2021年学考试大纲：第五章 第1节

　　第五章 营养与食品安全

　　第一节 营养学基础

　　膳食和营养是人体生长发育的关键，是人类整个生命进程中提高和保持健康状况的重要因素。身体各系统发育的重要营养物质包括提供能量的碳水化合物、蛋白质和脂肪，各种矿物质和维生素等。生长发育阶段如果得不到充分的营养保证，可以引起种种不良后果，可能会引起蛋白质、能量营养不良或其他营养缺乏病，并导致体格发育障碍、身高体重低下和智力发育受限。为了获得维持健康所需要的各种营养素，膳食搭配是否合理，营养是否平衡非常关键。

一、营养素

　　1.营养和营养素的概念

　　“营养”比较确切而完整的定义是：机体通过摄取食物，经过体内消化、吸收和代谢，利用食物中对身体有益的物质作为构建机体组织器官、满足生理功能和体力活动需要的生物学过程。

　　营养素是营养学中一个非常重要的概念，指食物中所含的营养成分。营养素是机体为了维持生存、生长发育、体力活动和健康，以食物的形式摄人的必需物质。人体所需的营养素有碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质、维生素和水，共六大类，有些营养学家将膳食纤维也列入营养素。

　　2.营养素的分类

　　碳水化合物、蛋白质和脂类因为需要量多，在膳食中所占的比重大，称为“宏量营养素”;矿物质和维生素因需要量相对较少，在膳食中所占比重也较小，称为“微量营养素”。矿物质中有的在人体内含量较多(大于体重的0.01%)，每日膳食需要量都在100mg以上者，称为常量元素，有钙、镁、钾、钠、磷、氯、硫，共7种;微量元素是指体内含量小于体重的0.01%，每人每日膳食需要量为微克至毫克的矿物质，人体必需的微量元素包括铁、碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴，共8种，此外，氟属于可能必需的微量元素。维生素有14种：包括脂溶性的维生素A、维生素D、维生素E、维生素K，以及水溶性的维生素C、维生素B

1、维生素B

2、维生素B

6、维生素B

1

2、烟酸、泛酸、叶酸、胆碱、生物素。

　　3.膳食营养素参考摄入量

　　为了指导居民合理营养、平衡膳食，中国营养学会根据国际发展趋势，结合我国具体情况，于2000年制订并推出了《中国居民膳食营养素参考摄入量(dietary reference intakes，DRls)》，2011年开始修订新版膳食营养参考摄入量，2013年正式公布。

　　“膳食营养素参考摄入量”是一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值，包括平均需要量(EAR)、推荐摄人量(RNI)、适宜摄入量(AI)、可耐受更高摄入量(UL)。

　　(1)平均需要量(EAR)：是群体中各个体需要量的平均值，由个体需要量研究资料计算而得;是根据某些指标进行判断，可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中50%个体需要的摄入水平;这一摄入水平不能满足另外50%个体对该营养素的需要;是制订推荐摄人量( RNI)的基础。

　　(2)推荐摄入量(RNI)：相当于原来传统使用的RDAS，可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体绝大多数(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是以EAR为基础制定的，主要用途是作为个体每日摄入该营养素的目标值。

　　(3)适宜摄人量(AI)：当某种营养素的个体需要量的研究资料不足而无法计算EAR，进而不能推算RNI时，可设定适宜摄入量AI用以代替RNI。AI是通过观察或实验获得的健康人群某种营养素摄人量。亦可用做个体摄入量的目标，该量可满足目标人群中几乎所有个体的需要。

　　(4)可耐受更高摄人量(UL)：是平均每日可以摄人该营养素的更高量;“可耐受”是指这一摄入水平是可耐受的，对一般人群几乎所有个体都不至于损害健康，当摄人量超过UL而进一步增加时，损害健康的危险性也随之增加。

　　二、能量和宏量营养素

　　碳水化合物、蛋白质和脂类的主要作用是提供能量来满足人体的需要，也被称为产能营养素。碳水化合物和脂肪是更重要的产能营养素，蛋白质具有双重作用，它既能产生能量，也可以为构建机体的组织提供原料。

