第三章 营养学基础

　　第二节 能量及宏量营养素

　　蛋白质

　　(一)蛋白质的元素组成及氮折算成蛋白质的折算系数

　　1. 蛋白质的元素组成

　　2. 氮折算成蛋白质的折算系数

　　大多数蛋白质的氮含量相当接近，平均16%。因此在任何生物样品中，每克氮相当于6.25g蛋白质(100/16)，其折算系数6.25

　　(二)氨基酸

　　1.氨基酸的分类

　　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 (幼儿必需氨基酸)

　　半必需氨基酸—半胱氨酸、酪氨酸长期缺乏可能引起生理功能障碍，而列为“半必需氨基酸”，因为它们在体内虽能合成，但其合成原料是必需氨基酸. (半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成)

　　非必须氨基酸--胱氨酸、谷氨酸、丝氨酸、脯氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰酸、谷光酰胺、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸

　　2.氨基酸模式及限制氨基酸

　　某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例称为氨基酸模式 。食物蛋白氨基酸模式与人体蛋白越接近，越能被机体充分的利用，营养价值相对越高。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，使氨基酸不能利用，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。

　　几种食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式

氨基酸	鸡蛋			牛奶		牛肉		大豆		面粉			大米		人体
异亮氨酸	3.2			3.4		4.4		4.3		3.8			4.0		4.0
亮氨酸	5.1			6.8		6.8		5.7		6.4			6.3		7.0
赖氨酸	4.1			5.6		7.2		4.9		1.8			2.3		5.5
蛋氨酸＋ 半胱氨酸	3.4			2.4		3.2		1.2		2.8			2.8		2.3
苯丙氨酸＋ 酪氨酸	5.5			7.3		6.2		3.2		7.2			7.2		3.8
苏氨酸	2.8			3.1		3.6		2.8		2.5			2.5		2.0
缬氨酸	3.9			4.6		4.6		3.2		3.8			3.8		4.8
色氨酸	1.0			1.0		1.0		1.0		1.0			1.0		1.0

　　n 限制氨基酸 ：动植物蛋白中缺少一种或几种必需氨基酸，从而影响其营养价值，这种氨基酸称为限制氨基酸，缺乏最多的一种称为第一限制氨基酸。

　　动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸组成与人体必需氨基酸需要量模式较接近，所含的必须氨基酸在体内的利用率较高，故称优质蛋白质。

　　3.蛋白质的分类——在营养学上常按蛋白质的营养价值分类。有完全蛋白质、半完全蛋白质、不完全蛋白质(依照必需氨基酸的种类、数量、比例及是否促进生长发育来划分)

完全蛋白质	半完全蛋白质	不完全蛋白质
含必需氨基酸种类齐全，数量充足，比例适当，促进生长发育	种类齐全，但数量不足，比例不当，可维持生命	种类不全，不能促进生长发育，不能维持生命

　　4.蛋白质的消化、吸收和代谢

　　(1)蛋白质的消化

　　胃内消化蛋白质的主要是胃蛋白酶，其对乳中的酪蛋白有凝乳作用，对婴儿较为重要，因为乳液凝成乳块后再胃中停留时间延长，有利于充分消化。

　　小肠是蛋白质消化的主要部位。蛋白质在小肠内的消化主要依赖于胰腺分泌的各种蛋白酶可分为内肽酶(水解肽键)和外肽酶(肽链末端氨基酸逐个水解)

　　(2)蛋白质的吸收

　　(3)蛋白质的分解(脱氨及作用为主)与合成

　　进食正常饮食的健康人每日从尿中排出氮约12g，一般情况下摄入与排出成正比。但不摄入或禁食一切食物，每日也随尿排氮2-4g。证明蛋白质不断在体内分解成含氮废物并随尿排出体外。

　　(4)氮平衡的基本概念及其意义

　　u 氮平衡(Nitrogen Balance)：指氮的摄入量和排出量的关系

　　Ø 氮平衡的检测常用于蛋白质代谢，机体蛋白质营养状况评价和蛋白质需要量研究。

　　Ø 氮平衡=摄入氮-(尿氮+粪氮+皮肤氮) B=I-(U+F+S)

