营养学基础 三大营养素

第三章营养学基础 第一节概论 营养学的基本概念 营养与养生营养素必需营养素 42种 非必需营养素 数十种 植物化学物质 数万种 营养学 营养保健学 1920年后 规范 必需营养素 的标准 该物质为生长 健康或存活所必需 该物质缺乏时引起特异性的疾病 最终死亡 缺乏病的严重程度与摄入量密切相关 相应的缺乏病只有该种物质或其前体可以预防 体内不能合成 必须依靠食物提供 膳食营养素参考摄入量 DRIs 营养素的需要量在个体之间的差异推荐营养素需要量的基本原则DRIs 一套参数 包括4项 1 平均需要量 EAR 2 推荐摄入量 RNI 3 适宜摄入量 AI 4 可耐受的最高摄入量 UL 营养与健康的关系 营养素的功能 提供能量促进生长与组织修复调节生理功能营养是维持健康的基础维持人体构成 生理功能 心理健康 预防疾病营养对人群健康的影响营养与健康的关系 营养学发展史 虽然早在2400年前希腊就进行某种形式的食疗 但他们对食物的化学本质并不认识 并认为食物仅含有单一的营养成分 这一观念一直持续到19世纪 战国时期的中医经典著作 黄帝内经 中提出 五谷为养 五果为助 五畜为益 五菜为充 之观点 1918年 为促进公众健康 英国 美国开始强调食物品种多样化的重要性 第二节能量及宏量营养素 宏量营养素即三大营养素 蛋白质 脂肪 碳水化合物 一 能量 从根本上讲 吃饭其实就是在吃能量 能量代谢是一切生命的基本特征 能量摄入是营养学中最基本的问题 人体内的能量涉及电能 热能 化学能 机械能等多种能量形式 1 能量的单位 卡 卡路里 calorie 千卡 kcal 1000卡焦耳 J 千焦耳 kJ 1000J兆焦耳 MJ 1000kJ换算关系1kcal 4 184kJ 能量 2 能量的来源 三大产能营养素 三大营养素 1 碳水化合物 CHT 2 脂类 Fat 3 蛋白质 Prot 4 酒精 乙醇 不同的能源物质在利用方面有不同的特点 蛋炒饭 三大营养素的能量卡价 能量卡价 能量系数 热价 1克碳水化合物 4千卡 kcal 1克脂肪 9千卡 kcal 1克蛋白质 4千卡 kcal 燃烧与燃烧热 能量来源的分配 这是平衡膳食的核心碳水化合物供能占全天总能量的55 65 脂肪供能占全天总能量的20 30 蛋白质供能占全天总能量的10 15 3 能量消耗 能量守恒定律能量消耗的形式 基础代谢 体力活动 食物热效应 生长发育 基础代谢 BM 概念 注意 基础代谢率 BMR 测量 1 气体代谢法 特制代谢车 2 用体表面积推算基础代谢 体表面积 基础代谢率 24 影响因素 体型与体表面积 年龄 性别 瘦体质 气温 种族 激素水平 如甲亢 劳动强度 体力活动 体力活动消耗 概念 测量 影响因素 P64 劳动强度分级 极轻 轻 中 重 极重 食物热效应 TEF 食物热效应又称食物特殊动力作用 SDA 概念 数量 混合食物的热效应一般为基础代谢的10 生长发育 儿童生长发育孕妇之胎儿 4 能量需要量及参考摄入量 估算方法 全天能量需要 BMR PAL其中 BMR查表3 1或根据表3 2公式计算PAL查表3 3中国居民参考摄入量 中国营养学会 2000年 男性 轻体力劳动 2400kcal女性 轻体力劳动 2100kcal 如何判断摄入的能量是否合适 