基础-热能与宏量营养素

第一章营养学基础知识1第一节热能2一、概述1、热能单位千卡，焦耳1千卡=4.18千焦耳1千焦耳=0.239千卡2、生热系数1克蛋白质16.7KJ1克脂肪37.6KJ1克碳水化合物16.7KJ1克酒精29.3KJ33、能量的作用（1）内脏器官的化学和物理活动（2）肌肉活动（3）体温调节（4）生长发育4、人体能量的储存形式极少的碳水化合物和蛋白质重要以脂肪形式储存5、储存形式ATP、磷酸肌酸、高能硫酯键6、体内能量的转换和运用(1)转换氧化+磷酸产热营养素ADPATP（2）运用ATP4营养素肌肉收缩神经传导分解ATP合成代谢磷吸取与分泌ADP其它CO2+H2O体内能量的转化与运用5二、人体的热能消耗（一）基础代谢60-70%1、概念维持生命的最低能量消耗。安静、恒温条件、禁食12小时、静卧放松而又苏醒时仅用于维持体温、血液循环、呼吸和其它器官的生理需要时的能量消耗2、基础代谢率：基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积（每公斤体重）热能消耗静息代谢率：休息状态、禁食只要4小时63、基础代谢消耗的重要方面肝32％脑21％心10％肺9％肾7％其它21％74、影响基础代谢的因素体格瘦体型--多个子小体表面积大--多生理状态（甲状腺、肾上腺、脑垂体）环境咖啡因8（二）体力活动15-30%肌肉发达者活动中消耗增多体重重者进行相似运动消耗增多活动时间长、强度大消耗增多9

劳动强度分级（CNS，2000年）等级活动水平举例轻75%坐或站，25%活动办公室中25%坐或站，75%特殊职业学生、车床重40%坐或站，60%特殊职业炼钢、体育运动影响因素：劳动强度、纯熟程度、作业姿势、劳动时间机体状况、其它因素（工余活动）10（三）食物特殊动力作用Specificdynamicaction，SDA，（食物热效应）(thermaleffectoffood)1、概念摄食引发额外消耗[可能因素]胃肠道活动引发咀嚼、消化液、肠蠕动热能过剩，转化消耗脂肪--甘油三酯0.277kcal/g葡萄糖--脂肪多消耗10％能量2、比例脂肪4-5%碳水化合物5-6%蛋白质30%混合膳食10%3、影响因素进食多、快，SDA高11

4、差别因素（1）营养素的消化后转变为ATP的效率蛋白质32~34％脂肪、碳水化合物38~40%（2）转变为脂肪消耗的能量不同高峰期在摄食后2小时3~4小时后恢复正常12（四）生长发育1、婴儿每日有15~23％用于生长发育增加体内1克新组织，约需要4.78kcal的能量2、孕妇每增加1克体重需要消耗6.4MJ能量13三、热能消耗的测定（一）计算法膳食调查活动统计（二）测量法直接水温升高间接测定氧气消耗、测定产水量14人体热能消耗举例（kj/min)男女睡眠4.52静坐5.82步行4.9km/h15.48中档活动（足球）20.92-31.3816.47-25.10擦窗17.9914.6415四、供应量和来源（一）供应量（二）来源多个食物热能密度高的食物含脂肪高水分少的食物奶油、硬果、肉热能密度相对较高的食物豆、干果、粮食热能密度较低的食物水果、蔬菜16[注意]5~7天间应平衡过低体重下降,工作效率低下,营养不良过多肥胖等每日超出需要量80kcal，一年后将增加3公斤体脂增加1公斤体重，相称于多摄取25~33MJ热能每天多吃10克碳水化合物，一年增加14600kcal热能，增加1.6公斤体脂17

