第九講營養(yǎng)與健康的化學

第九講營養(yǎng)與健康的化學第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

人們?yōu)榱司S持生命與健康，保證身體的正常生長發(fā)育和從事各項勞動，必須每天從食物中攝取一定量的營養(yǎng)物質(zhì)，這些能被人體消化吸收和利用的營養(yǎng)成分被稱為營養(yǎng)素。除氧以外，人體要健康成長，需要蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、無機鹽、維生素和水等六大營養(yǎng)素，又稱六大生命要素。最近十幾年科學研究發(fā)現(xiàn)，人體還需要一種物質(zhì)-----纖維素，才能正常生長。纖維素是一種不是營養(yǎng)物質(zhì)的營養(yǎng)素。一般把它稱為“第七營養(yǎng)素”。所以人體要健康成長需要“七大營養(yǎng)素”.這一講中將分別做介紹。

第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)蛋白質(zhì)——生命的基礎

什么是生命？恩格斯說“生命是蛋白質(zhì)存在的方式，這種存在方式本質(zhì)上就在于這些蛋白體的化學組成部分的不斷地自我更新”。恩格斯這一論斷說明了兩個問題：第一，生命與蛋白質(zhì)的關系非常密切；第二，生命是運動著的蛋白體。這說明了蛋白質(zhì)是生命的重要物質(zhì)基礎。生命活動是蛋白體運動的表現(xiàn)。蛋白質(zhì)是構(gòu)成生物體的基本物質(zhì)。蛋白質(zhì)是構(gòu)成功能細胞和組織的“建筑材料”它在人體細胞中的含量僅次于水，大約占細胞干重的50%以上。

一蛋白質(zhì)的化學組成人體中的蛋白質(zhì)分子多達10萬種。它是一種化學結(jié)構(gòu)非常復雜的含氮的有機高分子化合物。氨基酸是蛋白質(zhì)水解的最后產(chǎn)物，也是組成蛋白質(zhì)的基本單位。第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

二氨基酸化學氨基酸是合成蛋白質(zhì)的基本形式，是人類存在和賴以生存的物質(zhì)基礎。組成蛋白質(zhì)的氨基酸只有28種，可分為四大家族。其一為脂肪族氨基酸，其二為芳香族氨基酸，其三為雜環(huán)氨基酸，其四為雜環(huán)亞氨基酸。

三必需氨基酸根據(jù)人體營養(yǎng)的需要和產(chǎn)生情況，又分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩類。所謂“必需氨基酸”，是指體內(nèi)需要，但人體本身又不能合成的氨基酸。這類氨基酸必需由食物蛋白供應，共有8種；即賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸。

四限制氨基酸食物蛋白質(zhì)中，按照人體的需要及其比例關系相對不足的氨基酸稱為限制氨基酸。第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四五蛋白質(zhì)的分類根據(jù)分子形狀分類：球狀蛋白和纖維狀蛋白。根據(jù)分子的組成分類：簡單蛋白和結(jié)合蛋白。根據(jù)蛋白質(zhì)所含氨基酸種類是否齊全及比例是否合理分類：完全蛋白質(zhì)，半完全蛋白質(zhì)，不完全蛋白質(zhì)。六蛋白質(zhì)的生理作用參與生理活動和勞動做功；參與氧和二氧化碳的運輸；參與維持人體的滲透壓；具有防御功能；參與人體內(nèi)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)七蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的代謝平衡要了解體內(nèi)蛋白質(zhì)的需要量，必須弄清蛋白質(zhì)在體內(nèi)代謝些中的情況。

1.正氮平衡，即食入的氮大于排出的氮。第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

2.負氮平衡，即食入氮的量少于排出的量。

3.氮的總平衡，就是食入的氮量和排出的氮量相等。

八蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值和生物效價蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值高低主要決定于“必需氨基酸”的含量、種類的多少。食物中必需氨基酸的種類和數(shù)量越接近體內(nèi)蛋白質(zhì)的組成，其營養(yǎng)價值越高。同時評價食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值還要考慮蛋白質(zhì)被人體消化吸收的程度。一般來講，動物性食品消化率較高，蛋白質(zhì)利用率可用生物效價表示。生物效價表示食物蛋白質(zhì)被消化吸收后在體內(nèi)貯留程度，（由食物攝入總氮量在體內(nèi)存留的百分數(shù)）生物效價愈大，其利用率愈高。