　　Ø 健康成人应维持零氮平衡，富余5%

　　Ø 孕妇、儿童、恢复期病人、运动员应保证适当正氮平衡。

　　Ø 摄入氮<排出氮为负氮平衡，人在饥饿、疾病及老年是一般处于该状态，但应尽量避免

　　(五)蛋白质的生理功能

　　1、构造人的身体：是肌体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织：毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人本身。蛋白质对人的生长发育非常重要。

　　2、修补人体组织：人的细胞处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之，人则经常处于亚健康状态。组织受损后，包括外伤，不能得到及时和高质量的修补，便会加速机体衰退。

　　• 胶原蛋白：占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑(在大脑脑细胞中，很大一部分是胶原细胞，并且形成血脑屏障保护大脑)

　　3、维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。

　　• 载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。

　　• 可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白—输送氧(红血球更新速率250万/秒)、脂蛋白—输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。

　　• 白蛋白：维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。

　　• 免疫细胞和免疫蛋白：有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时，这个部队就很强，在需要时，数小时内可以增加100倍。

　　4、构成人体必需的催化和调节功能的各种酶。

　　5、激素的主要原料，调节体内各器官的生理活性。

　　6、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能--味觉、视觉和记忆。

　　7、提供热能

　　(六)食物蛋白质的营养评价

　　(1)食物蛋白质的含量

　　(2)蛋白质的消化率—指蛋白质在消化道内被吸收的蛋白质占摄入蛋白质的百分数，反应食物蛋白质在消化道内被分解和吸收程度的一项指标。一般采用动物或人体实验测定，根据是否考虑内源粪代谢氮因素，可分为表观消化率和真消化率两种方法。

　　1)蛋白质表观消化率

　　蛋白质表观消化率(%)=摄入氮-粪氮/摄入氮 *100%

　　2)蛋白质真消化率

　　蛋白质真消化率(%)=摄入氮-(粪氮-粪代谢氮)/摄入氮 *100%

　　(3)蛋白质利用率

　　• 蛋白质利用率是食物蛋白质营养评价常用的生物学方法。指蛋白质经消化吸收后，在体内被利用的程度。其高低主要取决于食物中必需氨基酸的含量和比值 。常用两种方法：

　　1)蛋白质功效比值(PER)--以体重增加为基础的测定方法，指实验期内动物平均每摄入1g蛋白质时所增加的体重克数，反映蛋白质被利用于生长的效率

　　PER=实验期内动物体重增加量(g)/实验期内蛋白质摄入量(g)

　　由于同一种食物蛋白质在不同的实验室所测得的PER值重复性常不佳，为了便于比较，通常设酪蛋白(参考蛋白质)对照组，即以酪蛋白的PER为2.5，并将酪蛋白对照组PER值换算为2.5，然后校正被侧蛋白质(实验组)PER

　　被侧蛋白质PER=实验组蛋白质功效比值/对照组蛋白质功效比值 *2.5

　　几种常见食物蛋白质功效比值：全鸡蛋3.92、牛奶3.09、鱼4.55、牛肉2.3、大豆2.32、精制面粉0.6、大米2.16

　　2)生物价(BV)--反映食物蛋白质消化吸收后，被机体利用程度的一项指标。生物价越高，说明蛋白质被机体利用率越高，即蛋白质的营养价值越高。

　　BV=储留氮/吸收氮 *100

　　储留氮=吸收氮-(尿氮-尿内源氮)

　　吸收氮=摄入氮-(粪氮-粪内源氮)

　　尿内源氮是指机体没有摄入蛋白质时尿中所含的氮，主要来自组织蛋白的分解。

　　u 表：常见食物蛋白质的生物价

食物名称	生物价	食物名称	生物价	食物名称	生物价
鸡蛋黄	96	大米	77	白菜	76
鸡蛋	94	小麦	67	红薯	72
脱脂牛奶	85	熟大豆	64	扁豆	72
鱼	83	玉米	60	花生	59
鸡蛋白	83	生大豆	57	蚕豆	58
牛肉	76	小米	57	马铃薯	67
猪肉	74	白面粉	52

　　3)氨基酸评分(AAS)(蛋白质化学分)

　　AAS =被测食物蛋白质每克氮或氨基酸含量(mg)/参考蛋白质每克氮或氨基酸含量(mg)*100

　　例

u 1g某谷类蛋白质含	u 赖氨酸	u 苏氯酸	u 色氨酸
	u 23mg	u 25mg	u 13mg
u 1g参考蛋白质含	u 58mg	u 34mg	u 11mg
u 比值	u 0.4	u 0.74	u 1.2

