第一节 营养素与营养价值
一、营养素概述
人们对营养的认识是从长期的生活实践中逐渐得到的。早在3000多年前的周代，我国就有了食医，认为“食养”居于“术养”、“药养”等养生之首，提出了“五味、五谷、五药养其病”的观点。
现代营养学奠基于18世纪中叶，有“营养学之父”之称的法国化学家Lavoisier首先阐明了生命过程是一呼吸过程，并提出了呼吸是氧化燃烧的理论。而德国化学家Liebig将不同食物按其对动物的功能进行了分类，他的学生研究了基础代谢和食物热效应，并创建了氮平衡学说，把营养学引入现代科学发展的轨道。21世纪开始，随着分子生物学的发展，从分子水平来研究营养与相关疾病的关系，探讨营养与基因之间的相互作用，又成为一个新的热点。
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求的生物学过程。营养学就是研究膳食、营养与人体健康关系的科学。营养素是指食物中可给人体提供能量、机体构成和组织修复成分以及生理调节功能的化学物质，主要包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、食用纤维素、各种矿物质、维生素和水七大类。
（一）蛋白质
蛋白质是一切生命的物质基础，是营养素中的第一要素。正常人体内约16%～19%是蛋白质，人体内的蛋白质始终处于不断地分解又不断地合成的动态平衡之中。
（1）蛋白质的组成。蛋白质是由许多氨基酸以肽键联结在一起，并形成一定空间结构的大分子。由于其氨基酸的种类、数量、排列次序和空间结构的千差万别，就构成了无数种功能各异的蛋白质，构成了神秘的生物世界。
组成蛋白质的基本氨基酸仅有20种，其中9种氨基酸为必需氨基酸。所谓必需氨基酸，是指人体不能合成或合成速度不能满足机体需要的氨基酸。它们分别是亮氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸。
（2）蛋白质的食物来源。一般成人通过膳食每天摄入蛋白质0.8克/千克左右就能满足机体对蛋白质的需要，称机体的氮平衡。因动物性蛋白质如蛋、奶、肉、鱼等，以及大豆蛋白的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式较接近，被机体利用的程度较高，其营养价值也相对较高，被称为优质蛋白质。
（3）蛋白质的生理作用。
①是人体组织的构成成分。人体的任何组织和器官，都以蛋白质作为重要的组成成分。如骨骼和牙齿中含有大量的胶原蛋白，指（趾）甲中含有角蛋白，细胞内的各个结构中均含有蛋白质。
②构成体内各种重要的生物活性物质。如酶的催化作用、激素的生理调节作用、血红蛋白的运载作用、肌纤凝蛋白的收缩作用、抗体的免疫作用、胶原蛋白的支架作用等等。
③供给能量。当机体需要时，蛋白质可以被代谢分解，释放出能量。每1克蛋白质在体内约产生16.7千卡的能量。
（二）脂类
脂类是脂肪和类脂的总称。脂肪由二分子甘油和三分子脂肪酸构成的甘油三酯。类脂包括磷脂、固醇类等。脂类的共同特点是具有脂溶性，不仅易溶解于有机溶剂，而且可溶解其他脂溶性物质，如脂溶性维生素等。
1.脂类的分类和功能
（1）甘油三酯。是人体内含量最多的脂类。主要有以下功能：
①体内储存和提供能量。其储存和供应能量有两个特点：一是脂肪细胞可以不断地储存脂肪，人体可不断摄入过多的能量而不断地积累脂肪，导致越来越胖；二是脂肪不能给脑和神经细胞以及血细胞提供能量，人在饥饿时必须消耗肌肉组织中的蛋白质和糖原来满足机体的能量需要，这也是节食减肥的危害之一。
②维持正常体温。皮下脂肪可起到隔热保温的作用，使体温保持正常。
③保护作用。脂肪组织在体内对器官有支撑和衬垫作用，可保护内部器官免受外力伤害。
④内分泌作用。近年来发现脂肪组织可分泌瘦素、肿瘤坏死因子、血管紧张素原等因子，它们有参与机体的代谢、免疫、生长发育等重要生理功能。
（2）磷脂。磷脂不仅可以和脂肪酸一样提供能量，更重要的是其为细胞膜的构成成分，可帮助脂类或脂溶性物质，如脂溶性维生素、激素等顺利通过细胞膜，促进细胞内外的物质交换。
（3）胆固醇。是细胞膜的重要成分，还是人体内许多重要活性物质的合成材料，如胆汁、性激素、肾上腺素和维生素D等。
2.脂肪、磷脂的主要消化场所是小肠
胆囊中的胆汁首先将脂肪乳化，胰腺和小肠内分泌的脂肪酶将甘油三酯水解，生成游离脂肪酸和甘油单酯，被小肠细胞吸收进入血液，最终被肝脏储存。
3.必需脂肪酸的概念
必需脂肪酸是指人体不可缺少而自身又不能合成，必须通过食物获得的脂肪酸。如n-6系列的亚油酸和n-3系列的亚麻酸，以及二十二碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等。
由于EPA、DHA在深海鱼的脂肪中含量最高，人们习惯上称之为“鱼油”。EPA和DHA具有降血脂、抗血小板凝集和延缓血栓形成等作用，在临床上主要用于高脂血症、冠心病、脑血栓等疾病的防治。EPA和DHA的另一种重要功能是参与脑神经细胞生物膜的构成，可增强中枢神经系统的功能，有明显的促进智力的作用。当EPA和DHA缺乏时，可导致视网膜敏感性减弱、记忆力下降，故人们称之为“脑黄金”。