RNIAIUL男女男女男女能量MJ11.299.62蛋白质g8070脂类20-30%碳水化合物55-65%膳食纤维g3018第二节蛋白质

protein19一、构成与分类蛋白质的元素构成：碳（50～55%）、氢（6.7～7.3%）、氧（19～24%）、氮（13～19%）、硫（0～4%），其它元素如磷、铁、碘、锌。蛋白质是人体氮的唯一来源。大多数蛋白质含氮量靠近，平均为16%，因此任何生物样品中，每克氮相称与6.25克蛋白质（100÷16），折算系数为6.25。只要测定出生物样品中的含氮量，就能够推算出其中蛋白质的含量。样品蛋白质(g%)＝样品含氮量(g)×6.25×100%20蛋白质按化学构成分为1、单纯蛋白：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、鱼精蛋白、组蛋白、硬蛋白等。2、结合蛋白：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、色蛋白等。蛋白质按形状分为1、纤维蛋白：如胶元蛋白2、球状蛋白：如免疫球蛋白蛋白质按营养价值分为1、完全蛋白：如酪蛋白、卵白蛋白、肌蛋白2、半完全蛋白：如麦胶蛋白3、不完全蛋白：如玉米胶蛋白21二、生理功效1、构成和修复人体组织正常人体内约16~19%是蛋白质，每天人体约有3%的蛋白质进行更新。人血浆蛋白质的半寿期约10天，肝脏蛋白质半寿期约1～8天。人体蛋白质的形式：肌肉、心、肝、肾（瘦组织）中的蛋白质骨骼、牙齿中胶原蛋白质指趾甲中角蛋白机体受伤后需要蛋白质作为修复材料。22

2、构成体内多个重要物质，调节生理功效酶转运蛋白激素血液凝固抗体视觉形成人体的运动癌蛋白组蛋白（基因）周期素（细胞周期）血红蛋白神经递质233、供应能量蛋白质在体内降解为氨基酸，再经脱氨作用生成ɑ-酮酸，可直接或间接进入三羧酸循环氧化分解并释放能量。1克食物蛋白质在体内可产生16.7kJ（4kcal）的热能。24三、氨基酸（一）分类蛋白质是由许多氨基酸以肽键连结在一起。构成人体蛋白质的氨基酸有20种。非必需氨基酸9必需氨基酸9条件必需氨基酸225非必需氨基酸构成人体蛋白质的20种氨基酸，有9种人体本身能够合成以满足机体需要，故称非必需氨基酸.必需氨基酸而有9种氨基酸，人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得，称为必需氨基酸（essentialaminoacid，EAA）。26条件必需氨基酸或半必需氨基酸半胱氨酸(Cys)和酪氨酸(Tyr)在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，如果膳食中能直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要可分别减少30%和50%。在计算食物必需氨基酸时，往往将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。27亮氨酸Leu苯丙氨酸Phe异亮氨酸Ile苏氨酸Thr赖氨酸Lys色氨酸Trp蛋氨酸Met缬氨酸Val组氨酸His

28（二）氨基酸模式和限制氨基酸1、氨基酸模式（aminoacidpattern）指某种蛋白质中多个必需氨基酸的构成比例。计算办法为将该种食物蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算其它必需氨基酸的对应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质的氨基酸模式。29

氨基酸模式（mg/g）（WHO/FAO）异亮氨酸40苏氨酸40亮氨酸70色氨酸10赖氨酸55缬氨酸50含硫+半胱氨酸35苯丙+酪氨酸6030人体蛋白质和几个食物蛋白质的氨基酸模式氨基酸人体全鸡蛋牛奶牛肉大豆面粉大米LeuIleLysMet+CysPhe+ThrThrTrpVal7.04.05.52.33.82.91.04.85.13.24.13.45.52.81.03.96.83.45.62.47.33.11.04.66.84.47.23.26.23.61.04.65.74.34.91.23.22.81.03.26.43.81.82.87.22.51.03.86.34.02.32.87.22.51.03.831优质蛋白质（HighQualityProtein)当食物蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质相近时，必需氨基酸被机体运用的程度也越高，食物蛋白质的营养价值也相对越高。这种蛋白质也被称为优质蛋白质，如动物性蛋白质中蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白，均属于优质蛋白。参考蛋白（referenceprotein）鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基酸模式最为靠近，在实验中常以它作为参考蛋白32限制氨基酸（limitingaminoacid）食物蛋白质中一种或几个必需氨基酸相对含量较低，造成其它的必需氨基酸在体内不能被充足运用而浪费，造成其蛋白质营养价值减少，这些含量相对较低的必需氨基酸为限制氨基酸。其中含量最低的为第一限制氨基酸，余者以这类推。33四、蛋白质的消化、吸取食物蛋白质必须水解成氨基酸和小肽后才干被吸取。消化从胃开始，重要在小肠。通过小肠消化，食物蛋白质水解成氨基酸和2～3氨基酸的小肽后被吸取。整蛋白分子吸取极其微量，无任何营养学意义，并且成为抗原。细菌毒素和其它某些食物抗原可能成为致病因子。34五、食物蛋白质的营养评价35必要的氮损失（obligatorynitrogenlosses）

