營(yíng)養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)之蛋白質(zhì)

營(yíng)養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)之蛋白質(zhì)------營(yíng)養(yǎng)指導(dǎo)師1主要內(nèi)容蛋白質(zhì)的組成和分類蛋白質(zhì)的生理功能氨基酸食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)2蛋白質(zhì)(protein)是化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類有機(jī)化合物，是人體的必需營(yíng)養(yǎng)素。蛋白質(zhì)一詞源于希臘文的proteios，是“頭等重要”的意思，表明蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)中頭等重要物質(zhì)?，F(xiàn)已證明，生命的產(chǎn)生、存在和消亡都與蛋白質(zhì)有關(guān)，蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。

3第一節(jié)蛋白質(zhì)的組成和分類蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)元素組成為：碳(50％～55％)、氫(6.7％～7.3％)、氧(19％～24％)、氮(13％～19％)及硫(O％～4％)；有些蛋白質(zhì)還含有磷、鐵、碘、錳及鋅等其他元素。由于碳水化合物和脂肪中僅含碳、氫、氧，不含氮，所以蛋白質(zhì)是人體氮的惟一來源，碳水化合物和脂肪不能代替。

4換算方式：大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量相當(dāng)接近，平均約為16％。因此在任何生物樣品中，每克氮相當(dāng)于6.25g蛋白質(zhì)(即100÷16)，其折算系數(shù)為6.25。只要測(cè)定生物樣品中的含氮量，就可以算出其中蛋白質(zhì)的大致含量：樣品中蛋白質(zhì)的百分含量(g％)=每克樣品中含氮量(g)×6.25×100％5食物折算系數(shù)全小麥5.83小麥胚芽6.31大米5.95燕麥5.83大麥黑麥5.83玉米6.25小米6.31

食物折算系數(shù)芝麻、葵花子5.30杏仁5.18花生5.46大豆5.71雞蛋(全)6.25肉類和魚類6.25乳及乳制品6.38

氮折算蛋白質(zhì)的折算系數(shù)6

蛋白質(zhì)的分類按化學(xué)組成分類按蛋白質(zhì)形狀分類按蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分類

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按化學(xué)組成分類單純蛋白質(zhì)：?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì)又可按其溶解度、受熱凝固性及鹽析等物理性質(zhì)的不同分為清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、魚精蛋白、組蛋白和硬蛋白等7類。結(jié)合蛋白質(zhì)：按輔基不同，結(jié)合蛋白質(zhì)分為核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白和色蛋白等5類。8

按蛋白質(zhì)形狀分類

按蛋白質(zhì)形狀，蛋白質(zhì)分為纖維狀蛋白和球狀蛋白。纖維狀蛋白多為結(jié)構(gòu)蛋白，是組織結(jié)構(gòu)不可缺少的蛋白質(zhì)，盤狀結(jié)構(gòu)，成為各種組織的支柱，如皮膚、肌腱、軟骨及骨組織中的膠原蛋白；球狀蛋白的形狀近似于球形或橢圓形，是具有生理活性的蛋白質(zhì)，如酶、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、蛋白類激素與免疫球蛋白、補(bǔ)體等均屬于球蛋白。9

按蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分類

食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值取決于所含氨基酸的種類和數(shù)量，所以在營(yíng)養(yǎng)上尚可根據(jù)食物蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分為完全蛋白質(zhì)、半完全蛋白質(zhì)和不完全蛋白質(zhì)三類。完全蛋白：所含必需氨基酸種類齊全、數(shù)量充足、比例適當(dāng)，不但能維持成人的健康，并能促進(jìn)兒童生長(zhǎng)發(fā)育，如乳類中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋類中的卵白蛋白、卵磷蛋白，肉類中的白蛋白、肌蛋白，大豆中的大豆蛋白，小麥中的麥谷蛋白，玉米中的谷蛋白等。半完全蛋白：所含必需氨基酸種類齊全，但有的氨基酸數(shù)量不足，比例不適當(dāng)，可以維持生命，但不能促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，如小麥中的麥膠蛋白等。不完全蛋白：所含必需氨基酸種類不全，既不能維持生命，也不能促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，如玉米中的玉米膠蛋白，動(dòng)物結(jié)締組織和肉皮中的膠質(zhì)蛋白，豌豆中的豆球蛋白等。

