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人体营养学

第一章绪论

教学目的：

通过本章教学，使学生了解营养、营养素的概念；食品营养与加工的要求以及我国食品与营养状况。

学习要求：

通过学习，掌握营养、营养素的基本概念，食品与加工的基本要求。

教学重点与难点：

本节重点包括营养、营养素的基本概念，我国食品与营养状况。

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第一节食品营养学发展概况

一、基本概念

营养：

人体为了维持正常的生理、免疫功能、正常的生长发育、代谢修补等生命现象而摄取利用食物的综合过程。

营养素：

食物中含有的能供给肌体能量、组成机体成分、调节生理机能的物质。

营养学：

是研究食品营养与人体健康关系的学科。

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二、营养学的发展史

营养学是一门既古老又年轻的科学，我国古代就有“医食同源”“药膳同功”之说，两千年前的《皇帝内经：

素问》中就有“五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充”的合理膳食理论；但真正的现代营养学，作为一门学科来说主要是20世纪的产物。

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第二节营养学的研究内容

营养学是研究食品与人体健康关系的一门学科。

主要研究以下内容：

1、食品的营养成分及其检测。

2、人体对食物的摄取、消化、吸收、代谢等过程。

3、营养素的作用机制和各营养素之间的关系。

4、营养与膳食问题。

5、营养与疾病的防治。

6、食品加工对营养素的影响。

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第三节国内外的营养情况

一、我国居民健康状况：

当前我国已经基本进入小康社会，尽管人民群众的营养状况已显著改善，营养水平不断提高，但仍有不少的问题有待进一步克服。

特别是对于少数贫困地区来说，尽管通过15年的扶贫计划的事实，贫困人口正在逐渐减少，但目前仍处于这一地区的人群则问题更多些，工作也更困难。

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另一方面，营养失衡也严重威胁我国人民健康。

这主要是由于人们生活改善，食品消费变化，膳食结构失衡，体力活动减少等所致。

目前我国成人超重与肥胖人群分别占成人的30%和12%。

儿童肥胖日益增加，1988~1998年间0~7岁儿童单纯性肥胖的年增长率为9.1%,儿童肥胖率达到2%。

上海6~14岁儿童的肥胖率为10.3%,超重率为26.7%。

至于我国的高血压、冠心病、糖尿病、癌症等的患病率的也逐年上升，慢性病危险日益增加。

据报告，我国冠心病、糖尿病、高血压和脑卒中归因于膳食因素者可达21%~25%。

总的来说，我国目前正经受着营养不足和营养失衡两类营养不良的双重挑战。

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二、国外居民健康状况

如今欧美一些高消费国家由于饮食结构的不合理而引发的一系列文明病也已经已引起了政府的高度重视，为此美国每年要耗费400亿美元政府通过电影电视广告录像等进行全国性的宣传，鼓励人们按照营养学家的标准食用各类食物，现在美国分别对学龄前儿童小学低中高年级学生及专业人员（如运动员）进行营养教育使他们从儿童时代就懂得如何正确的选择食物。

日本今日能有长寿国之称并居经济高速发达国家行列不能不归功于战后日本贤人达士的远见卓识，要是国家强大起来，需要人民的健康体魄，而健康的体魄必须依靠科学的膳食调配。

对此，即使在困难的时期，他们也投入大量人力、物力、财力来培养营养专家，大力宣传营养知识，使国民能够适应快节奏，高强度的工作。

第二章  食品的消化与吸收

第一节消化系统概况

一消化与吸收的概念

1、消化

食品在消化道内分解成能被生物体吸收利用的小分子物质的过程称为消化。

消化作用的化学反应机制是水解作用。

2、吸收：

食品经过消化后，透过消化道粘膜进入血液或淋巴液循环的过程称为吸收。

消化和吸收是二个紧密联系的过程。

除了水、无机盐、维生素、单糖、氨基酸和某些脂质以外，其它高分子营养素（多糖、蛋白质、肽和一部分脂质）在被吸收利用以前，都必须先经消化液（唾液、胃液、胰液和肠液）中各种酶的催化下水解。

