C第三章 蛋白质（1）

null 宏量营养素 宏量营养素一 蛋白质与氨基酸 酶 二 脂类 三 碳水化合物第三章 蛋白质和氨基酸第三章 蛋白质和氨基酸null蛋白质 健康、营养、圆满 纯洁、醇厚、平淡null基本概念 蛋白质的功能 蛋白质的需要量 必需氨基酸 食物蛋白质的营养评价 蛋白质的互补作用 蛋白质和氨基酸在食品加工时的变化 蛋白质的供给与食物来源 蛋白质营养失调蛋白质 （protein） 拉丁文 “proteios”（最重要）蛋白质 （protein） 拉丁文 “proteios”（最重要） 生命是蛋白体的存在方式。恩格斯0 基本概念生老病死，万物轮回(蛋白质层次)生老病死，万物轮回(蛋白质层次)生（诞生、生长）：在蛋白质（酶）控制（催化）下的老细胞计划性凋亡和新细胞的再生（细胞新陈代谢）、活细胞物质的代谢。 老：蛋白质功能的普遍衰退。 病：个别蛋白质的功能障碍。 死：蛋白质功能的全部停止，分解。 蛋白质的元素组成 蛋白质的元素组成 蛋白质基本单位是氨基酸。构成蛋白质的氨基酸有20多种，不同的氨基酸按不同数量、比例组成千变万化的蛋白质。 蛋白质：其中含碳50%～56%、氢6%～8%、氧19%～24%、氮13%～19%、硫0～4%、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。 国家检测牛奶的？ 案例：三聚氰胺null 三聚氰胺化学式：C3N6H6，分子量：126，含氮量达66%，加入劣质奶粉后，会使劣质奶粉总体含氮量升高，达到国家标准。毒奶粉事件震撼全国——22家企业遭到质疑 食品工业中常常需要测定食品的蛋白质含量，由于直接测量蛋白质技术上比较复杂，所以常用一种叫做凯氏定氮法，通过测定氮元素的含量来间接推算食品中蛋白质的含量。由于三聚氰胺（含氮量66%)与蛋白质（平均含氮量16%）相比含有更高比例的氮元素，所以被一些造假者利用，添加在食品中以造成食品蛋白质含量较高的假象。 食品工业中常常需要测定食品的蛋白质含量，由于直接测量蛋白质技术上比较复杂，所以常用一种叫做凯氏定氮法，通过测定氮元素的含量来间接推算食品中蛋白质的含量。由于三聚氰胺（含氮量66%)与蛋白质（平均含氮量16%）相比含有更高比例的氮元素，所以被一些造假者利用，添加在食品中以造成食品蛋白质含量较高的假象。蛋白质的消化、吸收和代谢蛋白质的消化、吸收和代谢1. 蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，便于吸收。 消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。null消化道的起始部位,内有牙齿.舌和唾液腺.分泌唾液,其内的淀粉酶能够初步消化淀粉食物的通道食物的通道,通过蠕动将食物推入胃中消化道中最膨大部分,有暂时贮存食物和初步消化蛋白质的作用人体最大的消化腺,分泌胆汁分泌胰液小肠的起始部位,内有胆管和胰管的开口.消化和吸收的主要场所肛门暂时贮存粪便大肠的起始部位,在腹腔的右下部.简单介绍人的消化系统nullnullnull2. 消化过程（1）胃中的消化作用胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.5，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。null（2）小肠中的消化 ——小肠是蛋白质消化的主要部位。①. 胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适pH为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。