营养学食品工程学生物科学生物技术.ppt

章、脂类（Lipids),脂类的分类脂类的生理功能必需脂肪酸与生理功能营养价值的评价食物来源与RNI,第一节脂类的分类脂肪（甘油三酯）：常称为可变脂或动脂。类脂：包括磷脂、鞘磷脂、糖脂、类固醇及固醇。称为定脂或稳定脂。,1.脂肪（甘油三酯，Triglycerde),含量：占脂类的95%，约占正常人体重的10%-20%。,分布：以油滴状存在于脂肪组织的细胞内，分布于皮下、大网膜、肠系膜及脏器的周围被称为贮存脂肪。,特点：在体内含量不稳定，受营养状况和机体活动的影响而增减，为“可变脂”或“动脂”(variablefat)。,2.类脂（Lipoids),含量：约占脂类的5%。,分布：生物膜（细胞膜、亚细胞器膜等）、脑髓神经组织及参与形成体内某些重要生理活性物质。,特点：含量稳定，不受营养状况和机体活动的影响，为“稳定脂”、“定脂”。,第二节脂类的生理功能,1、供给和贮存能量Lipids由于其特殊的分子组成，氧化燃烧所释放出的热量高于蛋白质和碳水化合物，是同量的2.25倍每克脂肪可供给机体37.7KJ(9.46Kcal)热量，人体所需的热量的30%左右来自脂类。,一、脂类的生理功能,尽管体脂过多会影响身体健康，但适量的体脂却是必需的，脂肪在体内约占体重的10-20%左右。它在机体器官周围起着支持、缓冲作用，减轻外力对机体的震动，保持身体不受温度变化的影响或热量过多的损失。隔热，保温。类脂质中的磷脂类，胆固醇等是构成生物膜的不可缺少的成分。脂蛋白则直接参与血液成分的构成。细胞膜中大量的脂肪酸，是细胞维持正常的结构和功能必不可少的重要成分。,2、构成机体组织,4、帮助机体更有效地利用碳水化合物和节约蛋白质作用。脂肪分解代谢产物，可促进碳水化合物的能量代谢，使其更有效释放能量。保护蛋白质不用作为能源物质。,3、内分泌作用目前已发现脂肪组织可分泌瘦素、肿瘤坏死因子、白细胞介素、雌激素、胰岛素样生长因子、脂联素及抵抗素。这些因子参与。机体代谢、免疫、生长发育等生理过程,5、食物中甘油三酯的功能必需脂肪酸是一种不饱和FA，机体无法合成，只能由膳食供给，它是组织细胞的组成成分，对线粒体和细胞膜特别重要。脂溶性维生素的载体并协助其吸收利用脂溶性维生素多伴随着脂类的存在，如黄油、血肝油、麦胚油、豆油等含有维生素D、E、视黄醇(A)等。此外，脂类可刺激胆汁的分泌，促进脂溶性Vit.在消化道的消化吸收率。增加饱腹感，改善食物的感官性状。烹调油脂可改善食物的感官特性，赋予食品特殊风味，提高食欲脂肪进入十二脂肠，刺激产生肠抑胃素并能延长食物在胃中停留时间，产生较长的饱腹感。,6、其它类脂质中的胆固醇是体内合成VD，胆汁酸以及类固醇激素的载体磷脂和胆固醇与神经兴奋及神经冲动的传导有关,1.磷脂（phospholipid）的生理功能,降低血脂：卵磷脂参与胆固醇的运输，有利于胆固醇的代谢，预防动脉粥样硬化的发生。乳化作用：磷脂具有亲水和亲油双重特性，具有乳化作用，有利于脂肪的吸收、转运和代谢。与胆固醇作用可清除在血管壁的沉积，防正动脉硬化及心血管病的发生。,二、具有特殊功效的脂类,参与构成生物膜：膜结构的重要组成成分。可以帮助脂类物质顺利通过细胞膜，促进细胞内外的物质交换;另外磷脂有保护和修复细胞膜的作用，抵抗自由基的伤害.卵磷脂消化吸收后释放胆碱，与乙酰结合形成乙酰胆碱。