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3、食品消化形式

食品的消化有两种形式：

一种是靠消化液及其酶的作用，把食品中的大分子物质分解成可被吸收的小分子物质，叫化学性消化。

另一种是靠消化道运动如口腔的咀嚼和消化管的蠕动，把大块食物磨碎，叫物理性消化（机械性消化）。

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二、消化系统组成

消化系统由消化道和消化腺二部分组成。

1、消化道是一条从口腔到肛门的肌性管道，它既是食品通过的管道，又是食品消化、吸收的场所。

根据位置、形态和功能的不同，消化道可分为口腔、咽、食管、胃、小肠（十二指肠、空肠、回肠）、大肠（盲肠、阑尾、升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠、直肠）和肛门，全长8～10m。

消化管可以通过蠕动、节律性分节运动、摆动和紧张性收缩等运动方式混合食物和推进食物。

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2、消化腺是分泌消化液的器官，主要有唾液腺，胃腺，胰，肝和小肠腺等。

这些消化腺有的就存在于消化道的管壁内，如胃腺、肠腺，其分泌液直接进入消化道内，有的则存在于消化道外，如唾液腺、胰和肝，它们有专门的腺管将消化液送入消化。

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第二节食品的消化

食物在人和动物体内的消化过程可分为三个阶段：

口腔内消化；胃内消化；小肠消化。

在这三个阶段中分别由不同的消化腺分泌的消化液消化。

消化液中含有许多成分，其中消化酶是重要的成分。

参与消化作用的消化液及其酶见表幻灯片7

（一）口腔消化

口腔的主要消化功能就是通过咀嚼把进入口腔内的大块食物初步磨细切碎并与唾液混合形成食团，以利于食物的吞咽。

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（二）胃

胃的主要功能是贮存食物，对食团进行化学性消化和机械性消化而形成食糜，同时也能调节食糜进入十二指肠的速度，从而调节消化吸收的快慢。

胃液的消化作用主要有：

1、胃酶的作用。

胃中主要的消化酶是胃蛋白酶，它以酶原的形式存在于腺细胞，分泌入胃内的酶原并不具有活性，必须经胃酸或已有活性的胃蛋白酶激活后，才具有催化作用。

2、胃酸的作用。

胃酸是胃腺壁细胞分泌的盐酸，它为胃蛋白酶的活动提供酸性环境，并能杀灭或抑制胃内的细菌。

胃酸还可促进胰液、肠液的分泌，以及有利于钙、铁的吸收。

另外，胃液中含有一种粘蛋白叫“内因子”，能与维生素B12结合并帮助它吸收。

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（三）小肠

小肠是食物消化的主要场所。

胰液是含有碳酸氢钠和各种消化酶的碱性液体。

食糜先被这些碱性消化液中和，然后它所含的高分子营养素即受各种消化酶作用而分解。

胆汁含有胆酸盐，能乳化脂肪，使其能更好地分散在水中，有利于它的消化和吸收。

小肠腺分泌的肠液中也含有多种消化酶，能进一步对食物进行消化分解。

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（四）大肠

在大肠所分泌的碱性粘稠液中，几乎不含消化酶，但是小肠液中的酶随着食糜一起进入了大肠，所以在大肠内，食物的消化作用仍在继续进行。

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第三节吸收

（一）吸收的方式

小分子物质的吸收有两种方式：

一种是被动吸收，一种是主动吸收。

被动吸收取决于膜内外被吸收物质的浓度差、物质分子的大小与电荷状态等因素，这是一种简单的物理化学过程，它包括滤过、扩散、易化扩散等作用。

主动吸收作用有高度的选择性，所以各种物质吸收的速度便不相同，以几种己糖为例，吸收速度依次为：

半乳糖>葡萄糖>果糖>甘露糖，而戊糖又慢于己糖。

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（二）吸收的部位

营养物质的吸收主要在小肠里进行，小肠粘膜细胞的正常代谢功能是维持正常的吸收机制的必要条件。

人的小肠长约4m，是消化道最长的一段，肠粘膜具有环状皱褶并拥有大量绒毛及微绒毛。

绒毛为小肠粘膜的微小突出结构，长度为0．5～1．5mm，密度约10～40个／mm2，绒毛上再分布微绒毛，其中分布有微血管、乳糜管（淋巴管）和神经。

由于皱褶与大量绒毛与微绒毛的存在，构成了巨大的吸收面积（总吸收面积达200～400m2），加上食物在小肠内停留时间较长，约3～8小时，这些都是对小肠吸收的有利条件。

