食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)
食 品 營(yíng) 養(yǎng) 學(xué) 王弘 gzwhongd@163.com 食物的功能 營(yíng)養(yǎng)功能 感官功能 生理功能 什么是營(yíng)養(yǎng)？ 是指人攝取食物后，在體內(nèi)消化和吸收、利用其中的營(yíng)養(yǎng)素以維持生長(zhǎng)發(fā)育、組織更新 和處于健康狀態(tài)的總過(guò)程。 營(yíng)養(yǎng)素 是指具有營(yíng)養(yǎng)功能的物質(zhì)，包括：水、碳水化合物、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì) 營(yíng)養(yǎng)素 人體至少需要40多種營(yíng)養(yǎng)素，包括：9種必需氨基酸， 2種必需脂肪酸， 14種維生素， 6種大量元素， 8種微量元素， 1種糖類(lèi)， 水。 什么是健康？ 根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的定義： 健康是生理、心理及社會(huì)適應(yīng)三方面全部良好一種狀況，而不僅僅是沒(méi)有疾病或虛弱 。 全世界一致公認(rèn)的健康標(biāo)志有13方面 ：生氣勃勃 ，性格開(kāi)朗充滿(mǎn)活力 ，正常的身高體重 ，光滑光澤的頭發(fā) ，堅(jiān)固并帶淡紅色的指甲 ，粉紅的舌頭 ，食欲旺盛 ，正常的體溫脈搏和呼吸率 ，健康的皮膚，正常的大小便 ，不易得病 ，明亮的眼睛粉紅的結(jié)膜 ，健康的牙齦口腔黏膜 。 什么是亞健康？ 是指健康的透支狀態(tài)，即身體確有種種不適，表現(xiàn)為易疲勞，體力、適應(yīng)力和應(yīng)變力衰 退，但又沒(méi)有發(fā)現(xiàn)器質(zhì)性病變的狀態(tài)。 原因： 過(guò)度疲勞造成的腦力、體力透支； 人體的自然衰老； 各種急、慢性疾?。?人體生物周期中的低潮時(shí)期； 營(yíng)養(yǎng)學(xué)發(fā)展史 1893年 提出“蛋白質(zhì)”概念 1898年 提出“營(yíng)養(yǎng)”名詞 1912年 提出“維生素”概念 20世紀(jì)初 熱量的測(cè)定及計(jì)算 1938年Rose 發(fā)現(xiàn)8種EAA 維生素C、維生素A、核黃素與硫胺素的功能… 2000多年前 《神農(nóng)本草經(jīng)》365種上、中、下品藥中，上品者大多為藥食通用的日常食物 晉朝葛洪 肝臟治療眼干燥癥，海藻治療大脖子病。 南北朝《黃帝內(nèi)經(jīng).素問(wèn)》 “五谷為養(yǎng)，五果為助，五畜為益，五菜為充” 唐朝《千金方》食治篇，分水果、蔬菜、谷類(lèi)、鳥(niǎo)獸四門(mén)。提出用谷皮湯熬粥防治腳氣病 等。 元朝忽思慧《飲膳正要》 1330，忽思慧《飲膳正要》成書(shū)，是中國(guó)第一部營(yíng)養(yǎng)學(xué)專(zhuān)書(shū)。 明朝李時(shí)珍《本草綱目》 1578，李時(shí)珍《本草綱目》成書(shū)。在記載的1982種藥物中，有植物性食物300多種，動(dòng)物 性食物400多種。 營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的兩個(gè)主要階段 一是發(fā)現(xiàn)食物中的各種營(yíng)養(yǎng)素，預(yù)防與治療營(yíng)養(yǎng)缺乏病與營(yíng)養(yǎng)不良，以及根據(jù)各種人群 的合理需要制訂營(yíng)養(yǎng)素需要量或供給量標(biāo)準(zhǔn)。 二是研究營(yíng)養(yǎng)如何促進(jìn)健康，研究與膳食有關(guān)的各種疾病，以及如何調(diào)整膳食來(lái)預(yù)防這 種疾病。 