　　三大能量营养素经消化转变成可吸收的小分子物质被吸收入血，这些小分子物质一方面经过合成代谢构成机体组成成分，或更新衰老的组织;另一方面经过分解代谢释放出所蕴藏的化学能。这些化学能经过转化便成为生命活动过程中各种能量的来源，机体在物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用则构成了整个能量代谢过程，是生命活动的基本特征之一。

　　“能”(energy)在自然界有多种形式，如太阳能、化学能、机械能、电能，它们之间可以相互转换。为了计量上的方便，国际上制订统一的单位，即焦耳(joule，J)或卡(calorie，cal)。lcal指1000克纯水的温度由15℃上升到16℃所需要的能量称为lkcal。而1焦耳(joule，J)则是指用1牛顿(N)力把lkg物体移动1m所需要的能量。1000J等于1“千焦耳”(kilo joule，kj); 1000kJ等于1“兆焦耳”(mega joule，MJ)。两种能量单位的换算如下：

　　1kcal=4.184kj;1kJ =0.239kcal;

　　1000kcal =4.184MJ;1MJ=239kcal.

　　能量系数：指每克产能营养素在体内氧化所产生的能量值。

　　每克脂肪可以释放9kcal能量，每克蛋白质和碳水化合物都可以产生4kcal能量，每克酒精可以产生7kcal能量(但酒精不是营养素，对身体组织的生长、维持和修复无益)，每克膳食纤维可以产生2kcal能量。

　　1.碳水化合物是人体的主要能量来源。碳水化合物经消化产生的葡萄糖等被吸收后，一部分以糖原的形式贮存在肝脏和肌肉。肌糖原是骨骼肌随时可动用的贮备能源，用来满足骨骼肌的需要。肝糖原也是一种贮备能源，但贮存量不大，主要用于维持血糖水平的相对稳定。脑组织消耗的能量较多，在通常情况下，脑组织消耗的能量均来自碳水化合物的有氧氧化，因而脑组织对缺氧非常敏感。由于脑组织细胞贮存的糖原极少，所以脑功能对血糖水平有很大的依赖性，血糖水平过低可引起抽搐甚至昏迷。

　　(1)碳水化合物分类：根据分子聚合度可分为糖、寡糖和多糖三类(表5-1)。

　　表5-1　碳水化合物分类

　　注：引自FAO/WHO 1998

　　(2)血糖生成指数(glycemic index，GI)：简称血糖指数，指餐后不同食物血糖耐量曲线在基线内面积与标准糖(葡萄糖)耐量面积之比，以百分比表示。

　　主食后2小时血糖曲线下面积

　　GI是用来衡量某种食物或某种膳食组成对血糖浓度影响的一个指标。GI高的食物或膳食，表示进入胃肠后消化快、吸收完全，葡萄糖迅速进入血液，血糖浓度波动大;反之则表示在胃肠内停留时间长，释放缓慢，葡萄糖进入血液后峰值低，下降速度慢，血糖浓度波动小。

　　(3)碳水化合物参考摄入量与食物来源：人体对碳水化合物的需要量，常以占总供能量的百分比来表示。中国营养学会根据目前我国居民膳食碳水化合物的实际摄入量和国际粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)的建议，建议中国居民膳食碳水化合物的参考摄入量为占总能量摄入量的55%~65%(适宜摄入量AI)。对碳水化合物的来源也作出要求，即应包括复合碳水化合物淀粉、不消化的抗性淀粉、非淀粉多糖和低聚糖等碳水化合物;限制纯能量食物如糖的摄人量，以保障人体能量和营养素的需要及改善胃肠道环境和预防龋齿的需要。

　　膳食中淀粉的主要来源是粮谷类和薯类食物。粮谷类食物一般含碳水化合物60%~80%，薯类含量为15%~29%，豆类为40%~60%。单糖和双糖的来源主要是蔗糖、糖果、甜食、糕点、甜味水果、含糖饮料和蜂蜜等。