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一般认为糖类、蛋白质和脂肪的消化产物，大部分是在十二指肠和空肠吸收，当其到达回肠时通常均已吸收完毕。

回肠被认为是吸收机能的储备，但是它能主动吸收胆汁盐和B族维生素。

大肠虽然也有一定的吸收能力，但食糜经过小肠后绝大部分可吸收物质都已被吸收，剩下的几乎是不可吸收的废物，所以，大肠的主要功能是大量吸收水分以浓缩肠内腐渣，形成粪便。

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（三）物质的吸收途径

物质的吸收通过两条途径进行：

一是通过微血管经过肝门脉系统入肝，再运向身体各部；

一是通过乳糜管吸收，物质由淋巴系统经过胸导管再进入血液。

糖、蛋白质（以氨基酸的形式）、水、无机盐，水溶性维生素等约有90%以上是通过微血管被吸收的，而脂肪及脂溶性物质则主要通过乳糜管被吸收。

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（四）影响吸收的因素

影响吸收的因素有被吸收物的理化性质（如分子量大小、溶解度、分子形状和浓度等）、小肠的生理机能状态（蠕动、吸收面积、一些特殊的生理和病理状况等）和食物在消化管中的停留时间。

作业：

1、食物消化吸收的概念？

2、人体消化系统的组成及特点？

3、各营养素消化吸收的途径？

4、影响消化吸收的因素？

第三章营养与能量平衡

第一节能量与能量单位

一、能量的作用及意义

体内的能量，一方面不断地释放出热量，维持体温的恒定并不断地向环境中散发，另一方面作为能源可维持各种生命活动的正常进行。

除碳水化合物、脂肪和蛋白质是三大能量营养素外，酒中的乙醇也能提供较高的能量。

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二、能量的单位

焦耳（joule,J），

千焦耳（kilojoule，kJ）

卡（calorie，cal）

千卡（kilocalorie，kcalorie，kcal）

1cal＝4.184J

1J＝0.239cal。

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三、生热营养素产生能量

1g碳水化合物产生能量为16.7kJ（4.0kcal）

1g脂肪产生能量为36.7kJ（9.0kcal）

1g蛋白质产生能量为16.7kJ（4.0kcal）

1g乙醇产生能量为29.3kJ（7.0kcal）

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第二节能值及其测定

一、食物能值与生理能值

1、食物能值是食物彻底燃烧时所测定的能值，即“物理燃烧值”，或称“总能值”。

2、生理能值即机体可利用的能值，在体内，碳水化合物和脂肪氧化的最终产物与体外燃烧时相同。

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二能值的测定

1、食物能值的测定

食物能值通常用氧弹量热计，或称弹式热量计进行测定幻灯片7

第三节影响人体能量需要的因素

人体的能量消耗包括基础代谢、对食物的代谢反应和从事各种活动和劳动三个方面。

一、基础代谢

1基础代谢与基础代谢率

基础代谢（basalmetabolism，BM）是指维持生命的最低能量消耗，即人体在安静和恒温条件下（一般26～30℃），禁食12小时后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。