　　♀赖氨酸比值最低，为0.4，故赖氨酸为第一限制氨基酸，评40分。

　　• 例

　　1克某谷类蛋白质中的赖氨酸、苏氨酸、色氨酸含量分别为23mg,25mg,13mg,参考蛋白中这三种氨基酸含量分别为58，34，11

　　• 赖氨酸AAS=23/58×100=0.4×100=40

　　• 苏氨酸AAS=25/34×100=7.35×100=73.5

　　• 色氨酸AAS=13/11×100=1.18×100=118

　　首先将被测食物蛋白中必需氨基酸与参考蛋白质中的必需氨基酸进行比较，比值最低者为限制氨基酸。由于限制氨基酸的存在使食物蛋白质的利用受到限制。被测食物蛋白质的第一限制氨基酸与参考蛋白质中同种必须氨基酸的比值即为该种蛋白质的氨基酸分。

　　该评价方法简单但未考虑食物蛋白质的消化率，即经消化率修正的氨基酸评分：

　　经消化率修正的氨基酸评分(PDCASS)=氨基酸评分*真消化率

　　(七)蛋白质的互补作用

　　² 通过食物的互相搭配，取长补短，来使其氨基酸模式接近人体需要，提高其营养价值。这种食物搭配的效果叫做蛋白质的互补作用

　　² 利用蛋白质互补作用提高蛋白质生理价值;

　　例：玉米、小米、大豆单独食用时，其生物价分别为60，57，64，如按40%、40%、20%的比例混合食用，生物价可提高到73.玉米赖氨酸含量低蛋氨酸高，而大豆蛋氨酸低赖氨酸高，混合食用两者可互相补充

　　表 几种食物混合后蛋白质氨基酸分

蛋白质来源	蛋白质氨基酸含量%				氨基酸分 （限制氨基酸）
	赖氨酸	含硫氨基酸	苏氨酸	色氨酸
WHO标准	5.5	3.5	4.0	1.0	100
谷类	2.4	3.8	3.0	1.1	44(赖氨酸)
豆类	7.2	2.4	4.2	1.4	68(含硫氨基酸)
奶粉	8.0	2.9	3.7	1.3	83(含硫氨基酸)
混合食用	5.1	3.2	3.5	1.2	88(苏氨酸)

　　1. 为充分发挥食物蛋白质的互补作用，调配膳食时，遵循原则：

　　1)食物的生物种属越远越好;

　　2)搭配种类越多越好;

　　3)食用时间越近越好，最好同时食用(因为单个氨基酸在血液中停留的时间约4小时，然后到达组织器官，再合成组织器官的蛋白质，而合成组织器官蛋白质的氨基酸必须同时到达才能发挥互补作用，合成组织器官蛋白质。

　　2.合理加工烹调提高蛋白质的消化吸收率;

　　• 例如：大豆：整粒消化率仅为60%.豆浆、豆腐消化率为90%.

　　(八)蛋白质推荐摄入量及食物来源

　　(1)蛋白质推荐摄入量

　　u 理论上成人30g/日 pro摄入量可满足零氨平衡

　　Ø 综合因素考虑，成人按0.8g/kg·日(动物性pro为主);1.16g/kg·日(植物性pro为主)

　　u 按能量供应比例计：10%-15

　　u 中国营养学会推荐量

	轻体力	中体力	重体力
男	75g	80g	90g
女	65g	70g	80g

　　2)蛋白质的主要食物来源

　　u 一般要求优质蛋白应占膳食蛋白质数量的30%～50%

　　u 含蛋白质丰富的食物(g/100g)

食物名称	蛋白质	食物名称	蛋白质	食物名称	蛋白质
猪瘦肉	21.3	黄鱼	20.2	大米	8.0
牛瘦肉	19.8	带鱼	21.2	小麦粉	10.9
羊瘦肉	17.1	鲤鱼	18.2	玉米面	9.2
鸡肉	19.1	鲢鱼	17.4	黄豆	35.6
鸡腿	17.2	对虾	16.5	豆腐	11.0
鸭肉	17.3	海蟹	12.2	红小豆	20.1
猪肝	22.7	海带（鲜）	4.0	绿豆	20.6
猪腰	15.2	紫菜	28.2	花生	26.6
牛肚	12.1	牛奶	3.0	香菇	20.1
鸡蛋	13.3	酸奶	3.1	木耳	12.4

