营养学基础 内容提要 绪论蛋白质 Protein 脂类 Lipids 碳水化合物 Carbohydrate 能量 Energy 希波克拉底 460 377B C 医学的目的就是用恰当的膳食和卫生确保人类的健康 有所食 有其居 就有健康 社区营养 营养学 是研究机体营养规律以及改善措施的科学 即研究食物中对人体有益的成分及人体摄取和利用这些成分以维持 促进健康的规律和机制 在此基础上采取具体的 宏观的 社会性措施改善人类健康 提高生命质量 1 营养学的定义 1 1营养学的发展历程 发现第一种氨基酸 亮氨酸 1810年 发现血糖 1844年 肝糖原 1856年 对蛋白质命名 1888年 提出成人有8种必需氨基酸 1893年 有关营养素消化 吸收 代谢的研究 对营养过剩问题的关注 公共营养的兴起 植物化学物的提出 分子营养学 萌芽与形成期 1785 1945 全面发展与成熟期 1945 1985 新的突破与孕育期 1985 1 2营养学的研究内容 食物营养 人体营养 公共营养 社区营养 食品卫生学 是研究食物中可能存在的 危害人体健康的有害因素及其对机体的作用规律和机制 在此基础上提出具体 宏观的预防措施 以提供食品卫生质量 保护食用者安全的科学 2 食品卫生学的定义 2 1食品卫生学的进展 19世纪初奠定了食品卫生学的基础现代食品的出现和环境污染的日趋严重 各种来源不同 种类各异的食品污染因素 如黄曲霉毒素等食物中毒病原菌 化学农药造成的污染 残留 多环芳烃化合物等多种污染食品的诱变物和致癌物食品容器包装材料中污染 如金属 高分子物质的单体及加工中所用的助剂 CAC的成立及我国加入WTO后所面临的挑战 3 营养学与食品卫生学的研究方法 营养流行病学方法营养代谢研究方法营养状况评价方法食品化学方法毒理学方法微生物学方法调查统计方法行政与法制监督管理方法 1 基本概念 营养 Nutrition 指人体摄取 消化 吸收和利用食物中营养物质以满足机体生理需要的生物学过程 营养素 Nutrient 指食物中可给人体提供能量 机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分 第一篇营养学 蛋白质 脂肪和碳水化合物的摄入量较大 所以称为宏量营养素 Macronutrient 维生素和矿物质的需要量相对较小 称为微量营养素 Micronutrient 凡在人体内总重量大于体重0 01 的矿物质 称为常量元素 Macroelement或Majorelement 总重量小于体重0 01 的矿物质 称为微量元素 Microelement或Traceelement 2 营养素的分类 人体需要的营养素 蛋白质Protein 脂类Fat 碳水化物Carbohydrate 矿物质Mineral 维生素Vitamin 水Water 一 蛋白质 Protein 蛋白质是一切生命的物质基础没有蛋白质就没有生命 正常成人体内约16 19 是蛋白质 体内的蛋白质处于分解与合成的动态平衡 进行组织蛋白更新和修复 成人体内每天约有3 的蛋白质被更新 1 蛋白质的构成 1 1氨基酸 1 2肽 蛋白质分解 多肽 polypeptide 含11个以上氨基酸 寡肽 oligopeptide 含4 10个氨基酸 二肽 dipeptide 2个氨基酸 三肽 tripeptide 3个氨基酸 2 氨基酸分类 必需氨基酸 Essentialaminoacid EAA 条件必须氨基酸 Conditionallyessentialaminoacid 非必需氨基酸 Nonessentialaminoacid EAA 2 1必需氨基酸 必需氨基酸 essentialaminoacid EAA 是指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的氨基酸 包括苯丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 缬氨酸和组氨酸 组氨酸为婴儿必需氨基酸 必需氨基酸的种类及功能举例 2 2条件必需氨基酸 半胱氨酸和酪氨酸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 