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食物营养健康与卫生,食物营养健康与卫生,闽江学院 化学与化工系 黄晓东,课程安排,第一章： 食物中的营养素 8学时 第二章： 中国居民的膳食指南和膳食宝塔 4学时 第三章： 营养与疾病 4学时 第四章： 食物中毒素 4学时 第五章 : 食物的化学污染 6学时 第六章 : 食品添加剂 2学时 第七章： 餐桌污染 2学时 第八章: 转基因食品 2学时 考 核： 2学时,考核方式：开卷考 60%65为简答题 3540为选择填空题,参考书目,1、食物营养与健康，薛建平编，中国科学出版社。 2、食品化学，夏延斌编，中国轻工业出版社。 3、21世纪膳食指南，杨月欣编，中国轻工业出版社。 4、食品污染与健康，陈炳卿编，化学工业出版社。 5、卫生学，宋伟民主编，复旦大学出版社，2002年7月 6、现代食品卫生学，陈炳卿、刘志诚、王茂起主编，人民卫生出版社，北京，2001年11月第1版。,参考书目,7、食品营养学，刘志皋主编，中国轻工业出版社。 8、饮食营养与健康，刘海玲编著，化学工业出版社。 9、饮食营养与卫生，勒国章著，中国旅游出版社。,第一章：食物中的营养素,一、营养和营养素,1、营养 营养(nutrition)是指人体摄取、消化、吸收和利用食物中营养物质以满足机体生理需要的生物学过程。 营养学就是研究膳食、营养与人体健康关系的科学。,第一节 营养学的基本知识,2、营养素,营养素(nutrient)是指食物中可给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。,3、营养素的种类： 蛋白质 脂肪 碳水化合物 无机盐和微量元素 维生素 水,二、营养素功能 1. 满足机体生长发育和组织修复的需要。 2. 供给热能。 3. 维持和调节人体正常生理功能。,三、营养素需要量和供给量 营养素需要量(nutritional requirement) 维持人体正常健康与生长所需要营养素的数量，又称营养素生理需要量。,营养素需要量,最低需要量 仅能维持生理平衡或不致发生缺乏病。,最适需要量 能维持健康，促进生长，保证最高劳动能力。,营养素供给量(recommended dietary allowance,RDA) 针对特定人群，每日必需由膳食提供各类营养素的摄取标准。,四、合理营养： 每日膳食中应含有人体所需的各种营养素，且数量充足，相互间比例符合机体生理需求。,五、营养失调,营养失调,营养不足 营养缺乏 营养过剩,不良饮食习惯 不合理的烹调方式 粮食精加工 社会因素,营养不足与缺乏的原因：,消化吸收不良 体内利用发生障碍 机体需要量增加或排泄增加,第二节 蛋白质,protein,一、蛋白质的组成,蛋白质是一类化学结构复杂的高分子化合物。它的分子量很大，一般在一万以上，是人体必须的营养素。每克蛋白质在体内氧化可产生17 KJ(4KCal)的能量。 （一）、蛋白质的组成 蛋白质的组成单位是氨基酸，它是由氨基酸通过肽键（酰胺键)缩合而成的。氨基酸分子结构的通式为：,其中NH2叫氨基（碱性基团），COOH叫羧基（酸性基团），通式中R代表不同类别的化学基团，R不同，氨基酸的种类也就不同。,（二）. 