营养学基础【饮食与健康.ppt

1,第三章 营养学基础,2,人体需要40多种营养素，分为六大类。 1.蛋白质:9大AA 2.脂肪：2大脂肪酸 3.碳水化合物：葡萄糖 4.矿物质：钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒、锌（17种） 5.维生素： VA、VB1、VB2、VB6、 VB12、VC、VD3、VE、烟酸、叶酸等 6.水,3,第一节 蛋白质,4,一、蛋白质的功能,1 是人体组织的构成成分 2 构成体内各种重要的生理活性物质 3 供给能量 1g食物蛋白质在体内约产生167kJ（4.0kcal）的热能。,5,二、氨基酸和必需氨基酸,（一）氨基酸和肽,6,*组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。 摘自Modern Nutrition in Health and Disease ，第9版，第14页，1999年。,构成人体蛋白质的20种氨基酸,7,构成人体蛋白质的氨基酸有20种,必需氨基酸essential amino acid： 异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸和组氨酸。 条件必需氨基酸conditionally essential amino acid：半胱氨酸和酪氨酸。 非必需氨基酸nonessential amino acid：其余9种,8,必需氨基酸：(essential amino acid)是指人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得的氨基酸。 条件必需氨基酸(conditionally essential amino acid)：半胱氨酸和酪氨酸在体内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可分别减少30%和50%，半胱氨酸和酪氨酸这类可减少人体对某些必需氨基酸需要量的氨基酸，称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸。 非必需氨基酸(nonessential amino acid)：人体自身可以合成以满足机体需要的氨基酸称非必需氨基酸。,（二）必需氨基酸,9,氨基酸模式(amino acid pattern) ：是蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为l，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式。,（三）氨基酸模式和限制氨基酸,10,几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式,根据食物成分表（王光亚主编，人民卫生出版社，1991年）计算。大豆、全鸡蛋（红皮）来自上海；鸡蛋白来自河北；牛奶产自甘肃；猪瘦弱、牛肉（里脊）、小麦标准粉来自北京；大米为浙江早籼标二米。,11,参考蛋白(reference protein)：是指可用来测定其它蛋白质质量的标准蛋白。 限制氨基酸(1imiting amino acid)：是指食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸，称为限制氨基酸。,12,为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，而达到以多补少的目的，提高膳食蛋白质的营养价值，不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用，称为蛋白质互补作用。 若两种以上不足，以不足程度称为第一、第二限制氨基酸。例如谷类缺少赖氨酸、豆类缺少蛋氨酸，谷豆混合食用可补充不足,蛋白质互补作用(complementary action)：,蛋白质互补作用主要适用于以植物性食物为主的人群,桶板模型,14,（一）蛋白质的含量 微量凯氏(Kjeldahl)定氮法：测定食物中的氮含量，再乘以由氮换算成蛋白质的换算系数，就可得到食物蛋白质的含量。 （二）蛋白质消化率(digestibility) （三）蛋白质利用率（utilization),三、食物蛋白质营养学评价,15,几种食物蛋白质的消化率(%),摘自 WHO Technical Report Series 724, 第119页，1985年。,（二）蛋白质消化率(digestibility),16,真消化率(true digestibility) 食物氮(粪氮粪代谢氮) 蛋白质真消化率(%) 100 食物氮 表观消化率(apparent digestibility) 食物氮粪氮 蛋白质表观消化率(%) 100 食物氮,17,生物价(biological value，BV) 蛋白质净利用率(net protein utilization，NPU) 蛋白质功效比值(protein effciency ratio，PER) 氨基酸评分(amino acid score，AAS) 此外，还有相对蛋白质值(relative protein value，RPV)、 净蛋白质比值(net protein ratio，NPR)、氮平衡指数(nitrogen balance index，NBI),（三）蛋白质利用率（utilization),18,1 生物价(biological value，BV)：是反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用程度的指标。 