營(yíng)養(yǎng)學(xué)成果 在營(yíng)養(yǎng)學(xué)科中最重要的綜合性成果： 膳食指南和推薦的每日膳食中營(yíng)養(yǎng)素供給量標(biāo)準(zhǔn) 推薦的每日膳食中營(yíng)養(yǎng)素供給量標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó) 加拿大——推薦的營(yíng)養(yǎng)素?cái)z取量； 美國(guó)——推薦的膳食允許量（Recommanded Dietary Allowance，RDA） RDA定義 ——在食物中各種已知的必需營(yíng)養(yǎng)素的攝取水平，足夠維持不同性別和年齡絕大部分人 （98%）的健康。 RDA的提出 1936年由國(guó)際聯(lián)盟（League of Nations，簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)聯(lián)）的營(yíng)養(yǎng)委員會(huì)提出營(yíng)養(yǎng)素供給量標(biāo)準(zhǔn)； 1941年美國(guó)科學(xué)院食物與營(yíng)養(yǎng)委員會(huì)第一次提出RDA，并于1943年發(fā)表第一版； 1937年我國(guó)開(kāi)始制訂，1938年經(jīng)中華醫(yī)學(xué)會(huì)公共衛(wèi)生委員會(huì)通過(guò)并發(fā)表，“中國(guó)民眾之 最低限度之營(yíng)養(yǎng)需要”，分別與1952，1955，1962，1980，1981，1988年進(jìn)行了六次 修訂。 膳食參考攝入量（Dietary Reference Intake，DRIs） 1995年8月，美國(guó)科學(xué)院醫(yī)學(xué)研究所食物與營(yíng)養(yǎng)委員會(huì)（FNB）發(fā)表了DRI，代替RDA； 定義為一組每日平均膳食營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量的參考值，包括四項(xiàng)內(nèi)容指標(biāo)： 膳食參考攝入量（Dietary Reference Intake，DRIs） 平均需要量（EAR,estimated average requirements） ——指滿(mǎn)足某一特定性別、年齡及生理狀況群體中50%個(gè)體需要量的攝入水平。 膳食參考攝入量（Dietary Reference Intake，DRIs） 推薦攝入量（RNI，recommanded nutrient intakes） ——指滿(mǎn)足某一特定性別、年齡及生理狀況群體中97%-98%個(gè)體需要量的攝入水平。 RNI=EAR+2SD(標(biāo)準(zhǔn)差) 若假設(shè):1SD=10%EAR, 則 RNI=1.2EAR 膳食參考攝入量（Dietary Reference Intake，DRIs） 適宜攝入量（AI，adequate intakes） ——指通過(guò)觀察或?qū)嶒?yàn)獲得的健康人群對(duì)某種營(yíng)養(yǎng)素的攝入量。 AI>EAR AI>RNI AI動(dòng)物油脂 必需脂肪酸的含量 植物油中含有較多的必需脂肪酸，故營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較動(dòng)物油脂高； 椰子油例外； 動(dòng)物的心、肝、腎及血中含有較多的亞油酸和花生四烯酸。 脂溶性維生素含量 植物油中含有較多維生素E; 動(dòng)物脂肪中幾乎不含維生素； 動(dòng)物肝臟或奶和蛋中含有豐富的維生素A和維生素D。 油脂的穩(wěn)定性 耐儲(chǔ)藏、穩(wěn)定性高的油脂不易發(fā)生酸?。?植物油脂中含有豐富的維生素E，是天然的抗氧化劑。 脂肪在膳食能量中的比例和食物來(lái)源 在膳食能量中的比例 20－30% 食物來(lái)源 烹調(diào)用油脂； 各種植物油和動(dòng)物脂肪等。 