第一节营养学概论

第一节营养学概论
一、营养学的基本概念
营养：指机体从外界摄取食物，经过体内的消化、吸收和代谢后，利用食物中的营养素和其他有益成分构建组织器官，调节生理功能和维持正常生长发育和防病保健的过程。

营养素：机体为了维持生存、生长发育、体力活动和健康以食物的形式摄入的物质。

六大类营养素：蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质、水。

⏹宏量营养素：蛋白质、脂类、碳水化合物
⏹微量营养素：维生素、矿物质
矿物质：常量元素、微量元素
营养学：是研究膳食、营养素及其他食物成分对健康影响的科学。

中国居民每日膳食营养素参考摄入量
每日膳食营养素参考摄入量（DRIs）是在每日膳食营养素供给量的基础上发展起来的一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值，包括四项指标：平均需要量( EAR )、推荐摄入量( RNI) 、适宜摄入量( AI) 和可耐受最高摄入量( UL)。

平均需要量（EAR）
⏹EAR是群体中各个体需要量的平均值，是根据个体需要量的研究资料计算得到的。

⏹EAR是制定推荐摄入量（RNI）的基础。

推荐摄入量（RNI）
⏹RNI相当于传统使用的RDA，是可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中绝
大多数（97%-98%）个体的需要的摄入。

⏹长期摄入RNI水平，可以满足身体对该营养素的需要，保持健康和维持组织中有适
当的储备。

⏹RNI的主要用途是作为个体每日摄入该营养素的目标值。

适宜摄入量（AI）
⏹AI是通过对健康人群摄入量的观察或实验得出的具有预防某种慢性病功能的摄入
水平。

⏹AI的主要用途是作为个体营养素摄入量的目标。

AI与RNI相似之处是二者都用作
个体摄入量的目标，能够满足目标人群中几乎所有个体的需要。

AI与RNI的区别在于AI的准确性远不如RNI，有时可能明显的高于RNI。

可耐受最高摄入量UL
⏹UL是指在生命某一阶段和性别人群，几乎对所有个体健康都无任何副作用和危险的
每日最高营养素摄入量。

⏹UL是平均每日可以摄入该营养素的最高量。

UL是日常摄入量的高限，并不是一个
建议的摄入水平。

应用DRIs评价个体摄入量
⏹摄入量低于EAR时：摄入不足，必须提高
⏹摄入量高于RNI时：摄入充足
⏹摄入量介入EAR和RNI之间：适当改善
⏹摄入量超过UL时：过量危害
二、营养与健康的关系
1、营养素的功能
⏹提供能量
⏹促进生长与组织的修复
⏹调节生理功能
2、营养是维持健康的基础
–维持人体组织的构成
–维持生理功能
–维持心理健康
–预防疾病发生
3、营养对人群健康的影响
–保证儿童的正常生长发育和心理发育
–满足各类人群的营养需要
–增强特殊环境下人群的抵抗力、耐受性和适应性
–预防营养素缺乏与过多及相关疾病
–辅助各种疾病的治疗
一、能量
1.1 能量单位
千卡(kcal)
1000克水自150C加到160C所需的热量
千焦尔(kJ)
1J为以1N的力把1kg物体移1m所需能量
1kcal=4.184kJ
1kJ=0.239kcal
1MJ=1000KJ
1.2食物的卡价
食物的能量卡价（能量系数）：每克产能营养素在体内氧化所产生的能量产能营养素﹙热源质﹚:在体内氧化过程中产生能量
体外产能/克×吸收率＝体内产能/克
碳水化合物17.15kJ﹙4.1kcal﹚×98 16.81﹙4.0﹚
脂肪39.54kJ﹙9.45kcal)×95 37.56﹙9.0﹚
蛋白质18.2kJ﹙4.35kcal﹚×92 16.74﹙4.0﹚
生理卡价：三种产能营养素在体内氧化实际产生的能量4,9,4
合理分配碳水化合物55%～65%
脂肪20%～30%
蛋白质10%～15%
1.3能量消耗的构成
成年人的能量消耗包括
基础代谢
体力活动
食物热效应
孕妇：子宫、乳母、胎盘、胎儿的生长和体脂储备
乳母：合成乳汁
儿童、青少年：生长发育
创伤等病人康复期间也需要补充能量
1）基础代谢消耗的能量
用于维持最基本生命活动所必需的能量, 即指人体用于维持体温、心跳、呼吸、各器官组织和细胞功能等最基本生命活动的能量消耗。