（三）碳水化合物
1.碳水化合物的分类
碳水化合物又称糖类，是人体热量的主要来源，营养学上将其分为单糖、双糖、寡糖和多糖。
（1）单糖。食物中的单糖主要为葡萄糖、果糖和半乳糖。葡萄糖是构成食物中各种糖类的最基本单位，如淀粉是多糖，完全分解后成为葡萄糖。果糖主要存在于水果和蜂蜜中。
（2）多糖。10个以上单糖组成的大分子糖为多糖。主要有3种：
①糖原。也称动物淀粉，在肝脏和肌肉合成并储存，是含有许多葡萄糖分子和支链的动物多糖。肝脏中储存的糖原可维持正常的血糖浓度，肌肉中的糖原可提供机体运动所需要的能量。
②淀粉。是由许多葡萄糖组成，能被人体消化吸收的植物多糖。
③纤维。是存在于植物体中不能被人体消化吸收的多糖。
2.碳水化合物的功能(www.xing528.com)
（1）储存和提供能量。肝脏约储存机体内1/3的糖原，一旦需要，肝脏中的糖原就分解为葡萄糖进入血循环，提供给机体，尤其是红细胞、脑和神经组织对能量的需要。
（2）是机体的构成成分。结缔组织中的粘蛋白、神经组织中的糖脂肪及细胞膜表面的糖蛋白，都是一些寡糖的复合物。
（3）节约蛋白质作用。当摄入足够的碳水化合物时，可以防止体内和膳食中的蛋白质转变为葡萄糖。
（4）抗生酮作用。脂肪在体内彻底被代谢分解，需要葡萄糖的协同作用，人体每天至少需要50～100克碳水化合物才可防止酮血症的产生。
（四）膳食纤维
（1）膳食纤维素的概念。膳食纤维素是指植物中不能被人体消化、吸收和利用的多糖类碳水化合物。纤维素本身不能提供能量，没有营养价值，但是对调节胃肠的消化、吸收、排泄、降低胆固醇、减缓糖类的吸收速度起着重要作用，是预防多种慢性病的重要物质，被称为肠道的“清道夫”。
联合国粮农组织颁布的纤维食品指导大纲指出，健康人每日常规饮食中应有30～50克（干重）纤维素。
膳食纤维主要从植物性食品中获得。全麦粉的纤维含量可达25%以上，每人每天只吃200克，就可以获得充足的膳食纤维。精白面粉、大米的纤维含量很低，以米饭为主食的人群纤维缺乏现象更为严重。
（2）膳食纤维素的功能。
①能与胆固醇、甘油三酯结合，再随粪便排出体外，降低胆固醇、甘油三酯，预防心脑血管疾病。
②刺激肠蠕动并保持水分，增大粪便体积，软化粪便，促进排便，防治便秘和结肠癌。
③减缓葡萄糖的吸收速度，防治糖尿病。
④促进毒素排泄，预防肠癌，并有养颜功效。
（五）矿物质
人体是由许多元素组成的，其质和量基本上都与地球表层的元素组成一致。
人体内约有20余种元素是构成人体组织、维持机体代谢和生理功能所必需的。
这些元素中，除了C、H、O、N主要构成有机化合物外，其余在营养学中称矿物质。
矿物质在体内分布极不均匀，自身不能合成，必须从食物和饮水中摄取，其生理功能、食物来源和缺乏时导致的疾病详见表5-1。
表5-1 主要矿物质的生理功能、食物来源及缺乏症
（六）维生素
维生素是维持机体生命活动过程所必需的一类微量的低分子有机化合物。根据维生素的溶解物质不同，可将其分为两大类：一类是脂溶性维生素，包括维生素A、D、E、K，它们不溶于水而溶于脂肪及有机溶剂；另一类是水溶性维生素，指可溶于水的维生素，包括B族维生素和维生素C；它们的生理功能、食物来源及缺乏时的表现详见表5-2。
表5-2 主要维生素的生理、来源及缺乏症
二、常用食品的营养价值
食品是人类获取能量和各种营养素的基本来源，是人类赖以生存的物质基础。食品分动物性食品和植物性食品。食品的营养价值是指某种食品所含营养素和热能满足人体营养需求的程度，目前的评定指标是营养质量指数。
（一）谷类
谷类中碳水化合物含量高，是热能的主要来源。一般谷类蛋白质因必需氨基酸组成不平衡而含量偏低，其蛋白质营养价值低于动物性食品。谷类是B族维生素硫胺素、核黄素、尼克酸、泛酸等的主要来源。
（二）豆类
豆类含有35%～40%的蛋白质，且其蛋白质组成接近人体的需要，富含谷类缺乏的赖氨酸，为优质蛋白。大豆中还含有丰富的钙、硫胺素和核黄素，经曲霉发酵加工后，营养成分增加，利用率更高。
（三）蔬菜、水果
蔬菜、水果除含有丰富的碳水化合物、维生素和矿物质外，还富含各种有机酸、芳香物质和色素等成分，使它们具有良好的感官性状，对增进食欲、促进消化、丰富食品多样性具有重要意义。
（四）乳类食品
乳类食品不仅含有酪蛋白、乳蛋白等完全蛋白质，还含有丰富的钙、磷、铁、锌、铜等矿物质。牛奶是人类膳食中蛋白质和钙的最佳来源，是改善营养、增强体质、延缓衰老不可缺少的理想食品。
（五）畜、禽、鱼类
人体需要的各种必需氨基酸在畜、禽、鱼类蛋白质中都比较充足，故畜、禽、鱼类蛋白质均为优质高蛋白。畜、禽、鱼的铁、磷等矿物质含量高。瘦肉和内脏含B族维生素较多，特别是肝脏，是多种维生素的丰富来源。
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