营养1_备课_2宏量营养素

第二章宏量营养素 第二节脂类 主要内容 第三节碳水化合物 第一节蛋白质 组成和分类代谢生理功能加工中变化参考摄入量 一 蛋白质代谢 见教材p24页 第一节蛋白质 氨基酸分解代谢与三羧酸循环和尿素循环的关系 1 概念 nitrogenbalance 是指比较机体摄入氮和排出氮数量之间的关系 通常以氮平衡来测试人体蛋白质的需要量和评价人体蛋白质营养状况 2 表示方法 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 B 0 零氮平衡 zeronitrogenbalance B 0 正氮平衡 positivenitrogenbalance B 0 负氮平衡 negativenitrogenbalance 二 氮平衡与蛋白质的需要量 1 氮平衡的概念及表示方法 2 不同人群氮平衡情况 人体内没有单独的蛋白质储留 成年人维持氮平衡即可 B 0 婴幼儿 青少年 孕妇 乳母以及恢复期病人 由于体内需要用蛋白质合成新组织以及酶和激素才能满足生理需要 因此要求氮摄入量大于排出量 才能维持正氮平衡 B 0 当长期饥饿或患慢性消耗性疾病 如肺结核 恶性肿瘤疾病组织蛋白质分解过甚 时 蛋白质摄入量减少 体内蛋白质合成减少 体内蛋白质分解加剧 消耗增加 氮的排出量超过摄入量 出现负氮平衡 B 0 3 蛋白质的需要量 在人体完全不摄入蛋白质的情况下 人体内组织蛋白质依然分解 经实验证明 膳食中完全不含蛋白质时 65Kg体重成年男子每日仍从体内排出约3 51g氮 相当于22g蛋白质 考虑食物和人体蛋白质的差异 食物消化率 实验证明维持成年人的氮平衡 每日至少应从膳食中补充45g蛋白质 才能维持生命和健康 负氮平衡 蛋白质不足 出现相关的缺乏症 影响氮平衡的因素 p25 1 蛋白质是由氨基酸组成的高分子含氮有机化合物 其基本组成原素是碳 氢 氧和氮 有的还含有硫 磷 铁 铜 锌和碘等原素 2 各种原素的含量都有一定的范围 其中氮原素是蛋白质所特有的 3 各种蛋白质的含氮量平均为16 根据测得的氮量乘以6 25 即可计算出某种食物中的粗蛋白质含量 三 蛋白质的组成 分类和生理功能 一 组成 二 分类 植物性食物蛋白质 动物性食物蛋白质 2 据食物来源来分类 三 蛋白质的组成 分类和生理功能 三 生理功能 构成和修复机体组织 构成机体各种重要的生理活性物质 提供能量 赋予食品重要的功能特性 三 蛋白质的组成 分类和生理功能 肉类持水性与肌肉蛋白质密切有关 肌原纤维蛋白质 特别是肌动球蛋白与肉的嫩度密切相关 正是由于肉的持水性和嫩度的增加 大大提高了肉的可口性 蛋白质有起泡性 鸡蛋清蛋白就具有良好的起泡能力 在食品加工中常被用于糕点和冰棋淋等的生产 并使之松软可口 蛋白质是高分子物质 溶于水成亲水溶胶 有一定的稳定性 蛋白质分子中有许多亲水基团又有许多疏水基团 可分别与水和脂类物质相吸引 从而达到乳化的目的 小麦中的面筋性蛋白质 包括麦胶蛋白和谷蛋白 胀润后在面团中形成坚实的面筋网 并具有特殊的弹性和延伸性等 它们在食品加工时使面包和饼干具有各种重要 独特性质 赋予食品重要的功能特性 一 氨基酸的分类 非极性疏水性氨基酸 极性中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸 1 据性质分类 必需氨基酸 非必需氨基酸 条件必需氨基酸 