營養(yǎng)學理論基礎(chǔ)

第三章食物的成分第一節(jié)食物的營養(yǎng)素營養(yǎng)(nutrition)是指人體攝取、消化、吸收和利用食物中營養(yǎng)物質(zhì)以滿足機體生理需要的生物學過程。合理營養(yǎng)是指通過合理的膳食和科學的烹調(diào)加工，向機體提供足夠的能量和各種營養(yǎng)素，并保持各營養(yǎng)素之間的平衡，以滿足人體的正常生理需要、維持人體健康的營養(yǎng)。營養(yǎng)素(nutrient)是指食物中可給人體提供能量、機體構(gòu)成成分和組織修復以及生理調(diào)節(jié)功能的化學成分。包括蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物（糖）、礦物質(zhì)、維生素、水、膳食纖維。宏量營養(yǎng)素(macronutrient):蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物微量營養(yǎng)素(micronutrient):礦物質(zhì)、維生素常量元素(macroelement或majorelement):鈣、磷、鈉、鉀、氯、鎂、硫，7種在人體內(nèi)含量較多微量元素(microelement或traceelement):碳、氫、氧、氮、鈣、磷、鎂、鈉，8種在人體內(nèi)含量較少第二節(jié)能量體內(nèi)的能量，一方面不斷地釋放出熱量，維持體溫的恒定并不斷地向環(huán)境中散發(fā)，另一方面作為能源可維持各種生命活動的正常進行。除碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)是三大能量營養(yǎng)素外，酒中的乙醇也能提供較高的能量。能量的單位焦耳(joule,J)，千焦耳(kilojoule，kJ)

卡(calorie，cal)

千卡(kilocalorie，kcal)1cal＝4.184J1J＝0.239cal生熱營養(yǎng)素產(chǎn)生能量

1g碳水化合物產(chǎn)生能量為16.7kJ(4.0kcal)1g脂肪產(chǎn)生能量為36.7kJ(9.0kcal)1g蛋白質(zhì)產(chǎn)生能量為16.7kJ(4.0kcal)1g乙醇產(chǎn)生能量為29.3kJ(7.0kcal)

人體的能量消耗包括基礎(chǔ)代謝、體力活動和食物熱效應(yīng)三個方面。

基礎(chǔ)代謝(basalmetabolism，BM)是指維持生命的最低能量消耗，即人體在安靜和恒溫條件下，禁食12小時后，靜臥、放松而又清醒時的能量消耗。食物熱效應(yīng)(thermiceffectoffood，TEF)，即食物特殊動力作用(specificdynamicaction，SDA)：指人體在攝食過程中，由于要對食物中營養(yǎng)素進行消化、吸收、代謝轉(zhuǎn)化等，需要額外消耗能量，同時引起體溫升高和散發(fā)能量。不同的產(chǎn)能營養(yǎng)素其食物熱效應(yīng)不等脂肪：消耗本身產(chǎn)生能量的4%～5%

碳水化物:消耗本身產(chǎn)生能量的5%～6%，蛋白質(zhì):消耗本身產(chǎn)生能量的30%。

確定基礎(chǔ)代謝的能量消耗(basicenergyexpenditure，BEE)，必須首先測定基礎(chǔ)代謝率(basalmetabolicrate，BMR)?；A(chǔ)代謝率就是指人體處于基礎(chǔ)代謝狀態(tài)下，每小時每平方米體表面積(或每公斤體重)的能量消耗。計算基礎(chǔ)代謝的能量消耗●用體表面積進行計算體表面積(m2)＝0.00659×身高(cm)＋0.0126×體重(kg)－0.1603然后再按年齡、性別查表，計算BMR。●直接用公式計算男BEE＝66+13.7×體重(kg)+5.0×身長(cm)－6.8×年齡(y)

女BEE＝65.5+9.5×體重(kg)+1.8×身長(cm)－4.7×年齡(y)

簡單的方法成人男性按每公斤體重每小時1kcal(4.18kJ)

