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1、第三章 食 物 因素与 健 康,福建医科大学营养与保健医学系许榕仙 教授,第一节 营养素学基础理论,营养(Nutrition)-指人体从食物中摄取营养素满足自身需要的生理学过程.营养素(Nutrients)-指人体为维持生存和健康，保证正常生长发育和体力劳动所必需的来自外界、以食物形式摄入的一系列化学物质的总称，包括Protein、Fat、Cabhygrate、Vitamin、Miner。,营养素生理需要量-指维持人体正常生理功能所需要的营养素的数量。既能保持人体健康，达到应有发育水平和能充分发挥效率地完成各项体力和脑力活动的人体所需要的能量和各种营养素的必需量。,最低需要量-指仅能维持生理平
2、衡或不致发生缺乏病的量；适宜需要量-指能维持健康、促进生长、保证最高劳动能力，并能最大限度利用营养素的量。,营养素供给量（Nutritional Allowance）指为满足机体营养需要，每日必需由膳食提供的各种营养素需要的量，是在生理需要量的基础上考虑人群安全率、饮食习惯、食物生产、社会条件及经济条件等因素而制订的适宜数据。也称“建议膳食营养供给量”（Recommended dietary Allowance，RDA）。,以往制订RDA的目的是预防营养缺乏病，但随着经济发展、膳食模式的改变引起一些慢性疾病发病率增高的问题，对营养素的摄入量标准提出了新的要求。目前国外修订RDA的目标是提出DR
3、I（Dietary Reference Intake），即膳食营养素参考摄入量的系列标准，包括4个营养水平指标：,1、估计平均需要量（EAR）：指可以满足某一特定 性别、年龄及生理状况群体50%个体需要量 的摄入水平。2、推荐营养素摄入量（RNI）：相当于传统意义上的 RDA，是可以满足某一特定性别、年龄及生 理状况群体中绝大多数（9798%）个体需 要量的摄入水平。是以EAR为基础制订的。如果需求量是正态分布的，RNI=EAR+2SD。,3、适宜摄入量（AI）：是通过观察和实验获得的健康人群某种营养素的摄入量。制订AI是不仅考虑了预防营养缺乏的须要，也纳入了减少某些疾病危险的概念，该值一般超
4、过EAR，有时也超过RNI。,4、可耐受最高摄入量（UL）：,指生命某一阶段和性别人群中，几乎对所有个体不致引起不利于健康的作用的最高营养素摄入量。“可耐受”指这一剂量在生物学上大体是可以耐受的，但并不表示可能是有益的，健康个体摄入量超过RNA或AI是没有明确益处的。,一、蛋白质（一）必需氨基酸和氨基酸模式 必需氨基酸-组成蛋白质的20种氨基酸中有9种体内不能合成或合成速度不能满足机体需要，必需从食物中获得的氨基酸。半必需氨基酸-胱氨酸和酪氨酸可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，故称之为。,限制氨基酸-蛋白质中含量相对较低的必需氨基酸成称为。按其缺乏的严重程度依次称为第一、第二、第三限制氨基酸。
5、氨基酸模式-蛋白质中各种必需氨基酸含量和比例构成称为。,优质蛋白质-食物中的氨基酸模式愈接近人体氨基酸模式则愈容易被机体吸收利用，该蛋白质称为。蛋白质的互补作用-将不同种类的蛋白质混合食用，使他们的必需氨基酸互相补充，以提高蛋白质的营养价值，称为。,（二）蛋白质营养价值评价1、蛋白质含量：食物蛋白质含氮量多为16%，用凯氏定氮法测定食物中的含氮量，乘以6.25（100/16），即为蛋白质含量。,2、蛋白质消化率：指蛋白质在机体内消化酶作用下被分解的程度。“粪代谢氮”指来自消化道脱落的肠黏膜细胞、死亡的肠道微生物及由肠黏膜分泌的消化液氮，当受试人完全不吃含蛋白质的食物时，粪中所测的氮即为“粪代谢
