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1,营养学基础,2,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/或代谢后，或参与构成机体组织，或满足生理功能和体力活动需要的生物学过程。营养学：研究机体营养规律以及改善措施的科学。,3,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。营养素分类：蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质。宏量营养素与微量营养素常量元素与微量元素,4,食物、营养与人体健康关系,（营养学）,（食品卫生学）,有利因素,有害因素,食物,健康,5,营养学的基本知识,人体,食物,能量与营养素,食物营养价值,平衡膳食,营养与疾病,特殊人群营养,6,营养素的需要量与供给量,营养素需要量维持正常生理功能所要的营养素的量。最低需要量：能维持生理平衡或不致发生缺乏症的量。适宜需要量：能维持健康，促进生长，保证最高劳动能力，使机体协调发展，并能最大限度利用营养素的量。,营养素供给量 营养素供给量（recommended dietary allowance RDA)是在生理需要量的基础上考虑了人群的安全率、饮食习惯、食物生产、社会条件及经济条件等因素而制定的适宜数值。,7,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（daily dietary reference intakes, 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 (estimated average requirement, EAR )、推荐摄入量 (recommended nutrient intake, RNI) 、适宜摄入量 (adequate intake, AI) 和可耐受最高摄入量 (tolerable upper intake level, UL)。 返回,8,摄入水平与随机个体摄入不足或过多的概率,9,二、营养与健康的关系,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,10,二、营养与健康的关系,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,11,三、营养学发展的历史与展望,（一）古代营养学发展的历史 早在3000多年前，即公元前1100年公元前771年的西周时期，官方的医政制度将医生分为四大类：食医、疾医、疡医和兽医，其中食医排在诸医之首，是专事饮食营养的医生，也可以说是世界上最早的营养师。 皇帝内经素问：“五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充，气味合而服之，以补精益气”，对平衡膳食作了精辟论述，可以认为是世界上最早的“膳食指南”。,12,（二）国外现代营养学的发展,现代营养学始于18世纪中叶，“营养学之父”法国化学家Lavoisier(拉瓦锡)（1743-1794）于1783年发现了“氧”，“呼吸”“氧化燃烧”；1785年法国“化学革命” 现代营养学的标志。,13,现代营养学分为三个时期：1.营养学的萌芽与形成期（17851945年） 特点：（1）认识到食物与人体基本化学组成，逐渐形成了营养学的基本概念、理论；（2）建立了食物成分的化学分析方法和动物实验方法；（3）明确了一些营养缺乏病的病因；（4）分离和鉴定了食物中绝大多数营养素；（5）1934年美国营养学会成立。,14,2.营养学的全面发展与成熟期（19451985年） 特点：（1）继续发现新的营养素并进行系统研究；（2）不仅关注营养缺乏问题，而且关注营养过剩问题；（3）公共营养（public nutrition）的兴起。,15,3.营养学发展的突破与孕育期（1985年） 特点：（1）营养学研究领域更加广泛：“植物化学物”（2）营养学研究内容更加深入：“分子营养学”、“营养基因组学”美国食物疗法协会杂志预言：“营养基因组学是在人类基因组学基础上崛起的下一个技术和商业前沿”。 （3）营养学研究内容更加宏观：“新营养（科）学”,16,（三）我国现代营养学的发展,开始于20世纪初，主要做一些“食物成分分析”及“人群的膳食调查”；早期营养学工作者：吴宪、候祥川、郑集、苏祖斐等；1927年，中国生理杂志创刊，1928年发表了中国食物的营养价值，1937年发表了中国民众最低营养需要；1939年，中国医学会提出了中国历史上第一个营养素供给量建议；1941年，首次全国营养学会议召开，1945年，中国营养学会成立并创办中国营养学杂志，1956年复刊后改名为营养学报；,17,59年、82年、92年、2002年分别进行了第一、二、三、四次全国性营养调查；62年提出了建国后第一个营养素供给量建议；88年进行了修订，89年提出了中国居民膳食指南，97年修订了膳食指南，98年发布了中国居民平衡膳食宝塔；2000年提出了中国居民膳食营养素参考摄入量；2008年发布了中国居民膳食指南2007及中国居民平衡膳食宝塔。,18,（四）营养学未来发展趋势,1.进一步加强基础研究2.植物化学物的研究世纪末期，“植物化学物”植物性食物中存在的生物活性物质，成为新的研究热点。如茶叶中的茶多酚、大蒜中的含硫化合物、蔬菜中的类胡萝卜素及异硫氰酸盐、大豆中的异黄酮、蔬菜水果中的酚酸类以及人参皂苷、枸杞多糖、灵芝多糖等。,19,3.分子营养学研究4.营养相关疾病的研究5.新营养学的研究6.现代营养学与祖国传统医学的融合研究,20,第二节 蛋白质 （protein）,生命是蛋白体的存在方式。,恩格斯,第三章 营养学基础,21,本节主要内容,一、蛋白质的元素组成二、氨基酸和必需氨基酸三、蛋白质的分类四、蛋白质的消化、吸收和代谢五、蛋白质的功能六、食物蛋白质的营养学评价七、蛋白质的互补作用八、蛋白质的膳食参考摄入量九、蛋白质的食物来源十、人体蛋白质营养状况评价,22,一、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%56%、氢6%8%、氧19%24%、氮13%19%、硫04%、磷、铁、铜、锰、锌、钴、钼等。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。Page 67,23,二、氨基酸和必需氨基酸,1. 氨基酸（amino acid) 是组成蛋白质的基本单位。