　　2.脂类在正常情况下，人体所消耗能量的40%~50%来自体内的脂肪，其中包括从食物中摄取的碳水化合物所转化成的脂肪。在短期饥饿情况下，则主要由体内的脂肪供给能量。脂肪也是重要的能源物质，但它不能在人体缺氧条件下供给能量。

　　(1)脂类的组成和分类

　　1)脂肪：指中性脂肪，由一分子甘油和三分子脂肪酸组成，故称三酰甘油或甘油三酯。约占脂类的95%。脂肪大部分分布在皮下、大网膜、肠系膜以及肾周围等脂肪组织中，常以大块脂肪组织形式存在。

　　2)脂肪酸：脂肪酸是构成甘油三酯的基本单位。常见的分类如下：

　　A.按脂肪酸碳链长度可分为：长链脂肪酸(含14碳以上);中链脂肪酸(含8-12碳);短链脂肪酸(含2-6碳)。

　　B.按脂肪酸饱和程度可分为：饱和脂肪酸(SFA)，其碳链中不含双键;单不饱和脂肪酸(MUFA)，其碳链中只含一个不饱和双键;多不饱和脂肪酸(PUFA)，其碳链中含两个或多个双键。

　　C.按脂肪酸空间结构可分为：顺式脂肪酸，其联结到双键两端碳原子上的两个氢原子都在碳链的同侧;反式脂肪酸，其联结到双键两端碳原子上的两个氢原子在碳链的不同侧。

　　天然食品中的油脂，其脂肪酸结构多为顺式脂肪酸。人造黄油是植物油经氢化处理后而制成的，在此过程中，植物油的双键与氧结合变成饱和键，并使其形态由液态变为固态，同时其结构也由顺式变为反式。研究表明，反式脂肪酸可以使血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高，而使高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)降低，因此有增加心血管疾病的危险，所以不主张多食用人造黄油和富含反式脂肪酸的食物。

　　D.按不饱和脂肪酸第一个双键的位置分类：分为n-3系、n-6系、n-7系、n-9系，或ω-

3、ω-

6、ω-

7、ω-9系列脂肪酸。不饱和脂肪酸甲基端的碳原子称为n碳(或∞碳)，如果第一个不饱和键所在n碳原子的序号是3，则为n-3或ω-3系脂肪酸，以此类推。

　　3)类脂：主要有磷脂、糖脂、类固醇等。

　　A.磷脂：是含有磷酸根、脂肪酸、甘油和氮的化合物。体内除甘油三酯外，磷脂是更多的脂类。主要形式有甘油磷脂、卵磷脂、神经鞘磷脂等。甘油磷脂存在于各种组织、血浆，并有小量储存于体脂库中，它是构成细胞膜的物质并与机体的脂肪运输有关。卵磷脂又称为磷脂酰胆碱，存在于血浆中。神经鞘磷脂存在于神经鞘。

