1、食品营养学1第一章 绪 论一、人体对营养的需要：食物在体内经消化、吸收、代谢，促进机体生长发育、益智健体、抗衰防病、益寿延年的综合过程称营养。食物中的有效成分称为营养素。人体所需的营养素约有几十种，可概括为七大类：蛋白质、脂肪、糖、无机盐、维生素、水和食物纤维。人们对于食物有其共同的、也是最基本的营养要求：1、供给能量、维持体温，并满足生理活动和从事生活劳动的需要。2、构成细胞组织、供给生长发育和自我更新所需要的材料，并为制造体液、激素、免疫抗体等创造条件。3、保护器官机能、调节代谢反应，使机体各部分工作能协调地正常运行。人体对营养的需要也是食物所具备的营养功能。所以食物是合理营养的物质基础。
2、二、合理营养的重要性：营养失衡，过度或不足都会给健康带来不同程度的危害。如饮食无度、营养过剩可导致：肥胖病、糖尿病、胆石症、高血压及其它心血管疾病，还可成为某些肿瘤和多种疾病的诱因，严重影响健康。而营养缺乏所产生的影响更为复杂、严重而深刻，涉及优生优育、劳动能力、免疫功能、预期寿命等各个方面。营养状况可决定人体的机能状态，关系到脑力、体力劳动能力、竞技状态和运动成绩。营养不良使机体免疫功能低下，易感疾病，且病程迁延。合理营养：就是在卫生的前提下，合理地选择食物和配合食物，合理地贮存、加工和烹调食物，使食物中的营养素的种类、数量及比例都能适应人们的生理、生活和劳动的实际需要。其核心是营养素要“全
3、面、平衡、适度”。三、营养科学发展概况：1、基础营养：近10 余年来，基础营养研究又取得了许多新进展，如膳食纤维的生理作用，多不饱和脂肪酸特别是N-3 系列的-亚麻酸、EPA 及DHA 的生理作用被逐渐揭示；叶酸、维生素B12、VB6 与出生缺陷及心血管疾病病因关联的研究已深入到分子水平；VE、VC、-胡萝卜素及微量元素硒、锌和铜等在体内的抗氧化作用及其机制已成为当前研究的热点。2、公共营养：在WHO、FAO 的努力下加强了营养工作的宏观调控作用，提出了一些新概念，如营养监测、营养政策等，逐步形成了公共营养学或社会营养学，更加重视如何使大众得到实惠。世界各国制定了膳食指南和营养素每日推荐供给量
4、，在此基础上又提出了适宜摄入量和可耐受最高摄入量。3、营养与健康：营养与健康的关系已成为现代营养学的一项重要内容。4、营养与基因表达：营养因素与遗传基因的相互作用是营养学研究的一个新热点。5、食物中的活性成分：是目前营养学研究较活跃的领域。6、营养与农业：营养素来自食物，食物源自农业。四、食品营养与食品加工中的一些概念：1、食品：据83 年通过的食品卫生法试行规定，食品是指“各种供人食用或饮用的成品和原料及按传统既是食品又是药品的物品，但不包括以治疗为目的的物品”。食品（Food）包括： 食物原料（食料，Foodstuff）。加工后的食物（Food product）。传统上既是食品又是药品的物
5、品。2、营养：是人类从外界摄取食物满足自身生理需要的过程。3、营养素：是人体必需有足够的量来保证生长发育、繁养和维持健康生活的物质。目前已知的有40-45 种人体必需的营养素，并存在于食品中。4、营养价值：通常是指在特定食品中的营养素及质和量的关系。5、营养标签：指在肉类、果蔬及其它各种加工食品上描述其热能及营养素含量的标志。五、营养科学研究的任务：营养学是研究食品与人体健康的一门科学，除了研究如何使人类在最经济的条件下取得最合理的营养素之外，主要包括以下内容：1、营养学基础知识：讨论人体对能量和一个样素的正常需要。2、不同生理状态下和特殊环境下人群的营养和膳食问题。3、营养与疾病防治。4、提
