第三章 第四章 能量与宏量营养素

第三章人体能量需要一、能量的来源及能值1g碳水化合物产生能量为16.8kJ(4.02kcal)1g脂肪产生能量为37.6kJ(9.0kcal)1g蛋白质产生能量为16.7kJ(4.0kcal)

点击添加标题点击添加标题点击添加标题基础代谢构成对食物的代谢反应体力活动生长发育二、人体能量消耗的构成是指维持人体最基本生命活动所必须的能量消耗，是指人体在清醒、空腹（饭后12~14h）、安静而舒适的环境中（室温20~25℃）、无任何体力活动和紧张的思维活动、全身肌肉松弛、消化系统处于静止状态下的能量消耗，即指人体用于维持体温、心跳、呼吸、各器官组织和细胞功能等最基本的生命活动的能量消耗。1、基础代谢（basalmetabolism,BM）：基础代谢率（basalmetabolicrate,BMR）：单位时间内人体单位体表面积或单位体重基础代谢所消耗的能量，单位为kJ/（m2·h）、kJ/（kg·h）或MJ/d。（1）年龄及生理状态生长期儿童基础代谢率较高；青壮年期较稳定；老年人基础代谢率较低（2）性别同年龄组男性基础代谢率高于女子；妊娠期妇女的基础代谢率随胎儿生长相应增高。

影响基础代谢的因素：（3）体形与机体构成同体重者，瘦高者高于矮胖者（4）激素：（5）季节与劳动强度寒冷气温下的人基础代谢率高于温热带气温下的人。

(thermiceffectoffood，TEF)，即食物特殊动力作用(specificdynamicaction，SDA)：指人体摄食过程而引起的能量消耗额外增加的现象，即摄食后一系列消化、吸收、合成活动及营养素和营养素代谢产物之间相互转化过程中的能量消耗。

2、食物的热效应：不同的产能营养素其食物热效应不等

脂肪：消耗本身产生能量的4%～5%碳水化物:消耗本身产生能量的5%～6%蛋白质:消耗本身产生能量的30%。劳动强度越大，持续时间越长，工作越不熟练时，其所需能量越多。3、体力活动体力活动分级：以坐姿或站立为主的活动，如开会、开车、打字、缝纫、烹调、打牌、听音乐、油漆、绘画及实验室工作等。极轻的体力活动指在水平面上走动，扫卫生、看护小孩、打高尔夫球、饭店服务等轻体力活动包括行走、除草、负重行走、打网球、跳舞、滑雪、骑自行车等。中等体力活动：负重爬山、伐木、手工挖掘、打篮球、登山、踢足球等。重体力活动运动员高强度的职业训练或世界级比赛等。极重体力活动各种强度的体力活动及能量消耗活动强度能量消耗极轻BMR×1.3轻BMR×1.6（男）BMR×1.5（女）中重BMR×1.7（男）BMR×1.6（女）重BMR×2.1（男）BMR×1.9（女）极重BMR×2.4（男）BMR×2.2（女）4、生长发育的能量需要生长期的婴幼儿、儿童的生长发育需要能量。孕妇体内胎儿的生长发育、乳母分泌乳汁等也需额外补充能量。二、人体热能需要的测定方法1、气体代谢法：被测对象在一个密闭的气流循环装置内进行特定活动，通过测定CO2和O2浓度变化，得到O2的消耗量，并可求出呼吸商，按氧气产热可计算出热能消耗量，又称为Douglas.2、双标记水法：3、心率监测法：4、活动时间计算法5、要因加算法

三、膳食能量推荐摄入量RNI:18—49岁成年轻体力活动男子为10.03MJ/d,女子为8.80MJ/d中等体力活动男子为11.29MJ/d，女子为9.62MJ/d