蛋白质在体内的新陈代谢,构成食物蛋白质的氨基酸有20多种，在营养学中，可把氨基酸分为人体必需氨基酸和非必需氨基酸。 1、非必需氨基酸： 在人体内可代谢合成，或由其它氨基酸转变而成。,（三）、必需氨基酸和非必需氨基酸。,2、必 需 氨 基 酸,定义：组成人体蛋白质的氨基酸有20种，其中有9种氨基酸在人体内不能合成或合成的速度不能满足机体的需要，必须从膳食补充，这些氨基酸称为必需氮基酸。 分类：苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸 组氨酸为婴儿必需氨基酸。,氨基酸的结构,苏氨酸 Threonine,含羟基氨基酸, -氨基-羟基丁酸,氨基酸的结构,碱性氨基酸,组氨酸 Histidine, -氨基-咪唑基丙酸,氨基酸的结构,碱性氨基酸,赖氨酸 Lysine,，-二氨基己酸,氨基酸的结构,缬氨酸 Valine,脂肪族氨基酸,-氨基异戊酸,氨基酸的结构,亮氨酸 Leucine,脂肪族氨基酸,-氨基异己酸,氨基酸的结构,异亮氨酸 Ileucine,脂肪族氨基酸,-氨基-甲基戊酸,氨基酸的结构,芳香族氨基酸,苯丙氨酸 Phenylalanine, -氨基-苯基丙酸,氨基酸的结构,芳香族氨基酸,酪氨酸 Tyrosine, -氨基-对羟苯基丙酸,氨基酸的结构,芳香族氨基酸,色氨酸 Tryptophan Trp, -氨基-吲哚基丙酸,不 同 人 群 的 必 需 氨 基 酸 比 值,二、蛋白质分类,根据蛋白质所含氨基酸的种类、数量及比例的差异，把蛋白质分成三类： 1、完全蛋白质（优良蛋白质） 含有人体必需氨基酸，并且种类齐全，数量充足，而且各种氨基酸的比例与人体需要氨基酸比例基本符合，容易吸收。不但能维持人体的健康，并能促进儿童的生长发育。 如：奶类、鱼类、蛋类、畜禽肌肉等均有此类蛋白质。,2、半完全蛋白质 含有人体必需氨基酸的种类尚全，但含量不均匀，各种氨基酸的比例与人体需要氨基酸比例不合适。虽然可维持生命健康，但促进生长发育功能较差。 如：黄豆、五谷等。一般谷类蛋白质中缺少赖氨酸. 3、不完全蛋白质 必需氨基酸种类不全，质量也差，不能维持动物生存促进生长发育。这类蛋白质属动物的胶质。 如：猪肉皮、猪蹄、蹄筋等。,三、蛋白质质量评价指标 * 蛋白质的含量高低 * 蛋白质消化率 * 蛋白质利用率,食物中蛋白质含量：评价的基础。 蛋白质的含量高低用凯氏定氮法测定。 蛋白质含量6.25N%（含氮量乘以6.25） 大豆30%40%； 鱼类：1520 鲜肉类：10%20%； 蛋类： 1015 粮谷类：10% 牛奶： 3.3 蔬菜、水果： 13,2、蛋白质消化率（digestibility）,表示食物蛋白质被消化酶分解的程度，消化率高则被机体吸收利用的可能性大。 通过人体观察或动物试验，均可测得各种食物蛋白质的消化率。,动物性食物较植物食物消化率高。因为植物性蛋白质被纤维所包围，不易与消化酶接触。 面包： 79% 肉类： 92%94% 蛋类： 98 米饭： 82% 牛奶： 9798 马铃薯： 74,3、蛋白质利用率（也称生物学价值） 表示食物蛋白质被消化吸收后在体内被利用的程度，采用生物学方法和化学方法测定。 （1）蛋白质生理价值（也称生物学价值） 表示食物蛋白质被摄入后，在机体内能储留的氮量占被吸收总氮量的百分比。,蛋白质生物学价值biological value,表明利用程度，决定于食物蛋白质中必需氨基酸的含量与比值。 