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发布时间:2020-05-16 20:14:58

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作者:刘树萍、刘楠楠、吕铭守、王薇 编著

出版社:化学工业出版社

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食品营养与健康

食品营养与健康试读:

版权信息书名:食品营养与健康作者:刘树萍、刘楠楠、吕铭守、王薇[编著]排版:咪奥出版社:化学工业出版社出版时间:2016-05-01ISBN:9787122264268本书由化学工业出版社授权北京当当科文电子商务有限公司制作与发行。— · 版权所有 侵权必究 · —第一章绪论

民以食为天,人们每天必须摄取一定数量的食物来维持自己的生命与健康,保证身体正常的生长、发育和从事各项活动。随着我国经济建设的迅速发展,居民生活水平得到极大提高,营养与健康的关系,不仅在科学研究及教育中引起高度重视,更为重要的是广大民众已日益认识到合理的营养与膳食对健康的重要性。一、基本概念

1.食品

2009年6月1日起实施的《中华人民共和国食品安全法》第九十九条规定“食品,指各种供人食用或者饮用的成品和原来以及按照传统既是食品又是药品的物品,但是不包括以医疗为目的的物品”。据此定义,食品包括食物原料、加工后的食物以及按照传统既是食品又是药品的物品。

一般来说,食品的作用:一是为人体提供必需的营养素,满足人体的营养需要;二是满足人们不同的嗜好和要求,如色、香、味、形、质地等;三是某些食品有特殊的作用,可以对人体产生不同的生理反应,如过敏、镇静和兴奋等。

2.营养

营养是人类从外界摄取食品(食物)满足自身生理需要的过程。它研究人们应该“吃什么”“如何吃”才能更好地保证机体健康,保证机体正常的生长、发育以及其他各种活动和劳动。“吃什么”即应该如何选择食物;“如何吃”则与食品的加工密切相关。

3.营养素

营养素是指用以维持人类正常生长、发育、繁殖和健康生活所必需的具有营养功能的物质。现代研究表明,人体至少需要40多种必需的营养素,并且存在于食品中。通常分为六大类,包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质和水。人们进食含有营养素的食物之后,机体可进一步利用它们来合成许多为身体功能活动所必需的其他物质。因此,无论从营养学还是从食品科学和食品加工的角度来说,都应尽量保持这些营养素不被破坏。

4.营养价值

营养价值是指在特定的食品中的营养素及其质和量的关系。一般认为含有一定量的人体所需的营养素的食品,就具有一定的营养价值;含有较多营养素且质量较高的食品,则营养价值较高。总的来说,食品的营养价值高低,取决于食品中的营养素是否齐全、数量多少、相互比例是否适宜以及是否易于被人体消化、吸收等。食品中提供的营养素种类及其含量越接近人体需要,则该食品的营养价值就越高,如母乳或者配方奶粉对于婴儿来说,营养价值就很高。总之,食品的营养价值是个相对的概念,即使是同一种食品由于其品种、产地、部位以及烹调加工方法的不同,其营养价值也可能会有所不同。例如蔬菜经过不同的烹调加工处理后,其中保留的维生素C含量就不同。

5.营养素密度

营养素密度是指食品中以单位热量为基础所含中药营养素的浓度。

RNI,推荐摄入量。能够提供丰富的营养素,而相对热量较低的食物,如瘦肉、牛奶、绿叶蔬菜、乳制品、鱼类等为高营养密度食物;而肥肉的营养素密度相对来说就比较低,因其每焦耳所提供的营养素较少;若为硬块糖,全是能量而无其他营养素,则无营养素密度可谈。二、食品营养的形成与发展

早在3000多年前,我国最早的医书《黄帝内经·素问》即总结出“五谷为养,五谷为助,五畜为益,五菜为充”的论述,符合现代营养科学观点的“平衡膳食”原则;还提出“谷肉果菜,食养尽之,无使过之,伤其正也”的观点,不但说明平衡膳食需要多种多样的食物,要适量搭配、互相补益,而且概括了各类食物的营养价值及其在膳食中的比例。公元341年,东晋的葛洪在《肘后备急方》中就提出用肝脏治疗维生素A缺乏引起的“雀目症”(即夜盲症),用海藻酒治疗因缺碘引起的甲状腺肿。唐朝的孙思邈已开始用维生素B1丰富的中草药治疗久吃精致食品而引致的脚气病。明朝李时珍在《本草纲目》中对1982种天然动植物原料进行了详细注释,并将其按寒、凉、温、热、有毒和无毒等性质区分,对指导人们进行营养选择和食疗有重要价值。

欧洲文艺复兴和工业革命使其实验科学有了突破,对营养成分进行了深入的分析。1783年Lavoisier发现了氧,并证明呼吸是一种燃烧过程。1842年Prout将人体主要成分归类为蛋白质、脂肪和糖三类,为食物的化学分析奠定了基础。1850年Liebig认为所有含蛋白质的食物均含有氮,而氮的多少与营养好坏有关。19世纪以后,有学者对人体内含有的矿物质进行了分析,如铁、钙、磷等。1850年Cgarub从甲状腺肿分离出碘,还进一步明确钙与人体骨质发育的关系。1912年Funk通过对患者进行观察和动物实验,发现了“生命胺”,这是人类发现的第一种维生素,后称之为硫胺素。至第二次世界大战结束后,已发现的维生素有水溶性和脂溶性两大类共16种。1935年,Underwood发现牛羊的消瘦病是由于牧草中钴元素缺乏所引起的。以后陆续在动物实验中发现多种机体所必需的微量元素。如Richert、Schwartz分别提出钼、硒是人及动物所必需的,Mertz证实铬是大鼠所必需的。1973年世界卫生组织已认定14种元素为机体所必需,称为必需微量元素。

在漫长的人类历史中,早期因为对营养知识的无知而付出过沉重的代价。最典型的是航海中发现的坏血病。1498年葡萄牙航海家Vasco da Gama首先发现坏血病,航海中160人中有102人死亡。1740年英国海军上将Anson带领6艘战舰和1955名水手作环球航行,4年后返回英国时丧失了五艘战舰,死去1051名海军将士,均系患上一种出血不止的疾病,即坏血病。但法国海军在同一年代,却因指定的口粮中每人配给酸果汁一桶,而未发生同类事件,战士幸免于难。1928年Gyorgyi从柠檬中分离出维生素C,坏血病的致病原因(缺乏维生素C)才真相大白。

在19世纪中期及20世纪中期的欧洲和北美,营养学的生物化学功能已被用于中央政府制定政策的一部分。连任政府的总体目标是内部的社会安定、其他工业国家竞争的优势以及主宰世界。因此,食品的营养政策在国家的财政、管理以及其他影响食品的价格、供给和质量方面起到了重要的作用。营养学在20世纪取得了许多重大的突破,如从发现维生素到60余种宏量营养素与微量营养素在人体代谢中作用的确定,再到发现母亲与儿童的饮食将对人一生的健康产生影响等。

