课营养与食品安全.ppt

第四章食物与健康NutritionandHealth 王振林西安交通大学医学院 食物与健康的关系 营养 对人体有益作用 食物食品卫生 可能对人体有害作用 合理营养可以保证机体正常的生理功能 促进健康和生长发育 提高机体的抵抗力和免疫力 有利于预防疾病 增强体质 膳食营养不足或食物被污染 可以发生营养失调性疾病或食源性疾病 特别是食物中毒 亦可引起慢性中毒 致癌 致畸或致突变等不良后果 第一节营养与健康 一 基本概念 1 营养 nutrition 是人类不断从外界摄取食物 经过体内的消化 吸收和代谢以满足机体自身生长发育 生存和增进健康的过程称2 营养素 nutrients 是指机体为维持生存和健康 保证生长发育和体力劳动所必需的来自外界以食物形式摄入的物质3 营养素的种类及主要功能 目前认为机体需要的营养素有六大类四十余种 营养素的种类宏量营养素 macronutrients 机体需要摄入量较大的营养素 包括蛋白质 脂肪 碳水化合物和水 微量营养素 micronutrients 机体需要摄入量相对较小的营养素 包括矿物质和维生素 必需营养素 essentialnutrients 指那些机体不能合成 必需由膳食提供的营养素 碳水化合物脂肪供给热能蛋白质无机盐构成人体组织水维生素调节生理功能膳食纤维 营养素主要功能示意 4 营养素的需要量和供给量 1 营养素需要量是指维持正常生理功能所需要的营养素的量 2 营养素供给量是在生理需要量的基础上考虑了人群的安全率 饮食习惯 食物生产 社会条件及经济条件等因素而制定的适宜数值 因而营养素供给量一般高于营养素生理需要量 5 膳食营养素参考摄入量 DietaryReferenceIntakes DRIs RDA和DRIs的概念 RDA recommendeddietaryallowance 推荐的每日膳食中营养素供给量或膳食营养素供给量建议 是由各国行政当局或营养学术团体根据营养科学的发展 结合若干具体情况 向人们提出的 对社会各人群一日膳食中应含有的热能和各种营养素种类 数量的建议 DRIs dietaryreferenceintakes 膳食营养素参考摄入量 是在RDA基础上发展起来的一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值 其中包括4项内容 平均需要量 EAR 推荐摄入量 RNI 适宜摄入量 AI 和可耐受最高摄入量 UL 平均需要量 EAR EAR estimatedaveragerequiements 是根据个体需要量的研究资料制订的 是根据某些指标判断可以满足某一特定性别 年龄及生理状况群体中50 个体需要量的摄入水平 这一摄入水平不能满足群体中另外50 个体对该营养素的需要 EAR是制订RNI的基础 推荐摄入量 RNI RNI recommendednutrientintakes 是以EAR为基础制订的 如果已知EAR的标准差 则RNI定为EAR加两个标准差 即RNI EAR 2SD 如果关于需要量变异的资料不够充分 不能计算SD时 一般设EAR的变异系数为10 这样RNI 1 2 EAR RNI是膳食营养素摄入的目标量 适宜摄入量 AI AI adequateintakes 是在个体需要量的研究资料不足而不能计算EAR 因而不能求得RNI时 可设定AI来代替RDI AI是通过观察或实验获得的健康人群某种营养素的摄入量 AI是膳食营养素摄入的目标量 可耐受最高摄入量 UL UL tolerableupperintakelevels 是平均每日摄入营养素的最高限量 这个量对一般人群中的几乎所有个体似不致引起不利于健康的作用 