是一种神经递质。可加快大脑细胞之间的信息传递，增强学习记忆力及思维功能。,磷脂的缺乏可造成细胞膜结构受损1）出现毛细血管脆性、通透性2）皮肤细胞对水通透性引起水代谢紊乱产生皮疹等,细胞膜及神经组织的结构成分；它与磷脂、糖脂共同构成细胞膜的类脂层；能增强细胞膜的坚韧性;也是神经组织的重要成分，存在于神经髓鞘和大脑。体内一些重要生理活性物质合成的前体材料，参与激素合成；参与合成肾上腺皮质激素、性激素、睾酮、雌二醇等。,2.胆固醇（cholesterol）的生理功能,形成维生素D与胆汁酸；皮下的7-脱氢胆固醇经光照转化成维生素D，肝脏的胆固醇能氧化为胆汁酸，胆汁酸经胆道分泌至小肠，能乳化脂类，起到促进膳食中脂类物质的消化吸收的,胆固醇广泛存在于动物性食物中，人体也能自身合成，一般不易缺乏。体内胆固醇水平与高血脂症、动脉粥样硬化、心脏病等有关。体内胆固醇水平的升高主要是内源性的。因此，在限制摄人胆固醇的同时，更要注意热能摄人平衡，预防内源胆固醇水平的升高。,人体胆固醇的来源有二条途径：1.外源性胆固醇：经食物摄入，正常人每天从食物中摄取的外源性胆固醇以300毫克为宜；2.内源性胆固醇：人体自身合成胆固醇，一般每天经肝脏合成的胆固醇约为2000毫克-4000毫克。正常人具有将胆固醇调节在正常水平的机能，当摄入胆固醇过多时，能减少内源性胆固醇的合成；当摄入胆固醇较少时，内源性合成就增加。通过这种调节作用，使人体胆固醇维持在一个适合人体需要的安全范围。,人体内胆固醇的来源与需要量,依碳链长短分类：为短链脂肪酸（46C）中链脂肪酸（812C）长链脂肪酸（1226C）依是否含不饱和双键分类：饱和脂肪酸不饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸,第三节脂肪酸的分类与生理功能,硬脂酸（stearicacid）C18:0油酸（oleicacid）C18:1，n-9cis亚油酸（linoleicacid）C18:2，n-6,9allcis-亚麻酸（-linolenicacid）C18:3，n-3,6,9allcis-亚麻酸（-linolenicacid）C18:3，n-6,9,12allcis花生四稀酸（arachidonicacid）C20:4，n-6,9,12,15allcis二十碳五烯酸（eicosapentaenoicacid，EPA）C20:5，n-3,6,9,12,15allcis二十二碳六烯酸（docosahexaenoicacid，DHA）C22:6，n-3,6,9,12,15allcis,膳食中常见的脂肪酸,中性脂肪:,脂肪酸:,CnH2nO2,CnH2n-2O2,CnH2n-4O2,C20:5(EPA)C22:6(DHA)C20:4花生四烯酸C18:2亚油酸,饱和FA,单不饱和FA,多不饱和FA,1.饱和脂肪酸（saturatedfattyacid),常见的饱和脂肪酸月桂酸（lauricacid）C12：0豆蔻酸（myristicacid）C14:0棕榈酸（palmiticacid）C16：0硬脂酸（stearicacid）C18：0花生酸（arachidicacid)C：20,动物脂肪中的饱和脂肪酸含量较高（鱼油除外）。研究就发现，动物脂肪中的饱和脂肪酸能使人体胆固醇升高，增加血小板的凝聚，诱发血栓的形成，是心脑血管病的重要危险因素。