机体每天由于皮肤、毛发和粘膜的脱落，妇女月经期的失血等，以及肠道菌体死亡排出，损失约20克以上的蛋白质，这种氮排出是机体不可避免的氮消耗，称为必要的氮损失。36氮平衡NitrogenBalance氮平衡是反映机体摄入氮和排出的氮的关系。其关系式以下B=I-（U+F+S）BbalanceIintakeUurineFfecesSskin37当摄入氮和排出氮相等时为零氮平衡，健康的成年人应维持零平衡下列富裕5%如摄入氮多于排出氮，称为正氮平衡。小朋友期、妇女孕期、疾病恢复时及运动和劳动以达成增加肌肉时，应适宜保持正氮平衡满足机体对蛋白质的额外需要摄入氮少于排出氮时，为负氮平衡。人在饥饿、疾病和老年时期普通处在这种状态。38影响氮平衡的因素氮含量时间热量机体状况激素水平39（一）蛋白质的含量食物中蛋白质含量测定普通使用微量凯氏定氮法，测定食物中的氮含量，再乘以由氮换算成蛋白质的换算系数，就能够得到食物蛋白质的含量。普通来说，食物中氮含量占蛋白质的16%，其倒数即为6.25，由氮计算蛋白质的换算系数即是6.25。40（二）蛋白质消化率Digestibility，D食物氮-(粪氮-粪代谢氮)蛋白质消化率（%）=------------------------------------食物氮真消化率(trueD)去除粪代谢氮表观消化率(apparentD)不去除粪代谢氮，因其偏小，故有一定安全性，粪代谢氮肠内源性不摄入蛋白质时粪中的氮[意义]蛋白质在消化道内被分解的程度消化后的氨基酸和肽被吸取的程度41

影响因素蛋白质在食物中的存在形式食物中含有不利于蛋白质吸取的其它因素加工方式大豆整粒60%加工为豆腐90%42（三）蛋白质运用率1、生物学价值Biologicalvalue，BV储留氮生物价=-------------------吸取氮储留氮=吸取氮-（尿氮-尿内源性氮）吸取氮=食物氮-（粪氮-粪代谢氮）意义反映食物蛋白质吸取后被机体运用程度指导肾病患者饮食43常见食物蛋白质的生物价（BV）蛋白质BV蛋白质BV蛋白质BV鸡蛋94鸡蛋白83鸡蛋黄96脱脂牛奶85鱼83牛肉76猪肉74大米77小麦67生大豆57熟大豆64扁豆72蚕豆58白面粉52小米57玉米60白菜76红薯72马铃薯67花生59442、蛋白质净运用率NetProteinUtilization，NPU[概念]NPU=储留氮/食物氮=消化率×生物价[意义]反映食物中蛋白质被运用的程度453、蛋白质功效比ProteinEfficiencyratio（PER）动物体重增加（克）PER=----------------------------------摄入食物蛋白质（克）[意义]蛋白质被运用的状况普通要用酪蛋白作为参比，实验组/对照组×2.5常见食物的PER：全鸡蛋3.92、牛奶3.09、鱼4.55、牛肉2.30、大豆2.32、精制面粉0.60、大米2.16。464、氨基酸评分（AminoAcidScore，AAS)被测蛋白质每克氮（蛋白质）中某种氨基酸含量AAS=-----------------------------------------------抱负模式或参考蛋白质中每克氮（蛋白质）中该种氨基酸含量

