32(宏量营养素蛋白质量).ppt
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1、食品营养与食品安全,吴序栎WXLSZU.EDU.CN86671909医学院综合楼709,PART 4,第二节 蛋白质需要量,氮平衡蛋白质的需要量蛋白质的评价,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,实际上是指蛋白质摄取量与排出量之间的对比关系。由于直接测定食物中和体内消耗的蛋白质有很多困难,各种食物蛋白质的含氮量相当接近(约为16),一般食物中的含氮物质又大部分是蛋白质。所以常用测定含氮量的方法间接了解蛋白质的平衡情况。,与氮平衡相对应的身体状况,正常成人不再生长,每日进食的蛋白质主要用来维持组织的修补和更新。成人体内蛋白质每天约有3左右更新,80天左右蛋白质的更新量可达一半。
2、当膳食蛋白质供应适当时,其氮的摄人量和排出量相等,这称之为氮的总平衡。儿童正在成长,孕妇及初愈病人体内正在生长新组织。其摄人的蛋白质有一部分变成新组织。其氮的摄食量必定大于排出量,这称之为氮的正平衡。饥饿者、食用缺乏蛋白质膳食的人,以及消耗性疾病患者,其每日的摄人氮少于排出氮而日渐消瘦。这种情况称之为氮的负平衡,蛋白质代谢及氮平衡,蛋白质在体内总的代谢可用氮平衡表示,即摄入氮和排出氮之差。氮平衡公式如下:BI(UFS)B:氮平衡;I:摄入氮;U:尿氮;F:粪氮;S:皮肤丢失氮。该差值若为正值,代表正氮平衡,说明氮在体内潴留或用作机体蛋白质增长;相反,负氮平衡代表氮丢失;也可以是零氮平衡。,二、
3、蛋白质的需要量,方法两种:充分供给能量但食物不含蛋白质(或含量极低)时测定受试者通过尿、粪和其它途径所排出的氮量;测定维持氮平衡所需不同来源的蛋白质的氮量。成人摄食无蛋白质食物一段时间以后,其排出的氮量渐趋恒定,约为每日每千克体重57mg氮,即每日每千克体重约0.36蛋白质。对于一个体重65kg的人来说则相当于每日约有23g蛋白质排出体外。此即蛋白质最低需要量。但是,实验结果表明,即使是进食这一数量的优质蛋白质如蛋和乳,并不能维持氮的总平衡。不足的原因之一是食物蛋白质的组成与人体的蛋白质组成不同。既然不同,则在改造它们用来替换体内蛋白质时必有损耗。,对不同人群的蛋白质需要可因个体的不同而有所差
4、异,即使是在性别、年龄、体型和体力活动相同的情况下也可有不同,并呈现出一定的需要量分布。假定此个体的需要量呈正态分布,为了保证健康,1981年FAOWHOUNU专家委员会估计成人蛋白质需要量的真变异系数为12.5。因此,可以预料,在平均蛋白质需要量0.60g(kgd)之上再加25(2SD)即可满足人群中97.5的个体的需要。此即1985年WHO所定成人优质蛋白质的安全摄取量0.75g(kgd)。,营养素供给在距平均值两个标准差处,光补充蛋白质食物就能满足对蛋白质的需要?,如果早餐光吃糖或淀粉,午餐仅吃肉,天天如此,则机体将以含氮物从尿中丢失全部食物蛋白质。只有当蛋白质与碳水化合物等其它营养素一
5、道进食时才有可能由葡萄糖抑制分解氨基酸的脱氢酶,使氨基酸免被分解而进入大循环,作为建造和修补组织之用.蛋白质质量不同,达到机体氮平衡所需蛋白质的量也有所不同。通常来自动物性食物如肉、鱼、乳、蛋等优质蛋白质的需要量较低,而对来自植物或动植物混合食物的蛋白质的需要量较高.,光补充蛋白质食物就能满足对蛋白质的需要?,案例 蛋白质粉 要不要吃,纽崔莱蛋白质粉,由黄豆蛋白、乳清蛋白、乳清、卵磷脂制成,消化率96%。,健康人不需要食用蛋白质粉 对于健康人而言,只要坚持正常饮食,蛋白质缺乏这种情况一般不会发生。只要坚持食物丰富多样,就完全能满足人体对蛋白质的需要,没有必要再补充蛋白质粉。食物带给人的心理享受
