1、第三章 营养学基础 蛋白质 脂类 碳水化物 热能 矿物质 维生素 营养素(nutrient)是指食物中可给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。宏量营养素(macronutrient)：蛋白质、脂类、糖类、能量 微量营养素(micronutrient)：维生素、矿物质 常量元素(macroelement)：K、Ca、Na、Mg、Cl、S、P 微量元素(microelement或trace element)：Fe、Zn、Se等 第一节第一节 蛋白质蛋白质 生命是蛋白体的存在方式。恩格斯 蛋白质 正常人体内Pro 约为16-19%分解 合成 动态平衡 组织Pro不断 更新
2、 修复 每天约3%的 Pro被更新 图 正常人体内的蛋白质代谢概况 肠道 骨髓Pro 更新速度较快 一切生命的物质基础 一、蛋白质的元素组成 蛋白质是主要由碳、氢、氧、氮组成的高分子化合物。其中含碳50%56%、氢6%8%、氧19%24%、氮13%19%、硫04%、磷、铁、铜、锰、锌、钴、钼等。多数蛋白质的含氮量约16%，因此，可通过测定食物样品的氮含量，再乘以6.25（蛋白质换算系数）得出样品中的蛋白质含量。一、功能*瘦体组织：lean tissue 1组织 构成成分 瘦体组织*2构成各种 重要生理物质 酶 抗体 激素等 3供能 约16.7 kJ (4.0 kcal)/g 二、体内蛋白质功能
3、 三、氨基酸和必需氨基酸（一）氨基酸（amino acid，AA）和肽（peptide）氨基酸（amino acid)是组成蛋白质的基本单位。多个不同氨基酸组成肽（peptide)，含10个以上氨基酸称多肽(polypeptide)；10个以下氨基酸称寡肽(oligopeptide)；3个或2个氨基酸分别称为三肽(tripeptide)或二肽(dipeptide)。构成人体蛋白质的氨基酸有20种（见图）。氨基酸分子式通式 氨基酸结构示意图 2.必需氨基酸(essential amino acid，EAA)是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。共9种：异亮氨酸、
4、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、颉氨酸、组氨酸（婴儿）。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来，因此，被称为半必需氨基酸(semi-essential amino acid)。其它9种氨基酸在人体可以自身合成满足需要，故称为非必需氨基酸(non-essential amino acid)。包括丙氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸。氨基酸 英文 氨基酸 英文 必需氨基酸必需氨基酸 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 组氨酸*非必需氨基酸非必需氨基酸 丙氨酸 精氨酸 Isoleucine(I
5、le)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)Alanine(Ala)Arginine(Arg)天门冬氨酸 天门冬酰胺 谷氨酸 谷氨酰胺 甘氨酸 脯氨酸 丝氨酸 半必需氨基酸半必需氨基酸 半胱氨酸 酪氨酸 Aspartic acid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamic acid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)Cystein
6、e(Cys)Tyrosine(Tyr)*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。构成人体蛋白质的氨基酸 3.氨基酸模式(amino acid pattern)是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。计算方法：以该种蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值。当食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体蛋白质的氨基酸模式时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，则食物蛋白质的营养价值越高。这样的蛋白质有鸡蛋、奶、肉、鱼等动物性蛋白质和大豆蛋白质，被称为优质蛋白质。其中氨基酸模
7、式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的某种蛋白质常被作为参考蛋白(reference protein)，通常为鸡蛋蛋白质。蛋白质生物合成示意图 食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其它必需氨基酸在体内不能被充分利用，造成食物蛋白质营养价值降低，则这些含量较低的氨基酸称限制氨基酸(limiting amino acid，LAA)。其中含量最低的称第一限制氨基酸。植物性蛋白质中的限制性氨基酸多为赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸。不同食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式见表3-1-1。氨基酸 人体 全鸡蛋 牛奶 牛肉 大豆 面粉 大米 异亮氨酸 4.4 3.2 3.4 4.4 4.3 3.8 4.
8、0 亮氨酸 7.0 5.1 6.8 6.8 5.7 6.4 6.3 赖氨酸 5.5 4.1 5.6 7.2 4.9 1.8 2.3 蛋氨酸半胱氨酸 3.5 3.4 2.4 3.2 1.2 2.8 2.3 苯丙氨酸酪氨酸 6.0 5.5 7.3 6.2 3.2 7.2 3.8 苏氨酸 4.5 2.8 3.1 3.6 2.8 2.5 2.9 颉氨酸 5.0 3.9 4.6 4.6 3.2 3.6 4.8 色氨酸 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 表3-1-1 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式 动物性Pro（蛋、奶、肉、鱼等）、大豆Pro的AAP与人体的较接近 优质Pro(完全蛋
