食品营养基础知识

人类的生存离不开食物，人们进食的目的主要是为了摄取食物中的营养素，以保证身体正常生长、发育，并从事社会活动。这种能保证身体生长、发育，维持生理功能和供给人体所需能量的物质，叫做营养素。
它包括：蛋白质、脂肪、糖类、维生素、水、无机盐六大类。

一、蛋白质
蛋白质是与生命、与各种形式的生命活动联系在一起的物质，可以说，没有蛋白质就没有生命。它是机体的重要物质基础。机体的每一个细胞和所有的器官都有蛋白质的参与，成年人人体内大约含蛋白质16.3%。即一个体重60千克的人，含有蛋白质9.8千克。人体的蛋白质实际上都处在不断的合成和分解的动态过程中。估计每天大约有3%的蛋白质的参与和更新。

1、蛋白质的化学成分与分类
蛋白质种类繁多，千差万别，分子结构相当复杂，蛋白质是由碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素组成。构成蛋白质的基本单位是氨基酸。在组成蛋白质的20多种氨基酸中，有8中氨基酸在人体中不能合成，或合成的速度不能满足机体的需要。必须从食物中摄取。这些氨基酸就称为必须氨基酸。它们分别为：异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸。除上述8中氨基酸外，还有一种氨基酸对婴儿来说也是必需氨基酸。其余的氨基酸在机体蛋白质生物合成时，也是需要的。但能在体内合成或者可以由其他氨基酸转变而成，不一定由食物供给，故称非必需氨基酸。
机体中的蛋白质代谢过程是复杂的，它既需要代谢必需氨基酸，也需要代谢非必需氨基酸。食物中蛋白质的必需蛋白质的含量对人体的健康有很大影响。为了保证人体合理营养的需要，一方面要充分满足人体对必需氨基酸所需要的量，另一方面，还要注意各种必需氨基酸之间的比例。蛋白质的营养价值取决于所含氨基酸的种类、数量和构成比例。其种类、数量、构成比例与人体内的蛋白质构成越相近其营养价值就越高。几种食物适当混合食用可以使各种蛋白质所含的必需氨基酸相互补充，使混合的比例接近人体的需要，从而提高蛋白质的营养价值，这种现象称为蛋白质的“互补作用”。根据这一点，应大力提倡食品种类的多样化，荤素混吃，粗细搭配等。
根据蛋白质所含氨基酸的种类、数量和比例的不同，营养学将蛋白质分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类，
（1）完全蛋白质
这类蛋白质所含的必需氨基酸的种类齐全，数量充足，比例适合人体的需要。因此这类蛋白质能维持身体健康，并能促进儿童生长发育。乳类、豆类、蛋类、瘦肉等食物中富含这种蛋白质。
（2）半完全蛋白质
这种蛋白质中所含的必需氨基酸种类齐全，但是含量不均匀，比例不适合人体的需要，如大部分谷类、果蔬类食物等。如单独食用这类蛋白质不能促进人体的正常发育。
（3）不完全蛋白质
这类蛋白质所含的必需氨基酸种类不全，数量也少，而且比例不均匀，不能满足人体对蛋白质的需要，营养价值低，如玉米、豌豆中的蛋白质及畜禽的结缔组织中的胶质蛋白质，都是不完全蛋白质。
2、蛋白质消化率