储留氮 生物价 100 吸收氮 吸收氮=食物氮(粪氮粪代谢氮) 储留氮=吸收氮(尿氮尿内源性氮),19,2 蛋白质净利用率(net protein utilization，NPU)：是反应食物中蛋白质被利用的程度，即机体利用的蛋白质占食物中蛋白质的百分比。 储留氮 蛋白质净利用率消化率生物价 100% 食物氮,20,3 蛋白质功效比值(protein effciency ratio，PER) ：是用处于生长阶段中的幼年动物(一般用刚断奶的雄性大白鼠)，在实验期内其体重增加和摄入蛋白质的量的比值来反映蛋白质营养价值的指标。 动物体重增加(g) 蛋白质功效比值 摄入食物蛋白质(g) 实验组功效比值 被测蛋白质功效比值 2.5 对照组功效比值,21,4 氨基酸评分(amino acid score，AAS)：是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式(amino acid scoring pattern)和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较，因此是反映蛋白质构成和利用的关系。,被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg) 氨基酸评分= 理想模式或参考蛋白质中每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg),22,确定某一食物蛋白质氨基酸评分步骤 求出每克蛋白质中氨基酸含量（mg/g); 计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值; 在上述计算结果中，找出第一限制氨基酸评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。 理论上应计算8种EAA的AAS，但实际应用只需计算赖氨酸、含硫氨酸、苏氨酸和色氨酸。,23,几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式,24,常见几种食物蛋白质质量,25,经消化率修正的氨基酸评分(protein digestibility -corrected amino acid score,PDCAAS)：可替代蛋白质功效比值PER，对除孕妇和l岁以下婴儿以外的所有人群的食物蛋白质进行评价。氨基酸评分高于的记为 经消化率修正的氨基酸评分氨基酸评分真消化率,几种食物蛋白质经消化率修正的氨基酸评分,26,蛋白质质量评定方法比较,（1） PER（蛋白质功效比值）是最早使用的评定蛋白质质量的方法，以小老鼠生长所需的必需氨基酸量为标准。由于小老鼠生长所需的各种必需氨基酸量与人类有所不同，在被使用了几十年后被发现高估了某些动物蛋白质的价值，而低估了植物蛋白质的价值。 （2） （氨基酸评分）是指用鸡蛋和乳类的氨基酸模式评分。它的应用有一定的局限性，不适合某些消化率和生物利用率差的蛋白质。 （3） PDCAAS（蛋白质消化率校正后的氨基酸分数）是FAO和WHO联合专家评估小组在9年提出的新的蛋白质质量评估方法。以岁儿童的必需氨基酸需求量为基准，将食物中可被利用的必需氨基酸含量与之相比较。 与上述两种方法相比，用PDCAAS来评定蛋白质质量更为合理，因为它不仅考虑到了食物蛋白质的必需氨基酸组成，而且考虑到了食物蛋白质的消化率和食物蛋白质提供人体必需氨基酸需求量的能力。大豆分离蛋白，酪蛋白和鸡蛋白的PDCAAS均为1.0，都是能满足人体生长需要的优质蛋白。,27,理想的氨基酸需要量模式,28,计算每种食品的氨基酸评分,并计算67%稻米,22%黄豆,11%牛乳混合后AAS,29,30,蛋白质能量营养不良(proteinenergy malnutrition，PEM) Marasmus 氏征（消瘦型）：指蛋白质和能量摄入均严重不足的儿童营养性疾病。 Kwashiorker 氏征（水肿型）：指能量摄入基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病。 成人蛋白质摄入不足可引起体力下降、浮肿、抗病力减弱等。,四、蛋白质-能量缺乏症,31,蛋白质缺乏的原因大致有： （1）膳食中蛋白质-热能供给不足 （2）消化吸收不良 （3）蛋白质合成障碍 （4）蛋白质损失过多，分解过甚,（一）发病原因,消瘦型 (marasmus),在婴幼儿中最常见，是因膳食中长期缺乏蛋白质、热能和其他多种营养素所致 患儿体重降低，皮下脂肪减少或消失，肌肉萎缩，无浮肿,（二）发病原因,恶性营养不良 (kwashiokor),常见于儿童，是因膳食中长期缺乏蛋白质而热能的供给基本足够 表现浮肿、体重降低、肝肿大、毛发改变、腹泻、精神系统症状,糖婴儿,38,（一）膳食参考摄入量 成人按每公斤体重每天摄入080g蛋白质较好。我国由于以植物性食物为主，蛋白质质量较差，所以参考摄入量按1012gkg体重。 一般来说，膳食蛋白质供给应该遵循以下几点： 1、根据不同人群及其健康、劳动状况，按推荐摄入量提供。 