6、和感官刺激,是蛋白质粉所不能替代的。,非必需,对于有需要的特殊人群,除了通过食物补充必需氨基酸以外,可以适当选择蛋白质粉作为蛋白质的补充,但是一定要注意蛋白质粉的量。蛋白质只要能维持人体代谢的需要即可。多余的蛋白质在消化吸收后,肝脏会将它们转变成肝糖原或肌糖原贮存起来;如果肝糖原或肌糖原已经足够,则转变成脂肪贮存起来;这种转变产生的其他代谢产物必须从肾脏排出来。蛋白质过剩,不但使人肥胖,还增加肝脏和肾脏的代谢负担,有需要的特殊人群,孕妇:要维持自身,更要满足胎儿发育的需要哺乳:乳汁哺育婴儿,还要补偿由于妊娠、分娩所损耗的蛋白储备 老年人:食欲与消化吸收能力差,又因为咀嚼困难,限制了食物的食用
7、体内蛋白质以分解代谢为主 接触有毒物质人员:损害人体肝脏,导致肝脏肿大,肝细胞发生脂肪变性等,造成肝细胞再生机能和解毒机能减退,人体对传染病的抵抗下降。补充植物蛋白质粉能促进肝细胞的恢复与新生,增强肝脏的解毒能力,,第三节 蛋白质评价:必需氨基酸,一、必需氨基酸与非必需氨基酸二、必需氨基酸的需要量及需要量模式三、限制氨基酸,*组氨酸为婴儿必需氨基酸,成人需要量可能较少。,构成人体蛋白质的氨基酸:必需氨基酸与非必需氨基酸,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,被称为半必需氨基酸(semi-essential amino acid)。氨基酸在人体可以自身合成满足需要,故称为非必需氨
8、基酸(non-essential amino acid)。牛磺酸(氨基乙酸)尽管并非蛋白质的组成成分,但也是婴幼儿所必须的。,二、必需氨基酸的需要量及需要量模式,某一种氨基酸过多或过少都会影响另一些氨基酸的利用。所以,为了满足蛋白质合成的要求,各种必需氨基酸之间应有一个适宜的比例。这种必需氢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(amino acid pattern)或氨基酸计分模式(amino acid scoring pattern)。显然,膳食蛋白质中必需氨基酸的模式越接近人体蛋白质的组成,并被人体消化、吸收时,就越接近人体合成蛋白质的需要,越易被机体利用。值得注意的是,人在
9、不同年龄的生长阶段对必需氨基酸的需求可有不同,例如婴儿对亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸及其系列物质要求较高。,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。,表1-1 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式,几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式,优质蛋白质,
10、优质蛋白质是指含必需氨基酸量较多,非必需氨基酸量较少的食物。(在尿毒症时需进食低蛋白饮食,则应选择优质蛋白质,这样既不增加体内蛋白质的消耗,又能维持全身组织器官蛋白质的更新和修复)。,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,正是这些氨基酸严重影响机体对蛋白质的利用,并且决定蛋白质的质量。因为只要有任何一种必需氨基酸含量不足,转移核糖核酸(tRNA)就不可能及时将所需的各种氨基酸全部转移给核蛋白体核糖核酸(rRNA)用于机体蛋白质的合成,故无论其它氨基酸有多么丰富也不能充分利用。,食物中最主要的限制氨基酸为赖