人们实际获得蛋白质实际是从各种天然食物中摄取的，天然食物蛋白质在体 内要经过消化吸收等环节。蛋白质的消化率受到人体和食物两个方面的影响。前者有身体状态、消化功能、情绪影响、饮食习惯和对该食物感官状态是否适应等；后者除食物属性之外，还有如食物纤维素、烹制加工方式、共同进食的其他食物影响等。大豆整粒进食时，蛋白质消化率仅为60%，但如果加工成豆腐就可以提高到90%。在一般烹调加工方法下，奶类蛋白质的消化率为97%--98%，肉类蛋白质为92%--94%，蛋类蛋白质为98%，米饭及面制品蛋白质为80%左右，土豆为74%，玉米面食品为66%，一般动物性蛋白质较植物性蛋白质的消化率高。在机体处于病态状况下，蛋白质的消化率是完全不同的。 如肝硬化病人须用水解蛋白，或使用肠外营养。
3、蛋白质的生理功能
（1）构成机体、修补组织
蛋白质是人体组织最主要的组成部分，是生命活动的基础，成年人体内平均含蛋白质16.3%，人体各个部分器官如肌肉、体液、皮肤、毛发、指甲、内脏等的构成基本物质是蛋白质。儿童和青少年的成长、发育需要有充足的蛋白质。成年人虽然不再生长，但组织的新陈代谢和损伤的修补也必需依靠蛋白质。
（2）调节生理功能
蛋白质是体液的主要成分，人体内许多具有重要作用的生理物质都直接或间接的来自蛋白质，例如体内的各种消化酶、激素、血红蛋白、血浆蛋白、等都是由蛋白质构成的。
（3）供给热能
蛋白质在体内经过氧化可以供给人体热能，通过测定蛋白质在体内氧化，每克可生产4000卡热能，人体每天所需热能大约有14%来自蛋白质。
4、蛋白质的供给量及食物来源
蛋白质的供给量取决于年龄、劳动强度和生产状况等。一般成年人每天、每千克体重大约需要1-1.5克蛋白质。儿童和青少年正处于生长发育时期，其需要量相对比成年人大，每天每千克体重约需2-4克蛋白质。年龄越小，需要量越大，越是处于生长发育期所需蛋白质的量就越高。孕妇、乳母和疾病初愈者也较一般成人需要量多。蛋白质的供给量约占膳食总热量的11-14%为宜。这样就可以保证人体正常生理功能的需要。
供给人体蛋白质的主要食物来源有，畜禽肉类、鱼类、乳蛋类、谷类及果蔬类，其蛋白质含量的多少不等。畜肉类及鱼类的含量一般为10%-20%；鲜奶类1.5-3.8%；蛋类11-14%；大豆类20-40%；硬果类15-30%；谷类6-10%；薯类2-3%
二、脂类
脂类是人体不可缺少的营养素，也是构成人体的组成部分。我国成年男子体内平均含量为13.2%。在人体中起着重要的生理作用。
1、脂类的组成与分类
脂类是由碳、氢、氧三种元素组成，它包括脂肪和脂类两大类。每一个脂肪分子是由三个分子的脂肪酸和一个分子的甘油组成的，又称甘油三酯，属于中性脂肪。常温下为液体的脂肪，通常称为油，如各种植物油，在常温下为固体的脂肪，通常称为脂，如动物脂肪。脂类则是一类在某些理化性质方面与脂肪很相似的物质，它包括磷脂及胆固醇类化合物。它是构成人体细胞的主要成分，对人体起着重要的作用。
构成脂肪的脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两大类。在脂肪中，两种脂肪酸并存，植物油中不饱和脂肪酸的比例大于动物脂肪，所以在常温呈现液态。反之，动物脂肪中的饱和脂肪酸比例大于植物油，故在常温下呈固态。
在不饱和脂肪酸中，有的不能在体内合成，必需由食物供给，这种脂肪酸称为必需脂肪酸。如亚油酸、花生四稀酸等。在植物中的必需脂肪酸含量高于动物脂肪。所以植物油的营养价值比动物脂肪高。
2、脂肪的消化和吸收
大部分可食的脂肪都可以被完全吸收和利用，但是，吸收慢的脂肪和大量摄入的脂肪则有一部分将在粪便中排出。脂肪的吸收快慢并不影响它们的营养价值，吸收慢的脂肪会使人体产生饱腹感；易吸收的脂肪可以很快的被机体利用。并且不产生饱腹感。对脂肪的运载系统也不会产生很大的负担，造成突发性的高血脂的现象也很少。
