2012年能量与碳水化合物2学时

食品营养与卫生学第二章营养学基础,消化系统的回顾,人类消化系统、食物停留时间及食物的运动图,人体消化过程图及小肠结构,结肠构造及其运动方式,胆结石及憩室病,第一节2.1 热 能,第四节 热能,一、概述,热能(energy),热,能,维持体温恒定,维持各种生理 体力活动正常进行,单位,焦耳 (joule，J)，千焦耳 (kilo-joules，kJ),卡 (calorie，cal)千卡 (kilo-calories，kcalories，kcal),1cal=4.184J 1J=0.239cal,不断向环境中散发,1g CHO16.7kJ (4.0 kcal) 1g 乙醇 29.3kJ (7.0 kcal)1g Pro 16.7kJ (4.0 kcal) 1g Fat 36.7kJ（9.0 kcal),一、概述,Kcal：指一升水从摄氏14.5度升到15.5度时所需热量。国际单位为焦耳，表示1牛顿的力将1公斤重的物体移动一米所消耗的能量。,产热营养素：在机体代谢中产生热能的营养素。人体所需要的热能来源于每天摄入的各种食物中的碳水化合物、蛋白质、脂肪。营养学上将其称为产热营养素。 生热系数：将每克产热营养素在体内氧化分解后为机体供给的净能称为生理有效热能或生热系数。,二、E消耗(一)BM,恒温 (18-25),安静 静卧,禁食12hr,热能消耗(BM),体温 呼吸血液循环其它器官生理需要,放松 清醒,仅维持最基本生命活动,二、人体热能消耗热能消耗* 需要基础代谢+活动+食物热效应（一）基础代谢*（basal metabolism，BM）,基础代谢率：单位时间内人体每平方米体表面积所消耗的基础代谢热量称基础代谢率（kcal/h）。 基础代谢能量需要（BEE basic energy expenditure）=A()BMRT(h),基础代谢率（BMR）受许多因素的影响： 年龄 性别 身体组成 生理状况 气候 精神,可能使BMR降低的因素：（1）抑郁；（2）内分泌腺的功能低下；（3）营养不良，饥饿；（4）肥胖；（5）老人与妇女；（6）镇静药。可能使BMR升高的因素：（1）贫血；（2）心血管病；（3）发热；（4）授乳、妊娠；（5）肺病；（6）帕金森病；（7）瘦；（8）环境寒冷；（9）儿童、男子 （10）吸烟、喝咖啡。但是BMR测定值与适合于该受试者标准值偏差百分率在15之间则认为是正常,BM热能消耗 (basal energy expenditure，BEE)1直接计算法2间接计算法呼吸商(CO2/O2) /热氧价,(二)体力活动,（二）活动（劳动和活动）约占总热能消耗的15-30%，变化最大是控制能量平衡的重要部分,体力活动种类很多，营养学上根据能量消耗水平（即活动强度）分为五个级别,(三)食物热效应,（三）食物热效应 (thermic effect of food，TEF)即食物特殊动力作用 (specific dynamic action，SDA)是在食物摄取、消化、吸收、代谢转化等过程中所产生的热能消耗的现象此时可引起体温升高不同食物成分其TEF不同 CHO为5-6%，Fat4-5%，Pro为30%,三、一日E需要确定,测量法,复杂 昂贵较准确,直接测热法,间接测热法,计算法,简便 易行结果较粗,简易推算,计算热能消耗确定热能需要,三、人体一日热能需要的确定对指导人们改善自身膳食结构、规律，维持能量平衡，提高健康水平非常重要,简易推算法（1）体重盈亏方法 热能需要量=计算半月内摄入食物热能（kcal）6.8体重变化（(kcal/g） (2) 体重法： 男子：体重（kg）46=每日热能需要量（kcal） 女子：体重（kg）40=每日热能需要量（kcal） 并按：轻微活动：0.9 积极活动：1.17 系数调整 剧烈活动：1.34,四、热能供给1按营养素来源应有适当比例成人：Pro 10-15% * Fat 20-25% * CHO 55-65%儿童Pro ： 12-14%2不同体重、性别、年龄、生理状况、活动强度时的热能推荐量不同,复习题：1、食物中包括哪几类营养素？