基础代谢率(BMR,单位kJ/m2·h-1)
基础代谢(kJ)=体表面积*基础代谢率*24h
影响基础代谢率的因素
1）体表面积：与体表面积成正比。

体重相同者，瘦高体形的体表面积大，其基础代谢率高与矮胖者，瘦体组织大、肌肉发达者，基础代谢水平高。

2）年龄及生理状态：生长期的婴幼儿基础代谢率高，随年龄增长，BMR下降。

一般成年人低于儿童，老年人低于成年人。

孕妇因合成新组织，基础代谢率增高。

3）性别：同龄女性基础代谢率低于男性5％－10％。

4）激素：甲状腺功能亢进时，基础代谢率明显增高。

5）季节与劳动强度：一般在寒季基础代谢高于暑季，劳动强度高者高于劳动强度低者。

2）体力活动
是人体总能量消耗构成中的重要组成部分。

除基础代谢外，体力活动是影响人体能量消耗的主要因素。

人体能量需要量的不同主要体现在体力活动的差别。

影响因素：肌肉越发达，能量消耗越多；体重越重者，能量消耗越多；劳动强度越大，持续时间越长，能量消耗越多；与工作熟练程度有关，越熟练，消耗越少。

3）食物热效应﹙食物特殊动力作用﹚
因摄取食物引起的能量消耗量↑的现象。

碳水化合物↑5-6% ,脂肪↑4-5%,蛋白质↑30-40%.
混合膳食其热效应消耗能量约为基础代谢的10%
4）生长发育
婴幼儿、儿童和青少年生长发育需要能量
孕妇能量消耗包括胎儿发育所需的能量，及自身器官及生殖系统的孕期发育特殊需要的能量
机体能量消耗，还受情绪和精神状态影响。

精神紧张，能量消耗增加。

1.4能量的推荐摄入量
⏹能量需要量的最佳状态是达到能量消耗和能量摄入
的平衡
⏹能量需要量的确定
由于基础代谢消耗的能量占总能量消耗的60-70%，
能量需要量=BMR*PAL
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我国成年男子、轻体力劳动膳食能量推荐摄入量为2400kcal/日
2）食物来源
能量来源于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质。

碳水化合物、脂肪和蛋白质普遍存在于各类食物中.
动物性食物含脂肪和蛋白质较多,
植物性食物的油料作物脂肪含量丰富,
粮谷类和薯类以碳水化合物为主,
大豆和坚果类中蛋白质和脂肪含量较高
蛋白质（protein）
蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命
1.蛋白质的元素组成
蛋白质是主要由碳、氢、氧、氮组成的高分子化合物。

其中含碳50%～55%、氢6.7%～7.3%、氧19%～24%、氮13%～19%、硫0～4%、有些蛋白质还有磷、铁、碘、锰、锌等。

多数蛋白质的含氮量约16%，因此，可通过测定食物样品的氮含量，再乘以6.25（蛋白质换算系数）得出样品中的蛋白质含量。

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二、氨基酸
1. 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

构成人体蛋白质的氨基酸有20种。

2. 氨基酸分类
必需氨基酸：是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。

共9种：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、颉氨酸、组氨酸（婴儿）。

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来，因此，被称为半必需氨基酸。

其它9种氨基酸在人体可以自身合成满足需要，故称为非必需氨基酸。

包括丙氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸。

3. 氨基酸模式是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。

计算方法：以该种蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值。

当食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体蛋白质的氨基酸模式时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，则食物蛋白质的营养价值越高。

这样的蛋白质有鸡蛋、奶、肉、鱼等动物性蛋白质和大豆蛋白质，被称为优质蛋白质。

其中氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的某种蛋白质常被作为参考蛋白，通常为鸡蛋蛋白质。

食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其它必需氨基酸在体内不能被充分利用，造成食物蛋白质营养价值降低，则这些含量较低的氨基酸称限制氨基酸。

其中含量最低的称第一限制氨基酸。

植物性蛋白质中的限制性氨基酸多为赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸。

不同食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式见表3-7。

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三、蛋白质的分类
⏹完全蛋白：必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例恰当。

⏹半完全蛋白：必需氨基酸种类齐全、但有的数量不足、比例不恰当。

⏹不完全蛋白：必需氨基酸种类不全。

四、蛋白质的消化、吸收和代谢
1. 消化吸收
胃：胃酸使蛋白质变性，激活胃蛋白酶分解蛋白质。

小肠：蛋白质被胰蛋白酶、糜蛋白酶分解为氨基酸、二肽、三肽，被小肠粘膜细胞
吸收。

小肠粘膜细胞：二肽、三肽被酞酶分解为氨基酸，入肝门静脉至肝脏。

3. 氮平衡
是反映机体摄入氮和排出氮的关系。

关系式：I=U+F+S
（I：摄入氮，U：尿氮，F：粪氮，S：皮肤等氮损失）
零氮平衡：摄入氮=排出氮（正常人）
正氮平衡：摄入氮＞排出氮（儿童，青少年，孕妇，疾病恢复期等）
负氮平衡：摄入氮＜排出氮（饥饿，疾病，老年）
五、蛋白质的功能
1. 构成人体成分：人体内蛋白质占体重的16～19%，约为干重的45%，参与构成人体的任何组织和器官。