9、白质)其中鸡蛋Pro的AAP与人体的最接近 常作为参考蛋白（Reference Protein）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）不完全蛋白质 所以 植物性Pro的营养价值较低 4.蛋白质的互补作用(complementary action of protein)：几种营养价值较低的蛋白质混合摄入时，其中的限制氨基酸得到了互相补充，从而使混合蛋白质中的必需氨基酸比例更接近人体蛋白质的氨基酸模式，提高了膳食蛋白质的营养价值。如大豆和米或面混合食用时，大豆蛋白富含的赖氨酸与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充，可明显提高米面
10、蛋白质的营养价值（表1-1-4）。四、蛋白质的消化、吸收和代谢 1.消化吸收 胃：胃酸使蛋白质变性，激活胃蛋白酶分解蛋白质。小肠：蛋白质被胰蛋白酶、糜蛋白酶分解为氨基酸、二肽、三肽，被小肠粘膜细胞吸收。小肠粘膜细胞：二肽、三肽被酞酶分解为氨基酸，入肝门静脉至肝脏。2.必要氮损失(obligatory nitrogen losses)机体每天由于皮肤、毛发、粘膜脱落，经期失血，及肠道菌体死亡排出，损失的氮量，成人平均为53mg/kg体重，相当于每人每天丢失20g蛋白质。此种氮损失是不可避免的。因此，相当于必要氮损失的蛋白质量是人体最低生理需要量。3.氮平衡(nitrogen balance)是反
11、映机体摄入氮和排出氮的关系。关系式：I=U+F+S （I：摄入氮，U：尿氮，F：粪氮，S：皮肤等氮损失）零氮平衡：摄入氮=排出氮（正常人）正氮平衡：摄入氮排出氮（儿童，青少年，孕妇，疾病恢复期等）负氮平衡：摄入氮排出氮（饥饿，疾病，老年）五、蛋白质营养不良及营养状况评价五、蛋白质营养不良及营养状况评价 五、PEM 好发人群 继发性 消耗 排泄 病因 原发性 摄入不足 Pro-E 不足 蛋白质蛋白质-热能营养不良（热能营养不良（protein-energy malnutrition，PEM）1.蛋白质缺乏 若膳食蛋白质长期供给不足可发生。临床表现：消化不良腹泻血浆白蛋白下降水肿肌肉萎缩体重减轻贫
12、血女性月经障碍、乳汁分泌减少、生殖功能障碍。若蛋白质摄入严重不足，导致“蛋白质恶性营养不良症(Kwashiorkor)”，主要表现为水肿。若蛋白质和热能同时严重缺乏时，导致“干瘦型营养不良(Marasmus)”,主要表现为消瘦。临床表现 混合型 消瘦型(Marasmus)E-Pro均不足 E基本满足 Pro严重不足 浮肿型(Kwashiorkor)又称为恶性营养不良 消瘦型营养不良（重度）浮肿型营养不良 Kwashiorkor Kwashiorkor Marasmus Marasmus Marasmus Marasmus 阜阳奶粉事件阜阳奶粉事件 2004年5月，安徽省阜阳市对当地2003年3
13、月1日以后出生、以奶粉喂养为主的婴儿进行的营养状况普查和免费体检显示，因食用劣质奶粉造成营养不良的婴儿229人，其中轻、中度营养不良的189人。经国务院调查组核实，阜阳市因食用劣质奶粉造成营养不良而死亡的婴儿共计12人。国务院调查组通过卫生学调查证实，不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，婴儿生长发育所必需的蛋白质、脂肪以及维生素和矿物质含量远低于国家相关标准。经初步调查，阜阳市查获的55种不合格奶粉共涉及10个省(自治区、直辖市)的40家企业，既有无厂名、厂址的黑窝点，也有的是盗用其他厂名，还有证照齐全的企业。这些劣质奶粉
14、主要通过郑州万客来市场、合肥长江批发市场、蚌埠市太平街新市场、阜阳元丰市场等批发市场和生产厂家批量购进并批发到各县(市)、区的奶粉经销商、超市、百货商店、日杂店和行政村的小卖部，销售范围主要是阜阳市各区县的乡镇和农村市场。在国务院调查组的统一组织下，阜阳市对制售劣质奶粉违法犯罪行为依法进行了严厉打击。截至目前，共抽检各类奶粉586组，扣留、封存、暂停销售奶粉10多万袋；立案查处涉嫌销售不合格奶粉案件39起，打掉生产及分装窝点4个，刑事拘留47人，留置审查59人，宣布正式逮捕31人，依法传讯203人。(央视国际 2004年05月16日)2.蛋白质摄入过多 摄入较多的动物脂肪和胆固醇，蛋白质分解为
15、氨由尿排出时，需要大量水分，从而增加肾脏负担。若过多含硫氨基酸（动物蛋白）摄入，可加速骨钙丢失，易致骨质疏松(osteoporosis)。六、食物蛋白质的营养学评价 食物蛋白质营养价值的优劣可从三方面评价：蛋白质含量 蛋白质消化率 蛋白质利用率 1.蛋白质含量 用凯氏(Kjeldahl)定氮法，测定食物中的氮含量，乘以蛋白质换算系数(6.25),得出食物蛋白质的含量。不同食物的蛋白质含量见表1-2。表3-1-2 不同食物的蛋白质含量 名称 含量(%)畜、禽、鱼 1020 鲜奶 1.54.0 奶粉 2527 蛋类 1214 大豆及豆类 2040 硬果类 1525 谷类 610 薯类 23 蔬菜水
16、果类 1 2.蛋白质消化率(digestibility)反映蛋白质在消化道内被分解的程度和消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。计算公式：食物氮 食物氮(粪氮粪代谢氮)蛋白质消化率(%)=100 该计算结果也称真消化率(true digestibility)实际工作中往往不考虑粪代谢氮，计算得出的结果称表观消化率(apparent digestibility)。表观消化率(%)=食物氮粪氮 食物氮 100 表观消化率的结果比真消化率低 表3-1-3 几种食物蛋白质消化率（%）食物 真消化率 食物 真消化率 鸡蛋 973 牛奶 953 肉、鱼 943 玉米 856 大米 884 面粉(精制)964 燕麦 867 小米 79 大豆粉 867 菜豆 78 花生酱 88 中国混合膳 96 3.蛋白质利用率 反映蛋白质在体内被利用的程度。常用指标：生物价 蛋白质净利用率 蛋白质功效比值 氨基酸评分 生物价=氮储留量 氮吸收量 100 生物价(biological value,BV)氮吸收量=食物氮（粪氮粪代谢氮）氮储留量=吸收氮（尿氮尿内源氮）蛋白质净利用率(net protein utilizati
