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1、能量营养素与能量代谢,重庆医科大学公共卫生学院营养与食品卫生学教研室,Energy-yielding nutrients and energy metabolism,张 艺,蛋白质,Protein,营养学意义氨基酸食物蛋白质营养价值的评价人体蛋白质参考摄入量人体蛋白质代谢状况的评价食物来源,内 容,参与细胞和组织的构成 提供能量 合成重要生理活性物质 其他：人体氮唯一的来源、提供必需氨基酸,蛋白质营养功能,人体蛋白质的氨基酸的分类及名称 氨基酸模式及优质蛋白质 限制氨基酸及蛋白质互补作用,氨基酸,氨基酸是蛋白质的基本组成单位,必需氨基酸(essential amino acid)：是指人体不能
2、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的氨基酸。条件必需氨基酸(conditionally essential amino acid)：可减少人体对某些必需氨基酸需要量的氨基酸。非必需氨基酸(nonessential amino acid)：人体自身可以合成以满足机体需要的氨基酸。,人体蛋白质氨基酸的分类,20种构成人体蛋白质的氨基酸,顺口溜：一家借两三本书来做,如何判定食物蛋白质的营养价值?,定义：指蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例，它是一系列的比值。计算方法：色氨酸含量定为1。意义：反映了食物蛋白质与人体蛋白质必需氨基酸在种类及含量上的差异。,氨基酸模式,几种食物和人体氨基酸
3、模式,优质蛋白质(high quality protein)：指与人体蛋白质氨基酸模式接近的蛋白质，其必需氨基酸被机体利用的程度高，营养价值也相对越高。例：动物蛋白与大豆蛋白,以下食物中的蛋白质哪种质量更好？,如何提高食物蛋白质的营养价值?,限制氨基酸的定义：,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。例：米、面粉中赖氨酸含量最少。,不同食物混合食用，相互补充其必需氨基酸不足，从而提高膳食蛋白质的营养价值。例：肉类和大豆蛋白可弥补米面蛋白质中赖氨酸的不足。,蛋白质互补作用(complementary action)的
4、定义：,食物氨基酸强化 蛋白质互补作用,如何提高蛋白质的营养价值？,食物蛋白质含量 食物蛋白质的质量 蛋白质的消化率 蛋白质的利用率,食物蛋白质营养价值评价,食物蛋白质含量,食物蛋白质含量是其营养价值的基础 微量凯氏定氮法原理：各种食物蛋白质中氮含氮量平均为16%，即gN相当于.25g蛋白质,蛋白质消化率：(digestibility),蛋白质消化率=（吸收氮/摄入氮）100%=（(摄入氮-（粪氮粪代谢氮）/摄入氮)100%反映在消化道内被分解的程度反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度,几种食物蛋白质消化率（%）,1)BV=(储留氮/吸收氮)100%=（吸收氮-（尿氮-尿代谢氮）/吸收氮)100
5、%2)反映:食物蛋白质经消化吸收后被机体利用程度，BV越高表明被机体利用程度越高3)用途:指导肝、肾病人的膳食,生物学价值（biological Value,BV）：,蛋白质利用率：,几种食物蛋白质质量,我国成人蛋白质摄入量：RNI 供能占总能量10%-15%优质蛋白质至少应占总蛋白质摄入量的1/3以上,人体蛋白质参考摄入量,成年人蛋白质RNI(g/day),男性人群 RNI18岁轻体力 75 中等体力 80 重体力 90 50岁 75,女性人群 RNI18岁轻体力 65 中等体力 70 重体力 80妊娠早期+5妊娠中期+15 妊娠晚期+20乳母+2050岁 65,人体蛋白质参考摄入量,蛋白质
6、摄入不足：PEM(蛋白质能量营养不良）washioker：能量摄入基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病。Marasmus：蛋白质和能量摄入均严重不足的儿童营养性疾病。蛋白质摄入过多：加重肾脏负荷动物蛋白摄入过多：胆固醇、脂肪、骨质疏松,蛋白质摄入不合理对人体的的影响,Kwashiorkor,蛋白质摄入不合理对人体的的影响,定义：反映了人体摄入氮与排出氮关系，它是衡量机体蛋白质代谢状况的重要指标。摄入氮（食物氮）：食物中含氮物质绝大部份是蛋白质排出氮：蛋白质在体内分解代谢产生的含氮物质主要由尿、粪排出用公式表示：B=I-（U+F+S）B：氮平衡；I：摄入氮或食物氮；U：尿氮；F：粪氮；S：皮
