01宏量营养素与能量.doc

第 一 单元宏量营养素与能量第一节蛋白质 （protein）一、蛋白质的生理功能（1）合成人体组织蛋白质（人体组织的构成成分）（2）构成体内多种重要生理作用的物质：酶催化和调节体内一切物质的合成和分解；激素维持内环境稳定、调节物质代谢；抗体参与机体免疫过程；细胞膜和血液中的载体蛋白运输和交换；肌肉组织中的肌纤凝蛋白肌肉收缩；胶原蛋白构成皮肤、骨骼等的支架。（3）参与调节体内各种生理功能：营养素的消化、吸收、转运、代谢生长发育、组织更新与修复血液凝固、视觉形成。（4）供给能量在机体需要时，蛋白质可以氧化提供能量蛋白质的净能量系数为4.0kcal/g。即：1g蛋白质可产生4.0kcal（16.7kJ）能量。二、蛋白质营养不良与缺乏症三、必要氮损失和氮平衡（1）必要的氮损失（obligatory nitrogenlosses,ONL）：指在完全不摄入蛋白质的情况下，机体不可避免的消耗氮量。 皮肤、毛发、和粘膜脱落，妇女月经期失血以及肠道菌体死亡排出等。 60kg的成年男子，ONL约为3.2g氮，相当于20g蛋白质。按每kg体重计算：成年男性ONL为54mg；成年女性ONL为55mg。（2）氮平衡：指在一定时间内摄入氮量与排出氮量之间的关系。 测定蛋白质需要量 评价蛋白质营养状况 表示方法：BI（UFS）IUFSB：氮平衡I: 摄入氮U: 尿氮F: 粪氮S: 皮肤及其它途径排出氮IUFS（B0）零（氮）平衡成年人。IUFS（B0）正氮平衡婴幼儿、青少年、孕妇、乳母。IUFS（B0）负氮平衡饥饿、疾病、应激、精神紧张。四、氨基酸与氨基酸模式（1）氨基酸氨基酸是构成蛋白质的基本单位，人体蛋白质是由20种氨基酸构成的。 必需氨基酸在构成人体的20种氨基酸中，有9种人体不能合成或合成速度不能满足需要，必须由食物供给，这些氨基酸称为必需氨基酸。亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸（本组来晾一晾苏丹色鞋）。 半必需氨基酸（条件氨基酸）胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来。如食物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%。在计算食物必需含量和组成时，常将蛋氨酸和胱氨酸（含硫氨基酸）、苯丙氨酸和酪氨酸（芳香族氨基酸）合并计算。（2）氨基酸模式蛋白质中各种必需氨基酸的相互比例，即氨基酸构成比或相互比值叫做氨基酸模式，是将该蛋白质中的色氨酸含量假定为1，再分别计算其它必需氨基酸与色氨酸的相应比值而得到的。氨基酸WHO建议的人体（氨基酸模式）氨基酸需要量（mg/g） WHO建议的人体氨基酸模式（比值） 异亮氨酸404.0亮氨酸707.0赖氨酸555.5蛋氨酸+半胱氨酸353.5苏氨酸404.0色氨酸101.0缬氨酸505.0苯丙氨酸+酪氨酸606.0（3）限制氨基酸食物蛋白质的氨基酸模式和人体越接近，则其必需氨基酸的利用率越高。反之，食物蛋白质中某一种或几种必需氨基酸缺乏或不足时，会导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用，使合成组织蛋白质受到限制。这一种或者几种含量相对较低的必需氨基酸被称为限制氨基酸，按照含量可称为第一、第二、第三限制氨基酸，一般只列1-3种限制氨基酸，例如：大米、面粉中赖氨酸是第一限制氨基酸，大豆中蛋氨酸是第一限制氨基酸。（4）参考蛋白质用于评价其它食物蛋白质营养价值的标准食物蛋白质。鸡蛋和人乳蛋白质的氨基酸模式与人体最接近，通常将这两种蛋白质作为参考蛋白质。