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—15%。第四章宏量营养素第一节蛋白质

(Protein)一、蛋白质的分类

1、按蛋白质中必须氨基酸的含量来分

必需氨基酸模式与人体蛋白质相对一致，能满足机体蛋白质合成需要的食物蛋白质。如：酪蛋白、卵蛋白。如：肉、鱼、蛋、乳、豆等。不能提供人体所需的全部必须氨基酸。如：白明胶。如：玉米、豌豆、肉皮等。

氨基酸种类比较齐全，比例不平衡。如：米、面、土豆等。半完全蛋白不完全蛋白完全蛋白（1）动物性蛋白：纤维蛋白类和球蛋白类。（2）植物性蛋白：谷蛋白类和醇溶蛋白类。2、按人类食物来源：1、构成和修补人体组织：人体内蛋白质占体重的16～19%，约为干重的45%，参与构成人体的任何器官。人体中每天约有3%的蛋白质被更新，肠和骨髓最快。二、蛋白质的主要生理功能：2、构成体内各种重要物质调节人体重要的生命活动：催化作用；调节生理功能；氧的运输；肌肉收缩；支架作用；免疫作用；遗传调控。3、供给能量：三、氮平衡1、氮平衡（nitrogenbalance）

：是反应机体摄入氮（I）和排出氮(E)之间的关系。NB＝I-E=Ｉ－(Ｕ＋Ｆ＋Ｓ)NB：氮平衡；I：摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S：皮肤等氮损失。正氮平衡零氮平衡负氮平衡摄入氮=排出氮摄入氮＞排出氮摄入氮＜排出氮在膳食中完全不含有蛋白质时，６０公斤成年男子，排出３.5g氮，相当于２０g蛋白质，称为必要的氮损失。

2、必要的氮损失（obligatorynitrogenlosses，ONL）：食物中蛋白质肠道分解

AA吸收氨基酸代谢池血液组织蛋白碳水化合物脂肪酶、抗体、血红蛋白、激素等

尿内源性氮食物中未被利用氮

合成分解皮肤氮

未被吸收氮

肠道代谢废物氮蛋白质体内代谢过程粪氮尿氮蛋白质代谢及氮平衡

摄入蛋白质90克

四、氨基酸

氨基酸（Aminoacid,AA）

蛋白质(protein)

肽(peptide)多肽（poly-）10AA以上寡肽（oligo-）4—10AA以下

3肽（tri-）3AA2肽（di-）2AA

非必需AA(nonessential-)：9种

半必需AA（条件必需AA）：2种

（semi-,orconditionally-）必需AA（essentional-）：9种

1、必需氨基酸(essentialaminoacid,EAA)是指人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得的氨基酸。必需氨基酸：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸和组氨酸。氨基酸英文氨基酸英文必需氨基酸非必需氨基酸异亮氨酸Isoleucine(Ile)丙氨酸Alanine(Ala)亮氨酸Leucine(Leu)精氨酸Arginine(Arg)赖氨酸Lysine(Lys)天门冬氨酸Asparticacid(ASP)蛋氨酸Methionine(Met)谷氨酸Asparagine(Asn)苯丙氨酸Phenylalanine(Phe)谷氨酰胺Glutamicacid(Glu)苏氨酸Threonine(Thr)甘氨酸Glycine(Gly)色氨酸Tryptophan(Trp)脯氨酸Proline(Pro)缬氨酸Valine(Val)丝氨酸Serine(Ser)组氨酸*Histidine(His)天冬酰胺Asparagine(ASN)条件必需氨基酸半胱氨酸Cysteine(Cys)酪氨酸Tyrosine(Tyr)人体内的氨基酸2、氨基酸模式(aminoacidpattern)：是蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式。氨基酸人体全鸡蛋牛奶牛肉大豆面粉大米异亮氨酸4.03.23.44.44.33.84.0亮氨酸7.05.16.86.85.76.46.3赖氨酸5.54.15.67.24.91.82.3蛋氨酸+半胱氨酸3.53.42.43.21.22.82.3苯丙氨酸+酪氨酸6.05.57.36.23.27.23.8苏氨酸4.02.83.13.62.82.52.9缬氨酸5.03.94.64.63.23.84.8色氨酸1.01.01.01.01.01.01.0几种食物和人体蛋白质氨基酸模式3、半必需氨基酸或条件必需氨基酸半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，如果膳食中直接提供半胱氨酸和酪氨酸，人体对于蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少３０％和５０％。因此，被称为半必需氨基酸(semi-essentialaminoacid)。

