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　　四、氨基酸与氨基酸模式

　　(1)氨基酸

　　氨基酸是构成蛋白质的基本单位，人体蛋白质是由20种α氨基酸构成的。

　　① 必需氨基酸

　　在构成人体的20种氨基酸中，有9种人体不能合成或合成速度不能满足需要，必须由食物供给，这些氨基酸称为必需氨基酸。亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸(本组来晾一晾苏丹色鞋)。

　　② 半必需氨基酸(条件氨基酸)

　　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来。

　　如食物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%。

　　在计算食物必需含量和组成时，常将蛋氨酸和胱氨酸(含硫氨基酸)、苯丙氨酸和酪氨酸(芳香族氨基酸)合并计算。

　　(2)氨基酸模式

　　蛋白质中各种必需氨基酸的相互比例，即氨基酸构成比或相互比值叫做氨基酸模式，是将该蛋白质中的色氨酸含量假定为1，再分别计算其它必需氨基酸与色氨酸的相应比值而得到的。

　　(3)限制氨基酸

　　①食物蛋白质的氨基酸模式和人体越接近，则其必需氨基酸的利用率越高。

　　②反之，食物蛋白质中某一种或几种必需氨基酸缺乏或不足时，会导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用，使合成组织蛋白质受到限制。

　　③这一种或者几种含量相对较低的必需氨基酸被称为限制氨基酸，按照含量可称为第一、第二、第三限制氨基酸，一般只列1-3种限制氨基酸，例如：大米、面粉中赖氨酸是第一限制氨基酸，大豆中蛋氨酸是第一限制氨基酸。

　　(4)参考蛋白质

　　①用于评价其它食物蛋白质营养价值的标准食物蛋白质。

　　②鸡蛋和人乳蛋白质的氨基酸模式与人体最接近，通常将这两种蛋白质作为参考蛋白质。

　　③在动物实验中，则常采用酪蛋白作为参考蛋白质。

　　五、食物蛋白质营养价值评价

　　(1)蛋白质含量

　　① 蛋白质数量≠质量，但如没有一定数量，再好的蛋白质其营养价值也有限，因此，蛋白质含量是营养价值的基础。

　　② 蛋白质是一种含氮化合物，一般以微量凯氏定氮法测定蛋白质中氮的含量，已知多数蛋白质的含氮量约为16%，通过下面的公式可折算出蛋白质含量：

　　食物粗蛋白含量=食物含氮量×6.25

　　(2)蛋白质消化率

　　① 食物蛋白质在消化道内被分解、吸收程度：

　　② 真消化率和表观消化率(不计算粪代谢氮);

　　③ 真消化率>表观消化率;

　　④ 在实际应用中往往用表观消化率，以简化实验，提高安全性;

　　⑤ 食物中的膳食纤维和抗胰蛋白酶因子可降低蛋白质消化率。

　　(3)氨基酸评分(AAS)

　　① AAS因其简便易行而被广泛采用

　　② 用途：初步估计蛋白质营养价值，发现限制氨基酸，评价混合膳食或强化食品的营养价值。

　　③ 一种食物蛋白质的氨基酸评分即其中第一限制氨基酸的评分值。

　　(4)蛋白质利用率

　　1)蛋白质生物学价值(BV)：蛋白质吸收后，被机体储留的程度;BV值越高，利用率也越高。

　　尿内源氮：为机体不摄入蛋白质时尿中所含的氮，主要来源于组织分解。

　　2)蛋白质净利用率(NPU)：蛋白质实际被利用的程度，比BV更加全面。

　　3)蛋白质功效比值(PER)：表示蛋白质利用程度，指处于生长发育期的幼小动物每摄入1g蛋白质所增加的体重g数。常用于婴幼儿食品的评价。

　　(5)人体蛋白质营养状况评价
 

　　评价蛋白质营养状况的指标主要有以下几种：

　　1)血清蛋白质：血清蛋白质常用于评估人体营养水平。

　　2)血清氨基酸比值(SAAR)：在蛋白质营养不良时，可能由于适应性代谢的结果，血清游离氨基酸的模式发生变化。蛋白质营养不良的儿童，空腹血亮氨酸、异亮氨酸等必须氨基酸和酪氨酸、精氨酸等非必需氨基酸正常或增高。

