能量及宏量营养素详解课件.ppt

1、第1页，共105页。一、热 能第四节 热能第2页，共105页。一、概述热能(energy)热能维持体温恒定维持各种生理 体力活动正常进行单位焦耳(joule，J)，千焦耳(kilo-joules，kJ)卡(calorie，cal)1g水温度上升1度千卡(kilo-calories，kcalories，kcal)1cal=4.184J 1J=0.239cal不断向环境中散发1g CHO16.7kJ(4.0 kcal)1g 乙醇 29.3kJ(7.0 kcal)1g Pro 16.7kJ(4.0 kcal)1g Fat 36.7kJ（9.0 kcal)1、概述第3页，共105页。四、供给2、能量来

2、源（1）产能营养素碳水化合物：产能的主体。可以以糖原形式储备。对神经系统非常重要。脂肪：产能的次主体，也是人体能量重要储备形式。能量富余时会转化成脂肪。蛋白质：备用能源，当前两者消耗殆尽时，蛋白质也供应能量。第4页，共105页。l2、能量来源（2）食物的卡价概念：每克产能营养素在体内氧化所产生的能量值。物理卡价：在体外燃烧测得的能量值。生理卡价：考虑消化率因素后得到的修正的能量值。体内 体外 生理卡价碳水化合物：4.1kcal 4.1kcal 4kcal 蛋白质：4.35kcal 5.65kcal 4kcal脂肪：9.45kcal 9.45kcal 9kcal l按营养素来源应有适当比例lPr

3、o 10-15%*Fat 20-30%*CHO 55-65%*第5页，共105页。二、E消耗(一)BM恒温(18-25)安静 静卧禁食12hr热能消耗(BM)体温 呼吸血液循环其它器官生理需要放松 清醒仅维持最基本生命活动3、人体热能消耗热能消耗*需要基础代谢+活动+食物热效应（一）基础代谢*（basal metabolism，BM）第6页，共105页。第7页，共105页。(二)体力活动（二）活动（劳动和活动）约占总热能消耗的15-30%，变化最大是控制能量平衡的重要部分活动所耗热能与四个因素有关：肌肉发达程度；体重；劳动强度和持续时间；工作的熟练程度。第8页，共105页。体力活动种类很多，营

4、养学上根据能量消耗水平（即活动强度）分为五个级别第9页，共105页。(三)食物热效应（三）食物热效应(thermic effect of food，TEF)即食物特殊动力作用(specific dynamic action，SDA)是在食物摄取、消化、吸收、代谢转化等过程中所产生的热能消耗此时可引起体温升高不同食物成分其TEF不同 CHO为5-6%，Fat4-5%，Pro为30%第10页，共105页。第11页，共105页。三、一日E需要确定测量法复杂昂贵较准确直接测热法间接测热法计算法简便易行结果较粗膳食调查计算热能消耗确定热能需要4、人体一日热能需要的确定对指导人们改善自身膳食结构、规律，维

5、持能量平衡，提高健康水平非常重要第12页，共105页。二、蛋白质第13页，共105页。蛋白质正常人体内Pro约为16-19%分解合成动态平衡组织Pro不断更新 修复每天约3%的Pro被更新图 正常人体内的蛋白质代谢概况肠道 骨髓Pro更新速度较快一切生命的物质基础第14页，共105页。一、功能*瘦体组织：lean tissue1组织构成成分瘦体组织*2构成各种重要生理物质酶 抗体 激素等3供能约16.7 kJ(4.0 kcal)/g 体内蛋白质功能第15页，共105页。l1、蛋白质的元素组成及氮与蛋白质折算l（1）元素组成 C、H、O、N、S等，还有部分蛋白质含有P、Fe、I、Mn、Zn等元素