10第二節(jié)蛋白質(zhì)的生理功能構(gòu)成和修復(fù)組織調(diào)節(jié)生理功能供給能量（供給能量是蛋白質(zhì)的次要功能）調(diào)節(jié)滲透壓11第三節(jié)氨基酸氨基酸（aminoacid）：是含有一個(gè)堿性氨基和一個(gè)酸性羧基的有機(jī)化合物，氨基一般連在α-碳上。氨基酸是生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位。必需氨基酸與非必需氨基酸條件必需氨基酸氨基酸模式及限制氨基酸12必需氨基酸與非必需氨基酸

在人體和食物蛋白質(zhì)的20余種氨基酸中，只有一部分可以在體內(nèi)合成，其余的則不能合成或合成速度不夠快。不能合成或合成速度不夠快的氨基酸，必須由食物供給，故稱為必需氨基酸(essentialaminoacid)；能在體內(nèi)合成的則稱為非必需氨基酸(nonessentialaminoacid)。非必需氨基酸并非體內(nèi)不需要，只是可在體內(nèi)合成，食物中缺少了也無妨。13迄今，已知人體的必需氨基酸有9種，它們是賴氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸和色氨酸。近年來認(rèn)識(shí)到，對(duì)嬰兒講來，組氨酸屬于必需氨基酸；有資料證明，對(duì)成年人組氨酸亦屬必需氨基酸。14

必需氨基酸非必需氨基酸條件必需氨基酸異亮氨酸(ILe)天門冬氨酸(Asp)半胱氨酸

(cys)亮氨酸(Leu)天門冬酰胺

(Asn)酪氨酸(Tyr)賴氨酸(Lys)谷氨酸(Glu)蛋氨酸(Met)谷氨酰胺(Glu)苯丙氨酸(Phe)甘氨酸(Gly)蘇氨酸(Thr)脯氨酸(Pro)色氨酸(Trp)絲氨酸(Ser)纈氨酸(Val)精氨酸(Arg)組氨酸(His)胱氨酸(Cys-Cys)丙氨酸(Ala)人體的氨基酸15條件必需氨基酸條件必需氨基酸:非必需氨基酸中的一些在體內(nèi)的合成率很低,當(dāng)機(jī)體需要量增加時(shí)則需體外補(bǔ)充,稱為條件必需氨基酸。半胱氨酸和酪氨酸在體內(nèi)可分別由蛋氨酸和苯丙氨酸轉(zhuǎn)變而成，如果膳食中能直接提供這兩種氨基酸，則人體對(duì)蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分別減少30％和50％。所以半胱氨酸和酪氨酸稱為條件必需氨基酸或半必需氨基酸(semiessentialaminoacid)。在計(jì)算食物必需氨基酸組成時(shí)，常將蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并計(jì)算。

16氨基酸模式及限制氨基酸

氨基酸模式

氨基酸模式是指某種蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的構(gòu)成比例。即根據(jù)蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量，以含量最少的色氨酸為1計(jì)算出的其他氨基酸的相應(yīng)比值。17

氨基酸全雞蛋牛奶牛肉大豆面粉大米人體異亮氨酸3.23.44.44.33.84.04.0亮氨酸5.16.86.85.76.46.37.0賴氨酸4.15.67.24.91.82.35.5蛋+半胱氨酸3.42.43.21.22.82.82.3苯丙+酪氨酸5.57.36.23.27.27.23.8蘇氨酸2.83.13.62.82.52.52.9纈氨酸3.94.64.63.23.83.84.8色氨酸1.01.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0幾種食物蛋白質(zhì)和人體蛋白質(zhì)氨基酸模式

