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20世纪80年代至90年代,确认了肠道是人体的第三种生物免疫屏障,引起了临床营养学的二次革命,建立营养治疗的新观念。
营养素的摄入不足、过多或不平衡均会引起疾病,合理营养已成为一种重要的防病治病手段。
我国约在20世纪初建立了现代营养学,但在当时条件下,发展十分缓慢。
1918年才有关于食品成分分析方面的报告。
到1950年止,公开发表的关于营养学的论文公37篇。
解放后营养学在我国得到较快发展。
进行三次全国性营养调查(1959年、1982年、1992年)。
1985年由国家科委正式批准成立中国营养学会,下设有7个专业组(公共营养、妇幼营养、老年营养、特殊营养、临床营养、科普、新资源),使营养学得到稳步发展。
第二章人体所需能量
一、概况
二、机体的能量消耗
三、能量消耗量的测定及计算
四、能量的需要量与供给量
能量是营养学研究的重要内容。
人体为维持生命代谢和从事体力活动,每天都需要一定的能量,已知食物中能产生能量的营养素是蛋白质、脂肪、糖类物质。
人体不仅在活动时需要能量,在安静状态时也需要能量以维持体温、心跳、呼吸等各项基本生命活动,日常生活中这些能量是从外面每天所摄取的食物中获得。
能量的单位:
焦耳(joule,J):
指以一牛顿的力将一公斤的物体水平移动一米所需要的能量。
千焦(kilojoules,KJ):
等于1000焦耳
兆焦(Megajoules,MJ);
等于1000千焦
卡(calorie,Cal):
将一克纯水从15OC升温到16OC所需要的能量。
千卡(kilocalories,Kcal):
等于1000卡
1Kcal=4.184KJ1MJ=239kcal
1KJ=0.239Kcal
能量的作用及意义:
供生长、代谢、维持体温以及从事各种体力劳动;
机体处于安静状态也要消耗一定的能量;
心脏跳动、血液循环;
肺的呼吸、腺体分泌、肌肉收缩;
能量(energy)不是营养素,但它是人类赖以生存和发展以及从事各种活动的基础。
没有能量就没有生命活动,也就没有人类。
思考:
人体能量不平衡包括哪些情况?
研究人体能量代谢的目的在于研究能量平衡。
能量摄入不足,机体会动用自身的能量储备甚至消耗自身组织以满足生命活动的能量需要,导致体力下降,体重减轻,发育迟缓,死亡。
能量摄入过剩,多余的能量以脂肪的形式储存,导致肥胖。
因此,能量的摄入应与需要平衡。
食物含能量的高低取决于它的构成。
例如:
巧克力、蛋糕、猪肉、羊肉等食品,产能营养素的含量较高,为高能量食品;
而蔬菜、水果产能营养素的含量较低,为低能量食品,这可指导人们对食物的选择。
决定人体能量消耗的因素
人体能量的消耗与能量的需要相一致
人体能量的消耗:
基础代谢
体力活动
食物特殊动力作用
生长发育/乳汁分泌
基础代谢(basalmetabolism):
①定义:
是维持人体最基本生命活动所必需的能量消耗。
基本生命活动包括:
维持体温、呼吸、心跳、血液循环、腺体分泌、肌肉的一定紧张度等
②测定方法:
测定空腹(饭后12~14h,不受食物特殊动力作用的影响)、清醒静卧(不受肌肉活动力和精神紧张的影响)、环境温度18~25°
C时维持生命所必需的最低能量消耗。
基础代谢率(basalmetabolicrate,BMR)
指单位时间内、单位体表面积,人体基础代谢所消耗的能量。
人体一日基础代谢的能量消耗
=BMR体表面积(m2)24(h)
体表面积:
M=0.00659身高(cm)+0.0126体重(kg)-0.1603,单位为m2
年龄
BMR
男(MJ/d)
女(MJ/d)
10~
0.0732W+2.72
0.0510W+3.12
18~
0.0640W+2.84
0.0615W+2.08
30~
0.0485W+3.67
0.0364W+3.47
>
60
0.0565W+2.04
0.0439W+2.49
注:
W是用kg表示的平均体重