2 据功能分类 四 氨基酸 二 必需氨基酸 四 氨基酸 1 必需氨基酸 EAA 是指在成人体内不能合成或合成速度不能满足机体需要 必须从膳食中补充的氨基酸 目前已确定的有 亮氨酸 异亮赖氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸和缬氨酸共8种 此外 组氨酸对婴幼儿也是必需氨基酸 2 必需氨基酸需要量 28页 3 氨基酸模式 aminoacidpattern 某蛋白质中各种必需氨基酸的含量和构成比例 也叫氨基酸计分模式 aminoacidscoringpattern 4 参考蛋白 referenceprotein 蛋白质中模式较好 可以用来测定其他蛋白质质量的标准蛋白 如鸡蛋蛋白质和人乳蛋白质 三 限制氨基酸 四 氨基酸 限制氨基酸 LMA 食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低 导致其他的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费 造成其蛋白质营养价值降低 这些含量相对较低的必需氨基酸就称为LMA 限制氨基酸中缺乏最多的称第一限制氨基酸 正是这些氨基酸严重影响机体对蛋白质的利用 并且决定蛋白质的质量 这是因为只要有任何一种必需氨基酸含量不足 转运核糖核酸 tRNA 就不可能及时将所需的各种氨基酸全部转移给信使核糖核酸 rRNA 用于机体蛋白质的合成 故无论其它氨基酸有多么丰富也不能充分利用 蛋白质生物合成示意图 五 食物蛋白质的营养价值评价 一 蛋白质的质与量 二 蛋白质的消化率 三 蛋白质的利用率 五 食物蛋白质的营养价值评价 一 蛋白质的质与量 评价一种食物蛋白质的营养价值 一方面要从 量 的角度即食物中蛋白质含量的多少 另一方面则要从 质 的角度即根据其必需氨基酸的含量及模式来考虑 此外 还应考虑机体对该食物蛋白质的消化 吸收 利用的程度 食物蛋白质含量的测定常用凯氏定氮法测定其含氮量 然后再换算成蛋白质含量 此总氮量内可包含有嘧啶 嘌呤 游离氨基酸 肽 维生素 肌酸 尿素 肌酐和氨基糖等 食物蛋白质的含氮量取决于其氨基酸的组成 可变动于15 18 平均含氮量为16 故常以含氮量乘以系数6 25测得其粗蛋白含量 若要比较准确计算 则可以不同系数求得 五 食物蛋白质的营养价值评价 二 蛋白质的消化率 概念 主要反映蛋白质在机体消化酶作用被分解 吸收的程度 用吸收氮量与摄入总氮量的比值表示 表观消化率 apparentdigestibility AD 食物氮 粪氮 摄入氮 100 真消化率 truedigestibility TD 食物氮 粪氮 粪代谢氮 摄入氮 100 由于表现率比真消化率低 对蛋白质的消化作了更低的估计 具有更大的安全性 而且表现消化率测定方法更简便 所以一般多测定表现消化率 影响食物蛋白质消化率的主要因素 人体方面 如全身状态 消化功能 精神情绪 饮食习惯和心理因素等 食物方面 食物属性 一般植物性食物蛋白质的消化率通常比动物性食物蛋白质消化率低 主要是植物性食品中蛋白质被纤维素包裹 影响与消化酶接触程度 食物加工情况 如烹调方式 加工精细度 如植物性食物经过加工烹调 其纤维素可被软化或去除 这样可以提高其消化率 如大豆整粒食用时人蛋白质消化率仅为60 制成豆浆或豆腐 其消化率可提高到90 三 蛋白质的利用率 