中国营养学在现代营养学的研究中做出过突出贡献,以硒与人体营养的研究最为出色。克山病是一种原因不明的地方性心肌病,在我国分布广,死亡率高。杨光圻等在人群调查中首先观察到克山病与缺硒有关,证实克山病是一种与人体硒缺乏有关的疾病,并以亚硒酸钠进行预防取得成功。三、国内外食品营养的发展现状

20世纪80年代初平衡膳食宝塔在美国及其他发达国家相继问世,其对临床医学和公共健康工作者用于指导患者和公民如何通过混合食物摄入均衡的营养起到了重要的指导作用。在平衡膳食宝塔实践了20年后的西方发达国家,其心血管系统疾病的发病率和死亡率下降了,然而在发展中国家特别是中国和印度,心血管系统疾病的发病率和死亡率却在逐年上升;超重、肥胖以及糖尿病无论在西方发达国家还是在发展中国家均在逐年增加。所以,近年来各国学者们都在重新思考平衡膳食宝塔,并在循证营养学的基础上进行了调整及修改。

1982年,伯格斯特龙(Sune K.Bergstrom)、莎米尔松(Bengt I.Samuelsson)以及范恩(John R.Vane)由于发现了花生四烯酸在体内的代谢产物前列腺素及其相关生物活性物质而共同获得了诺贝尔生理学或医学奖,之后食品营养学的研究又重新引起了各国政府的重视。自20世纪90年代起食品营养学的研究进入了发展期。随着蛋白质组学和基因组学的发展,食品营养学的研究进入了分子水平,21世纪后食品营养学的研究进入了一个快速发展期,营养基因组学概念的问世,使一些营养素和其他食品级动植物功能成分与基因的相互关系及作用的机理被阐明。近几十年来,随着研究的深入,对营养科学的认识也逐渐从宏观转向微观,进入到细胞水平和分子水平。在科学迅猛发展的过程中,现代营养学取得了许多新的进展。基础营养方面主要研究各种营养素以及人体在不同生理状态和特殊环境下的营养过程及对营养素的需要。经过漫长时间人们逐渐认识到蛋白质、脂肪、碳水化合物及其以外的营养素如无机盐、维生素、微量元素的生理作用。膳食纤维的生理作用及其对预防某些疾病的重要性逐渐被认识。

随着科学的发展,人们逐渐掌握了生老病死的规律,也更加明确了营养在生命过程中的重要作用。营养状况决定着人体的机能状况,包括脑力和体力劳动能力、竞技状态及运动成绩等。合理的营养不仅能提高人体的健康水平,而且关系到改善民族素质、造福子孙后代;反之,营养失衡,无论是过度还是不足都可能不同程度地影响人们的健康。如饮食无度、营养过剩,可能导致肥胖病、糖尿病、胆结石症、高血压及其他心血管疾病,还可能成为某些肿瘤和多种疾病的诱因;而营养缺乏则可能影响到优生优育、劳动能力、免疫功能、预期寿命等多个方面。营养与健康的关系已成为现代营养学研究的一项重要内容。四、食品营养与健康未来的研究任务与重点工作

全球食品与营养的不安全、不充足甚至有些地区的人们长期挨饿的局面在过去的20年间并没有明显的改善。在富裕与贫穷国家(尤其是在战争与疾病的多发地区),由于贫富差距越来越大,上述状况变得更糟。

一般的以及特殊的营养不良更易导致人们受到传染性疾病的袭击,尤其是妇女、婴幼儿和儿童等群体。这些传染病将使食品和营养安全问题显得更加严重。尽管目前此状况在部分地区有所改善,但营养不良及传染性疾病在许多较贫穷的国家和地区依旧十分严重。痢疾、艾滋病以及肺结核均为受到营养状况影响的例子。肥胖症、糖尿病以及其他慢性疾病,包括心血管和脑血管疾病、骨骼疾病和各种癌症,目前也在中低收入的国家流行。这些与营养相关的疾病,加重了卫生保健体系的负担。

食品营养与健康在未来的研究任务与重点工作包括继续开展营养学的各项基础研究,开展各种特殊人群的合理营养与膳食结构研究,营养相关疾病的理论研究,加强社区营养及必要社会措施的研究;此外,还要不断认识和研究在食物中新出现的污染问题,提高食物中毒及其他食源性疾病的科学管理水平,进一步完善我国食品卫生监督管理的体制与机构。第二章食品营养的基础原理第一节 能量

人和其他动物一样,都必须通过摄取食物从外界获取能量,以满足一切生命活动和从事各种体力劳动的需要。机体即使处于安静状态也要消耗一定的能量,如心脏跳动、血液循环、肺的呼吸、腺体分泌及肌肉收缩等过程均需要能量。如果没有能量来源,生命活动也就无法进行。能量既不能创造也不能消灭,只可从一种形式转变为另一种形式,在人体内亦是如此。人体所需要的能量主要来源于食物中的产能营养素,包括碳水化合物、脂类和蛋白质,这些有机物是植物吸收太阳能转变为化学能而储存下来的物质。含有这些化合物的食物在体内经过一系列的氧化反应被分解,能量逐步释放出来,一部分以热能形式散失以维持体温,一部分以高能磷酸键化合物(ATP/GTP等)、高能硫酯键化合物(乙酰-CoA)等形式储存,且可在细胞间转移,当组织需要时,再释放出来以供利用。一、能量的单位及食物能值

营养学上的原有基本能量单位是卡(calorie,cal),由于卡值太小,通常采用千卡(kcal)。现在,国际上则以焦耳(J)为热量的计量单位,同时也仍然使用卡。营养学上通常使用焦耳和卡的1000倍即千焦和千卡作为常用单位。

营养学中,将食物在体外彻底燃烧时所释放的能量称为“物理能值”“食物能值”或“总能值”。而将每克产能营养素在体内氧化分解后为机体提供的净能称为“生理有效能量”或“能量系数”。每克碳水化合物、脂肪和蛋白质在体外氧化燃烧时释放的能量分别为17.15kJ、39.54kJ、23.64kJ。对碳水化合物和脂肪而言,体内氧化和体外燃烧时释放的热量完全相同。而蛋白质在体内的氧化并不完全,氨基酸中的氮并未氧化成氮的氧化物或硝酸,而以尚有部分能量的有机物如尿素、尿酸、肌酐等形式随尿液排出体外。收集每克蛋白质含有的这些含氮有机物并使其在体外燃烧,测得释放的能量为5.44kJ,因此,每克蛋白质在体内氧化只能产生18.2kJ的能量。

碳水化合物:  17.15×98%=16.8kJ

脂肪:  39.54×95%=37.6kJ

蛋白质:  18.2×92%=16.7kJ二、人体能量需要

1.基础代谢

基础代谢(basal metabolism,BM)是机体用于维持体温、心跳、各器官组织和细胞基本功能等最基本生命活动的能量消耗。基础代谢在每日能量总消耗中所占的比例最大(60%~70%)。

基础代谢水平用基础代谢率(basal metabolism rate,BMR)来表示,反映单位时间内人体基础代谢所消耗的能量,单位有kJ/(m2·h)、kJ/(kg·h)、MJ/天。

