蛋白质和氨基酸

各类蛋白质的区别：氨基酸的种类、数量、排列顺序。 蛋 白 质 蛋白质是生命的载体。 各类蛋白质的区别：氨基酸的种类、数量、排列顺序。 食物中的蛋白质来源：乳、蛋、肉、豆、硬果、谷物。 这些蛋白质中的氨基酸愈接近人体的氨基酸，其生理价值愈高。

但是，蛋白质的营养价值还有一个消化吸收的问题。 鸡蛋—牛奶—鲤鱼—鸡肉— 牛肉、猪肉、羊肉… 大米—白菜—大豆… 生理价值依次提高。 但是，蛋白质的营养价值还有一个消化吸收的问题。 如：消化率 奶类—97%，蛋类—98%，肉—93%， 米饭—82%，面包—79%…

氨基酸(amino acid) ——蛋白质的构件分子 氨基酸的通式 必需氨基酸 半必需氨基酸 限制氨基酸

氨基酸的通式 组成蛋白质的常见氨基酸有20种，通式如右图 R不同，组成的氨基酸就不同

目前，已发现的氨基酸很多，但组成蛋白质的氨基酸只有20种左右。其中有19种（除脯氨酸Pro外）具有下列结构： NH2— CH —COOH | R 这20种氨基酸的区别在于侧链基团R的不同，如R=H，为甘氨酸（Gly）；R=CH3 ，为丙氨酸（Ala），等等。

*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 氨基酸 英文 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*   Isoleucine(Ile) Leucine(Leu) Lysine(Lys) Methionine(Met) Phenylalanine(Phe) Threonine(Thr) Tryptophan(Trp) Valine(Val) Histidine(His) 非必需氨基酸 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 半必需氨基酸 半胱氨酸 酪氨酸 Alanine(Ala) Arginine(Arg) Aspartic acid(Asp) Asparagine(Asn) Glutamic acid(Glu) Glutamine(Gln) Glycine(Gly) Proline(Pro) Serine(Ser) Cysteine(Cys) Tyrosine(Tyr) *组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。

必需氨基酸（EAA） 20种氨基酸中有8种不能由人体合成，必须从外界摄取，称为必需氨基酸。 8种必需氨基酸：苏氨酸（Thr）、缬氨酸 （Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Try）、赖氨酸 （Lys）、蛋氨酸（Met）。

半必需氨基酸 胱氨酸可代替蛋氨酸，代替量可达80%，因为机体就是利用蛋氨酸来合成胱氨酸的。 由于苯丙氨酸在代谢中参与合成酪氨酸，故酪氨酸亦可代替约70%的苯丙氨酸。 当膳食中胱氨酸及酪氨酸含量丰富时，体内即不必耗用两种必需氨基酸来合成这两种非必需氨基酸，起到节约必需氨基酸的作用。

氨基酸模式(amino acid pattern) 蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。即根据蛋白质中必需氨基酸含量，以含量最少的色氨酸为1计算出的其他氨基酸的相应比值。

几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋+半胱酸 苯丙+酪 苏氨酸 缬氨酸 色氨酸 4.0 7.0 5.5 3.5 全 鸡蛋 鸡 蛋白 牛奶 猪 瘦肉 牛 肉 大 豆 面 粉 米 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋+半胱酸 苯丙+酪 苏氨酸 缬氨酸 色氨酸 4.0 7.0 5.5 3.5 6.0 5.0 1.0 2.5 3.1 2.3 3.6 2.1 3.3 5.6 4.3 3.9 6.3 2.7 3.0 6.4 5.4 2.4 6.1 3.4 5.7 3.2 5.8 2.8 4.9 5.1 4.4 1.7 1.5 1.8

必需氨基酸的需要量 氨基酸 1985年WHO建议的不同年龄的必需氨基酸需要量[ mg/(kg.d) ] 婴儿 儿童 学龄儿童 成人 婴儿 儿童 学龄儿童 成人 （3-4月） （2岁） （10-12岁） 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸+胱氨酸 苯丙氨酸+酪氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸 总必需氨基酸 28 （？） （？） 8—12 70 31 30 10 161 73 45 14 103 64 60 12 58 27 27 13 125 69 27 14 87 37 35 7 17 12.5 4 3.5 93 38 33 10 714 352 261 84

鸡蛋、牛奶和牛肉的必需氨基酸含量(mg/g pro.) 鸡蛋 牛乳 牛肉 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸+胱氨酸 苯丙氨酸+酪氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸 22 27 34 54 47 48 86 95 81 70 78 89 57 33 40 93 102 80 47 44 46 17 14 12 66 64 50