动物性蛋白质生物学价值比植物性蛋白质高。 食物中生物学价值最高的是鸡蛋。 顺序：鸡蛋牛奶鱼牛肉大豆,常用食物蛋白质的生物学价值 蛋白质 生物学价值 蛋白质 生物学价值 蛋白质 生物学价值 鸡蛋黄 90 牛 肉 76 玉 米 60 全鸡蛋 94 白 菜 76 花 生 59 鸡蛋白 83 猪 肉 74 绿 豆 58 牛 奶 90 小 麦 67 小 米 57 鱼 83 豆 腐 65 生黄豆 57 大 米 77 熟黄豆 64 高 粱 56,4、限制性氨基酸（ limiting amino acid） 若食物蛋白质中某一氨基酸含量过少，会影响其他氨基酸的利用和蛋白质的合成，则这种氨基酸称为限制性氨基酸。 食物中主要的限制性氨基酸为赖氨酸和蛋氨酸。 赖氨酸在谷物蛋白质和一些其它植物蛋白质中含量很少；蛋氨酸在大豆、花生、牛奶和肉类蛋白质中相对不足。,蛋白质的互补作用（complementary action ofprotein） 将富含某种必需氨基酸的食物与缺乏该种必需氨基酸的食物互相搭配混合食用，从而提高蛋白质的生物学价值。(膳食多样化）,发挥食物蛋白质的互补作用应遵循三个原则： （1）、搭配的食物种类越多越好。 饮食的摄入提倡多样化，这不仅对提高食欲、促进吸收有利，对发挥蛋白质的互补作用也有利，因为食物搭配的品种越多，氨基酸种类越完全。 （2）、食物的种属越远越好。 动植物之间搭配比单纯植物搭配更有利于提高蛋白质的生理价值。 如：植物食品与动物食品搭配；谷物与豆类食品搭配；谷类、豆类与动物食品搭配。,（3）、一顿饭中荤素食合理搭配同时食用，效果好。 因为氨基酸在体内储留时间不长，当它不能用于机体蛋白质合成时，很快就降解。所以，不同的食物必须同时食用，相隔时间一般不超过5小时，这样才能提高蛋白质互补效果。 在日常生活中，平时省吃俭用，到假日大吃大喝的习惯，对发挥蛋白质的互补不利。,四、蛋白质的功能,1、构成机体和修复组织 人体的神经、肌肉、内脏、血液、骨骼等无不含有蛋白质，身体的生长发育、衰老组织的更新、损伤后组织的修复，都离不开蛋白质。 2、酶和激素的主要原料 3、增强机体的免疫力 机体产生的“抗体”就是免疫球蛋白。 4、供给能量（1克可产生16.7千焦耳） 5、氧的运输（血红蛋白） 6、维护皮肤的弹性 人体皮肤中胶蛋白占71.9，它起营养、支撑保护作用。如果长期缺蛋白质，会使人皮肤失去光泽，出现皱纹而降低弹性。,五、蛋白质的来源和供给量,食物来源： 动物性：畜禽类、鱼类、蛋类、奶类 植物性：豆类、粮食类 供给量： 与生理状况及劳动强度有关，其产热值约为一日总热量的1215%。 动物性食物及豆类食物供给的蛋白质占总摄入蛋白质的3040%。,蛋白质需求量： 1988年中国营养学会修订每日膳食蛋白质供给量: 成年男子：70110 g/天 成年女子：6590 g/天,不良饮食习惯 不合理的烹调方式 粮食精加工 社会因素,六、蛋白质营养不足与缺乏的原因：,原发性 （摄入不足）,继发性 （消耗 排泄 ）,消化吸收不良 体内利用发生障碍 机体需要量增加或排泄增加,蛋白质营养不良的症状,水肿型营养不良：蛋白质严重缺乏，而热能接近需要量（ E基本满足，Pro严重不足）。其特点为身体虚弱、生长迟缓、全身浮肿，皮肤发亮、发红。 