第四節(jié) 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)的生理功能 人體蛋白質(zhì)的構(gòu)成 正常人體內(nèi)16-19%是蛋白質(zhì)； 人體內(nèi)的蛋白質(zhì)處于動(dòng)態(tài)平衡中； 每天約有3%的人體蛋白質(zhì)被更新。 蛋白質(zhì)的生理功能 是人體組織的構(gòu)成成分； 膠原蛋白占人體蛋白質(zhì)的1/3； 指、趾甲中含有角蛋白； 從細(xì)胞膜到細(xì)胞中各種結(jié)構(gòu)均含有 蛋白質(zhì)。 構(gòu)成體內(nèi)各種重要物質(zhì)； 酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)； 多種激素； 免疫分子； 細(xì)胞膜和血液中的載體分子； 體液中的蛋白，維持體液滲透壓及酸堿 平衡； 供給熱能； 每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)約產(chǎn)生16.7KJ（4.0kcal）的熱能； 必需氨基酸 構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸 20種； 分類(lèi) 必需氨基酸； 半必需氨基酸； 非必需氨基酸； 條件性必需氨基酸 人體能夠合成，但是在嚴(yán)重應(yīng)激狀態(tài)或某些疾病的情況下容易缺乏，從而對(duì)身體產(chǎn)生 有害影響的氨基酸。 蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià) 從食物蛋白質(zhì)含量，消化吸收的程度，人體的利用程度三方面評(píng)價(jià)蛋白 氨基酸模式（amnio acid pattern） 定義 某種蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的構(gòu)成比例。 計(jì)算方法 將該種蛋白質(zhì)中的色氨酸含量定為1，分別計(jì)算出其他必需氨基酸的相應(yīng)比值，為 一系列值。 參考蛋白（reference protein） 雞蛋蛋白質(zhì)與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式最接近，在實(shí)驗(yàn)中常以它作為參考蛋白。 限制氨基酸（limiting amino acid） 食物蛋白質(zhì)中一種或幾種必需氨基酸含量較低，導(dǎo)致其他EAA在體內(nèi)不能被充分利用， 造成蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低，這種含量相對(duì)較低的必需氨基酸稱(chēng)為限制氨基酸。 氨基酸評(píng)分（amino acid score，AAS） 也稱(chēng)蛋白質(zhì)化學(xué)評(píng)分，是指食物蛋白質(zhì)中的必需氨基酸和理想模式或參考蛋白中相應(yīng) 的必需氨基酸的比值，理想氨基酸模式采用FAO提出的模式 氨基酸評(píng)分計(jì)算 首先計(jì)算被測(cè)蛋白質(zhì)中每種必需氨基酸的評(píng)分值； 其次找出第一限制氨基酸的評(píng)分值，亦為該食物蛋白質(zhì)的最終氨基酸評(píng)分。 1）求出每克蛋白質(zhì)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，即為小麥粉的氨基酸評(píng)分值 蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià) 經(jīng)消化率修正的氨基酸評(píng)分（protein digestibility corrected amino acid score，PDCAAS） 蛋白質(zhì)-能量缺乏癥 蛋白質(zhì)-能量缺乏癥（protein-energy malnutrition,PEM） 由于疾病和營(yíng)養(yǎng)不良，或是饑餓引起的熱能和蛋白質(zhì)的嚴(yán)重不足，血漿蛋白質(zhì)含量低 于3.5g/mL。 