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本文章转载发布,转载请保留版权本文章转载发布,转载请保留版权第三章…………………………………………………………蛋白质蛋白质(protein)是化学结构复杂的一类有机化合物，是人体的必需营养素。蛋白质一词源于希腊文的proteios，是“头等重要”的意思，表明蛋白质是生命活动中头等重要物质。现已证明，生命的产生、存在和消亡都与蛋白质有关，蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。第一节蛋白质的组成和分类一、蛋白质的组成蛋白质是自然界中一大类有机物质，从各种动、植物组织中提取出的蛋白质，其元素组成为：碳(50％～55％)、氢(6.7％～7.3％)、氧(19％～24％)、氮(13％～19％)及硫(O％～4％)；有些蛋白质还含有磷、铁、碘、锰及锌等其他元素。由于碳水化合物和脂肪中仅含碳、氢、本文章转载发布,转载请保留版权本文章转载发布,转载请保留版权氧，不含氮，所以蛋白质是人体氮的惟一来源，碳水化合物和脂肪不能代替。大多数蛋白质的含氮量相当接近，平均约为16％。因此在任何生物样品中，每克氮相当于6.25g蛋白质(即100÷16)，其折算系数为6.25。只要测定生物样品中的含氮量，就可以算出其中蛋白质的大致含量：样品中蛋白质的百分含量(g％)=每克样品中含氮量(g)×6.25×100％但不同蛋白质的含氮量是有差别的，故折算系数不尽相同，见表1-3-l。表1-3-1氮折算蛋白质的折算系数食物折算系数食物折算系数全小麦5.83芝麻、葵花子5.30小麦胚芽6.31杏仁5.18大米5.95花生5.46燕麦5.83大豆5.71大麦及黑麦5.83鸡蛋(全)6.25玉米6.25肉类和鱼类6.25小米6.31乳及乳制品6.38二、蛋白质的分类蛋白质的化学结构非常复杂，大多数蛋白质的化学结构尚未阐明，因此无法根据蛋白质的化学结构进行分类。目前只能依照蛋白质三方面性质：即化学组成、溶解度和形状进行分类。在营养学上也常按营养价值分类。(一)按化学组成分类首先根据蛋白质的化学组成的复杂程度，将蛋白质分为单纯蛋白质与结合蛋白质两大类；然后再按其形状和溶解度分成各类蛋白质。单纯蛋白质只由氨基酸组成，其水解的最终产物只是氨基酸；结合蛋白质是由单纯蛋白质与非蛋白质结合而成，其中非蛋白质称为结合蛋白质的辅基。因此，结合蛋白质在彻底水解后，除产生氨基酸外，尚有所含的辅基。1.单纯蛋白质单纯蛋白质又可按其溶解度、受热凝固性及盐析等物理性质的不同分为清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、鱼精蛋白、组蛋白和硬蛋白等7类。2.结合蛋白质按辅基不同，结合蛋白质分为：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白和色蛋白等5类。(二)按蛋白质形状分类按蛋白质形状，蛋白质分为纤维状蛋白和球状蛋白。纤维状蛋白多为结构蛋白，是组织结构不可缺少的蛋白质，由长的氨基酸肽链连接成为纤维状或蜷曲成盘状结构，成为各种组织的支柱，如皮肤、肌腱、软骨及骨组织中的胶原蛋白；球状蛋白的形状近似于球形或椭圆形。许多具有生理活性的蛋白质，如酶、转运蛋白、蛋白类激素与免疫球蛋白、补体等均属于球蛋白。(三)按蛋白质的营养价值分类食物蛋白质的营养价值取决于所含氨基酸的种类和数量，所以在营养上尚可根据食物蛋白质的氨基酸组成，分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类。1.完全蛋白所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当，不但能维持成人的健康，并能促进儿童生长发育，如乳类中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋类中的卵白蛋白、卵磷蛋白，肉类中的白蛋白、肌蛋白，大豆中的大豆蛋白，小麦中的麦谷蛋白，玉米中的谷蛋白等。本文章转载发布,转载请保留版权本文章转载发布,转载请保留版权2.半完全蛋白所含必需氨基酸种类齐全，但有的氨基酸数量不足，比例不适当，可以维持生命，但不能促进生长发育，如小麦中的麦胶蛋白等。