一般脂肪的消化率可达5%以上，实验证明，奶油、豆油、椰子油、玉米油以及猪油都能全部被人体在6-8小时内消化。其中在摄入后的两个小时内吸收的约占42-41%，四小时吸收的占53-71%，六小时吸收的占68-86%，脂肪的熔点影响吸收的速度，熔点越低吸收越快，熔点越高吸收则慢。
此外，影响脂肪吸收速度的还有，一岁以内的婴儿和老年人一般越慢，因为脂肪消化乳化剂不足。甘油三酯中脂肪链长，过度加热也会降低吸收率（250度以上）
3、脂类的生理功能
（1）供给热能
脂肪是食物营养中产热量最高的一种，每克脂肪可产生38千焦热能，脂肪的主要功能是储存能量和释放热量，当人体热能消耗摄入能量时，储存的脂肪就会被氧化而产生热能。
（2）构成机体组织
脂类是构成人体组织细胞的主要成分，如磷脂和胆固醇，与蛋白质结合成脂蛋白，构成细胞膜。脑和外周神经组织含有磷脂，磷脂对动物的生长发育非常重要，固醇是人体合成固醇类激素的重要物质。中性脂肪构成人体的储备脂肪，主要分布于皮下、腹腔、脏器周围，起着保护各种器官、缓解机械冲击、保持体温的作用。
（3）提供人体必需脂肪酸
人体所需的必需脂肪酸主要靠膳食脂肪来提供。
（4）促进脂溶性维生素的吸收
脂肪是脂溶性维生素A、D、E、K及胡萝卜素等营养素的溶剂。这些脂溶性维生素只有溶于脂肪中才能被人体吸收利用。
除上述4种主要生理功能外，脂肪还可以使膳食具有饱腹感，增加食物的风味和保护蔬菜中的卫生素免于与氧接触而被氧化。
4、脂肪的供给量和膳食来源
脂肪的供给量随地区、气候、季节和工作条件变化而有所不同，在寒冷地区和冬季脂肪的供给量可适当提高，世界各国成年人每日摄入的脂肪占总热能的比例在15-35%。如果每人每日热能总摄入量在2512千焦，则每人每天摄入的脂肪50-60克即可满足人体需要。
脂肪的摄入量不宜过高，习惯上膳食脂肪的人总热能应低于8386千焦。脂肪占总热能的比例不能超过35%，否则会发生热能过剩，以致过多的脂肪堆积在体中，使人发胖。增加患某些疾病的危险。如心血管病、女性乳腺癌等。
而脂肪摄入量过少，则会不利于脂溶性维生素的吸收，导致由于维生素的缺乏而患疾病的危险。
膳食脂肪来源于各种动植物油脂，常见食物中的脂肪含量如表：
常见食物中脂肪含量表
食物 含脂肪（%） 食物 含脂肪（%）
植物油 100 鸭 7.5
猪油 99 牛奶 3
黄油 82.5 芝麻 61.7
奶油 20 大米 1
奶酪 29.5 花生仁 44.8
肥羊肉 55.7 黄鱼 18.4
鸡蛋 13.5 肥猪肉 90.8
鸡 1.5 核桃仁 6.1
三、糖类
1、糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机化合物，根据化学结构不同，可分为单糖、双糖、多糖三类。
（1）单糖
是由6个碳分子，组成的糖，易溶于水，有甜味，能直接被人体吸收。食物中的单糖有葡萄糖，果糖和半乳糖，葡萄糖主要存在于水果中，果糖在蜂蜜中干粮最多，半乳糖大多以 多糖形式存在，在果胶中含有半乳糖。
（2）双糖
双糖是由两个单分子的单糖脱水缩合而成的化合物，味甜，易溶于水，不能直接被人体吸收，必须经过体内消化，水解成单糖后，才能被吸收。在食物中双糖主要有，
1.蔗糖，为一分子蔗糖和一分子果糖构成；
2.乳糖，由一分子葡萄糖与一分子乳糖构成，