基础代谢率的高低与体表面积基本成正比。人体的体表面积可以查表,也可根据身高和体重按相关公式计算。由体表面积乘以相关年龄的基础代谢率可计算出一天基础代谢的能量消耗。

基础代谢的能量消耗=体表面积(m2)×基础代谢率(BMR)

我国赵松山于1984年提出了一个适合中国人的体表面积计算公式,即:

体表面积S(m2)=0.00659×身高(cm)+0.0126×体重(kg)-0.1603

由于基础代谢率(BMR)的测定比较困难,WHO于1985年提出用静息代谢率(resting metabolism,RMR)代替BMR。在测定静息代谢率的过程中全身处于休息状态,可以在餐后3~4h测定。由于还存在食物的消化所消耗的能量,因此RMR略高于BMR(约为10%)。在实际工作中,二者可以通用。

2.能量消耗量的测定

直接测热法的基本原理是在特制的隔热小室内,被测对象可以静卧或从事各种特定的活动,人体散发的热量被空气吸收,然后使这些空气通过热交换装置,测定受试者在一定时间内散发的热量,即通过直接测定人体在整个能量代谢过程中散发的所有热量,计算特定时间内机体的能量消耗。这种方法需要大型的设备装置,实验室建造昂贵,应用受到限制。

间接测热法的基本原理是测定机体在一定时间内O2的消耗量和CO2产生量来推算呼吸熵,再根据相应的氧热价间接计算出这段时间内机体的能量消耗。可通过一种特殊设备准确记录人体吸进O2和呼出CO2的量,并根据两种气体中含氧量差值计算氧气消耗量。在实际应用中,一般受试者都是混合膳食,此时呼吸熵相应的氧热价为20.2kJ/L。因此,只要测定单位时间内的耗氧量就可以计算出能量的消耗量。

能量消耗量=20.2(kJ/L)×耗氧量(L)

双标记水法(DLW)是受试者喝入定量的双标记水,在一定时间内(8~15天)连续收集尿样,通过测定尿样中稳定的双标记同位素及消失率,计算能量消耗量。此法适用于任何人群和个体的测定,无毒无损伤,但费用高,需要高灵敏度、准确度的同位素质谱仪及专业技术人员,近年主要用于测定个体不同活动水平(PAL)的能量消耗量。

3.能量代谢失衡

在食物充足的情况下,正常成人可自动调节并能有效地从食物中摄取所需的能量,满足需要,维持能量代谢平衡。如受客观或主观因素的影响,造成能量摄取量长期低于或高于能量消耗量,人体会处于能量失衡状态,首先反映到体重的变化,进而发展到影响健康。因此维持能量平衡和理想体重是人体处于良好营养与健康状态的前提。

长期能量摄入不足,会使人体动用机体储存的糖原及脂肪,造成蛋白质-热能营养不良。临床表现包括消瘦、贫血、神经衰弱、皮肤干燥、脉搏缓慢、工作能量下降、体温低及抵抗力低等,儿童还会出现生长停顿。能量不足使蛋白质参与供热,造成人体蛋白质缺乏,最终出现蛋白质-热能营养不良(PEM)。因贫血及不合理喂养造成的儿童能量轻度缺乏较为常见。

伴随经济发展和生活水平、食物水平的提高,长期摄入过多与体力活动过少,会造成人体超重或肥胖、血糖升高、脂肪沉积、肝脂增加及肝功能下降等,过度肥胖还造成肺功能下降,易造成组织缺氧。肥胖并发症包括脂肪肝、糖尿病、高血压、胆结石症、心脑血管疾病及某些癌症。控制饮食性肥胖良好的方法是控制饮食能量,增加体力活动量。三、能量的食物来源及推荐摄入量

1.能量的食物来源

能量来源于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质。按照等能定律,从能量供给上讲,3种物质比例的变化并不影响能量的摄取,可以在一定程度上相互代替。1g碳水化合物=0.45g脂肪=1g蛋白质,因而在特殊情况下可以摄取一种或两种,这也是制造特殊食品的重要依据。不同营养素有各自特殊的生理作用,长期摄取单一营养会造成营养不平衡,影响健康。一般情况下,碳水化合物是主要能量来源,其次是脂肪,蛋白质的主要作用不是供热。学者们建议成人的碳水化合物供能占热能的55%~65%,脂肪占20%~30%,蛋白质占11%~15%。

碳水化合物、脂肪和蛋白质广泛存在于各类食物中。粮谷类和薯类含碳水化合物较多,是我国膳食热能主要来源;油料作物中富含脂肪,大豆和硬果类含丰富的油脂和蛋白质,是膳食热能辅助来源之一;蔬菜、水果含热能较少。动物性食品含较多的动物脂肪和蛋白质,也是膳食热能的重要构成部分。

在能量食物选择中,保持植物性膳食结构特点,防止高能高脂膳食的滥用,并满足机体对能量的需求,同时保持动植物食品的均衡适宜,是合理营养和健康的关键。

2.能量的推荐摄入量

能量需要量是指维持机体正常生理功能所需要的能量,即长时间保持良好的健康状况,具有良好的体型,机体构成和活动水平达到能量平衡,并能胜任必要的经济和社会活动所需要的能量摄入。估计饮食能量摄入的安全量,根据基础代谢、体力活动定量供应。此种估计仅适用于群体,对个体而言,则必须测量BMR,因个体的BMR值有约20%的变化幅度。

对于1~10岁的儿童,由于其活动的类型、持续时间以及能量支出的信息较少,确定其最适能量摄入量,一般是根据检测的健康儿童的饮食能量摄入再加5%的体力活动的额外补充。从出生至10岁,能量补充并无男女之分;而从11岁开始,鉴于男女青春期开始的年龄不同以及活动方式的不同,其能量补充是不同的。需要指出的是,最适摄入量主要是针对群体的。

联合国粮农组织在2009年统计年刊发表各国2003~2005年平均热能总消耗量中的膳食构成比例——食物成分(%)中,各国在食品供应的组成方面有很大的差异,但总体上邻国的食品供应相似,如北欧各国、美国和加拿大、新西兰和澳大利亚之间。与欧美国家的食品供应相比,亚洲的谷类食品供应量高而动物产品供应量较低。第二节 水一、水的概述

水是生命之源,对人类生存的重要性仅次于氧气。人在无食物摄入时,机体可消耗自身的组织维持生命达1周或更长时间,然而没有水任何生物都不能生存。水是人体含量最多的成分,约占体重的60%。人体水分含量受年龄与性别影响。年龄越小,含水量越多,新生儿的含水量可高达80%,成年女子的含水量为体重的50%~55%,成年男子约为60%。

水在体内的分布并不一致,如牙齿中水含量为15%、骨骼为20%、脂肪组织为20%~30%、肌肉为70%、血浆为90%。为了更好地了解水在体内的转运,可将水在体内的存在形式归为两大类,即细胞内的水(细胞内液)和细胞外的水(细胞外液)。二、水的生理功能

