营养学基础基础知识第三章.ppt
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1、 营养学基础知识营养学基础知识王金鹏王金鹏E-mail:290485738 第一节第一节 营养学概论营养学概论营养学的主要内容营养学的主要内容 营养学是研究人体营养规律及其改善措施的科学。所谓的人体营养规律,包括一般普通成年人在一般生活条件下和在特殊生理条件下,或在特殊环境因素条件下的营养规律。改善措施包括纯生物科学的措施和社会性措施,既包括措施的根据也包括措施的效果评估。营养 营养从字义上理解为“谋求养生。营养是食物中的营养素被机体消化吸收,并在体内代谢,发挥其生理功能的过程。营养素l营养素是机体为了维持生存、生长发育、体力活动和健康以实物的形式摄入的一些需要的物质。l人体所需的营养素有蛋白
2、质、脂类、碳水化合物、无机盐及微量元素、维生素和水。营养和健康的关系l世界卫生组织明确指出:l健康不仅仅是没有疾病和身体虚弱,而是一种在身体上、精神上和社会适应能力的完好状态.健康的八大要素营养(营养(N N)锻炼(锻炼(E E)喝水喝水(WW)阳光(阳光(S S)节欲(节欲(T T)空气(空气(A A)休息(休息(R R)信念(信念(T T)NEW START新起点计划l健康的身体需要合理的营养;合理的营养是保持健康重要的物质基础。l营养缺乏或者营养过剩都会消弱体能,造成各种疾病。营养素的功能l主要是提供能量、促进生长与组织的修复、调节生理功能三项。营养是维持健康的基础l1、维持组织构成。l
3、2、维持生理功能。l3、维持心理健康。l4、预防疾病发生。营养对人群健康的影响l影响各类人群的生长、发育、免疫力、疾病等。第二节 能量及宏量营养素 l人体在生命活动过程中从外界环境摄取食物,从中获得人体必需的营养物质;经过消化吸收代谢更新为新组织,是生命活动的基本特征之一。一、能 量l1千卡(Kcal)=4.184千焦耳(KJ)l1KJ=0.239Kcal能量来源l产能营养素(也称热源质、三大营养素);l碳水化合物(糖类)l脂肪l蛋白质热能比例和产能系数营养素名称营养素名称热能比例热能比例产能系数产能系数碳水化合物碳水化合物55-65%4Kcal/g脂脂 肪肪20-30%9Kcal/g蛋白质蛋
4、白质10-15%4Kcal/g二、蛋 白 质 蛋白质是一切生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命,可见蛋白质对人体的重要性。人体内的蛋白质始终处于不断地分解又不断地合成的动态平衡之中,借此可达到组织蛋白的不断地更新和组织修复的目的。氨基酸l氨基酸是组成蛋白质的基本单位。l氨基酸的分类:l按化学结构分有脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸。l按营养学分有必需氨基酸、非必需氨基酸、条件必需氨基酸。三、必需氨基酸 必需氨基酸:人体不能合成或合成的速度远不能适应机体的需要,必须从食物中获取。它们是异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨酸。组氨酸为婴儿所必需。酪氨酸、胱氨酸等氨
5、基酸称为“半必需氨基酸”。必需氨基酸的需要量随年龄的不同也有差异。3.蛋白质的分类l蛋白质的化学结构非常复杂,至今还没有很恰当的分类方法。蛋白质的分类(按结构繁简分)按蛋白质结构和组成的繁简,将蛋白质分为两大类。凡结构复杂,组成除氨基酸外还有其它成分者称为结合蛋白质。凡结构比较简单,单纯由氨基酸组成的蛋白则称为简单蛋白质。(一)简单蛋白质 1清蛋白2球蛋白3谷蛋白4醇溶谷蛋白5精蛋白6组蛋白7硬蛋白(二)结合蛋白质 1、核蛋白2、色蛋白3、糖蛋白与蛋白多糖4、磷蛋白5、脂蛋白蛋白质的分类(按营养价值分)l1、完全蛋白完全蛋白:l含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当,不含必需氨基酸种类齐全、