女性按0.95kcal(3.97kJ)，和體重相乘直接計算

●

WHO于1985年推薦使用Schofield公式(表)，計算一天的基礎(chǔ)代謝能量消耗。

WHO建議的計算基礎(chǔ)代謝公式注：w為體重(kg)。摘自TechnicalReportSerie724，Geneva，WHO，1985。我國營養(yǎng)學會推薦，我國兒童、青少年該公式適用，18歲以上人群按公式計算結(jié)果減5%。年齡(y)公式(男)公式(女)0～33～1010～1818～3030～60>60(60.9×w)-54(22.7×w)+495(17.5×w)+651(15.3×w)+679(11.6×w)+879(13.5×w)+487(61.0×w)-51(22.5×w)+499(12.2×w)+746(14.7×w)+496(8.7×w)+829(10.5×w)+596體力活動

極輕的體力活動：以坐姿或站立為主的活動，如開會、開車、打字、縫紉、烹調(diào)、打牌、聽音樂、油漆、繪畫及實驗室工作等。輕體力活動：指在水平面上走動，掃衛(wèi)生、看護小孩、打高爾夫球、飯店服務(wù)等。

中等體力活動：這類活動包括行走、除草、負重行走、打網(wǎng)球、跳舞、滑雪、騎自行車等。

重體力活動：負重爬山、伐木、手工挖掘、打籃球、登山、踢足球等。極重體力活動：運動員高強度的職業(yè)訓練或世界級比賽等。各種強度的體力活動及能量消耗譯自UnderstandingNutrition第八版，第240頁，1999年。活動強度能量消耗極輕BMR×1.3輕BMR×1.6（男）BMR×1.5（女）中重BMR×1.7（男）BMR×1.6（女）重BMR×2.1（男）BMR×1.9（女）極重BMR×2.4（男）BMR×2.2（女）第三節(jié)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的生理功能（一）構(gòu)建機體和修復組織（二）構(gòu)成體內(nèi)重要的化合物（三）供給能量每克蛋白質(zhì)可提供4kcal能量，人體內(nèi)每日約有3%的蛋白質(zhì)被更新。一、蛋白質(zhì)代謝與氮平衡（一）蛋白質(zhì)代謝1.合成蛋白質(zhì)和多肽2.一部分氨基酸進行分解代謝，通過脫氨基作用產(chǎn)生氨和-酮酸，3.一部分氨基酸用于合成新的含氮化合物組織蛋白質(zhì)分解膳食蛋白質(zhì)氨基酸代謝庫（池）氨：1.嘌呤

2.尿素酮酸殘基：1.生酮

2.生糖組織蛋白質(zhì)合成：生長激素，維持抗體等調(diào)節(jié)血漿蛋白質(zhì)脫氨基作用

氮平衡(nitrogenbalance)：是反應(yīng)機體攝入氮(食物蛋白質(zhì)含氮量約為16%)和排出氮的關(guān)系。

B＝I-(U+F+S)B：氮平衡；I：攝入氮；U：尿氮；F：糞氮；S：皮膚等氮損失。攝入氮和排出氮相等為零氮平衡(zeronitrogenbalance)；

攝入氮多于排出氮為正氮平衡(positivenitrogenbalance)；

攝入氮少于排出氮為負氮平衡(negativenitrogenbalance)。

（二）氮平衡蛋白質(zhì)代謝及氮平衡影響氮平衡的因素1.能量2.機體的活動量3.激素三、蛋白質(zhì)的組成與氨基酸分類組成蛋白質(zhì)分子的元素主要有碳、氫、氧、氮、硫。(二)氨基酸分類必需氨基酸(essentialaminoacid)是指人體不能合成或合成速度不能滿足機體需要，必須從食物中直接獲得的氨基酸。構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種

必需氨基酸：異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸和組氨酸。

條件必需氨基酸(conditionallyessentialaminoacid)：半胱氨酸和酪氨酸非必需氨基酸(nonessentialaminoacid)。氨基酸英文氨基酸英文必需氨基酸異亮氨酸亮氨酸賴氨酸蛋氨酸苯丙氨酸蘇氨酸色氨酸纈氨酸組氨酸*非必需氨基酸丙氨酸精氨酸

Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)

