蛋白質和氨基酸培訓課件

第一節(jié)蛋白質的功能第二節(jié)蛋白質的需要量第三節(jié)必需氨基酸第四節(jié)食物蛋白質的營養(yǎng)評價第五節(jié)蛋白質的互補作用第六節(jié)蛋白質和氨基酸在食品加工時的變化第七節(jié)蛋白質的供給與食物來源

7/24/20231蛋白質和氨基酸蛋白質是食品中三大營養(yǎng)素之一蛋白質對食品的色、香、味及組織結構等具有重要意義一些蛋白質具有生物活性功能，是開發(fā)功能性食品原料之一7/24/20232蛋白質和氨基酸第一節(jié)蛋白質的功能一、構成機體和生命的重要物質基礎

二、建造新組織和修補更新組織

三、供能

四、賦予食品重要的功能特性7/24/20233蛋白質和氨基酸蛋白質是構成機體和生命的重要物質基礎人體的所有組織器官都會有蛋白質，蛋白質是生命的物質基礎。蛋白質是人體的主要“建筑材料”。沒有蛋白質的供給，人就不可能從3～4千克的新生兒長成50～60千克重的成年人。一般說，蛋白質約占人體全部質量的18％，最重要的還是其與生命現(xiàn)象有關。蛋白質和核酸是生命存在的主要形式。7/24/20234蛋白質和氨基酸1．催化作用生命的基本特征之一是不斷地進行新陳代謝。這種新陳代謝中的化學變化絕大多數(shù)都是借助于酶的催化作用迅速進行。酶催化效率極高。如每分子過氧化氫酶，每分鐘可催化2640000個分子H202分解而不致使機體發(fā)生H2O2蓄積中毒。酶催化機體內成千上萬種不同的化學反應。酶就是蛋白質。2．調節(jié)生理機能激素是機體內分泌細胞制造的一類化學物質。這些物質隨血液循環(huán)流遍全身，調節(jié)機體的正常活動，對機體的繁殖、生長、發(fā)育和適應內外環(huán)境的變化具有重要作用。這些激素中有許多就是蛋白質或肽。胰島素就是由51個氨基酸分子組成的分子量較小的蛋白質。胃腸道能分泌十余種肋類激素，用以調節(jié)胃、腸、肝、膽管和胰臟的生理活動。此外，蛋白質對維護神經(jīng)系統(tǒng)的功能和智力發(fā)育也有重要作用。7/24/20235蛋白質和氨基酸3．氧的運輸生物從不需氧轉變成需氧以獲得能量是進化過程的一大飛躍。它從環(huán)境中攝取氧、在細胞內氧化能源物質(碳水化合物、脂肪和蛋白質)，產生二氧化碳和水。這種供能代謝使生物能夠更多地獲取貯存于能源物質中的能量。例如，葡萄糖有氧氧化所獲得的能量為無氧酵解的18倍。這種由外界攝取氧并且將其輸送到全身組織細胞的作用是由血紅蛋白完成的。

7/24/20236蛋白質和氨基酸4．肌肉收縮肌肉是占人體百分比最大的組織。通常為體重的40％一45％。機體的一切機械運動及各種臟器的重要生理功能。例如肢體的運動、心臟的搏動、血管的舒縮、胃腸的蠕動、肺的呼吸，以及泌尿、生殖過程都是通過肌肉的收縮與松弛來實現(xiàn)的。這種肌肉的收縮活動是由肌動球蛋白來完成的。7/24/20237蛋白質和氨基酸

5．支架作用結締組織分布廣泛，組成各器官包膜及組織間隔，散布于細胞之間。正是它們維持各器官的一定形態(tài)，并將機體的各部分聯(lián)成一個統(tǒng)一的整體。這種作用主要是由膠原蛋白來實現(xiàn)的。6．免疫作用機體對外界某些有害因素具有一定的抵抗力。例如，機體對流行性感冒、麻疹、傳染性肝炎、傷寒、白喉、百日咳等細菌、病毒的侵入(抗原)，可產生一定的抗體，從而阻斷抗原對人體的有害作用，此即機體的免疫作用。這種免疫作用則是由免疫球蛋白’’(一種由血液漿細胞產生的一類具有免疫作用的球狀蛋白質)來完成的。

7/24/20238蛋白質和氨基酸7．遺傳調控遺傳是生物的重要生理功能。核蛋白及其相應的核酸是基因的物質基礎，蛋白質是基因表達的重要調控者。此外，體內酸堿平衡的維持、水分的正常分布，以及許多重要物質的轉運等都與蛋白質有關。由此可見，蛋白質是生命的物質基礎。7/24/20239蛋白質和氨基酸二、建造新組織和修補更新組織食物蛋白質最重要的作用是供給人體合成蛋白質所需要的氨基酸。由于碳水化合物和脂肪中只含有碳、氫和氧，不含氮。因此，蛋白質是人體中惟一的氮的來源。這是碳水化合物和脂肪不能代替的作用。食物蛋白質必須經(jīng)過消化、分解成氫基酸后方能被吸收、利用。體內蛋白質的合成與分解之間也存在著動態(tài)平衡。通常，成年人體內蛋白質含量穩(wěn)定不變。盡管體內蛋白質在不斷地分解與合成，組織細胞在不斷更新。但是，蛋白質的總量卻維持動態(tài)平衡。一般認為成人體內全部蛋白質每天約有3％更新。這些體內蛋白質分子分解成氨基酸后，大部分又重新合成蛋白質，此即蛋白質的周轉率，只有一小部分分解成為尿素及其它代謝產物排出體外。因此，成人的食物蛋白質只需要補充被分解并排出的那部分蛋白質即可。機體蛋白質的轉換率很高。通常，它比氨基酸的攝取大七倍。7/24/202310蛋白質和氨基酸兒童和青少年正處在生長、發(fā)育時期，對蛋白質的需要量較大，蛋白質的轉換率也相對較高。這種蛋白質的轉換量與基礎代謝密切有關。機體由蛋白質分解的氨基酸再合成新蛋白質的數(shù)量可隨環(huán)境條件而異。例如，飼養(yǎng)良好的大鼠，其肝臟所需氨基酸的50％為再利用部分，禁食大鼠的再利用部分為90％。不同蛋白質的轉換率極不相同例如，色氨酸砒咯酶和酪氨酸轉氨酶的半衰期為2—3h，而肌纖維和肌膠原蛋白的半衰期為50—60d.至于肌腿膠原蛋白則更長。7/24/202311蛋白質和氨基酸三、供能

盡管蛋白質在體內的主要功能并非供給能量，但它也是一種能源物質。特別在碳水化合物和脂肪供給量不足時，每克蛋白質在體內氧化供能約4kcal(17kj)。它與碳水化合物和脂肪所供給的能量一樣，都可用以促進機體的生物合成，維持體溫和生理活動。因此，蛋白質的供能作用可以由碳水化合物或脂類代替。即供能是蛋白質的次要作用。碳水化合物和脂肪具有節(jié)約蛋白質的作用。人體每天消耗的能量約有14％來自蛋白質。7/24/202312蛋白質和氨基酸四、賦予食品重要的功能特性

食品應有良好的感官性狀。蛋白質可賦予食品以重要的功能特性。例如，肉類成熟后持水性增加(持水性一般是指肉在凍結、冷藏、解凍、胞制、絞碎、斬拌和加熱等過程中，肉中的水分以及添加到肉中的水分的保持能力)。這與肌肉蛋白質的變化密切有關，而肌原纖維蛋白質的變化，特別是肌動球蛋白的變化則又與肉的嫩度密切相關。正是由于肉的持水性和嫩度的增加，大大提高了肉的可口性。蛋白質有起泡性，雞蛋清蛋白就具有良好的起泡能力，在食品加工中常被用于糕點(蛋糕)和冰棋淋等的生產，并使之松軟可口。7/24/202313蛋白質和氨基酸蛋白質是高分子物質，溶于水成親水溶膠，有一定的穩(wěn)定性。蛋白質分子中有許多親水基團又有許多疏水基團，可分別與水和脂類物質相吸引，從而達到乳化的目的。不同蛋白質的乳化力不同。由乳酪蛋白制成的酪蛋白酸鈉具有很好的乳化、增稠性能。尤其是熱穩(wěn)定性強。例如，大多數(shù)球蛋白和肌原纖維蛋白質在65℃時即凝結；乳清蛋白在77℃加熱20s實際上已變性；大豆蛋白質在同樣條件下則開始分散成較小的組成成分。至于酪蛋白酸鈉制成乳化液或應用于午餐肉罐頭等食品，雖經(jīng)120℃高溫殺菌lh亦無不良影響。小麥中的面筋性蛋白質(包括麥膠蛋白和谷蛋白)脹潤后在面團中形成堅實的面筋網(wǎng)，并具有特殊的教性和延伸性等。它們在食品加工時使面包和餅干具有各種重要、獨特性質。7/24/202314蛋白質和氨基酸功能 食品 蛋白質類型