九蛋白質(zhì)的“毒性”蛋白質(zhì)在人體內(nèi)同人的生命息息相關。蛋白質(zhì)攝入量不足會影響身體發(fā)育，體重減輕，容易疲勞，對傳染病抵抗力降第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

低，甚至出現(xiàn)營養(yǎng)性水腫等。但是，蛋白質(zhì)是不是吃得越多越好？不是。氨基酸不僅有它補的一面，同樣有它毒性作用的一面。根據(jù)科學研究，健康成人每天攝入的蛋白質(zhì)達到每公斤體重1克就可以保持體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的平衡。

第二節(jié)糖——人體的主要能源

糖類是生物體中重要的生命有機物之一，也是自然界分布最廣、含量最豐富的一類有機化合物。在人類的生命過程活動中起著重要的作用。糖是人體的主要供能物質(zhì)，在正常生理情況下60%—70%的能量是靠糖類供應的。一糖的組成與分類第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

我們這里所說的糖類是廣義的糖，也就是常說的碳水化合物。糖類只含有碳、氫、氧3種元素，所以從表面上看好像是由碳和水組成的，故稱為碳水化合物。其實碳水化合物中的氫和氧，并不是以水分子形式出現(xiàn)。糖類一般分為單糖、低聚糖和多糖三類。

二糖類的生理功能糖是組成人體的重要成分之一，占人體干重的2%，從食物中攝取的糖量比脂肪和蛋白質(zhì)都多。糖在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列的分解反應后，便釋放出大量能量，可供生命活動之用。糖的主要生理功能有：

1.供給能量。糖類的主要的功能是糖類在生物體內(nèi)經(jīng)過系列的分解反應后，釋放大量的能量，可供生命活動之用。

2.構(gòu)成體質(zhì)。糖類是構(gòu)成機體的重要物質(zhì)。并參與細胞的許第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四多生命活動。

3.控制脂肪和蛋白質(zhì)的代謝。

4.維持神經(jīng)系統(tǒng)的功能與肝解毒。

5.增強食品風味。

三糖的自然合成——光合作用生物界對能量的需要和利用均離不開糖類。生物界對太陽能的利用歸根到底始于植物的光合作用和CO2的固定，與這兩種現(xiàn)象密切有關的都是糖類的合成。光合作用是自然界將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的主要途徑。光合作用是一個很復雜的過程，其總反應為CO2和H2O在葉綠素的作用下吸收太陽能轉(zhuǎn)化為多糖類，把能量轉(zhuǎn)化為化學能貯存起來。

6CO2+6H2O+能量（太陽光）C6H12O6+6O2

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在光合作用中，CO2被還原為糖，H2O中的氧被氧化成O2。

四糖的來源及對健康的影響糖類的食物來源，除了純糖類外，以植物性食品為最多，谷類、豆類、糖類、薯類、根莖類（馬鈴薯、紅薯、芋頭、藕）等是淀粉的主要來源，動物性食品中乳類是乳糖的主要來源；蔬菜、水果、粗糧又是纖維素的良好來源。糖在人體健康中是一個非常重要的營養(yǎng)物質(zhì)，但是過量的攝入與主觀“戒糖”造成體內(nèi)嚴重缺糖，都可能誘發(fā)其他疾病。糖類作為人體內(nèi)需要的能源營養(yǎng)物質(zhì)缺乏與過量對人體都是十分有害的。

第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四第三節(jié)脂類——人體的燃料

脂類是一類混合有機化合物，廣泛地存在于生物體中，是一類重要的營養(yǎng)物質(zhì)，它以各種形式存在于人體的各種組織中，脂類具有重要的生物學功能，它不僅是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)，而且還是機體代謝所需燃料的貯存形式和運輸形式。因此俗稱“人體的燃料”。脂肪在人體內(nèi)貯藏量很大，大約是成年人體重的10%---20%，貯存脂肪最多的地方是皮下、大網(wǎng)膜和內(nèi)臟周圍。

一脂類的組成與性能脂類的元素組成主要為碳、氫、氧三種，有的還含有氮和磷。脂類的化學結(jié)構(gòu)差異很大，但它們都有一個共同特性，即不溶于水，而溶于乙醚，氯仿、苯等非極性溶劑中。

二人體必需脂肪酸及其生物功能

1.必需脂肪酸的組成必需脂肪酸，是指這些脂肪酸必須從食物中獲得，人體第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