这是目前最适合中国人体质、最为准确的基础代谢率计算方法。
男性:
BMR=10*体重(KG)+6.25*身高(CM)-5*年龄+5
女性:
BMR=10*体重(KG)+6.25*身高(CM)-5*年龄–161
例:
男性,20岁,体重60kg,身高170cm,试计算BMR。
10*60+6.25*170-5*20+5
=600+1062.5-100+5
1567.5
影响基础代谢能量消耗的因素:
体表面积和体型;
年龄及生理状态;
性别;
环境温度;
种族;
营养状态;
疾病;
内分泌
各种体力活动的能量消耗:
除基础代谢外,是构成人体总能量消耗的主要部分。
通常情况下,占人体总能量消耗的15%~30%。
主要取决于体力活动的强度和持续时间。
人体能量需要量的不同主要是由于体力活动的差别。
食物特殊动力作用(SDA):
概念:
是指人体由于摄食所引起的一种额外能量消耗出现此种现象的原因可能是:
食物在消化道内的消化、吸收、代谢过程增加。
安静状态下机体向外散失的能量增加。
不同食物增加的能耗量不等
碳水化合物:
增加其本身所产热能的5%-6%
脂肪:
4%-5%
蛋白质:
30%。
普通混合膳食:
10%,每日约600kJ。
生长发育的能量需要:
生长期的婴幼儿、儿童的生长发育:
机体生长发育中新组织的形成、新生长组织进行代谢所需的能量。
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。
人体能量需要量实际就是能量的消耗量
能量需要量的测定
直接测热法
间接测热法
呼吸商(C02/02值):
氧热价(消耗1LO2产生的热量,混合膳食时呼吸商相应的氧热价是20.2kJ,则产热量=20.2(kJ/L)02(L)
能量需要量的计算:
体力活动水平(PAL)计算法:
“要因加算法”,即:
总能量消耗量=0.95BMR生活作业观察法
能量消耗=∑活动种类能量系数该项活动持续时间×
PAL
实际应用中,PAL常给出。
中国成人PAL的范围为1.55~2.10。
中国成人活动水平分级,见下表。
男性,20岁大学生,体重60kg,试计算总能量消耗量。
①按表2-1计算BMR:
BMR=1597(kcal/d)
②从表查得:
大学生为中活动水平,男性PAL为1.78。
③总能量消耗量=0.95×
1597×
1.78=2700(kcal/d)
1.能量推荐摄入量(RNI)
18~49岁成人:
①轻体力活动男子为10.04MJ/d、女子为8.8MJ/d;
②中等体力活动男子为11.3MJ/d、女子为9.62MJ/d。
能量平衡的常用指标是身体质量指数(BMI)简称体质指数。
它被认为是判断机体能量供需平衡和反映蛋白质能量营养不良及肥胖症的可靠指标。
BMI=体重(kg)/【身高(m)】
身体质量指数评定标准详见下表:
生活中还可用“理想体重”作为评价能量平衡的简易方法,理想体重与身高有如下关系:
身高在165cm以下者,理想体重(kg)=身高(cm)-100
身高在165cm以上者,理想体重(kg)=身高(cm)-110
资料:
我国居民膳食能量摄入状况
1992年全国营养调查结果:
人均摄入能量2328kcal/日,占RNI的97.1%。
城市居民为2395kcal/日,占RNI的99.8%。
农村居民为2294kcal/日,占RNI的95.7%。
能量失去平衡,则不利于身体健康,若蛋白质缺乏,则会出现营养不良性水肿,机体抵抗力降低,幼儿生长发育迟缓等一系列蛋白质缺乏症,如果儿童长期处于饥饿状态,则生长发育就会受到影响甚至停止。
反之,能量摄入过多,易导致肥胖,增加高血压、高胆固醇血症、冠心病、糖尿病、关节炎、癌症等疾病的发病危险性。
随着经济的发展,人民生活水平的提高,我国人民的膳食结构正在发生着明显的变化,特别是在一些大城市。
调查显示:
粮食消费量逐年下降,动物性食物成倍增长,因此碳水化合物摄入量逐年下降,脂肪摄入逐年上升。
思考题:
1.人体为什么需要能量,其来源如何?