内肽酶(endopeptidase) 水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶(exopeptidase) 自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。null②. 肠液中酶原的激活 胰蛋白酶原 糜蛋白酶原 羧基肽酶原 弹性蛋白酶原肠激酶 (enterokinase) 胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧基肽酶 弹性蛋白酶 (trypsin) (exopeptidase) (carboxypeptidase) (elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。 保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。 酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义null氨基肽酶 内肽酶 羧基肽酶氨基酸 +氨基酸 二肽酶 蛋白水解酶作用示意图③. 小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。null3. 氨基酸的吸收吸收部位：主要在小肠 吸收形式：氨基酸、二肽、寡肽 吸收机制：耗能的主动吸收过程第一节 蛋白质的功能第一节 蛋白质的功能一、构成机体和生命的重要物质基础 二、建造新组织和修补更新组织 三、供能 四、赋予食品重要的功能特性 结构决定功能结构决定功能蛋白质的一级结构 蛋白质的二级结构 蛋白质的三级结构 蛋白质的四级结构 1.一级结构是空间构象和功能的基础，空间构象遭破坏的多肽链只要其肽键未断，一级结构未被破坏，就能恢复到原来的三级结构，功能依然存在。 2.即使是不同物种之间的多肽和蛋白质，只要其一级结构相似，其空间构象及功能也越相似。 3.物种越接近，其同类蛋白质一级结构越相似，功能也相似。　　null蛋白质结构变异与分子病 （1）分子病—指蛋白质分子中由于AA排列顺序与正常蛋白质不同而发生的一种遗传病(基因突变造成的)。 镰刀状细胞贫血病：病人体内血红蛋白的含量乃至红细胞的量都较正常人少，且红细胞的形状为新月形，即镰刀状。此种细胞壁薄，而且脆性大，极易涨破而发生溶血；再者，发生镰变的细胞粘滞加大，易栓塞血管；由于流速较慢，输氧机能降低，使脏器官供血出现障碍，从而引起头昏、胸闷而导致死亡。 病因：血红蛋白AA顺序的细微变化 正常人HbA—N6Glu 病人 HbS—N6Val null HbA H2N Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys-COOH HbS H2N Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys-COOH镰刀形红细胞正常红细胞案例 疯牛病案例 疯牛病异常的蛋白质空间结构很可能导致其生物活性的降低、丧失，甚至会导致疾病，疯牛病是由于蛋白质折叠异常引起的疾病。 疯牛病是由牛神经系统中的朊蛋白发生病变引起的，疯牛病是一种严重损害牛中枢神经系统的传染性疾病，染上这种病的牛的脑神经会逐渐变成海绵状。随着大脑功能的退化，病牛会神经错乱，行动失控，最终死亡。误食此类病牛的肉可能导致人患上新型克雅氏症，使患者脑部出现海绵状空洞，并出现脑功能退化、记忆丧失和精神错乱等症状，最终可能导致患者死亡。 