干瘦型营养不良(PEM)：蛋白质、热能同时严重缺乏（ E-Pro均不足），其特点为体重减轻，皮下脂肪层逐渐减少和消失而表现出明显消瘦。 PEM多见于儿童，是儿童营养性疾病。 混合型,水 肿 型 营 养 不 良,干 瘦 型 营 养 不 良,糖婴儿,过量碳水化合物、蛋白质缺乏喂养的婴儿,蛋白缺乏病,阜阳农村婴儿“大头怪病”,病状：体重比刚生下还要轻半斤多，嘴唇青紫、头脸胖大、四肢细短，比例明显失调，成了畸形的“大头娃娃”。,据阜阳市疾病预防控制中心食品监督科齐勇、王倩君介绍，去年以来共有13位患婴家长送检了佳浓牌婴幼儿配方奶粉、健康牌婴幼儿铁锌钙奶粉、金宝宝牌黄金搭档2段幼儿奶粉等13种品牌的奶粉，经检测全部是不合格产品。按国家卫生标准，婴儿一段奶粉蛋白质含量应不低于18%，二段、三段是12%18%，而这些奶粉蛋白质含量低的只有0.37%、0.45%，大多数只有2%、3%，钙、磷、锌、铁等含量也普遍不合格。这样的奶粉基本上没有营养可言了，比米汤还要差。,四川德阳一名女婴吃了“杀人奶粉”后，身体严重变形，干裂的皮肤就像老太婆一样。,蛋白质过多的影响,蛋白质虽然对人体重要的作用，但并不是越多越好。当摄入过多的蛋白质时，体内多余的蛋白质就会经肝脏转化，再由肾脏从尿液中排出。在摄入过多蛋白质同时，也伴随摄入较多的动物脂肪和胆固醇，对人体健康不利。,习 题,1、食物中含有哪些营养素？食物营养素具有什么功能？ 2、什么是人体必需的氨基酸？有哪几类？ 3、蛋白质有什么功能？ 4、根据氨基酸的种类、数量及比例上的差异，蛋白质可分为哪几类？谷物、豆类、奶类和肉类各属于哪类蛋白质？ 5、蛋白质互补作用应遵循什么原则？,6、如何对蛋白质的营养价值进行评价？ 7、膳食中蛋白质供给量不足或过量对人体健康有何不利的影响？,第三节 脂类（lipids）,脂类是一大类天然有机化合物，它包括极广的化合物，如油、脂肪、磷脂、胆甾醇和脂溶性维生素以及前列腺素等。 一、脂类分类 1、脂类定义 脂类是广泛存在于生物体内，不溶于水而易溶于极性溶剂的油脂及类似脂肪（ 称为类脂）的化合物总称。,2、 分类,脂类,3、脂肪的组成,（1）、脂肪（甘油三酯，Triglycerde ） 由一分子甘油（丙三醇）与三分子脂肪酸缩合脱水而成的甘油三脂，也称油脂。,脂肪含量：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)。,脂肪酸从化学角度分类：,脂肪酸（RCOOH）,由不饱和脂肪酸组成的甘油三脂称为油。它在常温下为液体，熔点低。如：花生油、菜油、豆油等。 由饱和脂肪酸组成的甘油三脂称为脂。它在常温下为固体，熔点高。如：猪脂、羊脂、牛脂等。,（2）、脂肪酸的分类,（）饱和脂肪酸（saturated fatty acid),常见的天然饱和脂肪酸 月桂酸（lauric acid） 豆蔻酸（myristic acid） 棕榈酸（palmitic acid） 硬脂酸（stearic acid） 花生酸（arachidic acid),（）不饱和脂酸（unsaturated fatty acid),结构：含有不饱和双键，双键数1-6个。 1. 依不饱和双键数分为 单不饱和FA 多不饱和FA 2. 