2.“卡”和“焦耳”二者有何关系?
3.每克糖类、脂肪和蛋白质各含能多少?
4.全蛋含有6g蛋白质,6g脂肪和1g糖类,试计算2个煮鸡蛋的能值。
5.基础代谢和基础代谢率有何不同,如何测定?
6.下述哪些人的基础代谢率更高,为什么?
婴儿或成人,男子或女子,胖人或瘦人。
7.何谓高能食品与低热能食品,它们各有何实际意义?
8.在人类供能问题上为什么在糖类、脂肪和蛋白质三者之间应保持适当的比例?
第三章营养素
一、蛋白质
二、脂类
三、碳水化合物
四、无机盐
五、维生素
六、水
七、膳食营养素供给量标准
民以食为天,不论男女老幼,皆为生而食,为了延续生命现象,必须摄取有益于身体健康的食物。
我们每天摄入的食物可分为四类,谷物类、肉鱼禽蛋类、蔬菜水果类、奶和奶制品,这些食品主要为人体供给糖类、脂类、蛋白质、维生素和无机盐等营养素,当这些营养素缺乏时,会影响人体的正常生长发育,甚至会出现各种疾病,现代医学研究表明,人体所需的营养素不下百种,其中一些可由自身合成、制造,但无法自身合成、制造必须有外界摄取的约有40余种,精细分后,可概括七大营养素,下面我们重点谈谈七大营养与人体健康的关系:
人类赖以生存的基础营养素(约占人体的16%-19%)。
每天约有3%的蛋白质被更新,也就是说,几乎一个月全身的蛋白质就换一遍。
蛋白质的功能:
1.构成和修复组织
2.调节生理功能,如酶,激素,抗体,血红蛋白,白蛋白
3.供给能量
缺乏后果:
胃肠粘膜和消化腺较早累及,临床表现消化不良,腹泻。
肝脏不能维持正常结构和功能,出现脂肪肝。
血浆蛋白合成障碍,水肿。
肌肉蛋白合成不足,逐渐出现肌肉萎缩。
抗体合成减少,抵抗力下降。
胶原蛋白合成障碍,伤口不易愈合。
女性皮肤过早衰老,出现皱纹,皮肤松弛。
儿童时期出现骨骼生长缓慢,智力发育障碍。
根据蛋白质的营养效能把蛋白质分为三类:
(1)完全蛋白质:
氨基酸种类齐全,数量充足,比例适当,指动物蛋白(酸性)含必需氨基酸的蛋白质,其成分与人体蛋白质相似,能满足人体生长发育和健康需要,维持正常生理活动。
一般动物性食品中多含这种蛋白质。
含完全蛋白质的食物有乳品、禽蛋、大豆等。
(2)半完全蛋白质:
氨基酸种类齐全,数量不充足,比例不适当,能维持成人的健康,但缺少促进儿童生长发育的某种氨基酸,如小麦和谷类的胶蛋白(缺少赖氨酸)。
(3)不完全蛋白质:
氨基酸种类不全,指植物蛋白(碱性)缺少必需的氨基酸,如玉米胶蛋白、肉皮和蹄筋中的胶蛋白。
60公斤的成年人每天供给蛋白质40-60克即可保证体的需要。
儿童、妊娠4个月以后的妇女、病人、伤员供给量按体重计应高于正常成人,婴儿应高于成人的3倍。
贮存能量的重要营养素(约占人体的14%)。
人体内的脂类,分成两部分,即:
脂肪与类脂。
脂肪,又称为真脂、中性脂肪及三酯,是由一分子的甘油和三分子的脂肪酸结合而成。
脂肪又包括不饱和与饱和两种,动物脂肪以含饱和脂肪酸为多,在室温中成固态。
相反,植物油则以含不饱和脂肪酸较多,在室温下成液态。
类脂则是指胆固醇、脑磷脂、卵磷脂等。
功能:
1.供给能量
2.促进脂溶性维生素的吸收。
3.维持体温,保护脏器。
4.增加饱腹感。
5.提高膳食感官性状。
脂肪酸分饱和脂肪酸(固态动物油)和不饱和脂肪酸(液态)。