以含有16-22C的饱和脂肪酸摄入过多，与高脂血症、心脑血管疾病的发生密切相关。膳食中，应注意控制食用肥肉，减少饱和脂肪酸的摄入。但亦不能忽视饱和脂肪酸对人体的有益作用。,对健康的影响,2.不饱和脂酸（unsaturatedfattyacid),结构：含有不饱和双键，双键数1-6个。1.依不饱和双键数分为单不饱和FA多不饱和FA2.依不饱和双键的位置分为n-3系列n-6系列n-9系列,食物中常见的不饱和脂肪酸油酸（oleicacid)*9C18:1n-9亚油酸（linoleicacid)*9,12C18:2n-6亚麻酸（linolenicacid)*9,12,15C18:3n-3花生四烯酸（arachidomicacid)*5,8,11,14C20:4n-6二十碳五烯酸（eicosapentaenoicacid)二十二碳六烯酸（docosahexenoicacid),3.必需脂肪酸（essentialfattyacid),概念：在不饱和脂肪酸中，有一类人体不能合成，只能从食物中取得，而且它对机体的某些功能是必不可少的，称为必需脂肪酸。种类：亚油酸、亚麻酸,生理功能：（1）构成生物膜的成分（膜磷脂成分）（2）合成前列腺素的前体物质；（3）参与胆固醇的运输和代谢，降低血胆固醇的水平。,24,1、必需脂肪酸的生理意义人们对必需脂肪酸的研究已经历了半个多世纪，但它的生理作用，尚未完全知晓，已知的作用有：是细胞的重要构成物质，构成细胞磷脂的重要成分。在细胞膜及线粒体内参与磷脂的合成，缺乏时，线粒体的渗透性改变，发生肿胀现象，以及上皮细胞功能异常，皮炎等。必需脂肪酸缺乏时，还导致磷脂合成受限，会诱发脂肪肝，造成肝细胞脂肪浸润。可保护皮肤，抵抗X-射线的损害,能改善血管功能，增强免疫力与脂质代谢关系密切，体内胆固醇要与必需脂肪酸结合才能在体内运转进行正常代谢。缺乏，胆固醇转运受阻，不能进行正常代谢，并与饱和脂肪酸结合，在体内沉积而导致疾病，动脉粥样硬化。,2、EFA与血脂的关系饮食因素中脂肪因素与心血管疾病具有不容忽视的作用，冠状动脉心脏病及其它动脉粥样硬化病与血中甘油酯和胆固醇的升高有密切有关，这种升高又与SFA摄取过多和EFA相对不足或缺乏有关。,其作用机理为：胆固醇在体内的正常运转和代谢必须与EFA结合，如果缺乏EFA，胆固醇将与饱和FA结合，并可以在血管壁沉积，发展成动脉粥样硬化。EFA可促成机体合成高密度脂蛋白(HDL)，而血中胆固醇主要由HDL运入肝脏进行代谢，分解排出，防止胆固醇在血管壁的沉积。,3、多不饱和脂肪酸,除亚油酸、亚麻酸外，EPA和DHA、花生四烯酸等多不饱和脂肪酸也是人体所必需的,其生理功能有:,1）预防和治疗心血管疾病EPA和DHA具有升高高密度脂蛋白(HDL)和降低低密度脂蛋白(LDL)作用。EPA有抑制血小板形成、抗血栓及扩张血管的作用。有降脂，抗血栓、预防高血压、预防心血管和癌症等功能,2）减少炎症性疾病，保护皮肤健康富含EPA和DHA的鱼油有显著的抗皮炎作用，使银屑病的发病率降低。如关节炎、银屑病、前列腺炎等。3）促进神经系统的发育DHA是构成脑磷脂的必需脂肪酸，在人脑的灰质、白质和神经组织中大量存在，在脑细胞的线粒体、突触体和微粒体中都有发现，它与脑细胞的功能密切相关。多食DHA对神经的发育及维护、兴奋及递质的传导，都起着有益的作用。