4、限制氨基酸（limitingaminoacid）将食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸的含量较低，导致其他的氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成营养价值下降，这些含量相对较低的必需氨基酸称为限制氨基酸。根据缺乏的程度分为第一、第二、第三限制氨基酸。通常赖氨酸是谷类的第一限制氨基酸，蛋氨酸是大多数非谷类植物蛋白质的第一限制氨基酸。

当食物中蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质构成越接近，蛋白质的营养价值就相对越高，如蛋、奶、鱼、肉、大豆等，被称为优质蛋白质。5、优质蛋白、参考蛋白、蛋白质的互补作用氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的蛋白质，实验中用于测定食物蛋白质质量的标准蛋白常被作为参考蛋白(referenceprotein)，通常为鸡蛋蛋白质。参考蛋白优质蛋白

为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，而达到以多补少的目的，提高膳食蛋白质的营养价值。不同食物混合，在构成上以相互补充其必需氨基酸不足的作用叫蛋白质互补作用（complementaryaction）。蛋白质互补作用五、功能性氨基酸和功能性肽（一）牛磺酸1、生理功能（2）抵抗心力衰竭，对心肌细胞有保护作用，防治心血管病；（1）促进婴幼儿脑组织和智力发育，提高神经传导和视觉机能；（3）是双歧杆菌的促生长因子，优化菌群，提高消耗能力；（5）解毒作用。（4）抗氧化作用,可预防次氯酸及其他氧化剂对细胞成分的氧化破坏；2、食物来源海产品中含量最高，如牡蛎、蛤蜊、淡菜（海红）、扇贝等；禽肉中黑肉比白肉含量高。（二）谷胱甘肽（glutathione,GSH）由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸通过肽键连接而成的三肽。1、生理功能（2）作为自由基清除剂，可保护细胞膜，使之免遭氧化性破坏，防止红cell溶血及促进高铁血红蛋白的还原。（1）作为解毒剂，可用于丙烯腈、氟化物、CO、重金属及有机溶剂的解毒上。（3）对放射性药物，放射线or由于肿瘤药物所引起的白cell减少等症状能起到保护作用。（4）能够纠正乙酰胆碱酯酶的不平衡，起到抗过敏作用。六、蛋白质营养不良和蛋白质营养价值评价

（一）蛋白质—热能营养不良(protein—energymalnutrition，PEM)临床表现：消化不良→腹泻→血浆白蛋白下降→水肿→肌肉萎缩→体重减轻→贫血→女性月经障碍、乳汁分泌减少、生殖功能障碍。

若蛋白质摄入严重不足，导致“蛋白质恶性营养不良症(Kwashiorkor)”，主要表现为水肿。夸希奥克病若蛋白质和热能同时严重缺乏时，导致“干瘦型营养不良(Marasmus)”,主要表现为消瘦。多发生在发展中国家，尤其是1岁以下的儿童。水肿型营养不良Kwashiorkor水肿型营养不良干瘦型营养不良Marasmus阜阳奶粉事件