依不饱和双键的位置分为 n-3系列 n-6系列 n-9系列,食物中常见的不饱和脂肪酸 油酸（oleic acid) 亚油酸（linoleic acid) 亚麻酸（linolenic acid) 花生四烯酸（arachidomic acid) 二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid) 二十二碳六烯酸（docosahexenoic acid),动物脂肪中饱和脂肪酸含量比较多（鱼油 除外）。 以含有16-22 C的饱和脂肪酸摄入过多，与 高脂血症、心脑血管疾病的发生密切相关。,植物油中，不饱和脂肪酸较多,脂肪酸从营养学角度可分为： 人体非必需脂肪酸：人体可合成。 人体必需脂肪酸： (essentialfatty acid, EFA)： 在人体内不能合成必须由食物供给的多不饱和脂肪酸。 如：亚油酸 、-亚麻油酸 多不饱和脂肪酸在植物油中含量较高，动物脂肪含量较少，但鱼类尤其是深海鱼类含量很高。,必需脂肪酸生理功能： （1）是生物膜的构成成分； （2）是合成前列腺素的前提物质； （3）参与胆固醇的运输和正常代谢，降低血清胆固醇的水平。,亚油酸,亚麻酸,二十碳三烯酸,1型前列腺素,亚麻酸,EPA,DHA,3型前列腺,二、脂类的生理功能,1、构成机体的组织 脂肪是构成人体细胞得重要成分。如，磷脂是构成细胞膜，神经细胞得重要成分。 2、贮存和提供能量 1克脂肪产生热能9千卡 （38KJ），人体所需总能量2025是由脂肪提供，一部分脂肪储存在体内，当人体的能量消耗多于摄入时，就动用储存脂肪来补充热能。,3、维持体温，保护脏器 脂肪因导热性差，不易传热。故分布在皮下脂肪可减少体内热量的过度散失和防止外界辐射热的侵入，对维持人的体温起着重要的作用。 分布在内脏周围的脂肪组织，犹如软垫起到使内脏免受机械撞击的作用和固定保护作用。 4、提供必需脂肪酸，调节生理功能 人体必需脂肪酸可调节人体正常的生理机能，对人体正常的生理活动起重要作用。,5、促进脂溶性维生素的吸收 维生素A、维生素D等维生素只溶于脂肪，不溶于水，称为脂溶性维生素。当膳食中脂肪缺乏或发生吸收障碍时，体内脂溶性维生素就缺乏。 6、延长胃的排空，增加饱腹感,三、脂肪营养价值的评价 1、 * 必需脂肪酸的含量 必需脂肪酸 (essentialfatty acid, EFA)：人体内不能合成必须由食物供给的脂肪酸。 如： 亚油酸 、亚麻油酸、花生四稀酸。 人体必需脂肪酸的含量是衡量油脂营养价值的重要依据，含量愈高，越有营养价值。,常见食物亚油酸和亚麻酸含量（占脂肪酸总量百分数）,2、* 消化率 决定于脂肪的熔点。熔点低，越易消化，脂肪的营养价值越高。 脂肪的熔点在50以上，不易消化吸收，低于或接近体温37 时消化率较高。,3、 * 脂溶性维生素的含量 脂溶性维生素含量高，脂肪营养价值就高。 总结： 动物性脂肪如猪油等，其饱和脂肪酸含量高，熔点高，消化率较低；必需脂肪酸的含量低，且脂溶性维生素含量低。所以动物性脂肪营养价值较低。反之，植物性脂肪营养价值较高。,四、类脂,类脂是与油脂类似的化合物，种类很多。 类脂主要有磷脂、固醇、类固醇、脂蛋白。 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”。,固醇包括动物固醇（胆固醇为代表）和植物固醇，植物性食品中胆固醇含量极少，植物性食品中含有大量的植物固醇，在人体中植物固醇可抑制胆固醇的吸收，从而降低血液胆固醇的水平。