食品营养与安全第1章营养学基础

1、食品营养与安全第章 营养学基础 学 习 目 标知识目标：掌握营养、营养素、蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质、维生素的概念；了解和掌握主要营养素的功能、分类、消化吸收及代谢过程、营养学评价和食物来源；了解中国居民膳食营养素参考摄入量（DRIs）的主要内容；了解三大产热营养素作用机理。能力目标：能运用营养学理论来具体分析生活实践中的营养问题。道德目标：明确营养与健康对于酒店与餐饮业发展的重要意义，树立正确的营养观念，培养和提高为消费者健康服务的良好职业道德素质。本章目录1.1概述1.2蛋白质1.3脂类1.4碳水化合物1.5能量1.6矿物质 1.7维生素1.8其他营养素 1.1 概述1.1.1 食物

2、与营养）食物）营养）营养素（1）七大营养素（2）宏量营养素（3）微量营养素4）营养素的功能1.1.2 膳食营养素参考摄入量(DRIs)是一组适用于不同年龄、性别、劳动及生理状态人群每日平均膳食营养素摄入量的参考值，是衡量个体或群体摄入的营养素是否适宜的尺度，又是制定膳食计划的依据。1）平均需要量(EAR)2）推荐摄入量(RNI)3）适宜摄入量(AI)4）可耐受最高摄入量(UL)1.2 蛋白质 1.2.1 蛋白质的组成和分类）蛋白质的组成蛋白质是一切生命的物质基础和存在形式，人体一切细胞和组织都由蛋白质组成。构成蛋白质的基本元素是碳、氢、氧和氮，氮元素的比率一般在16。有些蛋白质还含有硫、磷、铁

3、和铜等元素。2）蛋白质的分类（1）完全蛋白质（2）半完全蛋白质（3）不完全蛋白质1.2.2 氨基酸和必需氨基酸1）氨基酸构成蛋白质的基本单位。每种蛋白质各自有其独特的氨基酸组成模式和特殊功能，这些氨基酸以不同的种类、数量、排列顺序和空间结构构成种类繁多、功能各异的蛋白质。构成人体蛋白质的氨基酸只有20多种。氨基酸的主要作用）必需氨基酸(EAA)人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物蛋白质中获得的氨基酸。构成人体蛋白质的20种主要氨基酸中，有9种必需氨基酸。构成人体蛋白质的氨基酸必需氨基酸（共9种） 非必需氨基酸（共9种） 条件必需氨基酸 （2种） 异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、

4、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸* 丙氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰氨、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸 半胱氨酸、酪氨酸 ）氨基酸模式蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。一般将某种蛋白质中的色氨酸含量定为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这些比值即该种蛋白质氨基酸模式。人体蛋白质的氨基酸比例是固定的，因此对每种必需氨基酸的需要也有一定数量和比例的要求。食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式越接近，其营养价值越高。4）限制性氨基酸决定其它氨基酸利用程度的必需氨基酸。含量最低的称第一限制氨基酸。植物蛋白中往往缺少赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸等必需氨基酸，营养价值相对

5、较低。常见植物性食物限制性氨基酸食物 第一限制性氨基酸 第二限制性氨基酸 第三限制性氨基酸 小麦大麦大米玉米花生大豆 赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸蛋氨酸蛋氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸 苏氨酸 缬氨酸蛋氨酸蛋氨酸苏氨酸 5）蛋白质的互补作用 为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，使它们之间相对不足的必需氨基酸互相补偿，从而接近人体氨基酸模式，以提高食物蛋白质营养价值的作用叫蛋白质互补作用。蛋白质的互补作用在平衡膳食、饮食调配、菜单设计、烹饪原料的选择配料等方面具有重要的实践意义。1.2.3 蛋白质的生理功能 1）构成和修补人体组织2）构成人体内各种重要的生理活性物质和