2004年5月，安徽省阜阳市对当地2003年3月1日以后出生、以奶粉喂养为主的婴儿进行的营养状况普查和免费体检显示，因食用劣质奶粉造成营养不良的婴儿229人，其中轻、中度营养不良的189人。 经国务院调查组核实，阜阳市因食用劣质奶粉造成营养不良而死亡的婴儿共计12人。国务院调查组通过卫生学调查证实，不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，婴儿生长】发育所必需的蛋白质、脂肪以及维生素和矿物质含量远低于国家相关标准。经初步调查，阜阳市查获的55种不合格奶粉共涉及10个省(自治区、直辖市)的40家企业，既有无厂名、厂址的黑窝点，也有的是盗用其他厂名，还有证照齐全的企业。这些劣质奶粉主要销售范围主要是阜阳市各区县的乡镇和农村市场。在国务院调查组的统一组织下，阜阳市对制售劣质奶粉违法犯罪行为依法进行了严厉打击。截至目前，共抽检各类奶粉586组，扣留、封存、暂停销售奶粉10多万袋；立案查处涉嫌销售不合格奶粉案件39起，打掉生产及分装窝点4个，刑事拘留47人，留置审查59人，宣布正式逮捕31人，依法传讯203人。(央视国际2004年05月16日)常用蛋白质质量评价方法（二）蛋白质的营养价值评价：蛋白质的含量蛋白质消化率蛋白质利用率

蛋白质含量（%）＝（食物总氮×6.25/食物总量）×100用凯氏(Kjeldahl)定氮法，测定食物中的氮含量，乘以蛋白质换算系数(6.25),得出食物蛋白质的含量。1、食物中蛋白质的含量（content）常见食物蛋白质换算系数5.30芝麻、葵花子5.18杏仁6.38奶5.71大豆6.25蛋和肉类6.25玉米5.30绵籽5.83全小麦5.46花生5.95大米蛋白质换算系数食物蛋白质换算系数食物指蛋白质受消化酶水解后吸收的程度，即吸收氮与消化氮的比值。不仅反应了蛋白质在消化道内被分解的程度，同时还反应消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。

2、蛋白质的消化率（digestibility,D）(1)真消化率（true-）(2)表观消化率（apparent-）表观消化率低，对蛋白质营养价值的估计偏低，具有较大的安全系数；测定方法简单，一般采用表观消化率。几种食物蛋白质消化率（%）食物真消化率食物真消化率食物真消化率鸡蛋牛奶肉、鱼玉米97±395±394±385±6大米面粉(精致)燕麦小米88±496±486±779大豆粉菜豆花生酱中国混合膳87±77888963、蛋白质利用率

蛋白质的利用率是指食物蛋白质（氨基酸）被消化、吸收后在体内利用的程度。①蛋白质的生物价（biologicalvalue,BV）：反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用程度。

生物价=

氮储留量氮吸收量×100氮吸收量=食物氮－（粪氮－粪代谢氮）氮储留量=吸收氮－（尿氮－尿内源氮）②蛋白质净利用率（netproteinutilization，NPU）是反映食物中蛋白质被利用的程度。把食物蛋白质的消化和利用两个方面都包括了。

NPU=蛋白质的生物价×消化率=氮储留量/摄入氮量

是指生长发育中的动物每摄入1g蛋白质所增加的体重克数。PER=增加体重(g)/摄入食物蛋白质(g)

目前已被美国公职分析化学家协会（AOAC）推荐为：评价食物蛋白质营养价值的必测指标。③蛋白质功效比值(proteinefficiencyratio,PER)是生长反应与氮摄入量相关线直线部分的斜率与摄食标准蛋白质动物的剂量受试蛋白质的斜率相对蛋白质价值=—————————标准乳清蛋白的斜率④相对蛋白质价值(relativeproteinvalue，RPV)

是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式(aminoacidscoringpattern)和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较，因此是反映蛋白质构成和利用的关系。

