《食品营养学绪论》PPT课件.ppt

食品营养学,主讲教师： 电话： 邮箱：,目 的 要 求,1. 掌握营养、营养学、食品营养学、膳食营养素参考摄入量等基本概念。,2.了解食物、营养与健康的关系。 了解营养学发展简史和新进展。,3.了解营养学发展简史和新进展。,4.熟悉食品营养学的研究任务和发展趋势。,第一章 绪 论,一 营养学的基本概念和分支,营养的概念,食品营养学,营养学,指有机体通过摄取食物，经过体内消化、吸收和代谢，利用食物中对身体有益的物质作为构建机体组织器官、满足生理功能和体力活动需要的过程。 营养素(nutrient) 指具有营养功能的物质，包括蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质、水六大类。目前已知的有40一45种人体必需的营养素，且存在于各类食品种。,1.1 基本概念,营养(nutrition),营养素的分类:从化学性质可以分为六大类: 蛋白质(protein) 脂肪(fats) 碳水化合物(carbohydrates) 矿物质(minerals) 维生素(vitamin) 水(water) 目前有人将膳食纤维(dietary fiber)列为第七 类营养素.,营养：生物及其与环境相互联系的纽带,1.2、营养学 (nutrition or nutriology),(1) 概念 营养学是研究人体营养规律、营养与健康的关系以及营养改善措施的一门学科。其主要内容包括人体对营养的需要（营养学基础）、各类食物的营养价值、不同人群的营养、营养与健康、公共营养、营养与社会发展等。 营养科学是研究食物系统、食物和饮料及其所含营养素和其他成分，以及它们在生物、社会和环境系统之中和之间的相互作用的一门学科。,营养价值(nutritional value)：食物中营养素及能量能满足人体需要的程度。 膳食营养素参考摄入量(dietary reference intakes, DRIs)：指一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值，包括平均需要量、推荐摄入量、适宜摄入量、可耐受最高摄入量4项指标。 健康( health ): 根据世界卫生组织( World Health Organization, WTO )的定义，健康是指生理、心理及社会适应三个方面全部良好的一种状况，而不仅仅指没有生病或者体质健壮。,亚健康( inferior health or sub-health ): 处于健康与疾病之间的过度状态。WHO称其为“第三状态”，指身体存在某种或多种不适但无身体器质性病变的状态。 营养不良( malnutrition )： 亦称营养失调，指由于一种或几种营养素的缺乏或过剩所造成的机体健康异常或疾病状态。包括两种表现，即营养缺乏和营养过剩。 平衡膳食( balanced diet ) : 值能量及各种营养素能够满足机体每日需要的膳食，且膳食中各种营养素之间的比例合适，有利于人体的吸收利用。,1.3 根据研究重点不同营养学可分为：,临床营养学,老年营养学,营养经济学,食品营养学,中医营养学,人类营养学,社区营养学,妇幼营养学,分子营养学,运动营养学,营养流行病学,随着学科的发展和交叉，营养学也许还会出现更多的分支。,食品营养学,食品的营养成分及其检测 人体对食物的摄取、消化、吸收、代谢、排泄等过程 营养素的作用机制和它们之间的相互关系 营养与膳食问题 营养与疾病的防治 食品加工对营养素的影响,主要研究食物、营养与人体生长发育及健康的关系；提高食品营养价值的方法；食物资源的开发。,由于营养主要来自于食品，因此，食品营养学也是其他各分支营养学的基础部分。,食品营养学研究任务,研究食品营养与人体健康的关系； 确定必需营养素及其理化特性； 研究必需营养素在体内的代谢过程及其调节机制； 学会对食品营养的价值的综合评定方法； 制定不同生理状况下的营养与食品.,二 营养学发展简史与研究进展,2.1 营养学的发展简史 (1) 古代营养学,我国,营养学是一门既古老且有具生命力的现代学科， 西周时期(约3000年前)，官方医政制度中设有食医； 在我国最早的医书黄帝内经.