,1、胆固醇（动物性固醇的代表） 在类脂中含量最高，在化学上是甾族化合物。是由三个六员环和一个五员环组成的。,胆固醇的作用是一个很有争议的问题，人们常说它是心血管病特别是冠心病的罪魁祸首，所以敬而远之。但从生理上说人体内不能没有胆固醇，没有它比有它所造成的危害更为严重。,2、胆固醇的作用,（1）、合成人体固醇类激素的主要原料。 如：人的性激素、肾上腺皮质激素的合成都离不开胆固醇。 （2）、合成维生素D的原料。 促进钙、磷吸收。 （3）、减少癌症的发病率。 （4）、合成胆汁酸的原料。 胆汁主要参与消化脂肪。,尽管胆固醇有许多对人体有益的作用，但过多对人体的危害是严重的。血液中胆固醇过多，就易患高脂血症。血脂过高能使脂质代谢紊乱，多余的胆固醇沉积在血管壁上，日积月累，易引起心血管病。如，心绞痛、心肌梗塞等。 3、胆固醇的来源,胆固醇,饮食中脂类供给注意几点,1、对老年和动脉粥样硬化者 应供给低脂肪、低胆固醇饮食，尽量避免食用动物内脏、肥肉、鱼卵、蛋黄和贝类等胆固醇高的食物。 2、食用油脂应以植物油为主 动物脂肪中含饱和脂肪酸较多，会增高血浆胆固醇的浓度。 植物油含不饱和脂肪酸较多，油中的植物固醇不但不被人体吸收，而且可抑制动物脂肪中胆固醇的吸收，可使血浆中胆固醇降低。此外，还含有维生素E，有扩张血管和抗凝血作用，对防止血管的栓塞是有利的。,五、食物来源与供给量 脂类的主要食物来源 植物油脂（种子类, 坚果类） 动物脂肪 肉类、蛋黄、动物内脏（类脂） 脂类供给量 按其能量占总热能的百分比计算 成人： 20 25% 儿童、少年：25 30% 婴幼儿： 30 45%,第四节、碳水化合物,carbohydrates,一、糖的定义和分类,1. 糖的定义 糖是一类多羟基醛，多羟基酮；或者一些能水解成多羟基醛或多羟基酮的化合物。,多羟基醛,多羟基酮,由于糖类由碳、氢、氧三种元素所组成，其中H:O=2:1，与水相同，故称为碳水化合物。糖类分子通式为Cn(H2O)m， 例如：葡萄糖的分子式为C6H12O6可写成C6(H2O)6。 蔗糖的分子式C12H22O11， 可写成C12(H2O)11。,（1）单糖是不能再水解成更简单的糖，如：葡萄糖、果糖、核糖等； （2）低聚糖，又称为寡糖，通常指能被水解成210个单糖。其中以双糖最重要。如：蔗糖、麦芽糖和纤维二糖。 （3）多糖能被水解成10以上单糖分子。如淀粉、糖原等。,单糖易溶于水，有甜味，不经消化就可以被人体吸收利用。 葡萄糖： 果糖：较甜，存在于水果、蜂蜜中。 半乳糖：在工业上用作果冻、果酱和软糖,3、多糖,多糖能被水解成10以上单糖分子 多糖按能否被人体所消化吸收呢？ 多糖可分为可消化多糖和不可消化多糖。 淀粉、糖原为可消化多糖， 纤维素、果胶为不可消化多糖。,淀粉是绿色植物光合作用的产物，谷物、豆类、硬果类及马铃薯等含量很丰富，是人类获取糖类的主要来源。 糖原是在人和动物体内，经一系列酶催化反应，将多个葡萄糖组合而成的分支多糖。是葡萄糖在动物及人体内储存的主要形式，也叫动物性淀粉或肝淀粉。,纤维素是自然界分布最广、存在最多的有机物。它是D-葡萄糖以 -，苷键相连的聚合物。 膳食纤维是构成植物细胞壁的主要成分，存在谷物、豆类等种子的外皮以及蔬菜的茎、叶、果实、海藻之中。它不能为人体所吸收，但对人体有重要的作用。它由纤维素、半纤维素、果胶和木质素等组成。被