2、热能计算，蛋白质摄入占膳食总热能的1012，儿童青少年为1215。 3.要保证膳食蛋白质的质量。优质蛋白包括动物性蛋白质和大豆蛋白质质量好，它们应占成人膳食蛋白质参考摄入量1/3以上；其他人群，特别是儿童这个比例应更高，以防止必需氨基酸的缺乏。,五、蛋白质供给量及食物来源,39,（二）食物来源 蛋白质广泛存在于动植物性食物中。蛋白质质量分数丰富的食物为各种肉类(主要为肌肉)、蛋类、奶及其制品、大豆及其制品。动物性蛋白质质量好，但同时富含饱和脂肪酸和胆固醇，植物性蛋白却利用率较低。因此，注意蛋白质互补，适当进行搭配是非常重要的。大豆蛋白质的营养和保健功能已越来越受重视，多吃大豆制品，不仅可提供丰富的优质蛋白，同时也可起到许多保健功效。此外，谷类也含有一定的蛋白质(610)，因为是我国膳食的主食，摄入量比较大，因此也是蛋白质一个重要来源。 注意蛋白质互补 大力提倡我国各类人群增加牛奶和大豆及其制品的消费。,40,通常，肉类蛋白被认为具有的另一优势是其消化吸收率较高，达到92-94%，蛋类蛋白则达到98%。而一般谷物蛋白则只有80%左右。薯类74%。但是，牛奶蛋白的消化吸收率为97-98%。虽然黄豆直接食用时蛋白质的消化率只有65%，但是若是制成豆腐，则为92-95%，不亚于肉类。此外，豆浆、腐竹、豆腐皮等豆制品的蛋白质消化率均在90%以上。,41,六、具有特殊功效的肽与氨基酸,1 牛磺酸 2 精氨酸 3 谷氨酰胺 4 谷胱甘肽,42,1 牛磺酸 广泛存在于动物组织和植物中，在机体内分布于中枢神经系统、视网膜、肝、骨骼肌、心肌、血细胞、胸腺及肾上腺等，尤以脑组织和心脏的浓度高。 生理功能：保护视网膜，维护视网膜光感受活性。体内氧化物质的清除剂。可与胆碱结合形成硫磺胆酸，参与脂类的消化吸收，降低血小板聚积。可改善肝功能、抑制血压上升、增强心脏收缩力、提高胰岛素活性等。 牛磺酸在营养上是非常重要的，但在体内可由蛋氨酸、半胱氨酸合成，当体内牛磺酸不足时还可通过肾脏重吸收和减少排泄，以维持体内含量的稳定。从食物中获得的过量牛磺酸则从尿中排出，一般不会缺乏。但婴幼儿由于体内牛磺酸合成所需的半胱亚磺酸脱羧酶活性较低，合成量不能满足需要，人工喂养儿需补充。人乳含丰富的牛磺酸200-480 克分子/升。,43,2 精氨酸： 非必需AA。在有些情况（机体发育不成熟或在严重应激条件）下，需补充精氨酸。 生理功能：精氨酸可刺激垂体分泌生长激素，对促进儿童生长有作用。精氨酸还可促进胶原组织的合成，有促进伤口愈合的作用。补充精氨酸能增加胸腺重量，防止胸腺的退化，促进胸腺中淋巴细胞的生长。在免疫系统中，除淋巴细胞外，吞噬细胞的活力也与精氨酸有关。加入精氨酸后，可活化其酶系统，使之更能杀死肿瘤细胞或细菌等靶细胞。补充精氨酸还能减少患肿瘤动物的肿瘤体积，降低肿瘤的转移率，提高动物的存活时间与存活率。可增加肝脏中精氨酸酶活性，有助于将血液中的氨转变为尿素排泄出去。,44,3 谷氨酰胺： 在剧烈运动、受伤、感染等应激条件下，谷氨酰胺需要量机体合成谷胺酰胺的能力，使体内谷胺酰胺含量降低，蛋白质合成减少，出现小肠黏膜萎缩与免疫功能低下现象。 生理功能主要有：其酰胺基上的氮是生物合成核酸的必需物质。还是器官与组织之间氮与碳转移的载体。是蛋白质合成与分解的调节器，可形成其它氨基酸。是肾脏排泄氨的重要物质。是小肠黏膜的内皮细胞、肾小管细胞、淋巴细胞、肿瘤细胞与成纤维细胞能量供应的主要物质。是防止肠衰竭的最重要营养素，也是目前为止人体是否发生肠衰竭的唯一可靠指标。,45,4 谷胱甘肽： 是一种非必需氨基酸。但在剧烈运动、受伤、感染等应激情况下，机体对谷胱甘肽的需要量大大超过机体合成谷胱甘肽的能力。 生理功能：在体内可清除自由基，防止体内活性物质氧化。GSH对放射线、抗肿瘤药物所引起的白细胞减少有恢复保护作用，对有毒化合物、重金属等有解毒作用，还可抑制由于乙醇侵袭而出现的脂肪肝的发生。,46,第二节 脂 类,47,一、脂类的分类及功能,脂类(lipids)主要有 甘油三酯(triglycerides) 磷脂(phospholipids) 固醇类(sterols),48,脂肪（甘油三酯，Triglycerde),含量：约占正常人体重的10%-20%，占脂类的95%。 分布：存在于脂肪组织，被称为贮存脂肪。 分布于皮下、大网膜、肠系膜及脏器的周围。 特点：在体内含量不稳定，受营养状况和机体活动 的影响而增减，为“可变脂”和“动脂” (variable fat)。,49,类脂（Lipoids),种类：磷脂（phospholipid) 鞘磷脂 (sphingomyelin) 糖脂 （glucolipide) 类固醇及固醇 （steroids，sterol ) 如胆固醇、谷固醇。,50,类脂（Lipoids),含量：约占脂类的5%。 分布：生物膜（细胞膜、亚细胞器膜等）、脑髓 神经组织及参与形成体内某些重要生理活 性物质。 特点：含量稳定，不受营养状况和机体活动的 影响，为“稳定脂”、“定脂”。,51,（一）甘油三酯（脂肪） 1 脂肪的生理功能 提供机体热能与储存热能；人体在休息时60%的能量来源于体内脂肪，运动或长时间饥饿时，体脂提供的能量更多。 1g脂肪产生的能量为39.7kJ(9.46kcal) 维持体温 保护脏器、组织和关节 内分泌作用延迟胃排空。保护提供机体必需脂肪酸； 帮助机体更有效地利用碳水化合物和节约蛋白质。 