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1、能量与宏量营养素,重庆医科大学公共卫生学院营养与食品卫生学教研室龚 涛,营养（nutrition）：是指机体从外界获得营养素，以维持机体代谢和各种机能的过程。,营养素（nutrient）：指食物中含有的可给人体提供能量、构成机体成分和组织修复、维持生理调节功能的化学成分。,宏量营养素（macronutrient）：蛋白质、脂类、碳水化合物。微量营养素（micronutrient）：维生素和矿物质,人体所需营养素：,蛋白质脂类 能量营养素（宏量营养素）碳水化合物维生素无机盐和微量元素水,一、能量,热：在体内维持体温的恒定并 不断地向外环境散发 能量 能：维持各种生理和体力活动 的正常进行,（一）
2、能量单位：国际通用：焦耳（joule,J）千焦耳（kilojoules,kJ）美国、加拿大等：卡（calorie,cal）千卡（kilocalories,kcal）,换算关系：1kcal=4.184kJ 1kJ=0.239kcal 1000kcal=4.184MJ 1MJ=239kcal,（二）能量来源 碳水化合物 三大热能营养素 脂肪 蛋白质,（三）食物的热价（能量系数）食物产热可进行精确的测量。能量系数：每克生热营养素在体内氧化产生的能量值称为能量系数。,1g碳水化合物：4.0kcal1g脂肪：9.0kcal1g蛋白质：4.0kcal,（四）能量来源分配 我国建议，三大能量营养素在一日供热
3、总量中的比例为：碳水化合物：55%-65%脂肪：20%-30%蛋白质：10%-15%,（五）人体的能量消耗 基础代谢 体力活动 食物的热效应 其他儿童青少年生长发育的能量消耗孕妇乳母的能量消耗,基础代谢率：是指人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积（或每公斤体重）的能量消耗。,计算基础代谢能量消耗的常用方法,直接用公式计算男性BEE:66+13.7体重（kg）+5.0 身长（cm）-6.8 年龄（y）女性BEE:655.1+9.5体重（kg）+1.8 身长（cm）-4.7 年龄（y）,食物生热效应（thermic effect of food，TEF）（食物特殊动力作用，specifi
4、c dynamic action，SDA）人体在摄食过程中，要对食物进行消化、吸收、代谢转化等，需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热量，这种因摄食而引起的热能的额外消耗称食物的热效应。,能量需要量 通过基础代谢估计能量需要量：能量需要量=基础代谢体力活动水平（PAL）,中国营养学会2001年将我国居民活动强度由五级调整为三级：轻、中、重。成人能量的推荐摄入量用BMR乘以不同的体力活动水平（physical activity level，PAL）系数进行计算。,中国居民正常成人膳食能量推荐摄入量（RNI）为：,能量的食物来源粮谷类、薯类油料作物动物性食物大豆、坚果,二、蛋白质成人体内蛋白质
5、约占体重的16-19%，每天有3%的蛋白质进行代谢更新称为每日必要的氮损失。,（一）蛋白质的组成和分类,1、蛋白质的组成 蛋白质是由氨基酸以肽键连接组成的高分子含氮化合物。是一种生物大分子。,2、蛋白质的分类按化学组成分类：单纯蛋白质、结合蛋白质按蛋白质形状分类：纤维状蛋白（结构蛋白）、球蛋白（功能蛋白）按营养价值分类：完全蛋白、半完全蛋白、不完全蛋白,（二）蛋白质的生理作用,人体组织的构成成分构成体内各种重要物质供给热能,（三）食物蛋白质营养价值评价,1、蛋白质的含量 多数蛋白质的含氮量为16%，使用凯氏定氮法测定食物中的含氮量，再乘以换算系数6.25（100/16），即得食物蛋白质的含量。
