第一章 营养学基础 第一节 消化与吸收 第二节 蛋白质 第 三 节 碳水化合物 第四节 脂类 第五节 能量 第六节 维生素 第七节 无机盐 第八节 水 第一章 营养学基础（教案） 第一节 消化与吸收 〔教学目的〕通过本节教学，使学生了解消化、吸收的概念以及食物吸收的方式及过程、消化吸收过程。 〔学习要求〕通过学习，掌握消化、吸收的基本概念，三大营养素的消化、吸收主要部位及过程。 〔教学重点与难点〕本节重点包括消化、吸收的基本概念，消化系统的组成以及蛋白质、脂肪、碳水化合物的消化、吸收部位和过程。 〔教学内容〕 一、消化与吸收的概念 食品在消化道内分解成能被生物体吸收利用的小分子物质的过程称为消化。消化作用的化学反应机制是水解作用。食品经过消化后，透过消化道粘膜进入血液或淋巴液循环的过程称为吸收。消化和吸收是二个紧密联系的过程。除了水、无机盐、维生素、单糖、氨基酸和某些脂质以外，其它高分子营养素(多糖、蛋白质、肽和一部分脂质)在被吸收利用以前，都必须先经消化液(唾液、胃液、胰液和肠液)中各种酶的催化下水解。 食品的消化有两种形式：一种是靠消化液及其酶的作用，把食品中的大分子物质分解成可被吸收的小分子物质，叫化学性消化。另一种是靠消化道运动如口腔的咀嚼和消化管的蠕动，把大块食物磨碎，叫物理性消化（机械性消化）。 二、消化系统组成 消化系统由消化道和消化腺二部分组成(图1-1)。 1、消化道是一条从口腔到肛门的肌性管道，它既是食品通过的管道，又是食品消化、吸收的场所。根据位置、形态和功能的不同，消化道可分为口腔、咽、食管、胃、小肠(十二指肠、空肠、回肠)、大肠(盲肠、阑尾、升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠、直肠)和肛门，全长8～10m。消化管可以通过蠕动、节律性分节运动、摆动和紧张性收缩等运动方式混合食物和推进食物。（图1-2） 2、消化腺是分泌消化液的器官，主要有唾液腺，胃腺，胰，肝和小肠腺等。这些消化腺有的就存在于消化道的管壁内，如胃腺、肠腺，其分泌液直接进入消化道内，有的则存在于消化道外，如唾液腺、胰和肝，它们有专门的腺管将消化液送入消化。 三、消化 食物在人和动物体内的消化过程可分为三个阶段： 口腔内消化； 胃内消化； 小肠消化。 在这三个阶段中分别由不同的消化腺分泌的消化液消化。消化液中含有许多成分，其中消化酶是重要的成分。参与消化作用的消化液及其酶见表1—1。 (一)口腔消化 口腔的主要消化功能就是通过咀嚼把进入口腔内的大块食物初步磨细切碎并与唾液混合形成食团，以利于食物的吞咽。 (二)胃 胃的主要功能是贮存食物，对食团进行化学性消化和机械性消化而形成食糜，同时也能调节食糜进入十二指肠的速度，从而调节消化吸收的快慢。 胃液的消化作用主要有： 1、胃酶的作用。胃中主要的消化酶是胃蛋白酶，它以酶原的形式存在于腺细胞，分泌入胃内的酶原并不具有活性，必须经胃酸或已有活性的胃蛋白酶激活后，才具有催化作用。 2、胃酸的作用。胃酸是胃腺壁细胞分泌的盐酸，它为胃蛋白酶的活动提供酸性环境，并能杀灭或抑制胃内的细菌。胃酸还可促进胰液、肠液的分泌，以及有利于钙、铁的吸收。另外，胃液中含有一种粘蛋白叫“内因子”，能与维生素B12结合并帮助它吸收。 (三)小肠 小肠是食物消化的主要场所。胰液是含有碳酸氢钠和各种消化酶的碱性液体。食糜先被这些碱性消化液中和，然后它所含的高分子营养素即受各种消化酶作用而分解。胆汁含有胆酸盐，能乳化脂肪，使其能更好地分散在水中，有利于它的消化和吸收。小肠腺分泌的肠液中也含有多种消化酶，能进一步对食物进行消化分解。 (四)大肠 在大肠所分泌的碱性粘稠液中，几乎不含消化酶，但是小肠液中的酶随着食糜一起进入了大肠，所以在大肠内，食物的消化作用仍在继续进行。 四、吸收 （一）吸收的方式 小分子物质的吸收有两种方式： 一种是被动吸收，一种是主动吸收。 被动吸收取决于膜内外被吸收物质的浓度差、物质分子的大小与电荷状态等因素，这是一种简单的物理化学过程，它包括滤过、扩散、易化扩散等作用。 主动吸收作用有高度的选择性，所以各种物质吸收的速度便不相同，以几种己糖为例，吸收速度依次为：半乳糖>葡萄糖>果糖>甘露糖，而戊糖又慢于己糖。 （二）吸收的部位 营养物质的吸收主要在小肠里进行，小肠粘膜细胞的正常代谢功能是维持正常的吸收机制的必要条件。人的小肠长约4m，是消化道最长的一段，肠粘膜具有环状皱褶并拥有大量绒毛及微绒毛。绒毛为小肠粘膜的微小突出结构，长度为0．5～1．5mm，密度约10～40个／mm2，绒毛上再分布微绒毛，其中分布有微血管、乳糜管(淋巴管)和神经(图1-3)。由于皱褶与大量绒毛与微绒毛的存在，构成了巨大的吸收面积(总吸收面积达200～400m2)，加上食物在小肠内停留时间较长，约3～8小时，这些都是对小肠吸收的有利条件。 一般认为糖类、蛋白质和脂肪的消化产物，大部分是在十二指肠和空肠吸收，当其到达回肠时通常均已吸收完毕。回肠被认为是吸收机能的储备，但是它能主动吸收胆汁盐和B族维生素。 大肠虽然也有一定的吸收能力，但食糜经过小肠后绝大部分可吸收物质都已被吸收，剩下的几乎是不可吸收的废物，所以，大肠的主要功能是大量吸收水分以浓缩肠内腐渣，形成粪便。 （三）物质的吸收途径 物质的吸收通过两条途径进行： 一是通过微血管经过肝门脉系统入肝，再运向身体各部； 一是通过乳糜管吸收，物质由淋巴系统经过胸导管再进入血液。 糖、蛋白质(以氨基酸的形式)、水、无机盐，水溶性维生素等约有90%以上是通过微血管被吸收的，而脂肪及脂溶性物质则主要通过乳糜管被吸收。 （四）影响吸收的因素 影响吸收的因素有被吸收物的理化性质（如分子量大小、溶解度、分子形状和浓度等）、小肠的生理机能状态（蠕动、吸收面积、一些特殊的生理和病理状况等）和食物在消化管中的停留时间。 第二节 蛋白质 〔教学目的〕通过本节教学，使学生了解氨基酸营养分类、氨基酸模式及应用、食物蛋白质营养分类的依据及分类；蛋白质互补作用、氮平衡的概念与需要量；食品蛋白质营养质量的评价标淮（含量、消化率、BV、NPU、AAS）及应用。 〔学习要求〕通过学习，掌握氨基酸营养分类、氨基酸模式及应用、食物蛋白质营养分类的依据及分类；蛋白质互补作用、氮平衡的概念与需要量；食品蛋白质营养质量的评价标淮（含量、消化率、BV、NPU、AAS）及应用。了解蛋白质构成体内的重要生命物质、供能作用；蛋白质的主要营养功能与营养不良；影响机体氮平衡的因素； 〔教学重点与难点〕本节重点包括氨基酸模式及应用，食品蛋白质营养质量的评价标淮（含量、消化率、BV、NPU、AAS）及应用。 〔教学内容〕 蛋白质及其生理功能 (一)蛋白质概念 蛋白质是由20种基本氨基酸以肽键连结在一起，并形成一定的空间结构的生物高分子化合物。 （二）蛋白质的生理功能 蛋白质的功能主要有： 1、人体组织的构成成分 2、构成体内各种重要生命活性物质 3、供给热能 由于蛋白质中含碳、氢、氧元素，当机体需要时，可以被代谢分解，释放出热能。1g食物蛋白质在体内约产生16．7kJ（4.0kcal）的热能。 二、氨基酸分类和氨基酸模式 （一）氨基酸分类 构成人体蛋白质的20多种氨基酸中，有一部分人体自身可以合成来满足机体需要，故称非必需氨基酸。 有9种氨基酸，人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得，称为必需氨基酸（Essential Amino Acid EAA）。它们是异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸，对婴儿，组氨酸也是必需氨基酸。 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％，起到节约必需氨基酸的效果。所以半胱氨酸和酪氨酸又称为半必需氨基酸。在计算食物必需氨基酸组成时，往往将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。 （二）氨基酸模式 所谓氨基酸模式，就是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。其计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸质量分数定为1，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的氨基酸模式（见表1—4）。 意义：当食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质越接近时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，食物蛋白质的营养价值也相对越高。反之，食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对质量分数较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些质量分数相对较低的必需氨基酸称限制氨基酸。其中质量分数最低的称第一限制氨基酸，余者以此类推。 蛋白质互补作用：为了提高食物蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，以相互补充其必需氨基酸不足，达到以多补少，提高膳食蛋白质营养价值的目的，这称为蛋白质互补作用。例如将大豆制品和米面按一定比例同时或相隔4小时以内食用，大豆蛋白可弥补米面蛋白质中赖氨酸的不足，同时米面也可在一定程度上补充大豆蛋白中蛋氨酸的不足，使混合蛋白的氨基酸比例更接近人体需要，从而提高膳食蛋白质的营养价值。 三、蛋白质消化吸收 膳食中的蛋白质消化从胃开始。胃酸先使蛋白质变性，胃蛋白酶可分解蛋白质。但蛋白质消化的主要场所在小肠，由胰腺分泌的胰蛋白酶和糜蛋白酶使蛋白质在小肠中被分解为氨基酸和部分二肽和三肽，在小肠肽酶作用下进一步分解为氨基酸后被吸收。 氨基酸通过小肠粘膜细胞是由三种主动运输系统来进行的．它们分别转运中性、酸性和碱性氨基酸。如亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸有共同的转运系统，若过多地向食物中加入亮氨酸，异亮氨酸和缬氨酸吸收就会减少，从而造成食物蛋白质的营养价值下降。 四、蛋白质代谢、氮平衡和蛋白质营养不良 （一）蛋白质代谢、氮平衡 氮平衡，是反映机体摄入氮和排出氮的关系。其关系式如下： B=I—(U十F十S) B：氮平衡；I：摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S：皮肤等氮损失。 意义：当摄入氮和排出氮相等时，B=0，为零氮平衡。健康的成人应维持零平衡下富裕5%。如摄入氮多于排出氮，B＞0，则为正氮平衡。 