11、氨酸和蛋氨酸。赖氨酸在谷物蛋白质和一些其它植物蛋白质中含量甚少;蛋氨酸在大豆、花生、牛奶和肉类蛋白质中相对不足。赖氨酸是谷类蛋白质的第一限制氨基酸。而蛋氢酸(含硫氨基酸)则是大多数非谷类植物蛋白质的第一限制氨基酸。正因为如此,在一些焙烤制品,特别是在以谷类为基础的婴、幼儿食品中常添加适量的赖氨酸予以强化。此外,小麦、大麦、燕麦和大米还缺乏苏氨酸,玉米缺乏色氨酸,并且分别是它们的第二限制氨基酸。有的还有第三限制氨基酸。但一般只列1-3种LAA,多了并无太大意义,限制氨基酸,第四节 食物蛋白质的营养评价,一、蛋白质的质与量二、蛋白质的消化率三、蛋白质的利用率,一、蛋白质的质与量,1完全蛋白质与不完
12、全蛋白质 食物蛋白质品种繁多。Osborne and Mendel早期用鼠的喂饲实验证明,单一的蛋白质在维持生命和支持动物生长方面有所不同。当以占总能量18的酪蛋白喂饲大鼠时,鼠生长正常,故将酪蛋白归为完全蛋白质。麦醇溶蛋白虽能维持生命,但动物生长缓慢、不能支持生长,归为部分不完全蛋白质。玉米醇溶蛋白不但不能促进生长,甚至还不能维持生命,属不完全蛋白质,这是因其缺乏赖氨酸、色氨酸等之所致。此外,还发现酪蛋白在以占总能量的9进行喂饲时,其在促进生长方面的效率仅及以18喂养的一半,因而认识到蛋白质的质和量都很重要。,1)完全蛋白质:能维持动物的生存并能促进幼小动物的生长发育。如乳中的酪蛋白、乳白蛋
13、白、蛋类中的卵白蛋白及卵黄蛋白、肉类中的白蛋白和肌蛋白、大豆中的大豆蛋白、小麦中的麦谷蛋白和玉米中的谷蛋白等,都是完全蛋白质。2)半完全蛋白质:这类蛋白质若作为膳食中唯一的蛋白质来源时可维持动物生存,但不能促进生长发育。如小麦和大麦中的麦胶蛋白。3)不完全蛋白质:当把这类蛋白质作为膳食中唯一的蛋白来源时,它既不能促进生长发育,也不能维持其生存。如玉米中的玉米胶蛋白、动物结缔组织、肉皮中的胶质蛋白、豌豆中的豆球蛋白。水果中的蛋白质则大都是不完全蛋白质,2食物中蛋白质的含量,食物蛋白质的含量多少尽管不能决定一种食物蛋白质营养价值的高低,但是具体评定时却不能脱离其含量。单纯考虑质量,即使其营养价值很
14、高,若含量太低亦不能满足机体需要,无法发挥优质蛋白质应有的作用。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蔬菜水果类 1,二、蛋白质的消化率,食物蛋白质的消化率用该蛋白质中被消化、吸收的氮量与其蛋白质的含氮总量的比值表示。这可有表观消化率(apparent digestibility)和真消化率(true digestibility).,蛋
15、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:,该计算结果也称真消化率(true digestibility)粪代谢氮:无氮膳食期的粪代谢氮,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)。,表观消化率的结果比真消化率低,影响蛋白质消化率的因素:动物性蛋白质的消化率比植物性的高。这是因为植物蛋白质被纤维素包围不易被消化酶作用。经过加工烹调后、包裹植物蛋白质的纤维素可被去除、破坏或软化;可以提高其蛋白质的消化率。例如食用整粒大豆时,其蛋白质消化率仅约60,若将其加工成豆
16、腐,可提高到90。此外,其它的膳食因素如食物纤维、多酚化合物(包括单宁),以及改变蛋白质酶促水解释放氨基酸的化学反应等均可影响蛋白质的消化率.,表1-3 几种食物蛋白质消化率(%),生大豆60%,熟豆浆85%/豆腐90-96%,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体内被利用的程度。测定食物蛋白质利用率的指标和方法很多,现扼要介绍如下: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,1、生物价(biological value,BV)是机体的氮贮留量与氮吸收量之比。,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),尿内源氮是机体在无氮膳食条件下