1.机体重要的组成部分

水是身体构造所不可缺少的材料。所有组织中都含水,特别是新陈代谢旺盛的组织中,如血液、肝脏、肾脏、肌肉、大脑、皮肤等。

2.可作为物质运输的载体

人体组织和细胞所需的营养和代谢物在体内的转运都以水为载体。以水为主要成分的血液和组织液是人体内的“运输工具”,它们能将食物中吸收的各种营养素运送到身体各部位的细胞,同时将细胞代谢产生的废物运送到肾和肺,经尿液和呼吸排出体外。

3.调节体温

水的比热容比其他物质高,能吸收体内分解代谢活动不断产生的热量,以使体温保持不变。当外界温度高于30℃或体内产热过多时,通过蒸发或出汗使体温保持恒定;环境温度降低时,则人体可通过减少蒸发量而保持人体温度。

4.体内摩擦的润滑剂

水以体液的形式在身体需要活动的部位,起着润滑剂的作用。例如,泪液可减轻眼球或眼睑间的摩擦及防止眼角膜干燥,唾液可湿润喉咙,关节液可减轻骨端间的摩擦。三、水与人体健康

人们当前的饮水习惯将决定10年后的健康状况。WHO调查发现,人类疾病的80%与饮水有关。以色列、英国和美国开展的研究发现,液体的摄入与一些癌症的发展有直接关系。如果摄入的水分充足,发生膀胱、前列腺、肾脏、睾丸、输尿管、肾盂、结肠和乳腺等癌症的风险会降低。美国西雅图和华盛顿等地的研究发现,每天喝水多于5杯的妇女比每天喝2杯或更少水的妇女患结肠癌的风险降低45%。

目前,健康水的标准如下:

①不含任何对人体有毒、有害及有异味的物质。

②水的硬度介于30~200mg/L(以碳酸钙计)。

③人体所需的矿物质含量适中。

④pH值呈弱碱性(7~8)。

⑤水中的溶解氧及二氧化碳含量适中。

⑥水分子团小。

⑦水的营养生理功能强。四、水的需要量与来源

1.人体的水需要量

人体对水的需要量随体重、年龄、环境温度及劳动强度不同而有很大差异。年龄越大单位体重需要的水量相对越小,婴幼儿及青少年的需水量在不同阶段也不相同。人体每日需要的水量见表2.1。夏季天热、或在高温条件下劳动、运动时都会大量出汗,需大量饮水。表2.1 人体每日需要的水量

2.人体水分来源

人体需要的水可以通过三方面得到供给,即液态食物水、固态食物水和代谢水。(1)液态食物水 包括茶水、汤汁和其他液体,是人体水的主要来源。正常环境温度条件下,人一般通过饮水摄入约1400mL水。但当气候炎热或剧烈运动时大量出汗,人体需大量补水,日需饮水可达5000mL。(2)固态食物水 即各种食物中所含的水。成年人正常膳食中固体食物产生约800mL水,占人体需水量的30%左右。(3)代谢水 即三大产能营养素在体内氧化分解时产生的水。在体内氧化时,每100g碳水化合物产水60mL,蛋白质产水41mL,脂肪产水107mL,混合膳食每天产水约300mL。

3.人体水分排泄

人体水分主要通过以下途径排出体外:(1)尿液 是人体水分重要排泄途径,一个成年人每日通过尿液排出约1500mL水分。撒尿是人体代谢产物的排泄形式,尿液溶解着蛋白质、核酸等的代谢终产物尿素和尿酸,以及电解质等。(2)皮肤蒸发 人体每天经皮肤排出水分400~800mL。皮肤蒸发有两种形式:第一是隐性蒸发,在较冷的环境中通过皮肤散失水分;第二是出汗,出汗与环境温度和活动强度有关,出汗伴随着电解质流失,因此,高温作业者在补充水分时最好饮用淡盐水,以补充盐分损失。(3)肺呼吸 人体每天通过呼吸排出水分约400mL。(4)粪便 人体每天经粪便排出约150mL水。每日由消化道分泌的消化液有8000mL左右,其中大多数在完成消化作用后在大肠内被吸收。

一般情况下,正常人每天水的出入量应保持平衡。每日人体水分平衡情况见表2.2。表2.2 正常成年人一般情况下每日水分出入量第三节 蛋白质

蛋白质是由氨基酸通过肽键链接起来的生物大分子,相对分子质量可达到数万甚至百万,并具有复杂的立体结构。它是生物体细胞和组织的基本组成成分,是各种生命活动中起关键作用的物质。而且蛋白质在遗传信息的控制、高等动物的记忆及识别等方面都具有十分重要的作用。一、蛋白质的组成和分类

1.蛋白质的组成

构成蛋白质的元素除了碳、氢、氧、氮4种元素外,有的蛋白质还含有硫和磷,此外,在少量的蛋白质中还含有铁(如肌红蛋白)、铜(如铜蓝蛋白、细胞色素C氧化酶等)、锌(如输氧的碳酸酐酶、骨骼生长所需的碱性磷酸酶)、碘等微量元素。

2.蛋白质的分类

蛋白质种类繁多,功能各异,不同研究领域有不同的分类方法。食品营养学中,根据蛋白质营养价值的高低,常用以下分类方法:(1)完全蛋白质 这类蛋白质含有人体生长所需要的各种氨基酸,且氨基酸比例接近人体需要,当这类蛋白质为唯一蛋白质来源时,能促进机体健康生长。动物来源的蛋白质大多为完全蛋白质,如奶中的酪蛋白、乳白蛋白,蛋类中的卵白蛋白、卵黄磷蛋白,肉类中的白蛋白、肌蛋白和大豆中的大豆蛋白等。(2)不完全蛋白质 这类蛋白质缺少一种或几种人体所需的氨基酸,当仅用这种蛋白质作为唯一蛋白质来源时,它不能促进机体生长,甚至不能维持其生存,如玉米胶蛋白、动物结缔组织、蹄筋胶质及由动物皮等制得的白明胶等。(3)半完全蛋白质 介于上述两种蛋白质之间,含有人体所必需的各种氨基酸,但氨基酸组成比例不平衡。以其作为唯一蛋白质来源时,能维持机体生命,但不能促进机体生长发育,如小麦、大麦中的麦胶蛋白等。二、蛋白质的生理功能

1.构成和修补人体组织

作为基础物质构成机体和生命是蛋白质的最重要的作用。蛋白质是构成生物细胞原生质的重要组成成分。人体内很多的酶类、激素、各种抗体、肌动球蛋白、血红蛋白、肌红蛋白、核蛋白等都是由蛋白质构成。

人体组织中的蛋白质始终处于合成和分解的动态平衡之中,人体每天约有3%的蛋白质参与代谢,不同年龄的人合成代谢速度不同,婴幼儿和儿童蛋白质的代谢速度最快。机体生长发育及补充新陈代谢所损失的氮,都需要从食物中获得氮源,食物只有提供含必需氨基酸种类齐全、配比适当的蛋白质,才能保证机体的生长和发育。