3.不完全蛋白所含必需氨基酸种类不全，既不能维持生命，也不能促进生长发育，如玉米本文章转载发布,转载请保留版权本文章转载发布,转载请保留版权中的玉米胶蛋白，动物结缔组织和肉皮中的胶质蛋白，豌豆中的豆球蛋白等。第二节蛋白质的生理功能一、构成和修复组织蛋白质是构成机体组织、器官的重要成分，人体各组织、器官无一不含蛋白质。在人体的瘦组织中，如肌肉组织和心、肝、肾等器官均含有大量蛋白质；骨骼、牙齿、乃至指、趾也含有大量蛋白质；细胞中，除水分外，蛋白质约占细胞内物质的80％。因此，构成机体组织、器官的成分是蛋白质最重要的生理功能。身体的生长发育可视为蛋白质的不断积累过程。蛋白质对生长发育期的儿童尤为重要。人体内各种组织细胞的蛋白质始终在不断更新。例如，人血浆蛋白质的半寿期约为10天，肝中大部分蛋白质的半寿期为1～8天，某些蛋白质的半寿期很短，只有数秒钟。只有摄入足够的蛋白质方能维持组织的更新。身体受伤后也需要蛋白质作为修复材料。二、调节生理功能机体生命活动之所以能够有条不紊的进行，有赖于多种生理活性物质的调节。而蛋白质在体内是构成多种重要生理活性物质的成分，参与调节生理功能。如核蛋白构成细胞核并影响细胞功能；酶蛋白具有促进食物消化、吸收和利用的作用；免疫蛋白具有维持机体免疫功能的作用；收缩蛋白，如肌球蛋白具有调节肌肉收缩的功能；血液中的脂蛋白、运铁蛋白、视黄醇结合蛋白具有运送营养素的作用；血红蛋白具有携带、运送氧的功能；白蛋白具有调节渗透压、维持体液平衡的功能；由蛋白质或蛋白质衍生物构成的某些激素，如垂体激素、甲状腺素、胰岛素及肾上腺素等等都是机体的重要调节物质。三、供给能量蛋白质在体内降解成氨基酸后，经脱氨基作用生成的仅一酮酸，可以直接或间接经三羧酸循环氧化分解，同时释放能量，是人体能量来源之一。但是，蛋白质的这种功能可以由碳水化合物、脂肪所代替。因此，供给能量是蛋白质的次要功能。第三节氨基酸氨基酸(aminoacid)是组成蛋白质的基本单位，是分子中具有氨基和羧基的一类含有复合官能团的化合物，具有共同的基本结构。由于它是羧酸分子的α碳原子上的氢被一个氨基取代的化合物，故又称α氨基酸。按化学结构式分为脂肪族、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。一、氨基酸的分类和命名组成蛋白质的氨基酸有20多种，但绝大多数的蛋白质只由20种氨基酸组成。按化学结构式分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸。(一)脂肪族氨基酸这类氨基酸又可按其分子中含有的氨基或羧基的数目以及是否含有某些特殊元素或基团分成以下各类。1.一氨基一羧基酸包括(1)不含其他基团的一氨基一羧基酸：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸。(2)含羟基的一氨基一羧基酸：丝氨酸、苏氨酸。(3)含硫的一氨基一羧基酸：半胱氨酸、蛋氨酸。本文章转载发布,转载请保留版权本文章转载发布,转载请保留版权(4)含酰胺的一氨基一羧基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺。2.一氨基二羧基酸：天冬氨酸、谷氨酸。3.二氨基一羧基酸：精氨酸、赖氨酸。本文章转载发布,转载请保留版权本文章转载发布,转载请保留版权(二)芳香族氨基酸苯丙氨酸、酪氨酸。(三)杂环氨基酸脯氨酸、组氨酸、色氨酸。其中天冬氨酸和谷氨酸含有两个酸性的羧基，常称为酸性氨基酸；精氨酸和赖氨酸都含有两个碱性的氨基和一个酸性的羧基，组氨酸的含氮杂环具有微碱性，三者统称为碱性氨基酸；其他氨基酸通常都叫做中性氨基酸。二、必需氨基酸在人体和食物蛋白质的20余种氨基酸中，只有一部分可以在体内合成，其余的则不能合成或合成速度不够快。不能合成或合成速度不够快的氨基酸，必须由食物供给，故称为必需氨基酸(essentialaminoacid)；能在体内合成的则称为非必需氨基酸(nonessentialaminoacid)。非必需氨基酸并非体内不需要，只是可在体内合成，食物中缺少了也无妨。迄今，已知人体的必需氨基酸有9种，见表1-3-2。