食物蛋白的氨基酸模式与人体蛋白越接近，才能为机体充分利用，其营养价值也相对越高。当食物中任何一种必需氨基酸缺乏或过量，可造成体内氨基酸的不平衡，使其他氨基酸不能被利用，影响蛋白质的合成。因此，在饮食中提倡食物多样化，将多种食物混合食用，使必需氨基酸互相补充，使其模式更接近人体的需要，以提高蛋白质的营养价值，这种现象称为“蛋白质互补作用”。

鱼、肉、奶、蛋等动物蛋白质的氨基酸模式与人类接近，营养价值较高，被称为完全蛋白。植物性蛋白质的氨基酸模式与人类较远，营养价值较低，谷类蛋白质缺少赖氨酸、色氨酸，影响了其营养价值，称之为限制氨基酸（CAA）。将大豆与谷类混合使用时，两者有较好的互补作用，这也是改善蛋白质营养价值的较好方法，所以也把大豆定为优质蛋白，这种互补作用应同时摄入，或不能超过5个小时。

限制氨基酸 食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸，称为限制氨基酸。

限制氨基酸 限制氨基酸中缺乏最多的称第一限制氨基酸。 赖氨酸是谷类蛋白质的第一限制氨基酸，而蛋氨酸则是大多数非谷类植物蛋白质的第一限制氨基酸。 小麦、大麦、燕麦和大米还缺乏苏氨酸，玉米缺乏色氨酸，分别是它们的第二限制氨基酸。有的还有第三限制氨基酸。

几种食物蛋白质中的限制氨基酸 食物名称 第一限制 第二限制 第三限制 氨基酸 氨基酸 氨基酸 小麦 大麦 燕麦 大米 玉米 花生 大豆 棉籽 第一限制 第二限制 第三限制 氨基酸 氨基酸 氨基酸 小麦 大麦 燕麦 大米 玉米 花生 大豆 棉籽 赖氨酸 苏氨酸 缬氨酸 赖氨酸 苏氨酸 蛋氨酸 赖氨酸 苏氨酸 — 赖氨酸 色氨酸 苏氨酸 蛋氨酸 — — 赖氨酸 — —

蛋白质（protein） ——遗传信息的表达者 蛋白质是生命现象的物质基础 蛋白质是生命活动的主要承担者

蛋白质功能的多样性 白质种类总数约在1010∼1012 数量级。造成蛋 白质种类如此众多的原因是构成蛋白质分子的 蛋白质的种类多种多样，据估计有机界蛋 白质种类总数约在1010∼1012 数量级。造成蛋 白质种类如此众多的原因是构成蛋白质分子的 氨基酸种类、数量和排列顺序的不同所引起 的。多种多样结构不同的蛋白质具有形形色色 的生物学功能。

蛋白质是生物体的结构物质和功能物质 结构功能 调节功能 催化功能 运输功能 运动功能 免疫功能 其他功能 蛋白质的功能

细胞质是以蛋白质为主的溶液，人和动物的肌肉都是蛋白质，横纹肌的主要成分为球状蛋白，平滑肌的主要成分为胶原蛋白，毛、发、甲、角、壳、蹄等的主要成分为角蛋白。这些事实都说明蛋白质是重要的结构物质。 结 构 功 能

某些蛋白质具有激素功能，对生物体内的新陈代谢起调节作用。如胰岛素（51个氨基酸组成的蛋白质），参与血糖的代谢，降低血液中的葡萄糖含量；胃肠道分泌的十余种激素，用于调节胃、肠、肝、胆管和胰脏的生理活动。 调 节 功 能

酶的本质是蛋白质，它是生命在新陈代谢过程中绝大多数化学反应的催化剂，其催化效率极高。如每分子过氧化氢酶在 0℃时，每分钟可催化 264104 个分子H2O2分解而不致使机体发生H2O2蓄积中毒。酶催化机体内成千上万种不同的化学反应。 催 化 功 能

脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物中的血蓝蛋白，在呼吸过程中起着输送氧气的作用。 运 输 功 能

肌肉在人体中约为体重的40-45%，机体的一切机械运动及各脏器的功能，如肢体运动、心脏搏动、血管舒缩、胃肠蠕动、肺呼吸以及泌尿、生殖过程，都是通过肌肉的收缩和松弛来实现的。这种肌肉的收缩活动是由肌球蛋白来完成的。 运 动 功 能

机体对外界某些有害因素具有一定的抵抗力，例如流行性感冒、麻疹、传染性肝炎、伤寒、白喉等细菌、病毒（统称抗原）的 浸入，可产生一定的抗体，从而阻断抗原对人体的危害，此即机体的免疫作用它是由免疫球蛋白（血液浆细胞产生的一类具有免疫作用的球状蛋白质）来完成的。 免 疫 功 能