6、氮”。,“表观消化率”将粪代谢氮忽略不计，故比实际消化率低，对蛋白质的消化吸收作了较低的估计，具有较大的安全性，且测定方法简便。蛋白质消化率受食物中一些因素的影响，植物性食物消化率一般低于动物性食物；加工、烹调（加热）可以提高食物消化率。,3、蛋白质生物价（Biological Value,BV）：指蛋白质吸收后被机体储留的程度。BV=（氮储留量/氮吸收量）*100 氮储留量=氮吸收量-（尿氮-尿内源氮）氮吸收量=摄入量-（粪氮-粪代谢氮“尿内源氮”-机体不摄入蛋白质时，尿中所含有的氮，主要来自组织蛋白的分解。,4、蛋白质净利用率（net protein utilization，NPU）：指蛋
7、白质在体内被利用的程度，将生物价与消化率结合起来评价。NPU=生物价*消化率（%）=氮储留量/氮摄入量*100（%）,5、蛋白质功效比值（PER）：以测定生长发育中的幼小动物摄入1克蛋白质所增加的体重克数来表示蛋白质被机体利用的程度。一般选用雄性刚断乳大鼠，用含10%蛋白质饲料喂养28天，然后计算相当于1克蛋白质所增加的体重克数。PER=动物体重增加克数/摄入食物蛋白质克数,6、蛋白质化学分/氨基酸分,以蛋白质的各种必需氨基酸含量与理想蛋白质中的必需氨基酸比较，百分数最低者为该蛋白质的化学分。其相对应的必需氨基酸为第一限制氨基酸，依次类推。见84页表3-2。,（三）蛋白质供给量及食物来源：一般
8、占总能量1014%，成人1012%，儿童青少年1214%。食物来源分两类：一是动物性食品-肉、鱼、奶、蛋类；二是植物性来源-粮谷、大豆类。,二、脂类（Lipids）,脂类是中性脂肪（neutral fat）（甘油三脂，油）和类脂（磷脂、固醇、糖脂、脂蛋白等）的总称。脂肪酸按碳链长短分为长链（14碳以上）、中链（612碳）、短链（24碳）；按饱和度分为饱和、不饱和（单、多）；按其空间结构不同分顺式、反式。,动物脂肪主要含饱和脂肪酸，常温下呈固体;植物脂肪主要含不饱和脂肪酸，常温下呈液体。,（一）必需脂肪酸（EFA）指机体生理需要，体内不能合成，必需由食物供给的多不饱和脂肪酸，人体有两种，即n-6
9、族亚油酸和n-3族-亚麻酸。,（二）营养价值评价,1、消化率：熔点高低取决于其中不饱和脂肪酸的含量和碳链的长短。饱和脂肪酸越多，碳链越长，其熔点就越高，越不容易消化。所以，动物油脂的消化率低于植物油脂。2、必需脂肪酸含量：3、脂溶性维生素含量：,（三）生理功能,1、供能、储能：2、细胞结构成分：细胞膜及细胞器磷脂的合成；3、合成某些机体重要生物活性物质材料/前体：前列腺素、性激素、维生素D等；4、提供必需脂肪酸；4、促进脂溶性维生素的吸收；5、内分泌作用；6、改善食物风味，增加饱腹感。,（四）膳食来源与供给量,动物来源-动物油脂、内脏、奶脂、蛋黄等；植物来源-各种植物油和坚果（花生、核桃、瓜子
10、、松子仁等）；成年人供给量占总能量2030%，儿童青少年占2530%。,三、糖类（碳水化合物）,是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物，植物可利用阳光将自然界的水、空气、二氧化碳合成碳水化合物，动物不能制造碳水化合物，必需从植物中获得。,（一）分类,根据分子结构不同分为单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）、双糖（蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖）、寡糖（39个双糖单位缩合而成，水苏糖、低聚果糖）、多糖（淀粉、膳食纤维）。,“直链”淀粉为-1，4糖苷键，易被淀粉酶水解；“支链”淀粉糊化后较粘，较难消化，如糯米淀粉。淀粉经适当处理成为“抗性淀粉”和“改性淀粉”。,90%的非淀粉多糖为膳食纤维，分为可溶性（果胶