婴幼儿、儿童和青少年处于生长发育阶段，妇女怀孕时，病人疾病恢复时以及运动和劳动以达到增加肌肉时，应保证适当的正氮平衡，满足机体对蛋白质额外的需要。而摄入氮少于排出氮时，B＜0，为负氮平衡。人在饥饿、疾病及老年时期的一些阶段，一般处于这种状况下，应注意尽可能减轻或改变这种情况。 影响因素：影响机体氮平衡的因素很多，主要有膳食蛋白质的摄入量及质量、能量供给和消耗情况、其它营养素如糖类、维生素B6、叶酸的供给情况。如果蛋白质供给达到了参考摄入量标准，但能量供给少或能量消耗增大，特别是缺乏糖类物质时，蛋白质也将分解产热，导致负氮平衡的出现。 （二）蛋白质营养不良 蛋白质的缺乏，往往又与能量的缺乏共同存在即蛋白质—热能营养不良(Protein-Energy Malnutrition，PEM)，有两种，一种指热能摄入基本满足而蛋白质严重不足的营养性疾病，称加西卡病。另一种即为“消瘦”，指蛋白质和热能摄入均严重不足的营养性疾病。 五、食品蛋白质营养价值评价 各种食物，其蛋白质的质量分数、氨基酸模式等不—样，人体对不同的蛋白质的消化、吸收和利用程度也存在差异，所以营养学上主要从食物蛋白质的质量分数、被消化吸收的程度和被人体利用程度三方面全面地进行评价。 （一）蛋白质的质量分数 没有一定数量，再好的蛋白质其营养价值也有限。所以蛋白质质量分数是食物蛋白质营养价值的基础。 一般来说，食物中含氮量占蛋白质的16％，其倒数即为6．25，由氮计算蛋白质的换算系数即是6.25，这个系数又称为蛋白质系数。 （二）蛋白质消化率 （三）蛋白质利用率 1、生物价(BV) 2、蛋白质净利用率（NPU） 3、氨基酸评分(AAS)和经消化率修正的氨基酸评分(PDCAAS) 确定食物蛋白质氨基酸评分第一步计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值；第二步氨基氨基酸评分的方法比较简单，缺点是没有考虑食物蛋白质的消化率。而经消化率修正的氨基酸评分(PDCAAS)考虑食物蛋白质的消化率，其计算公式为： PDCAAS=氨基酸评分×真消化率 评价食品蛋白质营养质量应采用多种方法、多个指标。表1-5是常见食物蛋白质的营养质量总结。 六、膳食参考摄入量和食物来源 （一）膳食参考摄入量 成人按每公斤体重每天摄入0．80g蛋白质较好。我国由于以植物性食物为主，蛋白质质量较差，所以参考摄入量按1．0～1．2g／kg体重。 一般来说，膳食蛋白质供给应该遵循以下几点： 根据不同人群及其健康、劳动状况，按推荐摄入量足量提供。（参见附录一） 热能计算，蛋白质摄入占膳食总热能的10％～12％，儿童青少年为12％～15％。 要保证膳食蛋白质的质量。优质蛋白包括动物性蛋白质和大豆蛋白质质量好，它们应占成人膳食蛋白质参考摄入量1/3以上；其他人群，特别是儿童这个比例应更高，以防止必需氨基酸的缺乏。 （二）食物来源 蛋白质广泛存在于动植物性食物中。蛋白质质量分数丰富的食物为各种肉类(主要为肌肉)、蛋类、奶及其制品、大豆及其制品。动物性蛋白质质量好，但同时富含饱和脂肪酸和胆固醇，植物性蛋白却利用率较低。因此，注意蛋白质互补，适当进行搭配是非常重要的。大豆蛋白质的营养和保健功能已越来越受重视，多吃大豆制品，不仅可提供丰富的优质蛋白，同时也可起到许多保健功效。此外，谷类也含有一定的蛋白质(6％～10％)，因为是我国膳食的主食，摄入量比较大，因此也是蛋白质一个重要来源。 第 三 节 碳水化合物 〔教学目的〕通过本节教学，使学生了解碳水化合物的主要功能；食物糖、蛋白质、脂肪的摄入量与体脂的关系，碳水化合物消化、吸收和代谢；常见活性多糖的生理功能；血糖指数（GI）的对糖类食物选择的重要作用。 〔学习要求〕通过学习，掌握碳水化合物、膳食纤维概念、营养分类和食物来源；糖类（碳水化合物节约蛋白质作用、碳水化合物的抗生酮作用）、膳食纤维主要生理功能；了解常见活性多糖的生理功能；血糖指数（GI）的对糖类食物选择的重要作用。 〔教学重点与难点〕本节重点碳水化合物、膳食纤维概念、营养分类和食物来源；糖类（碳水化合物节约蛋白质作用、碳水化合物的抗生酮作用）、膳食纤维主要生理功能 〔教学内容〕 一、碳水化合物及其分类 碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类化合物，是大部分人摄取能量最经济和最主要的来源。它们也是机体重要组成成分，与机体某些营养素的正常代谢关系密切，具有重要的生理功能。 根据碳水化合物的化学结构（聚合度DP）和生理功能，特别是碳水化合物是否可在小肠消化和结肠中发酵的生理特点，将食物中的碳水化合物分为糖、寡糖和多糖三组，每组又分成亚组；每亚组还可根据生理或营养特性，分为不同的类别。 二、碳水化合物消化、吸收和代谢 （一）消化吸收 碳水化合物的消化吸收主要在小肠中进行，但小肠中未彻底消化以及不能消化的碳水化合物在结肠中经肠道微生物发酵后，产生短链脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，能改善肠道微生物菌群，对人体降血脂、调节血糖、清除肠道毒素和废物如氨、酚有帮助。所以，有人也称非消化性碳水化合物，如低聚果糖为“益生源”物质。 膳食中的单糖、糖醇不需消化，可直接吸收，可消化的碳水化合物主要是淀粉，常见的双糖，除海藻糖外也可被消化，而寡糖中多为非消化性碳水化合物。淀粉的消化主要在小肠中进行。肠腔中的α-淀粉酶作用于淀粉的α-1，4糖苷键，使之水解成α-糊精、麦芽寡糖和麦芽糖，再经α-糊精酶、麦芽糖酶继续分解为葡萄糖。蔗糖和乳糖可分别经蔗糖酶和乳糖酶水解为葡萄糖、果糖及半乳糖。有些人，缺乏乳糖酶，吃了乳品后，乳糖消化不良，出现乳糖不耐症。 ?? 碳水化合物以单糖形式在小肠上部被吸收，进入血液，这是一个主动转运过程。各种糖吸收速度各不相同，半乳糖和葡萄糖吸收快，果糖、甘露糖较慢。 （二）碳水化合物的代谢 从来源看：血糖一方面来源于食物中碳水化合物，另一方面来源于肝脏组织储存的糖原及乳酸、氨基酸的糖异生作用。 血糖有三条去路：第一，有一部分直接被各组织细胞氧化分解，为这些组织细胞提供能量，特别是神经组织，如大脑神经细胞自身没有能源贮存，主要依靠血液供给能源物质。第二，部分以糖原方式储存于肝脏及肌肉组织。第三，多余的葡萄糖则转变为储存脂肪。其中，在各组织细胞内氧化分解是碳水化合物的主要代谢途径，它包括了不需氧的糖酵解过程和需氧的三羧酸循环（TCA循环）。 三、碳水化合物的功能 碳水化合物的功能可体现在可消化碳水化合物和不消化碳水化合物两方面，后者的功能将在“膳食纤维”中进一步介绍。主要有： （一）提供能量 因此它是机体最便宜和主要的能量来源，1g膳食葡萄糖及其可消化碳水化合物都可产生16．7kJ(4kcal)热能。难消化或不消化碳水化合物产生的能量视其消化吸收程度、结肠中发酵程度而定，一般可取其平均值8．4kJ(2kcal)/ 1g。 （二）构成机体组织和重要生理活性物质 （三）参与和调节其它营养素代谢 用血糖指数（GI）来反映这些差异。高GI的食物，其碳水化合物能快速消化、吸收完全，血糖可上升；低GI的食物，释放葡萄糖缓慢、餐后血糖峰值低，但下降速度也慢。这对糖尿病人的膳食选择提供了基础。一般果糖和直链淀粉质量分数高、含可溶性纤维多的食物有较低的GI，例如水果、豆类、荞麦、燕麦、大麦；常见的米饭、小麦面的GI较高。 充足的碳水化合物，保证了机体能量供应，蛋白质就不必分解供能，从而起到节省和减轻机体中蛋白质及其它成分的消耗，保护蛋白质，有利于机体氮贮存，这种作用就称碳水化合物节约蛋白质作用。 而脂肪的氧化分解过程的中间物——乙酰辅酶A也要进入TCA循环，如果缺乏了葡萄糖，这一过程将受限。因为缺糖时三羧酸循环的中间产物，例如草酰乙酸减少，乙酰辅酶A进入三羧酸循环减慢，而脂肪分解会产生大量乙酰辅酶A，因此乙酰辅酶A会大量堆积从而产生酮体，脂肪不能完全分解。过量酮体对人体，特别是对大脑有害，而足量的碳水化合物能避免这种状况的出现，这称为碳水化合物的抗生酮作用。 （四）其它 许多非消化和难消化碳水化合物，如纤维素、果胶对改善肠道内环境有益，起到了“膳食纤维”功能，还有一些碳水化合物，如微生物多糖，对人体有保健作用。这些内容将在“膳食纤维”中介绍。另外，肝脏葡萄糖氧化可生成葡萄糖醛酸，能与体内的有害物质结合，并通过尿而排除，起到解毒保肝的作用。 四、膳食纤维 （一）膳食纤维的概念 膳食纤维是不能被人体利用，即不能被人体消化酶所消化，而且人体不能吸收的非淀粉多糖物质。但也可把非消化性多糖类和植物细胞壁成分木质素统称为膳食纤维。 实际应用中，膳食纤维的组成成分包括了纤维素、半纤维素、果胶及植物亲水胶体物质如树胶及海藻多糖、植物的木质素、功能性低聚糖、一些非细胞壁的化合物如抗性淀粉（结晶淀粉、老化淀粉、改性淀粉等）及抗性低聚糖、美拉德反应的产物以及来源于动物的不被消化酶所消化的物质如氨基多糖(也称甲壳素)等。 膳食纤维按其在水中的溶解性能大致可分为不溶性食物纤维和可溶性食物纤维两大类。 （二）膳食纤维的生理功能 ①这类物质刺激肠道蠕动，减少有害物质与肠壁的接触时间，尤其是果胶类吸水浸涨后，有利于粪便排出，可预防便秘、直肠癌、痔疮及下肢静脉曲张。 ②促进胆汁酸的排泄，抑制血清胆固醇及甘油三脂的上升，降低人的血浆胆固醇水平，可预防动脉粥样硬化和冠心病等心血管疾病的发生；减少胆汁酸的重吸收，预防胆结石的形成。 ③不溶性食物纤维能促进人体胃肠吸收水分，延缓葡萄糖的吸收，延缓胃排空速率、延缓淀粉在小肠内的消化速度。同时使人产生饱腹感，对肥胖病人进食有利，可作为减肥食品。 ④改善神经末梢对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的要求，改善耐糖量，可调节糖尿病人的血糖水平，可作为糖尿病人的食品。 ⑤?改善肠道菌群，增加结肠发酵率，发酵产生的短链脂肪酸使肠道有益菌群的增加，有助于正常消化和增加排便量，预防肠癌、阑尾炎等 但过多的膳食纤维会影响其它营养素如蛋白质的消化和钙、铁的吸收。 五、膳食参考摄入量和食物来源 （一）膳食参考摄入量 1、目前推荐除婴幼儿外(＜2岁，碳水化合物应提供总能量的55％～65％。所以每天摄入量应该根据能量需要量来确定。 2、碳水化合物的比值也不要低于20%，每日至少50～100克碳水化合物，这是基于碳水化合物的抗生酮作用，防止体内酮体过多而考虑的，尤其是孕妇应该遵守这一点。 3、碳水化合物的膳食来源应该多样，但以淀粉为主，寡糖、单糖的比例应该小，不超过10%。 4、摄入的膳食纤维的摄入量应该根据总食物的摄入量来确定，一般可表示为如下适宜范围：低能量膳食[7．5×103kJ(1800 kcal)]为25 g／d，中等能量膳食[1×104kJ(2400kcal)]为30 g／d，高能量膳食[1．2×104 kJ(2800kcal)]为35 g／d。 （二）食物来源 碳水化合物的食物来源丰富，其中谷类、薯类和豆类是淀粉的主要来源，一般谷类提供的碳水化合物占总能量的50%左右较合理。水果、蔬菜主要提供包括非淀粉多糖如纤维素和果胶、不消化的抗性淀粉、单糖和低聚糖类等碳水化合物。牛奶能提供乳糖。总之，我国居民，应以谷类食物为碳水化合物主要，增加豆类及豆制品的摄入量以及多吃水果、蔬菜和薯类。 第四节 脂类 〔教学目的〕通过本节教学，使学生了解脂肪酸的概念、分类依据和分类；EFA的概念、种类、食物来源和主要营养功能。 〔学习要求〕通过学习，掌握脂类、脂肪酸的概念，营养分类和食物来源；食物油脂营养价值评估；脂类的主要营养功能与营养障碍；脂肪的DRI与正确选择脂类食物和人体健康的关系。理解EFA的概念、种类、食物来源和主要营养功能。了解脂肪酸的概念、分类依据和分类； 〔教学重点与难点〕本节重点包括脂类、脂肪酸的概念，营养分类和食物来源；食物油脂营养价值评估；脂类的主要营养功能与营养障碍；脂肪的DRI与正确选择脂类食物和人体健康的关系 〔教学内容〕 一、脂类概述 （一）脂类概念和分类 脂类是一大类疏水性生物物质的总称，一般包括脂肪和类脂。 脂肪的化学结构是三酰甘油，即三分子脂肪酸与甘油形成的酯，也称甘油三酯。常用的食用油脂主要是各种脂肪的混合物。 类脂包括磷脂、固醇、蜡质，在营养和食品中比较重要的有磷脂中的卵磷脂、脑磷脂，固醇中的胆固醇、植物固醇。 （二）脂肪酸的概念和分类 根据脂肪酸碳链中有无双键，脂肪酸可分为无双键的饱和脂肪酸（SFA）、有双键的不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸，传统上分为单不饱和脂肪酸（MUFA）、多不饱和脂肪酸（PUFA）； 目前，不饱和脂肪酸根据其代谢特点，分为四类: n—3系列、n—6系列、n—7系列和n—9系列 饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸，中、短链脂肪酸与长链脂肪酸在消化吸收、体内利用和代谢及生理作用方面有显著不同。 （三）必需脂肪酸 人体可以合成饱和脂肪酸及多数不饱和脂肪酸，但不饱和脂肪酸从少数的母体脂肪酸衍生，这些不饱和脂肪酸人体自身不能合成，必须要由食物供给，这种多不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸(Essential Fatty Acid,EFA)。目前认为必需脂肪酸有亚油酸(9,12十八碳二烯酸，C18：2 n-6)和α-亚麻酸(9，12，15十八碳三烯酸,C18：3 n-3)。它们有十分重要的生理功能。 二、脂类和脂肪酸的生理功能 （一）脂类的生理功能和营养特点 1、供给和贮存能量。每克膳食脂肪在体内氧化可产生能量37.66kJ（9kcal）的能量，是供能营养素中能值最高的营养素。体内脂肪组织是能量的主要贮存形式。 2、构成生物膜。 3、提供必需脂肪酸。 4、脂类是脂溶性维生素的必要载体并促进其吸收。 5、膳食脂肪可增加食物美味，改善人对食物的食欲。可增加饱腹感，延迟胃的排空。 6、许多类脂，包括磷脂、胆固醇是机体活性成分或可转化为活性成分。如胆固醇可合成胆汁酸和类固醇激素等重要物质，有重要生理功能。 （二）必需脂肪酸的生理功能和营养特点 必需脂肪酸的生理功能和营养特点有： 1、是构成线粒体和细胞膜的重要组成成分，缺乏时，皮肤出现由水代谢严重紊乱引起的湿疹病变，婴儿表现明显。 2、与胆固醇代谢有密切关系。胆固醇与必需脂肪结合后，才能在体内转运，进行正常的代谢，防止动脉粥样硬化。 3、可以衍生—系列具重要生理功能的多不饱和脂肪酸和其衍生物。这包括具有重要生理作用的花生四烯酸、EPA、DHA等 。例如缺乏α—亚麻酸，则DHA缺乏，可影响视力。 4、动物精子形成也与必需脂肪酸有关。膳食中长期缺乏必需脂肪酸，动物可出现不孕症，授乳过程亦可发生障碍。 5、具抗氧化作用，对射线引起的一些皮肤损害有保护作用。 6、其它多不饱和脂肪酸也有重要的生理功能。n-6和n-3 PUFA 在体内的平衡对于稳定细胞膜功能、调控基因表达、抗氧化和防衰老、维持细胞因子和脂蛋白平衡、降低血清胆固醇、防治心脑血管疾病、促进生长发育等方面起着重要作用。n—3系列对大脑、视网膜、皮肤和肾功能的健全有十分重要的意义。花生四烯酸、EPA可衍生出一系列具重要生理功能的二十碳烷酸化合物，如前列腺素、白三烯、血栓素等。n—6系列不饱和脂肪酸能促进机体的生长发育。另外，单不饱和脂肪酸也有明显的降低血清胆固醇，防治心脑血管疾病的功能，这种脂肪酸在橄榄油中质量分数高。 三、 脂类的消化、吸收和代谢 （一）消化、吸收 脂肪需先乳化成亲水性小油滴，然后再消化吸收。这个过程通过胃、小肠的蠕动和胆酸盐、磷脂等乳化剂参与来实现。胰脂肪酶和肠脂肪酶可水解脂肪成甘油、脂肪酸及单酰甘油，然后进入小肠粘膜细胞内被吸收。中、短链脂肪酸可与蛋白质结合成脂蛋白，直接进入血液。长链脂肪酸在肠粘膜细胞内重新合成甘油三酯，并与胆固醇、磷脂和蛋白质结合成一种亲水性微团---乳糜微粒，通过淋巴液循环后进入血液。 （二）代谢 血液中的脂类物质都以脂蛋白形式存在、运输。血浆脂蛋白按密度可有五种类型，包括密度最低、主要作为运转外源性甘油三酯乳糜微粒（CM），运转内源性甘油三酯的极低密度脂蛋白（VLDL），含胆固醇高的低密度脂蛋白（LDL）、含脂肪酸、蛋白质高的高密度脂蛋白和极高密度脂蛋白（HDL、VHDL）。CM、LDL的高低与血甘油三酯和胆固醇的质量分数相关。LDL低一些，HDL高些对防止动脉粥样硬化有好处。 脂肪酸在组织细胞中可通过β-氧化分解，为机体供能。β-氧化分解是细胞中脂肪酸的特殊生物氧化方式，它能够把脂肪酸分解成小分子的二碳单位—乙酰辅酶A。由于脂肪酸的氧化分解产生的乙酰辅酶A比葡萄糖多，容易造成堆积，因此脂肪酸没有葡萄糖氧化迅速，所以可把脂肪比喻为机体的“第二能源”。同时，机体能量供给超过需要时，多余的能量，不管它是否来自脂肪，都会以脂肪组织的形式贮存，导致肥胖发生。另外，在肝脏组织中还可能因脂肪酸大量氧化分解，乙酰辅酶A堆积而产生酮体。酮体是丙酮、乙酰乙酸和β-羟丁酸的合称，它们是缺糖时机体肝外组织能量的供应形式，特别是为脑、心等提供能量；但酮体过高会导致酸中毒。 四、脂肪与人类健康 膳食脂肪过多和过少都会对身体产生危害。脂肪过少时，会出现必需脂肪酸的缺乏、脂溶性维生素如维生素A、维生素D或维生素E的缺乏，导致严重后果。脂肪过多摄入，特别是过高的饱和脂肪酸和胆固醇的摄入，会增加发生心脑血管疾病，如冠心病、中风的危险；脂肪过多摄入与乳腺癌、结肠癌的发病也相关；脂肪过多，还会使机体免疫功能下降、加速肥胖、影响钙吸收。另外，膳食脂肪中各类脂肪酸的比例不恰当也会对人体不利。例如，过高的多不饱和脂肪酸比例，在缺乏维生素E时，更容易发生自动氧化，产生对基因非常有害的自由基；n—3与n—6脂肪酸比例不当，同样也对身体健康不利；加工中产生的反式脂肪酸，如反油酸，具有毒性。 五、膳食脂类营养价值评价 膳食脂肪的营养价值高低主要决定于其熔点高低、必需脂肪酸和脂溶性维生素的质量分数、脂肪酸组成比例，如S：M：P值（即饱和、单不饱和、多不饱和脂肪酸比例），n—3/n—6值等。含不饱和脂肪酸和短链脂肪酸越多的脂肪，熔点越低，越容易消化。另外，胆固醇质量分数高低也应该作为膳食脂类的营养价值评价指标之一。 六、膳食参考摄入量和食物来源 （一）膳食参考摄入量 供给脂肪时，应该考虑以下因素（参见附录一和表1-10）: 1、每日膳食中脂肪的适宜摄入量(AI)是以脂肪能量占总能量的百分比即热比值表示,不同人群因需要必需脂肪酸的不同,这一比例不同；儿童和少年脂肪所供能量占总摄入能量的比率为25～30%，成人为20～25%。膳食中脂肪的绝对量应该由总能量供给决定。 2、膳食脂肪酸间应该有合理的比例：总脂肪供能20％～30％前提下，膳食饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸供能分为<10％、10％和10％。N-6：n-3适宜比值为4—6：1。膳食能量的3-5%应该由必需脂肪酸，即亚油酸和α-亚麻酸提供。 3、18岁以上人群每天不超过300mg胆固醇。含胆固醇高的食物有动物的脑、肾、心、肝和蛋黄等，植物性来源的食物不含胆固醇。 （二）食物来源 动物性食物：如猪肉、牛肉、羊肉及其制品都含有大量脂肪 植物性食物及其制品：油料作物如大豆、花生、芝麻等含油量丰富。 根据营养调查，我国居民的膳食总脂肪摄入平均约每天60～70克，其来源可以分为两个部分。其一是除了烹调油外各种食物中含有的脂肪，约占膳食总脂肪60％，其中动物性食物提供的脂肪约占2／3。 第五节 能量 〔教学目的〕通过本节教学，使学生了解基础代谢的计算；能量在体内的转换。熟悉影响人体基础代谢、体力活动、食物特殊动力作用(SDA)的因素；人体能量供给量选择依据（儿童、成人、老人）；能量需要量的计算。 〔学习要求〕通过学习，掌握能量、能量单位、能量平衡概念；维持能量平衡的条件；决定人体的能量消耗的因素；膳食热量的供给和计算； 〔教学重点与难点〕本节重点能量、能量单位、能量平衡概念；维持能量平衡的条件；决定人体的能量消耗的因素；膳食热量的供给和计算 〔教学内容〕 一、 能量概述 （一）能量概念和能量单位 能量在做功的同时也有热的释放。营养学中的能量指热和能两种，也合称为热能。 能量的单位，国际上通用焦耳(joule，J)，营养学上，使用最多的是其1000倍的单位，即千焦耳(kJ)；另外，还有兆焦耳(MJ)，即1000倍kJ。但许多时候仍在使用卡(cal)和千卡(kcal)。其换算关系为：1 cal=4.184J；1 J=0.239 cal。 换算：1g碳水化物→16.7kJ(4.0kcal)，1g脂肪→37.6kJ(9.Okcal),1g蛋白质→16.7kJ(4.0kcal)，1g乙醇→29.3kJ(7.0kcal)。食物中生热营养素在体内实际产热多少叫做营养素的生热系数或能量系数。 （二）能量代谢和能量平衡 机体能量的代谢情况大致是：机体摄取食物，吸收营养素，氧化分解，释放能量，用于做功，同时放出热量维持体温，多余的能量以体脂和糖元形式贮存。可表示为能量平衡公式： 能量摄入=能量消耗（热+功）+能量贮存 二、人体的能量消耗 人体的总能量消耗包括基础代谢、体力活动、食物的热效应和维持组织增长及特殊生理需要四个方面。 （一）基础代谢 1、基础代谢和基础代谢率概念 基础代谢是指维持人体基本生命活动的最低能量代谢，即人体在安静和恒温条件下(一般18～22ｏC )，禁食12小时后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。此时能量仅用于维持体温和呼吸、血液循环及其它器官的生理需要。 