溶解性 飲料 乳清蛋白 粘度 湯、調味汁明膠 持水性香腸、蛋糕、肌肉蛋白，雞蛋蛋白 膠凝作用 肉和奶酪 肌肉蛋白和乳蛋白 粘結-粘合 肉、香腸、面條 肌肉蛋白，雞蛋蛋白 彈性 肉和面包肌肉蛋白，谷物蛋白 乳化 香腸、蛋糕 肌肉蛋白，雞蛋蛋白 泡沫 冰淇淋、蛋糕 雞蛋蛋白，乳清蛋白 脂肪和風味的結合 油炸面圈 谷物蛋白 Functionalrolesoffoodproteinsinfoodsystems7/24/202315蛋白質和氨基酸第二節(jié)蛋白質的需要量一、氮平衡

二、蛋白質的需要量7/24/202316蛋白質和氨基酸氮平衡？氮平衡是反映體內蛋白質代謝情況的一種表示方法，實際上是指蛋白質攝取量與排出量之間的對比關系。由于直接測定食物中和體內消耗的蛋白質有很多困難，各種食物蛋白質的含氮量相當接近(約為16％)，一般食物中的含氮物質又大部分是蛋白質。所以常用測定含氮量的方法間接了解蛋白質的平衡情況。7/24/202317蛋白質和氨基酸蛋白質氮(克)蛋白質氮（克）肌動蛋白（兔肌肉）16.7谷蛋白（小麥）17.6清蛋白（牛血）16.07血紅蛋白（馬）16.8清蛋白（雞蛋白）15.9胰島素A（牛肉）15.88α-淀粉酶16.23β–乳球蛋白(牛乳)15.64抗生物素蛋白(雞蛋白)14.80溶菌酶（雞蛋白）18.80全酪蛋白（牛乳）15.63肌球蛋白（兔肌肉）16.70膠原（蛋白）（牛皮）18.70木瓜蛋白酶（木瓜）17.15伴清蛋白（雞蛋白）16.6核糖核酸酶A（牛胰）17.51白明膠（小牛皮）18.1鮭精蛋白（鮭精液）31.5麥醇溶蛋白（小麥）17.66胰蛋白酶（牛胰）16.95球蛋白（南瓜籽）18.55色氨酸合成酶17.5胰島血糖素（豬）17.29玉米醇溶蛋白(玉米)16.27/24/202318蛋白質和氨基酸與氮平衡相對應的身體狀況正常成人不再生長，每日進食的蛋白質主要用來維持組織的修補和更新。一般認為成人體內全部蛋白質每天約有3％左右須更新，80天左右蛋白質的更新量可達一半。當膳食蛋白質供應適當時，其氮的攝人量和排出量相等，這稱之為氮的總平衡。兒童正在成長，孕婦及初愈病人體內正在生長新組織。其攝人的蛋白質有一部分變成新組織。此時，其氮的攝食量必定大于排出量，這稱之為氮的正平衡。至于饑餓者、食用缺乏蛋白質膳食的人，以及消耗性疾病患者，其每日的攝人氮少于排出氮而日漸消瘦。這種情況稱之為氮的負平衡7/24/202319蛋白質和氨基酸蛋白質代謝及氮平衡7/24/202320蛋白質和氨基酸蛋白質在體內總的代謝可用氮平衡表示，即攝入氮和排出氮之差。蛋白質的平均含氮量為16%。氮平衡公式如下：B＝I－（U＋F＋S） B：氮平衡；I：攝入氮；U：尿氮；F：糞氮；S：皮膚丟失氮。該差值若為正值，代表正氮平衡，說明氮在體內潴留或用作機體蛋白質增長；相反，負氮平衡代表氮丟失；也可以是零氮平衡。7/24/202321蛋白質和氨基酸實驗安排食科八班星期一上午星期三下午食科九班星期三上午星期四下午注：1、每班分兩個大組同時進行。2、必須穿實驗服7/24/202322蛋白質和氨基酸氮平衡試驗的考慮因素健康成人，當給以無氮膳食時，體內蛋白質的合成與分解仍繼續(xù)進行。被分解的氨基酸可再用于合成，并且此過程很有效。但是，也有少部分氨基酸被分解、代謝成尿氮化合物，糞中也有一定的損失。最初尿氮明顯下降，以后長時間緩慢下降到相對穩(wěn)定。根據(jù)大量研究結果，食用無氮膳食10—14d后平均每天尿氮排出量為37mg／kg，糞氮約為12mg／kg，至于由皮膚及其它次要途徑損失的氮量實際測定比較麻煩，一般實驗室不易進行，且有一定的局限性。當推論到群體時因個體差異尚應有一個合理的延伸以照顧絕大多數(shù)人。此外，進行蛋白質平衡試驗的蛋白質是優(yōu)質蛋白，還應考慮到與實際生活中所消費的蛋白質差異等。7/24/202323蛋白質和氨基酸皮膚及其它次要途徑損失的氮量:根據(jù)1985年WHO的規(guī)定：成人每天為8mg／kg；12歲以下的兒童每天為10mg／kg。這些在無蛋白膳食時所丟失的氮量稱之為必然丟失氮（obligatorynitrogenlosses）。綜上所述，成年人在無N膳食條件下，每天N的損失總量為57mg/kg（37+12+8=57），相當于每天排出蛋白質0.36g/kg（57mg×6.25）。假設食物蛋白質被完全利用，據(jù)此可認為，若食物蛋白質按0.36g/kg攝入，應能補償成人機體的蛋白質丟失，達到N平衡。N平衡狀態(tài)可表示為下式：

攝入N=尿N+糞N+其他N損失7/24/202324蛋白質和氨基酸氮平衡對機體的作用實際上，N平衡不是絕對的。一天內，進食時N平衡為正；晚上不進食時則N平衡為負；超過24小時這種波動才比較平穩(wěn)。機體在一定限度內對N平衡具有調節(jié)作用，健康成人每日進食蛋白質有所增減時，其體內蛋白質的分解速度及隨尿排出的氮量也隨之增減。如進食高蛋白膳食時尿中排出的氮量增加，反之則減少。但若長期進食低蛋白質膳食，因體內蛋白質仍要分解，故易出現(xiàn)氮的負平衡；若攝食蛋白質的量太大，不僅機體利用不了，甚至反而加重消化器官及腎臟等的負擔。不過，蛋白質的需要量與能量不同，滿足蛋白質的需要和大量攝食蛋白質引起有害作用的量相差甚大。7/24/202325蛋白質和氨基酸二、蛋白質的需要量

確定人體蛋白質需要量的方法一般有兩種。一種是在充分供給能量但食物不含蛋白質(或含量極低)時測定受試者通過尿、糞和其它途徑所排出的氮量；另一種是測定維持氮平衡所需不同來源的蛋白質的氮量。成人攝食無蛋白質食物一段時間以后，其排出的氮量漸趨恒定，約為每日每千克體重57mg氮，即每日每千克體重約0.36蛋白質。對于一個體重65kg的人來說則相當于每日約有23g蛋白質排出體外。此即蛋白質最低需要量。但是，實驗結果表明，即使是進食這一數(shù)量的優(yōu)質蛋白質如蛋和乳，并不能維持氮的總平衡。不足的原因之一是食物蛋白質的組成與人體的蛋白質組成不同。既然不同，則在改造它們用來替換體內蛋白質時必有損耗。7/24/202326蛋白質和氨基酸據(jù)WHO(1985)報告，利用包括預期蛋白質需要量在內的幾種不同的蛋白質攝食量，對健康成人進行氮平衡研究。結果表明：在進行短期氮平衡研究時，人體對優(yōu)質蛋白質的平均需要量為0.63g／(kg·d)。在長期的氮平衡研究時，人體對優(yōu)質蛋白質的平均需要量為0.58g／(kg·d)。FAO／WHO／UNU專家委員會決定將上述兩組數(shù)據(jù)的平均值0.60g／(kg·d)作為成人對優(yōu)質蛋白質如肉、魚、乳、蛋等蛋白的平均需要量。7/24/202327蛋白質和氨基酸對不同人群的蛋白質需要可因個體的不同而有所差異，即使是在性別、年齡、體型和體力活動相同的情況下也可有不同，并呈現(xiàn)出一定的需要量分布。假定此個體的需要量呈正態(tài)分布，為了保證健康，1981年FAO／WHO／UNU專家委員會估計成人蛋白質需要量的真變異系數(shù)為12.5％。因此，可以預料，在平均蛋白質需要量0.60g／(kg·d)之上再加25％(2SD)即可滿足人群中97.5％的個體的需要。此即1985年WHO所定成人優(yōu)質蛋白質的安全攝取量0.75g／(kg·d)。

