1、第一章 营养学基础知识 1 第一节 热能 2 一、概述 1、热能单位 千卡， 焦耳 1千卡 =4.18千焦耳 1千焦耳 =0.239千卡 2、生热系数 1克蛋白质 16.7KJ 1克脂肪 37.6KJ 1克碳水化合物 16.7KJ 1克酒精 29.3KJ 3 3、能量的作用 （1）内脏器官的化学和物理活动 （2）肌肉活动（3）体温调节（4）生长发育 4、人体能量的储存形式 很少的碳水化合物和蛋白质 主要以脂肪形式储存 5、储存形式 ATP、磷酸肌酸、高能硫酯键 6、体内能量的转换和利用 (1)转换 氧化 +磷酸 产热营养素 ADP ATP （2）利用 ATP 4 营养素 肌肉收缩 神经传导 分
2、解 ATP 合成代谢 磷 吸收与分泌 ADP 其他 CO2+ H2O 体内能量的转化与利用 5 二、人体的热能消耗 （一）基础代谢 60-70% 1、概念 维持生命的最低能量消耗。 安静、恒温条件、禁食12小时、静卧放松而 又清醒时仅用于维持体温、血液循环、呼吸和其 他器官的生理需要时的能量消耗 2、基础代谢率：基础代谢状态下，每小时每 平方米体表面积（每公斤体重）热能消耗 静息代谢率：休息状态、禁食只要4小时 6 3、基础代谢消耗的主要方面 肝 32 脑 21 心 10 肺 9 肾 7 其他 21 7 4、影响基础代谢的因素 体格 瘦体型-多 个子小体表面积大-多 生理状态（甲状腺、肾上腺、
3、脑垂体） 环境 咖啡因 8 （二）体力活动15-30% 肌肉发达者 活动中消耗增多 体重重者 进行相同运动消耗增多 活动时间长、强度大 消耗增多 9 劳动强度分级（CNS，2000年） 等级 活动水平 举例 轻 75%坐或站， 25%活动 办公室 中 25%坐或站 ，75%特殊职业 学生、 车床 重 40%坐或站 ，60%特殊职业 炼钢、体育运动 影响因素： 劳动强度、熟练程度、作业姿势、劳动时间 机体状况、其他因素（工余活动） 10 （三）食物特殊动力作用Specific dynamic action ， SDA，（食物热效应）(thermal effect of food) 1、概念 摄食
4、引起额外消耗 可能原因胃肠道活动引起 咀嚼、消化液、肠蠕动 热能过剩，转化消耗 脂肪-甘油三酯 0.277kcal/g 葡萄糖-脂肪 多消耗10能量 2、比例 脂肪 4-5% 碳水化合物 5-6% 蛋白质 30% 混合膳食 10% 3、影响因素 进食多、快 ，SDA高 11 4、差异原因 （1）营养素的消化后转变为ATP的效率 蛋白质3234 脂肪、碳水化合物3840% （2）转变为脂肪消耗的能量不同 高峰期在摄食后2小时 34小时后恢复正常 12 （四）生长发育 1、婴儿每日有1523用于生长发育 增加体内1克新组织，约需要4.78kcal的 能量 2、孕妇 每增加1克体重需要消耗6.4MJ
5、 能量 13 三、热能消耗的测定 （一）计算法 膳食调查 活动记录 （二）测量法 直接 水温升高 间接 测定氧气消耗、测定产水量 14 人体热能消耗举例（kj/min) 男 女 睡眠 4.52 静坐 5.82 步行4.9km/h 15.48 中等活动（足球） 20.92-31.38 16.47-25.10 擦窗 17.99 14.64 15 四、供给量和来源 （一）供给量 （二）来源 各种食物 热能密度高的食物 含脂肪高水分少的食物 奶油、硬果、肉 热能密度相对较高的食物 豆、干果、粮食 热能密度较低的食物 水果、蔬菜 16 注意 57天间应平衡 过低 体重下降, 工作效率低下, 营养不良 过
6、多 肥胖等 每日超过需要量80kcal，一年后将增加3公斤体脂 增加1公斤体重 ，相当于多摄取2533MJ热能 每天多吃10克碳水化合物，一年增加 14600kcal热能，增加1.6公斤体脂 17 RNI AI UL 男 女 男 女 男 女 能量MJ 11.29 9.62 蛋白质g 80 70 脂类 20-30% 碳水化合物 55-65% 膳食纤维g 30 18 第二节 蛋白质 protein 19 一、组成与分类 蛋白质的元素组成：碳（5055%）、氢（6.7 7.3%） 、氧（1924%） 、氮（1319%） 、硫（04%） ，其他元素如磷、铁、碘、锌。 蛋白质是人体氮的唯一来源。大多数蛋
7、白质含氮 量接近，平均为16%，因此任何生物样品中，每 克氮相当与6.25克蛋白质（10016），折算系数 为6.25。只要测定出生物样品中的含氮量，就可 以推算出其中蛋白质的含量。 样品蛋白质(g%)样品含氮量(g) 6.25100% 20 蛋白质按化学组成分为 1、单纯蛋白：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶 蛋白、鱼精蛋白、组蛋白、硬蛋白等。 2、结合蛋白：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋 白、色蛋白等。 蛋白质按形状分为 1、纤维蛋白：如胶元蛋白 2、球状蛋白：如免疫球蛋白 蛋白质按营养价值分为 1、完全蛋白：如酪蛋白、卵白蛋白、肌蛋白 2、半完全蛋白：如麦胶蛋白 3、不完全蛋白：如玉米胶蛋白