2.调节体液和维持酸碱平衡

机体细胞内、外液的渗透压必须保持平衡,这种平衡是由蛋白质和电解质的相互调节而达到的。当人体摄入蛋白质不足时,血浆蛋白浓度减低,渗透压下降,水无法全部返回血液循环系统而积蓄在细胞间隙内,就会出现水肿。同时,蛋白质是两性物质,能维持血液的酸碱平衡。

3.增强免疫力

人体的免疫物质主要是由白细胞、抗体、补体等构成,合成白细胞、抗体、补体需要充足的蛋白质。吞噬细胞的作用与摄入蛋白质数量有密切关系,大部分吞噬细胞来自骨髓、脾、肝、淋巴组织,体内缺乏蛋白质,这些组织显著萎缩,制造白细胞、抗体和补体的能力大为下降,使人体对疾病的免疫力降低,易于感染疾病。

4.提供能量

当碳水化合物或脂肪所供热能不足或蛋白质摄入量超过体内蛋白质更新的需要时,蛋白质也是热能来源。每克蛋白质可提供17.1kJ(4kcal)的热能。但蛋白质在体内的主要功能不是供能,而且,利用蛋白质作为能量的来源也是很不经济的。三、氨基酸与必需氨基酸

根据机体氨基酸的来源不同,营养学上氨基酸分为必需氨基酸、条件必需氨基酸及非必需氨基酸。

1.必需氨基酸和非必需氨基酸

组成人体蛋白质的20多种氨基酸中,已确定8种人体自身不能合成或合成速度不能满足机体需要,必须从食物中获得的氨基酸,称为必需氨基酸,包括赖氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苏氨酸。此外,组氨酸和精氨酸是婴儿营养所必需的。非必需氨基酸并非机体不需要,只是因为体内能自行合成,或者可由其他氨基酸转变而来,可以不必由食物供给。

2.条件必需氨基酸

除了必需氨基酸和非必需氨基酸之外还存在着第三类氨基酸,称为“条件必需氨基酸”。这类氨基酸有两个特点:第一,它们在合成中用其他氨基酸作为氮的前体,并且只限于某些特定的器官,这是与非必需氨基酸在代谢上的重要差别;第二,它们合成的最大速度可能是有限的,并可能受发育和病理生理因素所限制。例如,半胱氨酸在体内可部分代替蛋氨酸,因为机体是利用蛋氨酸来合成半胱氨酸。同样,由于苯丙氨酸在代谢中可以参与合成酪氨酸,故酪氨酸亦可代替部分苯丙氨酸。因此,当膳食中半胱氨酸及酪氨酸的含量丰富时,体内即不必耗用蛋氨酸和苯丙氨酸来合成这两种氨基酸,则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少30%和50%。所以,人们将半胱氨酸和酪氨酸称为“条件必需氨基酸”或“半必需氨基酸”。在计算食物必需氨基酸组成时,常将蛋氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。

3.限制氨基酸

如某一种或某几种必需氨基酸缺少或数量不足,将使食物蛋白质合成机体蛋白质的过程受到限制,也因此限制了此种蛋白质的营养价值。将食物蛋白质中各种必需氨基酸的数量与人体需要量模式进行比较,相对不足的氨基酸称为限制氨基酸,其中含量最低的称为第一限制氨基酸,其次称为第二限制氨基酸,其他的以此类推。食物中主要的限制氨基酸为赖氨酸和蛋氨酸。在谷物蛋白质和一些其他植物蛋白质中,赖氨酸含量较低,在大豆、花生等蛋白质中,蛋氨酸的含量相对不足。正因如此,在一些焙烤食品,特别是以谷类为基础的婴幼儿食品中常要添加适量的赖氨酸予以强化。几种常见食用植物蛋白质中的限制氨基酸见表2.3。表2.3 几种常见食用植物蛋白质中的限制氨基酸

4.必需氨基酸模式

构成人体各种组织蛋白质的氨基酸间有一定的比例,为了满足蛋白质合成的要求,膳食蛋白质所提供的必需氨基酸除数量充足外,各种必需氨基酸之间应有一个适宜的比例。这种必需氨基酸之间相互搭配的比例关系称为必需氨基酸模式。计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为1,分别计算出其他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。几种食品蛋白质的必需氨基酸模式见表2.4。表2.4 人体必需氨基酸及几种食物蛋白质的氨基酸构成四、氨基酸、蛋白质与人体健康

食物的种类千差万别,各种食物的蛋白质含量、氨基酸模式也都不一样。评价食物中蛋白质营养价值高低受很多因素影响,主要包括食品中蛋白质的含量、组成与性质。总的说来,一是从“量”的角度,二是从“质”的角度来进行综合评价。

1.食物中蛋白质的含量

蛋白质含量是食物蛋白质营养价值的基础,虽然含量不等于质量,但是没有一定的数量,再好的蛋白质其营养价值也是有限的。食物中蛋白质含量测定一般用微量凯氏定氮法,先测定食物中的氮含量,再乘以由氮换算成蛋白质的换算系数,就可以得到食物蛋白质的含量。一般来说,各种蛋白质含氮量比较接近,约占蛋白质质量的16%,由氮计算蛋白质的换算系数为6.25,食物中蛋白质含量换算公式为:

粗蛋白质的质量分数(含量)=氮的质量分数(%)×6.25

2.蛋白质的消化率

蛋白质消化率(digestibility)是指一种食物蛋白质可被消化酶分解的程度。蛋白质消化率越高,则被机体吸收利用的可能性越大,营养价值也越高。食物中蛋白质的消化率可由人体或动物实验测得,以蛋白质中能被消化吸收的氮的量与该种蛋白质含氮量的比值来表示。蛋白质的消化率为:

粪氮指食物中不能被消化吸收的氮。

粪代谢氮指受试人完全不吃含蛋白质的食物时,测定其粪便中的含氮量。

表观消化率在实际应用中往往不考虑粪代谢氮,这样不仅试验方法简单,而且因所测得的结果比真消化率要低,具有一定安全性。几种食物蛋白质的消化率见表2.5。表2.5 几种食物蛋白质的消化率

3.蛋白质的利用率

蛋白质的利用率指食物蛋白质被消化、吸收后在体内被利用的程度。测定蛋白质利用率的指标和方法很多,各指标分别从不同角度反映蛋白质被利用的程度。(1)蛋白质生物价 蛋白质生物价(biological value,BV)以食物蛋白质在体内被吸收的氮与吸收后在体内储留真正被利用氮的数量比来表示,即蛋白质被吸收后在体内被利用的程度。

尿内源氮指机体不摄入蛋白质时,肠内所含有的氮,来自组织蛋白质的分解。

生物价对指导蛋白质互补以及肝、肾病患者的膳食很有意义。对肝、肾病患者来讲,生物价高,表明食物蛋白质中氨基酸主要用来合成人体蛋白,极少有过多的氨基酸经肝、肾代谢而释放能量或由尿排出多余的氮,从而大大减轻肝、肾的负担,有利于其恢复。(2)蛋白质净利用率 蛋白质净利用率(net protein utilization,NPU)以机体的氮储留量与氮食入量之比表示蛋白质实际被利用的程度。因为考虑了蛋白质在消化、利用两个方面的因素,因此更为全面。(3)蛋白质功效比 蛋白质功效比(protein efficiency ratio,PER)是用幼小动物体重的增加与所摄食的蛋白质之比来表示将蛋白质用于生长的效率。由于所测蛋白质主要被用来提供生长之所需,所以该指标被广泛用作婴儿食品中蛋白质的评价。