營養(yǎng)素供給在距平均值兩個標準差處7/24/202328蛋白質和氨基酸安全攝取量變化原因蛋白質的需要量，盡管各國多以氮平衡測定為依據(jù)，但是所提出的標準不一WHO亦多次修改蛋白質的需要量1985年WHO報告在評論了短期和長期的氮平衡試驗之后提出平均蛋白質需要量為優(yōu)質蛋白質0.60g／(kg·d)，安全攝取量為0.75g／(kg·d)。這比1971年推薦的安全攝取量稍高。主要原因有三個:(1)最近的研究是利用在預期蛋白質需要量上下的幾種蛋白質攝食量來評價蛋白質的需要量。早先的研究則是用低蛋白質攝取，并故意增加能量的攝食以維持體重、進行試驗。然而，對人和動物的試驗都表明，增加能量的攝食可以加強蛋白質的合成和降低氨基酸的氧化，有利于正氮平衡，因而降低了表觀蛋白質的需要量7/24/202329蛋白質和氨基酸(2)早先的研究對總氮平衡中氨的損失，特別是經(jīng)過皮膚的損失考慮不夠。例如，在炎熱的氣候和重體力勞動時汗中有明顯的氨損失。(3)1971年FAO／WHO專家委員會所定氮平衡的數(shù)值對其它的氮損失按5mg／(kg·d)計，而1981年FAO／WHO／UNU專家委員會則改為對成人按8mg／(kg·d)計，而對12歲以內的兒童則按10mg／(kg·d)計。

7/24/202330蛋白質和氨基酸要滿足蛋白質的需要，不但應進食足夠的蛋白質，還應有足夠的其它營養(yǎng)素。如果早餐光吃糖或淀粉，午餐僅吃肉，天天如此，則機體將以含氮物從尿中丟失全部食物蛋白質。只有當?shù)鞍踪|與碳水化合物等其它營養(yǎng)素一道進食時才有可能由葡萄糖抑制分解氨基酸的脫氫酶，使氨基酸免被分解而進入大循環(huán)，作為建造和修補組織之用.蛋白質質量不同，達到機體氮平衡所需蛋白質的量也有所不同。通常來自動物性食物如肉、魚、乳、蛋等優(yōu)質蛋白質的需要量較低，而對來自植物或動植物混合食物的蛋白質的需要量較高.7/24/202331蛋白質和氨基酸第三節(jié)必需氨基酸

一、必需氨基酸與非必需氨基酸

二、必需氨基酸的需要量及需要量模式

三、限制氨基酸

7/24/202332蛋白質和氨基酸7/24/202333蛋白質和氨基酸氨基酸英文氨基酸英文必需氨基酸異亮氨酸亮氨酸賴氨酸蛋氨酸苯丙氨酸蘇氨酸色氨酸纈氨酸組氨酸*非必需氨基酸丙氨酸精氨酸

Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)

Alanine(Ala)Arginine(Arg)天門冬氨酸天門冬酰胺谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸絲氨酸條件必需氨基酸半胱氨酸酪氨酸Asparticacid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamicacid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)

Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)*組氨酸為嬰兒必需氨基酸，成人需要量可能較少。摘自ModernNutritioninHealthandDisease，第9版，第14頁，1999年。

構成人體蛋白質的氨基酸7/24/202334蛋白質和氨基酸一、必需氨基酸與非必需氨基酸人體對蛋白質的需要實際上是對氨基酸的需要。自然界一般的蛋白質含有22種氨基酸。氨基酸在營養(yǎng)上可分為“必需”和“非必需”兩類。必需和非必需的概念是W．C．Rose第一個在1938年提出的。必需氨基酸是指人體需要，但自己不能合成，或者合成的速度不能滿足機體需要必須由食物蛋白質供給的氨基酸。非必需氨基酸并非機體不需要，它們都是蛋白質的構成材料，并且必須以某種方式提供，只是因為體內能自行合成，或者可由其它氨基酸轉變而來，可以不必由食物供給。7/24/202335蛋白質和氨基酸

必需氨基酸共9種：異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、頡氨酸、組氨酸（嬰兒）。 半胱氨酸和酪氨酸在體內分別由蛋氨酸和苯丙氨酸轉變而來，因此，被稱為半必需氨基酸(semi-essentialaminoacid)。 其它9種氨基酸在人體可以自身合成滿足需要，故稱為非必需氨基酸(non-essentialaminoacid)。包括丙氨酸、精氨酸、天門冬氨酸、天門冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸。7/24/202336蛋白質和氨基酸在必需氨基酸中，半胱氨酸可代替蛋氨酸，代替量可達30％，因為機體就是利用蛋氨酸來合成半胱氨酸。同樣，由于苯丙氨酸在代謝中參與合成酪氨酸，故酪氨酸亦可代替約50％的苯丙氨酸。因此，當膳食中半胱氨酸及酪氨酸的含量豐富時體內即不必耗用蛋氨酸和苯丙氨酸來合成這兩種非必需氨基酸，從而減少機體對蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。正因為如此，人們有時將半胱氨酸和酪氨酸稱為“半必需氨基酸”。人類幼年時，在體內合成氨基酸能力有限的情況下，機體對精氨酸的需要相對來說也是必須的?？傊?，從營養(yǎng)學的觀點來看，上述氨基酸均需要，它們都是機體蛋白質的建造材料。而上述9種必需氨基酸則是食物蛋白質的關鍵成分。此外，牛磺酸(氨基乙酸)盡管并非蛋白質的組成成分，但也是嬰幼兒所必須的。7/24/202337蛋白質和氨基酸二、必需氨基酸的需要量及需要量模式通常，機體在蛋白質的代謝過程中，對每種必需氨基酸的需要和利用都處在一定的范圍之內。某一種氨基酸過多或過少都會影響另一些氨基酸的利用。所以，為了滿足蛋白質合成的要求，各種必需氨基酸之間應有一個適宜的比例。這種必需氫基酸之間相互搭配的比例關系稱為必需氨基酸需要量模式(aminoacidpattern)或氨基酸計分模式(aminoacidscoringpattern)。顯然，膳食蛋白質中必需氨基酸的模式越接近人體蛋白質的組成，并被人體消化、吸收時，就越接近人體合成蛋白質的需要，越易被機體利用。值得注意的是，人在不同年齡的生長階段對必需氨基酸的需求可有不同，例如嬰兒對亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸及其系列物質要求較高。7/24/202338蛋白質和氨基酸 計算方法：以該種蛋白質中的色氨酸含量為1，分別計算出其它必需氨基酸的相應比值。 當食物蛋白質的氨基酸模式越接近人體蛋白質的氨基酸模式時，必需氨基酸被機體利用的程度也越高，則食物蛋白質的營養(yǎng)價值越高。這樣的蛋白質有雞蛋、奶、肉、魚等動物性蛋白質和大豆蛋白質，被稱為優(yōu)質蛋白質。 其中氨基酸模式與人體蛋白質氨基酸模式最接近的某種蛋白質常被作為參考蛋白(referenceprotein)，通常為雞蛋蛋白質。7/24/202339蛋白質和氨基酸氨基酸人體全雞蛋牛奶牛肉大豆面粉大米異亮氨酸4.43.23.44.44.33.84.0亮氨酸7.05.16.86.85.76.46.3賴氨酸5.54.15.67.24.91.82.3蛋氨酸＋半胱氨酸3.53.42.43.21.22.82.3苯丙氨酸＋酪氨酸6.05.57.36.23.27.23.8蘇氨酸4.52.83.13.62.82.52.9纈氨酸5.03.94.64.63.23.64.8色氨酸1.01.01.01.01.01.01.0表1-1幾種食物和人體蛋白質氨基酸模式7/24/202340蛋白質和氨基酸幾種食物和不同人群需要的氨基酸評分模式人群(mg/g蛋白質)食物(mg/g蛋白質〕1歲以下2～5歲10～12歲成人雞蛋牛奶牛肉組氨酸異亮氨酸亮氨酸賴氨酸蛋氨酸+半胱氨酸苯丙氨酸+酪氨酸蘇氨酸纈氨酸色氨酸總計26469366427243551746019286658256334351133919284444222228259241161319161719913512722548670579347661751227479578331024464145043448818940804650124797/24/202341蛋白質和氨基酸1985年WHO提出的必需氨基酸需要量及需要量模式與以前相比，有以下幾點不同：(1)嬰兒的氨基酸需要量模式以人乳的氨基酸組成為基礎，因為人乳可以很好地滿足嬰兒的需要。(2)增加了學齡前兒童的氨基酸需要量模式。(3)在成人的氨基酸需要量模式中增加了對組氨酸的需要，需要量可能為8—12mg／kg。這也就是說組氨酸也是成人的一種必需氨基酸。(4)最近的氨基酸需要量模式與以前報告的不同，盡管對氨基酸需要量的估計實際上未變。這主要是因為現(xiàn)在對蛋白質攝取的安全水平與以前不同。對成人和學齡兒童所采用的總蛋白質攝取水平比1971年所訂數(shù)值更高，因此每克蛋白質所需的必需氨基酸量相應降低。此外，由表可見人體對必需氨基酸的需要量隨著年齡的增加而下降，成人比嬰兒顯著下降。嬰兒和兒童對蛋白質和氨基酸的需要量比成人高，主要是用以滿足其生長、發(fā)育的需要。見課本表6－3不同年齡人的必需氨基酸需要量7/24/202342蛋白質和氨基酸三、限制氨基酸食物蛋白質中，按照人體的需要及其比例關系相對不足的氨基酸稱為限制氨基酸。限制氨基酸中缺乏最多的稱第一限制氨基酸，正是這些氨基酸嚴重影響機體對蛋白質的利用，并且決定蛋白質的質量。這是因為只要有任何一種必需氨基酸含量不足，轉移核糖核酸(tRNA)就不可能及時將所需的各種氨基酸全部轉移給核蛋白體核糖核酸(rRNA)用于機體蛋白質的合成，故無論其它氨基酸有多么豐富也不能充分利用。7/24/202343蛋白質和氨基酸蛋白質生物合成示意圖7/24/202344蛋白質和氨基酸食物中最主要的限制氨基酸為賴氨酸和蛋氫酸。前者在谷物蛋白質和一些其它植物蛋白質中含量甚少；后者在大豆、花生、牛奶和肉類蛋白質中相對不足。通常，賴氨酸是谷類蛋白質的第一限制氨基酸。而蛋氫酸(含硫氨基酸)則是大多數(shù)非谷類植物蛋白質的第一限制氨基酸。正因為如此，在一些焙烤制品，特別是在以谷類為基礎的嬰、幼兒食品中常添加適量的賴氨酸予以強化。此外，小麥、大麥、燕麥和大米還缺乏蘇氨酸，玉米缺乏色氨酸，并且分別是它們的第二限制氨基酸。有的還有第三限制氨基酸。但一般只列1-3種LAA，多了并無太大意義7/24/202345蛋白質和氨基酸第四節(jié)食物蛋白質的營養(yǎng)評價一、蛋白質的質與量