以最低者为AAS经消化率修正的AAS=AAS×真消化率47氨基酸评分原则模式（mg/g氮）异亮氨酸250苏氨酸250亮氨酸440色氨酸60赖氨酸340缬氨酸310含硫+半胱氨酸220苯丙+酪氨酸33048谷类含赖氨酸150mg/g氮，AAS=150/340=0.44=44%49小麦氨基酸评分mg/gNAAS(%)异亮氨酸17771（2）亮氨酸16147（1）赖氨酸29595含硫+半胱氨酸494196苏氨酸224102色氨酸440100缬氨酸77128苯丙+酪氨酸23192（3）50PDCAAS名称蛋白质含量真消化率AASPDCAAS酪蛋白94.7991.191.00鸡蛋白87.01001.191.00牛肉95.2980.940.92豌豆粉32.8880.790.69全麦16.2910.440.4051蛋白质互补作用（complementaryaction）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，而达成以多补少的目的，互相补充其必需氨基酸的局限性，提高膳食蛋白质的营养价值的作用称为蛋白质互补作用。如粮豆互补（粮食第一限制氨基酸为赖氨酸，大豆的第一限制氨基酸为蛋氨酸）。52

蛋白质互补作用AAS混合比例混合后AAS豆类18%22%88%谷类44%67%奶粉83%11%BV混合比例混合后BV大豆57%33%77%小麦67%67%53五、蛋白质营养不良与过剩

malnutritionandover-nutrition1、营养不良[因素]疾病、营养不当[体现]Kwashiorkor水肿型Marasmus消瘦型54552、过多引发脂肪、胆固醇摄入过多肾负担加重含硫氨基酸过多，加速骨骼中钙损失，骨质疏松56蛋白质营养水平评价：血清蛋白血清运铁蛋白上臂肌围、上臂肌区血清氨基酸比值57六、供应量及来源1、DRI1.0-1.2g/kg

热能比例：10%~14%2、来源：动物、植物食品动物性及豆类为优质蛋白质优质应占1/3~1/258第三节脂肪lipid59

一、脂类的分类及功效（一）甘油三酯Triglycerides1、功效（1）体内能量的储存形式1克=37.6KJ（9千卡）脂肪细胞可不停地储存脂肪机体不能运用其分解的二碳单位合成葡萄糖60(2)、维持体温(3)、保护脏器(4)、内分泌作用瘦素、肿瘤坏死因子、白细胞介素-6、白细胞介素-8、纤维蛋白溶酶原激活因子克制物、血管紧张素原、雌激素、胰岛素样生长因子、IGF结合蛋白3、脂联素、抵抗素61(5)、节省蛋白质(6)、机体重要构成成分细胞膜(7)、其它增加饱腹感改善食品风味与感观提供必需脂肪酸和脂溶性维生素622、脂肪酸(fattyacids,FA)（1）分类长链14C中链6-12C短链5C饱和(saturatedFA)、单不饱和(mono-unsaturatedFA)、多不饱和(poly-unsaturatedFA)常温下固体—脂液体—油N-3、N-6USFACH3-CH2-CH2=CH2-COOHN363（2）必需脂肪酸EssentialFattyAcids（EFA）概念体内不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须通过食物供应种类亚油酸（N6）alpha（α）-亚麻酸（N3）64功能构成磷脂前列腺素前体胆固醇代谢生殖（精子生成）视力（光感受细胞功效）脑功效（DHA，视网膜反映）免疫功效（信号转导）653、缺少与过多缺少生长缓慢、生殖障碍、皮疹、肝、肾、神经、视觉损害过多体内过氧化66单不饱和脂肪酸1、减少血胆固醇、甘油三酯及LDL，不对HDL产生影响，增加LDL受体活性，加速LDL去除2、不增进机体脂质过氧化及化学致癌作用，也不克制机体免疫功效3、拮抗膳食中胆固醇对LDL受体的克制作用67多不饱和脂肪酸1、细胞膜2、基因体现3、防治心血管疾病但大量亚油酸可降HDL4、生长发育及妊娠5、脑、视网膜、皮肤、肾功效的健全6、DHA、花生四烯酸是大脑中最丰富的两种长链不饱和脂肪酸，不良潜在作用机体脂质过氧化，增进化学致癌，克制机体免疫功效68反式不饱和脂肪酸是由氢化脂肪引发意义使LDL升高HDL下降增加冠心病的危险性69反式脂肪酸的构造油酸H-C-[CH2]7-CH3‖H-C-[CH2]7-COOH反油酸CH3-[CH2]7-C-H‖H-C-[CH2]7-COOH706、来源N3大豆、深海鱼油N6地面植物71（二）磷脂(phospholipids)1、功效提供热能、物质运输（双重极性）、构成细胞膜、乳化剂（脂肪吸取增进）2、缺少细胞膜构造受损、皮疹72卵磷酯（lecithin）降血脂，避免动脉粥样硬化（大豆好于蛋类）避免脂肪肝有助于胆固醇的溶解和排泄增强智力（胆碱与大脑中乙酸结合，生成乙酰胆碱73（三）固醇类(sterols)1、功效（胆固醇，cholesterol)参加构成细胞膜重要活性物质的合成原料----胆汁、肾上腺素、维生素D、性激素2、过多高脂血症74影响胆固醇吸取的因素增进胆汁酸脂肪胆汁分泌增多、水解产物可与之混合、脂肪微粒食物中饱和脂肪酸减少食物胆固醇450mg/日50%，1600mg/日32%植物固醇其它年纪60岁后女性吸取增多75（四）脂类过多与疾病的关系心血管疾病肿瘤免疫应答肥胖76二、脂类的消化、吸取、转运（一）甘油三酯口腔脂肪酶婴儿的重要消化方式肠道胆汁乳化胰腺、小肠脂肪酶分解--脂肪酸、甘油单脂小肠吸取在小肠内合成甘油三酯与磷酯、固醇、蛋白质--乳糜微粒(二)磷脂同甘油三酯77肝脏脂肪（内、外源）+蛋白质VLDL--机体肝脏LDL胆固醇+蛋白质→血液→受体→细胞肝脏HDL胆固醇+磷脂+蛋白质→肝脏78（三）胆固醇直接吸取结合状态的先被分解再吸取胆汁酸---肠肝循环排出体外79三、供应量与来源1、供热比20-25%，不超出30%EFA3％供热N3/N61：4~62、来源甘油三酯动物性脂肪、肉类、植物种子磷脂蛋黄、肝、大豆、麦胚、花生胆固醇动物脑、肝、肾、蛋黄803、脂肪替代物（1）蔗糖聚酯蔗糖+脂肪酸不被肠道吸取但可能引发胃痉挛和腹泻克制某些维生素的吸取（2）燕麦素冷冻食品多用，有大量纤维素，有降胆固醇作用81四、脂类营养价值的评价C20:3/C20:4不不大于0.4时则认为必需脂肪酸缺少血脂测定血清胆固醇2.9~6.0mmol/L甘油三酯0.22~1.2mmol/LHDL-C0.78~2.2mmol/LLDL-C1.56~5.72mmol/L82第四节碳水化合物