素问中就有“五谷为养、五果为助，五畜为益、五菜为充，气味合而服之，以补精益气”的食物和养生的记载，达与现代营养学提倡的“平衡膳食”原则是相一致的。,唐朝时期，已经知道用维生素B1丰富的中草药治疗脚气病。 元朝太医忽思慧，出版了饮食正要，这是我固乃至世界上第一本营养治疗即膳食治疗疾病的书籍。,公元341年晋葛洪的肘后备急方中就提出可以用肝脏治疗维生素A缺乏症(夜盲症),用海藻治疗因碘缺乏而导致的甲状腺肿大.,明朝李时珍的本草纲则在1982种天然动植物原料中。包含了谷物、水果、蔬菜、野菜300多种，动物食物400多种。 我国老一辈营养学家侯祥川、王成发与杨思孚等在营养素的各种功能与营养素缺乏病的研究方面也做了不少工作。,国外,圣经有关于将胆汁挤到眼睛中治疗眼病的描述，经常将食物用作化妆品或药品； 希腊的名医，Hippocrates 在公元前300多年前首先认识到食物营养对于健康的重要性，认为健康只有通过适宜的饮食和卫生才能得到保障，提出”食物即药”。,（2）现代营养学,阶段一：从18世纪中叶到19世纪中叶,此期的最大成就是有”营养学之父“的法国化学家Antoine Lavoisier（1743-1794）创立了燃素学说，奠定了营养学的理论基础。,阶段二：从19世纪中叶到20世纪30-40年代,此阶段的主要成就是认识到了蛋白质、脂肪和碳水化合物三大有机物是人体必需养分。大部分研究集中在这三大养分及能量利用率上，并开始积累有关矿物元素的资料。为发现和研究各种营养素的鼎盛时期.,从30年代开始，维生素、氨基酸、必需脂肪酸、无机元素、能量代谢、蛋白质代谢的研究取得巨大进展。 在30-40年代，分离并阐明了维生素的化学结构以 后，微量养分的营养就初步形成了。,阶段三：从20世纪40年代至今食品营养学的 形成与发展阶段,20世纪中后期，营养学的研究工作日益深入。 微观方面：营养素尤其是维生素、微量元素对人体的重要生理作用机制不断得到深入揭示，营养与疾病的关系也得到进一步的阐明，食物中非营养成分的生理功能及对健康的作用成为新的研究热点，分子营养学营运而生。 在宏观方面，包括营养调查、监测及各种人群营养干预研究在内的公共营养学有了新的发展，并在各国政府改善国民健康的决策中发挥着重要作用。,2.2 营养学研究的重要进展,能量平衡受非常灵敏的机制调节，认识还在深化； 含碳水化合物食物的血糖指数概念得到认同，并广泛应用； 膳食纤维的生理功能逐渐被认识，它对于预防胃肠道疾病、肥胖病、糖尿病、高脂血症等一些慢性非传染疾病有重要作用； 对维生素D内分泌系统及作用模式等有了新的进展； 叶酸、维生素B12 、维生素B6、与出生缺陷及心血管疾病病因关联的研究已深入到分子水平； 多不饱和脂肪酸特别是n-3系列的-亚麻酸及其在体内形成的二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid, EPA）和二十二碳六烯酸 (Docosahexenoic Acid，DHA) 的生理作用逐渐被揭示， -亚麻酸已被许多学者重新认定是人体必需的营养素； 硒对癌细胞有促进分化和抑制分裂的双向作用； 维生素C、维生素E、-胡萝卜素等可以直接清除体内自由基，硒、铁、锌、铜锰等微量元素和维生素B2是体内抗氧化的辅助因子，它们在体内的抗氧化作用及其机制的研究仍在深入。,（1）基础营养,（2）食物中的活性成分,植物中的多酚类（酚酸和类黄酮）；蔬菜中的类胡萝卜素及异硫氰酸盐； 大蒜中的含硫化物；大豆中的异黄酮；红曲中的红曲色素； 香菇、魔芋、枸杞、灵芝中的多糖类人参中的皂苷等。,是目前营养学研究较活跃的一个领域。有些流行病学观察的结果难以用营养素来解释而越来越多的动物实验结果表明，食物中许多非营养素成分特别是一些植物化学物（phytochemicals）具有重要的功能。目前食物中许多非营养素生物活性成分研究较多的有：,这些成分中的大多数具有抗氧、免疫调节和延缓衰老等多种生物学作用，对心血管病和某些癌症具有一定的预防和辅助治疗作用。 尽管目前还没有可靠的流行病学证据来说明具体从膳食中对这些成分摄入多少量才对健康有促进作用或对某些慢性病患者有保护作用，但多数学者认为这一领域无论在理论上还是实际应用上均具有广阔的前景。