老百姓的方法 吃饱了算理论家的方法 根据食谱计算出实际摄入能量是多少 然后再与前面公式计算出的理论值想比照 简便的方法 衡量能量供应是否合适的客观指标是体重 特别是体重的变化 体重不变 能量消耗 能量摄入体重增加 能量消耗 能量摄入体重减少 能量消耗 能量摄入 能量过剩与不足 二 蛋白质 protein 来自希腊文 proteios 头等重要 生物化学 没有蛋白质就没有生命 蛋白质重要的营养学意义表现在两个方面 1 蛋白质 氨基酸 的组成 独特的 氮 N 元素 食物中蛋白质含量的测定 蛋白质分子中氮元素含量16 1克氮相当于6 25克蛋白质身体内蛋白质代谢研究 氮平衡 摄入的氮 排出的氮 2 氨基酸 AA 1 基本构成单位20种氨基酸 数十万种蛋白质2 吸收形式蛋白质 单个或2 3个一组氨基酸 天然食物中蛋白质和氨基酸的存在 蛋白质和氨基酸的关系 必需氨基酸 EAA 8 1种非必需氨基酸 NEAA 9种半必需氨基酸或条件必需氨基酸 2种半胱氨酸 酪氨酸 20余种氨基酸P68表3 6 氨基酸分子通式C 碳原子COO 羧基H3N 氨基R 侧链 氨基酸模式 即食物中8种必需氨基酸的比例表3 7 都是以色氨酸的比例为 1 限制氨基酸 木桶理论 限制氨基酸即食物中含量与人体模式 或世界卫生组织推荐模式 相差最远的那种必需氨基酸 赖氨酸 面粉 优质蛋白 即鱼肉蛋奶等动物性食品以及大豆中所含蛋白质 其必须氨基酸构成比其他植物性蛋白质更接近人体氨基酸模式 参考蛋白质 鸡蛋蛋白质 鸡蛋 3 蛋白质的分类 按营养价值分 完全蛋白 如乳酪蛋白 乳白蛋白 肉白蛋白 大豆蛋白 麦谷蛋白 卵磷蛋白等 半完全蛋白 如麦胶蛋白 不完全蛋白 如胶原蛋白 玉米胶蛋白 4 蛋白质的消化吸收及代谢 消化 吸收 代谢 食物中的蛋白质 胃肠里消化成氨基酸或小肽 血液中的氨基酸 组织中合成人体蛋白质 5 蛋白质的生理功能 1 构成和修复身体组织 3 最重要的功能2 调节生理功能 构成激素 免疫物质和酶等生理活性物质 3 提供能量 次要的功能 蛋白质分子模型 6 食物蛋白质的营养评价 食物蛋白质含量蛋白质消化率表观消化率真消化率蛋白质利用率蛋白质功效比值 PER 生物价 BV 氨基酸评分 评价指标1 食物蛋白质含量 测定方法 凯氏定氮法 先测定氮元素含量 然后折算成蛋白质 蛋白质含量 总氮 6 25评价方法 凯氏定氮仪 食物蛋白质消化率 评价指标2 蛋白质表观消化率 摄入的氮 粪中的氮 摄入的氮 100 注意 需要做动物实验测定评价指标3 蛋白质真消化率 摄入的氮 粪中的氮 粪中的代谢氮 摄入的氮 100 注意 需要做动物实验测定 实验动物 食物蛋白质的利用率 评价指标4 蛋白质功效比值 PER 动物体重增加量 蛋白质摄入量注意 指实验期内的测定值 用酪蛋白校正评价指标5 生物价 BV 氮储留量 氮吸收量 100 其中 氮储留量 摄入的氮 粪中的氮 粪中的代谢氮 尿中的氮 尿中的内源氮 氮吸收量 摄入的氮 粪中的氮 粪中的代谢氮 评价指标6 氨基酸评分 氨基酸分 AAS 被测食物每克蛋白质中EAA含量 参考蛋白质每克蛋白质中EAA含量 100注意 每种食物蛋白质的评分以限制氨基酸 即评分最低的氨基酸 为准 PDCAAS AAS 真消化率 参考蛋白质 7 蛋白质的互补作用 基本概念 