基础代谢率（Basal Metabolic Rate，BMR）就是指人体处于基础代谢状态下，单位时间内单位体表面积的能量消耗，可用每小时每平方米体表面积(或每公斤体重)的能量消耗来表示,单位是：kJ/（m2.h）、kJ/（kg.h），也可用MJ/d形式来表示。 2、 基础代谢的计算 （1）用体表面积进行计算 我国赵松山于1984年提出一个相对适合中国人(除儿童外)的体表面积计算公式。 体表面积(m2)=0.00659×身高(cm)+0.0126×体重(kg)－0.1603 （2）WHO建议的计算方法 WHO于1985年以及中国营养学会2000年新近推荐使用体重来计算一天的基础代谢能量消耗(BMR)的公式(Schofield公式，表1—12)，其中我国18～49岁成年人群及50～59岁老年前期人群的BMR应减去计算结果的5%。 （3） 简易估计 更为简单的方法是，成人按男性每公斤体重每小时l.0kcal(4.18kJ)，女性按0．95kcal(3.97kJ)，和体重相乘，直接计算，结果相对粗略。 3、基础代谢的影响因素 （1）体格的影响； （2）性别和年龄； (3)不同生理、病理状况的影响； (4) 其它因素：炎热或寒冷、过多摄食、精神紧张时都可以使基础代谢水平升高。 （二）体力活动 1、概述 体力活动所消耗能量多少与三个因素有关：①肌肉越发达者，活动时消耗能量越多。②体重越重者，做相同的运动所消耗的能量也越多。③活动时间越长、强度越大、消耗能量越多。 2、体力活动强度与能量消耗 人类的体力活动种类很多，强度不一，但可简单划分为四大类：卧床时间、职业活动时间、家务劳动和随意活动、休闲时间。 职业活动和家务劳动等能量消耗，根据能量消耗水平，即活动的强度将活动水平分成不同等级，用体力活动水平（Physical Activity Level，PAL）来表示。 我国成年人的体力活动强度分为三个级别,即轻、中、重，这是根据一天内各种活动的时间段长短、强度综合确定的。 按单位时间内单项职业活动的能量消耗大小来区分活动强度(表1-14),从而分时间段来计算一天的总能量消耗。这种单项职业活动的能量消耗量，可用体力活动比（Physical Activity Rate，PAR）表示。 PAR=单项职业活动的每分钟能量消耗量/每分钟基础代谢能量消耗量。 PAR=1.0～2.5, 活动强度为轻；PAR=2.6～3.9，活动强度为中；PAR≥4.0，活动强度为重。 （三）食物特殊动力作用 食物特殊动力作用(Specific Dynamics Action，SDA)又称食物热效应。人体在摄食过程中，由于要对食物中营养素进行消化，吸收、代谢转化，需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热量，这种因摄食而引起的能量的额外消耗称食物的热效应。 （四）机体组织增长及特殊生理需要对能量的需要 处于生长发育期的婴幼儿、儿童青少年，孕妇和泌乳的乳母，康复期的病人等，其一天的能量摄入中还有一部分用于组织增长和特殊的生理变化中。例如新生儿按单位公斤体重计算时，比成年人的能量消耗多2～4倍，3～6个月的婴儿，每天有15%～23%的所摄入的能量用于机体的生长发育中而被储存起来,每增加1克体内新组织需要大约20kJ的能量(参见表1-15)。但对于不同的人群，增加组织的能量消耗是有很大差异的，例如，据研究，营养状况良好的人可以将更多的富裕能量转变为脂肪而非蛋白质，因此更容易发胖；而体型消瘦的人可能将富裕的能量转化为蛋白质，而这种过程更耗费能量，因此这类人不容易发胖。 三、能量供给及食物来源 在考虑能量供给及食物来源时，应该遵循以下几点： 1、遵循能量平衡，供给量等于需要量 2、三大生热营养素的比例应该合理 3、对不同人群应有针对性 4、能量的食物来源应该合理 一般来讲，含脂肪多的食物，其能量密度高，是“高能食品”；含水分及非消化性成分多的食物，其能量密度低，是“低能食品”。 第六节 维生素 〔教学目的〕通过本节教学，使学生了解维生素的概念、分类、命名、共性和个性；重点掌握VA、VD、VE、VB1、VB2、VB6、VC、VD、Vpp的主要功能与其它营养素关系、营养障碍、供给量、食物来源；VA及VA原、VD及VD原、色AA与尼克酸的关系、转换及表示。 〔学习要求〕通过学习，掌握VA、VD、VE、VB1、VB2、VB6、VC、VD、Vpp的主要功能与其它营养素关系、营养障碍、供给量、食物来源；VA及VA原、VD及VD原、色AA与尼克酸的关系、转换及表示。理解VC、VA、VB1等的理化性质及稳定性；视黄醇当量（μg-RE）、α-生育酚当量（α-TE-mg））、尼克酸当量（NE-mg）的表示及营养意义。了解维生素在体内的吸收与代谢； 〔教学重点与难点〕本节重点VA、VD、VE、VB1、VB2、VB6、VC、VD、Vpp的主要功能与其它营养素关系、营养障碍、供给量、食物来源；VA及VA原、VD及VD原、色AA与尼克酸的关系、转换及表示。 〔教学内容〕 一、维生素概述 （一）维生素的定义与共同特点 维生素是维持机体正常生理功能及细胞内特异代谢反应所必需的一类微量低分子有机化合物。 目前已知有20多种维生素，通常维生素具有以下共同的特点： ① 以其本体的形式或可被机体利用的前体形式存在于天然食物中。但是没有一种天然食物含有人体所需的全部维生素。 ② 大多数维生素不能在体内合成，也不能大量储存于组织中，必须由食物供给。即使有些维生素(如维生素K、B6)能由肠道细菌合成一部分，但也不能替代从食物获得这些维生素。 ③ 维生素一般不构成人体组织，也不提供能量，常以辅酶或辅基的形式参与酶的功能。 ④ 维生素每日生理需要量很少，仅以mg或μg计，但在调节物质代谢过程中却起着十分重要的作用，不可缺少。 ⑤ 不少维生素具有几种结构相近、生物活性相同的化合物，如维生素A1与维生素A2，维生素D2和维生素D3，吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺等。 (二)维生素的命名 维生素可以按字母命名，也可以按化学结构或功能命名(表1—16 )。 由于维生素具有不同的生理功能，又出现了以功能命名的名称，如维生素A又称为抗干眼病维生素，维生素D又称为抗佝偻病维生素，维生素C又称为抗坏血酸等。 随着维生素化学组成和结构的研究进展，许多维生素又以其化学结构命名，如维生素A被命名为视黄醇，维生素B2 被命名为核黄素等。 (三)维生素的分类 根据维生素的溶解性可将其分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。 1、脂溶性维生素。包括维生素A、D、E、K，有的以前体形式存在（如β-胡萝卜素、麦角固醇等）。 特点：脂溶性维生素不溶于水，可溶于脂肪及有机溶剂，常与食物中的脂类共存，在酸败的脂肪中容易被破坏。脂溶性维生素在肠道吸收时随淋巴系统吸收，从胆汁少量排出，其吸收过程复杂，在体内吸收的速度慢，摄入后主要储存于肝脏或脂肪组织中，如有大剂量摄入时，可引起中毒，如摄入过少，可出现缺乏症状。 2、水溶性维生素。包括维生素B1、B2、B6、B12、叶酸、泛酸、烟酸、胆碱、生物素等B族维生素和维生素C，往往没有前体形式。 特点：水溶性维生素溶于水，通常以简单的扩散方式被机体吸收，吸收速度快，在满足了组织需要后，多余的水溶性维生素及其代谢产物从尿中排出，在体内没有非功能性的单纯的储存形式。水溶性维生素一般无毒性，但极大量摄入时也可出现毒性，如摄入过少，可较快地出现缺乏症状。 “类维生素”，也有人建议称为“其他微量有机营养素”，如生物类黄酮、肉毒碱、辅酶Q(泛醌)、肌醇、硫辛酸、对氨基苯甲酸、乳清酸和牛磺酸等。 (四)维生素与人体健康 维生素是人体进行正常代谢所必需的营养物质，大多数维生素是作为辅酶分子的结构物质参与生化反应的，另外，视黄醇、生育酚等较少数的维生素具有一些特殊的生理功能。 早期维生素缺乏往往无明显临床症状，称为“维生素不足症”。 某些维生素长期缺乏或严重不足可引起代谢紊乱和病理现象，就称为“维生素缺乏症”。 维生素缺乏可能是因为选择食物不当或食物加工、烹调、储藏不当使维生素遭受破坏和丢失，造成维生素摄入量不足引起的。其次，人体对维生素的吸收利用率降低可能造成维生素不足。第三，膳食成分影响维生素的吸收利用。另外，由于妊娠、哺乳、生长发育期儿童以及特殊生活及工作环境的人群、疾病恢复期的病人，他们对维生素的需要量都相对增高，也很容易出现维生素缺乏的症状。 我国人民容易发生不足的维生素主要有维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素C、维生素D、烟酸等。 (五)相互关系 维生素与其它营养素之间存在一定关系。高脂肪膳食可大大提高人体对核黄素的需要量，而高蛋白膳食则有利于核黄素的利用和保存。由于硫胺素、核黄素、尼克酸等都与能量代谢有密切关系，其需要量都是随着热能需要量增高而增加。 维生素之间也存在相互影响的关系。动物实验表明维生素E能促进维生素A在肝内的储存。大鼠缺乏硫胺素时，其组织中的核黄素水平下降而尿中的排出量增高。 因此，各种维生素之间，维生素与其它营养素之间保持平衡非常重要，如果摄入某一种营养素不适当，可能引起或加剧其它营养素的代谢紊乱。 二、脂溶性维生素 脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。 （一）维生素A 1、性质。维生素A又称为视黄醇、抗干眼病维生素，是指含有β-紫罗酮环的多烯基结构并具有视黄醇(retinol)生物活性的一大类物质。 狭义的维生素A仅指视黄醇，广义的则包括维生素A和维生素A原。 动物性食物来源的具有视黄醇生物活性功能的维生素A , 包括视黄醇(retinol)、视黄醛(retinal)、视黄酸(retinoic acid)等物质。 植物中不含维生素A，在黄、绿、红色植物和真菌中含有类胡萝卜素(carotenoids)，其中一部分被动物摄食后可转化为维生素A。可在体内转变成维生素A的类胡萝卜素称为维生素A原(pro-vitamins A)，如α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素等。 2、吸收与代谢 食物中的维生素A在小肠中通过小肠绒毛吸收。在粘膜细胞内与脂肪结合形成酯，和叶黄素一同掺入乳糜微粒进入淋巴，被肝脏摄取并以酯的形式储存于肝实质细胞。当机体需要时储藏于肝脏中的维生素A向血液中释放，形成视黄醇结合蛋白，并输送到身体各种组织中供代谢所需。 根据吸收率和转化率，采用视黄醇当量(retinal equivalents，RE)表示膳食或食物中全部具有视黄醇活性物质(包括维生素A和维生素A原)的总量(μg)。