提供的脂肪酸是机体的重要构成成分。 食物中的脂肪除了提供能量和合成人体脂肪外，还有增加饱腹感；改善食品的感官性状；提供脂溶性维生素。,52,2 脂肪酸(fatty acid)：天然脂肪酸是由不同的碳（4-24C）组成的直链脂肪酸，一般碳原子均为双数。 （1）按其碳链长短分类 长链脂肪酸(14碳以上) 中链脂肪酸(含812碳) 短链脂肪酸(6碳以下) （2）按其饱和程度分类 （3）按其空间结构不同分类,53,常见的脂肪酸,摘自Modern Nutrition in Health and Disease，第9版, 第68页，1999年。,54,按其饱和程度分类 饱和脂肪酸(saturated fatty acid) 不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid, UFA),55,饱和脂肪酸（saturated fatty acid),常见的饱和脂肪酸 月桂酸（lauric acid） C12：0 豆蔻酸（myristic acid）C14:0 棕榈酸（palmitic acid）C16：0 硬脂酸（stearic acid）C18：0 花生酸（arachidic acid) C：20,56,不饱和脂酸（unsaturated fatty acid),结构：含有不饱和双键，双键数1-6个。 依不饱和双键数分为 单不饱和FA 多不饱和FA 依不饱和双键的位置分为 n-3系列 n-6系列 n-9系列,57,食物中常见的不饱和脂肪酸 油酸（oleic acid) *9 C18:1 n-9 亚油酸（linoleic acid) *9,12 C18:2 n-6 亚麻酸（linolenic acid) *9,12,15 C18:3 n-3 花生四烯酸（arachidomic acid) *5,8,11,14C20:4 n-6 二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid) 二十二碳六烯酸（docosahexenoic acid),58,营养学上最具价值的脂肪酸有两类 n-3(或-3)系列不饱和脂肪酸,即从甲基端数，第一个不饱和键在第三和第四碳原子之间的各种不饱和脂肪酸； n-6(或-6)系列不饱和脂肪酸，从甲基端数，第一个双键在第六和第七碳之间。 CH3(CH2)nCH2COOH 甲基端 羧基端,59,按其空间结构不同分类 顺式脂肪酸(cis-fatty acid) 反式脂肪酸(trans-fatty acid)：反式脂肪酸不仅可使血LDL升高，同时还能降低血HDL水平，增加心血管疾病的危险。存在于人造奶油。,60,3. 必需脂肪酸（essential fatty acid),概念：人体不能合成，必须由食物供给的正常人体 所必需的多不饱和脂肪酸。 种类： n-6系列中的亚油酸和n-3系列中的-亚麻酸,61,3. 必需脂肪酸（essential fatty acid),生理功能： （1）是细胞膜的构成成分； （2）是合成前列腺素的前提物质；前列腺素是由亚油酸合成的。与胆固醇代谢有密切关系。 （3）参与胆固醇的运输和正常代谢，降低血清胆固醇的水平。胆固醇与必需脂肪酸结合后，才能在体内转运，进行正常的代谢，防止动脉粥样硬化。 (4) 可以衍生系列具重要生理功能的多不饱和脂肪酸和其衍生物。,62,必需脂肪酸缺乏 生长迟缓，生殖障碍，皮肤损伤(出现皮疹等)以及肾脏、肝脏、神经和视觉方面的多种疾病。此外对心血管疾病、炎症、肿瘤等多方面也有影响。,63,（二） 具有特殊功能的脂类 1 磷脂：指甘油三酯中一个或两个脂肪酸被含磷酸的其它基团所取代的一类脂类物质。其中最重要的磷脂是卵磷脂(1ecithin)，它是由一个含磷酸胆碱基团取代甘油三酯中一个脂肪酸而形成的。,64,磷脂功能： 膜结构的重要组成成分； 作为乳化剂促进脂类在胃肠道的消化吸收。 磷脂的缺乏： 造成细胞膜结构受损，毛细血管的脆性和通透性增加，引起水代谢紊乱，产生皮疹。,65,2 多不饱和脂肪酸 （1）预防和治疗心血管疾病 （2）减少炎症性疾病，保护皮肤健康 （3）促进神经系统的发育 3 胆固醇 细胞膜及神经组织的结构成分； 体内一些重要生理活性物质的前体，如类固醇激素、维生素D、肾上腺素、性激素、胆汁等； 促进脂肪的消化吸收。胆固醇的代谢产物胆酸能乳化脂类，帮助膳食中脂类物质的吸收。体内胆固醇水平的升高主要是内源性的。,66,二 脂类营养价值评价,脂肪的消化率： 含不饱和脂肪酸和短链脂肪酸越多的脂肪，熔点越低，越容易消化。脂肪的吸收率一般在80%以上，最高的菜籽油可达99%。 必需脂肪酸的含量 脂溶性维生素的含量 油脂存放中的稳定性 脂肪酸的组成比例 胆固醇质量分数高低也应该作为膳食脂类的营养价值评价指标之一,67,三、脂肪在体内的变化,脂肪,甘油、脂肪酸,储存在皮下结缔组织、肠系膜等处,分解,CO2+H2O+能量,糖元等,合成,氧化分解,脂类,脂肪,类脂,固醇,血脂,维持新陈代谢。如：性激素、维生素D、胆固醇等,生物体内储能物质,细胞内膜结构的主要成分。,血浆中所含的脂类统称为血脂。它包括甘油三酯、磷脂、胆固醇以及游离脂肪酸等。血脂的含量一般受膳食、年龄、性别、职业以及代谢等的影响，波动范围较大。 临床上将空腹时血脂含量超出正常上限并且持续升高的症状叫做高血脂症。血浆中的总胆固醇和甘油三酯含量长时间过高，就可能引起动脉粥样硬化。