8、21 二、生理功能 1、构成和修复人体组织 正常人体内约1619%是蛋白质，每天人体 约有3%的蛋白质进行更新。人血浆蛋白质的 半寿期约10天，肝脏蛋白质半寿期约18天。 人体蛋白质的形式： 肌肉、心、肝、肾（瘦组织）中的蛋白质 骨骼、牙齿中 胶原蛋白质 指趾甲中 角蛋白 机体受伤后需要蛋白质作为修复材料。 22 2 、构成体内各种重要物质，调节生理功能 酶 转运蛋白 激素 血液凝固 抗体 视觉形成 人体的运动 癌蛋白 组蛋白（基因）周期素（细胞周期） 血红蛋白 神经递质 23 3 、供给能量 蛋白质在体内降解为氨基酸，再经脱氨 作用生成-酮酸，可直接或间接进入三羧 酸循环氧化分解并释放能量。
9、 1克食物蛋白质在体内可产生16.7kJ（ 4kcal）的热能。 24 三、氨基酸 （一）分类 蛋白质是由许多氨基酸以肽键连结在 一起。构成人体蛋白质的氨基酸有20种 。 非必需氨基酸 9 必需氨基酸 9 条件必需氨基酸 2 25 非必需氨基酸 构成人体蛋白质的20种氨基酸，有9种人 体自身可以合成以满足机体需要，故称非必 需氨基酸. 必需氨基酸 而有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）。 26 条件必需氨基酸或半必需氨基酸 半胱氨酸(Cys)和酪氨酸(Tyr) 在体内分别由蛋氨酸和苯
10、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%。 在计算食物必需氨基酸时，往往将蛋氨酸和 半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。 27 亮氨酸亮氨酸 LeuLeu 苯丙氨酸苯丙氨酸 PhePhe 异亮氨酸异亮氨酸 IleIle 苏苏氨酸氨酸 ThrThr 赖氨酸赖氨酸 LysLys 色氨酸色氨酸 TrpTrp 蛋氨酸蛋氨酸 MetMet 缬氨酸缬氨酸 ValVal 组氨酸组氨酸 HisHis 28 （二）氨基酸模式和限制氨基酸 1、氨基酸模式（amino acid pattern） 指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成 比例。 计算方法
11、为将该种食物蛋白质中的色氨 酸含量为1，分别计算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。 29 氨基酸模式（mg/g）（WHO/FAO） 异亮氨酸 40 苏氨酸 40 亮氨酸 70 色氨酸 10 赖氨酸 55 缬氨酸 50 含硫+半胱氨酸 35 苯丙+酪氨酸 60 30 人体蛋白质和几种食物蛋白质的氨基酸模式 氨基酸人体全鸡蛋牛奶牛肉大豆面粉大米 Leu Ile Lys Met+Cys Phe+Thr Thr Trp Val 7.0 4.0 5.5 2.3 3.8 2.9 1.0 4.8 5.1 3.2 4.1 3.4 5.5 2.8 1.0 3.9 6.8 3
12、.4 5.6 2.4 7.3 3.1 1.0 4.6 6.8 4.4 7.2 3.2 6.2 3.6 1.0 4.6 5.7 4.3 4.9 1.2 3.2 2.8 1.0 3.2 6.4 3.8 1.8 2.8 7.2 2.5 1.0 3.8 6.3 4.0 2.3 2.8 7.2 2.5 1.0 3.8 31 优质蛋白质（High Quality Protein) 当食物蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白 质相近时，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。这种蛋白质也被称为优质蛋白质，如 动物性蛋白质中蛋、奶、肉、鱼等以及大 豆蛋白，均属于优质蛋白。 参考蛋白（re
13、ference protein） 鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基酸模式最为 接近，在实验中常以它作为参考蛋白 32 限制氨基酸（limiting amino acid） 食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸 相对含量较低，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，这些含量相对较 低的必需氨基酸为限制氨基酸。其中含 量最低的为第一限制氨基酸，余者以此 类推。 33 四、蛋白质的消化、吸收 食物蛋白质必须水解成氨基酸和小肽后 才能被吸收。消化从胃开始，主要在小 肠。 经过小肠消化，食物蛋白质水解成氨基 酸和23氨基酸的小肽后被吸收。整蛋 白分子吸收极其微量，无任何营养学