值得注意的是，这方面的研究往往难以划清食品和药品的 界限，加强管理显得十分重要。,（3）营养与基因表达,随着分子生物学理论与技术在生命科学各个学科中的渗透与应用，营养因素与遗传基因的相互作用的研究成为营养学中一个新的热点，并取得了一些重要进展。 目前对有一些营养素的功能的认识已达到基因水平，例如，硒可能是通过调节GSH-Px酶（谷胱甘肽过氧化物酶）的mRNA稳定性来调控GSH-Px酶的基因表达，一些基因的异常表达或者突变与某些慢性疾病的发生和发展有着密切关系。 在基因-膳食-健康之间相互营养的三边关系，基因因素可能与膳食及生活方式因素发生交互作用，并影响人类对疾病的易患性。此外，膳食因素可能影响基因多态性，从而影响相关疾病的发生。例如膳食多不饱和脂肪酸的摄入水平可能影响载脂蛋白A-I基因变异与血中高密度脂蛋白胆固醇水平的关联；膳食维生素D和钙的摄入量可能改变维生素D受体多态性与结直肠腺瘤危险性的关联。-,（4）食品的营养强化,许多国家十分重视食品的营养强化。 美国食品与药品监督管理局（FDA）自1941年提出第一个强化面粉标准后，强化食品层出不穷。目前，美国大约有92%以上的早餐谷类食物进行了强化。 日本的强化食品种类繁多，分别有适用于普通人、病人和一些特殊人群食用的强化食品，并有严格的标准。 欧洲各国在20世纪50年代先后对食品强化建立了政府的监督、管理体制。有些国家还法定对某些主食品强制添加一些营养素，例如英国规定面粉中至少应加入维生素B1(2.4mg/kg)和烟酸（16.5mg/kg），人造奶油中必须添加维生素A和维生素D。 丹麦和规定人造奶油及精白面粉中必须进行强化营养。我国在20世纪50年代初研制出婴儿强化食品，之后品种逐渐增多，对预防一些营养缺乏症起到了一定作用。 1994年我国建立了营养强化剂的食用标准，之后涌现出一些用维生素、矿物质和氨基酸强化的食品，尤其是碘强化食盐，取得了显著的成效；强化食用油、强化酱油也已经有一定规模，对预防某些营养缺乏症起到了一定的作用。,（5）公共营养,第二次世界大战以后，社会性的营养工作不断加强。 在世界卫生组织（WHO）与联合国粮农组织（FAO）的努力下，加强了营养工作的宏观调控作用，提出了一些新概念，如营养监测（nutritional surveillance）、营养政策（nutrition policy）、投入与效益评估（assessment of input and benefit）等，逐步形成了公共（社区）营养学和社会营养学（social nutrition），更加重视如何使广大人民群众得到实惠。 有的国家制订颁发了有关社会营养的法律、法规， 有的国家在议会中成立了主管营养工作的委员会，或在政府里成立了主管公共营养的机构。 为了指导民众合理地选择和搭配食物，世界多国制定了膳食指南（dietary guideline）和营养素每日推荐供给量。膳食指南和营养素推荐摄入量（recommended nutritient intakes, RNI）的内容与指标随着营养学的研究进展而不断修改与调整。,20世纪90年代后，欧美各国相继举行了膳食营养素供给量 的专题讨论会，对其概念和内容进行了研讨。认为营养素不仅具有预防营养缺乏病的作用，而且有预防某些慢性病和延缓衰老的作用；在考虑摄入营养素作用的同时，应考虑摄入安全性。 美国学者提出了膳食营养素参考摄入量概念，在膳食营养素供给量的基础上，增加了适宜摄入量（adequate intakes, AI）和可耐受最高摄入量（tolerable upper intake level, UL）。其概念现为各国接受。 1992年在罗马召开了有159个国家政府领导人参加的世界营养大会，会上发布了世界营养宣言和营养行动计划，号召各国政府保障食品供应，控制营养缺乏病，加强宣传教育，并制定国家营养改善行动计划。,三 食物、营养与人体健康,人体生命人体健康取决于多种因素，如食物营养、遗传、体力活动、心理状态、生活习惯、环境状况等，其中最重要、影响最复杂的因素是食物营养。 一切生命活动包括呼吸、心跳说话走路、工作运动等都需要能量。