二、蛋白質的消化率

三、蛋白質的利用率

7/24/202346蛋白質和氨基酸蛋白質營養(yǎng)價值的評價方法

Theevaluationsofproteinnutrition生物方法化學方法酶和微生物方法7/24/202347蛋白質和氨基酸評價一種食物蛋白質的營養(yǎng)價值考慮因素

評價一種食物蛋白質的營養(yǎng)價值，一方面要從“量”的角度即食物中含量的多少，另一方面則要從“質’’的角度即根據(jù)其必需氨基酸的含量及模式來考慮。此外，還應考慮機體對該食物蛋白質的消化、吸收、利用的程度。盡管食物蛋白質的營養(yǎng)價值可以通過人體代謝來觀察，但是為了慎重和方便，往往采用動物試驗的方法并以此進行估計。任何一種方法都是從某一種現(xiàn)象作為觀察評價的指標，往往具有一定的局限性，其所表示的營養(yǎng)價值也是相對的。7/24/202348蛋白質和氨基酸一、蛋白質的質與量1．完全蛋白質與不完全蛋白質

食物蛋白質品種繁多。OsborneandMendel早期用鼠的喂飼實驗證明，單一的蛋白質在維持生命和支持動物生長方面有所不同。當以占總能量18％的酪蛋白喂飼大鼠時，鼠生長正常，故將酪蛋白歸為完全蛋白質。麥醇溶蛋白雖能維持生命，但動物生長緩慢、不能支持生長，歸為部分不完全蛋白質。玉米醇溶蛋白不但不能促進生長，甚至還不能維持生命，屬不完全蛋白質，這是因其缺乏賴氨酸、色氨酸等之所致。此外，還發(fā)現(xiàn)酪蛋白在以占總能量的9％進行喂飼時，其在促進生長方面的效率僅及以18％喂養(yǎng)的一半，因而認識到蛋白質的質和量都很重要。

7/24/202349蛋白質和氨基酸1）完全蛋白質：能維持動物的生存并能促進幼小動物的生長發(fā)育。如乳中的酪蛋白、乳白蛋白、蛋類中的卵白蛋白及卵黃蛋白、肉類中的白蛋白和肌蛋白、大豆中的大豆蛋白、小麥中的麥谷蛋白和玉米中的谷蛋白等，都是完全蛋白質。2）半完全蛋白質：這類蛋白質若作為膳食中唯一的蛋白質來源時可維持動物生存，但不能促進生長發(fā)育。如小麥和大麥中的麥膠蛋白。3）不完全蛋白質：當把這類蛋白質作為膳食中唯一的蛋白來源時，它既不能促進生長發(fā)育，也不能維持其生存。如玉米中的玉米膠蛋白、動物結締組織、肉皮中的膠質蛋白、豌豆中的豆球蛋白。7/24/202350蛋白質和氨基酸早期對蛋白質質量的區(qū)分現(xiàn)在仍被采用。例如人們常將一些動物蛋白質如肉、禽、魚、蛋、乳等稱為完全蛋白質或優(yōu)質蛋白質，由結締組織而來的白明膠，因缺乏色氨酸而稱為不完全蛋白質。至于植物蛋白質，大多缺乏賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸中的一種或多種，不如動物蛋白質好。最好的植物蛋白質是豆科植物的蛋白質，可是其蛋氨酸含量亦不足。但是大豆蛋白質(尤其是大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白)則可以和乳蛋白、卵蛋白相比并歸人人類的完全蛋白質之中，至于谷類和豆類以外的植物如水果中的蛋白質則大都是不完全蛋白質。但是，盡管如此，它們的氨基酸仍有助于機體的總氮和補充合成蛋白質所需的非必需氨基酸。7/24/202351蛋白質和氨基酸2．食物中蛋白質的含量食物蛋白質的含量多少盡管不能決定一種食物蛋白質營養(yǎng)價值的高低，但是具體評定時卻不能脫離其含量。單純考慮質量，即使其營養(yǎng)價值很高，若含量太低亦不能滿足機體需要，無法發(fā)揮優(yōu)質蛋白質應有的作用。 用凱氏(Kjeldahl)定氮法，測定食物中的氮含量，乘以蛋白質換算系數(shù)(6.25),得出食物蛋白質的含量。 不同食物的蛋白質含量見表1-2。7/24/202352蛋白質和氨基酸表1-2不同食物的蛋白質含量 名稱 含量(%) 畜、禽、魚 10～20 鮮奶 1.5～4.0 奶粉 25～27 蛋類 12～14 大豆及豆類 20～40 硬果類 15～25 谷類 6～10 薯類 2～3 蔬菜水果類 ±17/24/202353蛋白質和氨基酸食物蛋白質含量的測定通常用凱氏定氮法測定其含氮量，然后再換算成蛋白質含量。此總氮量內可包含有嘧啶、嘌呤、游離氨基酸、維生素、肌酸、肌酐和氨基糖等。肉類氮中一部分是游離氨基酸和肽；魚類除此之外還含有揮發(fā)性堿基氮和甲基氨基化合物。海產軟骨魚類可能還含有尿素。由于這些非氨基酸和非肽氮的營養(yǎng)學意義不清楚，所以分析食物含氮量有很重要得意義。食物蛋白質的含氮量取決于其氨基酸的組成，可變動于15％一18％之間。平均含氮量為16％，故常以含氮量乘以系數(shù)6.25測得其粗蛋白含量。若要比較準確計算則可以不同系數(shù)求得。7/24/202354蛋白質和氨基酸SCP蛋白質含量的計算目前，人們對新蛋白質資源的開發(fā)頗感興趣。由于單細胞蛋白（SCP）的蛋白質含量中富于嘌呤氮，僅部分可被利用。至于細胞壁氮則多不能被利用。為此，聯(lián)合國蛋白質熱能顧問小組建議了一個SCP產物蛋白質氮的計算法。由于SCP總氮量中有很大一部分來自核酸，若將總氮乘以6．25計算其粗蛋白含量，勢必過高估計其蛋白質含量。由于嘧啶氮和嘌呤氮的比值約為0.40，而且在多數(shù)核酸中二者以等分子存在。所以，以1．4乘嘌呤氮就可得到核酸氨，再以9乘核酸氮就可得到核酸量。現(xiàn)舉例說明SCP蛋白質含量的計算如下：若測定某種酵母產品的總氦量=1000mg嘌呤氮＝160mg核酸總氮量＝160×1．4＝224mg核酸總量＝224×9.0＝2016mg蛋白質氮的校正值＝1000－224＝776mg粗蛋白含量＝1000×6.25＝6250mg蛋白質含量的校正值＝776×6.25＝4850mg7/24/202355蛋白質和氨基酸二、蛋白質的消化率食物蛋白質的消化率用該蛋白質中被消化、吸收的氮量與其蛋白質的含氮總量的比值表示。這可有表觀消化率(apparentdigestibility)和真消化率(truedigestibility).7/24/202356蛋白質和氨基酸 蛋白質消化率(digestibility) 反映蛋白質在消化道內被分解的程度和消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。 計算公式：食物氮食物氮－(糞氮－糞代謝氮)蛋白質消化率(%)=

