮氨酸 46282813544748亮氨酸93664419869581赖氨酸66584416707889蛋氨酸+半胱氨酸42252217573340苯丙氨酸+酪氨酸726322199310280苏氨酸4334289474446缬氨酸55352513666450色氨酸171195171412总计460339241127512504479摘自WHO Technical Report Series 724,p12,1985第28页/共264页4/22/202329确定某一食物中ProAAS分两步1计算被测Pr
22、o每种必需氨基酸的评分值2在上述计算结果中,找出最低的EAA(即第一LAA)评分值,即为该Pro的氨基酸评分第29页/共264页4/22/202330其他既包含消化吸收率也包含利用率的指标1 氮平衡(nitrogen balance)氮平衡摄入氮(尿氮粪氮皮肤等氮损失)氮平衡既可衡量机体Pro代谢及营养状况也可用于食物Pro营养价值评价的指标例如A食物的Pro纠正负氮平衡用时比B食物用时短 则A食物的Pro质量优于B食物第30页/共264页4/22/2023315经消化率修正的氨基酸评分 (protein digestibility corrected amino acid score,PDC
23、AAS)PDCAAS=氨基酸评分真消化吸收率这种方法可替代PER对除孕妇和1岁以下婴儿以外的所有人群进行食物Pro评价 几种食物Pro的PDCAAS见下表第31页/共264页4/22/202332表 几种食物蛋白质的PDCAAS食物蛋白PDCAAS食物蛋白PDCAAS酪蛋白1.00斑豆0.63鸡蛋1.00燕麦粉0.57大豆分离蛋白0.99花生粉0.52牛肉0.92小扁豆0.52豌豆粉0.69全麦0.40菜豆0.68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,p17第32页/共264页4/22/202333表 几种常见食物蛋白质的质量食物BVNPU(%)PERAAS全
24、鸡蛋94843.921.06全牛奶87823.090.98鱼83814.551.00牛 肉74732.301.00大 豆73662.320.63精制面粉52510.600.34大 米63632.160.59土 豆67600.48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,p17第33页/共264页4/22/202334五、蛋白质和氨基酸在食品加工时的变化(一)热处理(一)热处理 变性、分解、氧化、氨基酸之间的键变性、分解、氧化、氨基酸之间的键交换、新键的形成等,保藏、提高消化率、破坏有毒交换、新键的形成等,保藏、提高消化率、破坏有毒物质、酶制剂、抗生素等;过度影响其
25、营养价值。物质、酶制剂、抗生素等;过度影响其营养价值。(二)碱处理(二)碱处理 异构、形成新氨基酸、有时降低营养异构、形成新氨基酸、有时降低营养价值价值(三)冷冻加工(三)冷冻加工 降解、不可逆变性降解、不可逆变性(四)脱水干燥(四)脱水干燥 温度过高、时间长蛋白变性、硬度温度过高、时间长蛋白变性、硬度增加增加第34页/共264页4/22/202335六、食物来源及供给量良好来源六、来 源/R N I/R N I主要来源粮谷类食品(米、面)优质Pro第35页/共264页4/22/202336推荐摄入量(recommended nutrient intake,RNI)理论上,成人摄入 30g/d
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