当摄入量超过UL而进一步增加时 损害键康的危险性随之增大 UL并不是一个建议的摄入水平 可耐受 指这一剂量在生物学上大体是可以耐受的 但并不表示可能是有益的 健康个体摄入量超过RNI或AI是没有明确的益处的 摄入不足的概率 过量毒副作用的概率 营养素摄入水平 DRI示意图 RNI AI 摄入量的安全范围 目标摄入量 二 人体需要的主要营养素 一 产热营养素和能量碳水化合物 carbohydrate 脂肪 fat 蛋白质 protein 在体内代谢可以产生热能 热能是身体能利用的能量形式 1 蛋白质 protein 蛋白质的功能 构成机体组织 机体所有重要组成部分都需要蛋白质参与 提供机体氮源 维持氮平衡 B I U F S B 氮平衡 I 摄入氮 U 尿氮 F 粪氮 S 皮肤等氮损失零氮平衡 摄入氮 排出氮正氮平衡 摄入氮 排出氮负氮平衡 摄入氮 排出氮 提供必需氨基酸 人体蛋白质由20种氨基酸组成 可以分为3类 必需氨基酸 essentialaminoacid 指在人体内不能合成或合成速度不能满足机体需要 必须从食物中获得的氨基酸 有9种 非必需氨基酸 nonessentialaminoacid 指在人体内可以自身合成以满足机体需要的氨基酸 体内共有9种 3 条件必需氨基酸或半必需氨基酸 conditionallyaminoacid 这类氨基酸在体内虽能合成 但其合成的原料可以是必需氨基酸 如膳食中数量不足可以导致必需氨基酸不足 如供给充足 可有节省必需氨基酸的作用 体内共有2种即半胱氨酸 由蛋氨酸转变 和酪氨酸 由苯丙氨酸转变 2 氨基酸模式和限制氨基酸 1 氨基酸模式 aminoacidpattern 是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例 计算方法是将食物蛋白质中的色氨酸含量定为1 分别计算出其他必需氨基酸的相应比值 这一系列的比值就是该种蛋白质的氨基酸模式 2 限制氨基酸 limitingaminoacid 当食物中蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质模式相比较时 某一种或数种氨基酸含量相对较低 导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费 造成蛋白质营养价值降低 这些含量相对较低的必需氨基酸称限制氨基酸 其中含量最低的称第一限氨基酸 其次称第二限制氨基酸 余类推 2 蛋白质质量评价 食物中蛋白质含量 蛋白质消化率 利用率 蛋白质生物价 氨基酸评分 aminoacidscore AAS 等 可以通过食品强化 foodfortification 或蛋白质互补 thecomplen tentaryactionofprotein 作用提高蛋白质的营养价值 2 蛋白质食物来源和供给量 食物来源 广泛存在于动植物性食物中 蛋白质含量丰富且质量良好的食物主要是动物性食物及大豆类食物 动物蛋白质的必需氨基酸模式与人体氨基酸模式接近 大米和面粉赖氨酸含量较低 大豆蛋氨酸含量较低 将大米或面粉与大豆混食 可以使两种食物中的氨基酸互相补充 这就是蛋白质的互补作用供给量 中国居民膳食蛋白质推荐摄入 RNI 2000 10 北京 三 脂类 lipids 1 概念 营养学上较重要的有脂肪和类脂 脂肪 fat 也称甘油三脂 triglycerides 是由一个甘油分子和三个脂肪酸化合而成 类脂 lipoids 指脂类中除脂肪外其它物质的总称其元素组成除C H O外还有N S P等 对人体较重要的有磷脂 phospholipids 