6、。l（2）氮与蛋白质折算系数 按照蛋白质中含氮量16%计算。折算系数为6.25。第16页，共105页。2、氨基酸和必需氨基酸（一）氨基酸（amino acid，AA）是构成蛋白质的基本单位，有称为-氨基酸。分类：脂肪族 芳香族 杂环族 必需 半必需 非必需（二）必需氨基酸*(essential amino acid，EAA)构成人体Pr的20种AA中有9种人体不能合成或合成速度不能满足需要必须由食物供给，即EAA。二、AA/EAA(一)AA/肽第17页，共105页。半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来如食物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%

7、和50%半胱氨酸和酪氨酸又称条件或半必需氨基酸*（conditionally or semi essential amino acid）在计算食物EAA含量和组成时，常将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算第18页，共105页。（三）氨基酸模式*（amino acid pattern，AAP）及限制氨基酸*（limiting amino acid，LAA）是某种Pro中各种EAA的构成比例它是将该Pro中的色氨酸含量设为1，再分计算其它EAA与色氨酸的相应比值而得到的一系列比值*(三)AA模式/LAA第19页，共105页。食物Pro与人体Pro在EAA种类、相对含量上的差异可用AAP反映

8、当某食物Pro的AAP和人体越接近则其EAA被人体充分利用的可能性即利用率也可能越高其Pro的营养价值也相对越高AAP的应用第20页，共105页。反之，食物Pro中某一/几种EAA比值较低，会导致其他EAA在体内不能被充分利用，导致该Pro的营养价值降低这一/几种EAA就称为该Pro的LAALAA中比值最低的称为第一LAA，余者以此类推但一般只列1-3种LAA多了并无太大意义第21页，共105页。动物性Pro（蛋、奶、肉、鱼等）、大豆Pro的AAP与人体的较接近 优质Pro其中鸡蛋Pro的AAP与人体的最接近 常作为参考蛋白（Reference Protein）实验植物性Pro往往相对缺少以下

9、几种EAA赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸（如主食大米和面粉Pro中赖氨酸相对含量最少）所以 植物性Pro的营养价值较低第22页，共105页。蛋白质互补作用*（complementary action of protein）用于：主要用于提高植物性Pro的营养价值机制：利用各种植物性Pro中EAA的含量和比值均不同的特点补充3、蛋白质的分类按照所含氨基酸的种类和数量，分为完全、半完全、不完全蛋白质三种第23页，共105页。三、消化吸收代谢4、蛋白质的、蛋白质的消化、吸收和代谢消化、吸收和代谢第24页，共105页。胃蛋白酶原在胃酸作用下被激活成胃蛋白酶，开始水解蛋白质。内肽酶（胰蛋白酶、糜蛋白酶、

10、弹性蛋白酶）外肽酶（氨基肽酶、羧基肽酶）第25页，共105页。第26页，共105页。消化道摄入蛋白质90g(14.4gN)粪便10g(1.6gN)尿75g(12gN)其它5g(0.8gN)机体合成蛋白质300g氨基酸池消化、吸收蛋白质150g肠道内源性蛋白质70g肌肉(30%)器官 体液(50%)其它(20%)图 一个体重70kg的正常成人蛋白质代谢及氮平衡第27页，共105页。（4）氮平衡（Nitrogen Balance）反映机体摄入氮（食物Pro含氮量约16%）和排出氮的关系，即氮平衡摄入氮(尿氮+粪氮+皮肤等氮损失)氮平衡一般有三种情况第28页，共105页。第29页，共105页。第30

11、页，共105页。第31页，共105页。第32页，共105页。四、营养学评价（一）含量（content）Pro数量质量，但如没有一定数量，再好的Pro其营养价值也有限含量*是营养价值的基础*一般以微量凯氏（Kjeldahl）定氮法测定食物粗蛋白含量=食物含氮量6.25食物的粗蛋白含量大豆30-40%为最高 畜禽鱼蛋类10-20%粮谷类8-10%鲜奶类1.5-3.8%第33页，共105页。（二）消化吸收率（digestibility）反映Pro在消化道内被分解、吸收程度分为真消化吸收率（true/net digestibility）和表观消化吸收率（apparent digestibility）真

