5 - 1. 人類與食物 5 - 2. 碳水化合物 ( Carbohydrates ) 5 - 3. 脂肪 ( Lipids )

第 5 單元：植物與人類的營養 第五章植物與人類的營養重點： 1. 了解食物的成份 2. 食物中各成份的作用 3. 作物提供食物中哪些成份 4. 如何均衡地攝取營養 5 - 1. 人類與食物 5 - 2. 碳水化合物 ( Carbohydrates ) 5 - 3. 脂肪 ( Lipids ) 5 - 4. 蛋白質 ( Proteins ) 5 - 5. 維生素 ( Vitamins) 5 - 6. 礦物質 ( Minerals ) 5 - 7. 均衡的營養攝取劉麗飛教授【本著作除另有註明外，採取創用CC「姓名標示－非商業性－相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】

問題： 1. 你認識你每天吃的食物種類嗎？ 2. 你知道你每天吃的食物的來源嗎？ 3. 你每天吃的食物營養均衡嗎？ 4. 什麼樣的飲食最有益健康？ 5. 世界各地區的民眾所吃的食物營養均衡嗎？ 6. 你如何珍惜你的食物？

作業 7：觀察評估自己的飲食 日期：題目：請寫出你昨日一天中所吃的食物早餐：中餐：晚餐：宵夜：（詳細列出各種食物，並記錄其分量） 1

5 - 1. 人類與食物 ★食物的重要性：植物為— 自營生物 Autotrophic (self-feeding) organisms 可以由二氧化碳、水、無機鹽合成生長所需營養人類與動物則為— 異營生物 Heterotrophic (other-feeding) organisms 必須不斷攝取食物。因為： 1. 食物消化，產生能量，支持身體的每一項活動。 2. 食物提供原料，製造身體的各部成份。

★食物的成份： 人類利用的食物所含成份繁多三大營養素：人類最重要的營養 1. 碳水化合物：例如糖類、澱粉、纖維素等，在米飯麵包內含量豐富。 2. 蛋白質：植物性蛋白質，在豆類含量最豐富動物性蛋白質，以肉類、牛奶、蛋類為主要供源。 3. 油脂類：植物性油，如大豆油、花生油… 動物性油，如奶油、豬油…

無機礦物質 對身體的構成，或新陳代謝均有重要作用。維生素這些營養物質，人體均無法製造，必須仰賴由食物中攝取，始能滿足身體的需要。不同食物中所提供的營養物質，其質與量均有很大的不同。

★食物的來源 來自陸地生產：佔 90% 來自海洋、湖泊水域生產：佔 10% 包括魚類、介類等。其中 68% 為穀類小麥、玉米、稻米、大麥、高粱等直接供為米飯、麵包、麵製品；間接供為肉類、奶類、蛋類等的生產。餘 22% 為塊根、塊莖、果實、蔬菜等。人類的生存，直接、間接均仰賴於栽培作物

◆簡單的 葡萄糖 glucose、果糖fructose、蔗糖sucrose、麥芽糖maltose 可溶於水存在於甘蔗、甜菜、果實等寡糖類分子 ◆複雜的澱粉starch、纖維素cellulose、 (肝醣glycogen)等，不可溶於水，存在於種子、塊根、塊莖、球莖等多醣類分子 5 - 2. 碳水化合物 ( Carbohydrates ) 食物中第一重要的能量來源

三碳醣 五碳醣 Five-carbon sugars Three-carbon sugar 果醣葡萄醣六碳醣 Fructose

雙醣蔗醣 Sucrose 麥芽醣 β -Maltose 乳醣 β -Lactose

澱粉有二種不黏直鏈澱粉 amylose 支鏈澱粉  amylopectin 黏

食物中直鏈澱粉和支鏈澱粉比例

澱粉 starch 纖維素 cellulose

顯微鏡下的澱粉

食物中碳水化合物的含量 大部分植物所製造的糖，量大於其自身的需要 多餘的醣類儲存在根部、塊根和果實中  做為其他生物(動物)的主要糧食來源偉大無私的植物

經調製使澱粉粒膨化 食用消化（酵素分解）葡萄糖能量消耗貯存肝醣 (肝臟) 脂肪澱粉的利用

一個葡萄糖分子完全氧化 產生36-38個ATP分子  細胞利用呼吸作用獲得代謝能量  幾乎所有生物的細胞都能藉由糖類氧化分解的過程而獲得能量呼吸作用  細胞的呼吸作用產生 CO2, H2O和大量的ATP Sugar + O2 ATP + CO2 + H2O ATP提供細胞生長和活動所需的能量

