食品营养学教案

《食品营养学》（Food Nutrition）

教案

张忠、史碧波

（西昌学院轻化工程学院食品教研室）

绪论（2学时）

当一个人活到65岁时，将进食70,000餐，经过身体所处理的食物高达50吨。

我们喜爱食物的同时也关注自己的健康，自然，每个人都想知道食物是如何影响自己的健康的。

学习营养知识，可以让你知道哪种食物对你有益，你可以运用所学的知识帮助你选择合适的食物，安排一日三餐，设计食谱。

学习营养知识，可以有助于你增进健康，而不必担心自己是否吃的合适，也不会因为自己的饮食充满负罪感。

一、营养学基本概念

1、营养学（nutrition or nutrioloty）：是研究人体营养规律及其改善措施的科学。

营养学是研究营养过程、需要和来源以及营养与健康关系的科学。是研究食品和人体健康关系的一门科学。

（1）人类（基础）营养学（human nutrition）：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条件下的营养过程及对营养素的需要。

（2）临床（医学）营养学（clinical nutrition）：主要研究各种营养素与疾病的关系，人体在病理条件下对营养素的需要及满足这种需要的措施。通过这些措施对疾病有辅助疗效，促进身体康复。

（3）食品营养学（food nutrition）：主要研究食物、营养与人体生长发育和健康的关系，以及提高食品营养价值的措施。

营养学研究目的：是根据机体在不同生理、病理情况下体内新陈代谢的需要，科学确定机体营养素的需要量，制定合理地利用营养素的组织原则，指导工农业生产的发展，从膳食营养上保证人体的需要。

2、营养(nutrition)：是指人体吸收、利用食物或营养物质过程，也是人类通过摄取食物以满足机体生理需要的生物学过程。

营养定义：原义为“谋求养生”；是指人体消化、吸收、利用食物或营养物质的过程，也是人类从外界获取食物满足自身生理需要的过程。

营养的核心：是“合理”，就是“吃什么”“吃多少”“怎么吃”。

合理营养的意义：促进生长发育；防治疾病；增进智力；促进优生；增加机体免疫功能；促进健康长寿。

（1）合理营养：是指通过合理的膳食和科学的烹调加工，能向机体提供足够数量的热能和各种营养素，并保持各营养素之间的数量平衡，以满足人体的正常生理需要，保持人体健康。

（2）营养不良（malnutrition）指由于一种或一种以上营养素的缺乏或过剩所造成的机体健康异常疾病状态。

（3）营养价值（nutrional value）:指食物中营养素及能量满足人体需要的程度。

（4）营养标签：指在肉类、果蔬及其它各种加工食品上描述其热能及营养素含量的标志。如美国FDA据每日RDA设计用于食品标签，以成年男子推荐的RDA 的营养素数量为标准。营养报道必需遵循FDA规定的标签形式，包括：

①每份食品的能量、蛋白质、碳水化合物和脂肪的含量；

②通常将蛋白质、7种V、矿物质列出美RDA的百分数（VA、C、B1、B2、PP、Ca、Fe）；

③可列出其它一些种营养素（不强求）：VD、I、Cu、Na、胆固醇及多不饱和脂肪酸等。3、

营养素(nutrients)：人类为了维持正常的生理功能和满足劳动及工作的需要，必须每日从外界环境摄入必要的物质，除空气和水外，还要通过各种食物组成的膳食，获得人体需要的各种营养物质，以满足机体的正常生长发育，新陈代谢和工作、劳动的需要，此种营养物质称为营养素，是保证人体健康的物质基础。

营养素是指食物中可给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。

人体至少需要40多种营养素，包括：9种必需氨基酸，2种必需脂肪酸，14种维生素，6种大量元素，8种微量元素，1种糖类，水。

食物在体内经消化、吸收、代谢，促进机体生长发育、益智健体、抗衰防病、益寿延年的综合过程称营养。人体所需的营养素约有几十种，包括七大类：蛋白质、脂肪、糖、无机盐、维生素、水和膳食纤维。

人们对于食物有其共同的、也是最基本的营养要求：

（1）供给能量、维持体温，并满足生理活动和从事生活劳动的需要。

（2）构成细胞组织、供给生长发育和自我更新所需要的材料，并为制造体液、激素、免疫抗体等创造条件。

（3）保护器官机能、调节代谢反应，使机体各部分工作能协调地正常运行。

人体对营养的需要也是食物所具备的营养功能。所以食物是合理营养的物质基础。

4、营养生理需要量（nutritional requirement）：

营养生理需要量：指能保持人体健康，达到应有的发育水平和能充分发挥效率地完成各项体力和脑力活动的、人体所需要的能量和各种营养素的必需量。也称适宜需要量

最低需要量：是指能维持机体生命健康，不出现营养性疾病所必需的营养素的量。达到这种需要量时机体能够正常生长和繁殖，但他们的组织内很少或没有此种营养素的储备

饱和需要量：除维持机体生命活动外，组织中还能储存一定的量，这种储存可以在必要时用来满足机体的基本需要以避免造成可察知的功能损害，但又不能出现毒性反应的量

5、膳食营养素供给量（RDA，recommended dietary allowance）：

在食物中各种已知的必需营养素的摄取水平，足够维持不同性别和年龄绝大部分人（98%）的健康。是在生理需要量的基础上考虑了人群的安全率而制定的膳食中必须含有的能量和各种营养素的数量。

安全率包括人群中的个体差异、饮食习惯、应激状况下需要量的波动、食物生产、食物的消化率、烹调损失、各种食物因素和营养素之间的相互影响等，并兼顾社会条件和经济条件等实际问题。

膳食营养素供给量略高于营养生理需要量。

?RDA的提出

?1936年由国际联盟（League of Nations，简称国联）的营养委员会提出营养素供给量标准；

?1941年美国科学院食物与营养委员会第一次提出RDA，并于1943年发表第一版；

?1937年我国开始制订，1938年经中华医学会公共卫生委员会通过并发表，“中国民众之最低限度

之营养需要”，分别与1952，1955，1962，1980，1981，1988年进行了六次修订。

6、膳食营养素参考摄入量（DRIs, dietary reference intakes）：

营养素的摄入量是指通过食物所摄入的各种营养素的量。为保证人民健康，各国都规定了营养素摄入量，称推荐摄入量，我国的推荐摄入量是在需要量的基础上，参考国外经验制订的，称为膳食营养素参考摄入量，我国现行的DRIs是中国营养学会2000年修订的。

