第三章人体需要得营养素和能量

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1、第三章 人体需要的能量和营养素,能量 碳水化合物 脂类 蛋白质 维生素 矿物质 水,1 能量,1.1 概述与几个概念 能量密度：每克食物中所含的能量 食物能值：食物彻底燃烧时所测得的能值，即物理燃烧值或总能值。 生理能值：即机体可以利用的能值。 人们为了维持生命、生长、发育、繁殖后代和从事各种活动，每天必须从外界取得一定的物质和能量，这通常由食物提供。,1900年以前，关于食品的能量问题几乎控制着整个营养学，其后由于蛋白质的质量以及维生素、矿物质等问题显得突出，能量问题趋于忽视，大约到1939年前后，人们才再一次认识到能量供应的重要。今天，肥胖症、心血管疾病等问题让人们不得不再次重视起能量的供

2、应情况。,1.2影响人体能量需要的因素： 1.2.1 基础代谢：维持生命活动所需要的能量。具体来说是指机体处于静卧、空腹、清醒但不思维，室温条件下所需能量的消耗。包括维持肌肉紧张状态、血液循环、呼吸活动，以及与生长有关的腺体分泌和细胞代谢活动等。基础代谢是人体最低限度的能量需求。 基础代谢率：BMR，Basal Metabolic Rate 单位时间内人体所消耗的基础代谢能量 基础代谢能量消耗有体表面积和体重估算两种方法。,1.2.1.1 体表面积估算法： 首先测定身高H （cm）、体重W（kg）,根据回归方程法计算体表面积M2 （m2） M2 =0.00659H+0.0126W-0.1603

3、 再根据年龄BMR计算， 基础代谢能=年龄BMR* M2 *24hr 1.2.1.2 体重(B.W)估算法： 成年男子基础代谢能=1.0kcal/kg.hr *B.W*24hr 成年女子基础代谢能=0.9kcal/kg.hr *B.W*24hr 青少年、儿童增加10-12%；老年人减少10-15%； 孕妇、乳母在女性的基础上增加20%,1.2.1.3 基础代谢的影响因素： 体表面积与体型（身高、体重）； 年龄：年龄不同，各组织所占的比例不同； 性别：与去脂组织有关，男性多； 营养及机能状况：疾病感染时，基础代谢增加； 气候等。 基础代谢在每日能量总消耗中占60-70%,1.2.2 体力活动：

4、大约占总能量需要的15-30%，但是变异大。 体力活动，特别是体力劳动是相同性别、年龄、体重和身体组成中影响个体能量需要的最重要因素。这与劳动强度、从事劳动时间、对劳动熟练程度有关。即劳动强度越大、从事劳动时间越长、对劳动越不熟练所消耗的能量越多。 我国现阶段一般把成人体力活动分为三级： 轻体力活动、中等体力活动、重体力活动。 其具体能量消耗见相关表格。,1.2.3 食物特殊动力作用 是指人体由于摄食所引起的一种额外能量消耗。相当于基础代谢能耗的10%左右。 原因可能是： 1.2.3.1 食物在消化道进行消化、吸收、代谢过程中增加了能量消耗； 1.2.3.2 各种食物所含能量，只有转变成ATP

5、的部分才能被机体利用，其余的则作为热能向体外散发； 1.2.3.3 机体内合成代谢需要一定能耗。,1.2.4 其他 也有人认为，包括以下几个部分： 1.2.4.1 静息代谢率RMR(rest metabolic rate); 1.2.4.2 运动生热效应TEE(the thermic effect of exercise); 1.2.4.3 食物的生热效应TEF(the thermic effect of food); 1.2.4.4 兼性（适应性）生热效应FT(facultative thermogenesis),低于每天总能量消耗的10-15%，但可对长期的体重变化具重要影响（减肥）,1.

6、3 膳食能量推荐摄入量 能量推荐摄入量采用一般人群的平均需要量 2000.10 我国建议：18-49岁成年男性根据轻等、中等、重等劳动分级强度的不同，其RNI分别为2400、2700、3200kcal，女性则分别为2100、2300、2700kcal。 在膳食能量摄入比例方面，碳水化合物供能占总能量的55-65%；脂肪占20-30%；蛋白质占11-14%,1.4 几种营养素的食物能值和生理能值：单位kcal/g,2 糖类,2.1 功能： 2.1.1 供能和节约蛋白质 糖类节约蛋白质的作用：由于供给糖类（脂肪），提供了能量。减少了蛋白质单纯作为供给热能的分解代谢，因而有利于改善氮平衡状态，增加体