18氨基酸模式意義人體所需蛋白質(zhì)來源于多種食物，凡蛋白質(zhì)氨基酸模式與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式接近的食物，其必需氨基酸在體內(nèi)的利用率就高，反之則低。例如，動(dòng)物蛋白質(zhì)中的蛋、奶、肉、魚等以及大豆蛋白質(zhì)的氨基酸模式與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式較接近，從而所含的必需氨基酸在體內(nèi)的利用率就較高，因此被稱為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。其中雞蛋蛋白質(zhì)的氨基本模式與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式最為接近，在比較食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)常作為參考蛋白質(zhì)。19限制氨基酸食物蛋白質(zhì)中一種或幾種必需氨基酸含量相對(duì)較低，導(dǎo)致其他必需氨基酸在體內(nèi)不能被充分利用而使蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低，這些含量相對(duì)較低的氨基酸稱為限制氨基酸(limitingaminoacid)。即由于這些氨基酸的不足，限制了其他氨基酸的利用。其中，含量最低的稱第一限制氨基酸，余者類推。植物蛋白質(zhì)中，賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸含量相對(duì)較低，所以營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也相對(duì)較低。20第四節(jié)食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

食物蛋白質(zhì)含量食物蛋白質(zhì)消化率食物蛋白質(zhì)的利用率氨基酸分21食物蛋白質(zhì)含量食物蛋白質(zhì)含量是評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一個(gè)重要方面。蛋白質(zhì)含氮量比較恒定，故測(cè)定食物中的總氮乘以蛋白質(zhì)折算系數(shù)6.25，即得蛋白質(zhì)含量。

22

食物蛋白質(zhì)消化率

食物蛋白質(zhì)消化率(digestibility)是反映食物蛋白質(zhì)在消化道內(nèi)被分解和吸收的程度的一項(xiàng)指標(biāo)；是指在消化道內(nèi)被吸收的蛋白質(zhì)占攝入蛋白質(zhì)的百分?jǐn)?shù)；是評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的生物學(xué)方法之一。一般采用動(dòng)物或人體實(shí)驗(yàn)測(cè)定，根據(jù)是否考慮內(nèi)源糞、代謝氮因素，可分為表觀消化率和真消化率兩種方法。23

蛋白質(zhì)(N)表觀消化率（AD）蛋白質(zhì)(N)表觀消化率(％)=×100

式中I代表攝入氮，F(xiàn)代表糞氮

AD即不計(jì)內(nèi)源糞氮的蛋白質(zhì)消化率。

I－FI24蛋白質(zhì)(N)真消化率（TD）蛋白質(zhì)(N)真消化率(％)=×100式中I代表攝入氮，F(xiàn)代表糞氮，F(xiàn)k代表糞代謝氮I-(F-Fk)

I考慮糞代謝時(shí)的消化率。

糞中排出的氮實(shí)際上有兩個(gè)來源。一是來自未被消化吸收的食物蛋白質(zhì)；二是來自脫落的腸粘膜細(xì)胞以及腸道細(xì)菌等所含的氮。25特別是當(dāng)膳食中的膳食纖維含量很少時(shí)，可不必計(jì)算Fk；當(dāng)膳食中含有多量膳食纖維時(shí)，成年男子的Fk值，可按每天12mgN／kg體重計(jì)算。食物蛋白質(zhì)消化率受到蛋白質(zhì)性質(zhì)、膳食纖維、多酚類物質(zhì)和酶反應(yīng)等因素影響。一般來說，動(dòng)物性食物的消化率高于植物性食物。26幾種食物蛋白質(zhì)的消化率(%)食物真消化率 食物 真消化率食物 真消化率雞蛋牛奶肉、魚玉米97±395±394±385±6大米面粉(精)燕麥小米88±496±486±779大豆粉菜豆花生醬中國(guó)混合膳87±7788896摘自WHOTechnicalReportSeries724,第119頁，1985年。27蛋白質(zhì)利用率

★生物價(jià)(biologicalvalue，BV)

★蛋白質(zhì)功效比值(proteineffciencyratio，PER)

★氨基酸評(píng)分(aminoacidscore，AAS)

相對(duì)蛋白質(zhì)值(relativeproteinvalue，RPV)

凈蛋白質(zhì)比值(netproteinratio，NPR)

氮平衡指數(shù)(nitrogenbalanceindex，NBI)28生物價(jià)

生物價(jià)(biologicalvalue，BV)是反映食物蛋白質(zhì)消化吸收后，被機(jī)體利用程度的一項(xiàng)指標(biāo)；生物價(jià)越高，說明蛋白質(zhì)被機(jī)體利用率越高，即蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高，最高值為100。BV=儲(chǔ)留氮吸收氮×100＝×100I－（F－Fk）－（U－Um）I－（F－Fk）I、F、U分別為攝入氮、糞氮、尿氮Fk為無氮飼料期糞代謝氮Um為無氮飼料期尿內(nèi)源氮29常見食物蛋白質(zhì)的生物價(jià)蛋白質(zhì)生物價(jià)蛋白質(zhì)生物價(jià)蛋白質(zhì)生物價(jià)雞蛋94雞蛋白83雞蛋黃96脫脂牛奶85魚83牛肉76豬肉74