在动物实验中，则常采用酪蛋白作为参考蛋白质。五、食物蛋白质营养价值评价（1）蛋白质含量 蛋白质数量质量，但如没有一定数量，再好的蛋白质其营养价值也有限，因此，蛋白质含量是营养价值的基础。 蛋白质是一种含氮化合物，一般以微量凯氏定氮法测定蛋白质中氮的含量，已知多数蛋白质的含氮量约为16%，通过下面的公式可折算出蛋白质含量：食物粗蛋白含量食物含氮量6.25（2）蛋白质消化率 食物蛋白质在消化道内被分解、吸收程度：粪代谢氮：消化道脱落的肠粘膜细胞、肠道微生物及消化液中的氮 真消化率和表观消化率（不计算粪代谢氮）； 真消化率表观消化率； 在实际应用中往往用表观消化率，以简化实验，提高安全性； 食物中的膳食纤维和抗胰蛋白酶因子可降低蛋白质消化率。（3）氨基酸评分（AAS） AAS因其简便易行而被广泛采用 用途：初步估计蛋白质营养价值，发现限制氨基酸，评价混合膳食或强化食品的营养价值。 一种食物蛋白质的氨基酸评分即其中第一限制氨基酸的评分值。例：氨基酸每g氮中氨基酸含量（mg）参考（理想）蛋白质面粉（标准粉）异亮氨酸250231亮氨酸440440赖氨酸340160蛋+半胱氨酸220226苯丙+酪氨酸380489苏氨酸250177缬氨酸310294色氨酸6077（4）蛋白质利用率1）蛋白质生物学价值（BV）：蛋白质吸收后，被机体储留的程度；BV值越高，利用率也越高。尿内源氮：为机体不摄入蛋白质时尿中所含的氮，主要来源于组织分解。2）蛋白质净利用率（NPU）：蛋白质实际被利用的程度，比BV更加全面。3）蛋白质功效比值（PER）：表示蛋白质利用程度，指处于生长发育期的幼小动物每摄入1g蛋白质所增加的体重g数。常用于婴幼儿食品的评价。（5）人体蛋白质营养状况评价评价蛋白质营养状况的指标主要有以下几种：1）血清蛋白质：血清蛋白质常用于评估人体营养水平。2）血清氨基酸比值（SAAR）：在蛋白质营养不良时，可能由于适应性代谢的结果，血清游离氨基酸的模式发生变化。蛋白质营养不良的儿童，空腹血亮氨酸、异亮氨酸等必须氨基酸和酪氨酸、精氨酸等非必需氨基酸正常或增高。评价标准：SAAR2为正常，3蛋白质营养不良。（6）膳食蛋白质参考摄入量蛋白质参考摄入量常以占膳食总能量的百分比来表示。 成人1012%轻体力活动成年男性75g/d，轻体力活动成年女性65g/d。 儿童、青少年1214%。练习题（A1型题）1.构成人体蛋白质的氨基酸有（）种A.10B.16C.9D.20E.8答疑编号111010101正确答案D2.下列属于人体必需氨基酸的是（）A.丙氨酸B.精氨酸C.谷氨酸D.苏氨酸E.甘氨酸答疑编号111010102正确答案D 3.限制氨基酸的存在，使机体（）A.蛋白质的吸收受到限制B.蛋白质提供热能受到限制C.合成组织蛋白质受到限制D.蛋白质分解代谢受到限制E.机体氮平衡受到限制答疑编号111010103正确答案C 4.氨基酸模式是指蛋白质中（）A.各种非必需氨基酸构成比B.各种必需氨基酸的含量C.各种氨基酸的含量D.各种必需氨基酸构成比E.限制氨基酸的构成比答疑编号111010104正确答案D 5.与人体蛋白质氨基酸模式最接近的蛋白质是（）A.牛奶B.小麦C.牛肉D.鸡蛋E.鱼答疑编号111010105正确答案D 6.测得某食物中含氮量为8g，则该食物中蛋白质含量为（）A.128B.64C.50D.8E.80答疑编号111010106正确答案C 7.儿童、青少年蛋白质提供能量占膳食总能量适宜的百分比是（）A.10%15%B.20%25%C.20%30%D.10%12%E.12%14%答疑编号111010107正确答案E 练习题（A2型题）1.