此外，糖尿病等疾病患者的血脂含量也会明显升高。 测量血脂是诊断某些疾病的依据之一。,68,血浆脂蛋白的组成及生理意义,69,四 脂类的食物来源及供给量 膳食脂肪主要来源于动物的脂肪组织和肉类以及植物的种子。 亚油酸普遍存在于植物油中 亚麻酸存在于豆油、紫苏籽油中 EPA、DHA主要存在于鱼贝类食物中 磷脂较多的食物为蛋黄、肝脏、大豆、麦胚和花生等。 胆固醇丰富的食物是动物脑、肝、肾等内脏和蛋类，肉类和奶类。,70,动、植物脂肪营养价值的比较,71,植物油中，不饱和脂肪酸较多,动物脂肪中饱和脂肪酸含量比较多（鱼油 除外）。 含有16-22 C的饱和脂肪酸过多，与高脂血症、心脑血管疾病的发生密切相关。,动、植物脂肪在营养方面各有特点，在膳食中应根据个体的具体情况搭配食用，不可偏废，以保证身体多方面的需要。,72,我国营养学会推荐，儿童和少年脂肪所供能量占总摄入能量的比率为2530%，成人脂肪摄入量控制在20%30%的总能量摄入范围之内。 膳食饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸供能分为10、10和10。 一般认为必需脂肪酸的摄入量应不少于总能量的3%。加建议n-3与n-6脂肪酸摄入比为1:46较适宜。 18岁以上人群每天不超过300mg胆固醇。,73,根据营养调查，我国居民的膳食总脂肪摄入平均约每天6070克，其来源可以分为两个部分。其一是除了烹调油外各种食物中含有的脂肪，约占膳食总脂肪60，其中动物性食物提供的脂肪约占23。,74,第三节 碳水化合物,75,碳水化合物(carbohydrate) 分类： 单糖(monosaccharide) 双糖(disaccharide) 寡糖(oligosaccharide) 多糖(polysaccharide)。,一、碳水化合物的分类、食物来源,76,（一）单糖 1.葡萄糖(glucose) 2.果糖(fructose) 3.半乳糖(galactose) 4.其它单糖 核糖(ribose) 脱氧核糖(deoxyribose) 阿拉伯糖(arabinose) 木糖(xylose) 糖醇:山梨醇(sorbitol)、甘露醇(mannitol)、木糖醇(xylitol)、麦芽糖醇(maltitol) 、肌醇(inositol),77,（二）双糖:两个分子单糖缩合而成的糖。 蔗糖(sucrose) 乳糖(1actose) 麦芽糖(maltose) 海藻糖(trehalose) （三）寡糖:是指由310个单糖构成的一类小分子多糖。 棉子糖(raffinose) 水苏糖(stachyose),78,功能性低聚糖生理作用,（1）整肠作用、预防疾病：摄取低聚糖可使双歧杆菌殖殖，抑制有害细菌。双歧杆菌发酵低聚糖产生短链脂肪酸和一些抗生素物质，抵制外源疾病菌和肠内固有腐败菌的生长繁殖。 （2）生成并改善营养素的吸收：双歧杆菌在肠道内能合成少量的维生素B1、维生素B2、B6、B12、Vpp、叶酸。 （3）热值低，不引起血糖升高。 （4）增强机体免疫力，防止癌变发生。,膳食来源 某些蔬菜、水果中含有天然低聚糖，如洋葱、大蒜、葡萄、洋姜、芦笋、香蕉等含低聚果糖，大豆及一些豆类含水苏糖，甜菜中含棉籽糖，多食这些食品对人类人群都有益。,79,（四）多糖:由10个以上单糖组成的大分子糖。 1.糖原(glycogen) 2.淀粉(starch)：直链淀粉(amylose) 支链淀粉(amylopectin) 3.纤维(fiber),80,根据其水溶性不同， 一般分为： 可溶性纤维(soluble fiber) 不溶性纤维(insoluble fiber) 不溶性纤维： 纤维素(cellulose)、半纤维素(hemicellulose)、 木质素(1ignin) 可溶性纤维： 果胶(pectin)、树胶(gum)、粘胶(mucilage)、少数半纤维素,膳食纤维(dietary fiber),81,膳食纤维的种类、食物来源和主要功能,译自：Perspective in Nutrition，第三版，第82页，1996年。,82,膳食纤维的生理作用,（1）降低血脂和胆固醇，预防冠心病 一般来说，果胶、树胶以及富含水溶性纤维的食物（燕麦、大麦麸、荚豆和蔬菜等）可降低血浆总胆固醇5%10%，大多是降低其低密度脂蛋白胆固醇（“坏的胆固醇”），而高密度脂蛋白胆固醇（“好的胆固醇”）的降低很少或不降低，对预防冠心病等有好处。许多水溶性纤维在肠道形成的粘稠基质可干扰胆固醇或胆酸的吸收。,83,（2）改善血糖生成，即减缓血糖生成和加速血糖分解，减轻糖尿病 （3）改善大肠功能，防治便秘和痔疮、预防结肠和直肠癌 （4）降低营养素的利用,84,膳食纤维的摄入量与疾病的关系还受其它膳食因子影响。肉类和脂肪的摄入量、膳食纤维的不同来源以及其它非营养因子均会造成疾病危险性的差别。 例如日本人与英国人非淀粉多糖的摄入量相等，但日本人比英国人患结肠癌少，可能与日本人摄入的膳食纤维较多有关。因血浆胆固醇、血糖和胰岛素水平都不会因摄入纤维而发生明显反应，不能作为判别纤维适宜摄入量的指标。粪便的重量与膳食纤维的含量有关，有人建议用粪便的重量和食物在肠道的通过时间作为大肠功能的指标，并用来评定膳食纤维的适宜摄入量。非淀粉多糖的摄入量不超过32克时，其粪便量与纤维摄入量呈剂量-反应关系。每日粪便重量低于150克时伴有疾病的危险性增加。