它们有哪些生理功能(简答)？2、在膳食营养素参考摄入量（DRIs）中，对儿童、成人而言产热营养素的比例是如何分配的？日耗能2400kcal的某职员，日供产热营养素的克数应为多少？,3、什么是BM、BMR？BMR一般会受到哪些因素的影响？什么是食物热效应（TEF）或称食物动力学作用（SDA）不同产热营养素TEF各是多少？4、决定人体热能消耗的因素有哪些？,第二节碳水化物 (Carbohydrate，CHO),第三节 CHO,一、分类、来源,一、碳水化物分类、食物来源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,多糖,双糖,可消化多糖,寡糖,单糖,非消化多糖,可消化寡糖,非消化寡糖,两分子单糖,(一)单糖,（一）单糖（monosaccharide）以己糖为主食物中主要有葡萄糖、果糖、半乳糖，还有少量其它糖类天然水果、蔬菜中，还有少量的糖醇类物质,T-糖/糖醇相对甜度,功能性甜味剂,多元糖醇：是相应的糖分子经催化后加氢制成的，应用为功能性甜味剂。主要有木糖醇、山梨醇（0.6）、甘露糖（0.3）、麦芽糖醇（0.6）、乳糖醇（0.30.4）、帕拉金糖醇（0.450.6）、赤藓醇（0.70.75）。,其生理功能：（1）在机体中代谢途径与胰岛无关，摄入后不会引起血液葡萄糖与胰岛素水平的大幅度波动，故可供糖尿病人。（2）不是口腔微生物的合适作用底物，就算长期摄取也不会引起牙齿龋变。（3）能量值较低，部分品种（乳糖醇）的代谢特性类似膳食纤维，因此具有纤维的部分生理功能。,(二)双糖,蔗糖(sucrose),1葡萄糖1果 糖,麦芽糖(maltose),2葡萄糖,乳糖(lactose),1葡萄糖1半乳糖,海藻糖(trehalose),2葡萄糖,（二）双糖（disaccharide）常见的双糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖和海藻糖等,过食白糖对健康损害大。成人会发生乳糖不耐症,是人们日常食用糖。它是由一个分子的葡萄糖和一分子的果糖构成。它在甘蔗、甜菜中含量最丰富，其它如香蕉、菠萝、大枣、柿子中含量也较多。白糖是一种人工精制品，含蔗糖100%，由于过分精制，制得白糖中的许多矿物质及其它营养素作为不纯成分而被舍弃了。摄过多的白糖会是维生素B1缺乏，导致血中丙酮酸过量，其中毒症表现为脚气病。大大降低神经和肌肉活动力。与此同时还会造成钙离子碱性离子的损失，使人处在神经衰弱环境中，对于小儿则会产生骨骼生长不良，受刺激易兴奋，西方每日食糖100克以上。同时据报道，食糖过多还与女性乳腺癌发病率有关，互相呈正相关。此外多吃糖易形成龋齿、肥胖症等。,乳糖不耐症（lactose intolerance）,世界部分人群中发生的不能或少量地分解吸收乳糖，大量乳糖进入大肠，在肠道细菌作用下，产酸、产气，引起胃肠不适、胀气、痉挛和腹泻的情况。典型症状出现在416岁，美国10%，美国黑人70%，亚洲70%，以色列犹太人60%，阿拉伯人80%，墨西哥人70%。世界上完全没有乳糖不耐症的人仅有30。原因有：先天性缺少或不能分泌乳糖酶某些药物或肠道感染使乳糖酶分泌减少 随年龄增加，乳糖酶活性下降,(三) 寡糖,（三）寡糖（oligosaccharide）由3-10个单糖构成的小分子多糖，较重要的是存在于豆类中的棉子糖、水苏糖,功能性低聚糖：有水苏糖（0.18）、棉子糖（0.25）、帕拉金糖（0.42）、乳酮糖、低聚果糖（0.30.4）、低聚木糖（0.4）、低聚半乳糖（0.20.4）、低聚乳果糖（0.7）、低聚异麦芽糖等。水苏四糖：摄入大量豆类所引起腹部胀气的成分（水苏糖、棉子糖），小肠中虽能消化，但在结肠中被肠道细菌发酵产气。,功能性低聚糖生理功能：（1）不易被人体消化吸收，能量值为零或很低。（2）活化人体肠道中的双歧杆菌，促进其生长繁殖。双歧杆菌是肠道中有益菌，其存在的多少成为衡量健康的标准。（3）不会被口腔微生物利用。