生物的主要营养及功能性成分.ppt

第六章 生物的营养物质及其功能,6.1生物的营养成分 6.1.1碳水化合物（植物淀粉，动物糖元等） 碳水化合物是生物界三大基础物质之一，也是自然界最丰富的有机物。 1碳水化合物的种类 1)单糖 葡萄糖，无色晶体或白色粉末，甜味约为蔗糖一半略高。 功能和应用：葡萄糖主要用于食品工业，如用于生产面包、糖果、糕点、饮料等。在医疗上输液。葡萄糖被氧化时，能生成葡萄糖酸，而葡萄糖酸钙是能有效提供钙离子的药物；葡萄糖被还原时，可生成正己六醇，它是合成维生素C的原料。,果糖，果糖存在于水果中，蜂蜜中含量最高。 功能和应用：果糖是甜度最高的一种糖，它的甜度是蔗糖的1.75倍。它广泛用于食品工业，如糖果、糕点、饮料等。 2)二糖：重要的的二糖有蔗糖和麦芽糖等。 蔗糖，甘蔗和甜莱中含量最高。 功能和应用：纯净的蔗糖是无色晶体易溶于水，比葡萄糖、麦芽糖甜，但不如果糖甜。 麦芽糖 功能和应用：用淀粉酶水解淀粉可以得到麦芽糖。麦芽糖的甜度低于蔗糖，是饴糖（糖稀）的主要成分。,乳糖：乳糖是哺乳动物乳汁中特有的一种双糖，乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖所构成。 在牛乳中含乳糖为4.64.7，人乳中含乳糖为68。 功能和应用：乳糖的甜度是蔗糖的1/5。乳糖在食品工业中，用于作婴儿食品及炼乳。在医药工业中，用于药品的甜味剂和赋形剂；此外，还可作细菌培养基。 海藻糖：海藻糖是由两个葡萄糖分子以,-1,1-糖苷键构成非还原性糖，自身性质非常稳定。 功能和应用：海藻糖对生物体具有神奇的保护作用，是因为海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜，有效地保护蛋白质分子不变性失活，从而维持生命体的生命过程和生物特征。 这一独特的功能特性，使得海藻糖除了可以作为蛋白质药物、酶、疫苗和其他生物制品的优良活性保护剂以外，还是保持细胞活性、保湿类化妆品的重要成分，更可作为防止食品劣化、保持食品新鲜风味、提升食品品质的独特食品配料，大大拓展了海藻糖作为天然食用甜味糖的功能。,3)寡糖： 目前已知的几种重要的功能性低聚糖有异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖等，甜度通常只有蔗糖的3060。 功能和应用： 4)多糖： 如淀粉、纤维素和糖原他们的主要功能是供应能量。,2碳水化合物的作用： 1) 供给能量 1克碳水化合物可产生16.7KJ（4Kcal）能量。 2) 构成一些重要生理物质 碳水化合物是细胞膜的糖蛋白、神经组织的糖脂以及DNA的重要成分。 3) 抗酮作用 脂肪代谢过程中必须有碳水化合物存在才能完全氧化而不产生酮体。酮体是酸性物质，血液中酮体浓度过高会发生酸中毒。 4) 糖原有保肝解毒作用 肝内糖原储备充足时，肝细胞对某些有毒的化学物质和各种致病微生物产生的毒素有较强的解毒能力。 3碳水化合物的饮食来源 谷类、薯类、豆类富含淀粉，是碳水化合物的主要来源。食糖（白糖、红糖、砂糖）几乎100%是碳水化合物。,6.1.2蛋白质,1蛋白质的重要功能 1）结构性蛋白：膜蛋白等。 2）功能性蛋白：如血红蛋白、凝血因子、肌动蛋白等。 2）调节蛋白：酶、激素、抗体等。 3）供给能量：每克蛋白质可产生.17.1千焦耳（4.1千卡）的能量。 