,EFA缺乏引起生长迟缓、生殖障碍、皮肤损伤（出现皮疹等）以及肾脏、肝脏、神经和视觉等方面的多种疾病但PUFA摄入过多可使体内有害的氧化物、过氧化物等同样对机体会产生多种慢性危害,第四节膳食脂肪营养价值评价,必需脂肪酸的种类与含量,脂肪的消化率,脂溶性维生素的含量,1、FA的种类与含量脂肪的营养价值与FA的种类，含量和相互比例有关，一般不饱和脂肪酸含量较高的油酯，其营养价值相对较高，对于正常人体，最理想的膳食脂肪构成是：PUFA：SFA：MUFA=1：1：1多UFA：SFA：单不饱和FA=1：1：1(如按能量计算，则三者相等，互相平衡),常见食物脂类含量,常用食物中胆固醇含量（mg/100g-1）,含不饱和双键较多以及熔点接近或低于人体温度，其消化率高，而熔点在50以上者则不易被消化。含不饱和FA和短链FA越多，其熔点越低越易消化，一般植物油中不饱和FA含量高，熔点大多低于室温，故消化率越高。黄油和奶油虽含不饱和FA不多，但其熔点低，消化率也较高。,2、消化率,常见油脂的FA含量比例及消化率,*P/S值指多不饱和PUFA与SFA之比。,3、脂溶性Vitamins含量Vit含量愈多的脂肪其营养价值越高。动物贮存脂肪中几乎不含Vit,一般器官脂肪中含量亦不多，而肝脏中则富含VAVD；乳与蛋黄中含有VA、VD；植物油中含丰富的VE。,第五节DRIs及食物来源,1、膳食脂肪适宜摄入量（AI)（脂肪能量占总能量的百分比）,为了防止必需EFA的不足，膳食中EFA的含量应占总热量的1-2%，胆固醇的摄入量应在300mg/日以下，膳食中SFA，MUFA和PUFA比例应为1:1:1，PUFA与SFA比例(P/S)为1.0,2、来源,膳食脂肪的来源：1、烹调用油（植物油脂）2、肉类食物中的脂肪3、食物中的脂类物质坚果类（如核桃、花生、瓜子等）,低脂膳食的选择意见,目前,世界上人口平均寿命最长的是日本人,这与日本人的饮食习惯有关。日本人以大米为主食,食植物性食物、鱼及海藻等较多,不像欧美人大量食用脂肪及猪、牛、羊、鸡等动物蛋白。中国人的平均寿命上海人最高,因为上海人与日本人的食物属性相似。,阅读材料,一般而言,植物脂肪中含有较多的不饱和脂肪酸,能促进卵磷脂合成,加速胆固醇排泄。如大豆脂肪中含油酸3235%,亚油酸5157%,亚麻酸210%,磷脂1.64%,有益于防治冠心病、高血压、动脉粥样硬化等疾病。动物脂肪中含有较多的饱和脂肪酸,可使血液胆固醇明显升高。食用过多的动物脂肪会增加冠心病的发病率。,1、植物脂肪优于动物脂肪,瘦猪肉的脂肪含量为30%;牛肉的脂肪含量为6.2%;鸡肉的脂肪含量3-6%;兔肉的脂肪含量为0.4%。胆固醇的含量在上述各类肉中也以兔肉最低,且兔肉中含有丰富的卵磷脂,有阻止血栓形成、保护血管壁、防止动脉硬化的作用。所以兔肉和鸡肉作为动物蛋白的选择是值得称道的。,2、兔肉和鸡肉优于其他畜禽肉,水产类多以高蛋白低脂肪为特征。如鱼类脂肪含量110%,且长肽链、多价不饱和脂肪酸含量高,故鱼类脂肪有一定的防治动脉粥样硬化和冠心病的作用。我国和日本调查发现,渔民冠心病的发病率较低。常年食鱼的爱斯基摩人是全球发病率最低的民族,糖尿病患者也较少。再加上鱼类肌肉分化程度低、肌纤维细、肉嫩、易消化,保健作用更好。海藻类也能预防多种疾病,宜多食。,3、水产品是营养价值很高的保健食品。,蛋类中脂肪含量为1115%,胆固醇含量极高。