所以半胱氨酸和酪氨酸这类可减少人体对某些必需氨基酸需要量的氨基酸 称为条件必需氨基酸 构成人体蛋白质的氨基酸 组氨酸为婴儿必需氨基酸 成人需要量可能较少 摘自ModernNutritioninHealthandDisease 第9版 第14页 1999年 2 3氨基酸模式 氨基酸模式 Aminoacidpattern 是反映蛋白质在必需氨基酸种类和含量上存在差异的指标 即蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例 计算方法 是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为l 分别计算出其它必需氨基酸的相应比值 这一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式 几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式 根据 食物成分表 王光亚主编 人民卫生出版社 1991年 计算 大豆 全鸡蛋 红皮 来自上海 鸡蛋白来自河北 牛奶产自甘肃 猪瘦弱 牛肉 里脊 小麦标准粉来自北京 大米为浙江早籼标二米 2 4限制氨基酸 限制氨基酸 Limitingaminoacid 食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低 导致其它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称限制氨基酸 氨基酸模式与限制性氨基酸 2 5蛋白质互补作用 蛋白质互补作用 Complementaryactionofprotein 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 而达到以多补少的目的 提高膳食蛋白质的营养价值 这种不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用叫蛋白质互补作用 蛋白质互补作用 3 蛋白质的功能 1 人体的瘦组织中 骨骼和牙齿中含有大量的胶原蛋白 指 趾甲中含有角蛋白 2 细胞从细胞膜到细胞内的各种结构中均含有蛋白质 构成体内各种重要的生理活性物质 供给能量 人体组织的构成成分 1 构成酶 激素 抗体 2 细胞膜和血液中的蛋白质担负着各类物质的运输和交换 3 体液内可溶且可离解为离子的蛋白质可稳定渗透压和酸碱度 1g食物蛋白质在体内约产生16 7kJ 4 0kcal 的能量 为机体提供氮源 消化道 氨基酸池 机体蛋白质 肌肉 器官 体液 其它 30 50 20 少量 摄入蛋白质90g 粪便10g 尿75g 其它5g 肠道内源性蛋白质70g 消化 吸收蛋白质150g 4 蛋白质的代谢和氮平衡 4 1氨基酸池与必要氮损失 氨基酸池 aminoacidpool 人体各组织 器官和体液中的游离氨基酸统称为氨基酸池 必要氮损失 obigatorynitrogenlosses ONL 指机体每天由于皮肤 毛发和粘膜脱落 妇女月经期失血以及肠道菌体死亡排出而造成的不可避免的氮损失 4 2氮平衡 Nitrogenbalance 所谓氮平衡是反应机体摄入氮 食物蛋白质含氮量约为16 和排出氮的关系 其关系式如下 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 氮平衡 零氮平衡 Zeronitrogenbalance B I U F S 正氮平衡 Positivenitrogenbalance B I U F S 负氮平衡 Negativenitrogenbalance B I U F S 5 蛋白质的营养学评价 蛋白质的含量消化吸收利用率生物价 biologicalvalue BV 蛋白质净利用率 netproteinutilization NPU 蛋白质功效比值 proteinefficiencyratio PER 氨基酸评分 aminoacidscore AAS 动物性蛋白质的营养价值高于植物性蛋白质 5 1氨基酸评分 Aminoacidscore AAS 该方法是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较 