12、消化吸收率 表观消化吸收率在实际应用中往往用表观消化吸收率，以简化实验，并使所得消化吸收率具有一定的安全性第34页，共105页。第35页，共105页。返回生大豆60%熟豆浆85%/豆腐90-96%第36页，共105页。由于动物性食物中的Pro消化吸收影响因素较植物性的要少动物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro第37页，共105页。（三）利用率（utilization）1蛋白质生物学价值（biological value，BV）Pro经消化吸收后，进入机体可以储留利用的部分BV值越高，表明其利用率也越高第38页，共105页。2蛋白质功效比值(protein efficiency ratio，

13、PER)用处于生长阶段的幼年动物（一般用刚断奶雄性大白鼠），实验期内，其体重增加和摄入Pro量的比值 因所测Pro主要被用于生长之需，PER常用作婴幼儿食品中Pro营养价值评价第39页，共105页。同一种食物，在不同的实验条件下，所测得的PER往往有明显差异为使实验结果具有一致性和可比性实验时，用标化酪蛋白为参考蛋白设对照组，无论酪蛋白质组PER为多少，均应换算为2.5然后按下式计算被测Pro的PER第40页，共105页。（四）氨基酸评分(amino acid score，AAS/化学分，chemical score，CS)AAS因其简便易行而被广泛采用不同年龄的人群，其氨基酸评分模式不同；不

14、同的食物其氨基酸评分模式也不相同第41页，共105页。返回第42页，共105页。确定某一食物中ProAAS分两步1计算被测Pro每种必需氨基酸的评分值2在上述计算结果中，找出最低的EAA（即第一LAA）评分值，即为该Pro的氨基酸评分第43页，共105页。其他既包含消化吸收率也包含利用率的指标 第44页，共105页。第45页，共105页。第46页，共105页。推荐摄入量（recommended nutrient intake，RNI）理论上，成人摄入 2.02.0为为正常；正常；1.01.02.02.0为不足；为不足；1.01.0为缺乏为缺乏 肌酐身高指数：肌酐身高指数：0.90.9为正常为正

15、常 ；0.80.80.90.9为轻为轻度缺乏度缺乏 ；0.70.70.80.8为中度缺乏为中度缺乏 （肌酐身高指数肌酐身高指数=为受试者为受试者24h24h尿肌酐排出量尿肌酐排出量(mg)(mg)与相同身高正常儿童与相同身高正常儿童 2424小时肌酐排出量小时肌酐排出量(mg)(mg)之比之比值）值）第50页，共105页。蛋白质-热能营养不良营养不良 （protein-energy malnutrition，PEM）五、PEM好发人群继发性消耗 排泄病因原发性摄入不足Pro E不足第51页，共105页。临床表现混合型消瘦型(Marasmus)E-Pro均不足E基本满足Pro严重不足浮肿型(Kw

16、ashiorkor)又称为恶性营养不良第52页，共105页。F3-PEM第53页，共105页。F8-PEM第54页，共105页。F11-PEM第55页，共105页。治疗 综合治疗药物及其它治疗积极治疗原发疾病 并发症加强护理全面补充营养素增加营养1234第56页，共105页。5预防12345注意住院病人的营养和膳食预防疾病合理生活制度+加强锻炼母乳喂养+正确喂养方式各种人群尤其是婴幼儿的合理营养第57页，共105页。六、食物来源及供给量良好来源六、来源/RNI主要来源粮谷类食品(米、面)优质Pro第58页，共105页。推荐摄入量（recommended nutrient intake，RNI）

17、理论上，成人摄入 30g/d Pro就可达零氮平衡但从安全性考虑，成人摄入Pro按每天0.8g/kg体重较好我 国 以 植 物 性 食 物 为 主，R N I 在 1.0-1.2g/kgbwPro摄入占膳食总热能百分比成人10-12%，儿童青少年10-14%为宜第59页，共105页。第三节脂类（Lipids）第二节 脂类第60页，共105页。一、分类/功能一、脂类分类、功能中性脂肪(fat)(食物95%/人体99%)类脂 (lipoid)(食物5%/人体1%)脂类(lipids)图 脂类（lipids）的分类第61页，共105页。(一)Fat(TG)（一）脂肪指甘油三酯（triglycerid