此法通常用生后21~28天刚断乳的大鼠(体重50~60g),以含受试蛋白质10%的合成饲料饲喂28天来测定。该法简便实用,已被美国公职分析化学家协会(AOAC)推荐为评价食物蛋白质营养价值的必测指标,其他国家也广泛应用。

由于同一种食物蛋白质,在不同的实验室所测得的PER值重复性不佳,故通常设酪蛋白对照组,并将酪蛋白对照组的PER值换算为2.5,然后进行校正。

几种常见食物蛋白质的PER值,全鸡蛋为3.92、牛乳为3.09、鱼为4.55、牛肉为2.30、大豆为2.32、精制面粉为0.60、大米为2.16。(4)相对蛋白质值 相对蛋白质值(relative protein value,RPV)是动物摄入待评蛋白的剂量(生长曲线A)和摄入参考蛋白的剂量(生长曲线B)之比,即

将受试食物的蛋白质按3~4种不同剂量喂养刚断乳大鼠(6只/组),用大鼠体重增加质量(g)与受评蛋白的进食质量(g)求得回归方程,如方程为Y1=2.35X1-0.36;同时用同样方法以乳白蛋白(参考蛋白)喂养动物,求得参考蛋白回归方程,假定是Y1=4.12X1-0.28,则待评蛋白的相对蛋白质值为RPV=(2.35/4.12)×100=57。由待评食物蛋白质测得的回归方程,斜率越大,蛋白质利用率越高。(5)氨基酸评分法 氨基酸评分法(amino acid score,AAS)是一种广为采用的食物蛋白质营养价值评价法,它反映了食物蛋白质与人体蛋白质构成模式的接近程度。以生物学价值最高的鸡蛋蛋白质作为参考蛋白质,计算出每克待测食物蛋白质中每种必需氨基酸的含量占等量参考蛋白质中该氨基酸含量的百分数,此百分数即为氨基酸评分。食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质构成模式越接近,其营养价值越高。计算公式如下:

食物蛋白质的第一限制性氨基酸评分值即为食物蛋白质的最终氨基酸分。显然,由于婴儿、儿童和成人的必需氨基酸需要量不同,对于同一蛋白质的氨基酸评分亦不相同。不同人群需要的氨基酸评分模式见表2.6。表2.6 几种食物和不同人群需要的氨基酸评分模式

氨基酸评分的优点是方法比较简单,缺点是对食物蛋白质的消化率还欠考虑。因此,在20世纪90年代初FAO/WHO通过了一种新的方法,即经消化率修正的氨基酸评分(protein digestibility corrected amino acids core,PDCAAS)。这种方法代替蛋白质功效比,适用于对除了孕妇和1周岁以下婴儿以外的所有人群的食物蛋白质进行评价,表2.7是几种食物蛋白质的经消化率修正的氨基酸评分。计算公式如下:

PDCAAS=氨基酸评分×真消化率表2.7 几种食物蛋白质的经消化率修正的氨基酸评分

从氨基酸评分可以说明,鸡蛋、牛乳的蛋白质构成最接近人体蛋白质需要模式,故在天然食物中蛋白质营养价值很高,而植物性的食物往往缺少某种氨基酸,营养价值相对较低。

除了上述方法和指标外,还有一些蛋白质营养评价方法和指标,如相对蛋白质比值(relative protein value,RPV)、净蛋白质比值(net protein ratio,NPR)、氮平衡指数(nitrogen balance index,NBI)等,一般使用较少,这里不再详述。五、蛋白质的供给量和食物来源

1.蛋白质的供给量

根据我国的饮食习惯、膳食构成以及各年龄段人群的蛋白质代谢特点,我国营养学会推荐了中国居民膳食蛋白质推荐摄入量,按此推荐量摄入蛋白质是较为安全和可靠的。从能量角度,蛋白质供给体内的热量占总热量的11%~14%为好,其中成人为11%~12%,儿童和青少年因处于生长发育时期应适当高些,为13%~14%,老年人为15%,可防止负氮平衡出现。蛋白质的需要量与能量不同,满足蛋白质的需要和大量摄食蛋白质引起有害作用的量相差甚大。一般情况下,一个健康人摄取比推荐的摄入量高2~3倍的蛋白质均无不利影响。

通过整合分析相关的研究数据,WHO在2007年发布的“Technical Report Series 936:Protein and amino acid requirements in humann utrition”中修订了不同人群的蛋白质需要量,其中健康成年人氮的需要量中值是105mg/(kg·天)[相当于0.66g/(kg·天)蛋白质]。对于能够覆盖97.5%人群的需要量分别是氮元素133mg/(kg·天)、蛋白质0.83g/(kg·天)。均比1985年FAO/WHO/UNN提出的相应值高约10%。对于早、中、晚孕期,每天分别增加1g、9g和31g蛋白质。

研究蛋白质需要量的方法依照年龄的不同而不同:对婴儿是以母乳为基础的测量方法;对成人来说主要有两种,一是要因加算法,二是氮平衡法。(1)要因加算法 基本原理是以补偿从尿、粪便、皮肤以及其他途径排除的必然丢失氮为基础,再加上诸多因素来确定蛋白质需要量的方法。(2)氮平衡法 该法通常以健康人为实验对象,给予不同水平的蛋白质膳食,收集每日排出氮;根据摄入氮和排出氮数据,求出直线回归方程;该回归方程式的斜率与氮平衡为零时的交叉点(截距)即为蛋白质需要量。此法常用于蛋白质代谢、机体蛋白质营养状况评价和蛋白质需要量的研究。

2.蛋白质的食物来源

动物性食品蛋白质质量较高,畜、禽、肉和鱼类蛋白质含量为16%~20%,蛋类为11%~14%,鲜乳类为2.7%~3.8%。植物性食品蛋白质含量较高的是干豆类,为20%~40%,花生、核桃等坚果为15%~30%,薯类为2%~3%,谷物为7%~10%。植物蛋白质生理价值一般较动物蛋白质低,但对于我国居民来讲,植物蛋白是重要的蛋白质来源。

我国居民的膳食主要以谷类为主,大约一半以上来自于粮谷类。但是从营养学的角度讲,单纯摄入谷类蛋白是不合理的。因此,为提高日常膳食中蛋白质的营养价值,应当注意食物多样化,精粗兼用,防止偏食,适当摄入动物性蛋白质和大豆制品,充分发挥多种蛋白质的互补作用,提高蛋白质的利用率。第四节 脂类