蛋白质的结构也决定了蛋白质的营养价值蛋白质的结构也决定了蛋白质的营养价值 蛋白质是食品中三大营养素之一。 蛋白质对食品的色、香、味及组织结构等具有重要意义。 一些蛋白质具有生物活性功能，是开发功能性食品原料之一。一、蛋白质是构成机体和生命的重要物质基础一、蛋白质是构成机体和生命的重要物质基础 构成人体成分：人体内蛋白质占体重的16～19%，约为干重的45%，参与构成人体的所有组织和器官。人体中每天约有3%的蛋白质被更新。 人体的所有组织器官都会有蛋白质，蛋白质是生命的物质基础。蛋白质是人体的主要“建筑材料”。没有蛋白质的供给，人就不可能从3～4千克的新生儿长成50～60千克重的成年人。 年轻人的皮28天更新一次 调节生理功能：蛋白质构成各类生命活性物质。案例：案例： 节食减肥易显“衰老”现象，其中很大原因，是在减肥过程中对蛋白质的摄入量过少造成的。 null 蛋白质是构成头发、皮肤及人体组织等重要的“建筑材料”，不可缺少。脂肪、糖类人体摄入过多时可以贮存，但人体不能贮存蛋白质。 弹性蛋白决定人体肌肉的弹性，胶原蛋白是构成人体的皮肤的主要成分，所以，无论是在美容、减肥时，还是在日常生活中，摄入足量的蛋白质有助于增加肌肉的弹性和皮肤的光泽。蛋白质的功能蛋白质的功能1．催化作用 生命的基本特征之一是进行新陈代谢。借助于酶的催化作用迅速进行。酶催化效率极高。酶催化机体内成千上万种不同的化学反应。酶就是蛋白质。脂酶在水解脂肪 null2．调节生理机能 激素是机体内分泌细胞制造的一类化学物质。这些激素中有许多就是蛋白质或肽。 保持电解质平衡（亲水性、运输） 维持酸碱平衡 胰岛素就是由51个氨基酸分子组成的分子量较小的蛋白质。胃肠道能分泌十余种激素，用以调节胃、肠、肝、胆管和胰脏的生理活动。此外，蛋白质对维护神经系统的功能和智力发育也有重要作用。null 3．氧的运输 生物从不需氧转变成需氧以获得能量是进化过程的一大飞跃。它从环境中摄取氧、在细胞内氧化能源物质(碳水化合物、脂肪和蛋白质)，产生二氧化碳和水。这种供能代谢使生物能够更多地获取贮存于能源物质中的能量。例如，葡萄糖有氧氧化所获得的能量为无氧酵解的18倍。这种由外界摄取氧并且将其输送到全身组织细胞的作用是由血红蛋白完成的。null4．肌肉收缩 肌肉是占人体百分比最大的组织。通常为体重的40％一45％。机体的一切机械运动及各种脏器的重要生理功能，例如肢体的运动、心脏的搏动、血管的舒缩、胃肠的蠕动、肺的呼吸，以及泌尿、生殖过程都是通过肌肉的收缩与松弛来实现的。这种肌肉的收缩活动是由肌动球蛋白来完成的。null 5．支架作用 结缔组织分布广泛，组成各器官包膜及组织间隔，散布于细胞之间。正是它们维持各器官的一定形态，并将机体的各部分联成一个统一的整体。这种作用主要是由胶原蛋白来实现的。 如：皮肤中如支架和“弹簧”支撑着皮肤，一旦“弹簧”断了，真皮组织会塌陷，出现皱纹;皮肤会松弛、下垂;皮肤出油后，撑大的毛孔由于弹性下降不能回缩复塬，毛孔就会变得粗大;自由基、黑色素会在肌肤的空洞和缝隙里堆积，形成色斑…… 猪蹄、肉皮，牛蹄筋、鸡脚、鸡翅、鸡皮、鱼皮、鱼翅以及软骨等，补充具有抗氧化功能的食物。null 6．免疫作用 机体对外界某些有害因素具有一定的抵抗力。例如，机体对流行性感冒、麻疹、传染性肝炎、伤寒、白喉、百日咳等细菌、病毒的侵入(抗原)，可产生一定的抗体，从而阻断抗原对人体的有害作用，此即机体的免疫作用。这种免疫作用则是由免疫球蛋白(一种由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。null 7．遗传调控 遗传是生物的重要生理功能。核蛋白及其相应的核酸是基因的物质基础，蛋白质是基因表达的重要调控者。