（4）属水溶性膳食纤维，有助于防止便秘，预防结肠癌。其与糖类相比，多糖醇甜度和粘度较低，并且不会参与美拉德反应。,（四）多糖,植物多糖,淀粉 (starch ),纤维素 ( fiber ),动物多糖,糖原 ( glycogen ),（四）多糖（polysaccharide）由10个以上单糖构成的大分子糖重要的有糖原、淀粉、纤维素，均由葡萄糖分子构成,膳食纤维,3膳食纤维*（dietary fiber）食物中不能被人体消化酶分解的多糖的总称严格而言不是营养素，但因其特殊生理作用，营养学上仍将它作为重要的营养素,不可溶性纤维1）纤维素,2）半纤维素不是纤维素的衍生物,3）木质素化学上不属于多糖，是多聚苯丙烷（芳香族）化合物，是使植物木质化的物质可刺激肠道蠕动,可溶性纤维溶于水并吸水膨胀，能被肠道微生物丛酵解常存在于植物细胞液和细胞间质中,可溶性纤维包括：果胶：按甲基化程度不同分为原果胶、果胶、果胶酸。树胶：阿拉伯胶（arabic gum）；种子胶；瓜尔豆胶（guar gum）；其他植物胶：海藻胶、红藻胶；微生物胶：黄原胶 。,膳食纤维的理化性质：,（1）溶水性：吸水膨润作用。（2）粘稠度：使单糖、中性氨基酸转运速度减慢。（3）阳离子交换作用：与糖中酸性羧基有关，中和阳离子。（4）结合有机化合物：结合胆酸、中性胆固醇如麦麸、苜蓿、瓜尔豆胶等。（5）细菌发酵：酵解产生乙酯酸，丙酯酸和丁酯酸，是人类益生菌的营养来源，改变肠道PH值（4.85.0）。,膳食纤维的生理功能主要是通过影响大肠功能而起到预防大肠癌、降低血糖、胆固醇水平，预防心脑血管疾病的作用膳食纤维在量较大时可妨碍消化酶与营养素接触（抗营养过程）使消化吸收过程减慢血糖由以上机理可见，膳食纤维的各种作用是一个综合过程，但可溶性纤维的作用较主要,潜在害处：含种子外皮和其它不消化物质的高纤维膳食会妨碍矿物质和其它营养素的吸收。消化力研究表明：高膳食纤维会降低脂肪和蛋白质的消化力，大量进食膳食纤维能引起胀气，降低钙、镁、锌、邻的吸收率，也可影响血清中铁和叶酸的含量，此外，食用过量纤维会导致乙状结肠的扩大和扭转（肠扭转）。,二、CHO功能(一)体内CHO,二、碳水化物生理功能（一）体内CHO功能1供能 满足组织细胞对能量的直接需要。 如大脑每日需要葡糖110130g，约占人体基础代谢能量的1/5，脑并不贮存任何能量，所以当血糖降低时，往往会出现昏迷、头痛、严重是休克、死亡 转化成糖原并贮存在肝脏和肌肉中。人体内平均370克糖原：肌：245克；肝：108克；其它：17克。虽然糖原是葡萄糖的一种贮存形式，但人体贮的糖原仅仅能够满足约半天的能量需要。此外，像步行23小时左右，如食物就消耗体内糖原贮备。肌肉糖原对肌肉能量有效，对血液葡萄糖调节无效。 转变为脂肪作为较大能量的储备。,2构成机体组织的重要成分粘蛋白 结缔组织糖脂 神经组织糖蛋白 细胞膜表面 信息传递核糖 DNA、RNA中大量含有,3节约蛋白质作用（sparing protein action）CHO充足 可预防Pro通过糖异生作用浪费4抗生酮作用（antiketogenesis）体内Fat的彻底分解需葡萄糖协同，充足CHO（至少50-100g）可防止酮血症 由于脂肪氧化需要能量需由碳水化合物供给，肝脏脂肪中的脂肪酸氧化不完全，生成乙酰乙酸，-羟丁酸，丙酮统称为酮体。但肝脏由于缺乏转硫酶和乙酰乙酸硫激酶，故不能利用酮体，而肝外组织则相反，可利用其并释放能量，但若超过肝外组织氧化能力时，易形成酮血症（ketosis）（血内酮体过多），由尿排出，又形成酮尿。当酮积累时，会使血液中酸度偏高，碱度相对偏低，使人出现昏迷。这就是酸中毒。若每天摄入50100克的可消化碳水化合物可预防此病。,(二)食物CHO,主要热能营养素,改变食物色 香 味 型,提供膳食纤维,（二）食物CHO生理功能,三、消化吸收,三、碳水化物的消化吸收及代谢,CHO代谢示意图,四、供给,四、碳水化物供给CHO供能占总热能60-65%（RNI）较合理但也有营养学家认为：应占55-60