3.麦芽糖，由分子葡萄糖构成。这三种糖的甜度不一样，如蔗糖的甜度100%，则果糖的甜度为170，乳糖的甜度20，即果糖的甜度最甜，蔗糖次之，乳糖再次之。
（3）多糖：
多糖是由较多的葡萄糖分子组成的化合物，无甜味，不易溶于水。其中一部分多糖在体内消化经消化道缓慢的分解为单糖，才被人体消化吸收，如淀粉，糊精、糖元等。而另一些多糖则不能被人体消化吸收，如纤维素，半纤维素、木纤维素，，果胶类物质等。这些多糖虽不能被人体消化吸收，但在体内能刺激肠道蠕动和消化腺分泌，有助于消化和排泄的作用。
2.糖类的生理功能
（1）供给人体热能
糖类是食物中主要的功能的物质，每克糖类在体内氧化可生产16.75千焦耳热量。他在体内的消化、吸收和利用，较脂肪、蛋白质迅速而完全。
（2）构成肌体组织
所以的神经自制和细胞内部都含有糖。糖是细胞膜中糖蛋白、结缔组织中的粘蛋白和神经组织的糖脂中不可缺少的成分。
（3）糖类有抗生酮作用
糖可以调节体内脂肪的氧化，减少酮体的产生，起着解毒的作用。
（4）可节约体内蛋白质的消耗
当体内糖充足时，机体首先利用糖供给热能，避免人体用蛋白质作为燃料而消耗蛋白质。
（5）糖类可保护肝脏
糖可使肝脏合成肝糖元，能增强肝细胞的再生，促进肝脏的代谢和解毒作用。
（6）促进消化作用
维生素、果胶等多糖可刺激肠胃蠕动，增加消化液的分泌，从而促进消化、排泄功能。
3、糖类的供给量和食物的来源
糖类是易取得的热能来源，而且在体内大部分用于热能消耗，它和脂类成为肌体最基本功能物质，并且往往相互补充和调节，一般认为糖类在膳食总热能中占60-70%左右为宜。
多糖类主要食物的来源是谷类，薯类、根茎类食物，而单糖及双糖除一部分储存于天然食物之外，大都以成品的形势直接摄取，如蔗糖（砂糖）、葡萄糖等。
四、维生素
维生素是人体所必须的一类有机营养素。维生素与其他营养素不同之处在于它既不能供给人体热能，也不能构成机体组织，只需少量就能满足生理需要。一般不能在人体合成。必须经常不断的摄取食物。
根据溶解性，维生素可以分为两大类，既脂溶性维生素和水溶性维生素。前者包括维生素A、维生素D 、维生素E和维生素K。后者包括B族维生素和C族维生素。前者排泄率不高，一般不在体内积蓄，大量食用不会产生毒性。
1、维生素A（胡萝卜素）
（1）维生素A的理化性质
维生素A又称视黄醇，不易被热、酸、碱破坏，溶于脂肪，在油脂中比较稳定。一般烹调方法对其影响较小。维生素A存在于动物性食物中，植物中的胡萝卜素在人体内可变为维生素A。
（2）维生素A的功能和缺乏症。
1）是眼内感光物质――视紫质的主要成分，如缺乏易得夜盲症。
2）可维护上皮组织的完整和健康。缺乏容易使上皮组织萎缩和角化。使皮肤干燥粗糙。易得干眼病等。
3）可促进生长发育，促进体内蛋白质的合成，促进细胞组织新陈代谢。缺乏易造成儿童生长停滞，发育不良。
4）可增强人体抗病能力，具有防止多种皮肤病的发生作用。
（3）膳食中的维生素A 的来源
动物肝脏，鱼肝油、鱼籽、乳制品、禽蛋类是维生素A的最好来源。在植物性食品中，维生素A及各种绿叶菜和金黄色的水果中均含有大量的胡萝卜素。
2、维生素D
（1）维生素D的性质
属于脂溶性维生素，在中性或碱性溶液中较稳定，但在酸性溶液中可分解。一般的烹调方法对它影响很小。但脂肪发生酸败时，维生素D容易被破坏。
（2）维生素D的生理功能和缺乏症。
能调节钙、磷的代谢，促进钙的吸收，益于骨骼的生长，缺乏时易引起儿童佝偻病，成年人软骨病，孕妇母乳严重缺乏，严重缺乏时可引起抽搐症。