能量是生命的动力，没有能量也就没有生命和任何活动。而能量又来源于食物中的营养素在体内燃烧产生的热能。 因此，食物、营养是人体生命能够维持的基础和动力。除了供能量以外，食物中的营养素也是构成机体组织的成分和组织更新的原料，并参与机体生理功能的调节。,3.1 食物、营养与生长发育,人一出生就需要食物（胎儿靠母体胎盘转运提供营养物质）。食物陪伴人的一生，直到生命终结。人一生需要消耗数十吨食物。食物中提供各种营养素和能量，通过消化、吸收、转运和代谢，以促进机体生长发育，调节生命活动，维持机体健康。 处于生长发育的个体如果长期能量摄入不足（处于饥饿状态），机体会动用自身能量储备甚至消耗自身的组织以满足生命活动能量的需要，从而导致生长发育迟缓、消瘦、活力消失，甚至停止而死亡。,蛋白质是组织细胞的基本组成成分，是生命活动的重要基础。维生素B1、维生素B2和烟酸等营养素参与体内的能量代谢。如果能量和蛋白质等营养素同时缺乏，会引起蛋白质能量营养不良。 研究证明，儿童时期蛋白质能量营养不良，可使智商降低15分，导致成年人收入及劳动生产率下降10%。严重的蛋白质能量营养不良，可导致局部和全身性水肿，小儿智力下级，甚至死亡。 2004年，安徽阜阳“奶粉”事件中出现的“大头婴”就是长期用蛋白质及其他营养素含量严重不足的伪劣“奶粉”喂养所致，其中数名婴儿死亡。 据世界银行统计，发展中国家由于营养不良导致的智力下降、劳动力丧失或部分丧失、免疫力下级等造成的直接经济损失约占国民生产总值的3-5%。,充足合理的食物营养对于提高国民体质具有重要意义 在工业革命时期，欧洲的食物供给应较充足，人们的营养状况较好，体格发育（身高、体重）增长，体格强壮。 另一项国外统计显示，1880年，男大学生身高超过1.80m的仅有5%，但是到了1955年，这个百分率达到了30%。 随着经济的发展，食物供应的丰富，我国儿童和青少年生长发育水平亦稳步提高。根据1992年和2002年全国营养调查资料，10年间儿童和青少年动物性食物和奶类摄入量明显增加，而各年龄组身高也均有所增长，城市男、女生平均增加了3.2cm和2.9cm，农村男、女生平均增加了3.4cm和3.3cm。,3.2 食物、营养与衰老,引起人体衰老的因素很多，概括起来主要有自身和环境两个方面。 自身因素包括细胞凋亡失常、自由基大量产生、代谢废物堆积、基因损伤等； 环境因素则以饮食和营养最为重要。 研究证实，在满足机体对各种营养素需要量的前提下，适当限制能量摄入，能明显延缓衰老的速度。原因可能是： 适当限制能量可降低线粒体对氧的利用，减少线粒体自由基的生成，进而延长动物的平均寿命； 限制能量摄入可广泛提高机体内抗氧化酶活性，增强机体清除自由基的能力； B型单胺氧化酶是大脑和周围神经组织中的一种重要酶，其活性随年龄增长而升高，从而导致儿茶酚胺类递质含量减少，加速大脑老化，而能量限制则可下调B型单胺氧化酶活性； 限制能量摄入可抑制肝细胞的凋亡，间接延缓衰老等。目前，食物限制的生物效应已成为衰老和氧化应激研究的热点，并正发展成为一个专门的研究领域。,许多文献也报道了食物中抗氧化营养素延缓物种平均寿命的研究， 如维生素E通过增加脑组织抗氧化活性，减轻脂质过氧化，对氧化应激所引起的衰老和脑神经退行性疾病具有保护作用。 正常情况下，体内代谢也会产生少量的自由基，但这些可被体内抗氧化酶类系统如过氧化物歧化酶、谷胱甘肽化氧化物酶等和非酶类系统如维生素A、维生素C、维生素E、硒-胡萝卜素等抗氧化营养素所迅速清除，不至于堆积过多引起组织和细胞的损伤； 在异常情况下，体内自由基清除系统功能下降，过多的自由基就会氧化生物膜的多不和脂肪酸，产生脂质过氧化，使细胞膜结构受到损伤，从而引起细胞的破坏、老化和功能障碍。,3.3 食物、营养与慢性病,全球健康状况报告显示，全球疾病负担的流行模式已从传染性疾病向非传染性疾病转变，慢性非传染性疾病已成为公共卫生的主要负担。 2001年，全球几乎60%的死亡由慢性病所致，其中79%在发展中国家，占全球疾病负担的43%。 按照这种趋势，2020年将有73%的死亡和60%的疾病负担归于慢性非传染性疾病。