11、、树胶）和不可溶性（纤维素、半纤维素）。“抗性淀粉”在小肠内部分消化，在结肠内发酵并完全吸收，这一特性决定了它具有类似膳食纤维的生理性质。,（二）生理功能,1、供给机体能量：主要、经济、安全；是中枢神经系统的唯一能源；2、参与构成机体重要组成物质：细胞膜、结缔组织、神经组织成分；构成糖蛋白、粘蛋白、糖脂、DNA、RNA；3、调节血糖（糖原储存肝脏、肌肉）、节约蛋白质、抗生酮：4、提供膳食纤维：,（三）膳食来源与供给量,来源：谷类、薯类、根茎类、蔬菜、水果；提供膳食总能量的6065%。膳食纤维推荐供给量是：2030g/日,四、能量（Energy）,单位：焦耳（J）、千焦（KJ）、兆焦（MJ）；卡
12、（cal）、千卡（kcal）；1 kcal=4.18 KJ 1 KJ=0.239 kcal,（一）人体的能量消耗,1、基础代谢（basal metabolism，BM）：机体处于清醒、空腹、安静状态下维持体温和脏器活动所需的最低能量。影响因素：性别、年龄、体表面积、内分泌、气候、疾病等,（一）人体的能量消耗,2、食物特殊动力作用（specific dynamic action，SDA）：因进食而引起的能量的额外消耗，又称“食物热效应”。P、F、C分别为其产热量的30%、45%、56%；混合食物为10%的基础代谢能量。3、体力活动：不同体力活动所消耗的能量不同，运动量越大消耗越多。,（二）来源与
13、供给量,能量由三大产热营养素提供，蛋白质、脂肪、碳水化合物的产热系数分别为每克4、9、4千卡。能量供给量根据劳动强度而定，新DRI将劳动强度分为轻、中、重三个等级。,五、矿物质（Mineral）,人体组织中含有的碳、氢、氧、氮是以有机化合物的形式出现，其余均以无机盐形式存在，统称矿物质，根据每一种元素在体内所占的分量和机体对其需要量的多少，分为宏量元素（macroelements）和微量元素（microelements）。,宏量元素也称常量元素，体内含量大于0.01%体重，需要量相对较多，如钠、钾、钙、镁、磷等；,微量元素-在体内含量小于0.01%体重，需要量也相对较少，如铁、锌、铜、碘、硒、
14、钴、锰、钼等。,（一）矿物质的生理功能,1、构成人体组织的重要成分：钙、磷2、维持水、电解质及酸碱平衡：3、调节细胞膜通透性和细胞内外液渗透压：钠、钾、钙4、维持神经肌肉正常兴奋性：钙、镁5、构成酶的辅基、激素、维生素、蛋白质、核酸的成分，或参与酶的激活：锌、锰、硒、铜、镁等,（二）钙：占体重1.52%，成人体内约1200克，99%存在于骨骼和牙齿，其余以游离或结合形式存在于体液和软组织中，这部分统称为“混溶钙池”，与骨骼钙维持动态平衡。钙的功能：（1）维持神经肌肉兴奋传导；心脏正常搏动；（2）维持体液酸碱平衡及细胞内胶质稳定性；（3）参与血凝过程、激素分泌；（4）参与大分子物质合成、酶的转变
15、调节。,钙的吸收利用,吸收率较低，受许多因素影响：1、机体状况：孕妇、乳母、婴幼儿较高，老年人较低；2、维生素D可促进吸收；其它如乳糖、氨基酸等也可促进吸收；3、草酸、植酸、未消化的脂肪酸、膳食纤维皆抑制吸收。,推荐摄入量：成人800mg/天，婴幼儿、儿童增加。UL为2000mg/天。含钙丰富食物：牛奶及其制品、豆类及其制品、虾皮、海产品、坚果类、黑芝麻、黑木耳、蔬菜类等。,（三）铁：是人体必需微量元素中含量最多的一种，总量45克，6075%存在于血红蛋白，3%存在于肌红蛋白，1%为含铁酶类（功能性铁），其余25%左右的铁为储存铁，主要以铁蛋白、含铁血黄素的形式存在于脾和骨髓中。,铁缺乏在儿童