分類(lèi)——根據(jù)發(fā)生原因分 原發(fā)性——是因食物蛋白和能量的攝入量不能滿(mǎn)足身體生理的需要而發(fā)生的。其主要原 因有：①食物缺乏。多發(fā)生在荒年或戰(zhàn)爭(zhēng)年代；②食物攝取不足。多因禁食、偏食、 素食；③需要量增加。如妊娠、授乳、兒童生長(zhǎng)發(fā)育等。嬰幼兒往往因乳汁不足或斷 乳后飲食不合理或并發(fā)其它傳染病而誘發(fā) 繼發(fā)性——多與其它疾病并發(fā)。主要由于食欲下降，吸收不良，分解代謝亢進(jìn)，消耗增 加，合成代謝障礙以及大量流血、滲出等使攝入的蛋白質(zhì)和能量不能滿(mǎn)足身體的需 要而發(fā)生的。在臨床上常見(jiàn)合并蛋白質(zhì)- 能量營(yíng)養(yǎng)不良的疾病有：癌癥、貧血、腎病、失血、發(fā)燒、心臟功能代償不全、慢 性胃腸炎、結(jié)核病、肝硬化、腹水、中毒性甲狀腺腫、糖尿病、寄生蟲(chóng)病、神經(jīng)病 及某些外科手術(shù)后等。 分類(lèi)——根據(jù)臨床上分 水腫型Kwashiorker——熱能攝入量基本滿(mǎn)足而蛋白質(zhì)嚴(yán)重不足的兒童營(yíng)養(yǎng)性疾病，主要 表現(xiàn)為腹、腿水腫，虛弱、表情淡漠、生長(zhǎng)滯緩、頭發(fā)變色、變脆，易感染等疾病 。 消瘦型Marasmus——蛋白質(zhì)和熱能攝入量均嚴(yán)重不足的兒童營(yíng)養(yǎng)性疾病，表現(xiàn)為瘦弱無(wú) 力，易感染其他疾病而死亡。 蛋白質(zhì)缺乏的原因 膳食中蛋白質(zhì)和熱能供給不足； 消化吸收不良； 蛋白質(zhì)合成障礙； 蛋白質(zhì)損失過(guò)多，分解過(guò)甚。 蛋白質(zhì)DRIs及食物來(lái)源 DRIs 蛋白質(zhì)人體需要量的衡量依年齡的不同而不同 對(duì)嬰兒是以母乳為基礎(chǔ)的測(cè)量方法； 對(duì)成人主要以要因加算法和氮平衡法。 第六節(jié) 維生素 維生素及其特點(diǎn) 脂溶性維生素 水溶性維生素 維生素及其特點(diǎn) 維生素（vitamin） 是一類(lèi)人體不能合成，但又是機(jī)體正常生理代謝所必需，且功能各異的微量低分子有 機(jī)化合物。 維生素的特點(diǎn) 以本體或前體化合物存在于天然食物中； 在體內(nèi)不能合成，必須由食物供給； 在機(jī)體內(nèi)不能提供能量，不參與機(jī)體組織的構(gòu)成，但在調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的過(guò)程中起重要 作用； 機(jī)體缺乏維生素時(shí)，物質(zhì)代謝將發(fā)生障礙，表現(xiàn)出不同的缺乏癥。 維生素命名系統(tǒng) 按發(fā)現(xiàn)歷史順序； 按其特有的功能； 按其化學(xué)結(jié)構(gòu)。 維生素分類(lèi) 按溶解性分 脂溶性維生素——維生素A、維生素D、維生素E、維生素K； 水溶性維生素——B族維生素（B1、B2、尼克酸、泛酸、維生素B6、葉酸、維生素B1 2、生物素、膽堿）和維生素C 脂溶性維生素 維生素A 理化性質(zhì) 又稱(chēng)為視黃醇，抗干眼病維生素； 僅存在于動(dòng)物性食物中 存在形式 生物活性以醇、醛、酸的形式存在； 食物中大都以視黃酯的形式存在； 植物食品中的部分類(lèi)胡蘿卜素在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素A，被成為維生素A原。β- 胡蘿卜素活性最高。 