6、参与生理活动（1）构成酶和激素的成分；（2）构成抗体；（3）调节渗透压；（4）运载工具（血红蛋白）。 3）供给能量4）改善食物感官功能特性1.2.4 食物蛋白质营养学评价1）食物中蛋白质含量2）蛋白质的消化率3）蛋白质的利用率（1）生物价(BV)（2）蛋白质净利用率(NPU)（3）蛋白质功效比值(PER)（4）氨基酸评分（AAS）食物蛋白质食物蛋白质小麦粉（标准粉）11.2绿豆21.6粳米7.7赤小豆20.2籼米7.7花生仁（生）24.8玉米（黄、干）8.7猪肉（肥瘦）13.2小米9.0牛肉（肥瘦）19.9马铃薯2.0羊肉（肥瘦）19.0红薯0.2鸡（平均）19.3蘑菇（干）21.1鸡蛋（平均

7、）13.3紫菜（干）26.7草鱼16.6黄豆（大豆）35.0牛奶（平均）3.0常见食物的蛋白质含量（g/100g）常见几种食物蛋白质质量评价食物生物价BV蛋白质净利用率NPU蛋白质功效比值PER氨基酸评分AAS全鸡蛋全牛奶鱼牛肉大豆精制面粉大米马铃薯948783747352636784828173665163603.923.094.552.032.320.602.161.060.981.001.000.630.340.590.481.2.5 蛋白质摄入量及食物来源1）蛋白质的摄入量中国成人蛋白质EAR为0.92g/(kgd)，RNI为1.16g/(kgd)。按能量计算，普通成人蛋白质摄入应占膳

8、食总能量的10-12，儿童青少年为12-14。2）蛋白质的食物来源蛋白质广泛存在于动植物性食物中。动物蛋白来自肉类、乳类和蛋类等，利用率高。植物蛋白来自于大豆、谷类和花生等，利用率较低。1.3脂类脂类是脂肪和类脂的统称，主要是由碳、氢、氧三种元素组成。脂类的特点：不具有水溶性，但具有脂溶性，可溶解其它脂溶性物质，如脂溶性维生素等。1.3.1脂肪酸与必需脂肪酸1）脂肪酸（1）饱和脂肪酸（2）不饱和脂肪酸：油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)）必需脂肪酸人体不可缺少而自身又不能合成，必须要由食物供给的脂肪酸。亚油酸和亚麻酸是人体必需的两种脂肪酸。必需脂

9、肪酸的生理功能3）反式脂肪酸的危害常用食用油脂中主要脂肪酸的组成（）名称饱和脂肪酸不饱和脂肪酸其它脂肪酸油酸亚油酸亚麻酸可可油椰子油橄榄油菜籽油花生油茶油葵花籽油豆油棉籽油芝麻油玉米油棕榈油猪油牛油羊油黄油939210131910141624151542436257566083204179192225382744442933321671638106352444656129234290.41570.40.30.6121.34211331137341.3.2 类脂）磷脂卵磷脂：占人体重1左右，占脑重量的30，在脑细胞中占到其干重的70-80。卵磷脂的功能）固醇类胆固醇：脑、神经、肝、肾等细胞膜的重

10、要成分；胆汁、性激素、肾上腺素和维生素D等的合成材料。1.3.3 脂类的生理功能1）人体储存和供给能量2）构成身体组织3）提供必需脂肪酸4）提供脂溶性维生素并促进其吸收5）帮助机体利用碳水化合物和节约蛋白质作用6）改善食物的感官性状7）维持体温正常8）保护脏器9）内分泌作用1.3.4 食用脂肪的营养价值评价1）脂肪的消化吸收率：熔点越低消化率越高。2）脂肪酸种类：不饱和脂肪酸尤其是必需脂肪酸含量较高的油脂，营养价值相对较高。3）脂溶性维生素的含量。1.3.5 脂类的食物来源及供给量1）脂类的食物来源2）脂类的摄入量50g/d脂肪，或占总能量的25-30年龄/岁脂肪(%)SFAMUFAPUFA(