6、,2、蛋白质消化率（digestibility）反应蛋白质在机体内消化酶作用下被分解的程度。,蛋白质真消化率（%）=食物氮-（粪氮-粪代谢氮）/食物氮100%蛋白质表观消化率（%）=（食物氮-粪氮）/食物氮100%,真消化率（true digestibility）表观消化率（apparent digestibility）消化率：植物蛋白动物蛋白,3、蛋白质利用率：是指食物中蛋白质在消化吸收后被机体利用的程度。评价指标：生物价、蛋白质功效比值,（1）氨基酸种类构成人体蛋白质的氨基酸有20种。,1）非必需氨基酸：（nonessential amino acid）有9种氨基酸自身可以合成以满足机体需
7、要，称为非必需氨基酸。,2）必需氨基酸（essential amino acid）：有9种氨基酸，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，称为必需氨基酸。,它们是：苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸、颉氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸。组氨酸为婴儿必需氨基酸。,3）条件必需氨基酸或半必需氨基酸半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸（含硫氨基酸）和苯丙氨酸（芳香族氨基酸）转变而成。,（2）氨基酸模式（amino acid pattern）：是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。反映必需氨基酸的种类和含量上的差异。,氨基酸模式的计算方法：将某种蛋白质中的色氨酸含量定为1，分别计算出
8、其他必需氨基酸与色氨酸相应的比值，即得该种蛋白质的氨基酸模式。再与其他蛋白质（如参考蛋白质）的氨基酸模式进行比较，以判定该种蛋白质的营养价值。,（3）参考蛋白质（reference protein）：与人体氨基酸模式最接近的蛋白质。如鸡蛋蛋白质氨基酸模式与人体的最接近，常以鸡蛋作为参考蛋白质。,（4）限制氨基酸（limiting amino acid）：食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸称限制氨基酸。,（5）蛋白质互补作用（complementary action）：为了提高植物性
9、蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，以相互补充其必需氨基酸不足的作用叫蛋白质互补作用。,水桶效应：,（6）衡量蛋白质利用率的指标蛋白质生物学价值（biological value，BV）反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用的程度。BV越高蛋白质利用率越高。,氮吸收量=食物氮-(粪氮-粪代谢氮)氮储留量=氮吸收量-(尿氮-尿内源氮),氨基酸评分（amino acid score，AAS）被测食物蛋白质的第一限制氨基酸与参考蛋白质中同种必需氨基酸的比值即为该种蛋白质的氨基酸分：,（四）氮平衡（nitrogen balance）氮平衡是反应机体摄入氮（食物蛋白质含氮量约为16%）和排
10、出氮的关系。,其关系式如下：氮平衡（B）=摄入氮（I）-排出氮排出氮=尿氮（U）+粪氮（F）+皮肤等氮损失（S）,氮平衡的三种状态：,零氮平衡：摄入氮=排出氮正氮平衡：摄入氮排出氮负氮平衡：摄入氮排出氮,蛋白质食物来源及供给量 蛋白质丰富、质量良好的食物：肉类、畜、禽、鱼类：蛋白质含量10-20%奶类（鲜奶）：1.5-4%蛋类：12-14%干豆类：20-24%花生、核桃、葵瓜子、莲子：15-25%谷类：6-10%薯类：2-3%,正常成人蛋白质推荐摄入量RNI：1.16g/（kg.d）成年人按轻、中、重体力劳动分别为：男性：75、80、90g/d 女性：65、70、80g/d蛋白质供热量占膳食总