生理功能 維持正常視覺(jué)； 維持上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性； 促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，維持正常免疫功能； 對(duì)生殖的影響； 防癌作用。 缺乏癥 暗適應(yīng)能力降低及夜盲癥； 毛囊角化過(guò)渡癥； 干眼病，出現(xiàn)角膜皺褶及畢脫氏斑； 呼吸道炎癥； 兒童發(fā)育緩慢； 生殖障礙。 維生素D(鈣化醇，抗佝僂病維生素) 理化性質(zhì) 在中性及堿性條件下對(duì)熱穩(wěn)定，烹調(diào)過(guò)程不受破壞； 光、酸促使其異構(gòu)化； 吸收與代謝 獲得途徑——皮膚和食物攝取； 在小腸吸收； 經(jīng)肝臟、腎臟代謝； 儲(chǔ)存在脂肪組織中，其次是肝臟、大腦、肺、脾 生理功能 與鈣和磷的代謝有關(guān)； 防止氨基酸通過(guò)腎臟時(shí)的丟失； 免疫調(diào)解作用； 缺乏癥 佝僂??； 骨軟化癥。 過(guò)量及毒性 因人而異，一般不超過(guò)400IU（10μg）/日 過(guò)量中毒 高血鈣癥 高尿鈣癥 厭食、惡心、嘔吐、口渴、多尿、皮膚瘙癢、肌肉乏力、關(guān)節(jié)酸痛 參考攝入量（DRIs）與食物來(lái)源 最低需要量難以確定 UL為20 μg/d 來(lái)源 曬太陽(yáng) 魚(yú)肝油 海產(chǎn)品、動(dòng)物肝臟、蛋黃、奶油等 維生素E(生育酚) 理化性質(zhì) 淺黃色油狀液體 對(duì)酸、熱穩(wěn)定，遇堿不穩(wěn)定，易發(fā)生氧化 油脂的酸敗可加速維生素E的破壞。 儲(chǔ)存 脂肪組織 肌肉 細(xì)胞膜和脂蛋白中 生理功能 抗氧化作用 提高運(yùn)動(dòng)能力、抗衰老 調(diào)解體內(nèi)某些物質(zhì)合成 阻斷亞硝胺生成 缺乏癥 較少發(fā)生維生素E缺乏癥； PUFA攝入過(guò)多可導(dǎo)致維生素E缺乏 表現(xiàn)為： 紅細(xì)胞脆性增加 尿中肌酸排出增多 新生兒溶血性貧血 癌癥、動(dòng)脈粥樣硬化、白內(nèi)障等病變的危險(xiǎn)性增加。 過(guò)量及毒性 毒性較低 大量引起短期的胃腸道不適 干擾維生素A和維生素K的吸收（>1200mg/d） 干擾維生素的代謝 參考攝入量及食物來(lái)源 不同人群的UL不同 PUFA攝入增多時(shí)，可適當(dāng)增加維生素E的攝入 每攝入1gPUFA應(yīng)攝入0.4mg維生素E 食用植物油的總生育酚含量最高 谷類(lèi)食物的含量也較高——麥胚 水溶性維生素 維生素B1(硫胺素，抗腳氣病、抗神經(jīng)炎因子) 生理功能 輔酶功能 非輔酶功能 缺乏癥 腳氣病——疲倦、頭痛、心血管和神經(jīng)系統(tǒng)癥狀； 韋尼克（Wernicke）腦病——精神錯(cuò)亂，昏迷等； 科爾薩克夫（Korsakoff）精神病——遺忘性精神?。?易發(fā)人群 攝入不足和酒精中毒 長(zhǎng)期透析腎病患者； 飲茶太多或吃大量生魚(yú)的人； 腳氣病癥狀 神經(jīng)系統(tǒng): 尤其是末梢神經(jīng)受損嚴(yán)重，髓鞘退化及色素沉著。重者神經(jīng)軸被破壞。以坐骨神經(jīng)及 其分支受累較為常見(jiàn)，并且出現(xiàn)較早。其他，前臂神經(jīng)等亦可累及。 心血管系統(tǒng): 心臟擴(kuò)張肥厚，尤以右側(cè)明顯。心肌水腫，其心肌纖維粗硬。血管充血，但組織結(jié)構(gòu) 正常。 組織水腫及漿膜腔積液：組織水腫多見(jiàn)于下肢。體腔漿液滲出，可見(jiàn)于心包腔、胸腔及 腹腔。 肌肉萎縮：出現(xiàn)于受累神經(jīng)支配的肌肉。鏡下可見(jiàn)肌纖維橫紋消失、混濁腫脹及脂肪變 性。 參考攝入量及食物來(lái)源 體內(nèi)儲(chǔ)存較少，需要經(jīng)常攝取 動(dòng)物內(nèi)臟、肉類(lèi)、豆類(lèi)...
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