某男性成人出现疲倦，体重下降，机体免疫能力降低，伴有伤口愈合不良，营养性水肿，血常规检查Hb 130g/L，血浆白蛋白低于正常，此时最适宜采取的膳食措施是（）A.补充碳水化合物B.补充维生素C和铁C.补充钙、铁、锌和维生素AD.补充优质蛋白质E.补充高能量食物答疑编号111010108正确答案D 练习题（A3型题）（一）对某食物进行蛋白质营养价值评价1.要了解蛋白质含量首先要进行检验的是（）A.含氮量B.消化率C.氨基酸构成D.纤维素含量E.非蛋白氮含量答疑编号111010109正确答案A 2.如需计算消化率，则不需测定（）A.粪氮B.食物氮C.食物摄取量D.粪代谢氮E.尿内源氮答疑编号111010110正确答案E 3.若需了解该蛋白质对生长发育的影响，所选的指标应为（）A.生物学价值B.净利用率C.功效比值D.氨基酸评分E.消化率答疑编号111010111正确答案C 练习题（A4型题）（一）对某食品用大鼠作氮代谢实验，测得蛋白质每日平均摄入量为50，粪氮为1.3，尿氮为2.4，粪代谢氮为0.7，尿内源氮2.0，其它途径排出氮1.1 g1.实验期内大鼠摄入的食物氮为（）A.8.0B.3.125C.8.25D.4.0E.42.5答疑编号111010112正确答案A 2.该食品蛋白质的表观消化率为（）A.82.5%B.87.25%C.92.5%D.83.75%E.83.25%答疑编号111010113正确答案D 3.该食品蛋白质的真消化率为（）A.82.5%B.87.25%C.92.5%D.83.75%E.83.25%答疑编号111010114正确答案C 4.实验期内大鼠的吸收氮为（）A.7.4B.6.7C.7.0D.6.0E.7.3答疑编号111010115正确答案A 5.实验期内大鼠的储留氮为（）A.7.4B.6.7C.7.0D.6.0E.7.3答疑编号111010116正确答案C 6.该食品蛋白质的生物价为（）A.87.0B.97.9C.94.6D.94.9E.97.9答疑编号111010117正确答案C 7.该大鼠在实验期间的氮平衡状态为（）A.零平衡B.正氮平衡C.负氮平衡D.平衡E.以上都不是答疑编号111010118正确答案B 练习题（B1型题）A.色氨酸B.苯丙氨酸C.蛋氨酸D.苏氨酸E.谷氨酸1.上述氨基酸中非必需氨基酸是（）答疑编号111010119正确答案E 2.上述氨基酸中含硫氨基酸是（）答疑编号111010120正确答案C 3.上述氨基酸中芳香族氨基酸是（）答疑编号111010121正确答案B 4.在计算食物的氨基酸模式时假定为1的氨基酸是（）答疑编号111010122正确答案A 5.在体内可转化为半胱氨酸的是（）答疑编号111010123正确答案C 6.在体内可转化为酪氨酸的是（）答疑编号111010124正确答案B 第二节脂类（Lipids）脂类是人体组织的重要组成成分，在维持细胞结构、供能中起重要作用，正常人脂肪含量为1020%，主要存在于脂肪组织内，称为储存脂肪，其中甘油三酯高达99%。一、膳食脂肪的营养学意义1.提供机体所需的能量（贮存和提供能量）脂肪是人体重要的能量来源，也是能量储存的主要形式，脂肪的净能量系数为9.0kcal/g，是食物中能量密度最高的营养素。即：1g脂肪可产生9.0kcal（37.6kJ）能量。2.延迟胃排空，增加饱腹感。3.改善食物感官性状，促进食欲和营养素吸收。4.提供脂溶性维生素。5.维持体温与保护脏器。6.节约蛋白质作用。7.机体重要的构成成分。二、脂肪酸的分类及必需脂肪酸1.脂肪酸的分类（1）根据饱和程度分类（2）按脂肪酸碳链长度分类：长链脂肪酸（1424碳）；中链脂肪酸（812碳）；短链脂肪酸（6碳以下）。