11、热量：成人：10-12%儿童青少年：12-14%,碳水化合物,碳水化合物Carbohydrate碳水化合物亦称糖类化合物，是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。碳水化合物主要是由植物进行光合作用产生的。,营养学上一般将其分为四类：单糖（monosaccharide）双糖（disaccharide）寡糖（oligosaccharide）多糖（polysaccharide）,一、碳水化合物的分类、食物来源,（一）单糖 在结构上由3-7个碳原子构成。食物中的单糖主要有葡萄糖、果糖、半乳糖。,其它单糖（1）戊糖类，如核糖、脱氧核糖等；（2）甘露糖，主存在于水果和根、茎类蔬菜中；（3）糖醇类
12、，如山梨醇、甘露醇、木糖醇等。,（二）双糖 由两分子单糖缩合而成。常见蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖。,（三）寡糖 是由3-10个单糖构成的小分子多糖。较重要的有棉籽糖、水苏糖。,（四）多糖 大于10个单糖组成的多糖化合物。其中一部分可被人体消化吸收，如糖原、淀粉，另一部分不能被人体消化吸收，如膳食纤维。,二、碳水化物的功能 体内碳水化物以葡萄糖、糖原和含糖复合物三种存在形式，其功能与其存在形式有关。碳水化物的主要功能有以下几点。,1.提供机体热能2.是机体的重要组成成分3.提供膳食纤维4.节约蛋白质作用5.抗生酮作用,食物碳水化合物的功能（1）主要的热能营养素（2）改变食物的色、香、味、型（3）
13、提供膳食纤维,三、碳水化合物的消化吸收膳食中碳水化合物 消化道酶水解长链变短链双糖单糖吸收,四、碳水化合物的供给,中国营养学会推荐我国居民的碳水化合物的膳食供给量占总热能的55%-65%较为合理。,碳水化合物的主要食物来源有：蔗糖谷物（如水稻、小麦、玉米、大麦、燕麦、高粱等）水果（如甘蔗、甜瓜、西瓜、香蕉、葡萄等）坚果、蔬菜（如胡萝卜、番薯等）,脂 类,营养学上重要的脂类（lipids）主要有：甘油三酯（triglycerides）磷脂（phospholipids）固醇类（sterols）,一、脂类的分类及功能,脂肪：甘油三酯（中性脂肪）（甘油+脂肪酸）脂类 磷脂：卵磷脂、脑磷脂、神经磷脂 糖
14、脂：脑苷脂 类脂：固醇类 脂蛋白,（一）甘油三酯1、甘油三酯也称脂肪或中性脂肪，是脂肪酸的羧基同甘油的羟基结合形成的甘油三酯（triglyceride）。每个脂肪分子由一个甘油分子和三个脂肪酸化合而成。,主要功能：,（1）体内贮存和提供能量（2）维持体温正常（3）保护作用（4）内分泌作用（5）帮助机体更有效地利用碳水化合物和节约蛋白质作用（6）机体重要的构成成分,（7）食物中甘油三酯特殊的营养学上的功能：增加饱腹感改善食物的感官性状提供脂溶性维生素（维生素A、D、E、K等）和必需脂肪酸,2.脂肪酸（fatty acid）脂肪酸因其所含的脂肪酸的链的长短、饱和程度和空间结构不同，而呈现不同的特性
15、和功能。,按其碳链长短可分为：长链脂肪酸（14碳以上）中链脂肪酸（812碳）短链脂肪酸（6碳以下）,按其饱和度可分为：饱和脂肪酸（saturated fatty acid）单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acid）多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）,3.必需脂肪酸（essential fatty acid，EFA）必需脂肪酸是指人体不可缺少而自身又不能合成，必须通过食物供给的脂肪酸。,n-3（或-3）系列的-亚麻酸n-6（或-6）系列的亚油酸 是人体必需的两种脂肪酸。,必需脂肪酸之所以是人体不可缺少的营养素，主要有以下功能：,（1）是磷脂的重要组成成分,（2）亚油酸是合成前列腺素的前体,（3）与胆固醇的代谢有关，促进胆固醇的代谢，防止胆固醇在肝脏和血管壁上沉积,（4）对放射线引起的皮肤损伤有保护作用,二、脂类的消化、吸收、代谢及转运脂类消化的主要场所是小肠。消化主要在小肠上段经各种酶及胆汁酸盐的作用，水解为甘油、脂肪酸等。吸收后的脂类由脂蛋白参与转运代谢。,三、脂类的食物来源及参考摄入量人类膳食脂肪主要来源于动物的脂肪组织和肉类以及植物的种子。,我国营养学会对各类人群脂肪摄入量有详细推荐，成人一般脂肪的摄入量应控制在20-30%的总能量摄入范围之内。,