食物蛋白质质量的优劣 主要以其在体内被消化吸收后的利用程度即生物利用率来衡量 测定食物蛋白质生物利用率的方法很多 具体有以下几种 1 蛋白质生物价 biologicalvalue BV 表示食物蛋白质吸收后被机体储留的程度 生物价越大 表示该食物蛋白质生物利用率越高 BV计算 生物价 贮留氮 吸收氮 100 氮吸收量 食物氮 粪氮 粪代谢氮 氮储留量 氮吸收量 尿氮 尿内源氮 尿内源氮为机体不摄入氮时尿中所含有的氮 主要来源于组织分解 粪代谢氮及尿内源氮可在实验开始第一阶段进食无氮膳食期间测定 2 蛋白质净利用率 netproteinutilization NPU 是将蛋白质生物学价值与消化率结合起来评定 蛋白质净利用率 贮留氮 摄入氮 100 生物价 消化率 3 蛋白质功效比值 proteinefficiencyratio PER 是测定生长发育中的幼小动物摄入1g蛋白质所增加的体重克数来表示被机体利用的程度 4 氨基酸评分 aminoacidscore AAS 显然 由于婴儿 儿童和成人的必需氨基酸需要量不同 对于同一蛋白质的氨基酸分亦不相同 婴儿和儿童对必需氨基酸的需要量远比成人高 故对婴儿和儿童来说 受试蛋白质中任何一种必需氨基酸的最低分 第一限制氨基酸 对成人而言 其蛋白质质量并不一定低 氨基酸分通常是指受试蛋白质中第一限制氨基酸的得分 若此限制氨基酸是需要量模式的80 则其氨基酸分为80 无疑 一种食物蛋白质的氨基酸分越接近100 则其越接近人体需要 营养价值也越高 由于食物蛋白质中限制性氨基酸的种类和数量各不相同 如将几种食物进行混合 能起到取长补短 使其必需氨基酸构成更接近人体需要量模式 从而提高蛋白质在体内的利用率 这种作用称为蛋白质的互补作用 蛋白质的互补作用 其实是必需氨基酸之间的互补 也是提高食物蛋白质营养价值的一个重要途径 一般动植物性食物混合食用比单纯植物性食物混合食用 其蛋白质生物价值更高 六 蛋白质的互补作用 1 蛋白质营养不良的概念 指体内蛋白质合成速度不足以补偿其损失或分解的速度 出现负氮平衡 若持续下去 就会出现营养品不良的症状 膳食中蛋白质和热能供给不足 机体消化吸收不良 体内合成障碍 分解过甚 损失过多 人体需要量相对增加 2 蛋白质营养不良的主要原因 七 蛋白质营养不良和人体蛋白质营养状况评价 3 蛋白质营养不良的后果 当摄入蛋白质不足时 蛋白质更新越快的组织越易受到影响 长期蛋白质摄入不足 首先出现负氮平衡 组织蛋白质破坏 也可见各种酶活性下降 免疫功能及应激能力 伤口不易愈合 生殖障碍等 严重蛋白质营养不良 临床上可以出现恶性营养不良症 也称加西卡病 当蛋白质和热能同时严重缺乏 可以出现干瘦型营养不良症 八 蛋白质在食品加工中的变化 4个方面的变化略讲参考p36 九 蛋白质食物来源和参考摄入量 脂类是动植物组织中一类重要的有机化合物 它是用脂溶性溶剂从动植物组织中提取所得的各种化合物的总称 又称粗脂肪或乙醚提取物 1脂类的组成 组成 由碳 氢 氧3种基本原素组成 有些含少量P S N 类型 脂肪 fats 又称中性脂肪或甘油三酯 是由甘油和脂肪酸组成 水解后产生1分子甘油和3分子脂肪酸 食物中脂类95 是甘油三酯 人体内贮存的脂类99 都以甘油三酯形式存在 类脂 lipoids 是一种在性质上与脂肪类似的物质 包括磷脂 糖脂 固醇类 脂蛋白等 一 脂类的组成和分类 第二节脂类 lipids C