脂类(lipid)是脂肪和类脂的统称,是人体所需要的重要的营养素之一,也是人体主要的产能和储能营养素。人体所需能量的20%~30%是由脂类提供的。合理的脂类营养,对于预防疾病、保护健康有积极意义,但是脂肪产热较高,饮食中若摄入过多,容易造成热能过剩而引起肥胖,从而引起高血脂、动脉硬化、高血压、糖尿病等代谢疾病,同时也会提高肠癌和乳腺癌的发病率。一、脂类的分类和组成

食物中的脂类主要有脂肪和类脂,其中,约95%为脂肪,类脂则主要包括磷脂和固醇类,约占5%。在人体内储存的脂类中,脂肪高达99%。动植物组织包含许多不同的不溶于水的化合物,如胡萝卜素、固醇类、生育酚、烃、蜡类、油和脂肪。但是,许多脂类是结合醇或酰胺的脂肪酸衍生物。

1.脂肪酸的结构与命名

自然界的大部分脂肪酸为总长2~80碳原子的直链烃,最常见的是16、18、20、22个碳。但其在一端均有一个羧基,另一端均为一个甲基。

自然界有40余种脂肪酸,一些其他脂肪是在加工人造黄油、起酥油、沙拉酱和油煎炸过程中产生的。在营养学上,最重要的还是能被人体吸收利用的偶数碳脂肪酸,可根据碳链中双键数的多少将其分为3类,即饱和脂肪酸(多存在于动物脂肪中)、单不饱和脂肪酸(最普遍的是油酸)和多不饱和脂肪酸(鱼油和植物种子中含量较多,最普遍的是亚油酸)。常见脂肪酸的食物来源见表2.8。表2.8 常见脂肪酸的食物来源

尽管脂肪酸均有其简单的化学结构,但单个脂肪酸可有多种不同的命名方式。脂肪酸常用简写法表示。简写法的原则是先写出碳原子的数目,再写出双键的数目,最后标明双键的位置。

油酸写成18:1(9)或18:1Δ9,表明油酸为具有18个碳原子,在第9~10位之间具有一个不饱和双键的脂肪酸。

花生四烯酸写为20:4(5,8,11,14)或20:4Δ5,8,11,14,表明花生四烯酸具有20个碳原子,4个不饱和双键分别为第5-6、8-9、11-12、14-15碳原子之间。

必须指出,无论是低级脂肪酸还是高级脂肪酸,在系统命名时,羧基碳原子总是定为第一位。对于食用油脂来说,其所含不饱和脂肪酸若有两个以上双键,则这些双键不可以共轭。例如我国著名特产桐油,就含有共轭型的9,11-十八碳二烯酸,所以桐油不可食用,只可以做油漆。同样在脂肪链上也不可以含有羟基等其他基团,如蓖麻油中的蓖麻油酸,能引起泻肚,故可作泻药和润滑油用。

高级不饱和脂肪酸双键碳原子编号也可从末端甲基即ω碳原子开始,所以EPA也可以简写为20:5ω3,这里的20表示碳原子数,5表示双键数,ω后的3表示从甲基算起的第三位,故DHA简写为22:6ω3,而油酸则可写成为18:1ω9,亚油酸为18:2ω6。

2.必需脂肪酸

人体不仅能从食物中获得脂肪酸,自身还能合成多种脂肪酸。但是有些脂肪酸是机体不能合成的,即营养学上的必需脂肪酸(essential fatty acid,EFA)。必需脂肪酸是人体不可缺少而自身又不能合成,必须通过食物供给的脂肪酸。真正意义的必需脂肪酸是亚油酸(linoleic acid;C18:2,n-6)和α-亚麻酸(alphalinolenic acid;C18:3,n-3)。亚油酸可以衍生为花生四烯酸(arachidoni cacid,AA)和某些前列腺前体;α-亚麻酸的衍生物包括二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosrarefont exaenoic acid,DHA)。含亚油酸丰富的油脂见表2.9。表2.9 亚油酸的丰富来源

人们对EFA的研究已经历了半个多世纪,但它的生理作用等尚未完全知晓,其已知的作用如下:(1)组织细胞的组成成分 机体利用必需脂肪酸合成的磷脂是所有细胞的组成成分,对细胞膜和线粒体的结构特别重要。当其缺乏时磷脂合成受阻,会造成动物皮肤细胞对水的通透性增加、毛细血管的脆性和通透性增加,皮肤可出现由于水代谢严重紊乱导致的湿疹病变(皮炎),并可出现血尿。(2)合成前列腺素 亚油酸是合成前列腺素的前体,前列腺素是含二十碳不饱和脂肪酸的局部性激素,它存在于机体许多器官中。前列腺素有许多生理功能,如对血液凝固的调节等。血管的扩张与收缩、神经刺激的传导、作用于肾脏影响水的代谢平衡、生殖和分娩的正常进行等均与前列腺素有关,此外,母乳中的前列腺素可防止婴儿消化道损伤。因此,亚油酸营养正常与否,直接关系到前列腺素的合成量,从而影响到机体功能的正常发挥。必需脂肪酸缺乏,可引起生殖缓慢、生殖障碍、皮肤损伤以及肾脏、肝脏、神经和视觉方面的多种疾病。血栓烷、白三烯则参与血小板凝聚、平滑肌收缩、免疫反应等生理过程。(3)维持正常视觉功能 α-亚麻酸可在体内转变成二十二碳六烯酸(DHA),DHA在视网膜光受体中含量丰富,是维持视紫红质正常功能的必需物质。因此,必需脂肪酸对增强视力或维持视力正常有良好作用。(4)与胆固醇代谢有关系 体内约有70%的胆固醇与脂肪酸结合成酯,方可被转运和代谢,如亚油酸和胆固醇结合而成的高密度脂蛋白,将胆固醇从人体各组织运往肝脏而被代谢分解,从而具有降血脂作用。但如果缺乏必需脂肪酸,胆固醇将与一些饱和脂肪酸结合,易造成胆固醇在血管内沉积,不能在体内正常运输,从而引发心血管疾病等。二、脂类的生理功能

1.提供能量

由于特殊的分子组成,脂肪氧化燃烧所释放出的热量高于蛋白质和碳水化合物,是同量蛋白质和碳水化合物的2.25倍,每克脂肪可供给机体39.7kJ(9.46kal)。积存的体脂是机体的“燃料仓库”,饥饿时机体首先消耗糖原、体脂,保护蛋白质。人体细胞除红细胞和某些中枢神经系统外,均能直接利用脂肪酸作为能源。人体所需热量的30%左右来自脂类。特别是皮下的白色脂肪组织,当机体需要能量时,可参加脂肪氧化和为机体提供热能。此外,皮下脂肪还可滋润皮肤,防止热量外散,在寒冷环境中有利于保持体温。但是机体不能利用脂肪酸分解形成的含碳水化合物合成葡萄糖维持血糖水平,因此脂肪不能给脑部和神经细胞以及血细胞供能,人在饥饿时就必须消耗肌肉组织中的蛋白质和糖类来提供血糖,这也就是为什么不提倡“节食减肥”的原因所在。