DRIs是在RDA基础上发展起来的一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值。1995年8月，美国科学院医学研究所食物与营养委员会（FNB）发表了DRI，代替RDA。包括四个内容指标：

（1）平均需要量（EAR，estimated,average requirements）：是根据个体需要量的研究资料制定的，是根据某些指标判断可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中50%个体需要量的摄入水平。

（2）推荐摄入量（RNI，recommanded nutrient intakes）（RNA, recommneded，average reauirementa)：指满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中97%-98%个体需要量的摄入水平。

长期摄入RNI水平，可以满足身体对该营养素的需要，保持健康和维持组织中有适当的储备。

RNI的主要用途是作为个体每日摄入该营养素的目标值。

（3）适宜摄入量（AI，adequate intakes）：指通过观察或实验获得的健康人群对某种营养素的摄入量。

在个体需要量的研究资料不足而不能计算EAR，因而不能求得RNI时，可设定AI来代替RNI。

AI的主要用途是作为个体营养素摄入量的目标。

（4）可耐受最高摄入量（UL，tolerable upper intake levels）：指某一生理阶段和性别人群，几乎对所有个体健康都无任何副作用和危险的平均每日营养素最高摄入量。

是平均每日摄入营养素的最高限量。

这个量对一般人群中的几乎所有个体不致于引起不利健康的作用。当摄入量超过UL进一步增加时，损害健康的危险性随之增大。

UL并不是一个建议的摄入水平。

主要用途是针对营养素强化食品和膳食补充剂的日渐发展，指导安全消费。

7、健康（Health）

根据世界卫生组织（WHO）的定义：健康是生理、心理及社会适应三方面全部良好的一种状况，而不仅仅是没有疾病或虚弱。

亚健康：指健康的透支状态，即身体确有种种不适，表现为易疲劳，体力、适应力和应变力衰退，但又没有发现器质性病变的状态。

营养不良（malnutrition）：或称营养失调，是指由于一种或几种营养素的缺乏或过剩所造成的机体健康异常或疾病状态。

营养不良包括两种表现：即营养缺乏（nutritiondeficiency）和营养过剩（nutrition excess）。

8、绿色食品（Green Food）

绿色食品定义：对“无污染”食品的一种形象的表述，特指无污染、安全、优质、营养的食品。在无污染的生态环境中种植及全过程标准化生产或加工的农产品，严格控制其有毒有害物质含量，使之符合国家健康安全食品标准，并经专门机构认定，许可使用绿色食品标志的食品。

绿色食品标准是由农业部发布的推荐性农业行业标准（NY/T），是绿色食品生产企业必须遵照执行的标准。

绿色食品标准分为两个技术等级，即AA级绿色食品标准和A级绿色食品标准。

AA级绿色食品标准要求：生产地的环境质量符合《绿色食品产地环境质量标准》，生产过程中不使用化学合成的农药、肥料、食品添加剂、饲料添加剂、兽药及有害于环境和人体健康的生产资料，而是通过使用有机肥、种植绿肥、作物轮作、生物或物理方法等技术，培肥土壤、控制病虫草害、保护或提高产品品质，从而保证产品质量符合绿色食品产品标准要求。

A级绿色食品标准要求：生产地的环境质量符合《绿色食品产地环境质量标准》，生产过程中严格按绿色食品生产资料使用准则和生产操作规程要求，限量使用限定的化学合成生产资料，并积极采用生物学技术和物理方法，保证产品质量符合绿色食品产品标准要求。

绿色食品所具备的条件：

（1）产品或产品原料产地必须符合绿色食品生态环境质量标准；

（2）农作物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工必须符合绿色食品生产操作规程；

（3）产品必须符合绿色食品标准；

（4）产品的包装、贮运必须符合绿色食品包装贮运标准。

9、有机食品（Organic Food）

有机食品定义：根据国际有机农业运动联合会（IFOAM）的有关规定定义：根据有机农业和有机食品生产、加工标准而生产加工的、由授权的有机（天然）食品颁证组织颁发给证书，供人们食用的一切食品称为有机食品。如国际有机农业运动联盟(FOAM)认证的食品。

这里所说的“有机”不是化学上的概念——分子中含碳元素——而是指采取一种有机的耕作和加工方式。有机食品是指按照这种方式生产和加工的；产品符合国际或国家有机食品要求和标准；并通过国家有机食品认证机构认证的一切农副产品及其加工品，包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、禽畜产品、蜂蜜、水产品、调料等。

（1）有机农业（Organic farming）

指在动植物生产过程中不使用化学合成的农药、化肥、生产调节剂、饲料添加剂等物质，以及基因工程生物及其产物，而是遵循自然规律和生态学原理，采取一系列可持续发展的农业技术，协调种植业和养殖业的平衡，维持农业生态系统持续稳定的一种农业生产方式。传统农业（traditional agriculture）指沿用长期积累的农业生产经验，主要以人、畜力进行耕作，采用农业、人工措施或传统农药进行病虫草害防治为主要技术特征的农业生产模式。

（2）有机食品（Organic food）

指来自有机农业生产体系，根据有机农业生产的规范生产加工，并经独立的认证机构认证的农产品及其加工产品等。

（3）有机食品主要品种

目前经认证的有机食品主要包括一般的有机农作物产品(例如粮食、水果、蔬菜等)、有机茶产品、有机食用菌产品、有机畜禽产品、有机水产品、有机蜂产品、采集的野生产品以及用上述产品为原料的加工产品。国内市场销售的有机食品主要是蔬菜、大米、茶叶、蜂蜜等。

（4）有机食品与绿色食品

绿色食品是中国政府主推的一个认证农产品，他有绿色AA级，和A级之分，而其AA级的生产标准基本上等同于有机农业标准。绿色食品是普通耕作方式生产的农产品向有机食品过渡的一种食品形式。有机食品是食品行业的最高标准。

（5）有机食品与其他食品的区别

目前，我国有关部门在推行的其他标志食品还有无公害食品和绿色食品。无公害食品是按照无公害食品生产和技术标准和要求生产的、符合通用卫生标准并经有关部门认定的安全食品。严格来讲，无公害食品应当是普通食品都应当达到的一种基本要求。

