Chương 4: Protein PDF

Chương 4: Protein  PROTEIN ▪ Là hợp chất cơ bản và quan trọng nhất của mỗi tế bào sống ▪ Là chất dinh dưỡng duy nhất giúp tạo tế bào mới và tái tạo các mô ▪ Cần có một lượng protein thích hợp trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày để cơ thể phát triển...

Chương 4: Protein  PROTEIN ▪ Là hợp chất cơ bản và quan trọng nhất của mỗi tế bào sống ▪ Là chất dinh dưỡng duy nhất giúp tạo tế bào mới và tái tạo các mô ▪ Cần có một lượng protein thích hợp trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày để cơ thể phát triển bình thường và có một sức khõe tốt Là hợp chất hữ cơ phức tạp cấu tạo tử C, H, O, N COOH Đơn vị cơ bản của protein là amino acid Các amino acid liêm kết với nhau qua liên kết peptide tạo H 2N CH thành chuỗi peptide và protein R H O H O H R1 H R3 H R3 H C OH N C N C C OH H C OH N N N C C H OH C C OH C R2 H R2 H H O H O H O  ▪ Trong tự nhiên có khoảng 20 amino acid ▪ Protein trong thực vật cũng như trong động vật khác nhau về số lượng và chất lượng Protein: da, xương, thịt, tóc, móng, trứng, sữa, đậu… rất khác biệt nhau do sự phối hợp và thứ tự của các amino acid không giống nhau ▪ Hàm lượng protein trong thực phẩm được đánh giá bằng cách đo hàm lượng N. Do protein chứa trung bình 16% N → 1g N = 6,25 g protein AMINO ACID THIẾT YẾU Cơ thể con người không thể tổng hợp nhưng rất cần thiết cho sự sống, phải được cung cấp từ thực phẩm Người lớn : 9 amino acid thiết yếu Trẻ em đang phát triển : 10 amino acid thiết yếu AMINO ACID KHÔNG THIẾT YẾU Không có nghĩa là cơ thể không cần Cơ thể có thể tổng hợp được → không nhất thiết phải có trong thức ăn  Amino acid thiết yếu Amino acid không thiết yếu Người lớn Trẻ em cần thêm Alanine Isoleucine Arginine Asparagine Leucine Aspartic acid Lysine Cysteine (Cystine) Methionine Glutamine Phenylalanine Glutamic acid Threonine Glycine Tryptophan Hydroxylysine Valine Hydroxyproline Histidine Proline Tyrosine Serine CHẤT LƯỢNG PROTEIN ▪ Phụ thuộc vào loại và số lượng các amino acid có trong chuỗi so với nhu cầu của cơ thể ▪ Chất lượng protein là tiêu chí quan trọng cho quá trình tổng hợp các mô ▪ Mỗi protein trong cơ thể có một chức năng đặc biệt và không thể thay thế được ▪ Khi một protein trong cơ thể được tổng hợp : tất cả các amino acid cần cho cấu tạo của protein đó đều phải có sẵn số lượng phải đầy đủ chỉ thiếu một amino acid thì protein đó không thể được tổng hợp  CHẤT LƯỢNG PROTEIN Điểm số của amino acid – Amino acid score ▪ Đánh giá chất lượng protein thông qua thành phần các amino acid thiết yếu So sánh thành phần amino acid của protein thực phẩm và protein chuẩn (trứng) Amino acid thiết yếu nào của thực phẩm có số lượng nhỏ nhất, sẽ có phần trăm so với protein chuẩn nhỏ nhất. Điểm số sẽ là phần trăm nhỏ nhất này. Ví dụ: Protein của một loại thực phẩm sau khi phân tích chứa 80% lysine so với lượng lysine trong protein trứng; 93% leucine so với lượng leucine trong trứng. Điểm số amino acid của protein này là 80. Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, có thể dùng đánh giá cho sản phẩm hỗn hợp Nhược điểm: không tính đến khả năng tiêu hóa protein CHẤT LƯỢNG PROTEIN Giá trị sinh học (Biological Value) BV Nr BV = 100 Na Nr : lượng đạm từ protein được chuyển hóa trong cơ thể Na : lượng đạm được hấp thụ từ protein Nr = Ni – Ne(f) – (Ne(u) – Nb) Na = Ni – Ne(f) Ni : lượng đạm thu nạp từ protein Ne(f) : lượng đạm loại thải qua phân Ne(u) : lượng đạm loại thải qua nước tiểu Nb : lượng đạm loại thải khi trong thức ăn không có protein  GIÁ TRỊ SINH HỌC (BIOLOGICAL VALUE = BV) chỉ số đánh giá chất lượng protein ▪ Số lượng N hấp thụ được giữ lại trong cơ thể. ▪ Yếu tố khả năng tiêu hóa của protein không được tính đến, tính đến yếu tố hấp thụ ▪ BV là phép đo số lượng cho phép đánh giá giá trị dinh dưỡng của một protein thực phẩm ▪ Protein có BV cao: cơ thể giữ lại được nhiều N hơn so với protein có BV thấp ▪ Ngũ cốc được ăn chung với các loại đậu sẽ cho giá trị BV cao hơn là khi được ăn riêng rẽ. Các amino acid bị thiếu trong protein ngũ cốc được bổ bằng các amino acid có trong protein đậu. Một protein hoàn hảo có BV = 100  CHẤT LƯỢNG PROTEIN Tỷ lệ hiệu quả chuyển đổi protein – Protein efficiency ratio (PER) - Là hiệu quả tăng cân ở cá thể đang phát triển khi sử dụng protein PHÂN LOẠI PROTEIN Phân loại theo cấu trúc Protein đơn giản : chỉ được cấu tạo từ những amino acid zein, albumin, gliadin… Protein phức tạp : protein liên kết với các phân tử khác phi protein haemoglobin, casein… Dẫn xuất protein : protein nguyên thủy bị biến đổi hoặc thủy phân một phần proteose, peptone, polypeptide Phân loại theo chất lượng Protein cân đối : protein chứa các amino acid thiết yếu với tỷ lệ đầy đủ và số lượng đáp ứng nhu cầu của cơ thể. Các protein cân đối có BV cao: trứng, sữa, thịt, cá Protein cân đối một phần : protein chứa một hoặc vài amino acid thiết yếu với số lượng không đầy đủ. Có khả năng giúp duy trì sự sống Giá trị của chúng tăng lên khi được ăn cùng với các protein khác trong cùng bữa ăn. Các protein thực vật, ngũ cốc, đậu, các hạt có dầu… protein ngũ cốc thiếu lysine, protein đậu thiếu methionine Protein không cân đối : hoàn toàn không có một hoặc vài amino acid thiết yếu Không có khả năng giúp duy trì sự sống zein, gelatin… (gelatin thiếu 3 amino acid thiết yếu)  CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN TRONG CƠ THỂ NGƯỜI 3 chức năng chính : CẤU TRÚC - ĐIỀU TIẾT – CẤP NĂNG LƯỢNG Chức năng cấu trúc (structural function) tất cả các amino acid từ protein thực phẩn được sử dụng để tăng trưởng và duy trì Tăng trưởng : chức năng hàng đầu : tổng hợp tế bào của cơ thể ▪ tất cả các mô và chất lỏng trong cơ thể (ngoại trừ nước tiểu và mật) đều được cấu tạo từ protein ▪ protein là thành phần cấu tạo chính của cơ, các cơ quan, tuyến nội tiết, collagen ▪ collagen là thành phần cấu tạo chính của xương, gân, da, mạch máu, mô liên kết ▪ tất cả các enzyme và hormone đều có cấu tạo là protein protein cần thiết cho sự tạo thành và phát triển của các mô và các hợp chất trên ▪ trong giai đoạn cơ thể phát triển mạnh, protein rất cần thiết để tổng hợp các thành phần của cơ thể Duy trì : protein cần thiết đối với mọi lứa tuổi để duy trì các tế bào trong cơ thể. Các tế bào có tuổi thọ khác nhau → protein cần thiết để thay thế các tế bào bị chết, tổn thương Chức năng điều tiết (regulatory function) Một số amino acid và protein có chức năng đặc biệt trong quá trình điều tiết hoạt động của cơ thể và bảo vệ chống lại các bệnh 1. Haemoglobin : chứa Fe là protein trong hồng cầu, giữ nhiệm vụ quan trọng trong quá trình vận chuyển ôxy đến các tế bào 2. Protein plasma : duy trì cân bằng nước và áp suất thẩm thấu trong cơ thể 3. Kháng thể : protein mang chức năng bảo vệ bằng cách tăng sức đề kháng của cơ thể đối với bệnh 4. Enzyme và một số hormone : enzyme xúc tác các phản ứng trong quá trình biến dưỡng. Insulin điều hòa lượng đường huyết 5. Một số amino acid giữ vai trò đặc biệt tryptophan : tiền tố của niacin tyrosine : liên kết với iod → hormone thyroxine  Cung cấp năng lượng Protein được cơ thể sử dụng như một nguồn năng lượng chỉ khi không có nguồn nào khác Chế độ ăn uống không cung cấp đủ năng lượng từ carbohydrate và chất béo → protein trong thức ăn bị ôxy hóa → năng lượng đáp ứng nhu cầu cơ thể Chế độ ăn uống không đủ calorie → cơ thể sử dụng protein và chất béo dự trữ. Sử dụng protein như một nguồn năng lượng là điều nên tránh vì sẽ làm hao gầy cơ thể một cách đáng kể  TIÊU HÓA, HẤP THỤ VÀ CHUYỂN HÓA Miệng : nhai → nghiền thức ăn thành những mảnh nhỏ không có enzyme thủy phân protein Dạ dày : HCl trong dịch vị hoạt hóa pepsin pepsin thủy phân protein → polypeptide Ruột non: các enzyme tuyến tụy trypsin, chymotrypsin, carboxypeptidase tiêp tục thủy phân các polypeptide enzyme ruột non peptidase thủy phân oligopeptide và dipeptide thành amino acid Các amino acid được hấp thụ qua ruột non vào máu rồi đưa đến gan và các mô nơi xảy ra quá trình chuyển hóa  Cơ thể cần các thành phần amino acid khác nhau để xây dựng và tái tạo các mô. Tất cả các amino acid thiết yếu cần phải có khi các tế bào cần được sinh ra hoặc tái tạo Amino acid dư thừa sẽ được đưa trở lại gan, bị khử nhóm amin và đi vào tổng hợp glycogen Phần còn lại được dùng làm năng lượng hoặc dự trữ dưới dạng glycogen trong gan và cơ hay dưới dạng chất béo trong mô mỡ Quá trình chuyển hoá amino acid → CO2, H2O và N Một số N được bài tiết qua thận → nước tiểu Một số N được sử dụng để tổng hợp amino acid  Nhai : tác dụng cơ học Không tác dụng hóa học Khử amin và tổng hợp Pepsin thủy phân protein thành glycogen proteose, peptone, polypeptide Enzyme tuyến tụy tiếp tục thủy phân cho dipeptide Hấp thụ amino acid vào máu Enzyme ruột non thủy phân cho và đi đến gan amino acid Một phần nhỏ protein không tiêu hóa trong phân MIỆNG Protein thực phẩm Tác dụng cơ học Proteose Tác dụng hoá học DẠ DÀY Peptone Pepsin polypeptide HCl Oligopeptide Enzyme tuyến tuỵ RUỘT NON Dipeptide Enzyme ruột non Amino acid Hấp thụ qua thành ruột MÁU Amino acid non RUỘT GIÀ Protein không tiêu hoá Bài tiết qua phân Nhóm amin Urea Khử amin GAN Sườn Carbon Tổng hợp glucose Glycogen Acid béo 1. Protein Tổng hợp protein TẾ BÀO 2. Mô mỡ Dự trữ Energy Ôxy hoá CO2 THẬN Bài tiết H2O Urea  Protein thực phẩm Dạ dày Polypeptide Dipeptide Ruột Amino acid CO2 + H2O + năng lượng Khử amin Máu Glycogen Dự trữ Mỡ Protein cơ thể Urea  PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG PROTEIN Protein động vật : amino acid thiết yếu với tỷ lệ và số lượng đầu đủ Protein thực vật thiếu 1 hoặc 2 amino acid thiết yếu ngũ cốc thiếu lysine hạt đậu thiếu methionine Protein trứng có BV = 100 được xem là protein chuẩn có thành phần amino acid đáp ứng nhu cầu con người Protein trong chế độ ăn chay có thể được cảo thiện : 1. Thêm một lượng nhỏ protein sữa, pho-mát, trứng vào mỗi thực phẩm khi chế biến: ngũ cốc sữa, bánh sandwich pho-mát,… 2. Phối hợp các loại thực vật để có đủ amino acid thiết yếu với tỷ lệ và số lượng phù hợp: ngũ cốc + đậu + rau lá xanh 3. Thêm các amino acid vào thực phẩm: bánh mì giàu lysine,…  THỂ TRỌNG PROTEIN NHÓM (kg) g/ngày Nam Trưởng thành 60 60 Trưởng thành 50 50 Mang thai +15 Nữ Cho con bú (0 – 6 tháng) +25 Cho con bú (6 – 12 tháng) +18 0 – 6 tháng 4,5 2,05 g/kg Trẻ nhỏ 6 – 12 tháng 8,6 1,65 g/kg 1 – 3 tuổi 12,2 22 Trẻ em 4 – 6 tuổi 19,0 30 7 – 9 tuổi 26,9 41 10 – 12 tuổi 31,5 57 Nam 13 – 15 tuổi 47,8 70 16 – 18 tuổi 57,1 78 10 – 12 tuổi 31,5 57 Nữ 13 – 15 tuổi 46,7 65 16 – 18 tuổi 49,9 63 YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NHU CẦU PROTEIN 1. Trọng lượng cơ thể (người lớn 1g/kg, trẻ em 1,6 – 2 g/kg) 2. Nhu cầu sinh lý trong quá trình a. Phát triển b. Mang thai, cho con bú c. Dưỡng bệnh d. Nhiễm trùng và sốt e. Tổn thương, giải phẩu 3. Chế độ ăn uống đủ calorie 4. Chất lượng protein và khả năng tiêu hoá 5. Tình trạng dinh dưỡng trước đó (suy dinh dưỡng, thiếu cân) NGUỒN Protein nguồn gốc động vật có chất lượng cao hơn : trứng, sữa, cá, thịt, hải sản… Protein nguồn gốc thực vật : các loại đậu đặc biệt là đậu nành(43% protein), hạ có dầu, đậu phọng Ngũ cốc chứa 6 – 12% protein không đầy đủ, được sử dụng với lượng lớn trong khẩu phần ăn nên cung cấp một lượng protein đáng kể Rau chứa rất ít protein, rau ăn lá (1 – 3%)  ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THIẾU VÀ THỪA THIẾU - Tiều tụy, suy yếu.Thiếu trong một thời gian dài : sụt cân, mệt mỏi, thiếu máu, giảm khả năng miễn nhiễm, vết thương lâu lành - Hậu quả càng nặng hơn khi bị thiếu trong giai đoạn cơ thể cần nhiều protein : trẻ sơ sinh, trẻ trong giai đoạn phát triển, thai nghén, cho con bú… - Sự thiếu hụt protein xảy ra khi không ăn đủ protein hoặc thức ăn không mang lại đủ năng lượng - Sự thiếu hụt protein – năng lượng ở trẻ em : tình trạng suy dinh dưỡng, thể trạng gầy hược THỪA - Protein thừa sẽ được xử dụng như năng lượng hoặc chuyển hóa thành chất béo - Protein dư thừa sẽ được khử nhóm amin ở gan và hình thành urê, thaận sẽ làm việc nhiều hơn để loại thải urê : gan và thận phải làm việc nhiều hơn. Nếu gan và thận bị bệnh, chất độc sẽ tích tụ lại trong cơ thể - Khi ăn nhiều protein động vật : thịt, thịt gà, sữa nguyên kem : nguy cơ hàm lượng cholesterol trong máu cao - Khi ăn nhiều protein : calcium sẽ bị mất qua nước tiểu