7、肤等氮损失,氮平衡,人体蛋白质代谢状况的评价,氮的总平衡：B=O，反映正常成人的蛋白质代谢情况氮的正平衡：B，部分摄入的氮用于合成体内蛋 白质，儿童、孕妇及恢复期病人属于此种情况氮的负平衡：B，蛋白质摄入需要量不足，例如 饥饿或消耗性疾病患者,氮平衡用于评价人体蛋白质代谢状况,氮平衡反映机体蛋白质代谢概况，长时期的不恰当的正氮平衡与负氮平衡都可对人体造成伤害,人体蛋白质代谢状况的评价,日常生活最主要来源：粮谷类优质蛋白质来源：蛋、奶及奶制品、豆类及其制品,食物蛋白质来源,概念：必需氨基酸、氨基酸模式、优质蛋白质、限制氨基酸、蛋白质互补作用如何评价食物蛋白质营养价值？氮平衡如何反映机体蛋白质代谢
8、状况？,重 点,Carbohydrate,碳水化合物,是由碳、氢、氧三种元素构成，是多羟基的醛、酮或多羟基醛、酮的缩合物。,碳水化合物的概念,单糖：不能再水解成更简单碳水化合物的糖类。葡萄糖、半乳糖、果糖、核糖、糖醇类（衍生物）等。双糖：由二分子单糖缩合而成的糖类。蔗糖、海藻糖、麦芽糖、乳糖等寡糖：又称低聚糖，由3-10个单糖构成的一类小分子多糖。棉子糖、水苏糖、双歧因子大豆低聚糖等。多糖：由10个以上单糖组成的大分子糖。包括可利用多糖和不可利用多糖。可利用多糖：淀粉、糊精、糖原等不能被利用的多糖：膳食纤维、改性淀粉和抗性淀粉等,碳水化物的分类,乳糖不耐受症（lactose intoleran
9、ce）,因小肠黏膜细胞乳糖酶缺乏，机体不能或只能部分消化乳糖，引起胃肠不适、胀气和腹泻等。虽然多数人认为是“牛奶过敏”，但并不是真正意义上的食物过敏。,膳食纤维（dietary fiber）,定义：存在于植物体中不能被人体消化吸收的多糖。种类：不溶性纤维：纤维素、半纤维素、木质素可溶性纤维：果胶、树胶、某些半纤维素,膳食纤维的生理作用防止便秘，预防肠道疾病，如结肠癌等有利于控制体重，预防肥胖降低餐后血糖水平，辅助防治糖尿病预防心血管病及胆石症吸附化学物质,提供能量；参与合成重要生理活性物质；抗生酮作用和节约蛋白质作用。,碳水化物营养功能,抗生酮作用：当体内碳水化合物不足时，脂肪在体内不能被彻底
10、分解而产生酮体，过多酮体生成超过肝外组织利用的能力，则可引起酮血症，影响肌体的酸碱平衡。而体内充足的碳水化合物则可以防止此种现象发生，此种作用即为抗生酮作用。,糖异生作用：从非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨 基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程。节约蛋白质作用：体内碳水化合物供给不足的时，机体就通过糖异生作用，动用体内（甚至是器官中的蛋白质）或者食物中消化吸收的蛋白质，来生成葡萄糖以满足自身的需要，这就对人体造成了损害。摄入足够的碳水化合物，就可以防止体内或者膳食中的蛋白质转变为葡萄糖，这就是所谓的节约蛋白质作用。,供给量：占总能量55-65%来源：粮谷类、薯类、食糖膳食纤维来源：粮谷麸皮、燕麦、蔬
11、菜、水果,正常成人碳水化物供给量及食物来源,小结,基本概念：节约蛋白质作用、抗生酮作用问题：膳食纤维包含有哪些成分？有何营养意义？,膳食脂类,Dietary Lipids,一、脂类的定义及特点,定义：不溶于水，易溶于有机溶剂，并能为机体利用的一类有机化合物。特点：脂溶性,膳食脂类的分类及PUFA的意义,脂类=脂肪,类脂：又称定脂，包括固醇类、磷脂、糖脂、脂蛋白等脂肪：又称动脂、中性脂肪、甘油三酯或三脂肪酸甘油，由一分子甘油和三分子脂肪酸(fatty acid)组成，占食物中脂类的95%。,脂肪酸的分类（1）,按碳链长度 长链脂肪酸(14C)、中链脂肪酸(612C)、短链脂肪酸(5C)按饱和程度
12、 饱和脂肪酸（SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)、多不饱和脂肪酸(PUFA),脂肪酸的分类（2）,按双键位置（距离碳原子的位置）n-3系列不饱和脂肪酸、n-6系列不饱和脂肪酸、n-9系列不饱和脂肪酸，n也可以用代替。,C18:3,n-3-亚麻酸,脂肪酸的分类（3）,按空间构象 顺式不饱和脂肪酸（cis-fatty acid）反式不饱和脂肪酸（trans-fatty acid）,顺式结构,反式结构,必需脂肪酸（essential fatty acids）,定义：人体不能合成而必需从食物中获得的多不饱和脂肪酸。种类：（n)-3 PUFA：-亚麻酸（十八碳三烯酸）（n)-6 PUFA：亚油酸（十八