绿色食品是我国农业部门在九十年代初发展的一种食品，分为A级绿色食品和AA级绿色食品。其中，A级绿色食品生产中允许限量使用化学合成生产资料，AA级绿色食品则较为严格地要求在生产过程中不使用化学合成的肥料、农药、饲料添加剂、食品添加剂和其它有害于环境和健康的物质。从本质上来讲，绿色食品是从普通食品向有机食品发展的一种过渡产品。有机食品与其他食品的区别体现在如下几方面：

1）是有机食品在其生产加工过程中绝对禁止使用农药、化肥、激素等人工合成物质，并且不允许使用基因工程技术；而其他食品则允许有限使用这些技术，且不禁止基因工程技术的使用。如绿色食品对基因工程和辐射技术的使用就未作规定。

2）是生产转型方面，从生产其他食品到有机食品需要2－3年的转换期，而生产其他食品（包括绿色食品和无公害食品）没有转换期的要求。

3）是数量控制方面，有机食品的认证要求定地块、定产量，而其他食品没有如此严格的要求。

因此，生产有机食品要比生产其他食品难得多，需要建立全新的生产体系和监控体系，采用相应的病虫害防治、地力保护、种子培育、产品加工和储存等替代技术。

二、营养科学发展概况

营养是人体最基本的生理过程，因此人类自古至今的生活实践中对营养的概念逐渐由感性认知上升到理性认识和科学研究，由被动的生理需求饱腹到主动有选择的养生，世界各国的因而自有文字出现就有相关记载。

1、营养学发展史

?约3000年前的西周时期，官方医政制度中设有食医；

?2000多年前的东汉时期《神农本草经》：365种上、中、下品药中，上品者大多为药食通用

的日常食物；

?晋朝葛洪肝脏治疗眼干燥症，海藻治疗大脖子病。

?南北朝《黄帝内经·素问》：五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充（谷：粟、豆、麻、

麦、稻；果：枣、李、杏、栗、桃；畜：牛、犬、羊、猪、鸡；菜：葵、韭、薤、藿、葱）

?南朝齐梁时期陶弘景（公元493年）：以肝补血、补肝明目

?唐朝《千金方》食治篇，分水果、蔬菜、谷类、鸟兽四门。提出用谷皮汤熬粥防治脚气病等。

?唐代名医孙思邈（公元581 - 682 年）：主张“治未病”的预防思想。

?元朝忽思慧《饮膳正要》：1330，忽思慧《饮膳正要》成书，是中国第一部营养学专书。

?明代李时珍《本草纲目》：记载了350多种药食两用的动植物，并区分为寒、凉、温、热、有

毒和无毒等性质，对指导人们营养与食疗有重要价值。

?明代姚可成《食物本草》：列出1017种食物，并以中医的观点逐一加以描述，分别加以归类。

?《圣经》：将肝汁挤到眼睛中治疗眼病。

?古希腊名医医学之父Hippocrates（公元前300多年）：“食物即药”。

?18世纪中叶，被称为营养学之父的法国化学家拉瓦锡Lavoisier在强调生命过程是一个呼吸过

程的基础上，提出呼吸是氧化燃烧的理论；

?19世纪初发现了Na、K、Ca、S、Cl、Ca、P等元素。

?1810年发现第一种氨基酸——亮氨酸。

?1838年首次提出蛋白质概念。

?1842年德国化学家、农业化学和营养化学奠基人Liebig用动物生理实验将不同食物对动物的功

能进行分类，机体营养过程是对蛋白质、脂肪、碳水化合物的氧化过程；Liebig的学生Voit、

Rubner分别创建氮平衡学说，确定了三大营养素碳水化合物、蛋白质、脂肪的能量系数，提

出了物质代谢理论；Liebig的另一名学生Lusk在研究基础代谢和食物热效应基础上出版了经典

著作国际上第一本营养学《The Science of Nutrition》；

?1912年发现了第一个维生素——维生素B1 。

?1929年亚油酸被证明是人体必需脂肪酸。

?1935年最后一种必需氨基酸——苏氨酸被发现。

?1938年Rose发现8种必须氨基酸

?20世纪30年代后，掀起了微量元素的研究热潮。

?20世纪中后期以来：营养素尤其是维生素、微量元素对人体的重要生理作用机制不断揭示；

营养与疾病的关系得到进一步阐明；食物中非营养成分的生理功能及对健康的作用成为新的

研究热点；分子营养学应运而生；营养调查、监测及各种人群营养干预研究在内的公共营养

学有了新的发展。

?从20世纪中叶随着生物化学与分子生物学的研究、各种分析技术的渗入与应用到营养学研究

中来，20世纪末功能食品与功能因子的建立更说明现代营养学科发展的迅猛与深入。

?同时营养学家的另一目光对准人群营养与健康问题和公共营养（社区营养）问题。提出了各

类人群的膳食营养供给量（RDA）、膳食营养参考摄入量（DRI），完善营养调查方案和手

段，研究和建立与营养相关的政策与法规。

2、营养学研究的两个主要阶段

一是发现食物中的各种营养素，预防与治疗营养缺乏病与营养不良，以及根据各种人群的合理需要制订营养素需要量或供给量标准。

二是研究营养如何促进健康，研究与膳食有关的各种疾病，以及如何调整膳食来预防这种疾病。

在营养学科中最重要的综合性成果：膳食指南和推荐的每日膳食中营养素供给量标准

3、营养学的发展概况

（1）基础营养：近10 余年来，基础营养研究又取得了许多新进展，如膳食纤维的生理作用，多不饱和脂肪酸特别是N-3 系列的α-亚麻酸、EPA 及DHA 的生理作用被逐渐揭示；叶酸、维生素B12、VB6 与出生缺陷及心血管疾病病因关联的研究已深入到分子水平；VE、VC、β-胡萝卜素及微量元素硒、锌和铜等在体内的抗氧化作用及其机制已成为当前研究的热点。

（2）公共营养：在WHO、FAO 的努力下加强了营养工作的宏观调控作用，提出了一些新概念，如营养监测、营养政策等，逐步形成了公共营养学或社会营养学，更加重视如何使大众得到实惠。世界各国制定了膳食指南和营养素每日推荐供给量，在此基础上又提出了适宜摄入量和可耐受最高摄入量。并号召各国政府保障食品供应，控制营养缺乏病加强宣传教育，并制定国家营养改善行动计划。