6、高人们营养水平的途径。5、在食品加工贮藏和新食品开发中的营养问题第二章 食物的消化与吸收消化：食物通过消化管的运动和消化液的作用被分解为可吸收成分的过程，即食物在消化道内进行分解的过程。吸收：食物的可吸收成分透过消化管壁的上皮细胞进入血液和淋巴液的过程。不被吸收的残渣则由消化道末端排出体外。一、人体消化系统：1、消化道：一条长而盘曲的肌性管道。据位置、形态、功能不同可分为：口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠及肛门等。2、消化腺：大消化腺有大唾液腺、肝和胰腺，是体内主要的消化腺。小消化腺位于消化管壁内，如食管腺、胃腺和肠腺等。消化腺都有导管与消化道相通，使分泌的消化液能流入消化道。二、食物的消化：机
7、械性消化：靠消化道的运动把大块食物磨碎叫机械性消化或物理性消化。化学性消化：通过消化液及消化酶的作用把食物中的大分子物质分解成可被吸收的小分子物质叫化学性消化。二）各类食物的消化：1、糖类的消化：正常人膳食糖类主要来源为淀粉，存在于所有谷类食物中，其次为蔗糖及牛奶中的乳糖。食物中糖类经消化道各种酶作用水解成单糖后才被吸收。 2、脂肪的消化：脂肪 胆汁、搅拌乳化脂肪 胰脂肪酶为主，肠脂肪酶为辅 脂肪+甘油约40%左右 甘油一酯约60%左右3、Pro 的消化三、营养物质的吸收：消化道内的吸收是指消化道内的物质，包括水分、盐类及食物的消化产物透过黏膜上皮细胞进入血液和淋巴液的过程。1、小肠是营养物质
8、吸收的主要场所：在口腔和食道内，食物实际上是不被吸收的。胃只吸收少量酒精和水分，大肠尚能吸收水、无机盐和部分未被小肠吸收的养分。食物经消化后的各种营养物质主要在小肠被吸收。人小肠长度为5-6m，其黏膜具有环状皱折并有大量指状突起的绒毛，绒毛上的每一上皮细胞可有600 条微绒毛，使小肠吸收面积大为扩大，估计全部小肠约有250m2 的吸收面积。其中，大部分是在十二指肠和空肠吸收，当其到达回肠时通常已吸收完毕。回肠被认为是吸收机能的储备，能主动吸收胆汁酸盐和VB12。2、吸收原理：1）被动转运：包括滤过、扩散和渗透等作用。2）主动转运：有些营养物质可由浓度较低的一侧穿过膜向浓度高的一侧转运。需耗能量
9、及载体协助。3）胞饮作用：一种通过细胞膜的内陷将物质摄取到细胞内的过程。3、营养物质的吸收：1）糖类的吸收：单糖是碳水物在小肠中吸收的主要形式。2）蛋白质的吸收：吸收部位主要在小肠上段。未经分解的Pro 一般不被吸收。3）脂肪的吸收：脂肪经胆盐乳化在十二指肠中在胰液、肠液和脂肪酶消化作用下水解为甘油、自由脂肪酸、甘油一酯及少量甘油二酯和未消化的甘油三酯。胆盐对脂肪的消化吸收具有重要作用，它可与脂肪的水解产物形成水溶性复合物，进一步聚合为脂肪微粒，通过胆盐微粒“引渡”到小肠黏膜细胞的刷状缘，以扩散方式被吸收。4）无机盐和维生素的吸收：小肠和大肠的各个部位都可吸收无机盐，吸收速度取决于多种因素：载