6、数量充足、比例适当,不但能维持成人健康,并能促进儿童生长发育。但能维持成人健康,并能促进儿童生长发育。l2、半完全蛋白半完全蛋白:l含必需氨基酸种类齐全、数量不足、比例不适当,含必需氨基酸种类齐全、数量不足、比例不适当,可以维持生命,但不能促进生长发育。可以维持生命,但不能促进生长发育。l3、不完全蛋白不完全蛋白:l含必需氨基酸种类不齐全、既不能维持生命,也不含必需氨基酸种类不齐全、既不能维持生命,也不能能促进生长发育。能能促进生长发育。4、蛋白质的消化、吸收和代谢l唾液中不含水解蛋白质的酶,消化从胃开始,主要在小肠。l一般蛋白质水解成氨基酸或小肽后吸收。l蛋白质在体内不断分解、不断合成,维持
7、体内动态平衡。膳食中的蛋白质消化从胃开始。胃中的胃酸先使蛋白质变性,破坏其空间结构以利酶发挥作用。同时,胃酸可激活胃蛋白酶原变为胃蛋白酶分解蛋白质。蛋白质消化的主要在小肠,由胰腺分泌的胰蛋白酶和糜蛋白酶使蛋白质被分解为氨基酸和部分2肽和3肽,再被小肠粘膜细胞吸收。在小肠粘膜的氨基肽酶作用下,进入粘膜细胞中的2肽、3肽进一步分解为氨基酸。由于氨基酸结构的差异,主动转运氨基酸的载体也不相同。已知人体内至少有三种类型的需Na+载体,分别参与不同氨基酸的吸收。氨基酸通过小肠粘膜细胞是由三种主动转运方式进行它们分别转运中性、酸性和碱性氨基酸。具有相似结构的氨基酸在共同使用同一种转运系统时,相互间具有竞争
8、机制。在肠道被消化吸收的蛋白质,不仅仅来自于食物,也有肠道粘膜细胞的脱落和消化液分泌等,每天约有近70g左右的蛋白质进入消化道,其中大部分被消化和吸收。存在于人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸统称为氨基酸池。氨基酸池中的游离氨基酸除了来自于食物外,大部分来自于体内蛋白质的分解产物。这些氨基酸主要被用来重新合成人体蛋白质。未被利用的氨基酸,则经分解代谢释放出能量或转化为糖原和脂肪。5、蛋白质的功能 1、构成身体组织2、调节生理功能3、供给能量6、食物蛋白质的营养评价l1、食物蛋白质的含量。l2、蛋白质的消化率。l3、蛋白质的利用率。7、蛋白质的互补作用l食物种类越多越好。l食物种属越远越好。l
9、宜同时食用。8、蛋白质的食物来源含蛋白质数量丰富质量良好的食物有肉类,包括畜、禽、鱼类。蛋白质含量一般为10%20%;奶 类、鲜 奶 1.5%4%、奶 粉25%27%;蛋 类 12%14%;干 豆 类20%24%,其中大豆含量最高;硬果类,如花 生、核 桃、葵 瓜 子、莲 子 含 蛋 白 质15%25%;谷类6%10%;薯类2%3%。蛋白质供给量一般蛋白质供给量占膳食总热量的10-15%,成人10%12%,儿童、青少年则以12%14%。第二节 脂 类 脂类是脂肪和类脂的总称。食物中的脂肪,它们都是中性甘油酯,习惯上把在常温下为液体的叫做油,溶点低,主要是含不饱和脂肪酸的甘油酯,有些脂肪在常温下
10、为固体,其溶点较高,主要是含饱和脂肪酸的甘油酯。类脂主要有磷脂、糖脂和胆固醇和胆固醇酯等。一、脂类的种类 1脂肪它是一分子甘油和三分子脂肪酸组成的酯(甘油三酯),构成甘油三酯的脂肪酸的种类很多。目前已知存在自然界的脂肪酸有40种。人体内大部分脂肪存于脂肪组织中,在细胞内主要以油滴状的微粒存在于胞浆中。2、脂肪酸食物中的脂肪酸按饱和程度可以分为二类:饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸在碳链上相邻的两个碳原子间含有不饱和的双键。根据所含双键的多少可将不饱和脂肪酸分为单不饱和脂肪酸(只含有一个双键)和多不饱和脂肪酸(含有两个或两个以上双键)。l按脂肪酸空间结构分类为:l顺式脂肪酸(联结到双键两端