生理活動所必需的脂肪酸。人體必需脂肪酸都是多不飽和脂肪酸，主要有亞油酸，亞麻酸。

2.必需脂肪酸功能①作為合成膽固醇酯和磷脂的成分②構(gòu)成各種細胞成分③合成人體內(nèi)前列腺素的原料關于人體對必需脂肪酸的需要量問題，一般認為至少應占每日總熱量供給量的2%，即每日至少需要8g左右。

三脂類的營養(yǎng)生理功能

1.供給和貯存熱能。脂肪是體內(nèi)貯存能量的倉庫，脂肪是發(fā)熱量最高的一種熱源。

2.構(gòu)成自身組織。

3.維持體溫，保護器官。

4.促進脂溶性維生素的吸收，增加食欲和飽腹感。

5.供給脂肪酸，調(diào)節(jié)生理功能。第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四第四節(jié)維生素——人體新陳代謝的催化劑

脂肪的需要量，科學家通過試驗告訴我們，一個65公斤體重，從事一般體力勞動的成年男子，每天要從主副食品中得到50克脂肪，才能滿足機體對脂肪的需要。

四類脂脂類包括糖脂、磷脂、固醇類和脂蛋白等。營養(yǎng)學上特別重要是磷脂和固醇兩類化合物。膽固醇的誤區(qū)

維生素是維持人體正常生理功能所必需的一類有機化合物。維生素種類繁多，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了20多種，它們的主要功能是通過作為輔酶的成分調(diào)節(jié)機體新陳代謝。各種維生素雖然性質(zhì)各異，但具有以下共同特點：第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四第五節(jié)無機鹽——人體不可缺少的物質(zhì)1、

維生素或其前體都在天然食物中存在，但是沒有一種天然食物含有人體所需的全部維生素。2、它們在體內(nèi)不提供熱能，一般也不是機體的組成成分。3、它們參與維持機體正常生理功能，需要量極少，通常以毫克、有的甚至以微克計，但是絕對不可缺少。4、它們一般不能在體內(nèi)合成，或合成的量少，不能滿足肌體需要，必需經(jīng)常由食物供給。這一講內(nèi)容比較多，后邊專門作為一講內(nèi)容介紹。

無機鹽又稱礦物質(zhì)，是人體的組成部分，而且也是維持正常生理機能不可缺少的物質(zhì)。組成人體的各種元素中除了碳、氫、氧、氮主要以有機化合物形式存在外，其它元素含第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

量多少統(tǒng)稱為礦物質(zhì)。人體及動物所需要的礦物質(zhì)元素有K，Na，Ca，F(xiàn)e，Mg，Cu，Mn，Co，P，S，Cl，I，F(xiàn)，Se等，它們在體內(nèi)多以離子狀態(tài)存在，是構(gòu)成骨、齒、和體液（血液、淋巴）的重要成分。體內(nèi)許多生理作用也靠無機鹽來維持。

一人體礦物質(zhì)的來源礦物質(zhì)一般來自土壤。植物從土壤中獲得礦物質(zhì)并貯存于根、莖、葉等中，動物可由吃食植物等得到礦物質(zhì)，人體內(nèi)的礦物質(zhì)則一部分來自作為食物的動植物組織，一部分來自飲用水、食鹽和食品添加劑。

二無機鹽的主要生理功能

1.機體的重要組成成分，體內(nèi)礦物質(zhì)主要存在于骨骼中并起著維持骨骼剛性的作用。

2.維持細胞的滲透壓與機體的酸堿平衡。

3.保持神經(jīng)、肌肉的興奮性。

第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四第六節(jié)水——生命的源泉

4.具有機體的某些特殊生理功能。

5.改善食品的感官性狀與營養(yǎng)價值

人類的生命活動，需要多種物質(zhì)參與。蛋白質(zhì)是生命的基礎，脂肪、碳水化合物是能量的源泉，維生素和礦物質(zhì)元素亦各有所能，缺一不可。而水是生命的“源泉”。一水的生理功能

1.調(diào)節(jié)體溫

2.水是體內(nèi)化學作用的介質(zhì)