由此可见，蛋白质是生命的物质基础，如果蛋白质长时间地摄入不足，正常代谢和生长发育便会无法进行，轻者发生疾病，重者甚至可以导致死亡。,2蛋白质的消化和利用 以氨基酸和小肽的形式吸收和利用。 小肽是2-数个氨基酸构成的肽类。新近的研究表明，小肽的吸收具有转运快、吸收效率高、耗能低、载体不易饱和等优点。有些研究认为小肽吸收进入小肠粘膜细胞后，被胞质中的肽酶(二肽酶、三肽酶)水解成游离氨基酸，然后离开细胞进入血循环，因此门静脉血中几乎找不到小肽。 有些小肽具有独特的生物活性和功能，这样的小肽称为活性肽，可以起到镇痛、调节血压，促进钙吸收和增强免疫等多种作用。 必需氨基酸：对成人来说，有8种，包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。对婴儿来说，组氨酸也是必需氨基酸。 非必需氨基酸：包括谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。,3蛋白质的分类 1）完全蛋白质：奶、蛋、鱼、肉中的蛋白质都属于完全蛋白质。 2）半完全蛋白质：小麦中的麦胶蛋白便是半完全蛋白质，含赖氨酸很少。 限制氨基酸：半完全蛋白质中缺少的某一种或某几种氨基酸叫做限制氨基酸。谷类蛋白质中赖氨酸含量较少，是限制氨基酸。 3）不完全蛋白质：如肉皮中的胶原蛋白便是不完全蛋白质。,3蛋白质的分类 根据蛋白质的来源： 动物蛋白： 植物蛋白：,4蛋白质的营养价值和互补作用 衡量某种蛋白质的营养价值的高低，或者说在体内的利用率的高低，最常用的一个指标是“生理价值”。 蛋白质的生理价值 =氮的保留量/氮的吸收量100% (氮的吸收量 = 食入氮粪中氮， 氮的保留量 = 食入氮粪中氮尿中氮) 一般讲，动物蛋白质的生理价值较植物蛋白质高。 蛋白质的互补作用：,5人对蛋白质的需要量的特点 过量：长期过量还会加重肝脏、肾脏负担，严重者可导致肝脏、肾脏病变 不足：长期不足可导至机体免疫力下降，代谢紊乱，肌肉萎缩，身体消瘦或水肿等。特别是在婴幼儿生长发育期，蛋白质的足量供给更为重要，因为在婴幼儿生长发育期蛋白质需要量特别大，如果蛋白质摄取不足，就会影响到大脑发育。（大头娃娃事件）,6食物蛋白质的合理搭配 我们可根据蛋白质的互补原理进行食物搭配，如把玉米、小米及大豆三种植物蛋白质混合组成的面食，其营养价值则明显提高。 食物搭配原则： 食物的生物学属性愈远愈好。 塔配的食物种类愈多愈好。 各类食物要同时食用。 总之，健康的身体，离不开科学合理的膳食营养。蛋白质做为人体组织的主要构成成份，摄入量也要遵循科学合理、适量的原则。,6.1.3脂肪 1分类 脂类： 脂肪， 类脂，它与脂肪化学结构不同，但理化性质相似。营养学上较重要的类脂有磷脂、糖脂、胆固醇等。 脂肪酸： 短链脂肪酸（少于6 个），中链脂肪酸（612 个）和长链脂肪酸（超过12 个）三类。一般食物所含的脂肪酸大多是长链脂肪酸。 单不饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸，饱和脂肪酸。 植物油，如花生油、玉米油、豆油、菜子油等。 动物脂肪，如牛油、羊油、猪油等。,2脂肪的生理功能 概括起来，脂肪有以下几方面生理功能： 1） 供给能量 ： 1克脂肪在体内分解成二氧化碳和水并产生38KJ（9Kcal）能量，比1克蛋白质或1克碳水化合物高一倍多。 