（3）营养与健康：越来越多的研究表明，一些慢性病如心脑血管疾病、糖尿病等与膳食营养关系密切，膳食因素是这些疾病的重要成因，也是预防和治疗这些疾病的重要手段。所以，WHO 强调在社区中用改善膳食和适当体力活动为主的干预措施来防治多种慢性病。

（4）营养与基因表达：营养因素与遗传基因的相互作用是营养学研究的一个新热点。从理论上讲，每一种人类主要慢性疾病都有其特异的易感基因。人体内特异性疾病基因的存在对于决定个体对某种疾病的易感性有重要作用。从疾病预防的策略考虑，是要防止疾病基因得到表达，其次是通过较长期的努力来减少人群中疾病特异性基因的存在。

（5）食物中的活性成分：是目前营养学研究较活跃的领域。目前研究较多的有：茶叶多酚、茶色素、类胡萝卜粟、活性多糖、异黄酮等。但这方面的研究往往难以划清食品和药品的界限。

（6）营养与农业：营养素来自食物，食物源自农业。在人口增长超过耕地增长的情况下，农业的发展为世界食物供求平衡作出了巨大贡献。

三、营养现状与问题

1、世界营养现状

四大营养缺乏症：蛋白质-热能缺乏症、干眼病、缺铁性贫血与地方性甲状腺肿仍然是世界上最主要的营养问题

另一方面，在发达国家，由于热能摄入过多造成的肥胖症日益增多，带来了四大危害：高血压、动脉粥样硬化、冠心病和糖尿病，寿命也为之缩短

2、我国宏观营养工作

随着我国国民经济飞速发展，人们生活水平有了很大的提高，我国国民的健康状况有了很大的改善。

?我国曾于1959年、1982年和1992年分别进行过三次全国营养调查；

?1959年、1979年和1991年分别开展过三次全国高血压流行病学调查；

?1984年和1996年分别开展过两次糖尿病抽样调查。

?国务院于1993年批准颁布实施《90年代中国食物结构改革与发展纲要》

?1993年成立了“国家食物与营养咨询委员会”；

?1996年正式启动“大豆行动计划”；

?1997年4?月由中国营养学会常务理事会通过，正式公布《中国居民膳食指南》，而后又相继公布

了《特定人群膳食指南》和《中国居民平衡膳食宝塔》；

?1997年12月5日批准颁布实施《中国营养改善行动计划（1996－2000）》

?2000年在全国开始分布实施《学生饮用奶计划》

?2001年又批准颁布实施《中国食物与营养发展纲要（2001－2010年）》。

?2002年8-12月进行全国第四次营养调查“中国居民营养与健康状况调查”；

?2004年10月12日由中华人民共和国卫生部、中华人民共和国科学技术部、中华人民共和国国家统

计局联合公布了《中国居民营养与健康现状》

?2007年中国营养学会修改制订了《中国居民膳食指南》

3、我国居民营养状况

近20年我国经济增长，居民生活改善。总体上看，人们的营养基本是够的，但是从营养结构上看，不均衡，尤其是优质蛋白、微生素E、铁和钙，以及微量元素比较缺乏。全世界人们摄入的蛋白质中优质蛋白占35%，中国平均优质蛋白占26%，农村优质蛋白只占17.2%。

（1）营养现状明显改善

?婴儿低出生体重率为3.6%，已达到发达国家水平，平均出生体重达到3309克。

?儿童营养不良患病率显著下降。5岁以下儿童生长迟缓率为14.3%，比1992年下降55%；儿童低体

重率为7.8%，比1992年下降57%。

?居民贫血患病率下降。

?全国城乡3-18岁儿童青少年各年龄组身高比10年前平均增加3.3厘米。

（2）营养素摄入逐步增加

?城乡居民能量及蛋白质摄入基本得到满足，优质蛋白占蛋白质总量的比例从17%增加到31%。

?城乡居民动物性食物分别达到248克和126克。

?城市居民油脂消费量达到44克，脂肪供能比达到35%，超过世界卫生组织推荐的30%的上限。

?谷类食物供能比仅为47%，明显低于55%至65%的合理范围。

?奶类、豆类制品摄入过低。

?铁、维生素A等微量营养素缺乏仍是我国城乡居民普遍存在的问题。

?全国城乡钙摄入量仅为391毫克/标准人日，相当于推荐量的41%。

（3）城市居民膳食结构不尽合理

?畜肉类及油脂消费过多，谷类食物消费偏低。

?2002年城市居民每人每日油脂消费量由1992年的37g增加到44g，脂肪供能比达到35％，超过世界

卫生组织推荐的30％的上限。城市居民谷类食物供能比仅为47％。

（4）营养缺乏病存在

?一些营养缺乏病依然存在。儿童营养不良在农村地区仍然比较严重铁、维生素A等微量营养素缺

乏是我国城乡居民普遍存在的问题。

?我国居民贫血患病率平均为15.2％；2岁以内婴幼儿、60岁以上老人、育龄妇女贫血患病率分别

为24.2％、21.5％和20.6％。

?3~12岁儿童维生素A缺乏率为9.3％，其中城市为3.0%，农村为11.2％；维生素A边缘缺乏率为

45.1％，其中城市为29.0％，农村为49.6％。

?全国城乡钙摄入量仅为391mg，相当于推荐摄入量的41％。

（5）慢性病迅速上升

慢性非传染性疾病患病率上升迅速。我国目前营养不平衡问题比较严重，城市儿童的胖墩现象，高血压、高血脂和糖尿病人增多，这些现象值得研究。“文盲不断减少，科盲引起重视，营养盲非常严重。”日本每300人有一个营养师，中国13亿人才有5000名营养师（需400万名）。