（3）按脂肪酸的空间结构分类：顺式脂肪酸和反式脂肪酸。（4）按双键位置分类2.必需脂肪酸（essential fatty acid，EFA）与不饱和脂肪酸机体生理需要，自身不能合成，必须由食物供给的脂肪酸，包括：n-6系列 亚油酸和-亚麻酸。（1）必需脂肪酸的生理功能 是组织细胞的重要组成成分，参与线粒体及细胞膜磷脂的合成。EFA缺乏将导致线粒体肿胀，细胞膜结构、功能改变，膜透性、脆性增加磷屑样皮炎、湿疹等。 与脂质代谢密切相关，体内约70%的胆固醇与脂肪酸酯化成酯。EFA缺乏时，胆固醇转运障碍，在体内沉积导致疾病。 必需脂肪酸中的亚油酸是前列腺素合成的前体，EFA缺乏将导致前列腺素合成能力减退。 动物精子的形成与EFA有关，长期缺乏EFA可导致不孕症。 EFA对X-射线引起的皮肤损伤有保护作用。参与生物合成类二十烷酸物质（2）长链多不饱和脂肪酸：指链长在1426个碳原子之间，含有多个顺式不饱和双键的脂肪酸。包括花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。n-6多不饱和脂肪酸：亚油酸和花生四烯酸是n-6多不饱和脂肪酸中重要的脂肪酸，对于哺乳动物是必需的。这类脂肪酸完全来自植物，主要为植物油。（3）n-3多不饱和脂肪酸，亚麻酸是n-3脂肪酸的母体。（4）中、短链脂肪酸：中链脂肪酸的碳原子在812个之间。短链脂肪酸的碳原子在6个以下。短链脂肪酸主要包括乙酸、丙酸、丁酸等。生理功能：提供能量；促进细胞膜脂类物质合成；可能预防和治疗溃疡性结肠炎；可预防结肠肿瘤；抑制内源性胆固醇合成。3.必需脂肪酸的需要和食物来源：成人占每日总能量的1%2%，婴幼儿3%，植物油是最好的食物来源，如豆油、亚麻子油等三、膳食脂肪的营养价值评价（1）脂肪的消化率不饱和键越多、链越短，熔点越低，越容易消化，一般植物油比动物油容易消化。（2）必需脂肪酸含量，植物油中亚油酸含量高于动物油。（3）脂溶性维生素含量。动物油几乎不含维生素，但肝脏脂肪中富含维生素A、D；植物油富含维生素E（麦胚油）。（4）脂肪酸的比例（5）特殊生理功能脂肪酸含量：如鱼油中含有丰富的DHA和EPA，具有重要的营养价值。四、脂肪的适宜摄入量占每日总能量摄入的20%30%，必需脂肪酸的摄入量，一般认为应不少于总能量的3%；而n-6系列和n-3系列脂肪酸的推荐摄入量，大多数学者建议n-3脂肪酸与n-6脂肪酸的摄入比例为1:46较适宜。第三节 碳水化合物（Carbohydrate，CHO）一、碳水化合物的分类CHO也称为糖类，由碳、氢、氧三种元素构成，营养学上一般将其分为四类。食物来源：谷类、薯类、根茎类等食物是膳食碳水化合物的良好来源。二、碳水化合物的营养学意义（1）贮存与提供能量是人类最主要、最经济的膳食能量来源，占总能量的6070%，是中枢神经系统唯一的能量来源。（2）构成机体组织的重要成分。粘蛋白结缔组织；糖脂神经组织；核糖DNA、RNA。（3）节约蛋白质作用CHO充足可预防蛋白质通过糖异生作用浪费。（4）解毒作用肝脏中的葡萄糖醛酸具有结合细菌毒素、酒精、砷的作用。（5）抗生酮作用（6）改善食物的感官性状三、膳食纤维（1）定义植物性食物中不能被人体消化酶水解、消化吸收的多糖成分。分为可溶性纤维和不可溶性纤维。纤维素、半纤维素、果胶、树胶、木质素。（2）来源：谷类、薯类、根茎类、蔬菜和水果。（3）生理作用： 促进肠蠕动，预防便秘（增强肠道功能、有利粪便排出）。 改善肠道菌群，促进消化吸收。 调节血糖、血脂，尤其是可溶性纤维。 预防心脑血管疾病、糖尿病、癌症。