不饱和脂肪酸分单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸(w-3,植物油和鱼油;
w-6;
植物油;
w-9,动物油和植物油)。
饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的比例1:
1:
1
食物油每人每天的摄取量不超过25克为佳。
食物来源:
动物性食物,植物性食物中以坚果类(如花生、核桃、瓜子、榛子、葵花子等)含脂肪量较高。
碳水化合物是一类化合物的总称。
它是由碳、氢、氧三种元素组成的多羟基化合物,主要来源于大米、小麦、玉米等谷类食物。
根据碳水化合物分子结构的不同及在人体内的利用情况,可分为两大类,即可利用的碳水化合物和不可利用的碳水化合物。
可利用的碳水化合物有单糖、双糖、三糖、四糖、低聚糖和多霉糖等。
不可利用碳水化合物有纤维素、半纤维素、果胶、明胶等等。
1.储存和提供能量。
2.构成组织及重要生命物质。
3.节约蛋白质。
4.抗生酮作用。
5.解毒。
6.增强肠道功能。
主要是粮谷类食物,粮谷类一般含碳水化合60%—80%,薯类中含量为15%—29%,豆类是为40%—60%还有蔗糖、甜食、糕点、甜味水果,蜂蜜等。
小结:
碳水化合物与脂肪、蛋白质虽然同是人体的三大营养素,但也是供给人体所需热能的主要来源,也是人类最经济的热能来源,而且它还能在体内较快氧化,放出热能以满足体内热能的急需。
近十余年来,国内外对于食物中碳水化合物在人体的作用的研究不仅限于热能,而且着眼于它与某些疾病的关系。
矿物质(被称为身心调控员)矿物质包括常量元素和微量元素。
(1)常量元素:
矿物质中,人体含量大于体重的0.01%,如钙、磷、镁、钠、钾、氯等。
(2)微量元素:
矿物质中,人体含量小于体重的0.01%,如铁、碘、锌、铜、锰、铬、硒、钼、钴等。
矿物质是构成人体各组织的重要材料,如钙、磷、镁是骨骼、牙齿的重要成分;
钠、钾是细胞内、外液的重要成分。
人体内的新陈代谢每天均有一定量的矿物质参与。
现实生活中,多种疾病的发生都与机体某些矿物质缺乏密切相关。
(1)钙,形成和维持骨骼和牙齿的结构,维持肌肉和神经的正常活动,参与血凝过程。
缺钙症状:
出牙迟、烦躁、易哭闹、睡眠不良、方颅、鸡胸、x型腿、o型腿。
奶和奶制品是钙的主要来源,因为奶上含钙量丰富,吸收率也高。
蛋黄、豆类、坚果类、海带、花生、木耳、苋菜等绿色蔬菜也是钙的较好来源。
(2)镁,激活多种酶的活性,抑制钾钙通道,维持骨骼生长和肌肉的兴奋性,维持胃肠道的功能。
缺镁:
镁缺乏可致神经肌肉兴奋性亢进,也可导致胰岛素抵抗和骨质疏松。
影响淋巴细胞杀伤能力,使机体免疫功能降低,甚至导致染色体畸变,诱发恶性肿瘤。
绿叶蔬菜富含镁,大麦、芥麦、大豆、坚果也含丰富的镁。
(3)缺铁:
贫血,降低抗感染能力,引起智力发育的损害及行为改变,损害儿童的认知能力,儿童脑细胞的发育离不开铁。
铁缺乏的儿童易烦躁,对周围不感兴趣,身体发育受阻,体力下降,注意力与记忆力调节过程障碍,学习能力下降,增加铅的吸收。
其他表现:
面色苍白,口唇粘膜和眼结膜苍白,疲劳乏力、头晕、指甲薄脆、反甲等。
动物肝脏、动物全血、畜禽肉类、鱼类。
蔬菜油菜、菠菜、韭菜等。