确定基础代谢的能量消耗（basicenergyexpenditure，

BEE），必须首先测定基础代谢率（basalmetabolicrate，BMR）。

2基础代谢率：

就是指人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积（或每公斤体重）的能量消耗。

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2、计算基础代谢的能量消耗

（1）用体表面积进行计算

体表面积（m2）＝0.00659×身高（cm）＋0.0126×体重（kg）－0.1603

然后再按年龄、性别查表，计算BMR。

（2）直接用公式计算

男BEE＝66+13.7×体重（kg）+5.0×身长（cm）－6.8×年龄（y）

女BEE＝65.5+9.5×体重（kg）+1.8×身长（cm）－4.7×年龄（y）

简单的方法

成人男性按每公斤体重每小时1kcal（4.18kJ）

女性按0.95kcal（3.97kJ），和体重相乘直接计算幻灯片9

3、影响基础代谢的因素

（1）年龄：

随着年龄的增长，其基础代谢下降。

（2）性别：

（3）营养及机能状况

（4）气候

具体如下：

体格的影响

同等体重，瘦高者>矮胖者，男性高于女性5%-10%。

不同生理、病理状况的影响

儿童、孕妇高，30岁以上每10年降2%。

环境条件的影响

炎热、寒冷、过多摄食、精神紧张升高；禁食、少食、饥饿降低。

尼古丁和咖啡因可以刺激基础代谢水平升高幻灯片10

4.能量和蛋白质及脂肪供能比

碳水化合物、脂肪和蛋白质三种产能营养素普遍存在于各种食物中，但是动物性食物一般比植物性食物含有较多的脂肪和蛋白质。

工业食品中含能的多少是营养学方面的一项重要指标，但是不管是哪种食品，都应有一定的营养密度，而且从总的情况来看，在人体所需热能和各种营养素之间应保持一定的平衡关系。