無氧呼吸作用 - 醱酵 無氧呼吸只能由葡萄糖獲得少部分的能量 - 酒精醱酵應用於釀酒工業 1 葡萄糖 2 酒精 + 2CO2 + 2ATP - 乳酸醱酵用於製造cheese 和 yogurt 1 葡萄糖 2 乳酸 + 2ATP

纖維素的利用： 草食性動物：胃內有細菌或原生動物，可幫助分解利用。人類：無法直接消化利用，但經胃酸作用變成較小的分子，進入腸道時膨脹，使消化的食物蓬鬆，加速移動，因此維持消化道的暢通。

一公克碳水化合物 →產生四大卡熱量 (1 gram ) (4 kcal) 碳水化合物的能量轉換率

5 - 3. 脂肪 ( Lipids ) 脂肪是生物體組織構造最基本的成份（細胞膜、腦組織），也是重要的能量來源，並幫助油溶性分子的吸收。組織構造能量來源油溶性分子的吸收

H2C － OH HC － OH H2C － OH glycerol ◆三酸甘油脂 ( triglycerides )：三個脂肪酸接在一個甘油分子上，為主要的能量貯藏 Triglycerides

脂肪酸分為兩類： 不飽和脂肪酸：植物性脂肪中較多，存於種子、莖葉中較有利於人體健康。飽和脂肪酸：動物性脂肪中較多，存於肉類、乳類中脂肪酸分子越長、越飽和 →常溫下為固體狀→ 脂肪酸分子短、不飽和 →常溫下為液體狀→ fat oil Palmitic acid Oleic-acid Stearic acid

◆磷脂類 ( phospholipids )： 一個甘油分子上，接了二個脂肪酸、及一個含磷的小分子，為細胞膜主要的成份。大豆、蛋類中含量豐富。

Cortisone Testosterone Vitamin D Cholesterol ◆膽固醇 ( cholesterol )：為環狀的分子，用於製造膽汁、荷爾蒙等。主要存於動物組織中，植物中含量較少。

脂肪酵素分解脂肪酸、甘油血球吸收、轉送身體各部位細胞構成能量消耗貯存脂肪的利用：

一公克脂肪 →產生九大卡熱量 (1 gram ) (9 kcal) 脂肪的能量轉換率

表　油脂性質分類 • 分類　性質　碘　價　　　種類 • --------------------------------------------------------- • 乾性油置空氣中3 -6天乾固 >140 亞麻油、桐油、紅花油等 • 半乾性油　置空氣中6 -7日呈半固　100 –140 大豆油、向日葵油、棉子油、菜子油、玉米胚芽油、米油等 • 非乾性油　置空氣中18日仍不固化　　<100 胡麻油、花生油、椰子油、 • 棕櫚油、蓖麻油、橄欖油等。 • ________________________________________________________ • 碘價：Number of grams of I bound by 100g of fat or oil.

比較不同種類可製成油料的種子與蔬菜間成份的差異比較不同種類可製成油料的種子與蔬菜間成份的差異 Crop Oil content (%) Iodine number ---------------------------------------------------------------------- Drying oil Perilla 40 – 58 182 – 206 Flax (linseed) 35 – 45 170 – 195 Tung 40 – 58 160 – 170 Hemp seed 32 – 35 145 – 155 Safflower 24 – 36 140 – 150 Semidrying oil Soybean 18 – 23 115 – 140 Sunflower 29 – 35 120 – 135 Corn (germ) 50 – 57 115 – 130 Cottonseed 15 – 25 100 – 116 Rapeseed 45 – 50 96 – 106

比較不同種類可製成油料的種子與蔬菜間成份的差異比較不同種類可製成油料的種子與蔬菜間成份的差異 Crop Oil content (%) Iodine number ------------------------------------------------------------------ Nondrying oil Sesame 52 – 57 104 – 118 Peanut 47 – 50 92 – 100 Castorbean 35 – 55 82 – 90 Coconut 67 – 70 8 – 12 Olive 10 – 50 86 – 90 Palm 44 – 53 53 Rice bran 9 – 22 102

油桐台灣大學劉麗飛

蓖麻台灣大學劉麗飛

蓖麻

5 - 4. 蛋白質 ( Proteins ) 蛋白質是所有生物體組織構造中最主要的成份，佔乾物重的一半以上，負責四大作用： 1. 酵素 2. 細胞組成 3. 器官功能的調節 4. 提供能量