11、n-6)(n-3)胆固醇/mg成人2030101010461300老年人2030 681081041300我国成人膳食脂肪适宜摄入量(AIs)(脂肪能量占总能量的百分比) SFA：饱和脂肪酸，MUFA：单饱和脂肪酸，PUFA：多饱和脂肪酸 1.4 碳水化合物 碳水化合物也称糖类，是由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机化合物，广泛存在于生物体内。营养学上一般将其分为：单糖、双糖、寡糖和多糖四类。1.4.1 食物中的碳水化合物 1）单糖分子结构中含有3-6个碳原子的碳水化合物，主要有葡萄糖、果糖和半乳糖。葡萄糖是构成食物中各种糖类的最基本单位，可直接被人体吸收。2）双糖蔗糖、乳糖和麦芽糖等由两分子单

12、糖缩合而成，经水解作用生成单糖后方能被人体吸收。3）多糖由10个以上单糖分子失水后以糖苷键组合而成的大分子糖。一般不溶于水，无甜味。包括糖原、淀粉和纤维素。淀粉是人体碳水化合物的主要食物来源，也是最丰富、最廉价的能量营养素。膳食纤维是植物性食物中不能被消化吸收、不产生热量的多糖。但具有预防便秘、血脂异常、糖尿病等重要生理功能。4）低聚糖1.4.2 碳水化合物的功能 1）人体内碳水化合物的功能（1）贮存和提供能量(糖原、葡萄糖) （2）构成机体组织和神经系统的重要物质（3）节约蛋白质的作用（4）抗生酮作用（5）保肝解毒作用2）食物碳水化合物的功能 （1）主要的能量营养素； （2）改变食物的性状，

13、如食糖； （3）提供膳食纤维。1.4.3 碳水化合物的消化吸收与供给 1）碳水化合物的消化吸收膳食中的碳水化合物在消化道经酶逐步水解为单糖而被吸收进血液，运送到肝脏，在进行相应的代谢后运送到其它器官直接被利用。2）碳水化合物的供给我国居民碳水化合物的AI应占总能量的55-65；限制精制糖的摄入量（占总能量10）；适量摄入膳食纤维素，以改善胃肠道环境和预防龋齿。中国营养学会推荐正常成人摄入量24.935.4g/d。1.5 能量1.5.1 能量概述1）能量的作用能量是人体新陈代谢和维持生命活动的基础。主要由碳水化合物、脂肪和蛋白质提供。生热营养素在体内经过酶催化发生反应，产生高能化合物（三磷酸腺苷

14、，ATP）作为能量贮存和传递物2）能量的单位焦耳、千焦(kJ)、大焦(MJ)：1000焦耳=1千焦，1000千焦=1大焦卡（cal）、千卡（kcal）1千卡（kacl）4.184千焦（kJ）3）生热营养素的物理卡价和生理卡价（1）物理卡价：每克生热营养素在体外完全燃烧时释放出的热能。碳水化合物 17.15kJ脂肪 39.33kJ蛋白质 23.43kJ（2）生理卡价：每克生热营养素在人体内经过氧化反应后释放出来的热能值。碳水化合物 4.0kcal（16.7kJ）脂肪 9.0kcal（36.7kJ）蛋白质 4.0kcal（16.7kJ）1.5.2 影响人体能量需要量的因素1）基础代谢人体处于安静和

15、18-25环境下，静卧、放松而又清醒，禁食12小时后的能量消耗。维持生命的最低能量消耗。2）体力活动约占人体总能量消耗的15-30。3）食物热效应因摄食而引起的机体能量代谢的额外消耗。蛋白质为30、脂肪为4-5、碳水化合物为5-6。中国居民（成人）膳食能量推荐摄入量（RNIs） 年龄及体力活动能量蛋白质脂肪占能量百分比（）RNI/(MJ/d)RNI(kcal/d)RNI/g男女男女男女1849岁轻中重5059岁轻中重6069轻中10.0311.2913.389.6210.8713.007.949.028.89.6211.308.008.369.207.538.36240027003200230