(4)锌,促进食欲,参与构成味觉素,影响味觉与食欲。
促进性器官发育,维持性功能正常所必需。
维持正常免疫功能。
促进维生素A的代谢,对暗适应能力有重要作用。
锌缺乏可致生长期儿童发育迟缓、垂体调节功能障碍、食欲不振、味觉迟钝甚至丧失、皮肤创伤不易愈合、易感染等。
青少年缺锌表现为性成熟延迟,第二性征发育障碍。
成年男性表现为性功减退精子产生过少等。
妊娠期缺锌,胎儿生长发育缓慢甚至出现畸形等。
贝类海产品、红色肉类、动物内脏、干酪、虾、燕麦、花生酱、花生、玉米、干果类。
(5)缺硒:
硒可改善机体免疫功能,还能通过调整细胞分裂、分化,使癌细胞行为向正常方向转化,另外,硒还具有促进正常细胞增殖和再生的功能。
动物内脏和海产品、瘦肉、谷物、奶制品、水果和蔬菜都含有一定的硒。
(6)缺碘:
碘缺乏是乳腺癌、子宫内膜癌和卵巢癌的因素之一,缺碘可导致乳腺组织上皮细胞发育不良,增加乳腺组织对致癌物质的敏感性。
海洋生物含碘量很好,如海带、紫菜、鲜海鱼、干贝等。
同时在选择食盐时最好选择强化碘的食盐。
(7)钾:
维持糖蛋白质的正常代谢,维持细胞内的正常渗透压,维持神经肌肉的应激性和正常功能。
维生素(被我们称为营养催化剂)维生素是细胞的新陈代谢、身体发育、成长、维持人体健康必不可少的物质。
它有助于蛋白质、脂肪、碳水化合物和矿物质吸收和利用,帮助形成血液、细胞、激素、神经系统的生化反应,以维持人体各系统的正常机能。
脂溶性维生素:
有维生素A、维生素D、维生素E、维生素K(凝血维生素),储存于人体脂肪组织内,保证人体各器官的功能健康。
例如,维生素A(视黄醇)能促进人眼部组织健康,保护视力;
维生素D(钙化醇,抗佝偻病维生素)帮助人体吸收钙质维护骨骼健康;
维生素E(生育酚,抗不育维生素)是强力抗氧化剂,保护细胞膜、血管、心脏、皮肤等组织,减少自由基的伤害,起到延缓衰老、抗癌等作用。
脂溶性维生素大量存在于芝麻、花生、葵花子、豆类、金枪鱼、沙丁鱼、三文鱼、甘薯等食物当中。
水溶性维生素:
维生素B族和维生素C,这些维生素溶水而不溶脂(不溶油),体内不能大量储存,因此每天必须摄入足够的水溶性维生素以补充人体对它的需要量。
维生素C主要存在于山楂、猕猴桃、桔子、青椒、西红柿等水果、蔬菜当中。
维生素B族包括维生素B1、维生素B2、泛酸(遍多酸)、烟酸、维生素B6(吡哆醇、抗皮炎维生素)、维生素B12(钴胺素、抗恶性贫血维生素)、叶酸、生物素等。
如,维生素B1(硫胺素、抗脚气病维生素)维持神经系统的需要,促进胃肠蠕动,构成辅酶,维持体内正常代谢。
现代科学研究发现:
西兰花维生素C的含量是白菜的2-3倍,是西红柿的5-6倍,其中,类胡萝卜素,叶酸的含量也高于其他蔬菜,可防癌、抗癌的主要成分是一种叫萝卜硫素的物质,有很强的抗癌作用,对乳腺癌、直肠癌和胃癌的预防作用,西兰花以凉拌、清炒为主,不要过度加热,会破坏西兰花中的维生素C和其他抗癌物质。
同时,西兰花不宜长时间贮藏,最好在购买后两天内食用,保存多种营养成分。
维生素B2(核黄素)促进发育和细胞的再生,构成黄酶辅酶参加物质代谢,促进皮肤、指甲、毛发的正常生长。
维生素B6(吡哆醇、抗皮炎维生素)参与氨基酸的代谢,参与糖原与脂肪酸代谢,缓和呕吐,减除害喜症状,减轻晕车船、天然利尿剂。
缓解更年期症状。