×100該計算結果也稱真消化率(truedigestibility)7/24/202357蛋白質和氨基酸 實際工作中往往不考慮糞代謝氮，計算得出的結果稱表觀消化率(apparentdigestibility)。表觀消化率(%)=

食物氮－糞氮食物氮×100表觀消化率的結果比真消化率低7/24/202358蛋白質和氨基酸糞代謝氮是受試者在完全不吃含蛋白質食物時糞便中的含氮量。顯然，表觀消化率要比真消化率(即消化率)低。WHO(1985)提出，當膳食中僅含少量纖維時不必測定糞代謝氮，對成人可采用12mg/(kg.d)。影響蛋白質消化率的因素很多。通常，動物性蛋白質的消化率比植物性的高。這是因為植物蛋白質被纖維素包圍不易被消化酶作用。經(jīng)過加工烹調后、包裹植物蛋白質的纖維素可被去除、破壞或軟化；可以提高其蛋白質的消化率。例如食用整粒大豆時，其蛋白質消化率僅約60％，若將其加工成豆腐，可提高到90％。此外，其它的膳食因素如食物纖維、多酚化合物(包括單寧)，以及改變蛋白質酶促水解釋放氨基酸的化學反應等均可影響蛋白質的消化率.7/24/202359蛋白質和氨基酸

影響食品消化率的因素Thefactorsaffectingdigestibility蛋白質的構象抗營養(yǎng)因子加工條件7/24/202360蛋白質和氨基酸表1-3幾種食物蛋白質消化率（%）食物真消化率食物真消化率雞蛋97±3牛奶95±3肉、魚94±3玉米85±6大米88±4面粉(精制)96±4燕麥86±7小米79大豆粉86±7菜豆78花生醬88中國混合膳96生大豆60%熟豆?jié){85%/豆腐90-96%7/24/202361蛋白質和氨基酸三、蛋白質的利用率

蛋白質的利用率是指食物蛋白質被消化吸收后在體內被利用的程度。測定食物蛋白質利用率的指標和方法很多，現(xiàn)扼要介紹如下: 常用指標：生物價蛋白質凈利用率蛋白質功效比值氨基酸評分7/24/202362蛋白質和氨基酸生物價=

氮儲留量氮吸收量×1001、生物價(biologicalvalue,BV)是機體的氮貯留量與氮吸收量之比。氮吸收量=食物氮－（糞氮－糞代謝氮）氮儲留量=吸收氮－（尿氮－尿內源氮）尿內源氮是機體在無氮膳食條件下尿中所含有的氮。它們來自體內組織蛋白質的分解。7/24/202363蛋白質和氨基酸蛋白質的生物價影響因素蛋白質的生物價可受很多因素影響,同一食物蛋白質可因實驗條件不同而有不同的結果。故對不同蛋白質的生物價進行比較時應將實驗條件統(tǒng)一。此外，在測定時多用初斷乳的大鼠，飼料蛋白質的含量為100g／kg(10％)。將飼料蛋白質的含量固定在10％，目的是便于對不同蛋白質進行比較。因為飼料蛋白質含量低時，蛋白質的利用率較高。生物價高，表明食物蛋白質中氨基酸主要用來合成人體蛋白，極少有過多的氨基酸經(jīng)肝、腎代謝而釋放能量或由尿排出多余的氮。7/24/202364蛋白質和氨基酸常用食物蛋白質的生物學價值蛋白質生物學價值蛋白質生物學價值蛋白質生物學價值雞蛋黃96牛肉76 玉米60全雞蛋 94 白菜76花生59牛奶90豬肉74綠豆58雞蛋白83小麥 67 小米57魚 83 豆腐 65生黃豆57大米77熟黃豆64高粱567/24/202365蛋白質和氨基酸蛋白質凈利用率和蛋白質凈比值7/24/202366蛋白質和氨基酸

2、蛋白質凈利用率(netproteinutilization,NPU)是機體氮儲留量與氮食入量之比。這是因為考慮到蛋白質在消化過程中可能受到各種因素作用而影響其消化率，故以此表示蛋白質實際被利用的程度。蛋白質凈利用率（%）=氮儲留量/氮食入量=消化率×生物價7/24/202367蛋白質和氨基酸除上述用氮平衡法進行動物試驗外，還可以分別用受試蛋白質(占熱能的10％)和無蛋白質的飼料喂養(yǎng)動物7~10d，記錄其攝食的總氮量。試驗結束時測定動物體內總氮量，以試驗前動物尸體總氮量作為對照進行計算。NPU=（受試動物尸體增加氮量+無蛋白飼料組動物尸體減少氮量）/攝取食物氮量x1007/24/202368蛋白質和氨基酸3．蛋白質凈比值

蛋白質凈比值(netproteinratio，NPR)與蛋白質存留率(proteinretention)這是將大鼠分成兩組，分別飼以受試食物蛋白質和等熱量的無蛋白質膳食7~10d，記錄其增加體重和降低體重的克數(shù)，求出蛋白質凈比值后，再求得蛋白質存留率。蛋白質凈比值＝（平均增加體重+平均降低體重）/攝入的食物蛋白質蛋白質存留率＝蛋白質凈比值×100/6.257/24/202369蛋白質和氨基酸4、相對蛋白質價值(relativeproteinvalue，RPV）相對蛋白質價值是生長反應與氮攝入量相關線直線部分的斜率與攝食標準蛋白質的劑量——反應曲線斜率的比較。相對蛋白質價值=受試蛋白的斜率/標準乳清蛋白的斜率這是將受試蛋白質以不同的攝食水平分組飼養(yǎng)正在生長的大鼠，將每只大鼠的蛋白質進食量(g／d)與每只大鼠的體重增長數(shù)(g／d)繪成回歸線，求出其斜率。蛋白質利用率越高，斜率越大。同時用乳清蛋白作為蛋白質的參考標準進行測定并加以比較。值得注意的是，這只有在每一例的劑量——反應曲線基本上是直線時才可靠。此法對蛋白質的質量鑒別能力較大。如果以乳清蛋白的相對蛋白質價值為100，則酪蛋白為69．2，大豆蛋白為43．3，而麩蛋白為16．5。7/24/202370蛋白質和氨基酸5．蛋白質功效比值(proteinefficiency

ratio，PER)蛋白質功效比值是用幼小動物體重的增加與所攝食的蛋白質之比來表示將蛋白質用于生長的效率。此法通常用生后21—28d剛斷乳的大鼠(體重50—60g)，以含受試蛋白質10％的合成飼料喂養(yǎng)28d，計算動物每攝食1g蛋白質所增加體重的克數(shù)。此法簡便被美國公職分析化學家協(xié)會(AOAC)推薦為評價食物蛋白質營養(yǎng)價值的必測指標，并且是美國常用于食品標簽法規(guī)和確定其蛋白質推薦的膳食營養(yǎng)素供給量的方法。7/24/202371蛋白質和氨基酸蛋白質功效比值(proteinefficiencyratio,PER)蛋白質功效比值=