此外，体内酸碱平衡的维持、水分的正常分布，以及许多重要物质的转运等都与蛋白质有关。由此可见，蛋白质是生命的物质基础。二、建造新组织和修补更新组织二、建造新组织和修补更新组织 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。由于碳水化合物和脂肪中只含有碳、氢和氧，不含氮。因此，蛋白质是人体中惟一的氮的来源。这是碳水化合物和脂肪不能代替的作用。 食物蛋白质必须经过消化、分解成氨基酸后方能被吸收、利用。 体内蛋白质的总量维持动态平衡。一般认为成人体内全部蛋白质每天约有3％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。机体蛋白质的转换率很高。通常，它比氨基酸的摄取大七倍。案例 豆腐西施案例 豆腐西施 “豆腐西施”的故事，说的是有个姑娘家里开豆腐坊，经常吃豆腐，日久天长变得像西施那样美丽。因为豆腐确实是营养丰富，有“植物制品营养状元”的美称。它含有丰富的蛋白质、脂肪、糖，还有钙、磷、铁等矿物质以及多种维生素，特别是有人体自身不能合成的8种必需的氨基酸，是理想的食品，豆腐西施是吃出来的。三、供 能三、供 能 供给能量：1克食物蛋白质在体内被代谢分解，可释放出16.7kJ (4kcal) 的能量。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。即供能是蛋白质的次要作用。碳水化合物和脂肪具有节约蛋白质的作用。人体每天消耗的能量约有14％来自蛋白质。四、赋予食品重要的功能特性------良好的感官性状。四、赋予食品重要的功能特性------良好的感官性状。蛋白质的吸水性和保水性： 吸水性是指干燥蛋白质在一定湿度达到水分平衡时的水分含量。保水性是指离心分离后，蛋白质中残留的水分含量。 蛋白质的乳化性： 蛋白质的乳化性是指将油和水混合在一起成乳状液的性能。 蛋白质的吸油性： 蛋白质的吸油性是指促进脂肪吸收和脂肪结合的能力。 加工影响：加热 冷藏 等的影响null蛋白质的粘结性：蛋白质是高分子化合物，它分散到溶液中形成的颗粒都在胶体范围内，这种胶体具有较高的粘结性，随蛋白质浓度增加而增加，对保持食品水分、风味和糖有重要的作用，而且使食品易于加工。 蛋白质的凝胶性：蛋白质的凝胶性是指蛋白质形成胶体结构的性能。蛋白质的凝胶性的形成受下列因素影响，即固形物浓度、速度、温度、加热时间、制冷时间等，加热是胶凝的必备条件。 蛋白质的起泡性：蛋白质的起泡性是加工中体积的增加率， 即形成泡沫的能力。 蛋白质的调色性：面包生产中蛋白可与面粉中的糖类发生美拉德反应即非酶促褐变，从而增加其表皮的颜色。null 功能 食品 蛋白质类型 溶解性 饮料 乳清蛋白 粘度 汤、调味汁 明胶 持水性 香肠、蛋糕、 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 胶凝作用 肉和奶酪 肌肉蛋白和乳蛋白 粘结-粘合 肉、香肠、面条 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 弹性 肉和面包 肌肉蛋白，谷物蛋白 乳化 香肠、蛋糕 肌肉蛋白，鸡蛋蛋白 泡沫 冰淇淋、蛋糕 鸡蛋蛋白，乳清蛋白 脂肪和风味的结合 油炸面圈 谷物蛋白 案例 面粉蛋白 面粉的分类案例 面粉蛋白 面粉的分类高筋面粉HighGlutenFlour 高筋面粉又称强筋面粉，其蛋白质和面筋含量高。蛋白质含量为12%----15%，湿面筋值在35%以上。最好的高筋面粉是加拿大产的春小麦面粉。高筋面粉适宜做面包、起酥点心、泡夫点心等。