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1、第三章营养学根底l蛋白质l脂类l碳水化物l热能l矿物质l维生素第一页，共六十三页。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 第二页，共六十三页。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 第三页，共六十三页。蛋白质正常人体内Pro约为16
2、-19%分解合成动态平衡组织Pro不断更新 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根底第四页，共六十三页。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。第五页，共六十三页。一、功能一、功能*瘦体组织：lean tissue1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1
3、6.7 kJ(4.0 kcal)/g 二、体内蛋白质功能第六页，共六十三页。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)是组成蛋白质的根本单位。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。第七页，共六十三页。第八页，共六十三页。氨基酸分子式通式氨基酸结构示意图第九页，共六十三页。2.必需氨基酸(essential amin
4、o 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、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。第十页，共六十三页。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
5、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(Ile)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)
6、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。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 第十一页，共六十三页。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，那么食物蛋
7、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。第十二页，共六十三页。蛋白质生物合成示意图第十三页，共六十三页。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，那么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
8、和人体蛋白质氨基酸模式见表3-1-1。第十四页，共六十三页。氨基酸人体全鸡蛋牛奶牛肉大豆面粉大米异亮氨酸4.43.23.44.44.33.84.0亮氨酸7.05.16.86.85.76.46.3赖氨酸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苏氨酸4.52.83.13.62.82.52.9颉氨酸5.03.94.64.63.23.64.8色氨酸1.01.01.01.01.01.01.0表3-1-1 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式第十五页，共六十三页。动物性Pro蛋、奶、肉、鱼等、大豆P
9、ro的AAP与人体的较接近 优质Pro(完全蛋白质)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的营养价值较低第十六页，共六十三页。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
10、的赖氨酸与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充，可明显提高米面蛋白质的营养价值表1-1-4。第十七页，共六十三页。第十八页，共六十三页。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。第十九页，共六十三页。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，相当于每人每天丧失20g蛋白质。此种氮
11、损失是不可防止的。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。第二十页，共六十三页。3.氮平衡(nitrogen balance)是反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，老年第二十一页，共六十三页。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、五、PEMPEM好发人群继发性消耗 排泄病因原发性摄入缺乏Pro-E缺乏蛋白质蛋白质-热能营养不良热能营养不良 protein-energy
12、malnutrition，PEM 第二十二页，共六十三页。1.蛋白质缺乏 假设膳食蛋白质长期供给缺乏可发生。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血女性月经障碍、乳汁分泌减少、生殖功能障碍。假设蛋白质摄入严重缺乏，导致“蛋白质恶性营养不良症(Kwashiorkor)，主要表现为水肿。假设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。第二十三页，共六十三页。临床表现混合型消瘦型(Marasmus)E-Pro均缺乏E根本满足Pro严重缺乏浮肿型(Kwashiorkor)又称为恶性营养不良第二十四页，共六十三页。消瘦型营养不良重度 浮肿型营
13、养不良第二十五页，共六十三页。Kwashiorkor第二十六页，共六十三页。Kwashiorkor第二十七页，共六十三页。Marasmus第二十八页，共六十三页。Marasmus第二十九页，共六十三页。Marasmus第三十页，共六十三页。Marasmus第三十一页，共六十三页。第三十二页，共六十三页。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。第三
