食品营养学
食 品 营 养 学 王弘 gzwhongd@163.com 食物的功能 营养功能 感官功能 生理功能 什么是营养？ 是指人摄取食物后，在体内消化和吸收、利用其中的营养素以维持生长发育、组织更新 和处于健康状态的总过程。 营养素 是指具有营养功能的物质，包括：水、碳水化合物、脂类、蛋白质、维生素、矿物质 营养素 人体至少需要40多种营养素，包括：9种必需氨基酸， 2种必需脂肪酸， 14种维生素， 6种大量元素， 8种微量元素， 1种糖类， 水。 什么是健康？ 根据世界卫生组织（WHO）的定义： 健康是生理、心理及社会适应三方面全部良好一种状况，而不仅仅是没有疾病或虚弱 。 全世界一致公认的健康标志有13方面 ：生气勃勃 ，性格开朗充满活力 ，正常的身高体重 ，光滑光泽的头发 ，坚固并带淡红色的指甲 ，粉红的舌头 ，食欲旺盛 ，正常的体温脉搏和呼吸率 ，健康的皮肤，正常的大小便 ，不易得病 ，明亮的眼睛粉红的结膜 ，健康的牙龈口腔黏膜 。 什么是亚健康？ 是指健康的透支状态，即身体确有种种不适，表现为易疲劳，体力、适应力和应变力衰 退，但又没有发现器质性病变的状态。 原因： 过度疲劳造成的脑力、体力透支； 人体的自然衰老； 各种急、慢性疾病； 人体生物周期中的低潮时期； 营养学发展史 1893年 提出“蛋白质”概念 1898年 提出“营养”名词 1912年 提出“维生素”概念 20世纪初 热量的测定及计算 1938年Rose 发现8种EAA 维生素C、维生素A、核黄素与硫胺素的功能… 2000多年前 《神农本草经》365种上、中、下品药中，上品者大多为药食通用的日常食物 晋朝葛洪 肝脏治疗眼干燥症，海藻治疗大脖子病。 南北朝《黄帝内经.素问》 “五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充” 唐朝《千金方》食治篇，分水果、蔬菜、谷类、鸟兽四门。提出用谷皮汤熬粥防治脚气病 等。 元朝忽思慧《饮膳正要》 1330，忽思慧《饮膳正要》成书，是中国第一部营养学专书。 明朝李时珍《本草纲目》 1578，李时珍《本草纲目》成书。在记载的1982种药物中，有植物性食物300多种，动物 性食物400多种。 营养学研究的两个主要阶段 一是发现食物中的各种营养素，预防与治疗营养缺乏病与营养不良，以及根据各种人群 的合理需要制订营养素需要量或供给量标准。 二是研究营养如何促进健康，研究与膳食有关的各种疾病，以及如何调整膳食来预防这 种疾病。 营养学成果 在营养学科中最重要的综合性成果： 膳食指南和推荐的每日膳食中营养素供给量标准 推荐的每日膳食中营养素供给量标准 中国 加拿大——推荐的营养素摄取量； 美国——推荐的膳食允许量（Recommanded Dietary Allowance，RDA） RDA定义 ——在食物中各种已知的必需营养素的摄取水平，足够维持不同性别和年龄绝大部分人 （98%）的健康。 RDA的提出 1936年由国际联盟（League of Nations，简称国联）的营养委员会提出营养素供给量标准； 1941年美国科学院食物与营养委员会第一次提出RDA，并于1943年发表第一版； 1937年我国开始制订，1938年经中华医学会公共卫生委员会通过并发表，“中国民众之 最低限度之营养需要”，分别与1952，1955，1962，1980，1981，1988年进行了六次 修订。 膳食参考摄入量（Dietary Reference Intake，DRIs） 1995年8月，美国科学院医学研究所食物与营养委员会（FNB）发表了DRI，代替RDA； 定义为一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值，包括四项内容指标： 膳食参考摄入量（Dietary Reference Intake，DRIs） 平均需要量（EAR,estimated average requirements） ——指满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中50%个体需要量的摄入水平。 膳食参考摄入量（Dietary Reference Intake，DRIs） 推荐摄入量（RNI，recommanded nutrient intakes） ——指满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中97%-98%个体需要量的摄入水平。 