null低筋面粉LowGlutenFlour 低筋面粉又称弱筋面粉，其蛋白质和面筋含量低。蛋白质含量为7%----9%，湿面筋值在25%以下。英国、法国和德国的弱力面粉均属于这一类。低筋面粉适宜制作蛋糕、甜酥点心、饼干等。null中筋面粉MiddleGlutenFlour 中筋面粉是介于高筋面粉与低筋面粉之间的一类面粉。蛋白质含量为9%----11%，湿面筋值为25%----35%。美国、澳大利亚产的冬小麦粉和我国的标准粉等普通面粉都属于这类面粉。中筋面粉用于制作重型水果蛋糕、肉馅饼等。 null“高筋面粉＝高精面粉”？？？ “高精”的意思简单说就是高级精制，它只表示小麦的加工工艺，并不能说明面粉的筋度，所以“高级精制”的可能是高筋面粉，也可能是低筋面粉，可能是特等粉，也可能是二等粉。有此看来，“高精”的说法其实是不科学的，至少不是行业标准用语，所以，建议在选购面粉时，应该注意的是其蛋白质含量，即筋度，而非“高级精制”。null食品加工中重要的蛋白质酶  食品工业中重要的酶主要是水解酶及氧化还原酶 一、水解酶null 1. α-淀粉酶   也称液化型淀粉酶，能使淀粉不规则地水解。它存在于动物的唾液、胰脏及植物的麦芽中。此外，霉菌和细菌也产生此酶。钙对其有活化作用，其最适pH为5-7，最适温度约40℃，一些细菌淀粉酶则达70℃。此酶在啤酒制造及面包品质改良上很重要，终产物为麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖。 null -淀粉酶   能将淀粉从非还原端起，每次水解下一个麦芽糖单位。在各种植物组织中均可见，尤以大麦芽中为多，其热稳定性低于α-淀粉酶。null3.葡萄糖淀粉酶   从淀粉的非还原端起，每次水解下一个葡萄糖单位，终产物为葡萄糖和糊精，用于制糖等。最适PH=4-5，最适温度50-60℃。   淀粉酶对天然存在的完整淀粉粒作用较困难，应将淀粉粒糊化，破坏其结构后，对淀粉酶的作用才比较敏感。 现通过α-淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖异构酶，将玉米粉转化成含葡萄糖50％、果糖42％、其它糖8％的反应物，称为高果糖浆或果葡糖浆。它的甜度与蔗糖相当，在饮料、食品生产中大量应用。一些发达国家果葡糖浆的年产量已达几百万吨。null4. 果胶酯酶     能把果胶酯酸分解为果胶酸和甲醇，它存在于霉菌、细菌和植物中，以柑桔类水果和蕃茄中含量为多。null5. 果胶酶   能把多聚半乳糖醛酸（果胶酸）的α-1，4-苷键水解。许多微生物及成熟水果中均有存在。此酶与水果、蔬菜的软化有关，它对果汁和果酒有澄清作用。 null6. 脂肪酶   能把油脂（甘油三酸脂）水解为甘油和脂肪酸的酶。最适PH值为5.0—8.6。许多含脂食品如牛奶、奶油等的变质常常是由于其中所含脂肪酶的作用使游离脂肪酸增加所致。null7. 转化酶   能把蔗糖水解为α-D-葡萄糖和β-D-果糖，其产物称转化糖，最适PH为4.5-5.0。转化糖比蔗糖难结晶，常用于糖浆、人工蜂蜜等制造业。null8. 蛋白酶   能把蛋白质的肽链切断。木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等植物蛋白酶可用于肉的软化和防止啤酒混浊等，霉菌蛋白酶用于面包工业以改良面筋性质。null不同蛋白酶切断的肽键部分不相同，如胃蛋白酶切断芳香族氨基酸，胰蛋白酶切断碱性氨基酸。牛乳的酪蛋白若用胰蛋白酶分解则产生强烈苦味，这是因生成物为胰岛素和苯丙氨酸之故；若用羧肽酶分解，则无苦味。奶酪的品种多，味微苦，就与不同的酶解产物有关。