動物體重增（g）攝入食物蛋白質（g）實驗結果以酪蛋白為對照組，按以下公式校正：被測蛋白質功效比值=實驗組功效比值對照組功效比值×2.57/24/202372蛋白質和氨基酸蛋白質功效比值是用處于生長階段中的幼年動物（一般用剛斷奶的雄性大白鼠）在實驗期內，其體重增加和攝入蛋白質數(shù)的比值來反映蛋白質的營養(yǎng)價值的指標。由于所測蛋白質主要被用來提供生長之需要，所以該指標被廣泛用來對嬰幼兒食品中蛋白質的評價。然而，近年科學家發(fā)現(xiàn)用蛋白質功效比值來評價蛋白質質量可能不適當。其原因是大鼠所需的蛋白質與人類有所不同，尤其是生長的大鼠對含硫氨基酸有更大的需要。用以產生覆蓋全身毛發(fā)中的角蛋白，而人類則不具有這種情況。此外，用此方法還高估了許多動物蛋白的營養(yǎng)價值而低估了許多植物蛋白(如大豆蛋白)的營養(yǎng)價值。

7/24/202373蛋白質和氨基酸6．氨基酸分(aminoacidscore)和蛋白質消化率修正的氨基酸分(proteindigestibilitycorrectedaminoacidscore，PDCAAS)蛋白質營養(yǎng)價值的高低也可根據(jù)其必需氨基酸的含量及它們之間的相互關系來評價。這也就是說可以通過該蛋白質中氨基酸組成的化學分析結果來評價。也可稱之為蛋白質分(proteinscore)或化學分(chemicalscore)。

氨基酸評分又叫蛋白質化學評分，是用被測食物蛋白質的必需氨基酸評分模式和推薦的理想的模式或參考蛋白的模式進行比較，因此能反映蛋白質構成和利用率的關系。不同年齡的人群，其氨基酸評分模式不同，不同的食物其氨基酸評分模式也不相同。氨基酸評分分值為食物蛋白質中的必需氨基酸和參考蛋白或理想模式中相應的必需氨基酸的比值。7/24/202374蛋白質和氨基酸氨基酸評分(aminoacidscore,AAS)氨基酸評分=被測蛋白質每克氮(或蛋白質)中氨基酸量(mg)理想模式或參考蛋白質每克氮(或蛋白質)中氨基酸量(mg)經(jīng)消化率修正的氨基酸評分(proteindigestibilitycorrectedaminoacidscore,PDCAAS) PDCAAS=AAS×真消化率7/24/202375蛋白質和氨基酸氨基酸計分模式的提出為了便于評定，最初將雞蛋或人奶蛋白質中所含氨基酸作為參考標準。因為它們是已知營養(yǎng)價值最好的蛋白質，并稱為參考蛋白質(referenceprotein)。1957年FAO出人的暫訂氨基酸需要量模式，并以此代替雞蛋蛋白質標準，此即根據(jù)人體對氨基酸的需要量模式提出一個假設的參考蛋白質作為比較標準，并用“蛋白質分’’代替“化學分”.1957年FAO參考蛋白質中含硫氨基酸水平遠比雞蛋蛋白質的低。對于含硫氨基酸為限制氨基酸的蛋白質，在用FAO參考蛋白質作標準來評價其質量時，所得蛋白質分和用生物法測定的結果更為一致。此模式盡管到1965年發(fā)現(xiàn)有不足之處，并經(jīng)FAO／WHO聯(lián)合專家組根據(jù)雞蛋的必需氨基酸含量改進計算方法，但是，新的方法十分繁瑣，并且在計分系統(tǒng)方面有很多理論上的缺點而末被廣泛采用。7/24/202376蛋白質和氨基酸1973年FAO／WHO有關專家委員會再次對人體氨基酸需要量進行評價而制訂新的計分模式，并且認為盡管尚無實驗證據(jù)表明其是否優(yōu)于乳與蛋等優(yōu)質蛋白質的模式．但是一般認為比全蛋或乳蛋白質的模式更為合適，并被廣泛采用。1981年FAO／WHO／UNU聯(lián)合專家會議，根據(jù)新近資料分別對嬰兒、學齡前兒童(2—5歲)。學齡兒童(10—12歲)和成人提出了新的必需氨基酸需要量模式。與此同時再次修訂了氨基酸計分模式如下:氨基酸分＝1g受試蛋白中氨基酸的毫克數(shù)/需要模式中氨基酸毫克數(shù)X100

7/24/202377蛋白質和氨基酸氨基酸計分模式的評價顯然，由于嬰兒、兒童和成人的必需氨基酸需要量不同，對于同一蛋白質的氫基酸分亦不相同。嬰兒和兒童對必需氨基酸的需要量遠比成人高。故對嬰兒和兒童來說，受試蛋白質中任何一種必需氨基酸的最低分(第一限制氨基酸)，對成人而言，其蛋白質質量并不一定低。氨基酸分通常是指受試蛋白質中第一限制氫基酸的得分。若此限制氫基酸是需要量模式的80％，則其氨基酸分為80。無疑，一種食物蛋白質的氨基酸分越接近100，則其越接近人體需要，營養(yǎng)價值也越高。7/24/202378蛋白質和氨基酸蛋白質消化率修正的氨基酸分(proteindigestibilitycorrectedaminoacidscore，PDCAAS)

PDCAAS是1990年由FAO／WHO蛋白質評價聯(lián)合專家委員會推薦的方法。由于氨基酸分沒有考慮食物蛋白質的消化率，故以蛋白質的消化率修正的氨基酸分則能更好地表示蛋白質的利用率，并認為是簡單、科學、合理的常規(guī)評價食物蛋白質質量的方法。其計算公式為：PDCAAS=氨基酸分x蛋白質真消化率蛋白質消化率修正的氨基酸分范圍由1.0~0，1.0為蛋白質質量的上限。幾種食物蛋白質的不同評分如表6—9所示。7/24/202379蛋白質和氨基酸評價值得提出的是采用蛋白質消化率修正的氨基酸分(PDCAAS)對大豆分離蛋白(isolatedsoyprotein)的評價可與酪蛋白和雞卵蛋白相媲美。這從經(jīng)濟和營養(yǎng)價值方面考慮。對使用大豆分離蛋白或大豆?jié)饪s蛋白來替代或補充動物蛋白質，或者將其與其它植物蛋白質混合并用可有效提高蛋白質質量。7/24/202380蛋白質和氨基酸7．可利用賴氨酸利用生物學方法可以了解蛋白質的消化、利用情況。但是它不能了解氨基酸組成成分的消化利用情況。分與牛物學測定之間似無確切的關系。隨著食品加工時蛋白質質量的改變，如食品加工引起蛋白消化率的變化，氨基酸分和蛋白質消化率修正的氨基酸分與生物學測定之間似無確切的關系。賴氨酸是必需氨基酸而且是某些食品限制性氨基酸。由于ε-氨基非?；顫姡子谄渌镔|反應降低利用率。如乳粉因加工而降低營養(yǎng)價值，其原因一方面有可能是賴氫酸的游離ε-氨基與乳糖反應(碳氨反應)，另一方面則有可能是在分子中形成了許多交聯(lián)鍵，其中包括賴氨酸和其它氨基酸的交聯(lián)鍵。這樣賴氨酸就不能再產生vanslyke反應，也能不與氟二硝基苯(1-氟-2,4-二硝基苯，F(xiàn)DNB)生成二硝基苯(DNP)衍生物。此時用動物生長試驗來評價其營養(yǎng)價值時便是不可被利用的了。從表6-10可見，隨著奶粉加工程度的不同，盡管其燒焦后酸水解賴氨酸的總值仍相當高，但是，其可利用賴氨酸則明顯下降。7/24/202381蛋白質和氨基酸