这种持续增加的挑战在威胁经济和社会发展的同时，也威胁这数以百万计的生命与健康。,导致心血管疾病、癌症、糖尿病等慢性病增加的危险因素主要有3个方面：不健康的饮食、吸烟、体力活动减少。其中饮食是一个非常关键的因素。 自从20世纪50年代以来，国内外大量的研究都报道了食物、膳食活营养与慢性病发生之间的关系，如一些前瞻性队列研究发现富含脂肪的饮食可引起高胆固醇血症，而高胆固醇血症是冠心病的一个重要危险因素； 高血压病因与肥胖和高盐饮食等危险因素密切相关。 随着研究的深入，近来又发现同型半胱氨酸是心血管疾病的新的危险因素。研究报道，心血管疾病患者血浆同型半胱氨酸浓度比正常者平均高31%。血浆同型半胱氨酸升高导致心血管疾病的原因包括促进血栓形成、增强低密度脂蛋白致动脉硬化、促进血管平滑肌细胞增生以及增加氧化应激和氧自由基水平。,由于食物、营养与慢性病密切相关， 2001年WHO/FAO发布了“膳食、营养与慢性病”的权威报告，总结了膳食和生活方式因素与肥胖、型糖尿病、心血管疾病、癌症、牙病和骨质疏松危险性关系的研究证据和建议。 对体重增加和肥胖而言，增加危险性的膳食因素有大量摄入营养素含量低的能量密集型食品、大量引用加糖的软饮料和果汁等；降低危险性的膳食因素有非淀粉多糖（non-staich polysaccharides, NSP）摄入量高、母乳喂养。 对心血管疾病而言，增加危险性的膳食因素有肉豆蔻酸与棕榈酸、反式脂肪酸、钠摄入量高、大量饮酒、膳食胆固醇、煮的咖啡等；降低心血管疾病危险的膳食因素有亚油酸、蔬菜和水果、钾、少量至中度饮酒、-亚麻酸、油酸、NSP、全麦谷类、坚果（非盐）、植物固醇、叶酸等。,在饮食与癌症方面，大量流行病学研究表明食物中有些因素会增加癌症的风险，如食盐和腌制食品很可能会促进胃癌的发生。 日本、中国和拉丁美洲是世界上胃癌发病率最高的国家和地区，这与其经常用盐保藏肉、鱼、蔬菜类食物及膳食偏咸不无关系。另外，有充分的流行病学和实验研究表明广式的咸鱼（特别是在幼儿期食用）会增加鼻咽癌的危险。与此同时，食物中也存在一些抗癌因素，其中许多文献报道了蔬菜、水果预防癌作用。,世界癌症研究基金会（world Cancer Reseach Fund, WCRF）的权威报告提出：含大量各式各样蔬菜和水果的膳食可以减少20%或者更多的癌症发生。WHO/FAO联合专家咨询会议所撰写的报告也认为，多吃蔬菜和水果很可能对癌症具有保护作用。蔬菜和水果中有许多营养素，也有许多其他生物活性物质，其防癌作用很可能是多种成分综合作用的结果。 在营养素中，维生素C、维生素E、叶酸和类胡萝卜素和膳食纤维的防癌作用比较受关注，但目前还么有充分的证据表明单一的维生素具有防癌作用。 此外，一些动物试验报道了食物中的非营养素活性成分的防癌作用，如含硫化合物、多酚类、类黄酮、植物固醇、皂苷、姜黄素等。,3.4 食物、营养与心理、行为,心理学家及营养学家经过近几十年研究发现，人的心理状态与食物之间存在相互影响的作用。 一方面，食物中的营养素会影响人的情绪和行为； 另一方面，人的情绪反过来也会影响人的饮食行为。 食物中碳水化合物与蛋白质的含量会影响脑神经递质5-羟色胺的合成和活性，而5-羟色胺对多种行为具有调节作用，包括情绪、睡眠、具有冲动性及侵略性行为。碳水化合物含量高的食物可使血浆中的色氨酸比例升高，有利于大脑对色氨酸的摄取和转化为5-羟色胺、对忧郁、紧张和易怒行为有缓解作用。相反，如果摄入色氨酸，则与摄入碳水化合物的作用类似。,如果缺乏某些营养素，会出现一些精神和行为上的异常。 如维生素D长期摄入不足所引起的佝偻病，其早期出现神经精神症状，患儿睡眠时惊跳，烦躁不安，易激怒； 铁长期摄入不足可引起贫血，出现食欲不振、精神萎靡或者烦躁不安、记忆力下降等症状； 锌缺乏严重的小儿智能发育可能受到影响，甚至有精神障碍，还可能出现异食癖，喜欢吃泥土、墙纸、煤渣或其他异物。 反过来，在不同的心理状态下，人的饮食行为也会发生某些改变。 如有研究报告，在愤怒期间人们可能增加冲动性进食，在高兴期间则增加享乐性进食；在压力状态下，有的人食欲会降低，但也有的人则会吃更多的食物，以“吃”来冲缓或转移自己的压力。,食物营养对人的认知也有一定的影响。 一些