10、体、pH、饮食成分等。5）水分的吸收：小肠吸收水分的主要方式是渗透作用，在吸收其它物质过程中所形成的渗透压是促使水分吸收的重要因素；此外小肠收缩时使肠腔内流体压力差增高，也可使部分水以滤过方式而吸收。四、代谢物质的排泄：机体在新陈代谢中，不断产生对机体无用或有害的代谢产物，如不及时清除体外，就会在体内堆积对机体产生伤害，因此，机体必需通过排泄活动将其排泄出去。排泄就是指机体在新陈代谢过程中所产生的代谢终产物以及多余的水分和进入体内的各种异物，由排泄器官向体外输送的生理过程。机体的排泄器官主要是肾，其次是肺、皮肤、肝和肠。第三章 基础营养第一节 能量一、体内能量的来源、转移、贮存和利用：1、产能
11、营养素的能量系数热量及单位：能量食物在体内经酶的作用进行生化氧化所释放出的热能，营养学上用“kcal”或“KJ”来表示。1kcal=4.2kJ/1kJ=0.24kcal。能量系数：以每克产能营养素在体内充分氧化时所释放的热量来表示。3 种产能营养素的生理有效能即能量系数为：糖类：4.1*98%=4 kcal/g +CO2+水 脂肪：9.45*95%=9 kcal/g +CO2+H2O 蛋白质：(5.65-1.3)*92%=4 kcal/g +尿素等氧的热价：在代谢物质的氧化过程中，每耗1LO2 所产生的热量称为氧的热价。1g 糖完全氧化耗氧0.81L，氧化糖类时氧热价为5.0 kcal/L/O
12、2。 1g 脂肪完全氧化耗氧1.98L，脂肪氧化时氧的热价为4.7 kcal/L/O2。 1g 蛋白质不能完全氧化，热价计算较复杂，约为4.6 kcal/L/O2。 一般混合食物氧的热价为4.825 kcal/L/O2。二、决定人体能量消耗的因素：1、维持基础代谢所需要的能量：基础代谢：指当机体处于清醒、静卧（不受肌肉活动和神经紧张的影响）和空腹状态下（饭后12-14h，不受食物特殊动力作用）以及一定环境温度（20）下维持生命所必需的最低热能需要量。1）基础代谢率：基础代谢所消耗的能量通常以每h、每M2 体表面积所散发的能量来表示，称BMR。即单位时间内人体每平方米体表面积所消耗的基础代谢能量
13、。一般情况下，每kg 体重、每h 基础代谢所消耗的能量为1kcal，因而基础代谢的简单计算方法为：1kcal*24h*体重（kg）。通常女性BMR 约比男性低5%。2）影响基础代谢能量消耗的因素：包括体表面积和体型、年龄及生理状态、性别因素、种族、营养状态、疾病及内分泌。2、体力活动的能量消耗：也称运动的生热效应。体力活动一般包括职业活动、社会活动、家务活动和休闲活动等，因职业不同造成的能量差别最大。3、食物特殊动力作用的能量消耗：进食后，机体向外散失的热量比进食前有所增加，即人体热能消耗增加，这种由于摄取食物而引起机体能量代谢额外增加的现象就是食物特殊动力作用。食用普通混合膳食时，食物特殊动
14、力作用相当于每日基础代谢的10%或全日总能耗的6%，约150-200 kcal 的能量。4、生长发育：正在生长发育的机体需额外能量维持机体的生长。5、人体的能量需要：3 个月婴儿120 kcal/kg；3-5 月115；6-8 月110；9-11 月105；1-3 岁100；3岁后每增加3 岁，每kg 体重所需热能减去10kcal，而成年人所需Q 仅为42kcal/kg。成年期，BMR 下降相应调整热能供给，20-39 岁基础代谢比较稳定，一般以这个时期热能供给量为标准，40 岁，一般以10 年为一段，依次分别递减5%、10%、20%和30%。也有个体差异。三、能量代谢失衡：长期能量摄入不足：