3.水是體內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)妮d體

4.水是體內(nèi)摩擦的潤滑劑二水的需要量和來源通常，一個成年人，每天通過出汗和大小便排出約2000第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

ml的水，同時，每天必須通過食物和飲水吸收相等數(shù)量的水，才能保持體內(nèi)水分平衡。一個人如果失水20%左右，又得不到補充，就會有生命危險。年齡需水量（ml/kg）年齡需水量（ml/kg）1周—1歲120--1608—9歲70--1002—3歲100--14010—14歲50--804—7歲90--110成年人40人體每日需要的水量

人體內(nèi)水分的來源大致可分為飲料水、食物水和代謝水（生物氧化水）三類。食物水指來自半固體和固體食物的水，食物不同其含水量亦不同。第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四第七節(jié)膳食纖維——人體內(nèi)的清道夫

代謝水指來自體內(nèi)氧化或代謝過程的水，每100克營養(yǎng)物在體內(nèi)的產(chǎn)水量為：糖類60ml、蛋白質(zhì)41ml、脂肪107ml。

在20世紀90年代，當美國總統(tǒng)里根患直腸癌的消息傳出后，全美甚至整個歐洲共同體國家掀起了一股研制開發(fā)纖維食品的熱潮，以往不被人們重視的膳食纖維，象維生素一樣成為人們談論的重要話題，成為發(fā)達國家廣為流行的保健食品，并將之列為蛋白質(zhì)、糖、脂肪、維生素、水和礦物質(zhì)之后的“第七大營養(yǎng)素”。一膳食纖維的種類膳食纖維是指“不被人體消化吸收的多糖類碳水化合物和木質(zhì)素”。由于人體內(nèi)沒有分解纖維素的消化酶，所以它不被消第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四

化吸收，不能給人體提供營養(yǎng)。所以被人們稱為“沒有營養(yǎng)”的營養(yǎng)素。根據(jù)膳食纖維的溶解特性，可分為水溶性纖維和水不溶性纖維兩大類。目前國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)的膳食纖維種類有：谷物纖維，豆類種皮纖維，水果蔬菜纖維，維生物纖維和合成半合成纖維等六大類。

二膳食纖維的功能

1.纖維素在腸胃道中吸水能力很強，遇水膨脹形成致密的網(wǎng)絡，吸附有機物、無機物及水分等，是維護人體腸胃道中正常菌群結(jié)構(gòu)的保障，免致菌群失調(diào)，造成嚴重腹瀉；

2.人體腸道中的大腸桿菌能利用纖維素合成泛酸、尼克酸、谷維素、核黃素、肌醇、維生素、生物素等，以保障人體對這些生物質(zhì)的需求；

3.食用纖維素比重小，體積大，進食后增加胃腸容量，增強飽腹感，防止肥胖；第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期四第八節(jié)合理營養(yǎng)——飲食平衡

4.纖維素刺激胃腸道使消化液分泌增加，胃腸蠕動加強，使食物殘渣排泄增快，可預防大腸腫瘤發(fā)生；

5.纖維素能阻礙脂肪吸收，可以螯合膽固醇，從而抑制肌體對膽固醇的吸收，可防止動脈硬化，預防心、腦血管病、糖尿病的發(fā)生。

人類在長期進化過程中，不斷地尋找和選擇食物以改善膳食，使人體對營養(yǎng)的需要和膳食之間建立了平衡關系。一旦這種關系失調(diào)，即膳食不能適應人體的需要，就會對人體健康帶來不利的影響，甚至導致某種營養(yǎng)性疾病。由于新陳代謝，人體中每天都有必要通過膳食給予營養(yǎng)素的補充。合理膳食就是要樹立平衡營養(yǎng)觀念。所謂平衡營養(yǎng)，就是

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指通過食物補充人體所需的熱能和營養(yǎng)素，以滿足人體的正常生理需要，并且各種營養(yǎng)素之間比例要適當，以利于營養(yǎng)素的吸收和利用。營養(yǎng)素的種類很多，它們可以相互補充，互相制約，共同調(diào)理，以求在人體中之和諧。

一飲食平衡的內(nèi)容人體所需要的熱能及各種營養(yǎng)素，必須通過一日三餐的食物得到供應和補充。平衡膳食是指使人體對熱量和各種營養(yǎng)素的攝入量與消耗量之間達到動態(tài)平衡的膳食，即熱量和各種營養(yǎng)素全面、充足而又不過量的膳食。平衡營養(yǎng)，我們主要從食物的以下幾個來源來討論。

1.谷類、薯類、雜糧，是我國傳統(tǒng)的主食，是糖類、蛋白質(zhì)的