11、碳原子上的两个氢原子都在链的同侧)l反式脂肪酸(联结到双键两端碳原子上的两个氢原子都在链的两侧)l见下图3、类脂l类脂主要是指在结构或性质上与油脂相似的天然化合物。l类脂包括磷脂、糖脂、类固醇。磷 脂l除甘油三酯外,磷脂在体内是最大的脂类,它具有多种形式,主要为甘油磷脂、卵磷脂、神经磷脂等。甘油磷脂存在于各种组织、血浆,并有小量储于脂肪组织中。它是细胞膜的构成物质并与机体的脂肪运输有关。卵磷脂又称为磷酯酰胆碱,存在于蛋黄和血浆中。神经鞘磷脂存在于神经鞘。糖脂l糖和脂质结合所形成的物质的总称。l是细胞膜的重要成分。l糖脂包括脑苷脂类和神经节苷脂。它含有神经鞘氨醇与己糖和复合碳水化合物,但不含有磷
12、。这种脂也是构成细胞膜所必需。类固醇l胆固醇是一种重要的甾醇化合物。它存在于所有的动物中,是形成类固醇激素、胆盐、维生素D和细胞膜等必不可少的物质。胆固醇可在体内合成,主要是在肝脏和小肠内合成。合成的数量取决于人体的需要量和食物中的含量。2、脂类的消化吸收l脂肪的消化主要是在小肠,由于脂肪不溶于水,而体内的酶促反应是在水溶液中进行,所以脂肪必须先乳化才能进行消化。l由淋巴系统进入血液循环,随血液流遍全身,最终被肝脏吸收。l胆固醇可以直接被吸收。l脂肪必须先分解成小的单位,然后才能被肠壁细胞吸收。食物中的脂肪大部分将分解为单脂酰甘油和脂肪酸,少部分分被彻底分解为脂肪酸和甘油。食物中的肉类、乳制品
13、的脂类及植物油等都是以混合的甘油三酯的形式进入口腔、胃和肠道。大多数脂肪是在肠道内消化。3、脂肪的功能(一)体内脂肪的功能1、体内能量的储存形式2、机体重要的结构3、保护作用4、维持体温正常(二)食物脂肪的功能 1、提供能量2、增加饱腹感3、改善食物的感官性状4、提供脂溶性维生素5、提供必需脂肪酸(三)必需脂肪酸某些多不饱和脂肪酸为人体生长发育与正常生理活动所必需,但不能为人体所合成,必须靠食物供给,故称为“必需脂肪酸”。必需脂肪酸具有促进生长发育和防止皮炎的双重作用。目前已肯定的必需脂肪酸是亚油酸。亚油酸主要来源于植物种子油,亚麻酸来源于大豆油。四、脂类的食物来源及供给量 膳食脂肪主要来源于
14、动物的脂肪组织和肉类以及植物的种子。动物脂肪含饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸相对多,而多不饱和脂肪酸含量较少。植物油主要含不饱和脂肪酸。亚油酸普遍存在于植物油中,亚麻酸在豆油和紫苏籽油中较多,鱼贝类食物相对含二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸较多。含磷脂较多的食物为蛋黄、肝脏、大豆、麦胚和花生等。含胆固醇丰富的食物是动物脑、肝、肾等内脏和蛋类,肉类和奶类也含有一定量的胆固醇。成人一般脂肪摄入量应控制在20一30的总热能摄入的范围之内。必需脂肪酸的摄入量一般不少于总热能的3.四、碳水化物 碳水化物,也称糖类,是由碳、氢、氧三种元素组成的一类化物。营养学上一般将其分为四类:单糖、双糖、寡糖和多糖。(一)单糖
15、食物中的单糖主要为葡萄糖、果糖和半乳糖。(二)双糖 双糖是由两分子单糖缩合而成。天然存在于食品中常见的的双糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖等。(三)寡糖 寡糖是指由310个单糖构成的一类小分子多糖。比较重要的寡糖是存在于豆类食品中的棉子糖和水苏糖,前者由葡萄糖、果糖和半乳糖构成的三糖,后者是在棉子糖的基础上加上半乳糖缩合而成的四糖。(四)多糖 由10个以上单糖组成的大分子糖为多糖。营养学上具有重要意义的多糖包括糖原、淀粉和膳食纤维。根据人体是否能分解利用这些多糖,可分为可被利用的多糖和不被利用的多糖。前者如糖原和淀粉;后者如纤维素和半纤维素等。(1)、碳水化物的消化吸收 膳食中的碳水化物进入口腔后,唾液
16、中的淀粉酶可将淀粉水解为短链多糖和麦芽糖。小肠是碳水化物分解和吸收的主要场所。胰腺分泌的胰淀粉酶进入小肠,将淀粉等分解为单糖,并通过循环运输进入小肠细胞、被吸收进血液运送到肝脏进行相应的代谢,或运送到其它器官直接被利用。二、碳水化物的功能(一)碳水化物在体内的功能1贮存和提供能量2机体的构成成分3节约蛋白质作用4抗生酮作用5.解毒6.增强肠道功能食物碳水化物的功能1提供热能2改变食物色、香、味、型3提供膳食纤维四、碳水化物的供给量和来源 膳食中的碳水化物的供给量一般认为可占总热量的55%65%。膳食中的碳水化物主要来源是谷类和根茎食品,例如各种粮食和薯类,其中含有大量淀粉和少量的单糖或双糖。蔬
17、菜水果中除含少量单糖外,也是纤维素和果胶的主要来源。第三节 矿 物 质 矿物质又称无机盐、灰分,是人体内无机物的总称。矿物质是地壳中自然存在的化合物或天然元素。矿物质和维生素一样,是人体必须的元素,矿物质是无法自身产生、合成的,每天矿物质的摄取量也是基本确定的,但随年龄、性别、身体状况、环境、工作状况等因素有所不同。人体组织中几乎含有自然界的各种元素,其中除碳、氢、氧和氮主要以有机化合物形式存在外,其余的统称为无机盐。目前在人体内可检出约为70种,一般认为必需微量元素共14种,维持正常人体生命活动不可缺少的必需微量元素为10种,即碘、锰、钼、硒、铜、钴、铬、铁、氟、和锌;硅、镍、硼、钒为可能必
18、需元素;而铅、铝、锡、镉、砷、汞和锂有潜在毒性,但低剂量可能具有功能作用.无机盐在体内,随年龄增长而增加,但元素间比例变动不大。无机盐在体内分布是不均匀的,如钙、磷主要存在骨和牙齿中,铁集中在红细胞,碘在甲状腺,锌在肌肉组织,钴在造血器官等。无机盐与其他营养素不同,不能在体内生成,且除非被排出体外,不可能在体内消失。一、常量元素l含量大于体重的001者又名之常量元素或宏量元素,如钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫等7种。1、钙 钙是人体含量最多的一种无机元素。其中99集中在骨骼和牙齿中,主要以羟磷灰石结晶形式存在;其余1。有一半与柠檬酸螯合或与蛋白质结合;另一半则以离子状态存在于软组织、细胞外液和血液
19、中,是为混溶钙池,这部分钙与骨骼钙维持着动态平衡,是维持体内细胞正常生理状态所必需。(一)生理功能1构成骨骼和牙齿2维持神经与肌肉活动3促进体内某些酶的活性4钙还参与血凝过程、激素分泌5.维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性。钙过量对机体的影响l1.增加肾结石的危险。l2.奶碱综合症。l3.影响其他矿物质吸收。(二)吸收与代谢 钙在小肠通过主动转运与被动(扩散)转运吸收。一般钙吸收率为3040不等。钙吸收受膳食中草酸盐与植酸盐的影响,它们可与钙结合成难于吸收的盐类。粮食中植酸较多,某些蔬菜含草酸较多,钙的吸收率较低。膳食纤维也可干扰钙的吸收。脂肪消化不良,也可影响钙的吸收。但是,长期摄入过多的
20、磷可损害平衡机制,改变钙代谢,引起低钙血症和继发性甲状旁腺功能亢进。影响钙吸收的因素VitD,乳糖均有利于钙吸收。充足的膳食蛋白质有利于钙吸收,此外,钙的吸收还与机体状况有关,婴幼儿、孕妇、乳母由于需要增高,钙吸收率远大于成年男性。随年龄增长,钙吸收率也逐渐下降。制酸剂的服用也可干扰钙的吸收。2、排泄体内钙大部分通过肠粘膜上皮细胞的脱落,消化液的钙分泌排入肠道,其中有一部分被重吸收,其余由粪中排出。正常膳食时,钙从尿中排出量约为摄入量的20左右。尿钙排出量与摄入钙量呈指数关系,与肠吸收的钙量呈正相关。钙也从汗中排出,如高温作业者每日从汗中丢失钙可高达1g左右。(三)供给量 成年人钙的需要量为8