15、会动用机体储存的糖原及脂肪，发生Pro-Q 营养不良，临床主要表现消瘦、贫血、神经衰弱、皮肤干燥、脉搏缓慢、工作能力下降、体温低、抵抗力低，儿童出现生长停顿等。长期能量摄入过多：会造成人体超重或肥胖，血糖升高，脂肪沉积，肝脂增加肝功能下降，过度肥胖还造成肺功能下降，易造成组织缺氧。肥胖并发症主要有脂肪肝、糖尿病、高血压、胆结石、心脑血管疾病及某些癌症。四、能量的参考摄入量（DRIs）及食物来源：1、能量的推荐摄入量：能量需要量是指维持机体正常生理功能所需要的能量，即长时间保持良好的健康状况、具有良好的体型、机体构成和活动水平的个体达到能量平衡，并能胜任必要的经济和社会活动所需要的能量摄入。2、
16、能量的食物来源：糖、脂肪、蛋白质普遍存在于各种食物中，但动物性食物一般比植物性食物有较多的脂肪和蛋白，植物性食物中粮食以糖类和蛋白为主，油料作物有丰富的脂肪，其中大豆有大量油脂个蛋白质，至于水果、蔬菜类一般含能较少，但硬果例外，如核桃、花生等含大量油脂，有很高的热能。第二节 碳水化合物碳水物由C、H、O 三种元素组成。是粮谷类、薯类、某些豆类及蔬菜水果的主要组成分，对人体有多种重要的生理功能，是人类主要的供能物质。食物中的碳水物可分为两大类：一类是人类机体的消化能力可利用的碳水物；另一类虽具有糖类的结构，但很难或不能为人体所利用如纤维素，但这一类多糖却对人类的消化过程具有重要而有利的影响。还有
17、一些碳水物本身不能算是糖类，而是多元醇，它们在人体内的代谢仍沿着糖的代谢通路进行。Southgate 将其分为：糖类（单糖、双糖、低聚糖）能为人类利用的碳水物 右旋糖酐（葡聚糖）淀粉类不能为人类利用消化的碳水物 膳食纤维（果胶、树胶、海藻酸盐及半纤维素）。粗纤维（纤维素和木质素）。一、食品中的主要糖类：1、葡萄糖：是淀粉、糖原、纤维素等多糖物质的基本单位，血液中的正常成分。2、果糖：代谢不受胰岛素制约。肝脏可将果糖迅速转化,是实际利用果糖的唯一器官。3、蔗糖：存在于甘蔗、甜菜及有甜味的果实之中，在许多水果和蔬菜中含有。4、麦芽糖：大量存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中。5、乳糖：是唯一没有在植物中
18、发现过的糖，而是哺乳动物乳汁中主要的糖。6、淀粉：以颗粒形式大量存在于植物种子、根茎及干果中。7、糖原：是人和动物体内贮存的多糖，以动物肝脏和贝壳软体动物中含量最多。8、糊精：多以液化型淀粉酶水解淀粉或以稀酸处理淀粉所得。9、纤维素、半纤维素和木质素：植物支持组织。10、果胶、树胶和海藻胶：果胶多存在于果蔬等软组织中的不可消化的多糖。树胶亦称植物胶，包括植物分泌胶如阿拉伯胶和黄蓍胶、种子胶如瓜尔豆胶和角豆胶等。也包括来自海藻类的海藻胶如琼脂和红藻胶，及来自微生物的黄原胶等。二、碳水化合物在人体内的动态变化：1、糖在体内的转移、贮存和利用：一是进入血液被氧化利用，二是合成糖原贮存，三是转变为非糖