但鸡蛋中卵磷脂含量可达810%,能使血液中胆固醇和脂肪颗粒变化,使其维持悬浮状态,以防在血管中沉积。有人曾测定食蛋者和不食蛋者的胆固醇含量,发现无明显差别,因而为防治冠心病禁食鸡蛋则大可不必。,4、预防冠心病可不必禁食鸡蛋。,第五章、碳水化物（Carbohydrate),碳水化合物（carbohydrate），也称糖类，是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物，是人类能量的主要来源。,1、碳水化合物的分类及膳食地位,碳水化合物是自然界最丰富的有机物，食物的主要构成成分，是人类能量的最经济和最重要的来源，由碳水化合物提供的能量占总能量的40%一80%,麦芽糖,木糖醇,（存在于豆类中）,（抗性淀粉）,糖原,2、碳水化合物在人体内的动态变化：糖在体内的转移、贮存和利用：一是进入血液被氧化利用，二是合成糖原贮存，三是转变为非糖物质。,3、血糖浓度的调节：血糖在24h内稍有变动，正常空腹血糖浓度为80-120mg，血糖浓度由血糖来源和去路两个方面的动态平衡决定。1）肝脏：是体内调节血糖最主要的器官，通过肝细胞中的酶。2）肌肉：肌肉等组织对血糖的摄取和利用也对血糖浓度发生一定影响。3）激素调节：胰岛素有降低血糖的功能；肾上腺素、胰高血糖素等则可升高血糖浓度。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。,2、碳水化合物的生理功能,（1）供给能量碳水化合物的主要功能。比脂肪和蛋白质更易消化吸收，产能快，更经济。每克葡萄糖可供能4kcal，是生命的燃料。肌糖原是肌肉活动最有效的能量来源。心肌的活动靠磷酸葡萄糖和糖原氧化供给能量。葡萄糖是一切系统特别是神经系统最主要的能量来源，大脑活动靠糖的有氧氧化供热，血糖的2I3被大脑消耗。肌肉和肝脏的糖原是碳水化合物贮能的形式,（2）构成肌体糖脂是细胞膜和神经组织的结构成分之一糖蛋白是细胞膜的组成成分之一机体中许多抗体、维生素、激素、酶的重要组成成分。血糖则是神经组织的唯一能源。,（3）节约蛋白质作用当摄入足够的碳水化合物时，可以防止体内和膳食中的蛋白质转变为葡萄糖。肌体一切生命活动都是以能量为基础，当碳水化合物供能不足时，将由蛋白质、脂肪产能来弥补。即为糖类对蛋白质的保护作用。,（4）脂肪代谢的调节作用（抗生酮作用）,乙酰乙酸脂肪酸乙酰CoAb-羟丁酸丙酮糖草酰乙酸CO2+H2O,脂肪在体内的正常代谢需碳水化合物参与,糖类不足，脂肪氧化不完全而产生过量的酮体,产生酮血症,（5）保肝解毒作用,葡萄糖葡萄糖醛酸低毒易溶物质肝脏螯合有毒物质（毒素，酒精，重金属元素）排出体外,（6）起润滑作用糖蛋白和蛋白多糖有滑润作用。关节液中有大量透明质酸，是关节活动的润滑剂。消化液中的糖蛋白，使食糜易于移动，且可包裹食糜和粪便，使肠粘膜免受机械和化学的挫伤。呼吸道的糖蛋白，有防止支气管和肺泡上皮干燥、保护呼吸道免受气体和微生物侵入的作用。生殖系统的糖蛋白和蛋白多糖，有润滑和利于精子运动，保护胚胎等作用。,（7）保护蛋白质不被蛋白酶消化有些蛋白质，如酶和消化液中的糖蛋白，平常不被蛋白酶所消化，是由于分子中的糖链在保护他们。糖链结构的改变，如頜下腺分泌的糖蛋白去掉末端的唾液酸后，即被消化道的蛋白酶消化。