17、尿中所含有的氮。它们来自体内组织蛋白质的分解。,蛋白质的生物价影响因素,蛋白质的生物价可受很多因素影响,同一食物蛋白质可因实验条件不同而有不同的结果。故对不同蛋白质的生物价进行比较时应将实验条件统一。此外,在测定时多用初断乳的大鼠,饲料蛋白质的含量为100gkg(10)。将饲料蛋白质的含量固定在10,目的是便于对不同蛋白质进行比较。因为饲料蛋白质含量低时,蛋白质的利用率较高。生物价高,表明食物蛋白质中氨基酸主要用来合成人体蛋白,极少有过多的氨基酸经肝、肾代谢而释放能量或由尿排出多余的氮。,常用食物蛋白质的生物学价值 蛋白质 生物学价值 蛋白质 生物学价值 蛋白质 生物学价值鸡蛋黄 96 牛 肉
18、 76 玉 米 60全鸡蛋94 白 菜 76 花 生 59牛 奶 90 猪 肉 74 绿 豆 58鸡蛋白 83 小 麦 67 小 米 57鱼 83 豆 腐 65 生黄豆 57大 米 77 熟黄豆 64 高 粱 56,2、蛋白质净利用率(net protein utilization,NPU)是机体氮储留量与氮食入量之比。这是因为考虑到蛋白质在消化过程中可能受到各种因素作用而影响其消化率,故以此表示蛋白质实际被利用的程度。蛋白质净利用率(%)=氮储留量/氮食入量=消化率生物价,除上述用氮平衡法进行动物试验外,还可以分别用受试蛋白质(占热能的10)和无蛋白质的饲料喂养动物710d,记录其摄食的总氮
19、量。试验结束时测定动物体内总氮量,以试验前动物尸体总氮量作为对照进行计算。NPU=(受试动物尸体增加氮量+无蛋白饲料组动物尸体减少氮量)/摄取食物氮量x100,3蛋白质净比值,蛋白质净比值(net protein ratio,NPR)与蛋白质存留率(protein retention)这是将大鼠分成两组,分别饲以受试食物蛋白质和等热量的无蛋白质膳食710d,记录其增加体重和降低体重的克数,求出蛋白质净比值后,再求得蛋白质存留率。蛋白质净比值(平均增加体重+平均降低体重)/摄入的食物蛋白质 蛋白质存留率蛋白质净比值100/6.25,4、相对蛋白质价值(relative protein value
20、,RPV),相对蛋白质价值是生长反应与氮摄入量相关线直线部分的斜率与摄食标准蛋白质的剂量反应曲线斜率的比较。相对蛋白质价值=受试蛋白的斜率/标准乳清蛋白的斜率 这是将受试蛋白质以不同的摄食水平分组饲养正在生长的大鼠,将每只大鼠的蛋白质进食量(gd)与每只大鼠的体重增长数(gd)绘成回归线,求出其斜率。蛋白质利用率越高,斜率越大。同时用乳清蛋白作为蛋白质的参考标准进行测定并加以比较。值得注意的是,这只有在每一例的剂量反应曲线基本上是直线时才可靠。此法对蛋白质的质量鉴别能力较大。如果以乳清蛋白的相对蛋白质价值为100,则酪蛋白为692,大豆蛋白为433,而麸蛋白为165。,5蛋白质功效比值(pro
21、tein efficiency ratio,PER),蛋白质功效比值是用幼小动物体重的增加与所摄食的蛋白质之比来表示将蛋白质用于生长的效率。此法通常用生后2128d刚断乳的大鼠(体重5060g),以含受试蛋白质10的合成饲料喂养28d,计算动物每摄食1g蛋白质所增加体重的克数。此法简便被美国公职分析化学家协会(AOAC)推荐为评价食物蛋白质营养价值的必测指标,并且是美国常用于食品标签法规和确定其蛋白质推荐的膳食营养素供给量的方法。,蛋白质功效比值(protein efficiency ratio,PER),实验结果以酪蛋白为对照组,按以下公式校正:,蛋白质功效比值是用处于生长阶段中的幼年动物(
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- 32 宏量 营养素 蛋白 质量
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