大米77

小麥67

生大豆57

熟大豆64

扁豆72

蠶豆58

白面粉52小米57玉米60白菜76紅薯72馬鈴薯67花生5930蛋白質(zhì)功效比值

蛋白質(zhì)功效比值(proteinefficiencyratio，PER)是以體重增加為基礎(chǔ)的方法；是指實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，動(dòng)物平均每攝人1g蛋白質(zhì)時(shí)所增加的體重克數(shù)。例如，常作為參考蛋白質(zhì)的酪蛋白的PER2.5，即指每攝人1g酪蛋白，可使動(dòng)物體重增加2.5g。一般選擇初斷乳的雄性大鼠，用含10％被測(cè)蛋白質(zhì)飼料喂養(yǎng)28天，逐日記錄進(jìn)食量，每周稱量體重，然后按下式計(jì)算蛋白質(zhì)功效比值。

31PER=實(shí)驗(yàn)期內(nèi)動(dòng)物體重增加克數(shù)（g）實(shí)驗(yàn)期內(nèi)蛋白質(zhì)攝入克數(shù)（g）由于同一種食物蛋白質(zhì)，在不同實(shí)驗(yàn)室所測(cè)得的PER值重復(fù)性常不佳，故通常設(shè)酪蛋白(參考蛋白質(zhì))對(duì)照組，并將酪蛋白對(duì)照組PER值換算為2.5，然后校正被測(cè)蛋白質(zhì)(實(shí)驗(yàn)組)PER。校正的PER=實(shí)驗(yàn)組蛋白質(zhì)功效比值對(duì)照組蛋白質(zhì)功效比值×2.532幾種常見食物蛋白質(zhì)PER食物PER食物PER全雞蛋牛奶魚牛肉大豆精制面粉大米3.92、3.09、4.55、2.30、2.32、0.60、2.1633氨基酸分

氨基酸分(aminoacidscore，AAS)亦稱蛋白質(zhì)化學(xué)分(chemicalscore，CS)，是目前廣為應(yīng)用的一種食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)方法，不僅適用于單一食物蛋白質(zhì)的評(píng)價(jià)，還可用于混合食物蛋白質(zhì)的評(píng)價(jià)，該法的基本操作步驟是將被測(cè)食物蛋白質(zhì)的必需氨基酸組與推薦的理想蛋白質(zhì)或參考蛋白質(zhì)氨基酸模式進(jìn)行比較，并按下式計(jì)算氨基酸分。34AAS=待測(cè)食物蛋白質(zhì)第一限制氨基酸含量（mg/g蛋白質(zhì)）

參考蛋白質(zhì)同種氨基酸含量（mg/g蛋白質(zhì)）×100在實(shí)際計(jì)算某種氨基酸評(píng)分時(shí)，首先將被測(cè)食物蛋白中必需氨基酸與參考蛋白質(zhì)中的必需氨基酸進(jìn)行比較，比值較低者，為限制氨基酸。（LAA）比值最低者，為第一限制氨基酸。參考蛋白質(zhì)可采用FAO／WHO專家委員會(huì)(1973)制訂的“暫定氨基酸分模式”。

35氨基酸分計(jì)算舉例氨基酸小麥粉（標(biāo)準(zhǔn)粉）（mg/g粗蛋白）評(píng)分模式（mg/g粗蛋白）AAS異亮氨酸亮氨酸賴氨酸蛋+胱氨酸苯丙+酪氨酸蘇氨酸色氨酸纈氨酸組氨酸37.570.525.736.178.328.312.447.2-4070553560401050-92.5100.746.7103.1130.570.8124.094.4-36蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用

兩種或兩種以上食物蛋白質(zhì)混合食用，其中所含有的必需氨基酸取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互補(bǔ)充，達(dá)到較好的比例，從而提高蛋白質(zhì)利用率的作用，稱為蛋白質(zhì)互補(bǔ)作用(proteincomplementaryaction)。