⑤氨基酸评分(aminoacidscore，AAS)※计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值※在上述计算结果中，找出第一限制氨基酸评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。人群(mg/g蛋白质)食物(mg/g蛋白质〕1岁以下2～5岁10～12岁成人鸡蛋牛奶牛肉组氨酸异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋氨酸+半胱氨酸苯丙氨酸+酪氨酸苏氨酸缬氨酸色氨酸总计2646936642724355174601928665825633435113391928444422222825924116131916171991351272254867057934766175122747957833102446414504344881894080465012479几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式经消化率修正的氨基酸评分(proteindigestibilitycorrectedaminoacidscore,PDCAAS) PDCAAS=AAS×真消化率可替代蛋白质功效比值PER，对除孕妇和l岁以下婴儿以外的所有人群的食物蛋白质进行评价食物蛋白经消化率修正的氨基酸评分食物蛋白经消化率修正的氨基酸评分酪蛋白鸡蛋大豆分离蛋白牛肉豌豆粉菜豆1.001.000.990.920.690.68斑豆燕麦粉花生粉小扁豆全麦0.630.570.520.520.40⑥蛋白质净比值（NPR）与蛋白质存留率（PRE）

平均增加体重+平均降低体重蛋白质净比值=—————————————摄入的食物蛋白质蛋白质存留率=蛋白质净比值×100/6.25食物BVNPU(%)PERAAS全鸡蛋全牛奶鱼牛肉大豆精制面粉大米土豆948783747352636784828173665163603.923.094.552.302.320.602.16-1.060.981.001.000.630.340.590.48

常见几种食物蛋白质质量八、膳食蛋白质来源及供给量1、膳食蛋白质来源较好的蛋白质来源有：鲜奶；奶粉、蛋类；鱼类；肉类；干豆类；硬果类。昆虫中蛋白质的含量多在50%以上，蝗虫58.4%，蝉72%，蟋蟀65%，蚕52%，胡蜂81%。动物性蛋白质质量好，在人体内利用率高，但同时富含脂肪酸和胆固醇。2、膳食蛋白质供给量（1）RNI：成人(18～60岁)* 男 女 轻体力活动 75 65 中体力活动 8070 重体力活动 90 80孕早期、中期、晚期分别加5、15、20g/d；乳母加20g/d。大力提倡我国各类人群增加牛奶和大豆及其制品的消费。

2.若按能量计算，蛋白质摄入占膳食总能量的10%～12%，儿童青少年为12%～14%。

例：轻体力活动成年男性，能量摄入为2400kcal/d，则蛋白质摄入量应为： 2400kcal/d×12%÷4kcal/g=72g/d脂肪（甘油三酸酯）可变脂或动脂。类脂质（磷脂、糖脂、固醇、脂蛋白等）一、脂类的分类第二节

脂类（lipids）1、中性脂肪：即甘油三酯。是体脂的主要成分，营养状况、机体活动，又称可变脂。2、类脂质：包括（1）磷脂类：构成生物膜和神经组织的主要成分。（2）糖脂：含有碳水化合物的类脂质，参与生物膜的构成。（3）固醇及类固醇：生物膜的主要成分之一。A.胆固醇（cholesterol,chol）:是最重要的固醇类物质。是细胞膜的重要成分；体内多种活性物质的合成原料，如：胆汁、性激素、肾上腺素和VD。B.植物固醇（plantsterol）谷固醇：很难被吸收，并可干扰人体对chol的吸收。麦角固醇：存在于酵母和真菌类植物中，在紫外线照射下，可转化为VD在体内的活性形式VD3。（4）脂蛋白：由中性脂肪和某些类脂质与蛋白质构成的复合体。二、脂类的生理功能1、供给和储存能量2、构成机体组织中性脂肪占体重的10%～20%，构成体脂肪组织，其含量可因体力活动和营养状况而变化，被称为动脂。类脂占总脂量的1～5%，构成细胞膜的基本成分，其含量稳定，不受机体活动和营养状况的影响，被称为定脂。3、提供必须脂肪酸，促进脂溶性维生素的消化吸收4、保护肌肤，滋润皮肤5、改善食品风味、促进食欲是由蛋白质、磷脂、胆固醇和甘油三酯等组成。包括四种成分乳糜微粒极低密度脂蛋白低密度脂蛋白高密度脂蛋白三、脂蛋白及其生理意义2、极低密度脂蛋白（VLDL）：主要由甘油三酯构成，但磷脂和胆固醇的含量比CM多。负责将甘油三酯从肝脏送往全身脂肪组织或其它组织储存。1、乳糜微粒(CM)：主要成分:膳食脂肪。作用:运转食物中的甘油三酯到肝和脂肪组织。3、低密度脂蛋白（LDL）：来自肝脏。主要成分:胆固醇。由肝脏运送到各个组织细胞，作为制造细胞膜和某些激素的原料。4、高密度脂蛋白（HDL）：主要由大量蛋白质、磷脂和少量胆固醇、甘油三酯构成。作用：从组织中清除不需要的胆固醇，并送往肝脏代谢处理，探后排出。因此，可防止脂质在动脉壁沉积而引起动脉硬化，保护心血管系统。（一）分类及说明（1）分类