13、碳二烯酸）,PUFA体内代谢体系,预防心血管系统疾病：调节血脂水平，防止动脉血栓形成；降血压；抗炎症反应，减少血管内皮损伤。实验表明EPA、DHA具有较好的抗癌作用。调节特定组织细胞生长：PUFA对脑、神经组织、视网膜发育有影响。DHA和AA是脑和视网膜中两种主要的多不饱和脂肪酸；调节炎症反应：通过调节二十碳烷酸类化合物的合成，平衡炎症反应程度。,PUFA的生理功能,含较高比例-亚麻酸的食物来源,亚麻籽油,含较高比例-亚麻酸的食物来源 紫苏籽油,含较高比例-亚麻酸的食物来源 马齿苋（300400mg/100g鲜叶）,含较高比例DHA的食物来源 金枪鱼、鲑鱼、沙丁鱼,含较高比例亚油酸的食物来源：
14、玉米油、葵瓜子油、红花油、大豆油含较高比例-亚麻酸的食物来源：月见草油、琉璃苣油、黑加仑油,含较高比例亚油酸和-亚麻酸的食物来源,提供并储存能量构成身体成分类脂参与合成重要生理活性物质提供或促进脂溶性维生素吸收提供必需脂肪酸帮助更有效地利用碳水化合物和节约蛋白质作用；其它：改善食品风味、促进食欲，增加饱腹感，维 持体温，保护作用,膳食脂类营养功能,脂类的营养价值评价,脂肪酸：必需脂肪酸含量越高，比例越接近n-6/n-3=46:1，营养价值越高脂肪酸比例越接近S:M:P=1:1:1，营养价值越高脂溶性维生素：越多，营养价值越高消化率：与其熔点有密切关系，熔点越低，消化率越高。消化率高，吸收速度快
15、的油脂，人体的利用率就高。,生活中选择什么油脂好？,植物油:菜子油、花生油、大豆油？动物油：猪油、牛油？,不同食用油脂的脂肪酸组成,成人供给量 总脂肪占总能量20-30%；必需脂肪酸能量占总热能3%；S:M:P=1:1:1 n-6/n-3=46:1 胆固醇300mg/day,脂类供给量和食物来源,中国居民膳食脂肪适宜摄入量（AI）（脂肪能量占总能量的百分比，%）,脂类食物来源,脂类：植物油、动物油、肉类、坚果、油料种子、营养补剂胆固醇：动物性食品（内脏）反式脂肪酸：油炸快餐食品及人造黄油中,脂类的食物来源,脂类的食物来源,小结,基本概念：必需脂肪酸问题：生活中我们应该如何选择用油？,人体需要的
16、能量来自于碳水化物、膳食脂类和蛋白质三种营养素；蛋白质除了提供能量，它还是人体重要结构性和功能性物质；脂类属于高能量营养素，但其供能比例不能过高；人体主要能源物质是碳水化物。,The end,能量代谢,Energy metabolism,能量的表示,来自食物的能量卡路里(calorie)、千卡(kcal)焦耳(joule)、千焦(kJ)单位换算关系1 kcal=4.18kJ,营养素能量系数,定义：每克营养素在体内氧化释放的能量。应用：计算摄入能量的多少指导食物的选择,Atwater(1844-1907),三大营养素的能量系数,三大营养素的能量系数 蛋白质（4 Kcal/g）碳水化合物（4 Kc
17、al/g）脂肪（9 Kcal/g）,人体能量的利用,人体能量消耗的途径 基础代谢 体力活动 食物热效应 其他特殊需要,基础代谢(basal metabolism)定义：维持人体最基本生命活动所必需的能量消耗。影响因素：体型和体表面积、年龄、性别、内分泌因素等,基础代谢能量的估计粗略估计法：男性:1 kcal/kg.bw/h 女性：0.9 kcal/kg.bw/h,基础代谢能量的估计 基础代谢估计另一公式Harris&Benedic男性：66.47+13.75体重(kg)+5身高(cm)-6.75 年龄(岁)女性：655.09+9.46体重(kg)+1.84身高(cm)-4.67年龄(岁),体力
18、活动（physical activity）有氧运动 柔韧运动 肌肉力量训练 久坐少动,人体能量需要量的不同主要是由于体力活动的差别,肌肉发达程度 体重 活动时间及强度,影响体力活动的因素,食物特殊动力作用（SDA）,定义：又称食物热效应（TEF）,是因为摄入食物使能量消耗额外增加的现象。影响因素：食物营养成分：蛋白质碳水化合物脂肪进食量：吃得越多，能量消耗越多进食频率：快慢 估计法：基础代谢消耗能量的10%。,其他特殊能量需要,生长发育：每增长1g体重，需要4.78kcal的能量;孕妇：供给胎儿和体脂储存；乳母：合成乳汁，每分泌100ml乳汁需要能量85kcal；创伤恢复。,推荐的能量来源分布,碳水化物（55%-65%）蛋白质（10%-15%）脂肪（20%-30%）,小结,基本概念：能量单位换算、能量系数、SDA问题:1.人体能量消耗有哪几个方面?2.三大产能营养素各自的能量系数是多少?正常成年人能量来源合理比例是怎样？,