18、es，TG）或中性脂肪1脂肪的功能食物Fat和人体Fat各具有一些特殊功能，分别称为食物Fat的营养学功能和体内Fat的生理功能第62页，共105页。碳链长短饱和FA单不饱和FA多不饱和FA短链FA中链FA长链FA饱和程度空间结构顺式FA反式FA图 脂肪酸（fatty acid）的分类2脂肪酸（fatty acid，FA）第63页，共105页。FA的碳链长短、饱和程度和空间结构与Fat的特性与功能有关食物中FA以18碳为主饱和程度越高、碳链越长 Fat熔点越高动物Fat含SFA多 常温下呈固态 脂植物Fat含不饱和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）多 常温下呈液态

19、油棕榈油、可可籽油虽然含较多SFA，但碳链较短，其熔点低于大多数的动物Fat第64页，共105页。n-3(-3)系列UFAn-6(-6)系列UFA降血脂降胆固醇预防心血管疾病营养学上最具价值的FA有两类第65页，共105页。(二)磷脂3、类脂（1）磷脂(phospholipids)是TG中的一个或两个FA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是卵磷脂*（lecithin）*由一个含磷酸胆碱基团取代TG中的一个FA而构成这种结构使磷脂具有亲水和亲油的双重特性第66页，共105页。磷脂功能参与细胞膜构成(最重要功能)其极性、非极性双重特性 帮助脂类或脂溶性物质（如脂溶性Vit、激素等）

20、顺利通过细胞膜 促进细胞内外物质交流作为乳化剂 使体液中Fat处于悬浮状态，有利于其吸收、转运和代谢磷脂同FA一样可提供热能第67页，共105页。磷脂的缺乏可造成细胞膜结构受损1）出现毛细血管脆性、通透性2）皮肤细胞对水通透性 引起水代谢紊乱 产生皮疹等第68页，共105页。(三)固醇类（2）固醇类（sterols）一类含有相同的多个环状结构的脂类化合物，因其环外基团不同而不同与所有醇类一样，可与FA形成酯第69页，共105页。1）胆固醇（cholesterol，Chol）是最重要的固醇类物质细胞膜重要成分人体90%的胆固醇存在于细胞中 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，

21、testosterone）、肾上腺素（如皮质醇，cortisol）和维生素D等第70页，共105页。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的危害性人体内Chol的原因往往是内源性的所以注意热能摄入的平衡比注意Chol摄入量可能更重要第71页，共105页。2）植物固醇（plant sterol）植物中含有，结构与Chol不同，常见的有-谷固醇（-sitosterol）很难被吸收，并可干扰人体对Chol的吸收麦角固醇（ergosterol）见于酵母和真菌类植物 在紫外线照射下 维生素D2（

22、麦角钙化醇，ergocalciferol）第72页，共105页。二、消化吸收转运二、脂类的消化、吸收及转运第73页，共105页。三、脂类的生理功能（一）甘油三酯 1、功能 （1）体内能量的储存形式 1克=37.6KJ（9千卡）（2）维持体温 （3）保护脏器 （4）内分泌作用第74页，共105页。(5)、节约蛋白质(6)、机体重要组成成分 细胞膜(7)、其他 增加饱腹感 改善食品风味与感观 提供必需脂肪酸和脂溶性维生素第75页，共105页。（二）必需脂肪酸*（essential fatty acid，EFA）人体必需但自身又不能合成，必须由食物供给的PUFA，包括 n-3系列 -亚麻酸*n-6系