,85,膳食纤维的参考摄入量（DRIs）与膳食来源,目前常根据平衡膳食宝塔，参考中国食物成分表1991版中不可溶膳食纤维的含量，用折算系数推算出总膳食纤维的含量。,86,二、碳水化合物的功能 （一）体内碳水化合物的功能 贮存和提供能量 构成机体的重要物质 节约蛋白质作用 (sparing protein action) 当摄入足够的碳水化合物时，可以防止体内和膳食中的蛋白质转变为葡萄糖，这就是所谓的节约蛋白质作用。 抗生酮作用(antiketogenesis)：脂肪在体内彻底分解需要葡萄糖的协同作用，否则过多的酮体则引起酮血症。 保护肝脏的作用：葡萄糖醛酸直接参与肝脏的解毒。,87,（二）食品碳水化合物的功能 主要的能量营养素 1g碳水化合物产能16.7kJ(4.0kcal) 改变食物的色、香、味、型 提供膳食纤维 增强肠道功能、有利粪便排出 控制体重和减肥 可降低血糖和血胆固醇 预防结肠癌的作用,二、碳水化合物的消化吸收,1、糖类的消化： 淀粉 口腔中唾液淀粉酶约水解40% 胃中盐酸水解少量 小肠中：胰淀粉酶约水解50%，肠淀粉酶水解少量 麦芽糖 乳糖 蔗糖 小肠中的麦芽糖酶 小肠中乳糖酶 小肠中蔗糖酶 葡萄糖 半乳糖 果糖,碳水化合物的消化示意图,89,碳水化合物的消化吸收主要在小肠中进行，但小肠中未彻底消化以及不能消化的碳水化合物在结肠中经肠道微生物发酵后，产生短链脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，能改善肠道微生物菌群，对人体降血脂、调节血糖、清除肠道毒素和废物如氨、酚有帮助。所以，有人也称非消化性碳水化合物，如低聚糖为“益生源”物质。,90,膳食中的单糖、糖醇不需消化，可直接吸收，可消化的碳水化合物主要是淀粉，常见的双糖，除海藻糖外也可被消化，而寡糖中多为非消化性碳水化合物。淀粉的消化主要在小肠中进行。蔗糖和乳糖可分别经蔗糖酶和乳糖酶水解为葡萄糖、果糖及半乳糖。有些人，缺乏乳糖酶，吃了乳品后，乳糖消化不良，出现乳糖不耐症。,（二）碳水化合物的代谢 从来源看：血糖一方面来源于食物中碳水化合物，另一方面来源于肝脏组织储存的糖原及乳酸、氨基酸的糖异生作用。 血糖有三条去路： 第一，有一部分直接被各组织细胞氧化分解，为这些组织细胞提供能量，特别是神经组织，如大脑神经细胞自身没有能源贮存，主要依靠血液供给能源物质。 第二，部分以糖原方式储存于肝脏及肌肉组织。第三，多余的葡萄糖则转变为储存脂肪。,92,血糖指数（GI）,血糖指数能够检测葡萄糖溶入血液中的速度，也就是说，肌体吸收高糖食物的速度。 这种根据碳水化合物的来源划分食品种类的方法非常有效。消化食品的时间长短会影响血糖(血液中糖分的比率)的高低。 进食一种食物两小时內血糖反应曲线下的面积x 100 血糖指數- 进食相等分量的葡萄糖两小时內血糖反应曲线下的面积 进行持久性(超过90分钟)的运动或比赛前宜吃低血糖指数餐 低GI的食物，释放葡萄糖缓慢、餐后血糖峰值低，但下降速度也慢。这对糖尿病人的膳食选择提供了基础。,93,高血糖指数食品(指数70)会引起血糖急剧地大幅度升高。这种能量供应只能维持较短的时间，身体很快又会感到饥饿乏力。 低血糖指数食物(指数55，以葡萄糖数量是100为基数)，能够使血糖缓慢但有规律地升高。糖分在肌体内扩散的速度是逐步的，渐进的，因而能够保证持续的能量供给。 一般果糖和直链淀粉质量分数高、含可溶性纤维多的食物有较低的GI，例如水果、豆类、荞麦、燕麦、大麦；常见的米饭、小麦面的GI较高,94,食 物 膳食纤维含量（%） 血糖指数 土 豆 0.7 80-90% 早籼米 1.4 70-80% 白面包 3.6 60-70% 全麦面包 5.8 50-60% 燕 麦 6.6 40-50% 黑 豆 10.2 30-40% 扁 豆 13.4 20-30% 大 豆 15.5 10-20%,95,低血糖指数的食物（50） 食 物 血糖指数 食 物 血糖指数 即食面 47% 低脂奶 34% 全麦维 42% 鲜 奶 27% 意 粉 41% 低脂乳酪 14% 意 米 25% 橙 子 43% 果 糖 23% 梨 36% 苹果汁 41% 苹 果 36% 巧克力 49% 花 生 14% 香蕉蛋糕 47% 青 豆 48% 腰 豆 27% 三角豆 33% 黄 豆 18% 兰 度 29%,96,高血糖指数的食物（50） 食 物 血糖指数 食 物 血糖指数 粟米片 84% 西 瓜 72% 卜卜米 82% 香 蕉 60% 全麦包 69% 葡 萄 52% 全麦饼干 67% 菠 萝 66% 麦 皮 61% 雪 糕 61% 白 饭 56% 汽 水 68% 曲 奇 55% 橙 汁 57% 焗 薯 83% 蜜 糖 73% 薯 蓉 73% 砂 糖 65% 甘 笋 72% 葡萄糖 100% 薯 片 54%,97,四、参考摄入量和膳食来源 中国营养学会推荐我国居民的碳水化物的膳食供给量占总能量的55%65%较为适宜，其中精制糖占总能量10%以下。提倡摄入以谷类为主的多糖食物。美国FDA提倡每人每天摄入纤维25g，或每天按11.5g/Kcal摄入较为合适。 碳水化合物的比值也不要低于20%，每日至少50100克碳水化合物，这是基于碳水化合物的抗生酮作用，防止体内酮体过多而考虑的，尤其是孕妇应该遵守这一点。,98,食物来源：膳食中主要可利用碳水化合物是淀粉类多糖，主要存在于植物性食品中。