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《 食品营养学 》 Food Nutrition. 第二章 食品营养学基础. 闽北职业技术学院食品与生物工程系. 概述. ● 营养是指人体摄取、消化、吸收和利用食物中营养物质以满足机体生理需要的生物学过程。 ●合理营养是指通过合理的膳食和科学的烹调加工,向机体提供足够的能量和各种营养素,并保持各营养素之间的平衡,以满足人体的正常生理需要、维持人体健康的营养。 ●营养素是指食物中可给人体提供能量、 机体构成成分和组织修复以及生理调
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《食品营养学》 Food Nutrition 第二章 食品营养学基础 闽北职业技术学院食品与生物工程系
概述 ●营养是指人体摄取、消化、吸收和利用食物中营养物质以满足机体生理需要的生物学过程。 ●合理营养是指通过合理的膳食和科学的烹调加工,向机体提供足够的能量和各种营养素,并保持各营养素之间的平衡,以满足人体的正常生理需要、维持人体健康的营养。 ●营养素是指食物中可给人体提供能量、 机体构成成分和组织修复以及生理调 节功能的化学成分。
●宏量营养素人体所需要的营养素中蛋白质、脂类和碳水化合物由于需要量多,在膳食中所占的比重大,所以称为宏量营养素;●宏量营养素人体所需要的营养素中蛋白质、脂类和碳水化合物由于需要量多,在膳食中所占的比重大,所以称为宏量营养素; ●微量营养素而矿物质、维生素因需要量相对较少,在膳食中所占的比重较上,称为微量营养素。 蛋白质 Protein 碳水化物 Carbohydrate 脂类 Fat 人体需要的营养素 (Nutrients)种类 水 Water 矿物质 Mineral 维生素 Vitamin
第一节 蛋白质 (protein)
一、何谓蛋白质?由哪些元素组成? • 蛋白质是一切生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。 • 成人体内约16%-19%是蛋白质。 • 蛋白质的元素组成是: 碳(50%-55%)、氢(6.7%-7.3%)、氧(19%-24%) 氮(13%-19%)、硫(0%-4%)。 • 蛋白质是人体氮的唯一来源。
二、蛋白质有哪些生理功能? (1)构成和修复机体组织 • 细胞内除水分外,80%是蛋白质。 • 生长发育是蛋白质不断积累的过程。 (2)调节生理功能 构成生理活性成分,调节生理功能,如:①酶蛋白(食物的消化吸收和利用)②免疫蛋白(维持免疫功能)③血红蛋白(运送氧气)④白蛋白(维持渗透压)⑤激素(重要的调节物质) (3)供给能量(是蛋白质的次要功能) • 1g蛋白质可产生4Kcal能量。
三、何谓氮平衡? 氮平衡(B)=摄入氮(I)—(尿氮U+粪氮F+皮肤氮损失S) 摄入氮=排出氮。 B=0,为零氨平衡,成人应保持零氮平衡并富余5%。 摄入氮>排出氮, B>0,为正氮平衡。(儿童、孕妇、疾病康复时应保持正氮平衡) 摄入氮<排出氮, B<0, 称负氮平衡。(应尽量避免)
何谓必要的氮损失(ONL)? 机体通过粪、尿、皮肤、毛发和黏膜脱落、肠道菌体死亡排出等损失约20g以上的蛋白质,这种不可避免的氮消耗,称为必要的氮损失。
四、何谓氨基酸?何谓肽? 氨基酸是合成蛋白质的基本单位。 肽键将氨基酸联结在一起称为肽。 含2个和3个氨基酸的肽分别称为二肽、三肽。 含10个及以下氨基酸的肽称寡肽。 含10个以上氨基酸的肽称多肽。
五、人体氨基酸有多少种?如何分类? 有20种 必需氨基酸:指人体不能合成,必须从食物中直接获得的氨基酸。人体有8+1种必需氨基酸(赖缬蛋色苏苯丙亮异亮+组) 非必需氨基酸:能在体内合成的氨基酸。 半必需氨基酸:人体合成的量不足于满足自身的需要,需要从食物中摄取一部分。
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成,如果膳食中能直接提供这两种氨基酸,则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要可分别减少30%和50%。 将半胱氨酸和酪氨酸可以减少人体对某些必需氨基酸需要量称为条件必需氨基酸。
构成人体蛋白质的氨基酸 *组氨酸为婴儿必需氨基酸,成人需要量可能较少。
六、何谓氨基酸模式? 是指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l,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。 食物蛋白的氨基酸模式与人体蛋白越接近,利用率越高,营养价值就越高。