表l-3-2人体的必需氨基酸必需氨基酸非必需氨基酸条件必需氨基酸异亮氨酸isoleucine(Ile)天门冬氨酸asparticacid(Asp)半胱氨酸cysteine(cys)亮氨酸leucine(Leu)天门冬酰胺asparagine(Asn)酪氨酸tyrosine(Tyr)赖氨酸lysine(Lys)谷氨酸glutamicacid(Glu)蛋氨酸methionine(Met)谷氨酰胺glutamine(Glu)苯丙氨酸phenylalanine(Phe)甘氨酸glycine(Gly)苏氨酸hreonine(Thr)脯氨酸proline(Pro)色氨酸tryptophan(Trp)丝氨酸serine(Ser)缬氨酸valine(Val)精氨酸arginine(Arg)组氨酸histidine(His)胱氨酸cystine(Cys-Cys)丙氨酸alanine(Ala)三、条件必需氨基酸氨基酸除了必需与非必需氨基酸之外还应当有第三类氨基酸，即“条件必需氨基酸”(conditionallyessentialaminoacid)。这组氨基酸有两个特点：①在合成氨基酸中用其他氨基酸作为碳的前体，并且只限于某些特定器官，这是与非必需氨基酸在代谢上的重要区别。有些条件必需氨基酸(如酪氨酸)的前体是一种必需氨基酸(苯丙氨酸)；而其他条件必需氨基酸(如精氨酸、脯氨酸和甘氨酸)的前体则是一种非必需氨基酸；还有一些其他条件必需氨基酸(如半胱氨酸)需要必需氨基酸(蛋氨酸作为硫的前体)和非必需氨基酸(丝氨酸)两者作为前体。在代谢水平上，机体合成条件必需氨基酸的能力受适宜氨基酸前体的可利用性所限制；②条件必需氨基酸合成最高速度可能是有限的，并可能受发育和病理生理因素所限制。出生体重非常低的婴儿不仅不能合成半胱氨酸，并可能缺乏合成足够量甘氨酸的能力。后者是一种很重要的氨基酸，因为人乳蛋白质的甘氨酸含量很低。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，如果膳食中能直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少30％和50％。所以半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸(semiessentialamino本文章转载发布,转载请保留版权本文章转载发布,转载请保留版权acid)。在计算食物必需氨基酸组成时，常将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。四、氨基酸模式及限制氨基酸(一)氨基酸模式本文章转载发布,转载请保留版权本文章转载发布,转载请保留版权氨基酸模式是指某种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。几种食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式，见表1-3-3。表1-3-3几种食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式氨基酸全鸡蛋牛奶牛肉大豆面粉大米人体异亮氨酸3.23.44.44.33.84.04.0亮氨酸5.16.86.85.76.46.37.0赖氨酸4.15.67.24.91.82.35.5蛋氨酸+半胱氨酸3.42.43.21.22.82.82.3苯丙氨酸+酪氨酸5.57.36.23.27.27.23.8苏氨酸2.83.13.62.82.52.52.9缬氨酸3.94.64.63.23.83.84.8色氨酸1.01.01.01.01.01.01.0（二）限制氨基酸人体所需蛋白质来源于多种食物，凡蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式接近的食物，其必需氨基酸在体内的利用率就高，反之则低。例如，动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式较接近，从而所含的必需氨基酸在体内的利用率就较高，因此被称为优质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质的氨基本模式与人体蛋白质氨基酸模式最为接近，在比较食物蛋白质营养价值时常作为参考蛋白质（(referencepro