重要的食物来源是粮谷类（70-75）、薯类（20-25）、根茎类、豆类（20-25）、水果中的坚果类（栗子等）含淀粉较高，一般蔬菜、水果含一定量的双糖、单糖，另外，含有纤维素和果胶类。 3、碳水化合物的膳食来源应该多样，但以淀粉为主，寡糖、单糖的比例应该小，不超过10%。,99,第四节 能量,100,一、概述 （一）能量单位 除碳水化合物、脂肪和蛋白质是三大能量营养素外，酒中的乙醇也能提供较高的能量。 能量的单位 焦耳(joule,J)， 千焦耳(kilojoule，kJ) 卡(calorie，cal) 千卡(kilocalorie，kcalorie，kcal) 1cal4.184J 1J0.239cal。,101,每克糖类、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的能量值称为能量系数。 生热营养素产生能量 1g碳水化合物产生能量为16.7kJ(4.0kcal) 1g脂肪产生能量为36.7kJ (9.0kcal) 1g蛋白质产生能量为16.7kJ(4.0kcal) 1g乙醇产生能量为29.3kJ (7.0kcal),能量的来源及能值,102,三大能量营养素产能量,103,（二）能量代谢,能量摄入=能量消耗（热+功）+能量贮存 1、体质指数：BMI=体质量（kg）/身高（m2）。 2、长期能量摄入不足：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。 3、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。,104,二、人体的能量消耗 包括基础代谢、体力活动和食物的热效应、生长发育4个方面。 （一）基础代谢(basal metabolism，BM)是指维持生命的最低能量消耗，即人体在安静和恒温条件下(一般1825)，禁食12小时后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。,105,确定基础代谢的能量消耗(basic energy expenditure，BEE)，必须首先测定基础代谢率(basal metabolic rate，BMR)。 基础代谢率就是指人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积(或每公斤体重)的能量消耗。 计算基础代谢的能量消耗 1.用体表面积进行计算 体表面积(m2)0.00659身高(cm)0.0126体重(kg)0.1603 然后再按年龄、性别查表，计算BMR。,106,人体基础代谢率,引自营养与食品卫生学，第三版，第21页。,107,2 直接用公式计算基础代谢能量消耗BEE(basal energy expenditure) 男BEE66+13.7体重(kg)+5.0身长(cm)6.8年龄(y) 女BEE65.5+9.5体重(kg)+1.8身长(cm)4.7年龄(y) 简单的方法 成人男性按每公斤体重每小时1kcal(4.18kJ) 女性按0.95kcal(3.97kJ)，和体重相乘直接计算 BEElkcal X体重(kg）X 24(h）X 4.184kJ/kcal 如6okg体重的男性，其BEE =1 X 60 X 24 X 4.184 = 6025（kJ） 女性BEE6025 X 95kJ=5723(kJ） 老年人BEE6025 X 85（kJ）,108,中国居民体重代表值资料来源中国营养学会,109,影响人体基础代谢有以下一些因素 体型的影响 同等体重，瘦高者矮胖者，男性高于女性5%-10%。 不同生理、病理状况的影响 儿童、孕妇高，30岁以上每10年降2%。 环境条件的影响 炎热、寒冷、过多摄食、精神紧张升高；禁食、少食、饥饿降低。 应激状态：尼古丁和咖啡因可以刺激基础代谢水平升高,110,（二）体力活动的能量消耗 极轻的体力活动：以坐姿或站立为主的活动，如开会、开车、打字、缝纫、烹调、打牌、听音乐、油漆、绘画及实验室工作等。 轻体力活动：指在水平面上走动，扫卫生、看护小孩、打高尔夫球、饭店服务等。 中等体力活动：这类活动包括行走、除草、负重行走、打网球、跳舞、滑雪、骑自行车等。 重体力活动：负重爬山、伐木、手工挖掘、打篮球、登山、踢足球等。 极重体力活动：运动员高强度的职业训练或世界级比赛等。,111,中国营养学会建议的我国成人活动水平分级（2001年）,112,（三）食物的热效应(thermic effect of food，TEF)， 食物的热效应也称食物特殊动力作用(specific dynamic action，SDA)：指人体在摄食过程中，由于要对食物中营养素进行消化、吸收、代谢转化等，需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发能量。 不同的产能营养素其食物热效应不等 脂肪：消耗本身产生能量的4%5% 碳水化物: 消耗本身产生能量的5%6%， 蛋白质: 消耗本身产生能量的30%。 一般认为，进食普通混合膳食时，SDA相当于基础代谢的10%,每日约600kJ。,113,（四）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。,114,三、人体一日能量需要的确定 （一）要因计算法 计算能量消耗确定能量需要:包括基础代谢、体力活动和食物热效应三方面。 