表3 9表3 10间隔多长时间有效 8 蛋白质需要量及参考摄入量 膳食参考摄入量 中国营养学会 2000年 75克 天 男 65克 天 女 轻体力劳动 体重估算 每kg体重0 8 1 2g 成年人 能量计算 每日总能量的10 15 成年人 在膳食结构中 优质蛋白 动物蛋白 大豆蛋白 占蛋白质总量的30 50 9 蛋白质营养状况评价 即衡量人体是否缺乏蛋白质略 10 蛋白质的食物来源 蔬菜水果 0 1 2 粮食 10 大豆 36 40 鸡蛋 12 肉类 10 20 牛奶 3 糖 油 0 蛋白质缺乏 蛋白质能量营养不良 P337蛋白质能量营养不良 PEM 病因 临床表现与分型水肿型干瘦型混合型治疗与预防 蛋白质过多 肾脏排泄负担 肝脏代谢负担 消化道消化负担 癌症发病率 三 脂类 脂肪 类脂 1 脂类的分类 脂类 也叫油脂 包含了一组物质 它们是 1 甘油三酯 又叫 脂肪 或中性脂肪 其分子由一个甘油和三个脂肪酸构成 2 磷脂 如卵磷脂等 分子结构比较复杂 含有或不含有脂肪酸 3 胆固醇 分子结构非常特殊 不含有脂肪酸 4 其他 如鞘脂类其中2 3 4等合称 类脂 脂肪酸不但是脂肪的基础 也是类脂的基础 所以是脂类的中心环节 脂肪的结构示意图 脂肪酸的命名 在天然脂肪中 脂肪酸的种类甚多 常见并且对人重要的有20种左右 每一个脂肪酸都有它自己的名字 常见的有棕榈酸 硬脂酸 油酸 亚油酸 亚麻酸等 脂肪酸的常用分类法 根据其分子中有没有双键将脂肪酸 FA 分为 1 饱和脂肪酸 SFA 分子中没有双键 2 不饱和脂肪酸 USFA 分子中有一个或多个双键 不饱和脂肪酸可以用双键的数量继续分类 其中只含有1个双键的脂肪酸 如油酸 叫单不饱和脂肪酸 MUFA 含有2个及以上双键的叫多不饱和脂肪酸 PUFA 如亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸 DHA和EPA等 不饱和脂肪酸还可以用双键的位置继续分类 n 3型 又称 3型 或omega 3 亚麻酸 DHA和EPAn 6型 又称 6型 亚油酸和 亚麻酸n 9型 又称 9型 油酸 亚麻酸 C18 3 n 3 6 9 CH3 CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 7 COOH 脂肪酸的其他分类法 另一种是根据碳原子数将脂肪酸分为 1 短链脂肪酸 4 6C 2 中链脂肪酸 8 12C 3 长链脂肪酸 12C以上 还有一种是根据脂肪酸的来源分成 动物性脂肪和植物性脂肪 性质性状不同 多不饱和脂肪酸 PUFA 亚油酸 亚麻酸等 类二十烷烯酸 是指20 3 n 6 20 4 n 6和20 5 n 3脂肪酸在环氧化酶和脂氧合酶的作用下生成的一系列氧化产物 如前列腺素 PG 血栓素 TXT 以及白三烯 LT 这些物质是很多生化过程的重要和有力的调节剂 在协调细胞间生理学的相互作用中起重要作用 如调节血压 血脂 血栓的形成 以及机体对伤害 炎症的免疫反应等 PUFA有很多益处 但易产生脂质过氧化反应 因而产生自由基等物质 单不饱和脂肪酸 油酸 地中海健康饮食 中的关键 橄榄油 茶油中含量比较多 降低胆固醇 甘油三脂及LDL 但不降低HDL 有益 也不促进脂质过氧化 DHA