糖脂 glycolipids 固醇类 sterols 等 据脂肪酸饱和度可将脂肪酸分为 饱和脂肪酸 saturatedfattyacid 单不饱和脂肪酸 monounsaturatedfattyacid 碳链中只含一个不饱和双键多不饱和脂肪酸 polyunsaturatedfattyacid 碳链中含两个以上双键 1 脂肪的主要生理功能 供给机体能量 构成机体组织 提供必需脂肪酸 促进脂溶性维生素的吸收 促进食欲及增加饱腹感 类脂质的生理功能 磷脂 提供热能 是细胞膜的重要组成成分 作为乳化剂 可以使体液中的脂肪呈悬浮状态 有利其吸收 转运 代谢 防止动脉硬化等 胆固醇 是细胞膜的重要成分 是体内许多重要活性物质的合成材料 如胆汁 性激素 肾上腺素 维生素D等 2 脂类的主要食物来源与膳食参考摄入量 脂类的来源 烹调用油及食物本身含有的脂类 动物性脂肪 相对含饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸较多 植物油 主要含不饱和脂肪酸 含磷脂较多的食物 蛋黄 肝脏 大豆 麦胚和花生 含胆固醇较高的食品 动物脑 肝 肾和蛋类 肉类和奶类也含有一定的胆固醇 膳食参考摄入量 中国居民膳食脂肪适宜摄入量 AI 脂肪能量占总能量的百分比 2000 10北京 常见食物中胆固醇含量 mg 100g 食物名称胆固醇食物名称胆固醇食物名称胆固醇牛肉 瘦 58猪耳92酸奶15牛肉 肥 133鸡106豆奶粉90羊肝349鸡翅113鹌鹑蛋515羊脑2004鸡肝356鸡蛋585羊肉 瘦 60鸡腿162鸡蛋黄2850羊肉 肥 148鸭112鸭蛋 咸 1576羊肉串 电烤 109烤鸭91鳊鱼94猪肝288鸭肫153鲳鱼77猪脑2571炸鸡198鲳鱼子1070猪肉 肥瘦 80牛乳9鳝鱼126猪舌158牛乳粉 全脂 71带鱼76猪小排146牛乳粉 脱脂 28墨鱼226基围虾181蟹267蟹黄 鲜 466 四 碳水化合物 carbohydrate 1 概念 单糖 双糖 寡糖 多糖2 功能 可利用的多糖 提供能量 参与组织细胞膜的构成 调节血糖 节氮和抗生酮作用 不可利用的多糖 膳食纤维 吸水膨胀 刺激和促进肠蠕动 对预防便秘和大肠疾病 预防某些癌症 心血管病和胆石症 肥胖症等有重要的意义 3 食物来源 主要来源于植物性食物 谷类 70 75 薯类 20 25 根茎类蔬菜 豆类 50 60 4 供给量 除了2岁以下的婴幼儿外 2岁 碳水化合物应提供膳食总能量的55 65 五 热能 energy 1 热能的表示单位 营养学上常用千卡 kilcalories 千焦 kilojpules 或兆焦表示 两者的换算关系如下 1kcal 4 184kJ 1kJ O 239kcal 1MJ 239kcal 2 产热营养素在体内产生热能的效价碳水化合物 17 15kJ 98 16 81kJ 4kca l g蛋白质 18 2kJ 92 16 74kJ 4kcal g脂肪 39 54 95 37 56kJ 9kcal g 3 人体的热能消耗 基础代谢 basalmetabolism 食物特殊动力作用 specificdynamicaction SDA 体力活动4 膳食参考摄入量 产热营养素在总热能供给中的适宜比例蛋白质10 14 脂肪20 30 碳水化合物55 65 六 维生素 vitamin 1 概念 是维持机体正常生理功能及细胞内特异代谢反应所必需的一大类低分子有机化合物 维生素大都是以其本体的形式或可被机体利用的前体形式存在于天然食物中 体内不能合成 必须由食物提供 2 分类 脂溶性维生素维生素A D E K 水溶性维生素维生素B族 