　　B.糖脂：是含有碳水化合物、脂肪酸和氨基乙醇的化合物。糖脂包括脑苷酯类和神经苷脂。糖脂也是构成细胞膜所必需的。

　　C.类固醇及固醇：类固醇是含有环戊烷多氢菲的化合物。类固醇中含有自由羟基者视为高分子醇，称为固醇。常见的固醇有动物组织中的胆固醇和植物组织中的谷固醇。

　　类脂在体内的含量较恒定，即使在肥胖患者含量也不增多;反之，在饥饿状态也不减少，故有“固定脂”或“不动脂”之称。

　　(2)脂类的生理功能

　　1)供给能量：脂肪是人体能量的重要来源，每克脂肪在体内氧化可供给能量37.67kJ(9kcal)。脂肪酸是细胞的重要能量来源。

　　2)促进脂溶性维生素吸收：脂肪是脂溶性维生素的溶媒，可促进脂溶性维生素吸收。有些食物脂肪含有脂溶性维生素，如鱼肝油、奶油含有丰富的维生素A和维生素D。

　　3)维持体温、保护脏器：脂肪是热的不良导体，在皮下可阻止体热散失，有助于御寒。在器官周围的脂肪，有缓冲机械冲击的作用，可固定和保护器官。

　　4)增加饱腹感：脂肪在胃内停留时间较长，使人不易感到饥饿。

　　5)提高膳食感官性状：脂肪可使膳食增味添香。

　　6)类脂的主要功能是构成身体组织和一些重要的生理活性物质。

　　(3)必需脂肪酸(EFA)：指机体不能合成，必须从食物中摄取的脂肪酸。人体的必需脂肪酸是亚油酸和α-亚麻酸两种。亚油酸作为其他n-6系列脂肪酸的前体可在体内转变生成t-亚麻酸、花生四烯酸等n-6系的长链多不饱和脂肪酸。α-亚麻酸则作为n-3系脂肪酸的前体，在体内可转变生成二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等n-3系脂肪酸。

　　必需脂肪酸在体内有多种生理功能，主要有：

　　1)构成线粒体和细胞膜的重要组成成分：人体缺乏必需脂肪酸时，细胞对水的通透性增加，毛细血管的脆性和通透性增高，皮肤出现水代谢紊乱，出现湿疹样病变。

　　2)合成前列腺素的前体：前列腺素可抑制甘油三酯水解、促进局部血管扩张、影响神经刺激的传导，作用于肾脏影响水的排泄等。

　　3)参与胆固醇代谢：胆固醇需要和亚油酸形成胆固醇亚油酸酯后，才能在体内转运进行正常代谢。如果必需脂肪酸缺乏，胆固醇则与一些饱和脂肪酸结合，由于不能进行正常转运代谢，而在动脉沉积，形成动脉粥样硬化。

　　4)参与精子的形成：膳食中长期缺乏必需脂肪酸，可出现不孕症，哺乳过程也可发生障碍。

　　5)维护视力：a-亚麻酸的衍生物DHA(二十二碳六烯酸)，是维持视网膜光感受体能所必需的脂肪酸。a-亚麻酸缺乏时，可引起光感受器细胞受损，视力减退。长期缺乏α-亚麻酸时，对调节注意力和认知过程也有不良影响。

　　但是，过多摄入必需脂肪酸，也可使体内氧化物、过氧化物增加，同样对机体产生不利影响。

　　(4)膳食脂肪参考摄入量及脂类食物来源：脂肪的需要量易受饮食习惯、季节和气候的影响，变动范围较大。脂肪在体内供给的能量，也可由碳水化合物来供给。

　　3.蛋白质人体在一般情况下主要是利用碳水化合物和脂肪氧化供能。但在某些特殊情况下，人体所需能源物质供能不足，如长期不能进食或能量消耗过多时，体内的糖原和贮存脂肪已大量消耗之后，将依靠组织蛋白质分解产生氨基酸来获得能量，以维持必要的生理功能。

　　(1)蛋白质的组成：蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。经元素分析，蛋白质组成为：碳(50%~55%)、氢(6.7%~7.3%)、氧(19%~24%)、氮(13%~19%)及硫(0%~4%);有些蛋白质还含有磷、铁、碘、锰及锌等元素。蛋白质是人体氮的唯一来源，碳水化合物和脂肪不能代替。

　　(2)蛋白质的分类：蛋白质的化学结构非常复杂，常按营养价值分类。

　　1)完全蛋白：所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当，不但能维持成人的健康，并能促进儿童生长发育。如乳类中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋类中的卵白蛋白、卵磷蛋白，肉类中的白蛋白、肌蛋白，大豆中的大豆蛋白等。