2. 调节生理功能：蛋白质构成各类生命活性物质，如酶、激素、抗体、载体、多种介质等。

3. 供给能量：1克食物蛋白质在体内被代谢分解，可释放出16.7kJ (4kcal) 的能量。

六、食物蛋白质的营养学评价
食物蛋白质营养价值的优劣可从三方面评价：
▪蛋白质含量
▪蛋白质消化率
▪蛋白质利用率
▪氨基酸评分
1. 蛋白质含量
用凯氏(Kjeldahl) 定氮法，测定食物中的氮含量，乘以蛋白质换算系数(6.25), 得出食物蛋白质的含量。

2. 蛋白质消化率(digestibility)
反映蛋白质在消化道内被分解的程度和消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。

计算公式：
蛋白质消化率(%)= 食物氮－(粪氮－粪代谢氮) /食物氮×100
该计算结果也称真消化率(true digestibility)
3. 蛋白质利用率
反映蛋白质在体内被利用的程度。

常用指标：
▪生物价
▪蛋白质功效比值
七、蛋白质的互补作用
几种营养价值较低的蛋白质混合摄入时，其中的限制氨基酸得到了互相补充，从而使混合蛋白质中的必需氨基酸比例更接近人体蛋白质的氨基酸模式，提高了膳食蛋白质的营养价值。

如大豆和米或面混合食用时，大豆蛋白富含的赖氨酸与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充，可明显提高米面蛋白质的营养价值。

互补作用原则
⏹食物的生物学种属越远越好；
⏹搭配的种类越多越好；
⏹食用时间越近越好，最好同时食用。

八、蛋白质的膳食参考摄入量
推荐摄入量(RNI) (g/d)
成人(18～60岁)* 男女
轻体力活动75 65
中体力活动80 70
重体力活动90 80
*按1.16 g蛋白质/（kg.d）计算
九、蛋白质的食物来源
▪蛋白质广泛存在于动物性食物（畜、禽、鱼、蛋、奶）和植物性食物（豆类、谷类）中。

▪动物性蛋白质质量好，在人体内利用率高，但同时富含脂肪酸和胆固醇。

▪植物性蛋白质利用率较低。

我国膳食谷类蛋白为主。

▪大豆蛋白质量好，利用率高。

▪应注意膳食中蛋白质互补！
十、人体蛋白质营养状况评价
人体蛋白质营养状况的优劣可从三方面评价：
▪膳食蛋白质摄入量
▪身体测量
▪生化指标（78页表3-12）
脂类
一、脂肪的组成和分类
脂类是脂肪和类脂的总称。

共同特点：难溶于水，易溶于有机溶剂。

脂肪(甘油三酯)
脂类磷脂
固醇类
脂肪酸的分类及其功能
（一）分类
ⅰ按碳链长度：长链脂肪酸(14~24C) 中链脂肪酸(8～12C) 短链脂肪酸(6C以下)
ⅱ按饱和程度：饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸
多不饱和脂肪酸
ⅲ按双键位置：n-3系列不饱和脂肪酸n-6系列不饱和脂肪酸（n为第一个双键距甲基端的位置）
ⅳ按空间结构：顺式和反式脂肪酸
（二）必需脂肪酸
①概念
必需脂肪酸是指人体不可缺少而自身不能合成，必须由食物供给的脂肪酸。