几种食物和人体蛋白质氨基酸模式 根据《食物成分表》(王光亚主编,人民卫生出版社,1991年)计算。大豆、全鸡蛋(红皮)来自上海;鸡蛋白来自河北;牛奶产自甘肃;猪瘦弱、牛肉(里脊)、小麦标准粉来自北京;大米为浙江早籼标二米。
根据营养价值,蛋白质可分成完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类。根据营养价值,蛋白质可分成完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类。 • 完全蛋白质所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当,能维持成人的健康,并能促进儿童的生长发育。 如:乳中的酪蛋白和乳白蛋白、蛋类中的卵白蛋白及卵黄蛋白、肉类中的白蛋白和肌蛋白、大豆中的大豆蛋白、小麦中的麦谷蛋白和玉米中的谷蛋白等
半完全蛋白质所含必需氨基酸种类齐全,但数量不足,比例不适当,可以维持生命,但不能促进生长发育。半完全蛋白质所含必需氨基酸种类齐全,但数量不足,比例不适当,可以维持生命,但不能促进生长发育。 如:小麦和大麦中的麦胶蛋白 • 不完全蛋白质所含必需氨基酸种类不全,既不能维持生命,也不能促进生长发育。 如:玉米中的玉米胶蛋白、动物结缔组织和肉皮中的胶原蛋白、豌豆中的豆球蛋白等。
七、何谓优质蛋白?何谓参考蛋白? 食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式越接近,必需氨基酸被机体利用的程度就越高,其营养价值也越高,称为优质蛋白,如蛋、奶、肉、鱼和大豆蛋白。 参考蛋白是指蛋白质氨基酸模式较好,可用来测定其它蛋白质质量的标准蛋白。鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基酸模式最接近,在实验时常作为参考蛋白。
八、何谓限制氨基酸? 食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低,导致其他必需氨基酸在体内不能被利用而浪费,造成蛋白质营养价值降低。这些含量相对较低的必需氨基酸称为限制氨基酸。含量最低的,称第一限制氨基酸,余者类推。
九、如何评价食物蛋白质的营养价值? 蛋白质含量是评价食物蛋白质营养价值的基础。 蛋白质消化率反映蛋白质被分解和吸收的强度。 蛋白质利用率是指食物蛋白质被消化吸收后在体内被利用的程度。 氨基酸评分是反映蛋白质构成和利用的关系。
蛋白质的含量 微量凯氏定氮法测定食物中的氮含量,再乘以由氮换算成蛋白质的换算系数(6.25),就可得到食物蛋白质的含量。 各种食物中蛋白质含量以大豆最高(30-40%),肉类次之(12-20%),谷类较低(低于10%)。
蛋白质消化率 反映食物蛋白质在消化道内被消化酶分解的程度以及消化后的氨基酸和肽被吸收的程度,通常以蛋白质中被消化吸收的氮的数量与该种蛋白质的含氮总量的比值来表示。 食物氮-(粪氮-粪代谢氮) 蛋白质真消化率(%)= ×100 食物氮 食物氮-粪氮 蛋白质表观消化率(%)= ×100 食物氮
几种食物蛋白质的消化率(%) 摘自 WHO Technical Report Series 724, 第119页,1985年。
食物蛋白质的利用率 指食物蛋白质在体内被利用的程度.测定方法大体分为两类,一是以氮在体内储留为基础;另一是以体重增加为基础. 常用指标有: ①生物价 ②净利用率 ③功效比值 ④氨基酸评分
①生物价(biological value,BV):是反映食物蛋白质消化吸收后在机体当中可储留并加以利用的程度,以食物蛋白质在机体内吸收后被储留的氮与被吸收的氮的比值来表示。 储留氮 生物价 = ×100 吸收氮 吸收氮=食物氮-(粪氮-粪代谢氮) 储留氮=吸收氮-(尿氮-尿内源性氮)
②蛋白质净利用率 (net protein utilization,NPU):是反应食物中蛋白质被利用的程度,以体内储留的氮量与摄入氮量的比值来表示。 储留氮 蛋白质净利用率=消化率×生物价= ×100% 摄入氮
③蛋白质功效比值 (protein effciency ratio,PER) :是用处于生长阶段中的幼年动物(一般用刚断奶的雄性大白鼠),在实验期内其体重增加和摄入蛋白质的量的比值来反映蛋白质营养价值的指标。 动物体重增加(g) 蛋白质功效比值= ×100 摄入食物蛋白质(g) 实验组功效比值 被测蛋白质功效比值= ×2.5 对照组功效比值