能量消耗量或需要量BMRPAL（physical activity level),115,各种强度的体力活动及能量消耗,116,（二）测量法 1.直接测热法(direct calorimetry) ：原理是人体释放热量的多少可反映机体能量代谢情况，进而可求出机体的能量需要。 2.间接测热法(indirect calorimetry)：原理是产热营养素在体内氧化产生CO2和H2O，并释放能量满足机体需要，因此只需测出氧气消耗量或产生水量的多少，就可以计算能量的消耗，进而确定能量的需要量。,117,每消耗1L氧气可产生20.3kJ的热能。 测定产水量采用稳定同位素的方法。在一定时间内通过测定体液，如尿液中稳定同位素的量计算出机体内因食物氧化而产生的水量，进而算出能量的消耗量。,118,五、能量的参考摄入量（DRIs）及食物来源：,学者们建议成人的碳水化合物占热能的55-65，脂肪20-30，蛋白质占11-15。,119,1.中国居民膳食能量推荐摄入量(RNIs),120,（续表）,121,（续表）中国居民膳食能量推荐摄入量(RNIs),注：AI,非乳母喂养应增加20%。,122,（续表）中国居民膳食能量推荐摄入量(RNIs),123,能量和蛋白质的RNIs及脂肪供能比,124,续上表,125,五、能量的参考摄入量（DRIs）及食物来源：,2、能量的食物来源与构成：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。,126,第五节 矿物质,127,常量元素：钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。 微量元素：必需微量元素 10种 铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒、锌 可能必需微量元素 4种 硅、镍、硼、钒 有潜在毒性，但低剂量可能有功能作用的微 量元素 7种 铅、镉、汞、砷、铝、锡、锂,一、概述 矿物质的种类,128,矿物质在体内不能合成，必须从食物和饮水中摄取 矿物质在体内分布极不均匀 矿物质相互之间存在协同或拮抗作用 某些微量元素在体内虽需要量很少，但因其生理剂量与中毒剂量范围较窄，摄入过多易产生毒性作用。,（一）矿物质的特点,129,（二）矿物质的生理功能,1 常量元素的生理功能 （1）构成人体组织的重要成分 （2）调节细胞膜的通透性 （3）维持神经和肌肉的兴奋性 （4）构成酶的成分或激活酶的活性，参加物质代谢 2 微量元素的生理功能 （1）酶和维生素必需的活性因子 （2）构成某些激素或参与激素的作用 （3）参与核酸代谢 （4）协助常量元素和宏量营养素发挥作用,130,地球环境中各种元素的分布不平衡 食物中含有天然存在的矿物质拮抗物 食物加工过程中造成矿物质的损失 摄入量不足或不良饮食习惯 生理上有特殊营养需求的人群,（三）矿物质缺乏的主要因素,131,1.构成骨骼和牙齿的成分 2.促进体内酶的活动 3.维持神经和肌肉的活动 4.其他功能 参与血液凝固 激素分泌 维持体液体酸碱平衡 调节细胞正常生理功能,二、钙 钙(calcium)的生理功能,132,1.吸收：钙的吸收主要在小肠上端，主动转运吸收为主 （1）影响肠内钙吸收的主要因素 草酸、植酸、磷酸、膳食纤维、脂肪酸、碱性药物 （2）促进肠内钙吸收的因素 维生素D、某些氨基酸、乳糖、一些抗生素 2.钙的排进与储存 蛋白质、磷、高温作业、乳汁、酸中毒、甲状腺素、肾上腺皮质激素等均有影响。,（二）钙的吸收与代谢,133,（三）钙缺乏症与过剩,缺乏 骨质疏松症，佝偻病，龋齿 O型腿 X型腿 过量：肾结石；降钙素分泌增多；骨硬化,134,（四）钙的参考摄入量 成人适宜摄入量(adequate in take,AI)为1000mg/d，无明显损害水平(non-observed adverse effect level, NOAEL)为1500mg/d。 可耐受最高摄入量(tolerable upper intake level,UL)为2000mg/d。,不同人群钙的适宜摄入量(AI) mg/d,135,含钙丰富的食物 mg/100g,（五）钙的食物来源,136,食物中钙以奶及奶类制品最好，不但含量丰富而且吸收率高，是理想的供钙食品。 水产品、豆制品和许多蔬菜含钙也很丰富。,137,三、磷 （一）磷的生理功能 构成骨骼和牙齿的重要成分 参与能量代谢 构成生命物质成分 酶的重要成分 调节酸碱平衡,138,（二）磷的缺乏与过量,一般不缺，大量使用抗酸药或禁食者缺乏。 过量磷酸盐引起低血钙，引起神经兴奋,139,（三）磷的参考摄入量 成人磷的AI为700mg/d 钙磷比例维持在1:11.5之间比较好 磷的NOAEL为1500mg/d UL为3500mg/d （四）磷的食物来源 瘦肉、禽、蛋、鱼、坚果、海带、紫菜、油料种子、豆类等,140,（一）铁的生理功能 生理功能： 参与体内氧的运送和组织呼吸过程 维持正常的造血功能 参与其他重要功能,四、铁,141,（二）铁的吸收与代谢 体内含铁总量随年龄、性别和生理状况而异。成年男子每千克体重平均约含铁50毫克，成年女子35毫克。体内总铁量的70为发挥不同生理作用的功能性铁，其中85%在血红蛋白的血红素、5%在肌红蛋白、10%为含铁酶类，总铁量的30%为储存铁，其中75%为铁蛋白、25%为血铁黄素，储存在肝、脾和骨髓中。 食物中的铁主要以三价铁的形式存在，少数为二价铁