?高血压：高血压患病率有较大幅度升高，成人患病率为18.8%，达1.6亿。而人群高血压知晓率、

治疗率和控制率仅分别为30.2%、24.7%和6.1%。江苏省高血压发病率已经超过30%，津城儿童高血压发病率超过5% 。

?高血脂：血脂异常值得关注，成人高血脂患病率为18.6%，达1.6亿。

?糖尿病：糖尿病患病增加，成人患病率为2.6%，患病人数2000多万，已位居世界之首。大城市20

岁以上人群患病率上升到6.4%。上海15%、北京12%、广州6%。江苏省5.8%。

?肥胖：超重和肥胖患病率呈明显上升趋势，成人超重率为22.8%，肥胖率为7.1%，估计超重和肥

胖人数分别为2亿和6000多万（达7.1%）。在大城市成人超重和肥胖分别高达30.0%和12.3%，城市的儿童肥胖率也已达8.1%。

?心血管疾病和癌症：肥胖最有可能导致结肠癌、肝癌、胆囊癌、胰腺癌、肾癌、前列腺癌、乳腺

癌、子宫癌、子宫颈癌和卵巢癌。肥胖增加了20%到52%的男性癌症发病率和32%到62%的女性发病率。

?心脑血管疾病的发病率和死亡率位居各类慢性疾病榜首，死亡人数已达全球的1/5；与膳食有关

的癌症已占所有癌症的60％以上；在中国居民死因构成中心血管疾病和癌症占据第1、2位。

?冠心病在中国的发病率和死亡率呈迅速上升趋势，是中国居民死因构成中上升最快的疾病，已成

为威胁中国公众健康的重要疾病。杭州市冠心病的发病率为8.49/10万；冠心病的发病年龄提前了5-10岁。

（6）营养教育与宣传

我国政府根据本次调查结果，从国情出发，从急需入手，以不失时机和分类指导为原则，将从政策支持、市场指导和群众教育三方面加强居民营养改善和慢性病预防工作：

★第一，加强政府的宏观指导，尽快制定相关法规，将国民营养与健康改善工作纳入国家与地方政府的“十一·五”发展规划；

★第二，加强对农业、食品加工、销售流通等领域的科学指导，发挥其在改善营养与提高人民健康水平中的重要作用；

★第三，加强公众教育，倡导平衡膳食与健康生活方式，提高居民自我保健意识和能力。

4、营养失调——营养缺乏与营养过剩共存：

营养缺乏——优生优育、劳动能力、免疫功能、预期寿命

营养过剩——肥胖、糖尿病、胆石症、高血压、心脑血管疾病、诱发肿瘤及其他疾病

5、营养不足与缺乏的原因：

原发性——不良饮食习惯、不合理的烹调方式、粮食精加工、社会因素

继发性——消化吸收不良、体内利用发生障碍、机体需要量增加或排泄增加

6、食品营养与安全问题

食品加工不当——营养素损失

食品加工不当——有害物质产生

食品加工中——乱使用添加剂

食品加工中——恶意使用非食品原料

食品原料及食品的各种污染、疾病等

7、合理营养的重要性：

营养失衡，过度或不足都会给健康带来不同程度的危害。如饮食无度、营养过剩可导致：肥胖病、糖尿病、胆石症、高血压及其它心血管疾病，还可成为某些肿瘤和多种疾病的诱因，严重影响健康。而营养缺乏所产生的影响更为复杂、严重而深刻，涉及优生优育、劳动能力、免疫功能、预期寿命等各个方面。营养状况可决定人体的机能状态，关系到脑力、体力劳动能力、竞技状态和运动成绩。营养不良使机体免疫功能低下，易感疾病，且病程迁延。

合理营养：就是在卫生的前提下，合理地选择食物和配合食物，合理地贮存、加工和烹调食物，使食物中的营养素的种类、数量及比例都能适应人们的生理、生活和劳动的实际需要。其核心是营养素要“全面、平衡、适度”。

每日膳食中应含有人体所需的各种营养素，且数量充足，相互间比例符合机体生理需求。

四、营养学研究内容

营养学是研究食品与人体健康的一门科学，除了研究如何使人类在最经济的条件下取得最合理的营养素之外，主要包括以下内容：

?营养学基础知识：讨论人体对能量和一个样素的正常需要。

?食品的营养成分及其检测

?人体对食物的摄取、消化、吸收、代谢和排泄

?营养素的作用机制和它们之间的相互关系

?不同生理状态下和特殊环境下人群的营养和膳食问题

?营养与膳食问题、营养与疾病防治

?在食品加工贮藏和新食品开发中的营养问题。

?提高人们营养水平的途径。

?营养促进——管理、立法、教育、食物结构、食物资源

五、营养学研究展望

1、继续开展营养学的各项基础研究

2、开展各种特殊人群的合理营养与膳食结构研究

3、营养相关疾病的理论研究

4、加强社区营养及必要社会措施的研究

5、食物的营养强化

6、提高食物中毒及其他食源性疾病的科学管理水平

7、进一步完善我国食品卫生监督管理的体制与机构

第一章食物的消化和吸收（2学时）

一、消化系统概述

1、消化与吸收

（1）消化：人体摄入的食物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。

食品的消化有两种形式：

化学性消化：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。消化作用的化学反应机制是水解作用。

物理性消化（机械性消化）：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。

（2）吸收：食物经消化后，所形成的小分子物质通过消化道黏膜进入血液或淋巴的过程，被机体细胞所利用，称为吸收。

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。

2、消化系统的组成

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。

①口腔（mouth）：牙齿（dens）、舌（tongue）、唾液腺（salivary gland）；磨碎、湿润、溶

解食物。唾液腺（腮腺、颌下腺、舌下腺）分泌唾液淀粉酶、溶菌酶等。

②咽（pharynx）与食道（esophagus）：机械蠕动，运送食物。

③胃（stomach）：胃液。分泌盐酸、胃蛋白酶、黏液等，贮存、搅拌、粉碎食物。

④小肠（small intestine）：胰液、胆汁、小肠液。分泌消化酶（淀粉酶、酞酶、脂肪酶、蔗糖

酶、麦芽糖酶、乳糖酶等），是消化吸收的主要部位。

胰腺：分泌消化酶（胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等）。

肝脏和胆囊：分泌胆汁，促进脂肪吸收。

⑤大肠（large intestine）：分泌黏液，贮存粪便。

（2）消化腺：是分泌消化液的器官，主要有唾液腺、胃腺、胰，肝腺和小肠腺等。

这些消化腺有的存在于消化道的管壁内，如胃腺、小肠腺，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、胰腺和肝，它们有专门的腺导管将消化液送入消化道内。二、消化液的性质、成分及作用