多个不同氨基酸组成肽（peptide)，含10个以上氨基酸称多肽 (polypeptide)；10个以下氨基酸称寡肽 (oligopeptide)；个或个氨基酸分别称为三肽 (tripeptide) 或二肽 (dipeptide)。构成人体蛋白质的氨基酸有20种。,24,氨基酸分子式通式,氨基酸结构示意图,25,2. 必需氨基酸 (essential amino acid，EAA) 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 (semi-essential amino acid)。 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 (non-essential amino acid)。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。,26,3. 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。,27,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。Page 69,28,桶板模型,赖,29,三、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。,30,四、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。,31,2. 蛋白质的分解与必要氮损失 机体每天由于皮肤、毛发、粘膜脱落，经期失血，及肠道菌体死亡排出，损失的氮量，成人平均为53mg/kg体重，相当于每人每天丢失20g蛋白质。此种氮损失是不可避免的。 因此，相当于必要氮损失的蛋白质量是人体最低生理需要量。,32,3. 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）,33,氮平衡（Nitrogen balance）,(1)必要的氮损失（obligatory nitrogen losses）,(2) 氮平衡： BI（UFS）,Positive nitrogen balance,N in N out,N in = N out,Nitrogen equillibrium,Negativenitrogen balance,N in N out,34,五、蛋白质的功能,1. 构成人体成分：人体内蛋白质占体重的1619%，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。,35,36,六、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,37,1. 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。 不同食物的蛋白质含量见表1-2。,38,不同食物的蛋白质含量名称含量(%)畜、禽、鱼1020鲜奶1.54.0奶粉2527蛋类1214大豆及豆类2040硬果类1525谷类 610薯类 23蔬菜水果类 1,39,2. 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：,该计算结果也称真消化率 (true digestibility),40,实际工作中往往不考虑粪代谢氮，计算得出的结果称表观消化率 (apparent digestibility)。,表观消化率的结果比真消化率低,41,几种食物蛋白质消化率（%）,42,3. 蛋白质利用率反映蛋白质在体内被利用的程度。常用指标：生物价蛋白质净利用率蛋白质功效比值氨基酸评分,43, 生物价(biological value, BV),氮吸收量=食物氮（粪氮粪代谢氮）氮储留量=吸收氮（尿氮尿内源氮）,44, 蛋白质净利用率 (net protein utilization, NPU)蛋白质净利用率（%）=消化率生物价,45, 蛋白质功效比值 (protein efficiency ratio, PER),实验结果以酪蛋白为对照组，按以下公式校正：,46, 氨基酸评分 (amino acid score, AAS),经消化率修正的氨基酸评分 (protein digestibility corrected amino acid score, PDCAAS)PDCAAS=AAS真消化率,1计算被测Pro每种EAA的评分值；2找出最低的EAA（即第一 LAA）评分值， 即为该Pro的氨基酸评分。,47,常见几种食物蛋白质质量,48,几种食物蛋白质的PDCAAS,49,七、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。,50,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。,51,八、蛋白质的膳食参考摄入量,推荐摄入量(RNI) (g/d)成人 (1860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。,52,九、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！,53,十、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）,54,Marasmus,55,Marasmus,56,57,58,59,脂类（lipids）,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,类脂,60,甘油三酯分子结构,二、甘油三酯的功能,61,甘油三酯的功能,体内甘油三酯功能贮存和提供能量；维持正常体温；保护内脏器官；内分泌功能；有效利用碳水化合物和节约蛋白质；机体重要的构成成分。,食物中甘油三酯的功能增加饱腹感；改善食物色、香、味、型；提供脂溶性维生素。,62,（一）分类按碳链长度：长链脂肪酸 (1424C) 中链脂肪酸 (812C) 短链脂肪酸 (6C以下)按饱和程度： 饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸 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） 按空间结构：顺式和反式脂肪酸,三、脂肪酸的分类及其功能,63,Lipids,64,（二）必需脂肪酸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。