维生素Bl B2 PP B6 叶酸 B12 泛酸 生物素等 和维生素C 3 各类维生素的特点脂溶性维生素 在食物中常与脂类共存 在酸败的脂肪中容易破坏 其吸收与肠道中的脂类密切相关 可储存于肝脏中 摄取过量 可引起中毒 摄入过少 可缓慢地出现缺乏症状 水溶性维生素 可溶于水 多数对光和热敏感 在紫外光照射或加热过度时易被破坏 在满足了组织需要后 多余的将由尿排出 在体内仅有少量储存 可用尿负荷试验评价机体水溶性维生素的营养状况 水溶性维生素一般无毒性 但极大量摄入时也可出现毒性 如摄入过少 可较快地出现缺乏症状 维生素A VitA 1 概念 VitA又名视黄醇 retinol 实际上包括所有具有视黄醇生物活性的一类物质 植物性食物来源的 胡萝卜素 carotene 及其他类胡萝卜素可在体内转化为维生素A 称为维生素A原 provitaminsA 维生素A在体内有三种活性形式 视黄醇 视黄醛和视黄酸 食物中维生素A含量的表示 视黄醇当量 retinolequivalents RE 表示膳食或食物中全部具有视黄醇活性物质 包括已形成的维生素A和维生素A原 的总量 g 视黄醇当量的换算关系 1 g视黄醇 1 g视黄醇当量 RE l g 胡萝卜素 0 167 g视黄醇当量1 g其它维生素A原 0 084 g视黄醇当量1IU维生素A 0 3 g视黄醇膳食或食物中总视黄醇当量 gRE 视黄醇 g 胡萝卜素 g 0 167 其它维生素A原 g 0 084 2 理化特性 维生素A和胡萝卜素都对酸 碱和热稳定 一般烹调和罐头加工不易破坏 易被空气中的氧所氧化破坏 紫外线 高温可加速破坏 脂肪酸败可引起其严重破坏 当脂肪氧化变质时 其中的维生素A即行破坏 3 生理功能 维持正常视觉 合成视紫红质 维持细胞的正常生长和分化 调节DNA的转录和蛋白质合成 参与调节机体多种组织细胞的生长和分化 维持生殖功能 维生素A缺乏影响雄性动物精子的生成及雌性动物雌激素分泌的周期性变化 阴道 子宫 输卵管及胎盘上皮角化 导致不能受孕或胚胎畸形和死亡 增强免疫和抗癌作用 4 膳食参考摄入量及食物来源RNI 成男800 gRE成女700 gREUL 成人3000 g 孕妇2400 g 儿童2000 g 动物性食物中维生素A 主要存在于动物肝脏 鱼肝油 蛋 奶及其制品 植物性食物中 胡萝卜素和各种类胡萝卜素 绿叶蔬菜 黄色蔬菜和水果中含量较高 5 维生素C VitC 又名抗坏血酸 ascorbicacid 在组织中以两种形式存在 即还原型抗坏血酸和脱氢型抗坏血酸 这两种形式可以通过氧化还原互变 因而都具有生理活性 食物中的VitC在小肠吸收 摄入量100mg以内时 吸收率为100 而增加摄入量时 其吸收率反而降低 一 理化性质 结晶抗坏血酸稳定 其水溶液极易氧化 遇空气 热 光和碱性物质 特别是当氧化酶及微量铜 铁等重金属离子存在时 可促进其氧化进程 抗坏血酸有还原型与氧化型 两者可通过氧化还原互变 均具生物活性 当氧化型抗坏血酸被氧化或加水分解变成二酮古洛糖酸或其他氧化产物 则丧失其活性 生理功能 促进铁吸收 转移 储存和利用 清除自由基 促使双巯键 一ss一 还原为巯基 一sH 阻止体内的氧化损伤过程 防止VitA E及不饱和脂肪酸的氧化 促进胶原蛋白合成 可激活羟化酶 促进胆固醇代谢 降低血胆固醇含量 参与肾上腺皮质激素的合成与释放 缺乏 VitC缺乏症称为坏血病 scurvy 主要表现为毛细血管脆性增加 牙龈肿胀出血 四肢关节或皮下出血 伤口愈合不良等 严重者可出现贫血 心脏衰竭甚至内出血而致突然死亡 膳食参考摄入量和食物来源 我国成人RNI 100mgUL 