Alanine(Ala)Arginine(Arg)天門冬氨酸天門冬酰胺谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸絲氨酸條件必需氨基酸半胱氨酸酪氨酸Asparticacid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamicacid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)

Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)*組氨酸為嬰兒必需氨基酸，成人需要量可能較少。摘自ModernNutritioninHealthandDisease，第9版，第14頁，1999年。

構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸四、食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)學評價蛋白質(zhì)利用率

★蛋白質(zhì)消化率(proteindigestibility，PD)★蛋白質(zhì)生物價(biologicalvalue，BV)★蛋白質(zhì)凈利用率(netproteinutilization,NPU)

★蛋白質(zhì)功效比值(proteineffciencyratio，PER)

★氨基酸評分(aminoacidscore，AAS)（一）蛋白質(zhì)消化率消化率（%）=食物氮-（糞氮-糞代謝氮）/食物氮*100該計算結(jié)果，是食物蛋白質(zhì)的真消化率。在實際應(yīng)用中，往往不考慮糞代謝氮，這種消化率叫做表觀消化率。

蛋白質(zhì)消化率不僅反映了蛋白質(zhì)在消化道內(nèi)被分解的程度，同時還反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。生物價(biologicalvalue，BV)：是反映食物蛋白質(zhì)消化吸收后被機體利用程度的指標。儲留氮生物價＝×100

吸收氮吸收氮=食物氮－(糞氮－糞代謝氮)

儲留氮=吸收氮－(尿氮－尿內(nèi)源性氮)（二）蛋白質(zhì)生物價（三）蛋白質(zhì)凈利用率(netproteinutilization，NPU)：是反應(yīng)食物中蛋白質(zhì)被利用的程度，即機體利用的蛋白質(zhì)占食物中蛋白質(zhì)的百分比。

儲留氮蛋白質(zhì)凈利用率＝消化率×生物價＝×100%

食物氮（四）蛋白質(zhì)功效比值(proteineffciencyratio，PER)：是用處于生長階段中的幼年動物(一般用剛斷奶的雄性大白鼠)，在實驗期內(nèi)其體重增加和攝入蛋白質(zhì)的量的比值來反映蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的指標。動物體重增加(g)

蛋白質(zhì)功效比值＝攝入食物蛋白質(zhì)(g)（五）氨基酸評分(aminoacidscore，AAS)：是用被測食物蛋白質(zhì)的必需氨基酸評分模式(aminoacidscoringpattern)和推薦的理想的模式或參考蛋白的模式進行比較，因此是反映蛋白質(zhì)構(gòu)成和利用的關(guān)系。

被測蛋白質(zhì)每克氮(或蛋白質(zhì))中氨基酸量(mg)氨基酸評分=

理想模式或參考蛋白質(zhì)中每克氮(或蛋白質(zhì))中氨基酸量(mg)確定某一食物蛋白質(zhì)氨基酸評分步驟

※計算被測蛋白質(zhì)每種必需氨基酸的評分值

※在上述計算結(jié)果中，找出第一限制氨基酸評分值，即為該蛋白質(zhì)的氨基酸評分。五、人體蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況的評價攝入量、實驗室檢查、人體測量、癥狀和體征實驗室檢查可用血清蛋白（ALB）、血紅蛋白濃度（HB）、免疫功能指標、尿肌酐/身高指數(shù)、尿羥脯氨酸指數(shù)、血清運鐵蛋白、血清甲狀腺素結(jié)合前清蛋白氨基酸比值、3-甲基組氨酸蛋白質(zhì)缺乏蛋白質(zhì)缺乏常與能量缺乏同時存在，稱蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良。根據(jù)臨床表現(xiàn)可分兩型1.消瘦型蛋白質(zhì)和能量均長期嚴重缺乏時的疾病。多見于母乳不足、喂養(yǎng)不當、饑餓、疾病以及先天性營養(yǎng)不良。2.水腫型多見于蛋白質(zhì)嚴重缺乏而能量供應(yīng)勉強維持最低需要水平的極度營養(yǎng)不良癥。多見于斷乳期的嬰幼兒。六、蛋白質(zhì)分類和食物來源（一）蛋白質(zhì)分類1.完全蛋白質(zhì)2.不完全蛋白質(zhì)3.半完全蛋白質(zhì)（二）蛋白質(zhì)的來源和供給量來源主要有兩大類食物一類為動物性食品，如牛奶、雞蛋、瘦肉、魚類—這類食品所含蛋白質(zhì)為優(yōu)質(zhì)蛋白。另一類為植物性蛋白，糧谷類和大豆，其中大豆所含蛋白質(zhì)為優(yōu)質(zhì)蛋白。七、蛋白質(zhì)的需要及供給量需要量指維持機體生理功能所需要的數(shù)量，低于這個數(shù)量將會對機體產(chǎn)生不利的影響。供給量是在已知需要量的前提下，根據(jù)當?shù)厝藗兊娘嬍沉晳T、食物的構(gòu)成和個體差異等因素，同時考慮到群體的絕大多數(shù)所設(shè)置的個體安全量，因此供給量高于需要量。第二節(jié)脂類