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。

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。吸收水分、食物残渣的临时贮存场所。

1、唾液

唾液的性质与成分：是无色、无味、近中性的低渗或等渗液体；其中水占约99.5％，还有少量的有机物和无机物；有机物包括粘蛋白、球蛋白、唾液淀粉酶和溶菌酶；无机物主要有钠、钾、钙、硫氰酸盐和氯等。

唾液的作用：湿润口腔和溶解食物，引起味觉；清洁、保护口腔，溶菌酶可杀灭微生物等；黏蛋白使食物黏合成团，便于吞咽；淀粉酶可简单消化淀粉。

2、胃液

（1）性质：是透明、淡黄色的酸性液体，pH为0.9－1.5。

（2）成分：胃酸（盐酸）、胃蛋白酶原、粘液（糖蛋白）、内因子和水。

（3）作用：

①胃酸（盐酸）——激活胃蛋白酶原转变为胃蛋白酶；维持胃内酸性环境；有利于铁和钙的吸收；杀菌；蛋白质变性；促进胰液、胆汁和小肠液的分泌等。

②胃蛋白酶——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。胃蛋白酶可对食物中的蛋白质进行简单的分解。

③黏液（糖蛋白）——润滑作用；减少胃黏膜的机械损伤；降低HCl酸度，减弱胃蛋白酶活性，防止酸和胃蛋白酶对胃粘膜的消化作用。参与形成胃粘液屏障，保护胃粘膜细胞；抵御H+的侵蚀和胃蛋白酶的消化。

④内因子——保护维生素B12免受小肠内蛋白水解酶的破坏并促进回肠上皮细胞对其的吸收。

3、胰液

（1）性质：无色、无嗅的弱碱性液体，pH值为7.8－8.4。

（2）成分：含大量水分、有机物及无机物；

无机物——碳酸氢盐；

有机物——各种消化酶如：胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶及弹性蛋白酶（内肽酶）、羧基肽酶A或B（外肽酶）、核糖核酸酶RNAase、脱氧核糖核酸酶DNAase等。

（3）作用：

碳酸氢盐——中和进入十二指肠的胃酸；调解pH值，提供小肠内消化酶的适宜pH值。

胰淀粉酶——α-淀粉酶，水解淀粉成糊精或麦芽糖等；

胰脂肪酶——消化脂肪；

胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶——内肽酶，水解蛋白质；

其他酶类——水解相应的物质

4、胆汁

（1）成分：金黄色或橘棕色有苦味的浓稠液体。不含消化酶。

①水分、有机物及无机物，组成复杂；

②无机物——钠、钾、钙、碳酸氢盐等；

③有机物——胆盐、胆色素、脂肪酸、胆固醇、卵磷脂和黏蛋白等；

④胆盐是胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合形成的钠盐或钾盐；是胆汁参与消化和吸收的主要成分。

⑤胆色素是血红蛋白的分解产物，胆红素和胆绿素。

（2）作用：

①胆盐可激活胰脂肪酶；

②作为乳化剂，乳化脂肪；

③与脂肪的分解产物结合，促进脂肪的吸收；

④促进脂溶性维生素的吸收；

⑤胆盐可直接刺激肝细胞分泌胆汁—胆盐的利胆作用；

⑥是体内胆固醇排出体外的主要途径。

5、小肠液

（1）性质：粘稠的弱碱性液体，pH约为7.6；

（2）成分：水分、无机盐（碳酸氢盐）、消化酶（氨基肽酶、α-糊精酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶、磷酸酶等）及肠激酶和粘蛋白。

（3）作用：

保护十二指肠粘膜免受胃酸侵蚀；

稀释消化产物，降低肠内容物渗透压，有利于小肠内水分及营养物质的吸收；

肠激酶激活胰蛋白酶原，从而促进蛋白质消化。

6、大肠液

（1）成分：分泌少量碱性液体，pH8.3-8.4 ，主成分为黏液蛋白，保护黏膜和润滑粪便。

（2）作用：细菌所含的酶能使食物残渣与植物纤维素分解。对糖类和脂肪进行发酵式分解，蛋白质进行腐败式分解。

大肠内细菌还能合成少量Vk 和某些VB 族

（叶酸, 生物素）其中一部分可被人体吸收，对机体的营养和凝血有一定生理意义。

基本无消化作用；润滑粪便，保护肠粘膜免受机械损伤。

三、食物的吸收

1、吸收部位

营养物质的吸收主要在小肠（十二指肠和空肠）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。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和盐类，以浓缩肠内腐渣，形成粪便。

①口腔和食管内几乎不被吸收；

②胃内只吸收酒精和少量水分；

③小肠为主要的吸收部位，大部分是在十二指肠和空肠吸收；

④回肠主要是吸收功能的储备，只吸收胆盐和VB12；

⑤大肠吸收少量水分和无机盐。

为什么说小肠是食物吸收的主要部位？

吸收面积大（200m2）

停留时间长，3～8h

毛细管和淋巴管丰富

酶多：有胰液、肠液等消化液

食物已被充分消化

2、吸收的形式

（1）被动转运：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，它包括渗透、滤过、扩散、易化扩散等作用。

①被动扩散（物质从浓度高的一侧向低的一侧透过）浓度差

②易化扩散（指非脂溶性物质或亲水物质如K+、Na+、葡萄糖和氨基酸等，不能透过细胞膜的双层脂类，需在细胞膜蛋白质的帮助下，由膜的高浓度向低浓度一侧扩散或转运的过程。）浓度差