蛋白質的構成 蛋白質由小分子的胺基酸 ( amino acid ) 構成胺基酸只有二十種蛋白質分子有上千種藉由各種不同數目胺基酸的排列組合 (100 到 1000 個胺基酸) 通常沒有分支，會有各種方式折疊，形成緊密的球狀。

蛋白質構造 一級結構二級結構三級結構四級結構

“必需胺基酸”( essential amino acid) ： 人體可以自行利用胺基酸合成蛋白質，大部分的胺基酸也可以自己合成，但是有八種胺基酸卻無法自己合成，必須依賴由食物中的蛋白質分解後得到 Isoleucine異白胺酸 Leucine白胺酸 Lysine離胺酸 Methionine甲硫胺酸Phenylalanine苯丙胺酸Threonine　　蘇胺酸Tryptophan色胺酸 Valine纈胺酸

蛋白質主要存於 動物的肉類、蛋類、乳類中植物的種子、莖葉中，以豆類植物含量最豐富不同來源的蛋白質種類與品質差異極大禾穀類作物：lysine, tryptophan 含量低，但米比麥類好豆類作物：lysine 含量高， methionine, cystine 含量低根莖類作物：methionine, cystine 含量低魚、牛肉、牛奶、豬血、蛋類等：lysine 含量高

重要食物中的必需胺基酸 食物 isoleucine lysine phenylalanine tryptophan 蛋白質 leucine methionine threonine valine 評分雞蛋 393 551 436 210 358 320 93 428 100 牛肉 301 507 556 169 275 287 70 313 80 牛奶 295 596 487 157 336 278 88 362 79 雞肉 334 460 497 157 250 248 64 318 72 魚 299 480 569 179 245 286 70 382 70 玉米 230 783167 120 305 225 44 303 49 小麥 204 417179 94282 183 68 276 62 稻米 238 514237 145 322 244 78 344 69 菜豆 262 476 450 66 326 248 63 287 44 大豆 284 486 399 79 309 241 80 300 67 馬鈴薯 236 377 299 81 251 235 103 292 34 （單位：mg胺基酸/ g蛋白質）

蛋白質評分 穀物添加　　蛋白質%　蛋白質評分小麥- 11.2 % 62 花生 14.2 67 大豆 13.8 76 玉米 - 9.5 49 花生　　　 12.6 58 大豆　　　 12.2 67 稻米 - 6.7 69 花生　　　 10.0 73 大豆　　　 9.6 77

豆腐配飯 味增湯配飯豆皮壽司豆類 + 穀類咖哩豆子飯豆類 + 麵食奶類 + 麵食類登對的豆漿燒餅油條禾穀類： lysine, tryptophan 含量低，但米比麥類好豆類： lysine 含量高， methionine, cystine 含量低奶油麵包起司三明治根莖類： methionine, cystine 含量低魚、牛肉、牛奶、豬血、蛋類等：lysine 含量高

一公克蛋白質 →產生四大卡熱量 (1 gram ) (4 kcal) 蛋白質的攝取，不僅要有足夠的量，也需要有良好的品質。蛋白質的能量轉換率

5 - 5. 維生素 ( Vitamins) 維生素是維持生長的必要有機分子，但是人體無法自行合成，必須仰賴由食物中攝取。維生素 A ：魚肝油、黃色蔬菜維生素 B ：肉類、穀物、酵母維生素 C ：柑橘、新鮮蔬菜、水果維生素 D ：魚肝油維生素 E ：穀物穀類中主要提供維生素 B群，但是，分布在穀粒的表層，當穀粒經過研磨精白的過程後，會失去大部分的維生素 B。

穀物與加工產品中維生素含量比較 穀物Thiamine Riboflavin Niacin B6 Folic acid 小麥穀粒 0.57 0.12 7.4 0.35 78 胚芽 2.01 0.68 4.2 0.92 328 麩皮 0.72 0.35 21.0 1.38 223 白麵粉 0.13 0.04 2.1 0.05 25 稻米糙米 0.34 0.05 4.7 0.62 20 白米 0.07 0.03 1.6 0.04 16

5 - 6. 礦物質 ( Minerals ) 人體至少需要十餘種礦物質，一般在飲料、水中，有豐富的含量。包括：較大量者：鈣、磷、鈉、氯、鉀等較少量者：鐵、鎂、鋅、氟等微量者：銅、碘、鈷、鉬、錳等

5 - 7. 均衡的營養攝取 人類為維持身體的活動，需要消耗能量，如何能維持正常生活，並保持健康？平衡攝食的營養素消耗的能量

5 - 1. 人類與食物 5 - 2. 碳水化合物 ( Carbohydrates ) 5 - 3. 脂肪 ( Lipids )