　　2)半完全蛋白：所含必需氨基酸种类齐全，但有的数量不足，比例不适当，可以维持生命，但不能促进生长发育，如小麦中的麦胶蛋白等。

　　3)不完全蛋白：所含必需氨基酸种类不全，既不能维持生命，也不能促进生长发育，如玉米中的玉米胶蛋白，动物结缔组织和肉皮中的胶质蛋白，豌豆中的豆球蛋白等。

　　(3)氮折算成蛋白质的折算系数：大多数蛋白质的含氮量相当接近，平均约为16%。因此在任何生物样品中，每克氮相当于6.25g蛋白质(即100÷16)，其折算系数为6.25。只要测定食物样品中的含氮量，就可以算出其中蛋白质的大致含量：样品中蛋白质的百分含量(g%)=每克样品中含氮量(g)×6.25×l00%

　　(4)氨基酸：是组成蛋白质的基本单位，是分子中具有氨基和羧基的一类化合物，具有共同的基本结构。是羧酸分子的α碳原子上的氢被一个氨基取代的化合物，故又称α-氨基酸。

　　1)氨基酸的分类和命名：组成蛋白质的氨基酸有20多种，但绝大多数的蛋白质只由20种氨基酸组成。在营养学上分为必需氨基酸、非必需氨基酸和条件必需氨基酸。必需氨基酸是指不能在体内合成或合成速度不够快，必须由食物供给的氨基酸;非必需氨基酸并非体内不需要，只是可在体内合成，食物中缺少了也无妨。半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，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，常将蛋氨酸和半胱氦酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。

　　已知人体的必需氨基酸有九种，见表5-2。

　　表5-2　人体的必需氨基酸

　　2)限制氨基酸：食物蛋白质的必需氨基酸组成与参考蛋白质相比较，缺乏较多的氨基酸称限制氨基酸，缺乏更多的一种称第一限制氨基酸。由于该种氨基酸缺乏或不足，限制或影响了其他氨基酸的利用，从而降低了食物蛋白质的营养价值。食物蛋白质氨基酸组成与人体必需氨基酸需要量模式接近的食物，在体内的利用率就高，反之则低。例如，动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸组成与人体必需氨基酸需要量模式较接近，所含的必需氨基酸在体内的利用率较高，故称为优质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质的氨基酸组成与人体蛋白质氨基酸模式更为接近，在比较食物蛋白质营养价值时常作为参考蛋白质。植物蛋白质中，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸含量相对较低，所以营养价值也相对较低。

　　3)蛋白质的消化、吸收和代谢：蛋白质未经消化不易吸收。一般食物蛋白质水解成氨基酸及小肽后方能被吸收。由于唾液中不含水解蛋白质的酶，所以食物蛋白质的消化从胃开始，但主要在小肠。胃内消化蛋白质的酶是胃蛋白酶。胃蛋白酶更适宜作用的pH为1.5~2.5。胃蛋白酶对乳中的酪蛋白有凝乳作用，这对婴儿较为重要，因为乳液凝成乳块后在胃中停留时间延长，有利于充分消化。

　　氮平衡(nitrogen balance)是指氮的摄入量和排出量的关系。氮平衡常用于蛋白质代谢、机体蛋白质营养状况评价和蛋白质需要量研究。氮的摄入量和排出量的关系可用下式表示：

　　B=I-(U+F+S)式中，B：氮平衡;I：摄入氮;排出氮(U:尿氮;F：粪氮;S：皮肤氮)。

　　当摄入氮和排出氮相等时为零氮平衡，健康成年人应维持零氮平衡并富余5%。如摄人氮多于排出氮则为正平衡，儿童处于生长发育期、妇女怀孕、疾病恢复时，以及运动、劳动等需要增加肌肉时均应保证适当的正氮平衡，以满足机体对蛋白质的需要。摄入氮少于排出氮则为负氮平衡，人在饥饿、疾病及老年时，一般处于负氮平衡，但应尽量避免。