组成遗传物质核酸中的核蛋白；人体中唯一的氮的来源；在糖类和脂肪供给不足时，可作能源物质，在体内氧化供能约17kJ/g。 其 它 功 能

建造新组织 食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要的氨基酸。蛋白质是人体中唯一的氮的来源，其中N的含量一般为16%，这是糖类和脂肪不能代替的作用。

修复更新组织 体内蛋白质的合成与分解之间存在着动态平衡。尽管体内蛋白质在不断的分解与合成，组织细胞在不断更新，但是蛋白质的总量却维持动态平衡。一般认为，成人体内全部蛋白质每天有3%左右更新。这些体内蛋白质分子分解成氨基酸后，大部分又重新合成蛋白质，此即蛋白质的周转率，只有一小部分分解成为尿素及其它代谢产物排出体外。因此，成人的食物蛋白质只需要补充被分解并排出的那部分蛋白质即可。

供能 尽管蛋白质在体内的主要功能并非供给能量，但它也是一种能源物质。特别在糖类和脂肪供给量不足时，每克蛋白质在体内氧化供能约4千卡。糖和脂肪具有节约蛋白质的作用。

食物蛋白质的营养评价 氮平衡 蛋白质的代谢 蛋白质的营养评价

氨基酸池(amino acid pool) 存在于人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸。 必要的氮损失(obligatory nitrogen losses) 指机体不可避免的氮消耗，包括机体每天由于皮肤、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的蛋白质，约20g左右。

氮平衡 指蛋白质摄入量与排出量之间的对比关系。 用公式表达为： B = I - ( U + F + S ) 粪氮 氮平衡 摄入氮 尿素氮 从皮肤损失的氮

氮平衡 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。当蛋白质供应适当时，其氮的摄入量和排出量相等，称之为零氮平衡。 儿童正在生长，孕妇及初愈病人体内正在生长新组织，其摄入的蛋白质有一部分变成新组织。此时，氮的摄入量大于排出量，称之为正氮平衡。 饥饿者、食用缺乏蛋白质膳食的人，以及消耗性疾病患者，其每日的摄入氮少于排出氮而日渐消瘦，称之为负氮平衡。

氮平衡 一般成人按每公斤体重计，每日分别从尿中排出氮37mg，粪中排出12mg，皮肤排出3mg，从其它方面损失的氮，男性为2mg，女性为3mg，所以相当每公斤体重每日损失总氮量： 男：54mg，女：55mg。1个60kg体重的男性，每日共损失氮量约为3240mg，再乘以6.25，相当于20.3g蛋白质。

蛋白质代谢及氮平衡

蛋白质的代谢 蛋白质是具有高度种属特异性的大分子化合物，食物中的蛋白质不能被人体直接利用，必须经消化水解为各种氨基酸，才能被机体吸收利用、合成人体所需的各种蛋白质；若食物中的蛋白质未经消化直接进入人体内，常会引起免疫反应。

主要在小肠中进行，由多种蛋白质水解酶将其催化水解为以氨基酸为主的消化产物。 蛋白质代谢 消化 主要在小肠中进行，由多种蛋白质水解酶将其催化水解为以氨基酸为主的消化产物。 蛋白质 多肽 小肠 氨基酸 胃蛋白质酶 小肠液 胰液 消化液中蛋白酶类都以酶原形式存在，以免自身组织被破坏。酶原一经分泌到肠腔，就必须变为有活性的蛋白酶。 一般正常成人食物中蛋白质的95%可被完全水解。

蛋白质代谢 吸收 蛋白质的消化产物主要是氨基酸及一些小肽，氨基酸可以被直接吸收；二肽可以被吸收到小肠上皮细胞内，再水解成氨基酸，然后进入门静脉。

蛋白质营养价值评价 一般从“质”和“量”入手，包括以下三方面： 蛋白质含量 蛋白质消化率 蛋白质利用率

蛋白质含量 一种食物其蛋白质含量是否丰富是一个重要的前提。蛋白质含氮（N ）比较恒定（16%），通常采用凯氏定N法测定食物中的含N量，再以总N 6.25，即为所含蛋白质的量。 实际上各种食物蛋白质中含N量略有出入，为准确由N量换算为蛋白质量，可查有关书中的换算系数表。

氮换算成蛋白质的换算系数 食物 换算系数 面粉  5.70  黄豆 5.71  全麦 5.83 芝麻 5.30  大米 5.95  乳类 6.38  花生  5.46  肉制品 6.25 这种计算方法是按食物总氮全部以蛋白质的形式存在而计算的，对含非蛋白氮高的食物来说，蛋白质的计算的值无疑过高。因此用定氮法测得的蛋白质，称之为粗蛋白。