短链4-6个碳原子中链8-12个碳原子长链>14个碳原子按碳链长短饱和脂肪酸（saturatedfattyacid,SFA)不饱和脂肪酸(UFA)含有双键按饱和程度构型不同

顺式脂肪酸反式脂肪酸四、脂肪酸（fattyacid,FA）（2）说明的几个问题B.饱和程度越高，碳链越长，脂肪熔点越高；C.饱和脂肪酸中碳原子数小于10者在常温下为液态，碳原子数大于10者在常温下为固态，称为固体脂肪酸，随着脂肪酸碳链的加长，熔点增高，而熔点高不易被消化、吸收。A.FA的碳链长短、饱和程度、空间结构与脂肪的特性和功能有关；D.动物脂肪含SFA多，常温下呈固态；植物脂肪含UFA多，常温下呈液态；E.棕榈油、可可籽油虽然含较多的SFA，但碳链较短，其熔点低于大多数的动物脂肪；F.膳食中SFA与机体组织中SFA及胆固醇含量正相关；UFA与血脂含量负相关，C20:5和C22:6降血脂效果最好，C18:2（即亚油酸）只能由膳食供给机体。n-3(或ω-3)系列不饱和脂肪酸,即从甲基端数，第一个不饱和键在第三和第四碳原子之间的各种不饱和脂肪酸；如：亚麻酸是n-3系列的十八碳三烯酸，EPA，DHA。n-6(或ω-6)系列不饱和脂肪酸，从甲基端数，第一个双键在第六和第七碳之间。如：亚油酸是n-6系列的十八碳二烯酸。（3）营养学上最具价值的脂肪酸有两类

n-6(或ω-6)n-3(或ω-3)系列亚麻酸是n-3系列的十八碳三烯酸，EPA，DHA。亚油酸是n-6系列的十八碳二烯酸体内多不饱和脂肪酸(n-3，n-6类)合成途径花生四烯酸、二十碳五烯酸EPA和二十二碳六烯酸DHA都是人体不能缺少的脂肪酸。（二）必需脂肪酸(essentialfattyacid，EFA)1、定义:是指人体不能合成但又是人体生命活动所必需的而必须通过食物供给的不饱和脂肪酸。包括:亚油酸（C18:2）（linoleicacid，LA）α－亚麻酸(C18:3)（α－linolenicacid）2、必需脂肪酸的生理功能：（1）组成磷脂的重要成分磷脂是线粒体和细胞膜的主要结构成分。与胆固醇脂化，有利于胆固醇分解代谢，防止在体内沉积导致动脉粥样硬化。（2）对胆固醇的代谢十分重要因亚油酸可合成花生四烯酸，再由花生四烯酸合成前列腺素。（5）对X射线、烧伤、烫伤等引起的皮肤损伤有保护作用。（3）是合成前列腺素必需的前体（4）维持正常视觉功能3、缺乏EFA可影响某些细胞的形成，如精细胞的生成，可引起生长迟缓、生殖障碍、皮肤损伤等；此外对心血管疾病、炎症、肿瘤等多方面也有影响。五、膳食