它们常用的换算关系是： 1μg视黄醇=0.0035μmol视黄醇=1μg视黄醇当量(RE) 1μgβ-胡萝卜素=0.167μg视黄醇当量 lμg其它维生素A原=0.084μg视黄醇当量 食物中总视黄醇当量(μg RE) = 视黄醇(μg)+ 0.167β-胡萝卜素(μg)+ 0.084其他维生素A原（μg） 过去对维生素A生物活性物质的度量采用国际单位（IU）表示。1000 IU的维生素A相当于300μg视黄醇。即 1μg RE= 3.33IU维生素A=6μgβ-胡萝卜素。 3、生理功能。 （1）维持正常视觉。 （2）维持上皮的正常生长与分化。 （3）促进生长与生殖。 （4）促进骨骼和牙齿的发育。 （5）抑癌作用。 （6）维持机体正常免疫功能。 4、缺乏与过量。 维生素A缺乏可引起眼病和上皮组织角化、肿瘤等疾病。维生素A缺乏最早的症状是暗适应能力下降，严重者可致夜盲症、干眼病。维生素A缺乏还会引起机体上皮组织分化不良，免疫功能低下和对感染敏感性增强。 维生素A吸收后可在体内，特别是在肝脏内大量储存。摄入大剂量维生素A可引起急性毒性，表现为恶心、呕吐、头痛、视觉模糊等。 中国营养学会2000年提出维生素A的可耐受最高摄入量（UL）成年人为3000μg/d，孕妇为2400μg/d，婴幼儿为2000μg/d。 5、参考摄入量及食物来源 中国营养学会2000年修订的《中国居民膳食营养素参考摄入量》提出：中国居民男性成人每人每天摄入维生素A800μgRE/d，女性700μgRE/d。0～1岁的婴儿为400μgRE/d，1～3岁的幼儿为500μgRE/d，4～7岁为600μgRE/d，7～13岁为700μgRE/d。由于维生素A过量和缺乏对妊娠都有严重的不良影响，故建议妊娠前期RNI为800μgRE/d，妊娠中后期为900μgRE/d，乳母为1200μgRE/d。 各种动物性食品是维生素A最好的来源，动物肝脏维生素A最为丰富，鱼肝油、鱼卵、奶、禽蛋等也是维生素A的良好来源；维生素A原的良好来源是深色或红黄色的蔬菜和水果。膳食中维生素A和维生素A原的比例最好为1：2。 （二）维生素D 1、性质。 维生素D具有抗佝偻病的作用，又称为抗佝偻病维生素。它是指含环戊氢烯菲环结构、并具有钙化醇生物活性的一大类物质，以维生素D2（麦角钙化醇）及维生素D3（胆钙化醇）最为常见。 维生素D2和维生素D3在自然界常以酯的形式存在，为白色晶体，溶于脂肪和有机溶剂，其化学性质比较稳定。在中性和碱性溶液中耐高热和氧化，但对光敏感，易被紫外线照射而被破坏，在酸性溶液中维生素D逐渐被分解，脂肪酸败也可引起维生素D破坏。通常的储藏、加工和烹调不会影响维生素D的生理活性，但过量射线照射，可形成少量具有毒性的化合物，且无抗佝偻病活性。 维生素D的数量可用IU或μg表示，它们的换算关系是： 1 IU维生素=0.025μg维生素D3 2、吸收与代谢。人体可通过两条途径获得维生素D，即从食物中摄取和皮肤内形成。人的皮肤中含有一定量的7-脱氢胆固醇，经阳光或紫外线照射可转变成维生素D3。膳食中的维生素D3在胆汁的作用下，与脂肪一起被吸收，在小肠乳化形成胶团被吸收进入血液。 维生素D在体内要经过活化才具有生物活性。从膳食和皮肤两条途径获得的维生素D3与血浆α-球蛋白结合并被转运至肝脏，在肝内生成25-OH-D3,然后再被转运至肾脏，在25-(OH)D3-1-羟化酶和25-(OH)D3-24-羟化酶催化下，进一步被氧化成1，25-(OH)2D3等二羟基维生素D的活化形式，通过血液中维生素D结合蛋白运送至小肠、骨、肾等部位，发挥各种生理作用。 维生素D主要储存于脂肪组织中，其次为肝脏。代谢产物随同胆汁被排入肠道中，通过尿仅排出2%-4%。 3、生理功能。 （1）促进小肠钙吸收。 （2）促进肾小管对钙、磷的重吸收。 （3）通过维生素D内分泌系统调节血钙平衡，影响骨骼钙化。 （4）免疫调节功能。 4、缺乏症与过多症。 （1）维生素D缺乏症。 婴儿缺乏维生素D可引起佝偻病(rickets)，是由于骨质钙化不足，骨中无机盐的质量分数减少，骨骼变软和弯曲变形的现象。 成人，尤其是孕妇、乳母、老年人等对钙需求量较大的人群，在缺乏维生素D和钙、磷时，容易出现骨质软化症或骨质疏松症(osteoporosis)。 另外，缺乏维生素D，钙吸收不足，甲状旁腺功能失调或其它原因会造成血清钙水平降低引起手足痉挛症。表现为肌肉痉挛，小腿抽筋、惊厥等。 （2）维生素D过多症。 食物来源的维生素D一般不会过量，但摄入过量维生素D补充剂可引起维生素D过多症。婴幼儿最容易发生维生素D中毒，每天摄入维生素D3仅50μg/ d可出现维生素D过多症的症状。由于过量摄入维生素D有潜在的毒性，目前普遍接受维生素D摄入量不超过25μg/ d为宜，而我国的可耐受最高摄入量（UL）为20μg/ d。 5、参考摄入量和食物来源 表1-17 维生素D的推荐摄入量 单位：μg/ d 人群 婴儿-10岁 11-49岁 〉50岁 孕妇 乳母  RNI 10 5 10 10 10   经常晒太阳是人体廉价获得充足有效的维生素D3的最好来源。成年人只要经常接触阳光，在一般膳食条件下不会发生维生素D缺乏病。在阳光不足或空气污染严重的地区，可采用膳食补充。 维生素D的主要食物来源包括高脂海水鱼(质量分数为200～500IU/g)及其鱼卵、动物肝脏、蛋黄、奶油和奶酪等动物性食品，质量分数为50-100 IU/g。鱼肝油中维生素D质量分数高达85IU/g，是最常见的维生素D补充剂。瘦肉、奶、坚果中仅含微量的维生素D，牛奶和人奶维生素D质量分数很少，蔬菜、谷物及其制品、水果几乎不含维生素D。我国不少地区使用维生素A、D强化牛奶，使维生素D缺乏症得到了有效的控制。 （三）维生素E 1、性质。 维生素E是指含苯并二氢吡喃结构、具有α-生育酚生物活性的一类物质。包括α-、β-、γ-、δ-生育酚和四种生育三烯酚（TT）等形式。通常以α-生育酚作为维生素E的代表进行研究。 膳食中总的生育酚 (mg) =d-α-T(mg)+0.5β-T(mg)+ 0.1γ-T(mg)+ 0.3TT(mg)+ 0.74dl-α-T(mg) 1个国际单位(1U)维生素E的定义是lmgdl-a-生育酚乙酸酯的活性，换算关系如下： lmgd-α-生育酚=1.49 IU维生素E 维生素E溶于酒精、脂肪和脂溶剂，对热及酸稳定，即使加热至200℃亦不被破坏。但维生素E对氧十分敏感，易被氧化破坏，油脂酸败加速维生素E的破坏。对碱和紫外线敏感。 食物中维生素E在一般烹调条件下损失不大，但较长时间的煮、炖、油炸造成的脂肪氧化，都有可能使维生素E活性明显降低。干燥脱水食品中的维生素E更容易被氧化。 2.生理功能 (1)抗氧化作用。 (2)预防衰老。 (3)与动物的生殖功能和精子生成有关。 (4)调节血小板的粘附力和聚集作用。 另外，维生素E还具有促进肌肉正常生长发育，治疗贫血等作用。 3.缺乏症与过多症 维生素E缺乏症在人类极为少见，表现为溶血性贫血。低的维生素E营养状况可能增加动脉粥样硬化、癌(如肺癌、乳腺癌)、白内障以及其它老年退行性病变的危险性。 动物实验未见维生素E有致畸、致癌、致突变作用，大多数成人可耐受100～800mg/d的α-生育酚，而没有明显的毒性症状。儿童对各种副作用更敏感，建议UL为10 mgα-生育酚。 4.参考摄入量和食物来源 中国营养学会2000年修订的中国居民膳食营养素参考摄入量中推荐的维生素E的适宜摄入量为14mgα-生育酚/d，大约折合维生素E30mg/d。当多不饱和脂肪酸摄入量增多时，相应地应增加维生素E的摄入量，一般每摄入1g多不饱和脂肪酸，应摄入0.4mg维生素E。如考虑到预防慢性病，可以营养补充剂的形式供给更高剂量的维生素E。 维生素E在自然界中分布甚广，一般情况下不会缺乏。食用油脂中总生育酚质量分数最高，为72.37mg/100g,维生素E质量分数丰富的食品还有麦胚等谷类食物，约为0.96 mg/100g；蛋类、鸡(鸭)肫、豆类、硬果、植物种子、绿叶蔬菜中含有一定量；肉、鱼类动物性食品、水果及其它蔬菜质量分数较少。奶类总生育酚质量分数很少，只有0.26mg/100g。 三、水溶性维生素 水溶性维生素包括维生素C和B族维生素（维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、叶酸、泛酸、生物素等）。 （一）维生素C 1、性质 维生素C，又名抗坏血酸(ascorbic acid)，为一种含六碳的α-酮基内酯的弱酸，具有强还原性。自然界天然存在的具有生理活性的抗坏血酸是L-型的，其异构体D-型抗坏血酸的生物活性只有L-型的10%。 维生素C是不稳定的维生素，温度、pH值、氧、酶、金属离子、紫外线等因子都影响其稳定性。 2、生理功能 （1）促进生物氧化还原过程，维持细胞膜完整性。 还原型谷胱甘肽 L-脱氢抗坏血酸 氧化型谷胱甘肽 L-抗坏血酸 （2）作为酶的辅助因子或辅助底物参与多种重要的生物合成过程。 （3）促进类固醇的代谢。 （4）改善对铁、钙和叶酸的利用。 （5）促进伤口愈合。 另外，维生素C还参与将非活性形式的叶酸转变为有活性的四氢叶酸，使叶酸能够发挥作用。维生素C还可促进机体抗体的形成，提高白细胞的吞噬作用，对铅、苯、砷等化学毒物和细菌毒素具有解毒作用，还可阻断致癌物质亚硝胺的形成。 3、缺乏症与过多症 当维生素C摄入严重不足时，可引起坏血病(scurvy)。表现为疲劳倦怠、皮肤出现瘀点、毛囊过度角化，继而出现牙龈肿胀出血，眼球结膜出血，机体抵抗力下降，伤口愈合迟缓，关节疼痛，同时伴有轻度贫血以及多疑、抑郁等神经症状。 维生素C毒性很低。但是一次口服数克时可能会出现高尿酸、腹泻、腹胀、溶血。1996年国际生命科学会提出安全摄入量上限为1000mg／d。吸烟者对维生素C需要量比非吸烟者高40%，某些药物如阿司匹林和避孕药以及心理紧张和高温环境都可能使机体对维生素C的需要量增加。 4、参考摄入量和食物来源 我国居民维生素C的RNI如表1-18所示： 表1-18 维生素C推荐摄入量 单位：mg/d 人群 0岁 0.5岁 1岁 4岁 7岁 11岁 14-50岁 孕妇 乳母  RNI 40 50 60 70 80 90 100 100-130 130   抗坏血酸主要存在于新鲜的蔬菜和水果中，如柿子椒、蕃茄、菜花、苦瓜及各种深色叶菜类，水果中的柑橘、柠檬、青枣、山楂等维生素C质量分数十分丰富，可达30～100mg/100g。猕猴桃、沙棘、刺梨等维生素C质量分数尤为丰富，可达50～100mg/100g以上。除动物肝、肾、血液外，牛奶和其他动物性食品质量分数甚微。植物种子(粮谷、豆类)几乎不含维生素C，但豆类发芽后形成的绿豆芽、黄豆芽则含有维生素C。 （二）硫胺素 1、性质 硫胺素(thiamine)又称维生素B1或抗脚气病维生素，是人类发现最早的维生素之一。硫胺素分子是由1个嘧啶环和1个噻唑环，通过亚甲基桥连接而成。 常见的硫胺素以盐酸盐的形式存在，略带酵母气味，易溶于水，微溶于乙醇。在干燥和酸性溶液中稳定，对温度和氧气也较稳定，但在熔点（249℃）附近容易分解。