烟酸(维生素PP、抗癞皮病维生素,维生素B5)构成辅酶,保护心血管,缺乏易使性格转坏,情绪意志力薄弱。
生理和智能的问题,如忧郁,痴呆症。
易患皮肤炎、腹泻、糙皮病。
叶酸,抗贫血因子,叶酸缺乏可引起巨幼红细胞贫血和高同型半胱氨酸血症,引起胎儿神经管畸形。
维生素B12(钴胺素、抗恶性贫血维生素)缺乏可引起巨幼红细胞贫血和高同型半胱氨酸血症。
泛酸(遍多酸)缺乏忧郁、焦虑、紧张、过敏、感冒、皮肤及肠胃发炎、低血糖症、十二指肠溃疡、血液和皮肤的异常。
水(被我们称为人体的运输网)每个人体内60%—70%是水。
水能保证人体血液循环的量;
保持各器官正常新陈代谢;
人体水不足会对生命造成危害;
水可帮助输送营养、调节体温、排出废物;
水的需要量主要受年龄、体力活动、温度、膳食等因素的影响,故水需要量变化很大。
建议大家多喝白开水,少喝饮料(特别是碳酸类的甜饮料)。
《中国居民膳食指南2007版》建议大家每天定量饮水,合理选择饮料,成人每日6—8杯,高温或强体力劳动更适当增加,饮水应量少多次,主动饮用。
膳食营养素参考摄入量:
是一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值。
包括以下:
(1)平均需要量(EAR)
(2)推荐摄入量(RNI)
(3)适宜摄入量(AI)
(4)可耐受最高摄入量(UL)
第四章食品的营养价值
一、植物性食品
二、动物性食品
食品是人类营养素的主要来源。
食物的营养价值通常是指食物中所含营养素和热能满足人体营养需要的程度。
分类:
1.植物性食物
谷类和薯类、豆类、坚果类、蔬菜水果类
2.动物性食物
肉类、水产品类、蛋类、乳类及乳制品等
植物性食物是人类获取营养素的主要来源。
谷物类、薯类的营养价值
(一)谷类的营养价值
小麦、稻米、玉米、小米、高梁
主要特点:
热能 50~70%
蛋白质 55%
无机盐、B族维生素
谷皮:
13-15%,纤维素、半纤维素、矿物质,较高的灰分和脂肪
糊粉层:
磷、B族维生素、其他无机盐(易与谷皮同时脱落)
胚乳:
83%-87%淀粉、蛋白质
胚芽:
2%-3%脂肪、蛋白质、
无机盐、B族维生素、维生素E(营养丰富,加工时易脱落)
①蛋白质
含量7.5~15%,主要是醇溶蛋白和谷蛋白,而白蛋白、球蛋白低
营养价值偏低
赖氨酸含量少----第一限制氨基酸
苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸偏低,亮氨酸含量又高。
提高营养价值
氨基酸强化
蛋白质互补
基因调控
②碳水化合物
含量70%,主要是淀粉
提供50~70%的热能
直链淀粉易溶于水,较粘稠,易消化,易升血糖幅度小
支链淀粉
食物血糖生成指数(GI)是指一个食物能够引起人体血糖升高多少的能力。
血糖生成指数在55-75之间,为中等GI食物
③脂肪
谷类脂肪含量低,占1--2%。
主要集中在糊粉层和胚芽。
从玉米和小麦胚芽中提取的胚芽油,80%为不饱和脂肪酸,其中亚油酸占60%
④矿物质
谷类含矿物质约为1.5%~5.5%
主要在谷皮和糊粉层中
主要是磷和钙:
多以植酸盐形式存在,消化吸收较差
谷类食物含铁少
⑤维生素
谷类是膳食B族维生素的重要来源
主要分布在糊粉层和胚芽部
玉米、小米有胡萝