（3）维生素D的膳食来源
主要膳食来源为蛋黄、动物肝脏、鱼肝油等动物食品。另外，经常照射日光或接受紫外线照射会获得一定的维生素D。
3、维生素B1
（1）维生素B1的性质
维生素B1又成硫胺素，为白色结晶化合物，溶于水，微溶于乙醇。在空气中比较稳定。不易被氧化。在酸性条件下稳定，在碱性条件下不稳定，在烹调过程中易被破坏。
（2）维生素B1的功能和缺乏症
维生素B1是机体糖类代谢过程中不可缺少的辅酶，有时也参与其他物质代谢和能量代谢的过程。若缺乏维生素B1则使糖类代谢发生障碍，而且影响脂肪酸和氨基酸的合成。
维生素B1的缺乏症主要表现在患脚气病，出现体弱及疲倦、头痛、失眠、眩晕、食欲不佳及其他的胃肠症状和心率过快。继续出现的症状有一下几种类型，干性脚气病，主要症状为多发性神经炎，表现为肢端麻痹或功能障碍；湿性脚气病，主要症状是由心衰竭引起的水肿；急性混合性脚气病，特征是既有神经炎又有心衰竭引起的水肿。
（3）维生素B1的供给量和膳食来源
维生素B1的量与机体热能的总摄入量成正比，一般供给标准为每人每日0.5毫克/4187千焦。
维生素B1主要存在于粮食的胚芽和外皮部分，此外，豆类、酵母、干果、硬果、动物内脏、蛋类、瘦肉中的含量也很丰富。
4、维生素B2
(1) 维生素B2的性质
维生素B2又称核黄素，溶于水，耐热性强，在中性或酸性溶液中稳定，但易被光和碱破坏，因此，食品应尽量避免在阳光下暴晒，烹调加工中尽量不使用碱。
（2）维生素B2的生理功能和缺乏症
维生素B2是生物氧化中不可缺少的辅酶，能促进蛋白质、脂肪和糖的代谢，促进生长，维护上皮组织、眼睛、口舌及神经系统的正常功能。
缺乏维生素B2会影响生物氧化，引起物质代谢的速度，临床表现为：口腔溃疡、唇炎、舌炎、角膜炎、视觉不清、眼睑炎、白内障、脂溶性皮炎、阴囊炎等。
（3）维生素B2的供给量及膳食来源
维生素B2与能量代谢密切相关，供给量是根据每人、每日热能摄取量计算出来的。一般供给量标准为每人每日0.5毫克/4187千焦。
膳食中的维生素B2主要来自于动物性食物，特别是由动物肝脏、鱼、奶、蛋，其次为豆类和新鲜绿叶蔬菜。
5、维生素PP
（1）维生素PP的理化性质
维生素PP又称尼克酸，抗癞皮病维生素，为白色针状结晶，溶于水，性质稳定，不易被酸、碱、热破坏。
（2）维生素PP的生理功能和缺乏症。
维生素PP在生物氧化过程中起着重要作用，具有调节神经系统，胃肠道和表皮活动的功能。
缺乏维生素PP可引起癞皮病，其典型症状是皮炎、腹泻及痴呆等。早期症状表现为食欲不振、消化不良、记忆里减退以及在两手、两颊及其他裸露部分出现对称性皮炎，并伴有口舌等炎症及胃肠功能的紊乱。有些患者明显精神失常。
（3）维生素PP的供给量及膳食来源
维生素PP的供给量每人每日应达到维生素B1供给量的10倍，既5毫克/4187千焦。维生素PP广泛存在于动植物组织中，其中含量最丰富的为酵母、花生、谷类、豆类、肝脏及肉类，另外，色氨酸在体内亦可转化为维生素PP。
6、维生素C
（1）维生素C的理化性质
维生素C又称抗怀血酸，易溶于水，不溶于脂肪，有酸味，具有很强的还原性，在有铜离子存在时易被氧化，在碱性环境下易被破坏，但在酸性环境中却很稳定，对热很稳定。
（2）维生素C的生理功能及缺乏症
维生素C能提高机体的工作能力，参与细胞之间的形成、维持牙齿、骨骼、血管、肌肉的正常发育，促进伤口愈合，增加人体抗体的形成，增强对疾病的抵抗力，促进机体造血机能，具有人体解毒作用。此外，还有降低血清胆固醇，抑制肿瘤细胞繁殖及多种疾病的预防作用。