在紫外线照射下、碱性环境中硫胺素会加速分解破坏，铜离子加快硫胺素的分解。烹调食品时如果加碱过多，或油炸食品温度过高，都会导致硫胺素的大量损失。 2、 生理功能 硫胺素在肝脏被磷酸化成为焦磷酸硫胺素，并以此构成重要的辅酶参与机体代谢。硫胺素在体内参与α-酮酸的氧化脱羧反应，对糖代谢十分重要。 另一方面，硫胺素还作为转酮酶的辅酶参与磷酸戊糖途径的转酮反应，这是唯一能产生核糖以供合成RNA的途径。 3、缺乏症 硫胺素在体内储存量极少，若摄入不足可引起硫胺素缺乏症，即脚气病(beriberi)。如长期以精白米面为主食，缺乏其他副食补充；机体处于特殊生理状态而未及时补充；或由于肝损伤、酒精中毒等疾病，都可导致脚气病，主要损害神经血管系统，导致多发性末梢神经炎及心脏功能失调，发病早期可有疲倦、烦躁、头痛、食欲不振、便秘和工作能力下降等。 硫胺素摄入过量可由肾脏排出，其毒性非常低。目前，人类尚未有硫胺素中毒的记载。 4、参考摄入量与食物来源 硫胺素的需要量与能量摄入量有密切关系。推荐的膳食摄入量为0.5mg／4.2MJ(1000kcal)，相当于可出现缺乏症的数量的4倍，这个数量足以使机体保持良好的健康状态。但是，能量摄入不足2000kcal／d的人，其硫胺素摄入量不应低于1mg。 硫胺素的RNI为：成人男性为1.4mg/d，女性为1.3mg/d，孕妇和乳母为1.5mg/d和1.8mg/d。 硫胺素广泛分布于整个动、植物界，并且可以多种形式存在于各类食物中。其良好来源是动物的内脏(肝、肾、心)、瘦肉、全谷、豆类和坚果，硫胺素质量分数为0.4～0.7 mg/100g。目前谷物仍为我国传统膳食中硫胺素的主要来源，未精制的谷类食物含硫胺素达0.3～0.4mg/100g,过度碾磨的精白米、精白面会造成硫胺素大量丢失。除鲜豆外，蔬菜含硫胺素较少。 （三）核黄素 1、性质 核黄素(riboflavin)又称维生素B2。为橙黄色针状结晶，带有微苦味，水溶性较低。在酸性条件下对热稳定，加热到100℃时仍能保持活性，在碱性环境中易被分解破坏。游离型核黄素对紫外光高度敏感，可光解而丧失生物活性。 食物中黄素蛋白等核黄素复合物在肠道经蛋白酶、焦磷酸酶水解而释放出来被吸收。胃酸和胆盐有助于核黄素释放，有利于核黄素的吸收。抗酸制剂和乙醇妨碍食物中核黄素的释放；某些金属离子如Zn2+、Cu2+、Fe2+以及咖啡因、茶碱和抗坏血酸等能与核黄素形成络合物影响其生物利用率。 2、生理功能 核黄素是机体许多重要辅酶的组成成分。核黄素在体内以黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的形式作为多种黄素酶类的辅酶，在生物氧化过程中起电子传递的作用，催化氧化还原反应，在呼吸链的能量产生中发挥极其重要的作用。 另外，核黄素还在氨基酸和脂肪氧化、嘌呤碱转化成尿酸、芳香族化合物的羟化、蛋白质与某些激素的合成以及体内铁的转运过程中发挥重要作用。 近年研究发现，核黄素具有抗氧化活性，对于机体抗氧化防御体系至关重要。核黄素还参与维生素B6和烟酸代谢。人体若缺乏核黄素会影响对铁的吸收。 3、缺乏症 摄入不足和酗酒是核黄素缺乏最常见的原因。 核黄素缺乏症表现为疲倦、乏力，出现口角裂纹、口腔粘膜溃疡及地图舌等口腔症状，皮肤出现丘疹或湿疹性阴囊炎，脂溢性皮炎，眼部出现角膜毛细血管增生等。 长期缺乏还可导致儿童生长迟缓，轻中度缺铁性贫血。由于核黄素辅酶参与叶酸、吡哆醛、尼克酸的代谢，因此在严重缺乏时常常伴有其他B族维生素缺乏的表现。 一般来说，由于核黄素溶解度低，肠道吸收有限，因而无过量或中毒的担忧。 4、参考摄入量与食物来源 核黄素是许多氧化还原酶的成分，与体内能量代谢有关，人体热量需要量高时，核黄素的需要量也要相应增加，制定膳食核黄素摄入量一般按热能摄入量计算，摄入量可按0.31～0.35mg／4.2 MJ（1000kcal）计。 核黄素的良好食物来源主要是动物性食物，尤其是动物内脏如肝、肾、心以及蛋黄、乳类质量分数较为丰富，鱼类以鳝鱼质量分数最高。植物性食物中则以绿叶蔬菜类如菠菜、韭菜、油菜及豆类质量分数较多，野菜的核黄素质量分数也较高，而一般蔬菜中的核黄素质量分数相对较低。天然存在于谷类食物的核黄素质量分数与其加工精度有关，加工精度较高的粮谷质量分数较低。由于我国居民的膳食构成以植物性食物为主，使核黄素成为最容易缺乏的营养素之一。 （四）烟酸 1、性质 烟酸（nicotinic）,又称为维生素PP、尼克酸(niacin，nicotinic acid)、抗癞皮病因子，是吡啶3-羧酸及其衍生物的总称，包括尼克酸和尼克酰胺等。 烟酸溶于水和乙醇，尼克酰胺的溶解性明显好于尼克酸。烟酸对酸、碱、光、热稳定，一般烹调损失小，是性质最为稳定的一种维生素。 2、生理功能 烟酸在体内是一系列以辅酶Ⅰ（NAD）和Ⅱ（NADP）为辅基的脱氢酶类的成分，几乎参与细胞内生物氧化还原的全过程，起电子载体的作用。烟酸以NAD的形式为核蛋白合成提供ADP-核糖，对DNA的复制、修复和细胞分化起重要作用。而NADP在维生素B6、泛酸和生物素存在下参与脂肪、类固醇的生物合成。 此外，尼克酸还是葡萄糖耐量因子的重要成分，具有增强胰岛素效能的作用。另据资料显示，大剂量服用尼克酸有降低血胆固醇、甘油三脂和扩张血管的作用。 3、缺乏症与过多症 烟酸缺乏症又称癞皮病(pellagra)，主要出现于以玉米、高粱为主食的人群，主要损害皮肤、口、舌、胃肠道粘膜以及神经系统。其典型病例可有皮炎(dermatitis)、腹泻(diarrhea)和痴呆(depression)等。初期症状有体重减轻，食欲不振，失眠、头疼、记忆力减退等，重度缺乏时表现为皮肤、消化道和神经系统病变。烟酸缺乏常与硫胺素、核黄素缺乏同时存在。 过量摄入烟酸的副作用有皮肤发红、眼部感觉异常、高尿酸血症，偶见高血糖等。 4、参考摄入量与食物来源 人体烟酸的来源有两条途径，除了直接从食物中摄取外，还可在体内由色氨酸转化而来，平均约60mg色氨酸转化1mg烟酸。因此，膳食为人体提供的烟酸亦应按当量计： 烟酸当量（mgNE）=烟酸(mg)+色氨酸／60 (mg) 烟酸广泛存在于动植物性食物中，良好的来源为蘑菇、酵母，其次为动物内脏（肝、肾）、瘦肉、全谷、豆类等，绿叶蔬菜也含相当数量。乳类和蛋类烟酸质量分数较低，但是含有丰富的色氨酸，在体内可以转化为烟酸。一些植物中的烟酸常与大分子结合而不能被哺乳动物吸收，如玉米、高粱中的烟酸大约有64-73%为结合型烟酸，不能被人体吸收，导致以玉米为主食的人群，容易发生癞皮病。但是，结合型烟酸在碱性溶液中可以分离出游离烟酸，而被动物和人体利用。 （五）维生素B6 1、性质 维生素B6是一类含氮化合物，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺三种天然形式，以磷酸盐的形式广泛分布于动植物体内。 维生素B6易溶于水及酒精，对热较稳定。一般在酸性溶液中稳定，而在碱性环境中容易分解破坏。三种形式维生素B6对光均较敏感，在碱性环境中尤甚。 食物中维生素B6多以5-磷酸盐的形式存在，必需经磷酸酶水解后才能被吸收。维生素B6主要在小肠吸收。吸收后的维生素B6以辅酶的形式分布于组织中，通常人体内约含40-150mg。 2、生理功能 维生素B6是体内多种酶的辅酶，主要以5-磷酸吡哆醛(PLP)的形式参与近百种酶反应。 此外，维生素B6还参与烟酸的形成，影响核酸和DNA的合成等。动物实验证实维生素B6可能对免疫系统有影响。 维生素B6摄入不足可导致维生素B6缺乏症。维生素B6缺乏症一般常伴有多种B族维生素摄入不足症状。主要表现为脂溢性皮炎、口炎、口唇干裂、舌炎，易激怒、抑郁等。 3、参考摄入量与食物来源 美国食品与营养委员会（FNB）建议每摄入1g蛋白质时，应摄入维生素B60.02 mg，妊娠、哺乳期应适当增加。我国居民维生素B6的膳食参考摄入量推荐为1.2mg/d。 维生素B6可以通过食物摄入和肠道细菌合成两条途径获得。虽然维生素B6的食物来源很广泛，但一般质量分数均不高。动物性食物中的维生素B6大多以吡哆醛、吡哆胺的形式存在，质量相对较高，植物性食物中维生素B6大多与蛋白质结合，不易被吸收。 维生素B6质量分数较高的食物为白色的肉类（鸡肉、鱼肉等），其次为肝脏、蛋、豆类、谷类，水果和蔬菜中的维生素B6质量分数也较多，但柠檬类果实质量分数较少，奶及奶制品质量分数少。 （六）叶酸 性质 叶酸是含有蝶酰谷氨酸结构的一类化合物的统称。 叶酸为黄色结晶，微溶于水，钠盐易溶于水，不溶于乙醇、乙谜及其他有机溶剂。叶酸的水溶液很容易被光解破坏而产生蝶啶和氨基苯甲酰谷氨酸盐。叶酸在酸性溶液中对热不稳定，在中性和碱性条件下十分稳定，即使加热到100℃维持1小时也不被破坏。 2、生理功能 首先，叶酸是体内生化反应中一碳单位的传递体。叶酸在体内的活性形式为四氢叶酸，四氢叶酸在体内很活跃，其第5位、第10位可单独或同时被取代，因此能够携带不同氧化水平的一碳单位，在体内许多重要的生物合成中作为一碳单位的载体发挥重要功能。 其次，叶酸作为辅酶参与嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶和肌酐-5磷酸的合成，并通过腺嘌呤、胸苷酸影响DNA和RNA的合成，在细胞分裂和繁殖中发挥作用； 叶酸还可通过蛋氨酸代谢影响磷脂、肌酸、神经介质的合成；叶酸可促进苯丙氨酸与酪氨酸、组氨酸与谷氨酸、半胱氨酸与蛋氨酸的转化。叶酸还是构成血红蛋白的成分，可预防恶性贫血。 3、缺乏症 膳食摄入不足、酗酒等常导致叶酸缺乏。叶酸严重缺乏的典型临床表现为巨幼红细胞贫血，患者出现红细胞成熟障碍，伴有红细胞和白细胞减少，还可能引起智力退化。叶酸缺乏还可导致癌前病变。 叶酸缺乏可使同型半胱氨酸向蛋氨酸转化出现障碍，进而导致同型半胱氨酸血症。已经证实，同型半胱氨酸对血管内皮细胞有毒害作用，导致动脉粥样硬化及心血管疾病。此外，孕妇在孕早期缺乏叶酸会导致胎儿神经管畸形，并使得孕妇的胎盘早剥现象发生率明显升高。 叶酸缺乏还有身体衰弱、精神萎靡、健忘、失眠、胃肠功能紊乱和舌炎等症状。儿童可见有生长发育不良。 4、参考摄入量和食物来源 叶酸的摄入量以膳食叶酸当量（DFE）表示。食物叶酸的平均生物利用率为50%，叶酸补充剂与膳食叶酸混合时的生物利用率为85%，相当于膳食叶酸的1.7倍，以此膳食叶酸当量(DFE)的计算公式为： DFE(μg)=膳食叶酸（μg ）+ 1.7×叶酸补充剂（μg） 成人每日需要叶酸400μg。妊娠和哺乳期间叶酸需要量明显增加。妊娠期叶酸RNI规定为600μg/d，哺乳期为500μg /d。 叶酸广泛存在动植物性食物中，其良好来源为肝、肾、绿叶蔬菜、马铃薯、豆类、麦胚、坚果等。 第七节 无机盐 〔教学目的〕通过本节教学，使学生了解主要无机盐（矿物质）：Ca、P、Fe、I、Zn等主要营养功能、不足症（病）、食的来源、供给量等；影响矿物质吸收利用的因素（不利因素、有利因素）。 