分類：

脂肪類脂固醇類脂類(lipids)主要有

甘油三酯(triglycerides):一分子甘油和三分子脂肪酸組成甘油三脂，主要存儲在皮下、肌肉、腹腔和內(nèi)臟周圍包膜中。

磷脂(phospholipids)

固醇類(sterols)

類脂存在細胞原生質(zhì)和細胞膜內(nèi)，是大腦神經(jīng)組織的組成成分（一）脂類的生理功能1.儲能供能每克脂肪可提供機體9kcal能量。2.構(gòu)成機體組織細胞膜就是由磷脂、糖脂和膽固醇組成的類脂層。包裹在臟器周圍的脂肪有隔熱保溫、支持保護、減輕緩沖外力損傷的作用。3.提供必需脂肪酸缺乏必需脂肪酸時，線粒體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，細胞對水的通透性增加，引起嬰幼兒濕疹、生長停滯、器官發(fā)生退行性變。4.促進脂溶性維生素的消化、吸收和轉(zhuǎn)運在黃油、魚肝油、麥胚油、豆油等中含有維生素A、D、E等。脂類可以刺激膽汁分泌，促進脂溶性維生素的消化吸收。（二）脂肪的分類1.按來源不同可將脂肪分為動物性脂肪、植物性脂肪和人造脂肪。2.按存在的部位可將脂肪分為體內(nèi)脂肪和食物脂肪。3.以毛細血管的含量多少將體內(nèi)的脂肪分為褐色脂肪和白色脂肪。（三）脂肪酸(fattyacid)的分類（1）按脂肪酸的飽和度分為飽和脂肪酸：不含雙鍵

不飽和脂肪酸：含雙鍵（2）按脂肪酸的功能和來源

必需脂肪酸

非必需脂肪酸（3）按其碳鏈長短分類長鏈脂肪酸(14碳以上)

中鏈脂肪酸(含8～12碳)

短鏈脂肪酸(6碳以下)營養(yǎng)學上最具價值的脂肪酸有兩類

n-3(或ω-3)系列不飽和脂肪酸,即從甲基端數(shù)，第一個不飽和鍵在第三和第四碳原子之間的各種不飽和脂肪酸；

n-6(或ω-6)系列不飽和脂肪酸，從甲基端數(shù)，第一個雙鍵在第六和第七碳之間。CH3－(CH2)n－CH2－COOH甲基端羧基端常見的脂肪酸名稱代號丁酸(butyricacid)己酸(caproicacid)辛酸(caprylicacid)月桂酸(1auricacid)棕櫚酸(palmiticacid)硬脂酸(stearicacid)油酸(oleicacid)亞油酸(1inoleicacid)α-亞麻酸(α-1inolenicacid)γ-亞麻酸(γ-1inolenicacid)花生酸(arachidicacid)花生四烯酸(arachidonicacid)二十碳五烯酸(timnodonicacid，EPA)二十二碳五烯酸(clupanodonicacid)二十二碳六烯酸(DHA)C4：0C6：0C8：0C12：0C16：0C18：0C18：1，n-9cisC18：2，n-6,9,allcisC18：3，n-3，6，9，allcisC18：3，n-6，9，12allcisC20：0C20