2,4-二硝基氟苯法7/24/202382蛋白質和氨基酸原因FDNB反應的賴氫酸似乎可以作為油籽產品如花生粉，以及乳粉等可利用賴氨酸的良好指標。富含蛋白質的食品若干燥過度，表明反應的賴氨酸水平和食品的營養(yǎng)價值均會顯著下降。其它各種氨基酸的利用率也會明顯降低。此外，兒童食品中玉米粉—大豆粉—脫脂乳粉混合物的可利用賴氨酸，隨著貯存溫度、時間、產品水分和脫脂乳粉含量的增加而下降，并與蛋白質功效比值(PER)的下降相關。似乎，當賴氨酸是限制氨基酸時用FDNB反應的賴氨酸來評價蛋白質的質量與生物學方法都有很好的相關性。上述賴氨酸的不可利用，在很大程度上是由于所形成的結構阻礙了蛋白酶正常作用的結果.7/24/202383蛋白質和氨基酸食物BVNPU(%)PERAAS表1-4常見幾種食物蛋白質質量全雞蛋94843.921.06全牛奶87823.090.98魚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6760—0.487/24/202384蛋白質和氨基酸表1-5幾種食物蛋白質的PDCAAS食物蛋白PDCAAS酪蛋白1.00雞蛋1.00大豆分離蛋白0.99牛肉0.92豌豆粉0.69菜豆0.68斑豆0.63燕麥粉0.57花生粉0.52小扁豆0.52全麥0.40食物蛋白PDCAAS7/24/202385蛋白質和氨基酸營養(yǎng)評價總結！??！

在對食物蛋白質進行營養(yǎng)評價時，特別是對蛋白質作系統(tǒng)研究或者探索一種新蛋白質資源時，應注意以下幾點：(1)首先測定蛋白質的含量和氨基酸模式，計算蛋白質消化率修正的氨基酸分。(2)注意食品加工過程中蛋白質的變化。這通常是測定賴氨酸和蛋氨酸的利用率，因為它們在食品加工時最易破壞。而這也可能是生物學評價低于化學評價的原因。(3)最好對樣品中的氮、氨基酸和包括微生物毒素在內的各種毒素進行適當?shù)姆治鰴z驗，以除去非蛋白質物質的作用，但也不一定如此。(4)最后，應對受試蛋白質進行滿足人體需要量方面的檢驗。此工作應十分慎重和仔細。7/24/202386蛋白質和氨基酸第五節(jié)、蛋白質的互補作用(complementaryactionofprotein)：食物蛋白質中一種或幾種必需氨基酸相對含量較低，導致其它的必需氨基酸不能被充分利用而浪費，會造成蛋白質營養(yǎng)價值降低。為了提高蛋白質的營養(yǎng)價值，往往將兩種或兩種以上的食物混合食用，而達到以多補少的目的提高膳食蛋白質的營養(yǎng)價值。這種不同食物間相互補充其必需氨基酸不足的作用叫蛋白質互補作用。例如，肉類、大豆和米面一起食用，就可互相彌補必需氨基酸的不足。7/24/202387蛋白質和氨基酸幾種營養(yǎng)價值較低的蛋白質混合攝入時，其中的限制氨基酸得到了互相補充，從而使混合蛋白質中的必需氨基酸比例更接近人體蛋白質的氨基酸模式，提高了膳食蛋白質的營養(yǎng)價值。 如大豆和米或面混合食用時，大豆蛋白富含的賴氨酸與米面蛋白質中的蛋氨酸互相補充，可明顯提高米面蛋白質的營養(yǎng)價值（表1-1-4）。7/24/202388蛋白質和氨基酸7/24/202389蛋白質和氨基酸7/24/202390蛋白質和氨基酸食物搭配食物所含蛋白質的必需氨基酸組成模式與人體所需都有不同程度的差距，因而不能被身體充分利用。不同食物蛋白質所含的各種氨基酸各有所長，也各有所短；同時食用則可以取長補短、互相補充，使最后進入人體的各種氨基酸的組成模式接近人體合成自身蛋白質的需要，這便是食物蛋白質的互補作用。例如，谷類食物的蛋白質含賴氨酸較少，但其蛋氨酸和胱氨酸含量高；而大豆蛋白質正好相反，賴氨酸含量高，而蛋氨酸和胱氨酸含量低。谷類和大豆配合食用，則兩者的缺陷都可得到彌補。玉米面加大豆粉做成的窩窩頭、五谷雜糧煮成的臘八粥、米粉加奶粉和蛋黃粉做成的“代乳粉”等都是利用蛋白質互補作用原理以改善蛋白質營養(yǎng)價值的例子。在利用蛋白質互補作用改善蛋白質營養(yǎng)時應注意：①搭配食物的品種越多越好，如能葷素搭配效果更好。②搭配的各種食物應同時食用，因為各種必需氨基酸必須同時到位，才能用于合成人體蛋白質。7/24/202391蛋白質和氨基酸第六節(jié)蛋白質和氨基酸在食品加工時的變化

一、熱加工的有益作用

二、氨基酸的破壞

三、蛋白質與蛋白質的相互作用

四、蛋白質與非蛋白質分子的反應

7/24/202392蛋白質和氨基酸食品加工通常是為了殺滅微生物或鈍化酶以保護和保存食品、破壞某些營養(yǎng)抑制劑和毒性物質、提高消化率和營養(yǎng)價值、增加方便性，以及維持或改善感官性狀等。但是，在追求食品加工的這些作用時，常常帶來一些加工損害(processingdamage)的不良影響，由于蛋白質，特別是必需氨基酸在營養(yǎng)上的重要作用，人們對其在食品加工中的變化十分注意。又由于我們今天的食品大都需要經(jīng)過不同方式的加工，對于如何保持它們良好的營養(yǎng)價值、使之不受損害更為人們所重視。現(xiàn)將蛋白質和氨基酸在食品加工中的某些重要變化簡介如下。7/24/202393蛋白質和氨基酸一、熱加工的有益作用1．殺菌和滅酶熱加工是食品保藏最普通和有效的方法。由于加熱可使蛋白質變性，因而可殺滅微生物和鈍化引起食品敗壞的酶，相對地保存了食品中的營養(yǎng)素。熱燙或蒸煮能使酶失活，例如脂酶、脂肪氧化酶、蛋白酶、多酚氧化酶和其他氧化酶及酵解酶類，酶失活能防止食品產生不應有的顏色，也可防止風味質地變化和維生素的損失。如菜籽經(jīng)過處理可使黑芥子硫苷酸酶(myrosinase)失活，因而阻止內源硫葡萄糖苷形成致甲狀腺腫大的化合物，即5-乙烯基-2-硫惡唑烷酮。7/24/202394蛋白質和氨基酸植物硫苷種類含量包心菜

3-甲亞磺酰丙基硫苷,3-吲哚甲基硫苷,2-烯丙基硫苷0.42～1.56中國甘藍3-氮吲哚甲基硫苷,2-苯乙基苷,3-西烯基硫苷0.13～1.51花椰菜3-甲亞磺酰丙基硫苷,3-吲哚甲基硫苷0.61～1.16球莖甘藍3-丁烯基硫苷,2-羥基-3-丁烯基硫苷,3-氮吲哚甲基硫苷0.6～3.9