,（8）控制细胞膜的通透性伸出在质膜外的糖链和其他极性基团，能控制水分子、无机离子和小分子的有机物的移动和进入细胞内部。,（9）作为合成生物大分子的前体体内许多物质是利用碳水化物来合成的，如嘌呤、嘧啶、某些氨基酸、卟啉、胆固醇等。再由他们合成核酸、蛋白质及胆固醇的一些衍生物。食物中的戊糖人利用得很少。组成核酸的核糖和脱氧核糖是在体内自行合成的。,碳水化合物(carbohydrate)的分类：按其化学组成、生理作用和健康意义可分为：1、糖：包括单糖(monosaccharide、双糖(disaccharide)和糖醇。2、低聚糖：包括低聚异麦芽糖和其它低聚糖。3、多糖(polysaccharide)。包括淀粉和非淀粉。,3、食品中重要的碳水化合物,（1）单糖：食品中的单糖主要是葡萄糖和果糖和半乳糖。葡萄糖(glucose)由淀粉、蔗糖、乳糖水解而来。是双糖和多糖的基本组成部分，广泛存在于植物和动物体中。葡萄糖的功能：有些器官完全依靠葡萄糖供给所需的能量，如大脑每日需100-120克葡萄糖。此外，肾髓质、肺组织和红细胞等也必须依靠葡萄糖供能。可直接被人体吸收，也可作为营养食品直接食用。,果糖(fructose)是糖类中最甜的物质。主要存在于水果和蜂蜜中，人体易于吸收，经肝脏转变为葡萄糖，或糖原、乳酸和脂肪。半乳糖(galactose)乳糖经消化后，一半转变为半乳糖，一半为葡萄糖，半乳糖不单独存在于天然食物中，但在乳中和脑髓里都有半乳糖成分，是神经组织的重要成分。,蔗糖蔗糖一分子葡萄糖与一分子果糖缩合失水而成，体内分解生成葡萄糖与果糖麦芽糖是由两分子葡萄糖缩合失水而成，在酸或酶的作用下水解，生产两分子葡萄糖。乳糖一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合失水而成，乳糖不易溶解，味道不是很甜。糖醇山梨醇(sorbitol)甘露醇(mannitol)木糖醇(xylitol)麦芽糖醇(maltitol)肌醇(inositol),（2）低聚糖又称寡糖，是指由3-9个单糖构成的一类小分子多糖。主要生理功能：双歧杆菌增殖因子，具有控制病原茵的生长繁殖，减少有毒发酵产物及有害细菌酶的作用。其发酵产物短链脂肪酸有重要生理功能，与膳食纤维等对肠道的结构与功能重要的保护和促进作用。降低血清胆固醇预防治疗便秘和腹泻保护肝脏功能增强免疫功能，具防癌、抗癌作用,大豆低聚糖：是指从大豆中提取的可溶性低聚糖的总称。主要成分为绵子糖和水苏糖。低聚异麦芽糖：是指由2-5个葡萄糖单位构成。低聚果糖：蔗糖与果糖分子连接。低聚果糖不能被人体消化酶分解、利用，有提高机体免疫力，刺激肠道蠕动，防止便秘的作用。低聚乳果糖：甜味类似蔗糖，几乎不被人体消化吸收，可供糖尿病人食用。,低聚糖的摄入量,功能性低聚糖广泛存在于植物性食物中，但一般人膳食中往往达不到有效摄入量。与其它难消化糖一样，低聚糖过量摄入也会产生胃肠胀气和腹泻。主要来源洋葱、大蒜、葡萄、洋姜、芦笋、香蕉等。,（1）多糖由10个或10个以上单糖单位构成，无甜味，非晶体，是动、植物的储存物质可氛围淀粉多糖和非淀粉多糖两部分。,淀粉重要的多糖，人类膳食中热能的主要来源，淀粉是由许多葡萄糖分子脱水缩聚而成。非淀粉多糖是指除淀粉以外的多糖，包括纤维素、半纤维素、果胶、以及植物胶、树胶、藻类多糖等。,4、食品碳水化合物的功能,（1）主要的能量营养素（2）改