EPA EPA C20 5 n 3 DHA C22 6 n 3 亚麻酸 C18 3 n 3 作用 1 胎儿婴幼儿神经系统 大脑 发育 2 婴幼儿视网膜 视力 发育3 调节血脂4 平衡n 6脂肪酸 鱼油 饱和脂肪酸 补充 饱和脂肪摄入过多可导致 肥胖心血管疾病高血压某些癌症发病率的升高 反式脂肪酸 P79氢化油 加氢 使不饱和脂肪酸部分变成饱和脂肪酸 在人造奶油 起酥油 油炸专用油等油脂中大量存在 危害 影响幼子发育 对心脑血管系统的影响类似饱和脂肪酸 可能的致癌作用等2006年2月8日 美国食品与药物管理局 FDA 对麦当劳薯条启用了新方法进行检测 结果显示 在每大份麦当劳薯条中 反式脂肪酸含量从过去的6克增加到8克 整体脂肪酸总含量从过去的25克增加到30克 FDA称 反式脂肪酸可增加人体不良胆固醇 增加患心脏病的风险 CCTV消息 2006年12月6日新闻30分 美国纽约卫生委员会5号通过一项法案 将在纽约市所有餐厅 蛋糕房禁止使用不利于人体健康的人造反式脂肪 从而使纽约成为美国第一个在餐饮业全面封杀反式脂肪的城市 磷脂 P801 构成各种生物膜2 参与神经组织的构成与功能3 参与胆固醇代谢磷脂缺乏与脂肪肝卵磷脂 1ecithin 的保健作用 大豆卵磷脂 胆固醇P80 胆固醇的生理功能 1 构成生物膜2 合成维生素D 胆酸 激素等高胆固醇的危害 动脉粥样硬化影响胆固醇吸收的因素血液胆固醇是从哪里来的 关于控制膳食中胆固醇的争议 认清脂肪大家族 坏蛋 有 饱和脂肪胆固醇反式脂肪酸 好人 有 必需脂肪酸单不饱和脂肪酸DHA EPA 鱼油 卵磷脂 中间派 多不饱和脂肪酸 2 脂肪的消化吸收 略 3 脂类的生理功能 1 提供能量 储存能量 2 促进脂溶性维生素 如维生素A D E的吸收 3 隔热保温 机械保护作用 4 饱腹感 5 美味 6 磷脂的生理功能 构成细胞膜 神经冲动传导7 胆固醇的生理功能 构成细胞 合成D3 性激素等8 必需脂肪酸的生理功能 P82 必需脂肪酸 EFA P38人体不能合成 必需依赖食物供给的脂肪酸 包括 亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸DHA EPA 疑似EFA 数量 不少于总能量的3 4 参考摄入量及来源 中国居民膳食营养素参考摄入量 中国营养学会 2000 P83表3 131 脂肪供给能量成年人不超过20 30 2 不饱和FA 饱和FA 2 1多不饱和FA 单不饱和FA 饱和FA 1 1 13 n 6 n 3 4 6 14 胆固醇 300mg 日 中国居民膳食指南 中国营养学会 1997 5 烹调油不超过25g 日6 不要吃荤油和肥肉 脂肪还存在于哪些食物中 动物性食物 肥肉 内脏 瘦肉 奶 蛋 鱼 有点例外 等 饱和脂肪为主 有胆固醇 植物性食物 大豆 花生 瓜子 油菜籽 橄榄 棕榈和可可 有点例外 坚果 种子的胚等 不饱和脂肪为主 无胆固醇 四 碳水化合物 carbohydrate 葡萄糖 C6H12O6 C6 H2O 6淀粉 C6H10O5 n C6 H2O 5 n 1 碳水化合物的分类 P84表3 15 糖 包括单糖 双糖和糖醇单糖 葡萄糖 最基本 半乳糖 果糖 最甜 双糖 蔗糖 分子包含一个葡萄糖和一个果糖残基 乳糖 分子