16、0260031001900220021002300270019002000220018002000758090757565708065652030203020301.5.3 人体每日能量需要1.6 矿物质1.6.1 矿物质概述人体中除碳、氢、氧和氮组成的有机化合物外的其余元素。1）矿物质的分类（1）常量元素：钙、磷、钠、钾、镁、硫、氯（2）微量元素必需微量元素：碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁；可能必需微量元素：锰、硅、硼、钒、镍；具有潜在毒性，但低剂量可能具有人体必需功能的微量元素：氟、铅、镉、汞、砷、铝、锂、锡。2）矿物质的特点及其分布 （1）矿物质在体内不能合成，必须从膳食和饮水中摄取；

17、（2）矿物质在体内分布极不均匀；（3）矿物质相互之间存在协同或拮抗作用；（4）某些微量元素摄入过多易产生毒性作用；（5）不同食物中矿物质的含量变化很大。 3）矿物质的生理功能（1）必需常量元素的生理功能构成人体组织和骨骼的重要成分；调节细胞膜的通透性、维持细胞内外液渗透压和体内酸碱平衡；维持神经和肌肉的兴奋性；组成激素、维生素、蛋白质和多种酶类的成分；参与蛋白质、脂肪、碳水化合物的代谢。（2）人体必需微量元素的生理功能酶和维生素必需的活性因子；构成某些激素或参与激素的作用；参与核酸代谢；协助常量元素和宏量营养素发挥作用。1.6.2 人体所需的常量和微量元素 1）钙：人体含量最多的无机元素，占体

18、重的1.5%-2.0%,其中90%集中在骨骼和牙齿中。（1）钙的生理功能构成骨骼、牙齿和混溶钙池；促进体内酶的活动；维持神经和肌肉的兴奋性、神经冲动的传导和心脏的搏动等。（2）钙的吸收与代谢吸收率取决于维生素D摄入量及太阳紫外线照射量，同时也受膳食中钙含量及年龄的影响。植物性食物中的草酸、植酸可阻碍钙的吸收。长期摄入高蛋白膳食可能导致钙的负平衡。（3）钙的缺乏与过量我国人群中钙的缺乏比较普遍，长期缺乏钙和维生素D可导致儿童生长发育迟缓，骨软化、骨骼变形，严重者可导致佝偻病；中老年人易患骨质疏松症；钙缺乏者易患龋齿，影响牙齿质量。 （4）钙的供给量和食物来源不同人群钙的AI（mg/d）和UL（m

19、g/d）年龄(岁)00.514711141850AI300400600800800100010008001000UL20002000200020002000200020002）磷：人体内含量约占体重1左右，主要分部在骨骼和牙齿中。（1）磷的生理功能构成骨骼和牙齿的重要成分；核糖核酸和脱氧核糖核酸的组成成分；构成所有细胞膜所必需成分；参与脂肪和脂肪酸的分解代谢；体内许多酶的辅酶和辅基的重要成分；磷酸盐可与氢离子结合，调节体液酸碱平衡。3）铁：成人体内一般含铁总量约为45g，约76的铁存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类、辅助因子及运载铁中(功能性铁)。（1）铁的生理功能参与体内氧的运送和组织呼吸

20、过程；维持正常的造血功能；与维持正常免疫功能有关，缺铁可引起淋巴细胞减少和自然杀伤细胞活性降低；在促进-胡萝卜素转化为维生素A、脂类从血液中转运以及药物在肝脏解毒等方面均有重要作用。不同人群铁的适宜摄入量（AI）（mg/d）（2）铁的吸收与代谢动物性食物中的血红素铁可被直接吸收，吸收率较高。植物性食物中的非血红素铁需转化为亚铁后方能吸收，吸收率较低。（3）铁的参考摄入量与食物来源补铁应以动物性食物为主。婴幼儿和妇女应注意额外补充铁剂以预防缺铁性贫血。年龄(岁)性别铁年龄(岁)性别铁00.51711男女0.310121618141850男女男女20251520154）碘：正常成人体内含碘20-5