H2OCOR1 R2OCO C H C H2OCOR3L 脂肪 甘油三酯 结构通式 结构通式 贮存脂 储存脂 动脂或可变脂 恒定脂 定脂或基本脂 2 人体内的脂类分类 概念 指存在于人体皮下脂肪组织 网膜 腹膜 肠系膜 胸腔纵膈等处的甘油三酯 贮存脂是体内过剩能量的一种储存形式 正常人体内脂肪含量占体重的14 20 当机体需要时可以动用释放能量 储存量受营养状况 运动量大小及遗传因素影响 变动很大 概念 指主要存在于细胞膜和细胞器膜中的类脂 类脂约占总脂量5 是组织细胞的基本成分 类脂在体内相当稳定 不受营养状况和机体活动量等的影响 2 脂肪的分类 见教材p39 1 按照来源分类 动物性脂肪 植物性脂肪 人造脂肪 2 脂类的生理功能 1 提供能量 2 构成肌体组织 3 提供必需脂肪酸 4 脂溶性维生素的携带者及溶剂 5 改善食品感官性状 1 脂类的代谢 见教材40页 结合下页图 二 脂类的代谢和生理功能 糖 脂 氨基酸代谢相互关联图 脂肪酸可按碳链长短不同分成三类 1 短链脂肪酸C2 C6 主要存在乳脂和棕榈油中 2 中链脂肪酸C8 C12 主要存在于某些种子如椰子油中 3 长链脂肪酸C14以上 脂类中主要的脂肪酸 如软脂酸 硬脂酸 亚油酸 亚麻酸等 按空间结构分成两类 1 顺式脂肪酸 2 反式脂肪酸 1 脂肪酸的分类 三 脂肪酸 三 脂肪酸 1 脂肪酸的分类 根据碳链中双键数分为 1 饱和脂肪酸 SFA 分子中不含双键 多存在于动物脂肪中 2 单不饱和脂肪酸 MUFA 分子中含有一个双键 如油酸 茶油和橄榄油含量高达80 3 多不饱和脂肪酸 PUFA 分子中含两个以上双键 植物种子和鱼油中含量较多 不饱和脂肪酸中碳原子数小于10在常温下为液态 称低级脂肪酸或挥发性脂肪酸 碳原子数大于10在常温下为固态 称固体脂肪酸 随碳链加长熔点增高 不饱和脂肪酸由于引入双键可大大降低熔点 三 脂肪酸 EFA的概念和种类 1 必需脂肪酸的概念和种类 EFA是机体生命活动必需 但体内不能合成 必须由食物供给的多不饱和脂肪酸 种类 亚油酸 18 2 亚麻酸 18 3 花生四烯酸 20 4 二十碳五烯酸 20 5 EPA 二十二碳六烯酸 22 6 DHA 6系列亚油酸和花生四烯酸属 6系列 3系列亚麻酸 DHA 22碳6烯酸 EPA 20碳5烯酸 属 3系列 据双健的位置及功能分为 2 必须脂肪酸 EssentialFattyAcid 是组织细胞的组成成分 特别是参与线粒体及细胞膜磷脂的合成 与脂肪和胆固醇代谢关系密切 体内胆固醇要与脂肪酸结合才能在体内转运进行正常代谢 生殖细胞形成及妊娠 授乳 婴儿生长与必需脂肪酸有关 是合成前列腺素必需的前体物质 必需脂肪酸对X射线 高温引起的皮肤损害有保护作用 维持正常的视觉功能 2 必需脂肪酸的生理功能 来源 最好的食物来源是植物油 尤其是橄榄油 棉油 豆油 玉米胚芽油 芝麻油和菜油等 在动物性肉类食品中的含量 内脏高于肌肉 瘦肉高于肥肉 家禽肉高于家畜肉 3 必需脂肪酸的食物来源和需要量 需要量 成人每日供给必需脂肪酸的量达到总热能供给量的1 2 中国营学会建议多不饱和脂肪酸供能占总能量的10 为宜 注意 必需脂肪酸和多不饱和脂肪酸的过多摄入对人体产生副作用 导致过氧化脂质增多 促进衰老 故日常生活中 既要防止动物脂肪的过多摄入 又要防止植物油的过多摄入 磷脂是指甘油三酯中一个或两个脂肪酸被含磷酸的其它基团所取代的一类脂类物质 