23、列 亚油酸*事实上，n-3、n-6系列中许多UFA例如花生四烯酸、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等都是人体不可缺少的FA但人体可以亚油酸和-亚麻酸合成这些FA第76页，共105页。不过，机体在用亚油酸合成n-6系列和-亚麻酸合成n-3系列其它UFA的过程中使用的是同一种酶由于竞争性抑制作用 体内合成速度较慢因此，若能从食物中直接获得所有这些FA是最有效的途径第77页，共105页。EFA生理功能*1）与生物膜的结构、功能有关是磷脂的重要组分，磷脂是细胞膜的主要成分2）合成体内重要活性物质亚油酸是合成前列腺素*(prostaglandins，PG)的前体*PG存在于许多器官 有多

24、种生理功能如使血管扩张和收缩、神经刺激的传导、作用于肾脏影响水的排泄，奶中的PG可防止婴儿消化道损伤等第78页，共105页。3）参与脂质代谢与利用体内约70%的胆固醇与脂肪酸酯化成酯低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)中，亚油酸与胆固醇 亚油酸胆固醇酯 被转运和代谢如HDL就可将胆固醇运往肝脏而被分解代谢具有这种降血脂作用的FA还有n-3和n-6系列的其它PUFA如EPA、DHA等第79页，共105页。EFA缺乏引起生长迟缓、生殖障碍、皮肤损伤（出现皮疹等）以及肾脏、肝脏、神经和视觉等方面的多种疾病但PUFA摄入过多可使体内有害的氧化物、过氧化物等同样对机体会产生多种慢性危害第80页

25、，共105页。三、来源、RNI植物油脂Chol：脑 肝 肾等SFA和MUFA相对较多主要含PUFA动物FatEPA DHA磷脂：蛋黄 肝脏四、膳食脂肪参考摄入量及食物来源第81页，共105页。Fat摄入过多 肥胖、高血压、心血管疾病和某些癌症发病率 应限制和Fat摄入在一定范围内成人Fat摄入量应控制在总热能的20-25%EFA摄入量一般认为不应少于总热能的3%SFA因不易被氧化产生有害的氧化物、过氧化物等 人体不应完全排除SFA的摄入第82页，共105页。脂肪替代物（1）蔗糖聚酯 蔗糖+脂肪酸 不被肠道吸收 但可能引起胃痉挛和腹泻 抑制某些维生素的吸收（2）燕麦素 冷冻食品多用，有大量纤维素

26、，有降胆固醇作用第83页，共105页。五、脂类营养价值的评价五、脂类营养价值的评价 血脂测定血脂测定 血清胆固醇血清胆固醇 2.96.0mmol/L 甘油三酯甘油三酯 0.221.2mmol/L HDL-C 0.782.2mmol/L LDL-C 1.565.72mmol/L第84页，共105页。第四节碳水化物(Carbohydrate，CHO)第四节 CHO第85页，共105页。一、分类、来源一、碳水化物分类、食物来源CHO也称为糖类，由碳、氢、氧三种元素构成营养学上一般将其分为四类多糖双糖可消化多糖寡糖单糖非消化多糖可消化寡糖非消化寡糖两分子单糖第86页，共105页。(一)单糖（一）单糖（

27、monosaccharide）以己糖为主食物中主要有葡萄糖、果糖、半乳糖，还有少量其它糖类天然水果、蔬菜中，还有少量的糖醇类物质第87页，共105页。(二)双糖蔗糖(sucrose)1葡萄糖1果 糖麦芽糖(maltose)2葡萄糖乳糖(lactose)1葡萄糖1半乳糖海藻糖(trehalose)2葡萄糖（二）双糖（disaccharide）常见的双糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖和海藻糖等第88页，共105页。(三)寡糖（三）寡糖（oligosaccharide）由3-10个单糖构成的小分子多糖，较重要的是存在于豆类中的棉子糖、水苏糖第89页，共105页。（四）多糖植物多糖淀粉(starch)纤维素(f