种类亚油酸（C18：2，n-6）-亚麻酸（C18：3，n-3）,65,（三）EPA与DHAEPA为20碳5烯酸（C20：5，n-3），DHA为22碳6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-亚麻酸可以合成。多存在于海产品中（深海鱼油）。,66,（四）中、短链脂肪酸 中链脂肪酸特点：水溶性好，不需胆汁乳化；吸收后不需形成乳糜微粒，可由门静脉直接进入肝脏；在细胞内可快速氧化产生能量；在体内极少再合成甘油三酯及胆固醇；缺点：氧化产生酮体较多。 短链脂肪酸：乙酸、丙酸、丁酸等,67,四、类脂及其功能,（一）磷脂：甘油三酯中一个或两个脂肪酸被磷酸或含磷酸的其他基团所取代的一类脂类物质。脑、神经和肝脏含量较高。,68,卵磷脂,脑磷脂,胆碱成分,胆胺成分,69,磷脂的主要功能：提供能量；构成细胞膜的重要结构成分；作为乳化剂乳化脂肪，有利于其吸收、转运和代谢；防治胆固醇在血管内沉积、降低血液粘度、预防心血管疾病；卵磷脂中的胆碱可用于神经递质乙酰胆碱的合成。,70,（二）固醇类：是一类含有同样多个环状结构的脂类化合物。胆固醇植物固醇,胆固醇,71,五、膳食脂肪的营养学评价,脂肪的消化率：熔点越高，消化率越低； 必需脂肪酸含量：一般植物油中必需脂肪酸含量高于动物脂肪；脂溶性维生素含量：植物油富含维生素E，动物内脏富含维生素A、D；某些特定功能的脂肪酸含量：EPA、DHA。,72,六、脂肪的膳食参考摄入量,脂肪适宜摄入量（AI） 成人摄入脂肪能量占总能量2030%。 必需脂肪酸能量占总热能3%。 S:M:P=1:1:1 (n-6):(n-3)=(46):1 胆固醇300mg,73,七、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）。,74,第四节 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。,75,一、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310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。,76,常见单糖和双糖的分子结构,77,*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。 不溶性纤维：纤维素、半纤维素、木质素。 可溶性纤维：果胶、树胶、粘胶。,78,二、碳水化合物的消化吸收,1. 小肠消化吸收 淀粉：经胰淀粉酶分解为双糖。 双糖：经小肠粘膜细胞麦芽糖酶、 蔗糖酶、乳糖酶分解为单糖。 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。,79,三、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。,80,4. 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。,81,（二）食物中碳水化合物的功能1. 主要的能量营养素；2. 改善食物的色、香、味、型；3. 提供膳食纤维：绝大部分膳食纤维不能被人体消化吸收，却有重要的生理功能。 增强肠道功能、有利粪便排出。 降低血糖和血胆固醇。 控制体重和减肥。 预防结肠癌（争论）。,82,四、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。,83,五、碳水化合物的食物来源,1. 碳水化合物：谷类 65%(麦子)80%(大米)薯类 15%(马铃薯) 35%(木薯)豆类20%(黄豆) 60%(红豆)根茎类蔬菜坚果类水果类食糖,84,2. 膳食纤维*谷类4.5淀粉类22.2干豆类20.2鲜豆类4.3瓜果类2.7叶菜类2.7*单位：g/100g可食部,85,第四节 能量（energy）,能量不是营养素，但一切生物都需要能量来维持生命活动。,86,一、能量的单位和来源,1. 能量单位 焦耳（joule，J）：1J相当于1牛顿的力使1kg的物质移动1m所消耗的能量。营养学上常使用千焦耳（kJ）。 卡（cal）：1cal是使1g纯水由15C升到16C所需要的能量。 营养学上常使用千卡（kcal）。 单位换算：1kcal=4.184kJ,87,2. 能量来源人体需要的能量主要来自于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质。乙醇也可以产生能量。3. 能量系数（食物的卡价）是每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的能量值。碳水化合物16.7kJ (4kcal)/g脂肪37.7kJ (9kcal)/g蛋白质16.7kJ (4kcal)/g,88,二、人体的能量消耗,人体摄入的能量主要用于满足维持基础代谢、体力活动和食物特殊动力作用消耗的能量需要。婴幼儿、儿童、青少年需额外增加生长发育所需能量。孕妇需增加子宫、胎盘、胎儿、乳房和体脂储备所需能量。乳母需增加合成分泌乳汁所需能量。,89,1. 基础代谢定义：是维持人体最基本生命活动所必需的能量消耗。测定方法：测定空腹1214h、睡醒静卧、环境温度1825C时的能量消耗。意义：维持体温、心跳、呼吸、各组织器官和细胞的基本功能。,90,基础代谢影响因素体表面积年龄性别激素季节与劳动强度,91,2. 体力活动消耗的能量除基础代谢外，是构成人体总能量消耗的主要部分。通常情况下，占人体总能量消耗的15%30%。这部分能量消耗，主要取决于体力活动的强度和持续时间。人体能量需要量的不同主要是由于体力活动的差别。,92,93,3. 食物特殊动力作用（SDA）现称食物热效应（TEF），是指人体摄食过程中引起的额外的能量消耗。原因为摄食过程中，营养素的消化、吸收、转化、合成所消耗的能量。不同食物的TEF有所差异：脂肪为本身能量的4%5%，碳水化合物为5%6%，蛋白质为30%。一般成人摄入混合膳食，TEF相当于基础代谢的10%。,94,三、能量的膳食参考摄入量,1. 能量推荐摄入量（RNI） 成年，轻活动，男性 2400 (kcal/d) 女性 2100 (kcal/d) 50岁起，年龄增长，能量摄入递减。 中、后期孕妇+200kcal/d；乳母+500kcal/d。,95,2. 三大生热营养素的供能比例：蛋白质10%15%脂肪20%30%碳水化合物55%65%,96,下课了，休息吧！,