按照结构可分为磷酸甘油酯和神经鞘磷脂 磷脂是构成膜脂的基本成分 约占整个膜脂的50 以上 磷脂分子的主要特征 具有一个极性头和两个非极性的尾 脂肪酸碳链多数碳链由16 18或20个碳原子组成 常含有不饱和脂肪酸 如油酸 四 磷脂phospholipid 四 磷脂phospholipid 是生物膜的构成成分 对脂肪的吸收和转运 以及脂肪酸的储存起着重要作用 可提供热能 脂溶性Vitamins的载体并协助其吸收利用 会造成生物膜结构受损 出现毛细血管的脆性和通透性增加 皮肤细胞对水的通透性增高引起水代谢紊乱 产生皮疹等 功能 缺乏症 四 磷脂phospholipid 固醇又称甾醇 广泛分布于生物界 以环戊烷多氢菲为基本结构 并含有醇基 故称为固醇类化合物 五 固醇steroids 胆固醇结构 最重要的固醇是胆固醇 cholesterol 是细胞膜的主要成分之一 胆固醇与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆脂蛋白及细胞膜的重要组分 植物细胞膜含有其它固醇 如豆固醇及谷固醇 真菌和酵母则含有菌固醇 胆固醇是动物组织中其它固醇类化合物如胆汁醇 性激素 肾上腺皮质激素 维生素D3等的前体 胆固醇是形成激素与胆碱所必需的 肝脏是胆固醇代谢的主要部位 既可以合成 也可以使胆固醇转化为胆汁酸 人体可利用内源性胆固醇 一般不存在缺乏 相反体内胆固醇水平高会引起高血脂症 动脉粥样硬化 心脏病等疾病 五 固醇sterol 六 膳食脂类营养价值评价 1 膳食脂肪的消化率 含不饱和短键脂肪酸越多的脂肪熔点越低 越容易消化 熔点低于体温的脂肪的消化率高达97 98 高于体温的约90 左右 动物脂肪 高于50 脂肪不太容易消化 1 消化率大小与熔点密切相关 2 脂肪酸在甘油三酯分子上的分布 肠道中脂肪酶有选择地水解在甘油1 3位上 植物中SFA几乎全部在1 3位置上酯化 动物脂肪则不具备这种规律性 2 脂肪酸的种类和含量3 脂溶性维生素含量4 脂类的稳定性 七 脂类在食物加工中的变化 1 增加食品的色香味 2 高温下的热分解高于350 下加热 脂类可分解成醛类和酮类 同时形成聚合物 产生毒性 3 油脂的氧化酸败氧化产物醛类 酮类和小分子有机酸 产生哈喇味 并抑制生长 4 油脂的氢化 包括脂肪酸饱和度提高和异构化 氢化可使油脂由液态变为固态 使顺式不饱和脂肪酸变为反式 八 脂肪的参考摄入量和食物来源 1 摄入量 膳食中脂肪的供给量常因年龄 季节 劳动性质和生活水平而定 但脂肪在总能量中占的比例应保持适中 我国营养学会建议 儿童少年脂肪热比为25 30 成人为20 25 老年人以不超过20 为宜 其中必需脂肪酸占总能量的2 SFA MUFA PUFA是1 1 1 八 脂肪的参考摄入量和食物来源 2 食物来源 膳食中的油脂主要来源于各种植物油及动物脂肪 各种食物中含有一定的油脂和类脂 植物食品中如大豆 花生 芝麻等含油都较丰富 核桃 葵瓜子等硬果或果仁中有脂含量也很高 一般的谷物 蔬菜 水果类食物油脂含量很微 作为油脂的来源没有实际意义 动物性食物如肉 鱼等因部位及体脂含量的多少而有差异 动物的脑 心 肝 肾等富含磷脂 乳脂及蛋黄是婴幼儿脂类的良好来源 碳水化合物又称为糖类 由C H O三种基本原素组成的一类多羟基醛或多羟基醇类化合物 包括一些具有甜味的糖类及具有糖类性质的化合物 