RNI=EAR+2SD(标准差) 若假设:1SD=10%EAR, 则 RNI=1.2EAR 膳食参考摄入量（Dietary Reference Intake，DRIs） 适宜摄入量（AI，adequate intakes） ——指通过观察或实验获得的健康人群对某种营养素的摄入量。 AI>EAR AI>RNI AI动物油脂 必需脂肪酸的含量 植物油中含有较多的必需脂肪酸，故营养价值较动物油脂高； 椰子油例外； 动物的心、肝、肾及血中含有较多的亚油酸和花生四烯酸。 脂溶性维生素含量 植物油中含有较多维生素E; 动物脂肪中几乎不含维生素； 动物肝脏或奶和蛋中含有丰富的维生素A和维生素D。 油脂的稳定性 耐储藏、稳定性高的油脂不易发生酸败； 植物油脂中含有丰富的维生素E，是天然的抗氧化剂。 脂肪在膳食能量中的比例和食物来源 在膳食能量中的比例 20－30% 食物来源 烹调用油脂； 各种植物油和动物脂肪等。 第四节 蛋白质 蛋白质的生理功能 人体蛋白质的构成 正常人体内16-19%是蛋白质； 人体内的蛋白质处于动态平衡中； 每天约有3%的人体蛋白质被更新。 蛋白质的生理功能 是人体组织的构成成分； 胶原蛋白占人体蛋白质的1/3； 指、趾甲中含有角蛋白； 从细胞膜到细胞中各种结构均含有 蛋白质。 构成体内各种重要物质； 酶的化学本质是蛋白质； 多种激素； 免疫分子； 细胞膜和血液中的载体分子； 体液中的蛋白，维持体液渗透压及酸碱 平衡； 供给热能； 每克蛋白质在体内约产生16.7KJ（4.0kcal）的热能； 必需氨基酸 构成人体蛋白质的氨基酸 20种； 分类 必需氨基酸； 半必需氨基酸； 非必需氨基酸； 条件性必需氨基酸 人体能够合成，但是在严重应激状态或某些疾病的情况下容易缺乏，从而对身体产生 有害影响的氨基酸。 蛋白质营养价值的评价 从食物蛋白质含量，消化吸收的程度，人体的利用程度三方面评价蛋白 氨基酸模式（amnio acid pattern） 定义 某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。 计算方法 将该种蛋白质中的色氨酸含量定为1，分别计算出其他必需氨基酸的相应比值，为 一系列值。 参考蛋白（reference protein） 鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基酸模式最接近，在实验中常以它作为参考蛋白。 限制氨基酸（limiting amino acid） 食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量较低，导致其他EAA在体内不能被充分利用， 造成蛋白质营养价值较低，这种含量相对较低的必需氨基酸称为限制氨基酸。 氨基酸评分（amino acid score，AAS） 也称蛋白质化学评分，是指食物蛋白质中的必需氨基酸和理想模式或参考蛋白中相应 的必需氨基酸的比值，理想氨基酸模式采用FAO提出的模式 氨基酸评分计算 首先计算被测蛋白质中每种必需氨基酸的评分值； 其次找出第一限制氨基酸的评分值，亦为该食物蛋白质的最终氨基酸评分。 1）求出每克蛋白质中氨基酸含量（mg/g） 2）按FAO的EAA需要模式（mg/g）求出氨基酸比值 3）找出最小比值×100，即为小麦粉的氨基酸评分值 蛋白质营养价值的评价 经消化率修正的氨基酸评分（protein digestibility corrected amino acid score，PDCAAS） 蛋白质-能量缺乏症 蛋白质-能量缺乏症（protein-energy malnutrition,PEM） 由于疾病和营养不良，或是饥饿引起的热能和蛋白质的严重不足，血浆蛋白质含量低 于3.5g/mL。 分类——根据发生原因分 原发性——是因食物蛋白和能量的摄入量不能满足身体生理的需要而发生的。其主要原 因有：①食物缺乏。多发生在荒年或战争年代；②食物摄取不足。多因禁食、偏食、 素食；③需要量增加。如妊娠、授乳、儿童生长发育等。婴幼儿往往因乳汁不足或断 乳后饮食不合理或并发其它传染病而诱发 继发性——多与其它疾病并发。主要由于食欲下降，吸收不良，分解代谢亢进，消耗增 加，合成代谢障碍以及大量流血、渗出等使摄入的蛋白质和能量不能满足身体的需 要而发生的。在临床上常见合并蛋白质- 能量营养不良的疾病有：癌症、贫血、肾病、失血、发烧、心脏功能代偿不全、慢 性胃肠炎、结核病、肝硬化、腹水、中毒性甲状腺肿、糖尿病、寄生虫病、神经病 及某些外科手术后等。 分类——根据临床上分 水肿型Kwashiorker——热能摄入量基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病，主要 表现为腹、腿水肿，虚弱、表情淡漠、生长滞缓、头发变色、变脆，易感染等疾病 。 