14、意 义，而且成为抗原。细菌毒素和其他一 些食物抗原可能成为致病因子。 34 五、食物蛋白质的营养评价五、食物蛋白质的营养评价 35 必要的氮损失必要的氮损失 （obligatory nitrogen lossesobligatory nitrogen losses） 机体每天由于皮肤、毛发和粘膜 的 脱落，妇女月经期的失血等，以及肠道 菌体死亡排出，损失约20克以上的蛋白 质，这种氮排出是机体不可避免的氮消 耗，称为必要的氮损失。 36 氮平衡 Nitrogen Balance 氮平衡是反映机体摄入氮和排出的氮的 关系。其关系式如下 B = I -（U+F+S） B balance I int
15、ake U urine F feces S skin 37 当摄入氮和排出氮相等时为零氮平衡， 健康的成年人应维持零平衡以下富裕5% 如摄入氮多于排出氮，称为正氮平衡。 儿童期、妇女孕期、疾病恢复时及运动 和劳动以达到增加肌肉时，应适当保持 正氮平衡满足机体对蛋白质的额外需要 摄入氮少于排出氮时，为负氮平衡。人 在饥饿、疾病和老年时期一般处于这种 状态。 38 影响氮平衡的因素 氮含量 时间 热量 机体状况 激素水平 39 （一）蛋白质的含量 食物中蛋白质含量测定一般使用微量 凯氏定氮法，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，食物中氮
16、含量占蛋白质的 16%，其倒数即为6.25，由氮计算蛋白质 的换算系数即是6.25。 40 （二）蛋白质消化率 Digestibility ，D 食物氮 -(粪氮-粪代谢氮) 蛋白质消化率（%）= - 食物氮 真消化率( true D) 去除粪代谢氮 表观消化率(apparent D) 不去除粪代谢氮，因其 偏小，故有一定安全性， 粪代谢氮 肠内源性不摄入蛋白质时粪中的氮 意义 蛋白质在消化道内被分解的程度 消化后的氨基酸和肽被吸收的程度 41 影影 响响 因因 素素 蛋白质在食物中的存在形式 食物中含有不利于蛋白质吸收的其他因素 加工方式 大豆整粒60% 加工为豆腐90% 42 （三）蛋白质
17、利用率 1、生物学价值 Biological value， BV 储留氮 生物价= - 吸收氮 储留氮= 吸收氮-（尿氮-尿内源性氮） 吸收氮=食物氮-（粪氮-粪代谢氮） 意义 反映食物蛋白质吸收后被机体利用程度 指导肾病患者饮食 43 常见食物蛋白质的生物价（BV） 蛋白质 BV 蛋白质 BV 蛋白质 BV 鸡蛋 94 鸡蛋白 83 鸡蛋黄 96 脱脂牛奶 85 鱼 83 牛肉 76 猪肉 74 大米 77 小麦 67 生大豆 57 熟大豆 64 扁豆 72 蚕豆 58 白面粉 52 小米 57 玉米 60 白菜 76 红薯 72 马铃薯 67 花生 59 44 2、蛋白质净利用率 Net
18、Protein Utilization ， NPU 概念 NPU=储留氮/食物氮=消化率生物价 意义 反映食物中蛋白质被利用的程度 45 3、蛋白质功效比Protein Efficiency ratio （ PER） 动物体重增加（克） PER= - 摄入食物蛋白质（克） 意义 蛋白质被利用的情况 一般要用酪蛋白作为参比，实验组/对照组2.5 常见食物的PER：全鸡蛋3.92、牛奶3.09、鱼 4.55、牛肉2.30、大豆2.32、精制面粉0.60、大 米2.16。 46 4、氨基酸评分（Amino Acid Score，AAS) 被测蛋白质每克氮（蛋白质） 中某种氨基酸含量 AAS= - 理
19、想模式或参考蛋白质中每克氮 （蛋白质）中该种氨基酸含量 以最低者为AAS 经消化率修正的AAS= AAS真消化率 47 氨基酸评分标准模式（mg/g氮） 异亮氨酸 250 苏氨酸 250 亮氨酸 440 色氨酸 60 赖氨酸 340 缬氨酸 310 含硫+半胱氨酸 220 苯丙+酪氨酸 330 48 谷类含赖氨酸150mg/g氮， AAS=150/340=0.44 =44% 49 小麦氨基酸评分 mg/gN AAS(%) 异亮氨酸 177 71 （2） 亮氨酸 161 47 （1） 赖氨酸 295 95 含硫+半胱氨酸 494 196 苏氨酸 224 102 色氨酸 440 100 缬氨酸 7
20、7 128 苯丙+酪氨酸 231 92 （3） 50 PDCAAS 名称 蛋白质含量 真消化率 AAS PDCAAS 酪蛋白 94.7 99 1.19 1.00 鸡蛋白 87.0 100 1.19 1.00 牛肉 95.2 98 0.94 0.92 豌豆粉 32.8 88 0.79 0.69 全麦 16.2 91 0.44 0.40 51 蛋白质互补作用（complementary action ） 为了提高植物性蛋白质的营养价值 ，往往将两种或两种以上的食物混合食 用，而达到以多补少的目的，相互补充 其必需氨基酸的不足，提高膳食蛋yxpTjc6jUf7RgbefGsxOu5F38bXozbWu