null嫩肉粉中的蛋白酶制剂，含木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶或米曲霉蛋白酶 肌肉组织中含有胶原蛋白（纤维蛋白），该蛋白质分子中存在着交联键而使肌肉具有很强的机械强度。 交联键分为两种：一种具有耐热的特性；另一种具有不耐热的特性。 幼小畜禽肉中的胶原蛋白里不耐热的交联键较多，一经加热就会断裂，所以，幼小畜禽烹调后很易软化。 年老畜禽肉中的胶原蛋白里耐热的交联键较多，经加热不易断裂，所以，年老畜禽烹调后不易软化。 用嫩肉粉处理年老畜禽肉（通常是将嫩肉粉的浆液涂抹在肉块的表面或浸泡肉块），可以使这类肌肉中的胶原蛋白水解，使肌肉变软并且易于烹调。null二、氧化还原酶  1. 葡萄糖氧化酶   使葡萄糖和O2作用生成葡萄糖酸，由霉菌产生，用于除去蛋白中的微量葡萄糖和果汁等中的溶解O2。null2. 儿茶酚氧化酶   使酚类与O2作用，是水果、蔬菜等褐变的主要原因。广泛分布于植物界。 null 3. 抗坏血酸氧化酶   能把抗坏血酸分解为脱氧抗坏血酸。广泛存在于植物中。 null4. 脂氧化酶   能使亚油酸等不饱和脂肪酸和O2作用生成不饱和脂肪酸的过氧化物，最适PH约为6.3，与油脂的氧化酸败和胡萝卜素的破坏有关。每日贴士：鸡蛋怎么吃最好每日贴士：鸡蛋怎么吃最好鸡蛋含有蛋白质、脂肪、卵黄素、卵磷脂、胆固醇、维生素、钙、钾等营养素。突出特点是，鸡蛋含有自然界中最优良的蛋白质，仅次于母乳，被称为“完全蛋白质模式”。每百克鸡蛋含12.7克蛋白质，两只鸡蛋所含的蛋白质大致相当于3两鱼或瘦肉的蛋白质。鸡蛋蛋白质的消化率在牛奶、猪肉、牛肉和大米中也最高。鸡蛋吃法多种多样鸡蛋吃法多种多样就营养的吸收和消化率来讲 煮蛋为100% 炒蛋为97% 嫩炸为98% 老炸为81.1% 开水、牛奶冲蛋为92.5% 生吃为30%～50%。 煮鸡蛋是最佳的吃法。 对儿童来说，蒸蛋羹、蛋花汤最适合，使蛋白质分解。蛋白好还是蛋黄好 ？蛋白好还是蛋黄好 ？null应该是吃整个鸡蛋，蛋白中的蛋白质含量较多，蛋白以卵清蛋白为主；而其他营养成分则是蛋黄中含得更多，蛋黄除了含丰富的卵黄磷蛋白外，还含有丰富的脂肪和铁、磷以及维生素A、D、E和B族。 1岁以内、4个月以上的婴儿，以食用蛋黄为宜，一般从1／4个蛋黄开始，适应后逐渐增加到1～1.5个蛋黄。五岁以上的幼儿可以开始食用全蛋。null一天吃多少？ null鸡蛋是高蛋白食品，如果食用过多，可导致代谢产物增多，同时也增加肾脏的负担，一般来说，孩子和老人每天一个，青少年及成人每天两个比较适宜。 null常吃鸡蛋导致胆固醇偏高 ？ null 并没有大量的研究能够证明，每天吃一两个鸡蛋会使胆固醇增加。另外，蛋黄中含有较丰富的卵磷脂，是一种强有力的乳化剂，能使胆固醇和脂肪颗粒变得极细，顺利通过血管壁而被细胞充分利用，从而减少血液中的胆固醇。 null生鸡蛋更有营养 ？null不卫生，容易引起细菌感染，而且也不营养。生鸡蛋里含有抗生物素蛋白，影响食物中生物素的吸收，导致食欲不振、全身无力、肌肉疼痛等“生物素缺乏症”。另外，生鸡蛋内含有“抗胰蛋白酶”，会破坏人体的消化功能。至于那些经过孵化、但还没有孵出小鸡的“毛鸡蛋”，就更不卫生了。null①发高烧时，不要吃鸡蛋，因高热病人消化液分泌减少，各种消化酶的活力下降，此时不宜吃高蛋白、难消化的鸡蛋，只能吃些清淡的饮食，否则会引起腹胀、腹泻等消化不良的症状，不利康复。 ②肾炎病人要慎食鸡蛋，因为此时患者体内代谢产物不能全部由肾脏排出体外，如果再多吃鸡蛋，摄入过多蛋白质体内尿素增多，会使病情加重。肾病患者当出现肾功能衰竭时，应禁食鸡蛋。两种情况不宜吃鸡蛋