　　4)蛋白质的生理功能：①构成身体组织;②调节生理功能;③供给能量。

　　5)蛋白质的互补作用：两种或两种以上食物蛋白质混合食用，其中所含有的必需氨基酸取长补短，相互补充，达到较好的比例，从而提高蛋白质利用率的作用，称为蛋白质互补作用。例如，玉米、小米单独食用时，赖氨酸含量较低，蛋氨酸相对较高;而大豆中的蛋白质恰恰相反，玉米、小米和大豆混合食用时赖氨酸和蛋氨酸两者可相互补充;若在植物性食物的基础上再添加少量动物性食物，二者蛋白质的生物价还会提高。

　　蛋白质互补作用应遵循的原则：为充分发挥食物蛋白质的互补作用，在调配膳食时，应遵循三个原则：

　　A.食物的生物学种属愈远愈好，如动物性和植物性食物之间的混合比单纯植物性食物之间的混合要好。

　　B.搭配的种类愈多愈好。

　　C.食用时间愈近愈好，同时食用更好。

　　6)蛋白质推荐摄人量及食物来源：理论上成人每天摄人30g蛋白质即可满足零氮平衡，但从安全性和消化吸收等因素考虑，成人按0.8g/(kg.d)摄入蛋白质为宜。按能量计算，蛋白质摄入量应占总能量的10%~15%，儿童青少年为12%~14%。但中国营养学会提出的成年男子、轻体力劳动者蛋白质推荐摄人量为75g/d，成年女子、轻体力劳动者蛋白质推荐摄入量为65g/d。

　　蛋白质的食物来源可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。植物性蛋白质中，主食谷类含蛋白质10%左右，蛋白质含量虽不算高，但仍然是膳食蛋白质的主要来源。豆类含有丰富的蛋白质，特别是大豆含蛋白质高达36%~40%，氨基酸组成也比较合理，在体内的利用率较高，是植物蛋白质中非常好的蛋白质来源蛋类含蛋白质11%~14%，是优质蛋白质的重要来源。奶类(牛奶)一般含蛋白质3.0%~3.5%，是婴幼儿除母乳外蛋白质的更佳来源。肉类包括禽、畜和鱼的肌肉。新鲜肌肉含蛋白质15%~22%，肌肉蛋白质营养价值优于植物蛋白质，是入体蛋白质的重要来源。

　　为改善膳食蛋白质质量，在膳食中应保证有一定数量的优质蛋白质。一般要求动物性蛋白质和大豆蛋白质应占膳食蛋白质总量的30%-50%。

　　三、微量营养素

　　维生素和矿物质因需要量较少，在膳食中所占比重也小，称为微量营养素。

　　1.维生素是维持身体健康所必需的一类有机化合物。这类物质在体内既不是构成身体组织的原料，也不是能量的来源，而是一类调节物质，在物质代谢中起重要作用。

　　这类物质由于体内不能合成或合成量不足，所以虽然需要量很少(每日仅以mg或ug计算)，但必须经常由食物供给。

　　维生素的种类很多，化学结构差异极大，通常按溶解性质将其分为脂溶性和水溶性两大类：

　　(1)脂溶性维生素：主要有维生素A(视黄醇)、维生素D(钙化醇，抗佝偻病维生素)、维生素E(生育酚，抗不育维生素)、维生素K(凝血维生素)。

　　(2)水溶性维生素：主要有B族维生素和维生素C。B族中主要有维生素B1(硫胺素、抗脚气病维生素)、维生素B2(核黄素)、维生素PP(尼克酸或烟酸、抗癞皮病维生素)、维生素B6(吡哆醇、抗皮炎维生素)、泛酸(遍多酸)、生物素、叶酸、维生素B12(钴胺素、抗恶性贫血维生素)。

　　2.矿物质人体内的元素除碳、氢、氧、氮以有机的形式存在外，其余的统称为矿物质。矿物质又分常量元素和微量元素。在人体内含量较多，需要量较大的为常量元素，有钙、镁、钠、钾、磷、氯、硫七种。微量元素在人体内含量很少，包括铁、碘、锌、硒、铜、锰、铬、钴，共8种。此外，氟属于可能必需的微量元素。还有一些极微量元素，近期发现在人体可能也有重要的功能作用。