它们在自然界中构成植物骨架并作为能源贮备物质 对人体具有重要的生理功能 第三节碳水化合物 能被人体消化吸收的多糖 不能被人体消化吸收的多糖 A 淀粉 B 糊精 C 糖原 膳食纤维 水溶和水不溶 一 碳水化合物分类 碳水化合物根据分子结构分为 糖 单糖 双糖 糖醇 低聚糖 聚合度3 10 和多糖 10个以上单糖 多糖类是由许多 成百上千 葡萄糖分子失去相应水分子而形成的碳水化合物 多糖无甜味 部分不溶于水 经过消化酶的作用分解为单糖 根据能否被人体消化吸收分为两大类 第三节碳水化合物 第三节碳水化合物 淀粉是植物中养分的储存形式 淀粉颗粒 糖原是动物体内葡萄糖的储存形式 纤维素作为植物的骨架 二 糖类的代谢 一 糖在体内的转移 贮存和利用 糖被小肠粘膜细胞吸收由小血管经门静脉入肝 在肝中被吸收的糖转化为了葡萄糖参与代谢 体内糖有三个基本去向 1 进入血液被氧化利用 血糖是糖在体内的运输形式 血糖主要来源于食物中的糖类经消化吸收后的葡萄糖 空腹时血糖来源于肝糖原的分解或糖的异生作用 血糖随血液流经各组织细胞后大部分被氧化分解作为能源而消耗掉 当人体在缺氧 组织细胞内的葡萄糖则通过糖酵解途径生成乳酸释放少量能量 2 以糖原贮存 人在进食后 由于大量的葡萄糖进入血液 血糖浓度高于正常含量 葡萄糖则合成糖原暂时贮存存于体内 体内糖原的合成与分解与血液中糖原浓度有密切关系 如进食后糖原合成加速 饥饿时肝糖原分解加速以补充血糖 人体血糖浓度的调节 血糖保持相对恒定具有重要的生理意义 如大脑 红细胞等组织必须依靠血糖的机制 肝脏是体内调节血糖最主要的器官 肌肉等组织对血糖浓度调节也有一定影响 各组织中糖代谢受中枢神经和某些激素的调节 中枢神经系统不仅直接影响糖原分解 而且通过管制激素的分泌间接控制血糖浓度 如胰岛素有降低血糖的功能 肾上腺素 胰高血糖素等则可提高血糖浓度 它们对血糖调节主要是通过影响各器官的糖代谢而实现的 两类激素相互联系相互制约共同维持血糖浓度的相对恒定 血糖 血糖来源和去路 二 糖类的代谢 3 转变为非糖物质 主要转变为脂肪 人体合成糖原的能力有一定限度 人体吸收多余的糖无法排出体外的 一旦食用糖过剩时 人体内可通过肝脏将葡萄糖转化为脂肪酸 甘油 再合成中性脂肪酸贮存于人体脂肪组织 二 糖类的代谢 二 糖类的分解代谢 1 糖酵解 糖酵解的反应特点 1 整个过程无氧参加 2 三个限速酶 3 从葡萄糖开始净生成2个分子ATP 从糖原开始净生成3个分子ATP 4 反应部位 胞浆 参与糖酵解各反应的酶都存在于细胞浆中 第一阶段 酵解途径 葡萄糖分解为丙酮酸 第二阶段 丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸进入线粒体 氧化脱羧为乙酰CoA 第三阶段 三羧酸 柠檬酸 循环 三羧酸循环 TCA 指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸 反复的进行脱氢脱羧 生成草酰乙酸 再重复循环反应的过程 TCA过程的反应部位是线粒体 消耗1分子乙酰CoA 经4次脱氢 2次脱羧 1次底物水平磷酸化 生成1分子FADH2 3分子NADH H 2分子CO2 1分子GTP 三羧酸循环不仅是各种有机物质氧化分解的共同途径 释放能量最多的氧化阶段 而且架起了三大类物质相互转化和联系的桥梁 2 有氧氧化 琥珀酰CoA CO2 三羧酸循环 TCA FAD