19、物质。2、血糖浓度的调节：血糖在24h 内稍有变动，正常空腹血糖浓度为80-120mg%，血糖浓度由血糖来源和去路两个方面的动态平衡决定。1）肝脏：是体内调节血糖最主要的器官，通过肝细胞中的酶。2）肌肉：肌肉等组织对血糖的摄取和利用也对血糖浓度发生一定影响。3）激素调节：胰岛素有降低血糖的功能；肾上腺素、胰高血糖素等则可升高血糖浓度。两类激素相互联系、相互制约，共同维持血糖浓度的相对恒定。三、糖的主要功能：1、能量供给：消化、吸收和利用较其它热源质迅速而完全，供能较及时，氧化终产物为水和CO2，生理无害。即使在缺氧条件下仍能进行酵解供部分能量。2、抗生酮作用：如缺乏碳水物，脂肪在体内大量氧化代
20、谢不完全而形成丙酮、-羟丁酸和乙酰乙酸，在体内达到一定浓度即发生酮病。3、节省蛋白质：碳水物对蛋白质在体内的代谢过程也很重要，当蛋白质与碳水物一起被摄入时，N 在体内的贮留量比单独摄入时要多，主要是增加了ATP 的形成，有利于AA 的活化以及合成蛋白质。4、保护肝脏、加强肝功：摄入足够的碳水物可增加肝糖原的贮存，提高机体对毒物的解毒能力，保护肝脏少受化学药品的毒害。5、构成组织：糖类也是机体的重要组成分（如粘多糖、糖蛋白和糖苷脂等），构成生理上极为重要的物质。如糖脂是细胞膜与神经组织的结构成分；糖蛋白是构成软骨、骨骼和眼球角膜及玻璃体的组成分；糖还参与形成DNA、RNA。6、提供膳食纤维：由于
21、膳食纤维在肠内相对地不溶解，但结肠中的细菌酶可使其部分分解，产物为短链脂肪酸、水、CO2、H2 和CH4。一般约50%-90%的膳食纤维可被降解。此外，膳食纤维吸水力很强，可促进胃肠蠕动，可吸附肠道中胆酸使之由粪便排出，从而使血清胆固醇下降，减少胆固醇沉积在血管壁的量，利于防止动脉硬化，还可改变消化系统中的菌群，并可使糖尿病人降低血糖含量，改善症状。四、功能性低聚糖：由2-10 个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖，分功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。目前研究的功能性低聚糖有水苏糖、棉子糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖等。有整肠功能，增强机体免疫力的作
22、用，防止肥胖症和预防龋齿作用。五、糖代谢异常：1、高血糖：空腹血糖130mg%，原因可能是生理性的如饮食性糖尿或情感性糖尿，血糖可暂时性升高。属于内分泌障碍或肾阈降低出现肾性糖尿则是病理行的。2、低血糖：血糖猪肉牛羊肉；动物心、肝、肾等内脏肌肉。一般认为应占每日总能量的2%（约8g/d）；婴儿对其需求较成人迫切，对缺乏也较敏感。三、具有特殊功能的脂类： 1、磷脂：是组成生物膜的重要成分，可促进脂肪代谢，防止出现脂肪肝，促进神经传导，提高大脑活力。2、胆固醇：是人体必需的。重要性在于与组织、胆汁酸和激素有关。3、多不饱和脂肪酸：双键较多，食品稳定性受影响。其中一些多不饱和脂肪酸如EPA、DHA