21、00mg.钙的需要量与蛋白质摄入水平有关,有人认为每l00g蛋白质需要1g钙。高温作业者钙排出增加,寒带地区阳光不足,皮肤内转化VitD少,钙吸收较差,同时钙来源也常受膳食类型影响,因此均需增加钙的供给量。(四)食物来源 奶与奶制品含钙丰富,吸收率也高,是理想的钙来源。水产品中小虾皮含钙特别多,其次是海带。豆和豆制品以及油料种子和蔬菜含钙也不少。特别突出的有黄豆及其制品,黑豆、赤小豆、各种瓜子、芝麻酱等。海带、发莱等含量特别丰富。二、镁l镁是人体细胞内的主要阳离子,仅次于钾和磷,在细胞外液仅次于钠和钙居第三位,是体内多种细胞基本生化反应的必需物质。l正常成人身体总镁含量约25g,其中60%-6
22、5%存在于骨、齿,27%分布于软组织。镁主要分布于细胞内,细胞外液的镁不超过1%。(1)镁的生理功能l1.激活多种酶的活性镁作为多种酶的激活剂,参与300多余种酶促反应。l2.抑制钾、钙通道。l3.维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性。l4.维护胃肠道和激素的功能。镁缺乏l镁缺乏可致血清钙下降,神经肌肉兴奋性亢进;对血管功能可能有潜在的影响,镁对骨矿物质的内稳态有重要作用,镁缺乏可能是绝经后骨质疏松症的一种危险因素;少数研究表明镁耗竭可以导致胰岛素抵抗。镁缺乏的疾病l钙代谢异常。l造成神经系统问题,如记忆力衰退、神经错乱、抑郁症、幻觉、肌肉震颤等。l影响心脏、骨骼及胃肠道等器官功能。l引致肌肉无力、
23、抽筋等肌肉问题(2)膳食参考摄入量l中国营养学会建议,成年男性每天约需镁350毫克,成年女性约为300毫克,孕妇以及喂奶期女性约为450毫克(每星期可吃23次花生,每次58粒便能满足对镁的需求量)。(3)食物来源紫菜含镁量最高,每100克紫菜中含镁460毫克,居各种食物之冠,被喻为“镁元素的宝库”。其余含镁食物有:谷类如小米、玉米、荞麦面、高粱面,燕麦,通心粉,烤马铃薯;豆类如黄豆、黑豆、蚕豆、豌豆、豇豆、豆腐;蔬菜如冬菜、苋菜、辣椒、蘑菇;水果如杨桃、桂圆、核桃仁;其他如虾米、花生、芝麻,海产品等。l镁广泛分布于植物中,肌肉和脏器中较多,乳制品中较少。动物性食品中镁的利用率较高,达3040,
24、植物性食品中镁的利用率较低。3、磷l人体的磷含量约为体重的1%。成人体重内含磷400-800g,其中85%存在骨骼和牙齿中,15%分布在软组织及体液中。(1)生理功能l1、磷和钙都是骨骼牙齿的重要构成材料,促成骨骼和牙齿的钙化不可缺少的营养素。l2、保持体内ATP代谢的平衡。l3、磷是组成遗传物质核酸的基本成分之一,而核苷酸是生命中传递信息和调控细胞代谢的重要物质核糖核酸(RDA)和脱氧核糖核酸(DNA)的基本组成单位。l4、参与体内的酸碱平衡的调节,参与体内能量的代谢。(2)膳食参考摄入量(3)食物中的来源l几乎所有的食物都含磷,特别是谷类和含蛋白质丰富的食物。在人类所食用的食物中,无论动物
25、性食物或植物性食物都主要是其细胞,而细胞都含有丰富的磷。l人类的食物中有很丰富的磷,肌体对磷的吸收比钙容易,因此,一般不会出现磷缺乏症。l磷摄入或吸收的不足可以出现低磷血症,引起红细胞、白细胞、血小板的异常,软骨病;因疾病或过多的摄入磷,将导致高磷血症,使血液中血钙降低导致骨质疏松。4、钾l正常成人体内钾的总量约为50mmolkg。体内钾主要在细胞内,约占98%。(1)生理功能l1.参于细胞内糖和蛋白质的代谢。l2.调节细胞内渗透压和体液的酸碱平衡l3.有助于维持神经健康、心跳规律正常,可以预防中风,并协助肌肉正常收缩l4.在摄入高钠而导致高血压时,钾具有降血压作用。钾缺乏l人体钾缺乏可引起心
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