油菜2-羥基-3-丁烯基硫苷,3-氮吲哚甲基硫苷0.13～0.76甘藍屬蔬菜可食部分(莖葉)的芥子硫苷衍生物含量

7/24/202395蛋白質和氨基酸2．提高蛋白質的消化率

加熱使蛋白質變性可提高蛋白質的消化率。這是由于蛋白質變性后，其原來被包裹有序的結構顯露出來，便于蛋白酶作用的結果。生雞蛋、膠原蛋白以及某些來自豆類和油料種子的植物蛋白等，若不先經(jīng)加熱使蛋白質變性則難于消化。例如生雞蛋白的消化率僅50％，而熟雞蛋的消化率幾乎是100％。實際上，體內蛋白質的消化，首先就是在胃的酸性pH下使之變性。蔬菜和谷類的熱加工，除了軟化纖維性多糖、改善口感外，也提高了蛋白質的消化率。據(jù)報告，熱處理過的大豆，其營養(yǎng)價值大大超過生大豆。例如生大豆粉的蛋白質功效比值(PER)為1.40，而加壓蒸煮后的大豆粉的PER為2.63。當添加一定量的蛋氨酸后其PER值更加提高。實驗證明，大豆的加熱處理以100℃1h或121℃30min，其營養(yǎng)價值最好。7/24/202396蛋白質和氨基酸3．破壞某些嫌忌成分加熱可破壞食品中的某些毒性物質、酶抑制劑和抗維生素等而使其營養(yǎng)價值大為提高。上述物質大多來自植物并嚴重影響食品的營養(yǎng)價值。例如，大豆的胰蛋白酶抑制劑和植物血球凝集素等都是蛋白質性質的物質，它們都對熱不穩(wěn)定，易因加熱變性、鈍化而失去作用。許多谷類食物如小麥、黑麥、養(yǎng)麥、燕麥、大米和玉米等也都含有一定的胰蛋白酶抑制劑和天然毒物，并可因加熱而破壞。據(jù)報告，當以生豆喂動物時，因其中的胰蛋白酶抑制劑和植物血球凝集素的毒性作用，動物可全部死亡。將該豆加壓蒸煮后，由于上述嫌忌物質的破壞，蛋白質消化率增加、蛋白質功效比值顯著上升。但是，若過度加熱，則其營養(yǎng)價值下降。7/24/202397蛋白質和氨基酸此外，熱加工還可破壞大米、小麥和燕麥中的抗代謝物(antimetabolite)。將花生仁加熱可使其脫脂粉的蛋白質功效比值增加，并降低被污染的黃曲霉毒素含量。但是，熱處理溫度過高或時間過長均可降低PER和可利用賴氨酸的含量。同樣，向日葵子蛋白質的營養(yǎng)價值，當用中等熱處理(100℃lh)時可有增加，而高溫處理則有下降。7/24/202398蛋白質和氨基酸4．改善食品的感官性狀

在含有蛋白質和糖類食品進行熱加工時可因熱加工所進行的糖氨反應(羰氨反應或美拉德反應)致使發(fā)生顏色褐變或呈現(xiàn)良好的風味特征而改善食品的感官性狀，如烤面包的顏色、香氣和糖炒栗子的色、香、味等。總之，適當?shù)臒峒庸た商岣呤称返鞍踪|的營養(yǎng)價值。這主要是使蛋白質變性、易于消化和鈍化毒性蛋白質等的結果。此外，也還可改善食品的感官性狀。但是，過熱可引起不耐熱的氨基酸如胱氨酸含量下降和最活潑的賴氨酸可利用性降低等，從而降低蛋白質的營養(yǎng)價值。7/24/202399蛋白質和氨基酸蛋白質的一些功能性質發(fā)生變化破壞食品組織中酶有利食品的品質促進蛋白質消化破壞抗營養(yǎng)因子引起氨基酸脫硫胱酰胺異構化有氧存在時加熱處理，色氨酸部分受到破壞T>200℃，堿性條件下，色氨酸發(fā)生異構化劇烈熱處理引起蛋白質生成環(huán)狀衍生物7/24/2023100蛋白質和氨基酸二、破壞氨基酸

加熱對蛋白質和氨基酸的營養(yǎng)價值可有一定損害，氨基酸的破壞即為其中之一。這可通過蛋白質加熱前后由酸水解(6molHCl，12h)回收的氨基酸來確定。有人將鱈魚(cod)在空氣中于爐灶上130℃加熱18h，發(fā)現(xiàn)賴氨酸和含硫氨基酸有明顯損失。牛乳在巴氏消毒110℃2min或150℃2.4s時不影響氨基酸的利用率。但是，傳統(tǒng)的殺菌方法可使其生物價下降約6％。與此同時，賴氨酸和骯氨酸的含量分別下降10％和13％。傳統(tǒng)加熱殺菌的方法生產淡煉乳時對乳蛋白質的影響更大，其可利用賴氨酸的損失可達15％-25％。肉類罐頭在加熱殺菌時由于熱傳遞比乳更困難，其損害亦較乳重。7/24/2023101蛋白質和氨基酸

氨基酸結構的變化隨著加熱溫度的不同而不同，如下邊的例子：在115℃下加熱27h，將有50%～60%的半胱氨酸被破壞并產生H2S氣體：

天門冬酰胺和谷氨酰胺還會發(fā)生脫氨反應：7/24/2023102蛋白質和氨基酸加熱對焙烤制品蛋白質、氨基酸也有不良影響。餅干糕點的損失則取決于其厚度、加熱溫度和持續(xù)時間(表6—14)，糖的存在是影響餅干熱損害的另一因素，因為它可增加賴氨酸的損失。胱氨酸不耐熱，在溫度稍高于100℃時就開始破壞，因而可作為低加熱溫度商品的指示物。以不同溫度(100-300℃)和時間(0-80min)加熱純蛋白質制劑，從其氨基酸含量表明：色氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、堿性氨基酸和β-羥基氨基酸比純酪蛋白和溶菌酶制劑中的酸性和中性氨基酸更易破壞。在150-180℃時發(fā)生大量分解。盡管由于加熱破壞，食品的粗蛋白含量可有降低。但是在一般情況下并不認為有多大實際意義。不過，如果受影響的氨基酸是該蛋白質的限制氨基酸，而且此種蛋白質又是惟一的膳食蛋白質時則應予注意。7/24/2023103蛋白質和氨基酸2．氧化蛋白質和氨基酸的破壞還可由氧化引起。食品由于酶促或非酶促反應的結果，如不飽和脂類的氧化等，在食品中可能有一定的過氧化物存在。此外，某些物理加工如食品在大氣中的γ輻射或光輻射作用，熱空氣干燥，甚至長期貯存也可能使食品的成分氧化，其中包括蛋白質中氨基酸殘基的氧化。

7/24/2023104蛋白質和氨基酸7/24/2023105蛋白質和氨基酸(3)色氨酸的氧化7/24/2023106蛋白質和氨基酸例證據(jù)報告，當?shù)鞍踪|和脂類過氧化物在一起時，蛋白質的氨基酸有重大損失，其中蛋氨酸、胱氨酸等最易破壞。蛋氨酸可被脂類過氧化物氧化成蛋氨酸亞砜，并可進一步氧化成蛋氨酸砜。蛋氨酸亞砜可被生物部分或全部利用，而蛋氨酸砜則不能利用。這主要取決于分子中硫的氧化狀態(tài)即價數(shù)。蛋氨酸亞砜中的硫為四價，它可以被還原型谷胱甘肽還原成二價，也可被半胱氨酸還原。但是，當硫被氧化成六價時，即蛋氨酸氧化成蛋氨酸砜后便不可被利用了。至于蛋氨酸亞砜的營養(yǎng)價值似乎取決于動物的年齡。這可能是酶的誘導作用隨年齡而變，但是應對不同品種的動物進一步研究?，F(xiàn)在已知蛋氨酸亞砜部分以N－乙酰蛋氨酸亞砜在尿中排泄，而蛋氨酸砜則在乙?；昂笈判埂?/24/2023107蛋白質和氨基酸

食品在大氣中進行輻射，通過水的裂解作用可產生過氧化氫，從而對蛋白質、氨基酸產生破壞作用。已知食物蛋白質的輻射可引起某些含硫氨基酸和芳香族氨基酸的裂解。其所形成的揮發(fā)性含硫化合物可能在被輻照的乳、肉和蔬菜等中產生異味。這些反應在缺氧或冰凍狀態(tài)下輻照時降低。魚和其它蛋白質食品的輻照在3Mrad劑量以下時不降低蛋白質的營養(yǎng)價值。7/24/2023108蛋白質和氨基酸3．脫硫含低糖的濕潤食物劇烈加熱時常引起胱氨酸—半胱氨酸顯著破壞，與此同時許多氨基酸的利用率下降。據(jù)報告，罐頭肉殺菌后胱氨酸損失44％，豬肉在110℃加熱24h，胱氨酸也有同樣損失。鮮魚在116℃加熱27h也引起胱氨酸破壞。大豆蛋白質過熱(有如在舊式榨油機中那樣)胱氨酸也受破壞，甚至可達到限制大鼠生長的程度。現(xiàn)已證明，在加熱的乳和肉中可形成硫化氫和其它揮發(fā)性含硫化合物如甲硫醇等。上述胱氨酸的損失可通過脫硫反應發(fā)生、形成不