第四章碳水化合物

第一节碳水化合物的功能

一、体内碳水化合物的功能

1、供能与的节约蛋白质作用

当摄入足够的碳水化合物时，可以防止体内和膳食中的蛋白质转变为葡萄糖，这是所谓的节约蛋白质作用。

2、构成体质

碳水化合物是构成机体的重要物质，并参与细胞的许多生命活动。

3、维持神经系统的功能

尽管大多数体细胞可由脂肪和蛋白质代替糖作为能源，但是脑、神经和肺组织却需要葡萄糖作为能源物质，若血中葡萄糖水平下降，脑缺乏葡萄糖可产生不良反应。

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4、有益肠道功能

如乳糖可促进肠中有益菌的生长，也可加强钙的吸收。

5、食品加工中的重要原、辅材料

很多工业食品都含有糖，并且对食品的感官性状有重要作用。

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二、食物碳水化合物的功能

1、主要的能量营养素

2、改变食物的色、香、味、型

3、提供膳食纤维

（1）增强肠道功能、有利粪便排出

（2）控制体重和减肥

（3）可降低血糖和血胆固醇

（4）预防结肠癌的作用幻灯片5

第二节食品中重要的碳水化合物

碳水化合物（carbohydrate）的分类：

按其化学组成、生理作用和健康意义可分为：

1、糖：

包括单糖（monosaccharide、双糖（disaccharide）和糖醇。

2、低聚糖：

包括低聚异麦芽糖和其它低聚糖。

3、多糖（polysaccharide）。

包括淀粉和非淀粉幻灯片6

一、糖

糖是指能够准确测定的碳水化合物。

1、单糖：

食品中的单糖主要是葡萄糖和果糖和半乳糖。

单糖为结晶体，易溶于水，有甜味，是糖类的基本组成单位，不能再水解成更小的糖分子，可直接被人体吸收。

单糖的常见分子式是C6H12O6

（1）葡萄糖（glucose）

葡萄糖主要由淀粉水解而来，还可来自蔗糖、乳糖等的水解。

是双糖和多糖的基本组成部分，广泛存在于植物和动物体中。

葡萄糖的功能：

有些器官完全依靠葡萄糖供给所需的能量，如大脑每日需100—120克葡萄糖。

此外，肾髓质、肺组织和红细胞等也必须依靠葡萄糖供能。

可直接被人体吸收，也可作为营养食品直接食用。

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（2）果糖（fructose）

果糖的甜度很高，是糖类中最甜的物质。

主要存在于水果和蜂蜜中，人体易于吸收，在体内被吸收后转变为肝糖，然后再分解为葡萄糖。

（3）半乳糖（galactose）

乳糖经消化后，一半转变为半乳糖，一半为葡萄糖，半乳糖不单独存在于天然食物中，但在乳中和脑髓里都有半乳糖成分，是神经组织的重要成分。

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2、双糖

是由两个分子单糖脱去一分子水缩合而成的化合物，多为结晶体，味甜，易溶于水。

双糖的分子式为：

C12H22011

（1）蔗糖

蔗糖由一分子葡萄糖与一分子果糖缩合失水而成，在酶的作用下或与酸共热，水热生成葡萄糖与果糖。

H+C12H22011+H20→C6H12O6+C6H12O6

蔗糖葡萄糖果糖

蔗糖广泛存在于植物中，以甘蔗和甜菜中含量最多，日常食用的白糖、红塘都是蔗糖，蔗糖易溶于水，熔点为160℃-186℃，加热到200℃便成为棕褐色的焦糖。

蔗糖易于发酵，所以易引起蛀齿。

（2）异构蔗糖

是由葡萄糖与果糖以α—1，6糖苷键相连的右旋糖。

性质与蔗糖相似，但耐酸性强。

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（3）麦芽糖

是由两分子葡萄糖缩合失水而成，在酸或酶的作用下水解，生产两分子葡萄糖。

H+C12H22011+H20→2C6H12O6

（或酶）

麦芽糖大量存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中。

是甜食中的重要糖质原料。

（4）乳糖

由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合失水而成，乳糖不易溶解，味道不是很甜，能在酸或酶的作用下生产葡萄糖和半乳糖。

H+C12H22011+H20→C6H12O6+C6H12O6幻灯片10

3、糖醇

山梨醇（sorbitol）

甘露醇（mannitol）

木糖醇（xylitol）

麦芽糖醇（maltitol）

肌醇（inositol）幻灯片11

二、低聚糖

又称寡糖，是指由3～9个单糖构成的一类小分子多糖。

1、大豆低聚糖：

是指从大豆中提取的可溶性低聚糖的总称。

主要成分为绵子糖和水苏糖，同时也存在一定量的蔗糖和其它成分。

2、低聚异麦芽糖：

是指由2-5个葡萄糖单位构成，主要成分包括异麦芽四糖和异麦芽五糖等。

3、低聚果糖：

是在蔗糖分子的果糖一侧连接1-3个果糖而成，并分别称为蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖，低聚果糖不能被人体消化酶分解、利用，有提高机体免疫力，刺激肠道蠕动，防止便秘的作用。

4、低聚乳果糖：

是将蔗糖分解产生的果糖基转移到乳糖还原性末端C1的羟基上，生产半乳糖基蔗糖而成。

其甜味类似蔗糖，几乎不被人体消化吸收，可供糖尿病人食用。

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三、多糖

大多数都是分子量很大而形成胶态溶液的物质，无甜味，非晶体，是动、植物的储存物质，由10个或10个以上单糖单位构成，可氛围淀粉多糖和非淀粉多糖两部分。

1、淀粉

（1）淀粉是重要的多糖，也是人类膳食中热能的主要来源，淀粉是由许多葡萄糖分子脱水缩聚而成的高分子化合物。

由于其碳原子连接方式不同，可分为直链淀粉与支链淀粉。

直链淀粉有300-400个葡萄糖分子的残基结合成的链状结构，能溶于水；而支链淀粉只能在热水中膨胀，而不溶于热水，支链淀粉在链状结构上有分支。

（2）淀粉无味，不溶于冷水，但和水共同加热就会形成糊状，具有粘性，淀粉在酸或酶的作用下最终分解产物是葡萄糖。

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2、改性淀粉

是指利用化学、物理甚至基因工程的方法改变天然淀粉的理化性质，用以满足食品加工所需功能特性的一类淀粉。

天然淀粉改性后可提高其溶解度；增加透明度；提高或降低淀粉糊的黏度；促进或抑制凝胶形成；增加凝胶强度，减少凝胶脱水收缩；提高凝胶稳定性；改变乳化作用和冷冻—解冻的稳定性。