〔学习要求〕通过学习，掌握Ca、P、Fe、I、Zn等主要营养功能、不足症（病）、食的来源、供给量等；影响矿物质吸收利用的因素（不利因素、有利因素）。理解主要无机盐在体内的代谢与营养功能机理； 〔教学重点与难点〕本节重点Ca、P、Fe、I、Zn等主要营养功能、不足症（病）、食的来源、供给量等；影响矿物质吸收利用的因素（不利因素、有利因素）。 〔教学内容〕 依据无机盐对人体健康的影响，可将其分为必需元素、非必需元素和有毒元素三大类。 机体中质量分数大于体重的0.01%者常称为常量元素或宏量元素(macro elements)，如钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。 常量元素的主要功能有：①构成人体组织的重要成分。体内无机盐主要存在于骨骼中，如大量的钙、磷、镁对维持骨骼刚性起着重要作用，而硫、磷是蛋白质的组成成分。②维持细胞的渗透压和机体酸碱平衡。在细胞内外液中无机盐与蛋白质一起调节细胞通透性、控制水分，维持正常的渗透压和酸碱平衡，维持神经肌肉兴奋性。③构成酶的成分或激活酶的活性，参与物质代谢。 凡是在人体中质量分数小于0.01%者为微量元素(micro elements)或称为痕量元素（trace elements），如铁、锌、铜、锰、碘、硒、氟等。 微量元素需求量很少却很重要，人体必需微量元素的生理功能主要为：①作为酶和维生素必需的活性因子。许多金属酶均含有微量元素，如超氧化物歧化酶含有铜，谷胱甘肽过氧化物酶含有硒等。②构成某些激素或参与激素的作用，如甲状腺素含有碘，铬是葡萄糖耐量因子的重要成分等。③参与核酸代谢，核酸是遗传信息的携带物质，含有多种微量元素，如铬、锰、钴、铜、锌。④协助常量元素发挥作用。微量元素还影响人体的生长、发育。 一般认为必需微量元素共14种。1990年FAO／WHO／IAEA认为，维持正常人体生命活动不可缺少的必需微量元素共有8个，包括碘、锌、硒、铜、钼、钴、铬、铁；而硅、镍、硼、钒、锰为可能必需元素；具有潜在毒性，但在低剂量时可能具有某些必需功能的元素包括氟、铅、镉、汞、砷、铝、锂等共8种。 一、宏量元素 （一）钙 钙(calcium)是人体质量分数最多的矿物质元素之一。 成年体内钙总量达850—1200g，相当于体重的1.5%-2.0%。其中99%集中在骨骼和牙齿，主要以羟磷灰石结晶[3Ca3(P04)2·(OH)2]形式存在，少量为无定形钙。其余1%以结合或离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中，称为混溶钙池(miscible calcium pool)，这部分钙与骨骼钙维持着动态平衡，是维持体内细胞正常生理状态所必需。人体内有相当强大的保留钙和维持细胞外液中钙浓度的机制，当膳食钙严重缺乏或机体发生钙异常丢失时，可通过骨脱钙化纠正低钙血症，而保持血钙的稳定。 1.生理功能 （1）构成骨骼和牙齿。骨骼和牙齿是人体中含钙最多的组织。 （2）维持神经与肌肉活动。包括神经肌肉的兴奋、神经冲动的传导、心脏的正常搏动等。如血钙增高可抑制神经肌肉的兴奋性，反之则引起神经肌肉兴奋性增强，导致手足抽搐。 （3）激活体内某些酶的活性。钙对许多参与合成、转运的酶都有调节作用，如三磷酸腺苷酶、琥珀酸脱氢酶、脂肪酶以及一些蛋白质分解酶等。 此外，钙还参与血凝过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定等。 2.吸收与排泄 （1）吸收。钙在小肠通过主动转运与被动(扩散)转运吸收。 钙吸收率为20%--60%不等。凡能降低肠道pH值或增加钙溶解度的物质均促进钙的吸收；凡能与钙形成不溶性物质的因子，均干扰钙的吸收。 钙的吸收率受膳食中草酸盐与植酸盐的影响，它们可与钙结合形成难于吸收的钙盐类。膳食纤维也会干扰钙的吸收，可能是其中的糖醛酸残基与钙结合所致。脂肪摄入量过高，可使大量脂肪酸与钙形成钙皂，而影响钙的吸收。 对钙吸收有利的因素包括维生素D、乳糖、蛋白质等。 此外，钙的吸收还与机体状况有关。 （2）排泄。钙的排泄主要通过肠道与泌尿系统。大部分通过粪便排出，每日排入肠道的钙大约400mg,其中有一部分可被重新吸收。正常膳食时，钙从尿中排出量约为摄入量的20%左右。钙也可通过汗、乳汁等排出，如高温作业者每日汗中丢失钙量可高达1g左右。乳母通过乳汁每日约排出钙150-300mg。 3.参考摄入量与食物来源 钙的适宜摄入量见表1—20。 表1-20 钙的适宜摄入量（AI）标准 单位：mg/d 人群 婴 儿 儿 童 青少年 成 人 老 年 孕 妇 乳 母  AI 300-400 600-800 1000 800 1000 1000-1200 1200   钙无明显毒作用，过量的主要表现为增加肾结石的危险性，并干扰铁、锌、镁、磷等元素的吸收利用。由于目前滥补钙的现象时有发生，为安全起见，我国成人钙的可耐受最高摄入量（UL）确定为2g/d. 钙的摄入应考虑二个方面，即食物中钙的质量分数与吸收利用率。 （二）磷 磷(phosphorus)是人体质量分数较多的元素之一。在成人体内质量分数为650g左右，占体内无机盐总量的1／4，平均占体重1%左右。人体内的磷85%-90%以羟磷灰石形式存在于骨骼和牙齿中。其余10%-15%与蛋白质、脂肪、糖及其他有机物结合，分布于几乎所有组织细胞中，其中一半左右在肌肉。 磷在体内代谢受维生素D、甲状旁腺素以及降钙素调节。 1.生理作用 （1）构成骨骼、牙齿以及软组织。 （2）调节能量释放。 （3）生命物质成分。 （4）酶的重要组成成分。 （5）促进物质活化，以利体内代谢的进行。 此外，磷酸盐还参与调节酸碱平衡。磷酸盐能与氢离子结合，以不同形式、不同数量的磷酸盐类排出，从而调节体液的酸碱度。 2.吸收与排泄 磷的吸收与排泄大致与钙相同。磷主要在小肠吸收，摄入混合膳食时，吸收率达60%-70%。 膳食中的磷主要以有机形式存在，摄入后在肠道磷酸酶的作用下游离出磷酸盐，并以磷酸盐的形式被吸收。植酸形式的磷不能被机体充分吸收利用。此外，人的年龄愈小，磷的吸收率愈高。 3.参考摄入量和食物来源 磷的需要量与年龄关系密切（见表1-21），同时还取决于蛋白质摄入量，据研究，维持平衡时需要磷的量为520—1200mg/d。其无可观察到副作用水平为1500mg。 表1-21 磷的适宜摄入量(AI)标准 单位：mg/d 人群 0岁∽ 半岁∽ 1岁∽ 4岁∽ 7岁∽ 11岁∽ 14岁∽ 18岁∽ 50岁∽  AI 150 300 450 500 700 1000 700 700 700   磷的来源广泛，一般都能满足需要。磷是与蛋白质并存的，在含蛋白质和钙丰富的肉、鱼、禽、蛋、乳及其制品中，如瘦肉、蛋、奶、动物肝脏、肾脏质量分数很高，海带、紫菜、芝麻酱、花生、坚果含磷也很丰富。粮食中磷为植酸磷，不经加工处理，利用率较低。蔬菜和水果含磷较少。 二、微量元素 （一）铁 铁(iron)是人体必需微量元素中质量分数最多的一种，总量约为4～5g。 铁主要以功能性铁的形式存在于血红蛋白、肌红蛋白以及含铁酶中，约占体内总铁量的60%-75%，其余则以铁蛋白等贮存铁的形式存在于肝、脾、骨髓中，约占25%。 1.生理作用 铁的最主要功能是构成血红蛋白、肌红蛋白，参与组织呼吸过程。 铁还参与许多重要功能，如参与过氧化物酶的组织呼吸过程，促进生物氧化还原反应的进行； 促进β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、抗体的产生、脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等。 铁还对血红蛋白和肌红蛋白起呈色作用，在食品加工中具有重要作用。 2.吸收与代谢 人体铁的来源有两条途径：一是从食物中摄取，二是再次利用血红蛋白破坏时释放出的血红蛋白铁。 人体对铁的吸收利用率很低，只有10%-20%。 影响铁的吸收利用率的因素主要有： （1）铁的存在形式。二价铁盐比三价铁盐更容易被机体利用。 （2）食物成分。维生素C、核黄素、某些单糖、有机酸、动物蛋白有促进非血红素铁吸收的作用。 （3）肉因子。动物肉类、肝脏可促进铁吸收，一般将肉类中可提高铁吸收利用率的因素称为“肉因子”(meat factor)或“肉鱼禽因子”(MFP factor)。 （4）生理因素。体内铁的需要量与贮存量对血红素铁或非血红素铁的吸收都有影响。当贮存量多时，铁吸收率降低；反之贮存量低，需要量及吸收率增高。随着年龄的增长，铁的吸收率下降。 3.参考摄入量与食物来源 我国建议铁的膳食适宜摄入量（AI）见表1-22。其无可观察到副作用水平为65mg(UL 50mg)。 表1-22 我国建议铁的膳食参考摄入量（DRIs） 单位：mg/d 人群 儿童 青少年 成人 孕妇 乳母  AI 10 20 15 35 25   食物含铁量通常都不高。但是，肉、禽、鱼类及其制品却是食物铁的良好来源，尤其是肌肉、肝脏、血液含铁量高，利用率高。海米、蟹黄、蛋黄、红糖等也是铁的良好来源。植物性食品以豆类、硬果类、山楂、草莓、发菜、口蘑、黑木耳、紫菜、莲子、糯米等含铁较多。蔬菜中含铁量不高，而油菜、苋菜、菠菜、韭菜等含有植酸等，铁利用率不高。 （二）碘 人体内约含碘(iodine)20～50mg。甲状腺组织内含碘最多，约占体内总碘量的20%左右(约8mg)。其余的碘存在于血浆、肌肉、肾上腺和中枢神经系统等组织中。 1.生理作用 碘在体内主要参与甲状腺素合成，故其生理作用也通过甲状腺素的作用表现出来。 机体缺乏碘，可导致甲状腺肿，幼儿缺碘还导致先天性生理和心理变化，引起呆小症。 2.吸收与代谢 膳食与饮水中的碘基本以无机碘的形式存在，极易被吸收， 有机碘在人体肠道内被降解释放出碘化物而被吸收，而约有80%的甲状腺素未经变化即可被吸收。 吸收的碘，迅速转运至血浆。其中大约30%的碘被甲状腺利用，合成为甲状腺素，并被贮存于体内惟一贮存碘的甲状腺内。其余的碘常与血液中蛋白质结合，遍布各组织中。 在代谢过程中，甲状腺素分解脱下的碘，部分被重新利用，部分通过肾脏排出体外，部分在肝内合成甲状腺素葡萄糖酸酯或硫酸酯，随胆汁进入小肠，从粪便排出体外。 体内的碘约90%由尿排出，近10%由粪便排出，其它途径如随汗液或通过呼吸排出的较少。哺乳妇女可从乳汁中排出一定量碘(7-14μg／d1)。 3.碘缺乏症与碘过量症 碘缺乏造成甲状腺素合成分泌不足，引起垂体促甲状腺激素代偿性合成分泌增多，刺激甲状腺增生肥大，称为甲状腺肿。 甲状腺肿可由于环境或食物缺碘造成，常为地区性疾病，称为地方性甲状腺肿。 若孕妇严重缺碘，可殃及胎儿发育，使新生儿生长损伤，尤其是神经组织与肌肉组织，认知能力低下，造成呆小症。 如果摄入碘过高，也可导致高碘性甲状腺肿。 4.