21、0mg，70-80%分布在甲状腺组织中。（1）碘的生理功能主要参与甲状腺素的合成；促进蛋白质的合成和神经系统发育；促进糖和脂肪代谢；调解组织中的水盐代谢。（2）碘缺乏症（3）碘的参考摄入量及来源成人RNI150g/d，孕妇和乳母200g/d，4-11岁90g/d，3岁以下50g/d。成年人的UL为1000g/d。含碘丰富食物：海带、紫菜、鲜鱼、蛤干等海产品。5）锌：成人体内含锌量约为22.5克，对生长发育、智力发育、免疫功能、物质代谢和生殖功能等有重要作用。（1）锌的生理功能。人体很多金属酶的组成成分或酶的激活剂；与RNA、DNA及蛋白质的合成密切相关；参与内分泌激素的代谢；稳定和保护细胞膜结

22、构，增加抗氧自由基能力。（2）锌的吸收植酸、鞣酸、纤维素等不利于锌的吸收。维生素D能促进锌的吸收。（3）锌的参考摄入量及食物来源锌的RNI为成年男性（18岁）15mg/d，成年女性11.5mg/d牡蛎、海蛎肉、蛏干、扇贝等贝壳类海产品，动物肝脏、肉等动物性食品为锌的良好来源。年龄(岁)00.514711141850RNI(男/女)1.5891213.518/1519/15.515/11.511.5UL(男/女)1323232837/3442/3545/3737/37EAR(男/女)1.56.77.48.79.713.1/10.813.9/11.213.2/8.3锌的RNI、UL和EAR 单位：

23、mg/d 6）硒：人体内硒总量约为1420mg。硒的生物活性形式为含硒酶和硒蛋白。（1）硒的生理功能抗氧化功能，可清除体内脂质过氧化物；清除体内有毒重金属；保护心血管和心肌的健康；缺硒可导致克山病。（2）硒的吸收（3）硒的参考摄入量及食物来源 硒的RNI/UL标准为成人50/400g，海产品和动物内脏是硒的良好食物来源。7）铜：人体含铜量约为100150mg，其中5070在肌肉和骨骼。（1）铜的生理功能促进血红素和血红蛋白的合成；有助于维护中枢神经系统完整性；是体内超氧化物歧化酶(SOD)的活性部分，保护细胞免受过氧化物损伤。（2）铜的参考摄入量与食物来源成人铜的AI为2.0mg/d，UL为8

24、mg/d。铜广泛存在于各种食物中，牡蛎含量最高，贝类、动物肝、肾及坚果类、谷类胚芽、豆类等含铜也较丰富。8）铬（1）铬的生理功能促进胰岛素和葡萄糖转化利用；平衡血清胆固醇；促进蛋白质代谢。（2）铬的参考摄入量与食物来源成人铬的AI为10g/d，UL为500g/d。铬广泛分布在食物中，动物性食物以肉类、奶制品和海产品（牡蛎、海参、鱿鱼、鳗鱼等）含铬丰富，植物性食物如谷类、豆类、坚果类、黑木耳、紫菜等含铬也较丰富。1.7 维生素1.7.1 概述维生素是维护人体健康、促进生长发育和调节生理功能所必需的一类微量的低分子有机化合物。在能量产生的生化反应以及机体物质代谢过程中发挥重要作用。大多数维生素在机

25、体内不能合成，也不能大量储存在机体组织中，需要量虽小，但必须由食物持续提供。人体所必需的维生素有10多种。分为两大类：脂溶性维生素、水溶性维生素。1.7.2 脂溶性维生素脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K。1）维生素A（视黄醇）和类胡萝卜素（1）理化性质（2）生理功能维持正常视觉；调节机体多种组织细胞的生长和分化；抗氧化作用和抑制肿瘤生长。（3）参考摄入量及食物来源每日男/女的RNI为800g/700g视黄醇当量。大量摄入VA有明显毒性作用，-胡萝卜素是VA的安全来源。动物肝脏、全奶、禽蛋VA含量较多。深绿色或红黄色的蔬菜和水果-胡萝卜素较多。2）维生素D：类固醇的衍生物，以维生素D2、维生