2）构成一些重要生理物质 磷脂、糖脂和胆固醇构成细胞膜的类脂层，胆固醇又是合成胆汁酸、维生素D3和类固醇激素的原料。 3）维持体温和保护内脏 皮下脂肪可防止体温过多向外散失，也可阻止外界热能传导到体内，有维持正常体温的作用。内脏器官周围的脂肪垫有缓冲外力冲击保护内脏的作用。 4）提供必需脂肪酸。 5）脂溶性维生素的重要来源 鱼肝油和奶油富含维生素A、D，许多植物油富含维生素E。脂肪还能促进这些脂溶性维生素的吸收。 6）增加饱腹感 脂肪在胃肠道内停留时间长，所以有增加饱腹感的作用。,3一些重要的脂肪酸 亚油酸 亚麻酸 是必需脂肪酸，而花生四烯酸则可利用亚油酸由人体自身合成。 必须脂肪酸的作用： 1. 是细胞膜的重要成分，缺乏时发生皮炎，对儿童还影响其生长发育； 2. 是合成磷脂和前列腺素的原料，还与精细胞的生成有关； 3. 促进胆固醇的代谢，防止胆固醇在肝脏和血管壁上沉积， 4.对放射线引起的皮肤损伤有保护作用。,胆固醇 胆固醇是类脂的一种。它在人体内具有重要生理功能： 1. 是细胞膜的组成成分； 2. 胆汁酸和维生素D3的原料； 3. 是合成类固醇激素的原料，特别是性激素和肾上腺皮质激素。 人体胆固醇来自膳食和体内合成。 当脂质代谢发生异常或膳食胆固醇摄入量超过身体调节能力时，血液中的胆固醇浓度就会升高并逐渐在血管内壁上沉积而引起血管腔狭窄。这时，除药物治疗外还应限制富含胆固醇的食物。但在脂质代谢正常的情况下无须过分限制，因为胆固醇也是人体不可缺少的营养物质。,4鱼油中的DHA 和EPA 经研究发现，鱼油中富含DHA （ Docosahexaenoic acid ）和EPA（Eicosapentaenoic acid ） is an omega-3 fatty acid. It is found in cold water fatty fish and in fish oil supplements . 它们有降低胆固醇，增加高密度脂蛋白的作用。高密度脂蛋白是一种能移去血管壁上积存的胆固醇，疏通血管的物质。 它们还有抑制血小板聚集、降低血黏度和扩张血管等作用。 动物实验还发现DHA可促进脑的发育。 有些植物油中含量丰富的亚麻酸在体内可以转变成EPA和DHA ，与深海鱼油所含的EPA和DHA有同样的生物效用。,6.1.4膳食纤维 膳食纤维指的是人体不能消化的多糖类，包括纤维素、半纤维素、果胶、树胶等食物成分。 目前已知膳食纤维的主要生理功能包括： 预防便秘。 控制体重，防止肥胖。 降低血液中胆固醇浓度。 膳食纤维会妨碍矿物质、微量元素和维生素的吸收。,1膳食纤维的作用 1）很高的持水力 膳食纤维的持水性可以增加人体排便的体积与速度，减轻了泌尿系统的压力，具有肠道“清道夫”的作用。 2）对阳离子有结合和交换能力 对消化道的pH值，渗透压以及氧化还原电流产生影响，以利于消化吸收。 3）对有机化合物有吸附螯合作用 可以螯合吸附胆固醇和胆汁酸之类有机分子。 吸附肠道内的有毒物质（内源性有毒物），化学药品和有毒医药品（外源性有毒物）等，并促进它们排出体外。 4）具有类似镇定剂的容积作用 减少对其他成分的消化吸收，为此对预防肥胖症状大有益处。 5）有利于改变消化系统中的菌落 会诱导出大量好气菌群，这些好气菌很少产生致癌物，,6.2生物的主要功能性成分 6.2.1维生素 凡是生物生长需要、但不能自己合成，必须从外界摄取的极少量的有机物质，均属维生素。