因此是反映蛋白质构成和利用的关系 5 2蛋白质氨基酸评分方法 第一步计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值 第二步是在上述计算结果中 找出最低的必需氨基酸 第一限制氨基酸 评分值 即为该蛋白质的氨基酸评分 几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式 摘自WTOTechnicalReportSeries724 1985年 几种食物蛋白质经消化率修正的氨基酸评分 摘自UnderstandingNutrition 第8版 AppendixJ 1999年 常见几种食物蛋白质质量 6 蛋白质营养不良 Marasmus 6 1蛋白质摄入不足 Kwashiorkor 安徽省阜阳市一些婴幼儿长期食用劣质奶粉导致严重营养不良综合征 由于缺乏身体发育所必需的各种营养要素 往往会出现造血功能障碍 内脏功能衰竭 免疫力低下等情况 6 2蛋白质过量 过多的动物性蛋白摄入可增加动物性脂肪和胆固醇的摄入 过多的蛋白质摄入可增加肾脏的负担 过多蛋白摄入导致含硫氨基酸的摄入增加 可导致骨钙的流失 较多的同型半胱氨酸摄入可导致心脏疾病的发病危险增加 7 蛋白质供给量 我国由于以植物性食物为主 所以成人蛋白质推荐摄入量为1 16g kg d 按能量计算 蛋白质摄入占膳食总能量的10 12 儿童青少年为12 14 常用的指标主要为血清白蛋白 正常值为35 50g L 血清运铁蛋白 正常值为2 2 4 0g L 等 中国居民蛋白质参考摄入量 RNI g d 动物性食物 畜 禽 鱼肉 奶及制品 植物性食物 谷类食物 大豆及其制品 注意蛋白质的互补作用 8 蛋白质的食物来源 二 脂类 Lipids 1 概述 脂类是脂肪和类脂的总称 是人体需要的重要营养素之一 大部分构成食物的脂肪和动物的体脂是以甘油三酯的形式存在的 类脂占总脂量的5 是组织细胞的基本成分 包括磷脂 糖脂 固醇类和脂蛋白 2 脂类的分类 甘油三酯 Triglycerides 磷脂 Phospholipids 固醇类 Sterols 食物中的脂类95 是甘油三酯 5 是其他脂类 人体内储存的脂类中 甘油三酯高达99 甘油三酯 2 1甘油三酯又称脂肪或中性脂肪 是由一分子甘油 glycerin 和三分子脂肪酸 fattyacids 组成的酯 2 2体内甘油三酯的生理功能 贮存和提供能量 维持正常体温 保护作用 内分泌作用 机体重要构成成分 2 3食物甘油三酯的生理功能 提供能量 供给必需脂肪酸 增进食欲 增加饱腹感 提供脂溶性维生素 促进其在肠道的吸收 3 脂肪酸 Fattyacid 的分类 按碳链长度 长链脂肪酸 14碳以上 中链脂肪酸 6 12碳 短链脂肪酸 5碳以下 按饱和程度 饱和脂肪酸 Saturatedfattyacid 单不饱和脂肪酸 Monounsaturated 多不饱和脂肪酸 Polyunsaturated 按空间结构 顺式脂肪酸 Cis fattyacid 反式脂肪酸 Trans fattyacid Classificationoffattyacid 常见的脂肪酸 3 1反式不饱和脂肪酸 Trans configurationunsaturatedfattyacid 指氢原子在双键的相对两侧的脂肪酸 自然界中存在的不饱和脂肪酸大部分是顺式结构 牛脂和奶脂中分别有8 和20 的不饱和脂肪酸是反式的 氢化植物油和人造黄油中反式不饱和脂肪酸含量很高 可达到40 左右 反式不饱和脂肪酸可以增加动脉粥样硬化性心脏病发生的潜在危险 脂肪酸的顺式和反式 反式油酸 顺式 反式 油酸 3 2必需脂肪酸 Essentialfattyacid EFA 指人体不可缺少又不能合成 必须通过食物供给的脂肪酸 人体的必需脂肪酸有两种 亚油酸 n 6 亚麻酸 n 3 3 2 1EFA的生理功能 是组织细胞的重要组成成分 参与线粒体及细胞膜磷脂的合成 与脂肪代谢密切相关 必需脂肪酸中的亚油酸是前列腺素合成的前体 动物精子的形成与EFA有关 EFA对X 射线引起的皮肤损伤有保护作用 对视力 记忆能力 认知能力以及注意力的调节有影响 3 2 2EFA缺乏与过量 EFA缺乏 必需脂