氨基酸评分(amino acid score,AAS):是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式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。 被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg) 氨基酸评分= 理想模式或参考蛋白质中每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg) △ 确定某一食物蛋白质氨基酸评分步骤 ※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。
几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式 摘自WTO Technical Report Series 724, 第121页, 1985年。
常见几种食物蛋白质质量 摘自《营养与食品卫生学》,第3版,第11页。
十、何谓蛋白质的互补作用? 多种食物蛋白质混合食用,所含的氨基酸取长补短,相互补充,达到较好比例,提高蛋白质利用率,称为蛋白质互补作用。 例如:大豆蛋白质中富含赖氨酸而蛋氨酸含量较低,玉米、小米的蛋白质中赖氨酸含量较低,蛋氨酸相对较高。大豆、玉米、小米单独食用时,其生物价分别是64、60、57,若将它们按52%、23%、25%的比例混合食用,使赖氨酸和蛋氨酸两者相互补充,蛋白质的生物价可提高到73。
根据蛋白质的互补作用,调配膳食三项原则是什么?根据蛋白质的互补作用,调配膳食三项原则是什么? (1)食物的种属愈远愈好(动物与植物混合) (2)搭配的种类愈多愈好 (3)食用的时间越近越好,时间间隔不要超过5h(同时更好,因单个氨基酸停留血中仅4小时)。
十一、蛋白质推荐摄入量是多少? 推荐摄入量为1.16g(kg.d)或占膳食总能量的10—14%。 蛋白质的日推荐量 组 别 年龄(岁) 蛋白质(克) 婴 儿 0--1 13--35 儿 童 1--10 35--70 青少年 11-18 70--90 成 人 70--90 孕 妇 65--95 乳 母 95--100
十二、蛋白质食物来源有哪些? 大豆含35%-40%,氨基酸组成较合理,利用率高,是非常好的来源。 蛋类含11%-14%,是优质蛋白质的重要来源。 奶类含3.0%-3.5%,是婴儿蛋白质的最佳来源。 肉类含15%-22%,营养价值高于植物蛋白质,是重要来源。 谷类含10%左右,是主食,可作为最重要来源。 动物和大豆蛋白质应占膳食蛋白质总数30%-50%。
一、脂类如何分类? 脂:常温下呈固体状态,如动物油脂 脂肪,又称甘油三酯 油:常温下呈液体状态,如植物油 脂类 磷脂,由脂肪酸、磷酸和含氮有机物所组成, 如卵磷脂、脑磷脂等 糖脂,含有碳水化合物、脂肪酸及氨基乙醇 类脂 • 固醇类,都是相对分子质量较大的化合物,是一些类固醇激素的 • 前体。如胆固醇、植物固醇、酵母固醇等。 • 脂蛋白,为脂和蛋白质的结合物。
二、脂肪酸如何分类? A.按碳链长短分为长链(14碳以上)、中链(6-13碳)和短链(2-5碳)脂肪酸。 B.按饱和程度分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。 不含双键的称为饱和脂肪酸。 含一个双键的称为单不饱和脂肪酸。 含两个以上个双键的称为多不饱和脂肪酸。 C.按空间结构分为顺式和反式脂肪酸。
三、何谓必需脂肪酸? 人体必需的而又不能自身合成或合成速度不能满足人体需要的,必需由食物供给的脂肪酸(亚油酸和α-亚麻酸) ,称为必需脂肪酸。 n-6类亚油酸可衍生为花生四烯酸(人体合成前列腺素的前体)。 n—3类α-亚麻酸可衍生为二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。 花生四烯酸、 EPA 、 DHA均为人体不可缺少的脂肪酸。
必需脂肪酸有哪些生理功能? (1)组成磷脂,维持生物膜的功能。 (2)参与胆固醇代谢,降血脂,抗血栓和抗动脉硬化。 (3)合成前列腺素,调节血管扩张、收缩和神经传导。 (4)维持视紫红质的正常功能,改善视力,防止夜盲。 (5)维护皮肤健康; (6)促进精子生成和生殖。
食物中的脂肪酸有哪些特点? 以含18碳为主。 脂肪酸饱和度越高,碳链越长,熔点也越高。 动物油脂中的含量一般比植物油中的低。故必需脂肪酸最好的食物来源是植物油类,特别是棉籽油,大豆油,玉米油和芝麻油中含量丰富,菜油和茶油中含量较少.