参考摄入量与食物来源 人体对碘的需要量受年龄、性别、体重、发育及营养状况等所左右。中国营养学会建议的供给量为成人150μg，孕妇加25μg，乳母加50μg。碘的无可观察到副作用水平为1000μg(UL850μg)。 人体所需的碘可由饮水、食物和食盐中获得，其中80%-90%由食物摄入。食物及饮水中碘的质量分数受各地土壤地质状况的影响。海洋是天然的“碘库”，海洋食物往往含有丰富的碘，碘质量分数一般高于陆生食物，有些食物还具有聚碘的能力。含碘量丰富的食物有海带、紫菜等；鲜鱼、蚶干、蛤干、干贝、淡菜、海参、海蜇等含碘比较高。每百克海带(干)含碘24000μg，紫菜(干)1800μg，淡菜(干)1000μg，海参(干)600μg。海盐中含碘一般在30μg／kg以上，但随着加工精度提高，海盐中含碘量降低，有时低于5μg/kg。 （三）锌 锌是人体必需的微量元素。人体含锌(Zinc)2-2.5g，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤。按单位重量含锌量计算，以视网膜、脉络膜、前列腺为最高，其次为骨骼、肌肉、皮肤、肝、肾、心、胰、脑和肾上腺等。 1.生理作用 （1）作为酶的组成成分或作为酶的激活剂。 （2）促进生长发育与组织再生。 （3）作为味觉素的结构成分，促进食欲。 （4）参与创伤组织的修复。缺锌时伤口不易愈合，锌对于维持皮肤健康也是必需的。 （5）维护免疫功能。锌能直接影响胸腺细胞的增殖，使胸腺素分泌正常，以维持细胞免疫的完整。 2.吸收与排泄 锌主要在小肠内被吸收，与血浆中的蛋白质或传递蛋白结合进入血液循环。锌的吸收率大约为20%-30%。 锌的吸收受许多因素的影响。高蛋白、中等磷酸质量分数的膳食有利于锌的吸收；维生素D、葡萄糖、乳糖、半乳糖、柠檬酸有利于锌的吸收。 锌在体内代谢后，主要通过粪便、尿液排出，汗液、精液、乳汁等排出。 3. 参考摄入量与食物来源 同位素实验研究发现人体每日需要锌6mg，考虑到不同膳食中的锌吸收率不同，其供给量亦有异。若以我国居民膳食中锌的平均吸收率为25%计算，锌的推荐摄入量为： 1—9岁为10mg，10岁以上为15mg， 成年男子为14.6mg，孕妇、乳母为20mg。锌的无可观察到副作用水平为30mg。 锌的来源广泛，但动、植物性食物的锌质量分数和吸收率有很大差异。植物性食品由于含植酸盐、膳食纤维等较多，锌的吸收率较低，一般以动物性食物如贝壳类海产品、红色肉类、动物内脏等作为锌的良好来源。按每100g含锌量(mg)计算牡蛎最高可达100以上，畜禽肉及肝脏、蛋类在2—6，鱼及其它海产品在1.5左右，畜禽制品0.3—0.5。植物中，豆类及谷类1.5—2.0，但利用率低，且在碾磨中质量分数下降，其中谷类发酵后，由于植酸减少，有利于锌的吸收。蔬菜及水果类质量分数较低，牛奶中锌的质量分数也较低。 （四）硒 硒（selenium）在人体内的质量分数很低，总量为14～20mg，广泛分布于所有组织和器官中，其中肝、胰、肾、心、脾、牙釉质等部位质量分数较高，脂肪组织最低。 1.生理作用 （1）抗氧化作用。 （2）解毒作用。 （3）保护心血管、维护心肌的健康。 （4）增强机体免疫功能。 此外，硒还有促进生长、保护视觉器官等作用。 2.吸收与代谢 硒在小肠吸收，无机硒与有机硒都易于被吸收，其吸收率都在50%以上。硒吸收率的高低，与硒的化学结构、溶解度有关。如蛋氨酸硒的吸收率，大于无机形式的硒，溶解度大者吸收率也高。 硒被吸收后，通过与血浆蛋白结合，被转运至各器官与组织中。代谢后大部分硒经尿排出，粪中的硒绝大多数为未被吸收的食物硒，少量为代谢后随胆汁、胰液、肠液一起分泌到肠腔的。此外，硒也可从汗中排出。 3.参考摄入量与食物来源 硒缺乏可导致克山病与大骨节病。 我国根据膳食调查结果确定预防克山病所需的“硒最低日需要量”为19μg／d(男)、14μg8／d(女)。 2000年中国营养学会提出硒的RNI值为50μg/d (7岁以上人群)。 硒摄入过多可致中毒。我国湖北恩施县的地方性硒中毒，与当地水土中硒质量分数过高，导致粮食、蔬菜、水果中含高硒有关。硒的无可观察到副作用水平（NOAEL）为200μg(UL400ug)。 食物中硒质量分数受当地水土中硒质量分数的影响很大。食物中硒的分布规律为：动物〉鱼类〉肉类〉谷类和蔬菜，动物性食品肝、肾、肉类及海产品是硒的良好食物来源，蔬菜和水果含硒较少。加工可损失部分硒。 另外可以通过酵母硒、硒代半胱氨酸等有机硒，亚硒酸钠等无机硒进行营养强化和补充。 （五）铜 铜（copper）在人体内总量约为50～200mg，分布于体内各器官组织中，以肝和脑中浓度最高，其它脏器相对较低。 1、生理作用 （1）影响铁代谢，维持正常造血机能。 （2）促进结缔组织形成。 （3）保护机体细胞免受超氧离子的损伤。铜是超氧化物歧化酶(super-oxide-dismutase，SOD)的成分，能催化超氧离子成为氧和过氧化氢，有利于超氧化物转化，从而保护活细胞免受毒性很强的超氧离子的毒害。 此外，铜与生物合成儿茶酚胺、多巴以及黑色素都有关，可促进正常黑色素形成，维护中枢神经系统的健康。 2、吸收与代谢 铜主要在胃和小肠上部吸收，吸收率约为40%，某些膳食成分如锌、铁、维生素C与果糖影响铜的吸收。 吸收后的铜，被运送至肝脏和骨骼等脏器与组织，用以合成含铜蛋白和含铜酶。 铜在体内不是一种储存金属，极易从肠道进入体内，又迅速从体内排出。正常人每日通过粪、尿和汗排出铜。约占总排出量80%的铜通过胆汁排除，其次为小肠粘膜，从尿中排出的量，约为摄入量的3%。 3、参考摄入量与食物来源 WHO提出婴幼儿每日每公斤体重铜的需要量为80μg，儿童为40μg，成人为30μg。铜的AI为2.0—3.0mg。 过量铜摄入常发生于误服大量铜盐、饮用与铜容器长时间接触的饮食物(多是饮料)。常可致急性中毒，食用大量含铜较高的食物如牡蛎、动物肝、蘑菇等(每人2～5mg/d)，尚未见慢性中毒现象。 铜的无可观察到副作用水平（NOAEL）为9mg(UL10mg)。 铜广泛存在于各种食物中，牡蛎、贝类、坚果质量分数特别高（约为0.3-2mg/100g），质量分数较丰富的有肝、肾、鱼、麦芽与干豆类(0.1-0.3mg/100g)，绿叶蔬菜含铜量较低，牛奶含铜也较少，而人奶中质量分数稍高。 （六）锰 人体内锰（manganese）的总量为10～12mg，主要存在于肝脏、肾脏、胰和骨骼中，唾液和乳汁也有一定量的锰。 锰在人体内一部分作为金属酶的组成成分，一部分作为酶的激活剂起作用。含锰酶包括精氨酸酶、丙酮酸羧化酶、锰超氧化物歧化酶等，它们参与脂类、碳水化合物的代谢，也是蛋白质、DNA与RNA合成所必需，当锰缺乏时，动物体内肝微粒体中脂类过氧化物就会出现增高现象。 人体锰缺乏(每人<350μg／d)还伴有严重的低胆固醇血症、体重减轻、头发和指甲生长缓慢等现象。 膳食中锰在小肠吸收，吸收率不高，约为2%-15%，个别达25%。膳食成分如钙、磷浓度高时，锰吸收率降低。当铁缺乏时，锰吸收率增高，反之也发现当锰缺乏时，铁吸收率提高。吸收入体内的锰90%以上从肠道排出体外，尿中排出极少(1%-10%)。 中国营养学会提出成年男子锰的AI值为3.5mg/d。锰摄入过多可致中毒、损害中枢神经系统，但食物一般不易引起。锰的无可观察到副作用水平NOAEL为10mg(UL10mg)。 茶叶含锰最为丰富，平均为15μg／g以上，含锰较多的食物还有坚果(>10μg／g)、粗粮(>5μg／g)、叶菜、豆类(2.5μg／g左右)，精制的谷类和肉蛋奶类较低(<2μg／g)，但是其吸收和存留较多，也是锰的良好来源。 （七）铬 铬（chromium）在自然界有两种形式：三价铬和六价铬。三价铬是人体必需的微量元素，六价铬则对人体有毒性。铬在人体的量约为5～10mg，主要存在于骨、皮肤、脂肪、肾上腺、大脑和肌肉中。铬在人体组织中质量分数随年龄增长而降低。 铬在糖代谢中作为一个辅助因子对胰岛素起启动作用，已知铬是葡萄糖耐量因子（glucose tolerance factor,GTF）的重要组成成分。；铬还影响脂肪的代谢，有降低血清胆固醇和提高HDL胆固醇的作用，从而减少胆固醇在血管壁的沉积，可预防动脉粥样硬化。此外，铬还有促进蛋白质代谢和生长发育，增加免疫球蛋白等作用。 当铬摄入不足时，可导致生长迟缓，葡萄糖耐量损害，血糖、尿糖增加，易患糖尿病、高血脂症、冠心病等。 铬的安全和适宜摄入量，美国营养标准推荐委员会1989年建议为50-200μg/d。中国营养学会建议成年人铬的AI为50μg/d,孕妇由于葡萄糖耐量明显高于非孕妇女，故应提高铬的供给量。铬的无可观察到副作用水平（NOAEL）为1000μg/d(UL 500μg/d)。 无机铬的吸收率很低(<3%)，当与有机物结合时，其吸收率可提高至10%～25%。膳食中某些因素可影响铬的吸收率，抗坏血酸可促进铬的吸收，低浓度草酸盐(0.1mmol／L)可使体内铬量增高，而植酸盐却明显降低其吸收。膳食中高单糖与双糖不利于铬的吸收。铬代谢后主要由肾排出，少量经胆汁从肠道排出体外，皮肤、汗腺也有少量排泄。 铬的良好食物来源为肉类及整粒粮食、豆类。乳类、蔬菜、水果质量分数低。啤酒酵母、干酵母、牡蛎、肝脏、蛋黄含铬量高，且铬活性也大。粮食经加工精制后，铬质量分数明显降低。白糖中铬质量分数也低于红糖。 第八节 水 一、水的生理功能 水是构成人体组织细胞和体液的重要成分。①水具有很强的溶解性，各种物质在适当条件下均可溶于水中，甚至一些脂肪和蛋白质也可分散于水中形成乳浊液或胶体溶液，这使水成为体内各种生化反应的重要媒介和场所。②水的流动性很强，可作为各种物质的载体，对于营养物质的吸收和运输、代谢产物的运输和排泄有着重要作用。③水本身直接参加体内物质代谢，促进各种生理活动和生化反应。 调节体温。 润滑作用。 二、人体水的平衡 水的平衡对人体维持内环境的稳定具有非常重要的作用。人体通过水的摄入和排泄维持水的平衡。 1、水的来源 补充人体水的来源包括三个部分：饮用水和其他饮料、固体食物中的水、人体代谢产生的代谢水。 代谢水（内生水）是指营养素在人体内氧化代谢过程中产生的水。1g碳水化合物在人体内代谢会产生0.6g的水，每1g蛋白质可产生0.41g的水，每1g脂肪可产生1.07g的水。每日人体通过代谢可产生大约300ml的水。 2、水的排泄 水的排泄主要通过尿液、皮肤和肺、粪便等途径。 水摄入不足或丢失过多，可引起机体失水。 三、水的参考摄入量 水的需要量主要受代谢、年龄、体力活动、气温、膳食等因素的影响，需要量变化很大。美国RDA提出：成人每消耗4.186kJ（1kcal）能量，水的需要量为1ml。由于婴儿和儿童体表面积较大，身体中水分的百分比和代谢率较高，易发生失水，而水中毒的危险性很小，水的需要量常增加到0.34ml/kJ(1.5ml/1kcal)。孕妇、哺乳期妇女由于水分额外分泌，水的需要量也要增加。