②种类
亚油酸（C18：2，n-6）
α-亚麻酸（C18：3，n-3
②. 必需脂肪酸的主要功能
⏹（1）构成线粒体和细胞膜的重要组成成分。

必需脂肪酸参与磷脂的合成，并以磷脂
的形式存在于线粒体和细胞膜中。

人体缺乏必需脂肪酸时，细胞对水的通透性增加，毛细血管的脆性和通透性增高，皮肤出现水代谢紊乱，出现湿疹样病变。

⏹（2）合成前列腺素的前体。

前列腺素存在于许多器官中，有多种生理功能，如抑制
甘油三酯水解、促进局部血管扩张、影响神经刺激的传导、作用于肾脏影响水的排
泄等。

（3）参与胆固醇代谢。

胆固醇需要和亚油酸形成胆固醇亚油酸酯后，才能在体内转运，进行正常代谢。

如果必需脂肪酸缺乏，胆固醇则与一些饱和脂肪酸结合，由于不能进行正常转运代谢，而在动脉沉积，形成动脉粥样硬化
⏹（4）参与动物精子的形成。

膳食中长期缺乏必需脂肪酸，动物可出现不孕症，授乳
过程也可发生障碍。

⏹（5）维护视力。

α-亚麻酸的衍生物DHA(二十二碳六烯酸)，是维持视网膜光感受
体功能所必需的脂肪酸。

α-亚麻酸缺乏时，可引起光感受器细胞受损，视力减退。

此外，长期缺乏α-亚麻酸时，对调节注意力和认知过程也有不良影响。

③EPA与DHA
EPA为二十碳五烯酸（C20：5，n-3），DHA为二十二碳六烯酸（C22：6，n-3），均为人体需要的多不饱和脂肪酸，但人体利用亚油酸和α-亚麻酸可以合成。

多存在于海产品中（深海鱼油）。

二、脂类的消化吸收
⏹食物进入口腔后脂肪的消化就已开始，唾液腺分泌的脂肪酶可水解部分食物脂肪，
但这种消化能量很弱。

脂肪的消化在胃内也很有限，主要消化场所在小肠。

⏹来自胆囊中的胆汁首先将脂肪乳化，胰腺和小肠分泌的脂肪酶将甘油三酯水解生成
游离脂肪酸和甘油单酯。

⏹脂肪水解后的小分子，甘油、短链和中链脂肪酸被小肠细胞吸收直接进入血液循环三、脂肪的功能
–供给能量
⏹促进脂溶性维生素的吸收
⏹维持体温、保护脏器
⏹增加饱腹感
⏹提高膳食感官性状
四、脂肪的膳食参考摄入量
脂肪适宜摄入量（AI）
①成人摄入脂肪能量占总能量20～30%。

②必需脂肪酸能量占总热能3%。

③S:M:P=1:1:1
④(n-6):(n-3)=(4～6):1
⑤胆固醇＜300mg
脂肪的膳食来源
▪饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸（动物的脂肪组织和肉类）。

▪不饱和脂肪酸（植物种子）。

▪亚油酸（植物油）。

▪亚麻酸（豆油、紫苏籽油）。

▪EPA、DHA（海产品、深海鱼油）。

▪磷脂（蛋黄、肝脏、大豆、花生）。

▪胆固醇（脑、肝、肾、蛋、肉、奶）。

碳水化合物（carbohydrate）
碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物，也称糖类。

一、碳水化合物的分类
1. 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖等。

2. 双糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖等。

3. 寡糖：由3～10个单糖组成的多糖。

棉籽糖、水苏糖等。

4. 多糖：由10个以上单糖组成的多糖。

糖原、淀粉、膳食纤维。

*膳食纤维：是存在于食物中的各类纤维，不能被人体消化吸收。

①不溶性纤维：纤维素、半纤维素、木质素。

②可溶性纤维：果胶、树胶、粘胶。

二、碳水化合物的消化吸收
1. 小肠消化吸收
①淀粉：经胰淀粉酶分解为双糖。

②双糖：经小肠粘膜细胞麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶分解为单糖。

③单糖：直接吸收入血。

2. 结肠发酵吸收
部分膳食纤维被结肠细菌分解，产生水分、气体、短链脂肪酸。

短链脂肪酸可吸收
三、碳水化合物的生理功能
（一）体内碳水化合物的功能
1. 贮存和提供能量：1g碳水化合物在体内氧化可提供16.7kJ (4.0kcal) 的能量。

2. 是机体的构成成分：糖脂、糖蛋白核糖。

3. 节约蛋白质作用：充足的碳水化合物摄入，可节省体内蛋白质的消耗，增加氮储留。

4. 抗生酮作用：碳水化合物可提供充足的草酰乙酸，同脂肪分解产生的乙酰基结合，进入三羧酸循环被彻底氧化。

从而，避免了由于脂肪酸氧化不全而产生过量的酮体（乙酰乙酸、 -羟丁酸、丙酮）所导致的酮血症。

5. 解毒作用：肝脏中的葡萄糖醛酸能结合某些外来化学物，将其排出体外。

6.增强肠道功能
四、碳水化合物的参考摄入量
碳水化合物应提供55%～65%的膳食总能量（2岁以下婴幼儿除外）。

其中精制糖应占总能量的10%以下。

五、碳水化合物的食物来源
1. 碳水化合物：
▪谷类65%～80%
▪薯类15%～29%
▪豆类40%～60%
▪单糖和双糖的主要来源：蔗糖、糖果、甜食、甜味水果、含糖饮料和蜂蜜等。