23、对降血脂有一定作用。四、脂类的生理功能：1、提供能量：是机体的“燃料仓库”，饥饿时机体首先消耗糖原、体脂，保护Pro。人体细胞除红血球和某些中枢神经系统外，均能直接利用脂肪酸作为能量来源。2、提供必需脂肪酸：3、构成身体组织细胞：磷脂是构成细胞膜、神经髓鞘外膜和神经细胞的组成分。固醇是体内制造固醇类激素的必需物质。类脂是细胞结构的基本原料。 4、脂溶性维生素的携带者并协助其吸收利用：五、脂肪代谢异常：肝是脂类代谢的重要场所。脂类的改造、合成、分解、酮体的生成、脂蛋白的代谢都在肝中进行。这些代谢过程发生障碍，肝脏脂类代谢会失去平衡而发生酮尿症、脂肪肝等疾病。六、脂肪的食物来源和推荐摄取量：1、推
24、荐摄取量：膳食中脂肪的推荐摄取量因年龄、季节、劳动性质和生活水平而定。但脂肪的热比应保持适中。我国居民膳食脂肪AI 为成人20%-30%，儿童少年为25%-30%。2、摄入脂肪的种类：一般认为动物油脂与植物油混合使用，利于健康。原则上提供适量的必需脂肪酸，一般认为至少应占每日总能量的2%。3、脂肪的食物来源：油脂主要来源于各种植物及动物脂肪，坚果中的脂肪也很高，可作为膳食脂肪的辅助来源。植物性食品如大豆、花生、芝麻等含油较丰富；另外，蘑菇、蛋黄、核桃、大豆、动物脑、心、肝、肾等富含磷脂；乳脂、蛋黄是婴幼儿脂类的良好来源。一般的谷物、蔬果类食物油脂含量甚微，作为油脂的来源没有实际意义。动物性食物
25、脂肪含量视品种、部位而异，与乳、蛋一样，会受气候、饲养条件的影响，如肉类脂肪量肥瘦猪肉59.8%、牛肉10.2%、鸡肉2.5%；同一动物组织部位不同差异大，如肥猪肉90.8%、瘦猪肉15.3%-28.8%、猪肚2.7%、猪肝4.5%、猪肾3.2%。第四节 蛋白质一、蛋白质的分类及必需氨基酸：1、食物蛋白质的分类：1）完全蛋白质：能维持动物的生存并能促进幼小动物的生长发育。如乳中的酪蛋白、乳白蛋白、蛋类中的卵白蛋白及卵黄蛋白、肉类中的白蛋白和肌蛋白、大豆中的大豆蛋白、小麦中的麦谷蛋白和玉米中的谷蛋白等，都是完全蛋白质。2）半完全蛋白质：这类蛋白质若作为膳食中唯一的蛋白质来源时可维持动物生存，但不
26、能促进生长发育。如小麦和大麦中的麦胶蛋白。3）不完全蛋白质：当把这类蛋白质作为膳食中唯一的蛋白来源时，它既不能促进生长发育，也不能维持其生存。如玉米中的玉米胶蛋白、动物结缔组织、肉皮中的胶质蛋白、豌豆中的豆球蛋白。2、必需氨基酸：人体蛋白质由20 余种氨基酸组成，其中有8 种是人体不能合成但又是维持机体氮平衡所必需的，必需由食物供给，叫必需氨基酸（亮、异亮、赖、蛋、苯丙、苏、色、缬）。体内虽能合成组氨酸但速度太慢，不能满足身体需要，也可列入。3、半必需氨基酸：胱、酪、精、丝和甘氨酸在体内虽能合成，但其合成原料是必需氨基酸，且胱氨酸可取代80%-90%的蛋氨酸、酪氨酸可取代70%-75%的苯丙氨
27、酸，如长期缺乏，可能引起问题，称半必需氨基酸。二、蛋白质在体内的动态变化：1、氮平衡：1）正氮平衡：氮摄入氮排泄。人体组织中蛋白质合成速度损失速度，人体组织会增加。见于生长期儿童少年、孕妇乳母及病后的恢复等，应保持正氮平衡。2）负氮平衡：氮摄入氮排泄。如饥饿、消耗性疾病、膳食中缺乏蛋白质等，由于分解高于摄入，可出现日渐消瘦，抵抗力下降等。3）氮平衡：出入一致。认为此人处于氮平衡状态，摄入的蛋白质正好可修补和更新人体组织，但人体组织未见增加或长大。排泄氮=尿氮（尿素、氨、尿酸和肌酐）+粪氮（肠道分泌物、肠道脱落细胞中的氮在粪便中排出）+皮肤排出氮（含氮物如表皮细胞、毛发、分泌物等在体表部分丧失）。2、体内AA 动态平衡以血液氨基酸