③滤过作用（胃肠黏膜的上皮细胞可以看做是滤过器，如果胃肠腔内的压力超过毛细血管时，水分和其他物质就可以滤入血液。）靠膜两边的液体压力差

④渗透（渗透压较高的一侧将从另一侧吸引一部分水过来，以求达到渗透压的平衡）渗透压差

（2）主动转运：在许多情况下，某种营养成分必须逆着浓度梯度的方向穿过细胞膜，这个过程称主动转运。营养物质的转运需要有细胞上脂蛋白作为载体协助。

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。

①需有酶的催化，耗能

②逆浓度梯度运输

③需要载体——脂蛋白

（3）胞饮作用：通过细胞膜的内陷将物质摄取到细胞内的过程。细胞吞入的物质为液体或极小的颗粒物质。

3、物质的吸收途径

物质的吸收通过两条途径进行：

（1）通过微血管经过肝门静脉系统入肝，再运向身体各部；

（2）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。

4、影响物质吸收的因素

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。

四、主要营养物质的消化吸收

1、碳水化合物的消化和吸收

碳水化合物的消化：

食物中的糖（淀粉），在口腔内受唾液淀粉酶的作用，有一小部分可分解为麦芽糖。

淀粉的消化主要在小肠。

在小肠内食糜中的淀粉及一部分已被水解而生成的麦芽糖，分别受到胰液淀粉酶、胰麦芽糖酶和肠麦芽糖酶的作用，分解成为葡萄糖。

碳水化合物消化产物的吸收：

碳水化合物经消化分解为单糖（主要为葡萄糖及少量的果糖和半乳糖）后，大多以主动转运方式吸收。

通过门静脉入肝，一部分合成肝糖原贮存，另一部分由肝静脉入体循环，供全身组织利用。

单糖是碳水化合物在小肠中吸收的主要形式

单糖的主动吸收需要Na+存在，载体蛋白与Na+和糖同时结合后才能进入小肠黏膜细胞内 单糖吸收的主要部位是在十二指肠和上段空肠，被吸收后进入血液，经门静脉入肝脏，在肝内贮存或参加全身循环。

果糖吸收属于被动扩散式（易化扩散）吸收。

戊糖和多元醇以单纯扩散方式吸收，吸收速度较慢。

2、脂肪的消化和吸收

脂类的消化：

食物中脂肪在口腔和胃内不起化学变化。在小肠内，脂肪受胆汁、胆盐的作用，使脂肪乳化变成细小的脂肪微粒，脂肪微粒经胰脂肪酶的水解作用，主要分解为脂肪酸与甘油。

脂肪——脂肪酸+ 二酰甘油酯

二酰甘油酯——脂肪酸+ 单酰甘油酯

单酰甘油酯——脂肪酸+ 甘油

脂类消化产物的吸收：

脂类的吸收主要在十二指肠的下部和空肠上部，脂肪消化后形成甘油、游离脂肪酸、单酰甘油脂以及少量二酰甘油脂和未消化的三酰甘油脂。

甘油易溶于水，可直接被小肠黏膜细胞吸收进入血液；

胆汁中的胆盐与脂肪酸经乳化作用亲水溶性复合物而吸收进入血液。

脂肪酸被吸收后，与蛋白质等结合形成乳糜微粒（chylomicron ，CM ），血中的乳糜微粒是一种密度最低, 颗粒最大的脂蛋白，是食物脂肪运输的主要形式，可随血液遍布全身以满足机体对脂肪和能量的需求。

肝脏可将不同来源的脂肪与蛋白质合成为极低密度脂蛋白（非常- 低密度脂蛋白，VLDL ）满足机体对甘油三酯的需要。

不同长短的脂肪酸进入血液的渠道有所不同，一小部分进入小肠绒毛的毛细血管，由门静脉入肝；一大部分进入毛细淋巴管，经大淋巴管进入血液循环胆盐则留在外面继续与另外的脂肪酸结合，在脂肪吸收结束后，胆盐随食物进入回肠纳入血液经过肝脏合成胆汁进入小肠再次循环。。