消瘦型Marasmus——蛋白质和热能摄入量均严重不足的儿童营养性疾病，表现为瘦弱无 力，易感染其他疾病而死亡。 蛋白质缺乏的原因 膳食中蛋白质和热能供给不足； 消化吸收不良； 蛋白质合成障碍； 蛋白质损失过多，分解过甚。 蛋白质DRIs及食物来源 DRIs 蛋白质人体需要量的衡量依年龄的不同而不同 对婴儿是以母乳为基础的测量方法； 对成人主要以要因加算法和氮平衡法。 第六节 维生素 维生素及其特点 脂溶性维生素 水溶性维生素 维生素及其特点 维生素（vitamin） 是一类人体不能合成，但又是机体正常生理代谢所必需，且功能各异的微量低分子有 机化合物。 维生素的特点 以本体或前体化合物存在于天然食物中； 在体内不能合成，必须由食物供给； 在机体内不能提供能量，不参与机体组织的构成，但在调节物质代谢的过程中起重要 作用； 机体缺乏维生素时，物质代谢将发生障碍，表现出不同的缺乏症。 维生素命名系统 按发现历史顺序； 按其特有的功能； 按其化学结构。 维生素分类 按溶解性分 脂溶性维生素——维生素A、维生素D、维生素E、维生素K； 水溶性维生素——B族维生素（B1、B2、尼克酸、泛酸、维生素B6、叶酸、维生素B1 2、生物素、胆碱）和维生素C 脂溶性维生素 维生素A 理化性质 又称为视黄醇，抗干眼病维生素； 仅存在于动物性食物中 存在形式 生物活性以醇、醛、酸的形式存在； 食物中大都以视黄酯的形式存在； 植物食品中的部分类胡萝卜素在体内转化为维生素A，被成为维生素A原。β- 胡萝卜素活性最高。 生理功能 维持正常视觉； 维持上皮细胞结构的完整性； 促进生长发育，维持正常免疫功能； 对生殖的影响； 防癌作用。 缺乏症 暗适应能力降低及夜盲症； 毛囊角化过渡症； 干眼病，出现角膜皱褶及毕脱氏斑； 呼吸道炎症； 儿童发育缓慢； 生殖障碍。 维生素D(钙化醇，抗佝偻病维生素) 理化性质 在中性及碱性条件下对热稳定，烹调过程不受破坏； 光、酸促使其异构化； 吸收与代谢 获得途径——皮肤和食物摄取； 在小肠吸收； 经肝脏、肾脏代谢； 储存在脂肪组织中，其次是肝脏、大脑、肺、脾 生理功能 与钙和磷的代谢有关； 防止氨基酸通过肾脏时的丢失； 免疫调解作用； 缺乏症 佝偻病； 骨软化症。 过量及毒性 因人而异，一般不超过400IU（10μg）/日 过量中毒 高血钙症 高尿钙症 厌食、恶心、呕吐、口渴、多尿、皮肤瘙痒、肌肉乏力、关节酸痛 参考摄入量（DRIs）与食物来源 最低需要量难以确定 UL为20 μg/d 来源 晒太阳 鱼肝油 海产品、动物肝脏、蛋黄、奶油等 维生素E(生育酚) 理化性质 浅黄色油状液体 对酸、热稳定，遇碱不稳定，易发生氧化 油脂的酸败可加速维生素E的破坏。 储存 脂肪组织 肌肉 细胞膜和脂蛋白中 生理功能 抗氧化作用 提高运动能力、抗衰老 调解体内某些物质合成 阻断亚硝胺生成 缺乏症 较少发生维生素E缺乏症； PUFA摄入过多可导致维生素E缺乏 表现为： 红细胞脆性增加 尿中肌酸排出增多 新生儿溶血性贫血 癌症、动脉粥样硬化、白内障等病变的危险性增加。 过量及毒性 毒性较低 大量引起短期的胃肠道不适 干扰维生素A和维生素K的吸收（>1200mg/d） 干扰维生素的代谢 参考摄入量及食物来源 不同人群的UL不同 PUFA摄入增多时，可适当增加维生素E的摄入 每摄入1gPUFA应摄入0.4mg维生素E 食用植物油的总生育酚含量最高 谷类食物的含量也较高——麦胚 水溶性维生素 维生素B1(硫胺素，抗脚气病、抗神经炎因子) 生理功能 辅酶功能 非辅酶功能 缺乏症 脚气病——疲倦、头痛、心血管和神经系统症状； 韦尼克（Wernicke）脑病——精神错乱，昏迷等； 科尔萨克夫（Korsakoff）精神病——遗忘性精神病； 易发人群 摄入不足和酒精中毒 长期透析肾病患者； 饮茶太多或吃大量生鱼的人； 脚气病症状 神经系统: 尤其是末梢神经受损严重，髓鞘退化及色素沉着。重者神经轴被破坏。以坐骨神经及 其分支受累较为常见，并且出现较早。其他，前臂神经等亦可累及。 心血管系统: 心脏扩张肥厚，尤以右侧明显。心肌水肿，其心肌纤维粗硬。血管充血，但组织结构 正常。 组织水肿及浆膜腔积液：组织水肿多见于下肢。体腔浆液渗出，可见于心包腔、胸腔及 腹腔。 肌肉萎缩：出现于受累神经支配的肌肉。镜下可见肌纤维横纹消失、混浊肿胀及脂肪变 性。 参考摄入量及食物来源 体内储存较少，需要经常摄取 动物内脏、肉类、豆类...
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