2.构成机体组织

正常人体按质量计算脂类占14%~19%,绝大多数是以甘油三酯的形式存在于脂肪组织中,称为蓄积脂肪。这类脂肪是体内过剩能量的储存库,当机体需要时可用于机体代谢而释放能量。这类脂肪因受营养状况和机体活动的影响而增减,变动较大,故又称可变脂或动脂,多分布于腹腔、皮下和肌肉纤维间。

3.作为脂溶性维生素的载体并协助其吸收利用

膳食中适量脂肪的存在有利于脂溶性维生素的吸收。脂溶性维生素多伴随着脂肪的存在,如黄油、鱼肝油、麦胚油、豆油等含有维生素D、维生素E等。当饮食中缺乏脂肪时,体内的脂溶性维生素也会随之缺乏。因此,每日膳食中适宜的脂肪摄入,可避免脂肪性维生素的吸收障碍。

4.赋予食物特殊的风味

甘油三酯在纯的状态下相对无味,但它可吸收、保留食物的香味。烹调油脂可改善食物的感官特性,赋予食品特殊风味,促进食欲。而且,含油脂较多的食物在进入十二指肠后,刺激机体产生肠抑胃素,使肠道蠕动速度延缓,从而延迟了胃排空时间,故可给人以饱腹感。三、脂肪营养价值评价

1.脂肪的消化率

食物脂肪的消化率与其熔点密切相关。熔点低于体温的脂肪,其消化率可高达97%~98%;高于体温脂肪的消化率约90%,如一些动物的脂肪组织;熔点高于50℃的脂肪较难消化。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,一般植物脂肪的消化率要高于动物脂肪。

2.必需脂肪酸的含量

脂肪的营养价值与脂肪酸的种类、含量和相互比例有关。必需脂肪酸的种类和含量是衡量食物油脂营养价值的重要方面。一般来说,不饱和脂肪酸含量较高的油脂,其营养价值相对较高。植物油中含有较多的必需脂肪酸,是人体必需脂肪酸(亚油酸)的主要来源,故其营养价值比动物油脂高。但椰子油例外,其亚油酸含量很低,且不饱和脂肪酸含量也少。而动物的心、肝、肾及血中含有较多的亚油酸和花生四烯酸。

3.脂溶性维生素的含量

一般来说,脂溶性维生素含量高的脂肪,其营养价值也高。植物油中富含维生素E,特别是谷类种子的胚油(如麦胚油)维生素E的含量更加丰富。动物脂肪几乎不含维生素,而器官如肝脏脂肪含维生素A、维生素D丰富,某些海产鱼的肝脏脂肪中含脂溶性维生素量更高,奶和蛋的脂肪中维生素A、维生素D亦较丰富。

4.油脂的稳定性

脂肪在食品加工、储藏过程中的变化对其营养价值的影响日益受到人们的重视,这些变化可能有脂肪的水解、氧化、分解、聚合或者其他的降解作用,导致脂肪的理化性质发生变化,在某些情况下可以降低能值,呈现一定的毒性和致癌作用。耐储藏、稳定性高的油脂不易发生酸败,是考察脂肪优劣的重要条件之一,但影响油脂稳定性的因素很多,主要与油脂本身所含的脂肪酸、天然抗氧化剂以及油脂的储存条件和加工方法等有关。

植物油脂中本身含有丰富的维生素E,它是天然抗氧化剂,使油脂不易氧化变质,有助于提高植物油脂的稳定性。四、磷脂和固醇类

1.磷脂

磷脂是含有磷的复合脂。不仅可以和脂肪酸一样供能,而且更重要的是它是细胞膜的构成成分。其中最重要的是卵磷脂(lecithin),它是甘油三酯中一个脂肪酸被一个磷脂胆碱基团取代而成,具有亲水、亲油的双重性质。磷脂的重要生理功能如下:(1)提供能量和作为细胞膜的重要构成成分 由于其具有极性和非极性双重特性,因此可以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流。(2)优良的乳化剂 磷脂可使体液内的脂肪悬浮在体液中,有利于脂类物质的吸收、转运和代谢。与胆固醇作用可清除血管壁的沉积,从而防止动脉硬化及心血管病的发生。(3)促进和改善神经系统功能 卵磷脂消化吸收后释放胆碱,与乙酰结合形成乙酰胆碱。乙酰胆碱是一种神经递质,可加快大脑细胞之间的信息传递,增强学习记忆力及思维功能。

2.固醇类

固醇类(sterols)是一类含有同样多个环状结构的脂类化合物,因其环外基因不同而不同。固醇类多作为类固醇激素的前体,如7-脱氢胆固醇即为维生素D3的前体。胆固醇是最重要的一种固醇,基本结构如图2.1所示。图2.1 胆固醇化学结构

胆固醇是人体内最重要的固醇类化合物,人体90%的胆固醇存在于细胞之中,是细胞膜的重要成分之一,能增强细胞膜的坚韧性;同时也是人体内许多重要活性物质的合成材料,如维生素D、肾上腺素、性激素、胆汁等。胆固醇在体内还可以转变成各种激素,包括影响蛋白质、糖类和脂类代谢的皮质醇,与水和电解质体内代谢有关的醛固酮,以及性激素睾酮、雌二醇等。胆固醇的代谢产物胆酸能乳化脂类,帮助膳食中脂类物质的吸收等。

含胆固醇的食物有肉类、蛋类、鱼类、禽类、乳酪产品等。肝脏、肾脏等内脏以及蛋类(蛋黄)富含胆固醇。由于机体既可从食物中获得胆固醇,也可利用内源性胆固醇,因此一般不存在胆固醇缺乏。相反,由于它与高脂血症、动脉粥样硬化、心脏病等相关,人们往往关注体内过多的胆固醇所带来的危害。长期过多摄入动物性食品有导致血胆固醇升高的可能。五、脂类的供给量和食物来源

1.脂肪的适宜摄入量

膳食中脂肪的供给量易受地区和民族饮食习惯、季节和气候等饮食的影响,变动范围较大。一般认为,在人类合理膳食中,人所需要的能量20%~30%应由脂肪供给。根据中国膳食营养调查,推荐成人的膳食中脂肪能量占摄入总能量的20%~30%,儿童、青少年为25%~30%。必需脂肪酸的摄入量不少于3%,我国居民各年龄阶段膳食脂肪适宜摄入量(AI)的建议,见表2.10。表2.10 我国居民各年龄阶段膳食脂肪适宜摄入量(AI)(脂肪能量占总能量的百分比)

2.脂肪的食物来源

膳食脂肪主要来源于动物脂肪组织、肉类以及植物的种子。通常,动物脂肪含饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸多,多不饱和脂肪酸含量较少。相比较而言,植物油中主要含有不饱和脂肪酸,一般不含有胆固醇。亚油酸普遍存在于植物油中,亚麻酸在豆油和紫苏籽油中较多,鱼(深海鱼)及贝类食物相对含二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸较高。含磷脂较多的食物有蛋黄、肝脏、大豆、麦胚和花生等。含胆固醇丰富的食物有动物脑、肝、肾等内脏和蛋类;此外,肉类和奶类也含有一定量的胆固醇。

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