维生素C缺乏时，可引起坏血病，早期出现关节疼痛，牙龈出血，牙龈炎以及牙齿松动等症状，皮下出血形成淤斑，伤口不愈合，抵抗力下降，严重时可出现结膜、视网膜或大脑出血等。
（3）维生素C的供给量及膳食来源
由于维生素C在储存、烹调加工过程中容易倍破坏，同时摄入量略高更有利于机体健康，因此成人每日供给量标准应略高，成年男子、女子均为60毫克，孕妇为80毫克，乳母应为100毫克。
维生素C广泛存在于新鲜蔬菜和水果中，特别是绿叶蔬菜，酸性水果含量更为丰富，动物性食品中一般不含维生素C，仅肝、肾中含有一定数量。
五、无机盐与微量元素
人体所需要的无机盐与微量元素有20多种，其中体内含量较多，需要量较大的有，钙、镁、钾、钠、磷、硫、氯等七种元素，其他元素如铁、碘、锌、锰、铜、钼、钴、硒、钒、硅、铬、氟、镍、锡等14种含量和需要量比较小，故称为微量元素。
无机盐在人体生命中起着非常重要的作用，它既是人体的构成着，又是生命活动的组织者、参与者。由于新陈代谢，人体每天都有一定的无机盐排出体外，因此需要每天通过膳食给与补充。无机盐在食物中分布很广，一般都能满足人体需要，但，如果膳食调配不当，容易造成无机盐的缺乏，引起某些疾病。
1、钙
（1）钙的生理作用
钙是构成人体骨骼及牙齿的主要成分，另有少部分存在于软组织及体液中，钙对血液的凝固、心肌的搏动、神经细胞的正常活动起着重要的作用。缺乏钙时，易造成骨骼和牙齿发育不良，神经和肌肉兴奋性增高，引起抽搐。
（2）钙的供给量和膳食来源
成年男女每日需要在膳食中摄取800毫克，孕妇位1000毫克，乳母1500毫克。
钙的主要膳食来源是：虾皮、牛奶、奶酪、鸡蛋、海带、紫菜、黄豆、豆腐、绿色蔬菜等。其中动物性食品中的钙较易被吸收，尤其在乳类中的钙最容易被人体吸收。
2、磷
（1）磷的生理功能
磷同钙一样，都是构成骨骼和牙齿的成分，它使骨骼和牙齿具有更坚硬的特性，磷参与糖及脂肪的代谢和吸收，对人体能量的转移和酸碱平衡的维持起着重要的作用。
（2）磷的供给量和膳食来源
一般来说，如果膳食中的钙和蛋白质含量充足，则磷的摄取量也能满足人体需要，成人每日需磷约1.2克，儿童1.5克，孕妇、乳母2克。
动物性食品中的乳类、蛋类、肉类等，植物性食物中的豆类及绿色蔬菜含磷量均很丰富。
3、铁
（1）铁的生理功能
铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和其他酶系统的主要成分，参与氧的运转、交换和组织呼吸过程。缺铁时易引起缺铁行或叫营养性贫血。
（2）铁的每日供给量标准为：初生～12个月婴儿10毫克，1～10岁儿童10毫 克，10～13岁儿童13毫克，13～18岁少年男子15毫克，少年女子18毫克，18岁以上成年男子12毫克，成年女子18毫克，孕妇、乳母为28毫克。
铁的主要膳食来源为动物性食物，如肝脏、瘦肉、蛋等，植物性食物如豆类、绿色蔬菜等。
4、碘
（1）碘的生理功能
碘是组成甲状腺的重要成分，体内缺碘，易引起甲状腺素合成不足，从而导致甲状腺肿大（俗称大脖子病）。孕妇缺碘，可使婴儿生长迟缓，智力低下，皮肤粗糙、干燥及浮肿等。
（2）碘的供给量和膳食来源
碘的每日供给量标准为成人150微克，孕妇175微克，乳母为200微克。
人体所需的碘可从饮水、食物和食盐中获得，海产品中含碘最丰富，如还带、紫菜、海蜇等。