玉米、面粉、小米、大米蛋白質(zhì)中賴氨酸含量較低，蛋氨酸相對(duì)較高；而大豆中的蛋白質(zhì)恰恰相反，混合食用時(shí)賴氨酸和蛋氨酸兩者可相互補(bǔ)充；若在植物性食物的基礎(chǔ)上再添加少量動(dòng)物性食物，蛋白質(zhì)的生物價(jià)還會(huì)提高。37幾種食物混合后蛋白質(zhì)的生物價(jià)

食物名稱單獨(dú)食用BV混合食用所占比例（%）（13、22、26）小麥大米大豆豌豆玉米牛肉干混合食用675764486076-37321615--74-4020-40-7331468--158938幾種食物混合后蛋白質(zhì)的氨基酸分蛋白質(zhì)來源蛋白質(zhì)氨基酸含量（%）氨基酸分

賴氨酸含硫氨基酸蘇氨酸色氨酸（限制氨基酸）

WHO/FAO標(biāo)準(zhǔn)5.53.54.01.0100谷類2.43.83.01.144(賴氨酸)豆類7.22.44.21.468(含硫氨基酸)奶粉8.02.93.71.383(含硫氨基酸)混合食用5.13.23.51.288(蘇氨酸)

若以氨基酸分為指標(biāo)，亦明顯可見蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。例如，谷類、豆類氨基酸分為44、68，若按谷類67％、豆類22％、奶粉11％的比例混合評(píng)分，氨基酸分可達(dá)88。

39

發(fā)揮食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用，在調(diào)配膳食時(shí)，應(yīng)遵循三個(gè)原則：①食物的生物學(xué)種屬愈遠(yuǎn)愈好，如動(dòng)物性和植物性食物之間的混合比單純植物性食物之間的混合要好；②搭配的種類愈多愈好；③食用時(shí)間愈近愈好，同時(shí)食用最好，因?yàn)閱蝹€(gè)氨基酸在血液中的停留時(shí)間約4小時(shí)，然后到達(dá)組織器官，再合成組織器官的蛋白質(zhì)，而合成組織器官蛋白質(zhì)的氨基酸必須同時(shí)到達(dá)才能發(fā)揮互補(bǔ)作用，合成組織器官蛋白質(zhì)。所以，通俗的“打牙祭”不利于蛋白質(zhì)互補(bǔ)，不可取。40第七節(jié)蛋白質(zhì)需要量及膳食參考攝入量

蛋白質(zhì)膳食參考攝入量（2000）分類RNI(g/d)分類RNI(g/d)嬰兒兒童青少年老年男老年女成年輕體力成年中體力成年重體力孕婦、乳母15~3035~7580~85756560~7570~8080~90+5~2041在能量得到滿足時(shí)，蛋白質(zhì)提供的能量應(yīng)占總能量的10%~15%。為改善膳食蛋白質(zhì)質(zhì)量，在膳食中應(yīng)保證有一定數(shù)量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。一般要求優(yōu)質(zhì)蛋白（動(dòng)物、大豆）蛋白占蛋白質(zhì)總量的30~50%。42蛋白質(zhì)的食物來源分為植物性蛋白質(zhì)和動(dòng)物性蛋白質(zhì)兩大類。植物蛋白質(zhì)中，谷類含蛋白質(zhì)10％左右，蛋白質(zhì)含量不算高，但由于是人們的主食，所以仍然是膳食蛋白質(zhì)的主要來源。豆類含有豐富的蛋白質(zhì)，特別是大豆含蛋白質(zhì)高達(dá)36％～40％，氨基酸組成也比較合理，在體內(nèi)的利用率較高，是植物蛋白質(zhì)中非常好的蛋白質(zhì)來源。蛋類含蛋白質(zhì)11％～14％，是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的重要來源。奶類(牛奶)一般含蛋白質(zhì)3.0％～3.5％，是嬰幼兒蛋白質(zhì)的最佳來源。肉類包括禽、畜和魚的肌肉。新鮮肌肉含蛋白質(zhì)15％～22％，肌肉蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于植物蛋白質(zhì)，是人體蛋白質(zhì)的重要來源。

43常見食物蛋白質(zhì)含量(g／lOOg)

食物