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3、抗性淀粉

是天然存在的，在健康人小肠中不被消化、吸收的淀粉，可分以下三种：

（1）生理受限淀粉

（2）特殊淀粉颗粒（3）老化淀粉

4、非淀粉多糖

是指除淀粉以外的多糖，包括纤维素、半纤维素、果胶、以及植物胶、树胶、藻类多糖等。

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第三节食品加工对碳水化合物的影响

一、淀粉水解

食品工业中常用大麦芽为酶原水解淀粉，得到糊精和麦芽糖的混合物，称谓饴糖，饴糖食入后在体内水解为葡萄糖后被吸收、利用。

二、淀粉的糊化与老化

淀粉糊化后消化性增强，未糊化的淀粉较难消化。

糊化淀粉缓慢冷却后可再回变为难以消化的淀粉，即淀粉的老化，利用这一性质可制作方便食品。

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三、沥滤损失

加工期间沸水烫漂后的沥滤操作，可使果蔬装罐时的低分子碳水化合物、甚至膳食纤维受到一定损失。

其损失依据不同情况而异。

四、焦糖化作用

是糖类在不含氨基化合物时加热到其熔点以上的结果，经一系列变化，生成焦糖等褐色物质，并失去营养价值。

五、羰氨反应

在食品中有氨基化合物存在时，还原糖伴随热加工，或长期储存与之发生的反应。

经过一系列变化生成褐色聚合物，在消化道中不能水解，无营养价值，但是如果控制适当，在食品加工中可使某些产品如焙烤食品得到良好的色、香、味。

羰氨反应分起始阶段、中间阶段和终末阶段。

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第四节碳水化合物的摄取与食物来源

一、碳水化合物的摄取

碳水化合物是人类最易获得也是最经济的供能物质。

但摄食过多可妨碍机体对蛋白质和脂肪的需要，若占总能比例的百分数大于80%和小于40%是对健康不利的两个极端，所以碳水化合物的供能量多在50%—65%之间。

碳水化合物的供给

总能量包括碳水化物的摄入不能过多。

防止碳水化合物占总能量摄入的比例较低、脂肪占总能量比例较高。

美国FDA提倡每人每天摄入纤维25g，或每天按11.5g/Kcal摄入较为合适。

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二、碳水化合物的食物来源

碳水化合物主要食物来源是粮谷类和根茎类食物，以及它们的制品如面包、饼干、糕点等。

由于各种单糖、双糖及制品仅用于供能，多不含其它营养素，其营养密度、营养价值较低，而各种粮食等制品，除富含淀粉外还含有其它营养成分，特别是各种谷物还含有较多的膳食纤维，是碳水化合物的良好食物来源。

第五章脂类

教学目的：

通过本节教学，使学生了解脂肪酸的概念、分类依据和分类；EFA的概念、种类、食物来源和主要营养功能。

学习要求：

通过学习，掌握脂类、脂肪酸的概念，营养分类和食物来源；食物油脂营养价值评估；脂类的主要营养功能与营养障碍；脂肪的DRI与正确选择脂类食物和人体健康的关系。

理解EFA的概念、种类、食物来源和主要营养功能。

了解脂肪酸的概念、分类依据和分类。

教学重点与难点：

本节重点包括脂类、脂肪酸的概念，营养分类和食物来源；食物油脂营养价值评估；脂类的主要营养功能与营养障碍；脂肪的DRI与正确选择脂类食物和人体健康的关系。

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第一节脂类的功能

一、构成体质。

二、供能与保护机体。

三、提供必需脂肪酸与促进脂溶性维生素的吸收。

四、增加饱腹感和改善食品感官性质。

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第二节脂类的组成及其特征

一、脂类的组成

脂类包括脂肪和类脂。

按其在室温下所呈现的状态不同而分别称为油和脂肪，并可将两者统称为油脂。

1、脂肪通常是由甘油和三分子脂肪酸组成的三酰甘油脂（甘油三脂）。

2、类脂是指那些性质类似脂肪的物质，包括磷脂、糖脂和固醇。

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3、甘油三酯的功能

（1）体内贮存和提供能量

（2）维持体温正常

（3）保护作用

（4）内分泌作用

（5）帮助机体更有效地利用碳水化合物和节约蛋白质作用

（6）机体重要的构成成分幻灯片5

4、甘油三酯在营养学上的功能

（1）增加饱腹感

（2）改善食物的感官性状

（3）提供脂溶性维生素幻灯片6

二、脂肪酸

1、脂肪酸按其碳链的长短不同可分为：

（1）长链脂肪酸（14碳