28、iber)动物多糖糖原(glycogen)（四）多糖（polysaccharide）由10个以上单糖构成的大分子糖重要的有糖原、淀粉、纤维素，均由葡萄糖分子构成第90页，共105页。膳食纤维3膳食纤维*（dietary fiber）食物中不能被人体消化酶分解的多糖的总称严格而言不是营养素，但因其特殊生理作用，营养学上仍将它作为重要的营养素第91页，共105页。不可溶性纤维1）纤维素2）半纤维素不是纤维素的衍生物3）木质素化学上不属于多糖，是多聚苯丙烷（芳香族）化合物，是使植物木质化的物质可刺激肠道蠕动第92页，共105页。可溶性纤维溶于水并吸水膨胀，能被肠道微生物丛酵解常存在于植物细胞液和细胞

29、间质中第93页，共105页。膳食纤维的生理功能主要是通过影响大肠功能而起到预防大肠癌、降低血糖、胆固醇水平，预防心脑血管疾病的作用膳食纤维在量较大时可妨碍消化酶与营养素接触（抗营养过程）使消化吸收过程减慢血糖由以上机理可见，膳食纤维的各种作用是一个综合过程，但可溶性纤维的作用较主要第94页，共105页。三、消化吸收二、碳水化物的消化吸收第95页，共105页。宏量营养素消化与吸收第96页，共105页。二、CHO功能(一)体内CHO三、碳水化物生理功能（一）体内CHO功能1供能2构成机体组织的重要成分粘蛋白 结缔组织糖脂 神经组织糖蛋白 细胞膜表面 信息传递核糖 DNA、RNA中大量含有第97页，

30、共105页。3节约蛋白质作用（sparing protein action）CHO充足 可预防Pro通过糖异生作用浪费4抗生酮作用（antiketogenesis）体内Fat的彻底分解需葡萄糖协同充足CHO（至少50-100g）可防止酮血症5.解毒作用第98页，共105页。(二)食物CHO主要热能营养素改变食物色 香 味 型提供膳食纤维（二）食物CHO生理功能第99页，共105页。T-糖/糖醇相对甜度第100页，共105页。四、供给四、碳水化物供给量与食物来源CHO供能占总热能60-65%（RNI）较合理但也有营养学家认为：应占55-60%，且精制糖占总热能 10%（否则可龋齿发生率）美国FD

31、A提倡每人摄入膳食纤维25g/d，或11.5g/kkcal淀粉主要来源：粮谷类、薯类膳食纤维主要来源：蔬菜、水果第101页，共105页。血糖生成指数血糖生成指数概念概念 在一定时间内人体食用含在一定时间内人体食用含50克有价值的碳克有价值的碳水化合物的食物和相当量的标准食物（葡萄糖水化合物的食物和相当量的标准食物（葡萄糖或面包）后，体内血糖水平应答的比值（用百或面包）后，体内血糖水平应答的比值（用百分数表示）。分数表示）。它可反映机体对餐后引起机体血糖反应高它可反映机体对餐后引起机体血糖反应高低的指标。低的指标。第102页，共105页。意义意义高高GI 进入胃肠道后消化快，吸收完全，葡萄糖进入

32、胃肠道后消化快，吸收完全，葡萄糖迅速进入血液。迅速进入血液。低低GI 在胃内停留时间长，释放缓慢，葡萄糖在胃内停留时间长，释放缓慢，葡萄糖进入血液后峰值低，下降速度慢。进入血液后峰值低，下降速度慢。GI可用于病人管理、居民教育、运动员膳食管可用于病人管理、居民教育、运动员膳食管理理第103页，共105页。部分食物的生糖指数（葡萄糖部分食物的生糖指数（葡萄糖=100=100）食物名称食物名称 GI GI 食物名称食物名称 GIGI粳米粳米 95 95 糯米糯米 9595全麦粉面包全麦粉面包 69 69 大麦粉大麦粉 6666白面包白面包 70 70 鲜桃鲜桃 2828梨梨 36 36 苹果苹果 3636香蕉香蕉 53 53 红小豆红小豆 26 26 四季豆四季豆 27 27 蔗糖蔗糖 6565西瓜西瓜 72 72 南瓜南瓜 7575全脂牛奶全脂牛奶 27 27 脱脂牛奶脱脂牛奶 32 32 第104页，共105页。第105页，共105页。