四、磷脂(phospholipids) 磷脂:指甘油三酯中一个或两个脂肪酸被含磷酸的其它基团所取代的一类脂类物质。其中最重要的磷脂是卵磷脂,它是由一个含磷酸胆碱基团取代甘油三酯中一个脂肪酸而形成的。 卵磷脂(PC) 脑磷脂(PE)
磷脂功能: 提供能量;细胞膜的构成成分,促进细胞内外的物质交流;作为乳化剂有利于脂肪的吸收、转运和代谢。 磷脂的缺乏: 造成细胞膜结构受损,毛细血管的脆性和通透性增加,引起水代谢紊乱,产生皮疹。
五、胆固醇(cholesterol,Chol) 胆固醇是最重要的固醇类物质 (1)细胞膜重要成分人体90%的胆固醇存在于细胞中 (2)体内多种重要生物活性物质的合成原料 胆汁、性激素(如睾酮)、肾上腺素(如皮质醇)和维生素D等 (3)Chol广泛存在于动物性食物中,人体自身可合成足够Chol,一般不会缺乏。相反,由于它与高血脂症、动脉粥样硬化、心脏病等相关,人们往往关注的是Chol的危害性
影响胆固醇吸收的主要因素: (1)胆汁酸 (2)食品中脂肪 (3)食品胆固醇含量 (4)膳食中饱和脂肪酸含量与不饱和脂肪酸含量 (5)食品中的植物固醇和膳食纤维
六、脂类的生理功能 (1)贮存和提供能量 人体摄入过多的能量就转变为脂肪贮存起来,当机体需要时被分解而产生能量。 正常膳食总能量有25%-30%由脂肪提供,1g脂肪可提供9kcal能量。 (2)构成机体成分 占体重14%-19%,胖者约占32--60%。 脂类(尤其是磷脂和胆固醇)是生物膜(细胞膜、线粒体膜和核膜)重要的组成。
(3)保护脏器,维持体温。 (4)提供必需脂肪酸 (5)提供或促进吸收脂溶性维生素。 (6)增加饱腹感。 (7)节约蛋白质。充足的脂肪保护蛋白质不被作为能源消耗掉,而有效地发挥其它主要的生理功能,脂肪的这种功能称为节约蛋白质的作用。
七、如何评价膳食脂肪的营养价值? 1、脂肪的消化率 食物脂肪的消化率与脂肪的熔点有关,碳链较短、不饱和双键较多的脂肪熔点较低,消化率较高。 2、必需脂肪酸含量 多数植物油中亚油酸含量较高,鱼油、大豆油和菜籽油中n—3脂肪酸含量较高,营养价值均优于陆生动物脂肪。 3、脂溶性维生素含量 海水鱼肝脏、脂肪、奶类和蛋类的脂肪中富含维生素A、D,营养价值较高。 麦胚油、大豆油等植物油富含维生素E。
八、脂类食物来源及供给量 SFA和MUFA相对较多 动物 脂肪 EPA DHA Chol:脑 肝 肾等 磷脂:蛋黄 肝脏 植物 油脂 主要含 PUFA
脂类的主要食物来源 •植物油脂 •动物脂肪 •肉类、乳类、蛋黄、动物内脏(类脂) •豆类、坚果类
脂类供给量 按其能量占总热能的百分比计算 •成人: 20 - 25% •儿童、少年:25 - 30% •婴幼儿: 30 - 45% ▲胆固醇每日摄入量在300mg以下