控制体重和减肥不利作用：可能降低一些营养素（钙、铁、锌）的吸收；摄入过多降低蛋白质等利用率；水分供给不足时过多摄入可造成便秘。第四节 能量一、能量单位及换算（1）国际通用单位：焦耳（joule, J）、千焦耳（kJ）、兆焦耳（MJ）（2）常用单位：卡（calorie, cal）、千卡（kcal）（3）能量单位的定义 1 kcal 能量是指1000g纯水的温度由15上升到16 所需要的能量。 1 J 能量是指用1牛顿的力把1000g物体移动1m所需要的能量（或所作的功），因此焦耳又称为牛顿米。1 cal4.184J1 kcal4.184 kJ1 J0.239cal1 kJ0.239 kcal1 千焦耳（kJ）1,000焦耳1 兆焦耳（MJ）1,000千焦耳1,000,000焦耳1 千卡（kcal）1,000卡（cal）二、能量系数（1）定义每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的能量值。碳水化合物和脂肪的能量系数。在体内可以完全氧化，其能量系数分别为4.0kcal（16.7kJ）/g和9.0kcal（37.6kJ）/g。蛋白质的能量系数在体内不能完全氧化，其代谢产物（尿素、尿酸、肌酐等）中仍含有1.3kcal的能量。蛋白质的能量系数为4.0kcal（16.7kJ）/g。三、宏量营养素的适宜供能比（1）碳水化合物：5565%。（2）脂肪 ：2030%。（3）蛋白质：1015%。四、影响人体能量消耗的因素（1）基础代谢（basal metabolism，BM）（2）基础代谢的影响因素 体表面积与体型：瘦高者矮胖者。 年龄：老年人成年人儿童。 性别：女性男性孕妇。 激素：甲状腺素BM。环境：炎热BM；严寒BM。（3）食物特殊动力学作用 （specific dynamic action，SDA） 因摄食（摄取、消化、吸收、代谢、转化等）过程引起的额外能量消耗。 不同食物成分的SDA不同：CHO为本身产生能量的56%，Fat为45%，Pro为30%40%。 成人摄入一般混合膳食时，SDA相当于BM的10%，约600kJ（150kcal）。（4）各种体力活动消耗能量 约占总热能消耗的1530%，变化最大。 是控制能量平衡的重要部分。 与活动种类、性质、持续时间和熟练程度有关。（5）生长发育消耗能量：婴幼儿、儿童、青少年。五、人体一日能量需要量的确定能量需要量是维持人体正常生理功能所需要的能量，长期低于或高于这个数量都将会对机体产生不利的影响。确定能量需要量的常用方法有：1.计算法（1）能量消耗的计算：WHO将基础代谢消耗（按每人每天计算的数值）和体力活动水平（PAL）的乘积作为估算成年人能量需要量。（2）膳食调查：健康者在食物供应充足、体重不发生明显变化时，其能量摄入量基本上可反映出能量需要量。结合调查对象的营养状况，间接估算出人群的能量需要量。2.测量法：直接测热法与间接测热法（1）直接测热法：在直接测热装置中，通过收集机体在一定时间内散发出的所有能量求得能量消耗量，进而求出机体的能量需要。（2）间接测热法：在营养素氧化供能的反应中，一定时间内人体中氧化分解的产能营养素量与其相应的耗氧量、产生的CO 2以及释放的能量之间呈一定的比例关系。因此，通过计算相应的呼吸商（RQ），RQCO2产量（mol）/耗氧量（mol），就可得到产能营养素在体内氧化量。3.生活观察记录法：对受试者进行24小时专人跟踪观察，详细记录受试者生活和工作中各种活动及其时间，然后查日常活动能量消耗表，根据受试者体表面积，计算出24小时的能量消耗。4.能量平衡法：在普通劳动和生活条件下，健康成年人摄食量与能量需要相适宜，即能量消耗量（MJ）能量摄入量（MJ），体