磷脂消化吸收与甘油三酯相似，需要与Na+,K+ 结合成盐后吸收；

胆固醇可直接被吸收。

一般脂肪的消化率为95% ，大部分食用脂肪均可被完全消化吸收和利用。

各种脂肪酸的极性和水溶性均不同，其吸收速率也不相同。吸收率的大小依次为：短链脂肪酸＞中链脂肪酸＞不饱和长链脂肪酸＞饱和长链脂肪酸。

3、蛋白质的消化和吸收

蛋白质的消化：

食物中的蛋白质在胃内被胃蛋白酶分解为蛋白眎、蛋白胨以及少量的多肽和氨基酸，而大部分蛋白质在小肠内被胰蛋白酶、糜蛋白酶分解为多肽，再被肠蛋白酶分解为氨基酸。

蛋白质消化产物的吸收：

天然蛋白质被蛋白酶水解后，其水解产物大约1/3为氨基酸，2/3为寡肽。这些产物在肠壁的吸收远比单纯混合氨基酸快，而且吸收后绝大部分以氨基酸形式进入门静脉。

各种氨基酸都是通过主动转运方式吸收，吸收主要在小肠上段，吸收速度很快，它在肠内容物中的含量不超过7%。

未经分解的蛋白质一般不被吸收。吸收机理与单糖相似，是主动吸收，需Na+的参与。

4、维生素的消化和吸收

水溶性维生素一般以简单扩散方式充分吸收，特别是相对分子质量小的维生素更容易吸收。

VB12 的吸收需要内因子（一种糖蛋白）保护后吸收。

脂溶性维生素A、D、E、K及维生素A的前体物胡萝卜素等，主要是与脂肪酸一起通过被动转运而被吸收，吸收后大部分掺入乳糜微粒进入淋巴。

5、矿物质的消化和吸收

矿物质可以通过单纯扩散方式被动吸收，也可以通过特殊转运途径主动吸收。

在无机盐中，钠盐吸收最快，钠盐是靠钠泵吸收，氯及碳酸氢根等负离子的吸收是靠电位差进行。

钠的重吸收依靠底侧膜上钠泵活动→将Na主动转运入血→造成细胞内低Na→肠腔内Na借助刷状缘上载体蛋白与葡萄糖/氨基酸→同向转运入细胞内

6、水的消化和吸收

水在肠道是靠渗透压的原理被吸收；水的吸收是随溶质主动吸收而被动重吸收；

小肠吸收水分的主要方式是渗透作用；

主要依靠营养素吸收后所形成的渗透压被动扩散到肠粘膜细胞；

此外小肠收缩时使肠腔内流体压力差增高，也可使部分水以滤过方式而吸收；

在大肠，则主要靠净水压被动吸收。

五、营养素在体内运输

1、循环系统的组成

血液循环系统由心脏、血管（包括淋巴管）组成。

2、各种营养素的运输

（1）氨基酸的运输：以游离状态存在于血液中被运输；

（2）脂类的运输：血浆中的脂类以各种脂蛋白的形式存在，使脂蛋白成为水溶性物质而运输；

（3）碳水化合物的运：大多为葡萄糖，游离存在于血液中被运输；

（4）矿物质的运输：

①铁的运输：以铁蛋白储存，机体需要时分离而进入血液循环，Fe2+在酶的催化下转化为Fe3+，Fe3+与血液中的运铁蛋白结合随血液循环而被运到全身各处。

②钙的运输：钙进入血液后，约47.5%以离子的形式存在于血清中，46%与蛋白质结合，6.5%与有机酸或无机酸复合而被运输。

③其他离子的运输：或游离于血浆中，或与血浆蛋白质结合，或存在于血细胞内而被运输。

（5）维生素的运输：水溶性维生素溶于血清中而被运输，脂溶性维生素与脂肪酸一起被运输。

六、营养素的体内代谢

1、蛋白质的代谢和

（1）蛋白质的分解

（2）蛋白质的合成

（3）氨基酸的分解代谢。

2、脂类代谢

（1）脂肪动员

（2）脂肪的B-氧化

（3）甘油三酯的合成代谢

（4）甘油三酯的分解代谢

3、碳水化合物的代谢

（1）氧化分解

（2）糖原的合成与分解

（3）糖异生

七、营养代谢物质的排泄

1、排泄的概念

排泄是指机体在新陈代谢过程中所产生的代谢终产物以及多余的水分和进入体内的各种异物（包括药物），由排泄器官向体外输送的生理过程。

2、排泄器官

器官主要是肾，其次是肺、皮肤、肝和肠。

肾脏以尿的形式排出多种代谢终产物和某些异物，如尿素、尿酸、水及药物等；肺排出二氧化碳和水；皮肤排出部分水和盐类及少量尿素。肝和肠把胆色素和无机盐随粪便排出体外。由肾脏排出的代谢终产物不仅种类多，且数量大。

第二章能量（2学时）

能量是人类赖以生存的基础。人们为了维持生命、生长、发育、繁殖后代和从事各种活动，每天必须从外界取得一定物质和能量。

食物能量最终来源是太阳能，这是由植物利用太阳能，通过光合作用，把CO2、水和其它无机物转变成有机物，供生命之所需，并将生命过程的化学能直接或间接保持在ATP的高能磷酸键中。

一、能量的单位和来源

1、能量概念和能量单位

热能是营养素中潜在的能量，在人体内经过生物氧化以后放出供给机体所需的热能。其一般来源于蛋白质、脂肪和碳水化合物三大产热营养素。

多年来，营养学界表示热能单位习惯于用卡（cal）或千卡（kcal）表示。1kcal是把1000g水由15℃升高到16℃所需要的能量，现在国际上通用的单位是焦耳(joule，J)，1J是1N的力作用在一质点上，使它在力的方向上移动lm距离所做的功。营养学上，使用最多的是其1000倍的单位，即千焦耳(kJ)；1kJ 的1千倍为兆焦耳(MJ)。在营养学上热能的需要量较大，故在文献上多使用“MJ”。

两种能量单位换算公式如下：

1 kcal＝4.184kJ 1KJ＝0.239kcal

1000kcal＝4184kJ＝4.184MJ 1000KJ＝1MJ＝239kcal

2、能量来源（产能营养素）

食物中具有供能作用的物质如糖类、脂肪和蛋白质被称为三大产能营养素。糖类和脂肪彻底燃烧时的最终产物均为二氧化碳和水。蛋白质体外燃烧时的最终产物是二氧化碳、水和氮的氧化物等。

乙醇也可以产生能量。

3、能量系数

——每克产能营养素在体内氧化分解后为机体供给的净能。生理有效能量要扣除在体内不能氧化分解的部分和营养素不能被机体消化吸收的部分。

食物能值：是食物彻底燃烧时所测定的能值，亦称“物理燃烧值”，或称“总能值”。

生理能值：是机体可利用的能值，在体内，糖类和脂肪氧化的最终产物与体外燃烧时相同，因考虑到机体对它们的消化、吸收情况（如纤维素即不能被人类消化），故两者的生理能值与体外燃烧时稍有不同。

生理能值=（食物能值－代谢废物能值）×相应的消化吸收率

如：蛋白质的食物能值为23.64kJ，代谢产物中含有具有一定能量的尿素、尿酸、肌酐，它们的能值为5.44kJ，蛋白质的消化率92%。蛋白质的生理能值为（23.64-5.44）×92%=16.7(kJ)

* 正常人对碳水化合物、脂肪、蛋白质的吸收率分别为98%，95%，92%。

4、营养素的等能值

在进行能量平衡的研究中提出营养素可按其所含能量彼此替代，即不论是蛋白质、脂肪或糖类，作为能源都是为了满足能量的需要，可以互相取代，如：

1g脂肪=2.27g糖类=2.27g蛋白质

1g糖类=1g蛋白质=0.44g脂肪

显然，这只是从能量的角度，而且也只能在一定范围内才是合理的。从物质和能量整个情况来看则是不恰当的。必需氨基酸的发现首先动摇了上述“等能定律”。因为必需氨基酸作为蛋白质的组成成分，它不能在体内合成，故不能用糖和脂肪代替。脂肪也只能在一定范围内代替糖。大脑每天实际需要的能量为100～120g葡萄糖。脂肪并无糖的异生作用，蛋白质虽能异生葡萄糖，但产生100～120g葡萄糖需要175～200g蛋白质，很不经济。糖类在很大程度上可代替脂肪。但必需脂肪酸仍需由脂肪供给。5、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

能量失衡：能量摄取量长期低于或高于能量消耗。

能量平衡：能量摄取量等于能量消耗。

（1）能量是否平衡，与健康关系极大：

★能量不足：能量长期摄取不足，人机体储存的糖原及脂肪被动用，发生蛋白质—热量营养不良。能量不足，可造成体力下降，工作效率低下。而太少的脂肪贮存，身体对不幸的适应能力和抗病能力也因此而下降；体重太低的女性，性成熟延迟，易生产低体重婴儿；年老时，能量摄入不足会增加营养不良的危险。临床表现为：消瘦、贫血、神经衰弱、皮肤干燥、脉搏缓慢、工作体力下降、体温低、抵抗力低，儿童出现生长停顿等。

★能量过剩：长期摄取能量过多，人机体肥胖超重，血糖升高，脂肪沉积，肝脂增加，肝功能下降，过度肥胖还造成肺功能下降，易造成组织缺氧。肥胖并发症主要有脂肪肝、糖尿病、高血压、胆结石、心脑血管疾病及某些癌症。

（2）能量平衡的判断：

①

②2