16、、青春期少女、孕妇、乳母较为常见，主要由于摄入不足或需要量增加。铁缺乏分为三个阶段：（1）铁减少期（ID）：储存铁减少，血清铁蛋白浓度下降；（2）红细胞生成缺铁期（IDE）：血清铁下降、铁结合力上升（运铁蛋白饱和度下降）、红细胞游离原卟啉（FEP）浓度上升；（3）缺铁性贫血期（IDA）：血红蛋白和红细胞压积下降。,建议摄入量：18岁以上成年男性为15mg/天，女性为20mg/天。成人UL为50mg。食物中铁有血红素和非血红素两种形式，动物性食物主要是血红素铁，吸收率较高；约为1030%；植物性食物主要是非血红素铁，吸收率较低，15%。食物来源：动物肝脏、血、肉类、鱼类、蛋黄等,（四）碘：体内含
17、量2050毫克，主要分布在甲状腺内，参与甲状腺素合成，生理功能通过甲状腺素体现。碘缺乏可致甲状腺肿大，孕妇缺碘可致新生儿先天克汀病，婴幼儿期缺碘也可致克汀病。建议摄入量：成人150g/天，孕妇、乳母分别增加25、50g；UL为1000g。食物来源：海带、紫菜、海产品,（五）锌：体内含量22.5克，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤。锌是许多酶结构成分或激活剂，已知含锌酶有80余种。功能多样化：1）促进组织生长发育与再生-蛋白质、核酸合成2）促进胎儿发育，孕早期缺乏将致畸形；3）维护正常味觉、嗅觉、促进食欲；4）促进维生素A代谢，利于维护视觉、皮肤健康5）维持、促进免疫功能。,儿童容易发生锌缺乏，表现为
18、：生长发育迟缓、食欲减退、味觉迟钝/丧失、异食癖、性成熟延迟、伤口不易愈合、易反复感染等。建议摄入量：男性15mg/天，女性11mg/天；孕妇、乳母分别增加5、10mg/天。食物来源：牡蛎、动物性食品（肝、肾、心、脑等）,（六）硒：体内含量1420毫克，存在于所有细胞与组织中，肝、肾、胰、心、脾、牙釉质、指甲中含量较高，其次为肌肉、骨骼、血液，脂肪组织最低。体内的硒有两种存在形式，一种是来自膳食的硒蛋氨酸，体内不能合成，作为非调节性储存形式存在，膳食中硒中断时，可向机体提供硒；另一种是硒蛋白中的硒半胱氨酸，为具有生物活性的化合物，此外，还可能存在其它硒的活性形式。,硒-生理功能：1）作为谷胱甘
19、肽过氧化物酶的组成成分（GSH-Px），GSH-Px有抗氧化、清除脂质过氧化物、阻断活性氧和自由基的损伤作用；2）保护心血管和心肌健康，缺乏致克山病；3）对有毒重金属的解毒作用，如汞、镉、铅；4）其它：促进生长、保护视觉/力（白内障）、抗肿瘤。,硒-推荐摄入 成年人50g/日，UL400g/日。食物来源：海产品、动物内脏，如鱼子酱、海参、牡蛎、蛤蛎、猪肾等。,六、维生素（Vitamins）,维生素是维持机体正常生理功能及细胞内特异代谢反应所必需的一大类微量低分子有机化合物。大多数以本体或可被机体利用的前体形式存在于天然食物中，体内不能合成，必需由食物提供。,维生素缺乏症,维生素缺乏在体内是一个