26、素D3 最为常见。（1）生理功能：促进人体对钙磷的吸收利用和骨化作用；调节血钙平衡和细胞的分化、增殖、生长。（2）供给量和来源成人VD的RNI为5g/d，婴幼儿、少年儿童、孕妇乳母、老年人VD的RNI为10g/d。食物中VD以海鱼肝脏含量最为丰富。经常晒太阳在体内合成维生素VD3是获得VD3的最好也是最方便的途径。3）维生素E：生育酚生物活性的一类物质。（1）生理功能强抗氧化剂，可清除体内的氧自由基；减少脂褐质(老年斑)形成，改善皮肤弹性；与动物的生殖功能和精子生成有关；防止动脉硬化及其它心血管疾病，抑制肿瘤。（2）参考摄入量和来源维生素E成人RNI为14mg/d。广泛分布在动植物性食品，尤其

27、植物油中。4）维生素K维生素K又称凝血维生素。天然存在的维生素K有两种，维生素K1存在于绿叶植物中；维生素K2存在于发酵食品中，由细菌合成。维生素K是凝血酶原的主要成分，有助于某些凝血因子在肝脏的合成，从而促进血液的凝固，缺乏时可以延长凝血时间。我国提出的维生素K参考摄入量标准为成人120mg/d。维生素K在食物中分布广泛，菠菜、白菜和绿叶蔬菜中含量丰富，人体肠道菌群也能合成维生素K，通常不会缺乏。1.7.3 水溶性维生素包括B族维生素和维生素C。1）维生素C（抗坏血酸）（1）生理功能：抗氧化作用；维护结缔组织、骨、牙的正常发育和血管壁的正常结构与功能，防治坏血病；有利于非血红素铁的吸收和叶酸

28、的利用；防治心血管疾病。（3）供给量和食物来源VC的成人RNI为100mg/d。主要来源是新鲜的蔬菜和水果。2）维生素B1(硫胺素)（1）生理功能在三大营养素分解代谢和产生能量的过程中起着关键作用；核酸合成中还原型辅酶的重要来源；在神经组织中具有一种特殊的非酶作用。（2）参考摄入量和食物来源成年男性/女性每日的RNI为1.4mg/1.3mg。主要来源为谷类种子外皮及胚芽，以及黄豆、酵母、干果及硬果、猪瘦肉、蔬菜水果。谷物过分精制加工、食物过分用水洗、烹调时弃汤、加碱、高温等均可使VB1有不同程度的损失。3）维生素B2（核黄素）（1）生理功能维持蛋白质、脂肪、糖类的正常代谢，促进正常生长发育，维

29、护皮肤和粘膜的完整性。（2）参考摄入量和食物来源：成人男性/ 女性每日的RNI为1.4mg/1.2mg。存在于动植物性食物中，动物肝、肾、心、蛋黄、乳类尤为丰富，其次是豆类和新鲜绿叶蔬菜。我国居民饮食构成以植物性食物为主，易发生维生素B2缺乏或不足。4）维生素B6（1）生理功能参与血红素合成；影响核酸和DNA的合成；催化肌肉与肝脏中的糖原转化释放能量；提高神经递质的水平。（2）参考摄入量和食物来源AI值为成人1.2mg/d。含量最高的食物为白色肉类，以及动物肝肾、蛋黄、豆类、全谷、坚果类等。水果和蔬菜中含量也较多。5）维生素B12（钴胺素）（1）生理功能参与体内碳水化合物代谢；影响核酸和蛋白质的合成；通过参与胆碱的合成影响脂肪代谢。（2）供给量和食物来源：成人RNI为2.4g/d。主要来源于动物肝脏、鱼贝类、禽蛋类、乳类和肉类，豆制品和发