蛋白质消化率 食物蛋白质在人体内消化率的高低，是评价食物蛋白质营养价值的另一个重要方面。 蛋白质消化率是指该食物蛋白质被消化酶分解、吸收的程度。消化率愈高，被机体利用的可能性愈大。 食物蛋白质在人体内消化率的高低，是评价食物蛋白质营养价值的另一个重要方面。

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。 表观消化率 = 食物氮 - 粪氮 真消化率 = 食物氮 - （粪氮 - 粪代谢氮） 粪代谢氮是受试者在完全不吃含蛋白质食物时粪便中的含氮量。显然，表观消化率要比真消化率（即消化率）低。

影响蛋白质消化率的因素 通常，动物性蛋白质的消化率比植物性的高。因为植物蛋白质被纤维素包围不易被消化酶作用。经加工烹调后，纤维素可被除去、破坏或软化，可以提高蛋白质的消化率。 例如，食用整粒大豆时，其蛋白质消化率仅约60%，若将其加工成豆腐，可提高到90%。

常见食物蛋白质消化率 蛋类：90%，奶类：97〜98%，肉类：92〜 94% ，米饭及面制品：80%，马铃薯：74%，玉米面窝头：66%。

几种食物蛋白质的消化率(%) 真消化率 食物 /% 鸡 蛋 牛 奶 肉、鱼 玉 米 97±3 95±3 94±3 85±6 大米 面粉(精致) 燕麦 小米 88±4 96±4 86±7 79 大豆粉 菜豆 花生酱 中国混合膳 87±7 78 88 96

蛋白质利用率 指食物蛋白质（氨基酸）被消化、吸收后在体内被利用的程度。测定蛋白质利用率的指标和方法很多，主要介绍生物学方法和蛋白质功效比值法。

蛋白质的生物学价值（biological value, BV） 简称生物价，为维持或生长而在体内保留氮和吸收氮的比值： 氮贮留量 BV = 氮吸收量 = 食物氮-（粪氮-粪代谢氮） 食物氮-（粪氮-粪代谢氮）-（尿氮-尿内源氮） 尿内源氮是机体在无氮膳食条件下尿中所含有的氮。它来自体内组织蛋白的分解。

蛋白质净利用率（net protein utilization, NPU） 反应食物中蛋白质被利用的程度。生物价没有考虑在消化过程中未吸收而丢失的氮，将生物价乘以消化率，称之为蛋白质净利用率： 储留氮 NPU ＝消化率×生物价＝ ×100% 食物氮

蛋白质功效比值（PER） 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。 PER = 动物增加体重（g） PER = 摄入的食物蛋白质（g） 此法简便实用，已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要指标，其它国家也广泛使用。

蛋白质营养不良及营养状况评价 Marasmus 氏征：指蛋白质和能量摄入均严重不足的儿童营养性疾病。 Kwashiorker 氏征：指能量摄入基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病。 Marasmus 氏征：指蛋白质和能量摄入均严重不足的儿童营养性疾病。 成人蛋白质摄入不足可引起体力下降、浮肿、抗病力减弱等。

蛋白质摄入过多 摄入较多的动物脂肪和胆固醇，加重了肾脏的负荷，造成含硫氨基酸摄入过多,可加速骨骼中钙质的丢失，易产生骨质疏松(osteoporosis)。

蛋白质供给量及食物来源 成人摄入占膳食总能量的10%～12%，儿童青少年为12%～14%。 注意蛋白质互补 成人每天摄入约30g蛋白质就可满足零氮平衡，按0.8g/(kg·d)摄入为宜，我国推荐摄入量为1.16g/(kg·d)。 成人摄入占膳食总能量的10%～12%，儿童青少年为12%～14%。 注意蛋白质互补 大力提倡我国各类人群增加牛奶和大豆及其制品的消费。

蛋白质在食品加工时的变化 热加工的有益作用 氨基酸的破坏

热加工的有益作用 生鸡蛋的消化率仅50%，而熟鸡蛋的消化率几乎是100%。 杀菌和灭酶 提高蛋白质的消化率 破坏某些嫌忌成分 破坏某些毒性物质（黑麦、荞麦、大米、玉米中的天然毒物）、 酶抑制剂（大豆的胰蛋白酶抑制剂）和抗维生素等。据报告，当以生豆喂动物时，因其中的胰蛋白酶抑制剂和植物血球凝集素的毒性作用，动物可全部死亡。

氨基酸的破坏 加热 氧化 脱硫 异构化

The end

测验（7） 一、术语解释 二、填空 1.必需氨基酸 2.半必需氨基酸 3.限制氨基酸 1.氨基酸的种类共有种 ，其通式为 ，具 1.必需氨基酸 2.半必需氨基酸 3.限制氨基酸 二、填空 1.氨基酸的种类共有种 ，其通式为 ，具 有生理功能的是 型氨基酸。 2.人体必需氨基酸包括 ， ， ， ， ， ， ， 。