20、渐进过程，最初时机体储备量降低，继而出现相应的生化代谢异常，最后才是组织病理变化，出现临床症状和体征。,维生素种类繁多，化学结构、功能各不相同，按其溶解性分为脂溶性与水溶性两类。脂溶性有A、D、E、K四种，可溶于油脂或有机溶剂，不溶于水，食物中常与脂类共存，酸败脂肪中容易被破坏。过量摄入会导致中毒。,水溶性有B族维生素（B1、B2、B6、PP、B12、叶酸等9种）和维生素C（抗坏血酸），溶于水，多数对光、热敏感，紫外光照射或加热过度易被破坏。摄入过量时，水溶性可从尿中排出，不会中毒；脂溶性可在体内蓄积而引起中毒。,（一）维生素A及胡萝卜素：,维生素A是指含有-白芷酮环的多烯基结构并具有视黄醇生
21、物活性的一大类物质。包括视黄醇、视黄醛和视黄酸。动物体内具有视黄醇生物活性功能的维生素A称为已形成的维生素A。存在于植物性食物中在体内可以转化生成视黄醇的类胡萝卜素称为维生素A原。,维生素A的生理功能：（1）维持上皮细胞正常发育与功能完善；（2）维持暗视觉与正常眼结膜功能；（3）促进骨骼生长与伤口愈合；（4）维持正常免疫功能；（5）胡萝卜素具有抗癌、抗氧化功能。,缺乏症：夜盲症、暗适应力下降、婴幼儿反复感染（上呼吸道、消化道）、干眼病（结膜炎、角膜炎等症状）。建议摄入量：男性800g RE/日，女性700g RE/日。食物来源：动物肝脏、鱼肝油、蛋黄、奶及其制品；深色（红、黄、绿）蔬菜、黄色水
22、果。食物中视黄醇当量（g）=维生素（g）+-胡萝卜素（g）*1/6,（二）维生素D：维生素D是具有胆钙化醇生物活性的一类化合物。人类获得维生素D有两种途径，经口摄入和经阳光照射由皮肤内维生素D原转化而来。维生素D 需在肝脏、肾脏经过两次代谢活化/转化为有活性的-1，25-（OH）2-D3。,生理功能：促进钙、磷吸收；促进骨骼、软骨、牙齿的钙化；与甲状旁腺共同作用，调节血钙在正常范围。缺乏症：婴幼儿佝偻病、成年人骨软化症和骨质疏松。建议摄入量：成人5微克/日，儿童、老年人10微克/日。食物来源：动物肝、蛋黄、海产品；皮肤经日光照射转化。,（三）维生素E：指含有苯并二氢吡喃结构，具有-生育酚生物活
23、性的一类物质。是黄色油状液体，对热、酸稳定，对碱不稳定，对氧十分敏感，油脂酸败加速其破坏。生理功能：1）高效抗氧化剂，保护细胞免受自由基损害；2）促进蛋白质更新合成，预防衰老（改善皮肤弹性、维持生殖功能、增强免疫力）；3）与动物生殖功能和精子生成有关；临床治疗习惯性流产、先兆流产,缺乏症：VitE与VC、SOD、GSH-Px一起构成体内抗氧化系统，保护细胞膜和其它蛋白质的巯基免受自由基攻击，故缺乏维生素E可使细胞抗氧化功能障碍，引起细胞损伤，与抗动脉硬化、癌症、改善免疫功能及延缓衰老过程有关。建议摄入量：成人14mg/日。当多不饱和脂肪酸摄入增加时，应相应增加维生素E摄入，一般为1g（USFA
24、）：0.4mg（VE）。,（四）硫胺素（B1）：又名“抗神经炎因子”或“抗脚气病因子”，是体内代谢和能量代谢关键酶的辅酶，对于促进食欲、胃肠道的正常蠕动、和消化液的分泌等有作用。B1缺乏早期症状不明显，可有疲乏、淡漠、食欲不振、恶心、腿麻、心电图异常等；严重者出现典型脚气病症状。,食物来源：动物内脏、瘦肉类、豆类、酵母、坚果等；全谷含B1丰富；精加工或过度洗米、去米汤则B1几乎全部丢失。某些生鱼中含硫胺素酶会分解B1，烹调加碱也会破坏B1。推荐摄入量：1.261.47mg/10MJ（0.50.6mg/1000kcal）。男性1.4mg/d，女性1.3mg/d。,（五）核黄素（B2）：是体内多种
25、氧化酶系统不可缺少的辅基部分，重要功能为电子传递，直接参与氧化还原反应；间接影响细胞增殖及生长。缺乏症：口角炎、口角湿白及裂隙、唇炎、舌炎、舌肿大、舌乳头萎缩、口腔溃疡、脂溢性皮炎、眼结膜炎、角膜血管增生、畏光等。胎儿骨骼畸形、生长发育迟缓、贫血等。又称-口腔-生殖器综合症。,-建议RNI：1.21.5mg/d；男1.4mg/d，女1.2mg/d。,食物来源：广泛存在，含量较高有动物内脏、乳类、蛋类、蘑菇、豆类和各种绿叶蔬菜。,（六）烟酸/尼克酸/抗赖皮病因子,生理功能-在体内以NAD和NADP的形式作为辅基参与脱氢酶的组成，在生物氧化还原反应中作为氢的受体和电子的供体。NAD参与蛋白质核糖基