14、十三页，共六十三页。第三十四页，共六十三页。第三十五页，共六十三页。第三十六页，共六十三页。第三十七页，共六十三页。第三十八页，共六十三页。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局部替代乳粉，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。第三十九页，共六十三页。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
15、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。第四十页，共六十三页。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)第四十一页，共六十三页。2.蛋白质摄入过多 摄入较多的动物脂肪和胆固醇，蛋白质分解为氨由尿排出
16、时，需要大量水分，从而增加肾脏负担。假设过多含硫氨基酸动物蛋白摄入，可加速骨钙丧失，易致骨质疏松(osteoporosis)。第四十二页，共六十三页。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第四十三页，共六十三页。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。第四十四页，共六十三页。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 61
17、0薯类 23蔬菜水果类 1第四十五页，共六十三页。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)第四十六页，共六十三页。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第四十七页，共六十三页。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9
18、43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第四十八页，共六十三页。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成效比值氨基酸评分第四十九页，共六十三页。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第五十页，共六十三页。蛋白质净利用率(net protein utilization,NPU)蛋白质净利用率%=消化率生物价第五十一页，共六十三页。蛋白质成效比值(protein efficiency ratio
19、,PER)蛋白质功效比值=动物体重增加（g）摄入食物蛋白质（g）实验结果以酪蛋白为对照组，按以下公式校正：被测蛋白质功效比值=实验组功效比值对照组功效比值2.5第五十二页，共六十三页。氨基酸评分(amino acid score,AAS)氨基酸评分=被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg)理想模式或参考蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg)经消化率修正的氨基酸评分(protein digestibility corrected amino acid score,PDCAAS)PDCAAS=AAS真消化率第五十三页，共六十三页。食 物BVNPU(%)PERAAS表3-1-4 常见几种食
20、物蛋白质质量全鸡蛋94843.921.06全牛奶87823.090.98鱼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67600.48第五十四页，共六十三页。表3-1-5 几种食物蛋白质的PDCAAS 食物蛋白PDCAAS酪蛋白1.00鸡蛋1.00大豆分离蛋白0.99牛肉0.92豌豆粉0.69菜豆0.68斑豆0.63燕麦粉0.57花生粉0.52小扁豆0.52全麦0.40 食物蛋白PDCAAS第五十五页，共六十三页。七、蛋白质的膳食参考摄入量 1.推荐摄入量(RNI)(g/d)成人(1860岁)*
21、男女轻体力活动7565中体力活动8070重体力活动9080*按1.16 g蛋白质/kg.d计算。第五十六页，共六十三页。2.假设按能量计算，蛋白质摄入占膳食总能量的10%12%，儿童青少年为12%14%。例：轻体力活动成年男性，能量摄入为2400kcal/d，那么蛋白质摄入量应为：2400kcal/d12%4kcal/g=72g/d第五十七页，共六十三页。八、蛋白质的食物来源蛋白质广泛存在于动物性食物畜、禽、鱼、蛋、奶和植物性食物豆类、谷类中。动物性蛋白质质量好，在人体内利用率高，但同时富含脂肪酸和胆固醇。植物性蛋白质利用率较低。我国膳食谷类蛋白为主。大豆蛋白质量好，利用率高。应注意膳食中蛋白
22、质互补！第五十八页，共六十三页。九、人体蛋白质营养状况评价人体蛋白质营养状况的优劣可从三方面评价：生化指标氮平衡测定人体测量第五十九页，共六十三页。1.生化指标 血清白蛋白：正常值3550g/L。血清运铁蛋白：2.24.0g/L。血清甲状腺素结合前蛋白：280350mg/L。视黄醇结合蛋白：2676mg/L。血清氨基酸 尿素/肌酐比值 尿中羟脯氨酸排出量 尿中3-甲基组氨酸排出量第六十页，共六十三页。2.氮平衡测定蛋白质缺乏时为负氮平衡。3.人体测量 体重 身高 皮褶厚度 上臂围第六十一页，共六十三页。资料：我国居民膳食蛋白质摄入状况1992年全国营养调查结果：人均摄入蛋白质68g/日，达RDA的90.3%。优质蛋白(动物蛋白+豆类蛋白)占24%，城市居民为37.3%，农村居民为17.2%。第六十二页，共六十三页。内容总结第三章。微量元素(microelement或trace element)：Fe、Zn、Se等。恩格斯。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。表3-1-1 几种食物和人体蛋白质氨基酸模式。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血女性月经障碍、乳汁分泌减少、生殖功能障碍。表观消化率的结果比真消化率低。表3-1-4 常见几种食物蛋白质质量第六十三页，共六十三页。