1000mgVitC主要来源于新鲜蔬菜和水果 一般深色蔬菜 柑橘 柚子 猕猴桃 酸枣 刺梨 杨桃含量较高 蔬菜 水果保存的时间以及烹调方法等对Vitc有不同程度的破坏 七 矿物质 1 基本概念矿物质 mineral 也称无机盐 灰分 指人体中主要以有机化合物形式存在的碳 氢 氧 氮以外所有元素的总称 常量元素 macroelements 也称大量元素宏量元素 指人体中含量 体重的0 01 的元素 计有钾 钠 钙 镁 硫 磷 氯7种 微量元素 microelements 也称痕量元素 指机体中含量 体重0 01 的元素 必需微量元素 essentialtraceelements 指已经科学证实是维持人体正常生命活动不可缺少的微量元素 1995年FAO WHO认为 目前已确定的有10种 即铁 锌 铜 钴 铬 氟 钼 碘 锰 硒 硅 镍 硼 钒为可能必需元素 2 体内代谢特点 矿物质在体内随年龄增长而增加 但元素间比例变动不大 无机元素在体内的分布不均匀 在人体新陈代谢过程中 每日都有一定量的丢失 因此必须通过膳食补充 在某些元素 其生理需要量与中毒量之间只有很小的范围 稍有不慎就会引起中毒 因此在补充矿物质时应特别注意 我国人民较容易缺乏的元素是钙 铁和锌 在一些地区可能有碘或硒的缺乏 钙 1 含量 钙 calcium 是人体含量最多的一种无机元素 正常成人体内含钙总量约为1000 1200g 相当于体重的2 0 2 分布骨骼和牙齿 体内钙99 集中在骨骼和牙齿中 混溶钙池 misciblecalciumpool 体内钙除骨牙外其余1 有一半与柠檬酸螫合或与蛋白质结合 另一半则以离子状态存在于软组织 细胞外液和血液中 称为混溶钙池 混溶钙池与骨骼钙维持着动态平衡 正常情况下骨骼中的钙不断被释放 进入混溶钙池 混溶钙池中的钙也不断沉积于成骨细胞中 如此使骨骼不断更新 3 生理功能 构成骨骼和牙齿幼儿骨骼每1 2年更新一次 以后更新速度随年龄的增长而减慢 成年人10 12年更新一次 40 50岁以后骨吸收大于骨生成 骨组织中钙量逐渐减少 约每年下降0 7 妇女停经后因雌激素水平下降 骨组织中钙量明显降低 易引起更年期骨质疏松症 维持神经与肌肉活动钙离子可与细胞膜的蛋白和各种阴离子基团结合 具有调节细胞受体结合和阴离子通透性及参与神经信号传递物质释放等作用 以维持神经肌肉的正常生理功能 包括神经肌肉的兴奋性 神经冲动的传导 心脏的正常搏动等 促进体内某些酶的活性钙对许多参与细胞代谢的大分子合成 转运的酶都有调节作用 如三磷酸腺苷酶 琥珀酸脱氢酶 磷酸二酯酶 酪氨酸羟化酶等 参与血凝过程 促进细胞信息传递 维持细胞膜稳定性 激素分泌 维持体液酸碱平衡以及调节细胞正常生理功能等 4 吸收钙在小肠通过主动转运与被动 扩散 转运吸收 一般钙吸收率为20 一30 影响钙吸收的因素有很多归纳如下 不利因素 膳食中草酸盐与植酸盐 膳食纤维 过多的脂肪 高磷膳食均可抑制钙吸收 有利因素 VitD 乳糖 膳食中充足的蛋白质均有利于钙吸收 机体的生理状况 婴幼儿 孕妇 乳母由于需要增高 钙吸收率远大于成年男性 婴幼儿期钙吸收率常大于50 儿童期约40 成年人20 左右老年人仅15 左右 膳食参考摄入量和食物来源我国成人AI 800mgUL 2000mg钙含量较丰富的食物有奶及奶制品 豆类及其制品 虾皮 海产品 坚果和蔬菜类 奶及奶制品不仅含钙丰富 而且含有乳糖和氨基酸 可以促进钙的吸收 是最好的补钙食品 铁 iron Fe 1 含量铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 总量约为4 5g 2 分布功能性铁 7