26、化过程，与DNA复制、修复和细胞分化有关。NADP在维生素B6、泛酸和生物素存在下参与脂肪酸、胆固醇及类固醇激素等的生物合成。烟酸还是葡萄糖耐量因子GTF的重要成分，具有增强胰岛素效能的作用，但游离烟酸没有此作用。,-缺乏症,缺乏-赖皮病：主要发生在以玉米和高粱为主食的人群，主要损害皮肤、口、舌、胃肠道黏膜及神经系统，典型症状为：皮炎（dermatitis）、腹泻（diarrhea）和痴呆（dementia），又称“三D”症状。,-供给量,RNI：男性14NE/d，女性13NE/dNE：尼克酸当量（mg）=尼克酸（mg）+1/60色氨酸（mg）食物来源：动物性食物，尤其内脏（肝脏）；此外是全谷
27、、种子、豆类。玉米中的含量并不低，但是以结合型存在，所以吸收率低，加碱处理后使之游离出来，就容易被机体吸收利用而不致发生“赖皮病”了。,（七）维生素B6-抗神经炎因子,包括吡多醇（PN）、吡多醛（PL）、吡多胺（PM）三种衍生物。维生素B6主要以磷酸吡多醛的形式作为辅酶参与近百种酶系的反应，大多数与氨基酸的代谢有关，参与机体的转氨基、脱羧、侧链裂解、转硫和消旋等生化反应，在氨基酸的合成与分解代谢上起重要作用。,维生素B6还涉及神经系统中许多酶促反应，使神经递质的水平升高，包括5-羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素、组氨酸和-羟丁酸等。,缺乏症-眼、鼻与口腔周围皮肤脂溢性皮炎，可扩展到面部、前额、耳后
28、、阴囊及会阴处；个别出现神经精神症状，如易激惹、抑郁及人格改变。此外还可引起免疫功能减退，出现高半胱胺酸血症和黄尿酸血症，偶见低色素小细胞贫血。,AI：成人每天1.2mg,食物来源-白色肉类（鸡肉、鱼肉）；其次为肝脏、豆类、坚果类；水果、蔬菜中含量也较丰富，尤其是香蕉。,（八）叶酸-生理功能,以其活性形式-四氢叶酸参与体内一碳单位的转运。不仅通过腺嘌呤、胸苷酸影响DNA和RNA的合成，且可以通过蛋氨酸代谢影响磷脂、肌酸、神经介质及血红蛋白的合成。,-缺乏症,孕早期缺乏叶酸是引起胎儿神经管畸形的主要原因；孕妇叶酸缺乏还可致先兆子痫、胎盘早剥发生率增高；叶酸缺乏可使同型半胱氨酸想光氨酸转化发生障碍
29、，导致高同型半胱氨酸血症；成人表现为-衰弱、精神萎靡、健忘、失眠、阵发性欣快感、胃肠道功能紊乱和舌炎等。,RNI-400DEF/dUL-1000 DEF/d,DEF（叶酸当量）：=膳食叶酸（g）+1.7*叶酸补充剂（g）食物来源：肝、肾、鸡蛋、豆类、绿色蔬菜、水果及坚果类。,（九）维生素C：又称“抗坏血酸”，在体内有还原型和脱氢型两种形式，可以互变.-生理功能：（1）促进铁吸收，以还原剂形式，使铁离子保持2价状态；（2）促使双硫键（-S-S-）还原为（-SH），后者有清除自由基作用；,-生理功能：（3）参与四氢叶酸的一碳单位转移和防止维生素A、E及不饱和脂肪酸的氧化：（4）激活羟化酶，促进胶元蛋白的形成，保护血管弹性，促进伤口愈合；（5）促进肝内胆固醇代谢转化为胆酸：（6）促进肾上腺皮质激素的合成与释放。,缺乏症：坏血病毛细血管脆性增加，牙龈肿胀出血、四肢关节或皮下出血、伤口愈合不良等。食物来源：绿色、红、黄色蔬菜水果，野生果蔬 RNI：100mg/d,