维生素一般都是辅酶分子或辅酶分子的一部分。维生素可以分为水溶性和脂溶性2大类。 (1)水溶性维生素： 维生素C：又名抗坏血酸，是一种分子最简单的维生素。 维生素B：包括多种在化学上不属于同类、但在功能上却很相似的化合物，这些化合物常是一同存在的。多种维生素B都是辅酶分子的主要部分，在细胞呼吸中起重要作用。 维生素B1以硫胺素焦磷酸 维生素B2：即核黄素 烟酰胺：是NAD和NADP的主要成分 泛酸：是辅酶A,(2)脂溶性维生素 主要有A、D、E、K 4类。它们对于脊椎动物是必需的。 维生素A(视黄醇)： 蔬菜、水果，特别是胡萝卜中含有类胡萝卜素类的物质，其中有几种胡萝卜素(carotene)在人体肠粘膜和肝细胞中都能转化为维生素A。鱼肝油中维生素A的含量特高。但服用过多，反有不利，使骨骼变脆、易折。,维生素D： 是类固醇物质。各种维生素D都有促进小肠吸收Ca2+的功能。,维生素E：最早是在植物油中发现的。 缺乏时失去生育能力，故称为生育酚(tocopherol)，即是维生素E。 维生素E缺乏除引起不育外，还可使肌肉发育不良，出现萎缩、衰乏等现象。维生素E还有抗氧化的作用，能防止不饱和脂肪酸的自身氧化，因而有保护生物膜的功能，使生物膜中的不饱和酸不致因氧化变硬，使膜遭到破坏。,维生素K：对正常的血液凝结有重要作用。缺乏维生素K可出现血凝缓慢，甚至可出现大出血。通常，人肠道中的细菌能合成维生素K，足够人体之用，但如肠吸收脂类和脂溶性物质的机能发生障碍，就可出现维生素K缺乏症。,6.2.2 矿物质 矿物质又称无机盐，也是构成人体组织和维持正常生理活动的重要物质。 1矿物质和微量元素的生理功能，概括起来可分三方面： 1）是构成人体骨骼牙齿等硬组织的主要材料。 2）以离子形式溶解在体液中维持人体水分的正常分布、体液的酸碱平衡和神经肌肉的正常兴奋性。 3）是一些酶的组成成分和激活剂。 在我国人民膳食中容易缺乏的矿物质和微量元素有钙、铁、碘等元素。在一些地质条件特殊的地区存在因摄入氟或硒过多而发生的氟中毒或硒中毒问题。,钙：钙是人体必需的常量元素。1.钙是牙齿和骨骼的主要成分。2.钙与镁、钾、钠等离子在血液中的浓度保持一定比例才能维持神经、肌肉的正常兴奋性。3.钙离子是血液保持一定凝固性的必要因子之一，也是体内许多重要酶的激活剂。 钙的吸收和利用，钙在肠道内吸收很不完全，食物中的钙约70%80%随粪便排出。这主要是由于膳食中的植酸和草酸与钙结合成为不溶解难吸收的钙盐。谷类食物含植酸较高。膳食中纤维素过高也会降低钙的吸收率。维生素D，维生素C，钙/磷比例适宜（1：1）等因素均可促进钙的吸收。锻炼也可促进钙的吸收和储备。钙的食物来源，奶和奶制品、小虾皮、芝麻酱、大豆及其制品钙的含量较高，深绿色蔬菜如小萝卜缨、芹菜叶、雪里蕻等含钙量也较多。,铁： 功能性铁存在于血红蛋白、肌红蛋白和一些酶中，约占体内总铁量的70。其余30%为储存铁，主要储存在肝、脾和骨髓中。 铁的生理功能：铁是合成血红蛋白的主要原料之一。 铁的来源 动物内脏（特别是肝脏）、血液、鱼、肉类都是富含血红素铁的食品。深绿叶蔬菜。,锌：人体含锌23克，广泛分布于全身组织。 已经发现有50多种酶含锌或与锌有关。锌的主要生理功能是：1.促进生长发育，参与核酸和蛋白质的合成，可促进细胞生长、分裂和分化，也是性器官发育不可缺少的微量元素。