7、内氮的储留量。也即糖类对蛋白质的保护作用。 2.1.2 构成机体组织 2.1.3 维持心脏和神经系统的正常功能 2.1.4 保肝解毒 2.1.5 加工中的重要原辅料和特殊碳水化合物特殊功能,2.2 膳食纤维的生理作用： 膳食纤维：指木质素与不能被人体消化酶所消化的多糖的总称。 2.2.1 改善大肠功能，有利于排便 2.2.2 降低血浆胆固醇 2.2.3 改善血糖生成反应 2.2.4 改变消化系统中菌群，有利于预防结肠癌的发生,2.3 碳水化合物的食物来源和适宜摄入量 2.3.1 食物来源： 主要存在于植物食品中： 根茎类食物以及谷类及其制品淀粉； 水果蔬菜-果糖、蔗糖、膳食纤维； 食糖-蔗糖；

8、 此外硬果类以及蜂蜜中富含碳水化合物。 唯一重要的动物性碳水化合物来源是乳类食品的乳糖。,2.3.2 适宜摄入量 中国营养学会认为，现阶段我国居民碳水化合物所占全日总能量的55-65%为宜。 碳水化合物供应不足，热能供应不足，造成蛋白质低效消耗，于成年人工作效率下降，于儿童，则生长发育迟缓； 摄入过多则与身体肥胖、糖尿病有关。,3 脂类,3.1 功能 3.1.1 供给能量；1g脂肪在体内氧化产生9kcal能量 3.1.2 构成机体组织； 3.1.3 提供必需脂肪酸； 3.1.4 促进脂溶性维生素的吸收； 3.1.5 保护机体； 3.1.6 增加饱腹感和改善食品感官性状。,3.2 必需脂肪酸（E

9、FA）的功能： 3.2.1 是细胞和线粒体膜的重要组成成分； 3.2.2 与脂质代谢有密切关系，对胆固醇的代谢也很重要； 3.2.3 作为前列腺素在体内合成的原料,缺乏会影响脂肪的降解，发生脂肪肝； 3.2.4 和生殖细胞的形成及妊娠、授乳、婴儿生长有关； 3.2.5 对由于X射线引起的皮肤伤害有保护作用等。,3.3 脂肪的食物来源和适宜摄入量 3.3.1 食物来源： 动物脂肪如猪、牛、羊肉、动物内脏和动物油等； 油料作物和植物油如大豆、花生、芝麻及其油脂等。 3.3.2 适宜摄入量： 3.3.2.1 世界各国对脂类的摄入量没有统一的标准。 3.3.2.2 中国营养学会依照WHO/FAO建议提

10、出1：1：1。 3.3.2.3 依占总能量的比例： 儿童和少年25-30%；成年人20-25%为宜，一般不超过30%，胆固醇每日摄入量小于300mg.,4 蛋白质,4. 1 概况： 蛋白质是生命的物质基础； 是复杂的含氮有机物，占活细胞干重的50%或更多； 分子量五千到几百万，通常由C、H、O、N、S组成； 蛋白质完全水解产生-氨基酸； 根据组成，可以分为简单蛋白和结合蛋白； 成人体重的18%为蛋白质，它们在体内的分布为：肌肉50%、骨骼与软骨20%、皮肤10%、其他组织和体液20%,4.2 功能： 4.2.1 构成生命活动的重要物质-生物活性蛋白质 4.2.1.1 调节、催化代谢反应； 4.

11、2.1.2 参与物质转运； 4.2.1.3 维持各器官的一定形态，构成人体支架； 4.2.1.4 与肌肉收缩有关； 4.2.1.5 维持正常胶体渗透压； 4.2.1.6 增强免疫力(补充食品免疫概念和方法）； 4.2.1.7 与遗传相关等等。,4.2.2 构成和修补机体组织-结构蛋白 每天成人体内的蛋白质约有3%左右需要更新 4.2.3 提供能量 每克蛋白质在人体内完全氧化可以产生4kcal能量 4.2.4 赋予食品重要的功能特性 持水性； 起泡性；乳化作用等等,4.3 蛋白质在营养学中的分类：依营养价值高低分为： 4.3.1 完全蛋白质：含有人体生长所必需的各种氨基酸 ，且其比例接近人体需要

12、，如酪蛋白、乳白蛋白、卵白蛋白、大豆蛋白等。 4.3.2 不完全蛋白：这类蛋白质缺少一种或几种人体必需的氨基酸，当仅用这种蛋白质为唯一蛋白质来源时，它不能促进生长，甚至不能维持生命，如白明胶、动物结缔组织、玉米胶蛋白等。 4.3.3 半完全蛋白：介于两者之间，含有人体生长所必需的各种氨基酸 ，但组成比例不平衡，如麦胶蛋白。,4.4 必需氨基酸和限制氨基酸 4.4.1 必需氨基酸（EAA）： 人体需要，但自身不能合成或者合成速度不能满足机体需要，必需由食物蛋白质供给的氨基酸。 八种必需氨基酸：Lys、 Val、 Met、 Leu 、Ile 、Thr 、 Try 、Phy；对于婴幼儿His 也是必

13、需的。 4.4.2 限制氨基酸（LAA）： 指食物蛋白质中，相对于人体需要量模式含量不足的必需氨基酸。依照缺乏的多少，可以分为第一、第二、第三限制氨基酸等，普通食物主要LAA:Lys,Try,Met,4.5 必需氨基酸需要量模式： 又称氨基酸计分模式，指必需氨基酸之间相互搭配的比例关系。也即指每克蛋白质中含有各种必需氨基酸的毫克数。为方便起见，将其中含量最少的色氨酸作为1而计算出其他必需氨基酸的相应比值。 4.6 蛋白质互补作用：由于食物蛋白质中限制氨基酸的种类和数量各不相同，如将几种食物进行混合，能起到取长补短，使其必需氨基酸的构成更接近人体需要量模式，从而提高蛋白质在体内的利用率，该作用称

14、。,4.7 氮平衡 通常以氮平衡来测试人体蛋白质需要量和评价人体蛋白质的营养状况，所谓氮平衡就是比较摄入氮和排出氮数量之间的关系。常以两种方式表示： I=U+F+S 或者 氮平衡指数=损失氮/摄入氮 4.7.1 正氮平衡： 摄入氮大于损失氮 ，婴幼儿、青少年、孕妇、乳母、初愈病人应处于该状态。 4.7.2 负氮平衡：摄入氮小于损失氮 ，饥饿、消耗性疾病等处于该状态。 4.7.3 动态平衡：摄入氮等于损失氮 ，正常成年人。,4.8 食物蛋白质营养价值的评价 4.81 蛋白质的含量： 蛋白质的含量不能直接反映蛋白质营养价值的高低，但却是评价的基础。 如果食用蛋白质含量小于3%的木薯为主食，即使能量

15、摄入量能够超过人体需要，也不能满足人体对蛋白质的需求。相反，只要食用足以满足人体热量需要的谷类膳食就基本能够满足成人对蛋白质的需求。常见食物中，豆类、瘦肉含蛋白质20%左右，但大豆含蛋白质35-40%，粮谷类7-10%。,4.8.2 蛋白质的质量 食品蛋白质的质量、价值或平衡取决于它所含有的氨基酸的种类和数量。一种平衡的或高质量的蛋白质所含的必需氨基酸的比例与人体的需要是相当的。 衡量一种蛋白质质量的高低，可以用简易的评分法来表示，AAS（氨基酸分）等于每克待评蛋白质中某种EAA含量(mg)与每克参考蛋白质中该种EAA含量(mg)之比。 通过氨基酸分，我们可以直观地了解食物蛋白质质量的高低，一

16、般分数越高者，蛋白质质量越好。但是婴幼儿与儿童和成人不同。,4.8.3 氨基酸的有效性-机体对蛋白质的消化利用程度 4.8.3.1 机体对蛋白质的消化率： 是指食物蛋白质能被消化酶分解的程度。常用机体吸收氮与摄入氮的比值来表示。一般来说，消化率越高，被机体吸收利用的可能性越大，其营养价值越高。 有AD和TD之分，AD=（摄入氮-粪氮）/摄入氮*100% TD= 摄入氮-（粪氮-粪代谢氮） /摄入氮*100% 其中AD具有更大安全性，且测定简单，更常用，式中粪代谢氮是受试者在无氮膳食时粪便中的含氮量。,蛋白质消化率的影响因素： 人体因素：包括全身状态、消化功能、精神情绪、疾病与否、饮食习惯等方面； 食物因素：包括蛋白质本身的性质和数量，且与膳食成分有关，如膳食纤维、多酚化合物等； 加工方法：加工精度、烹调方式等。,4.8.3.2 蛋白质的利用率： 指食物蛋白质（氨基酸）消化吸收后被机体利用的程度。确定食物蛋白质利用率的方法和指标很多，介绍常见的三种： 4.8.3.2.1 蛋白质