　　(九)蛋白质营养状况评价

　　(1)膳食蛋白质摄入量

　　• (2)身体测量：体重、身高、上臂围、上臂肌围、上臂肌面积、胸围以及生长发育指数

　　• (3)生化检验--血液蛋白和尿液相关指标

　　• 反映蛋白质在人体内营养状况的指标有

　　血清白蛋白(正常值35-55g/L),

　　血清前白蛋白(200-500mg/L)、

　　血清运铁蛋白(正常值2-4.0 g/L)，

　　纤维结合蛋白(200~280mg/L)，

　　视黄醇结合蛋白(40~70μg/L)。

　　• 血清白蛋白全部是由肝脏合成的。如血清白蛋白下降，即说明蛋白质在肝脏的合成出现了问题，说明肝脏功能受损。肝细胞的损伤程度也和血中运铁蛋白的含量密切相关，肝细胞损害越重，运铁蛋白值越低，故运铁蛋白可作为检测病毒性肝炎病情轻重的辅助指标。

　　• 蛋白质缺乏

　　• 消化系统最先受影响，肠消化酶活力下降，腹泻、肝大、肝功能减退。

　　• 肌肉萎缩、消瘦、浮肿。

　　• 皮炎、毛发干枯无光泽，易脱落。

　　• 精神和体力减退，易疲劳。

　　• 免疫力降低，抵抗力差，细菌感染的发病率增加

　　• 伤口愈合减缓，心率减慢，血压降低，易患贫血等。

　　(十)蛋白质的过多与缺乏

　　• 蛋白质过多--过多蛋白质，尤其是动物蛋白质摄入过多，会伴随较多的脂肪和胆固醇的摄入;一般情况下，人体不储存蛋白质，故必须将多余的蛋白质脱氨分解，氨则由尿排除体外。这以过程需要大量的水分，从而增加了肾脏的负担;过多的蛋白质的摄入，也会造成含硫氨基酸摄入过多，这样可加速骨骼中钙的丢失，易产生骨质疏松。蛋白质的酸性代谢物会增加肝，肾的负担，造成肝和肾的肥大并容易疲劳。大量的蛋白质会导致机体脱水，脱钙，痛风。高蛋白对水和矿物质代谢不利，有可能引起秘尿系统结石和便秘。

　　• 蛋白质-热能缺乏症(Protein energy Malnutrition, PEM)

　　发生原因：1、原发性：经济、政治、宗教、风俗、习惯、灾荒、战争等造成食物缺乏。 2、继发性：(1)摄入减少(2)消化吸收障碍(3)需要量增加(4)消耗增加(5)合成障碍(6)排出增多

　　蛋白质热能缺乏症特别好发于儿童，其次是孕妇和乳母，临床上的PEM多见于严重的烧伤病人、肿瘤病人、消化道病人和肝、肾病人。

　　在儿童，PEM主要有三种类型：即干瘦型、水肿型和混合型。

　　• 1干瘦型蛋白质--热能缺乏症

　　(1)发生原因：热能缺乏为主。

　　(2)好发年龄：1 岁以内。

　　(3)头发：干枯无光泽， 易折断。

　　(4)颜面：干枯无肉，Monkey face 。

　　(5) 皮下：无水肿。

　　(6) 食欲：亢进、易饥饿。

　　(7) 血清蛋白质：不降低或略有下降。

　　• 2、水肿型PEM

　　(1)发生原因：蛋白质缺乏为主。

　　(2)好发年龄：1～3岁。

　　(3)头发：颜色改变、易脱落。

　　(4)颜面：Moon face。

　　(5)全身：水肿，体重增加，腹壁柔软凸出。

　　(6)皮肤：皮疹、感染、破溃、结痂。

　　(7)皮下：严重水肿。

　　(8)食欲：差，表情痛苦，难喂养。

　　(9)血清蛋白：严重下降。

　　• 3.混合型 无论哪种PEM，都有不同程度的生长发育障碍，患儿的身高低于正常儿童，且免疫力低下，经常患消化道和呼吸道传染病。混合型蛋白质热能缺乏症时蛋白质和热能均严重缺乏的结果，兼具有干瘦性和水肿型的表现，体重略有下降或不下降。

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