carbohydrates83一、分类及来源1、单糖葡萄糖普通不以单体形式存在果糖水果、蜂蜜半乳糖其它戊糖、木糖、木糖醇、肌醇水果、蔬菜842、双糖蔗糖：葡萄糖+果糖甘蔗麦芽糖：葡萄糖+葡萄糖麦芽乳糖：葡萄糖+半乳糖奶海藻糖：葡萄糖+葡萄糖蘑菇853、寡糖棉子糖葡萄糖+果糖+半乳糖豆类水苏糖葡萄糖+果糖+半乳糖+半乳糖豆类864、多糖糖原肝、肌肉淀粉根茎类直链（老化），支链（糊化）纤维（fiber)不溶性纤维素、半纤维素、木质素可溶性果胶、树胶和粘胶其它(抗性淀粉、氨基多糖--甲壳素）87二、功效（一）体内1、储存和提供热能是大脑能运用的唯一能源物质1克=16.7KJ（4千卡）2、机体构成成分细胞膜糖蛋白核糖核酸3、节省蛋白质4、抗生酮作用88（二）食物中1、重要的产热营养素2、变化食物的色香味3、提供膳食纤维（1）增强胃肠道功效有利粪便排出肌肉张力--增进肠道蠕动吸水膨胀--增加体积89对大肠

缩短通过时间

增加粪便量

增加排便次数

稀释大肠内容物

提供肠道菌发酵底物90（2）控制体重和减肥饱腹感（3）减少血糖和胆固醇减少糖吸取，胰岛素分泌减少，胆固醇合成减少吸附胆汁酸、脂肪吸取减少发酵后产生短链脂肪酸，进入体内后减少胆固醇合成914、有助于防癌稀释了潜在的致癌物刺激益生菌生长调节肠道pH维持肠粘膜屏障胆汁酸降解减少