　　评价标准：SAAR<2为正常，>3蛋白质营养不良。

　　(6)膳食蛋白质参考摄入量

　　蛋白质参考摄入量常以占膳食总能量的百分比来表示。

　　① 成人10～12%轻体力活动成年男性75g/d，轻体力活动成年女性65g/d。

　　② 儿童、青少年12～14%。

　　第二节　脂类(Lipids)

　　脂类是人体组织的重要组成成分，在维持细胞结构、供能中起重要作用，正常人脂肪含量为10～20%，主要存在于脂肪组织内，称为储存脂肪，其中甘油三酯高达99%。

　　一、膳食脂肪的营养学意义

　　1.提供机体所需的能量(贮存和提供能量)

　　脂肪是人体重要的能量来源，也是能量储存的主要形式，脂肪的净能量系数为9.0kcal/g，是食物中能量密度最高的营养素。

　　即：1g脂肪可产生9.0kcal(37.6kJ)能量。

　　2.延迟胃排空，增加饱腹感。

　　3.改善食物感官性状，促进食欲和营养素吸收。

　　4.提供脂溶性维生素。

　　5.维持体温与保护脏器。

　　6.节约蛋白质作用。

　　7.机体重要的构成成分。

　　二、脂肪酸的分类及必需脂肪酸

　　1.脂肪酸的分类

　　(1)根据饱和程度分类

　　(2)按脂肪酸碳链长度分类：长链脂肪酸(14～24碳);中链脂肪酸(8～12碳);短链脂肪酸(6碳以下)。

　　(3)按脂肪酸的空间结构分类：顺式脂肪酸和反式脂肪酸。

　　(4)按双键位置分类

　　2.必需脂肪酸(essential fatty acid，EFA)与不饱和脂肪酸

　　机体生理需要，自身不能合成，必须由食物供给的脂肪酸，包括：n-6系列 —— 亚油酸和α-亚麻酸。

　　(1)必需脂肪酸的生理功能

　　① 是组织细胞的重要组成成分，参与线粒体及细胞膜磷脂的合成。EFA缺乏将导致线粒体肿胀，细胞膜结构、功能改变，膜透性、脆性增加→磷屑样皮炎、湿疹等。

　　② 与脂质代谢密切相关，体内约70%的胆固醇与脂肪酸酯化成酯。EFA缺乏时，胆固醇转运障碍，在体内沉积导致疾病。

　　③ 必需脂肪酸中的亚油酸是前列腺素合成的前体，EFA缺乏将导致前列腺素合成能力减退。

　　④ 动物精子的形成与EFA有关，长期缺乏EFA可导致不孕症。

　　⑤ EFA对X-射线引起的皮肤损伤有保护作用。

　　⑥参与生物合成类二十烷酸物质

　　(2)长链多不饱和脂肪酸：指链长在14～26个碳原子之间，含有多个顺式不饱和双键的脂肪酸。包括花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。

　　n-6多不饱和脂肪酸：亚油酸和花生四烯酸是n-6多不饱和脂肪酸中重要的脂肪酸，对于哺乳动物是必需的。这类脂肪酸完全来自植物，主要为植物油。

　　(3)n-3多不饱和脂肪酸，亚麻酸是n-3脂肪酸的母体。

　　(4)中、短链脂肪酸：中链脂肪酸的碳原子在8～12个之间。

　　短链脂肪酸的碳原子在6个以下。短链脂肪酸主要包括乙酸、丙酸、丁酸等。生理功能：提供能量;促进细胞膜脂类物质合成;可能预防和治疗溃疡性结肠炎;可预防结肠肿瘤;抑制内源性胆固醇合成。

　　3.必需脂肪酸的需要和食物来源：成人占每日总能量的1%～2%，婴幼儿3%，植物油是最好的食物来源，如豆油、亚麻子油等

　　三、膳食脂肪的营养价值评价

　　(1)脂肪的消化率

　　不饱和键越多、链越短，熔点越低，越容易消化，一般植物油比动物油容易消化。

　　(2)必需脂肪酸含量，植物油中亚油酸含量高于动物油。

　　(3)脂溶性维生素含量。

　　动物油几乎不含维生素，但肝脏脂肪中富含维生素A、D;植物油富含维生素E(麦胚油)。

　　(4)脂肪酸的比例

　　(5)特殊生理功能脂肪酸含量：如鱼油中含有丰富的DHA和EPA，具有重要的营养价值。

　　四、脂肪的适宜摄入量

　　占每日总能量摄入的20%～30%，必需脂肪酸的摄入量，一般认为应不少于总能量的3%;而n-6系列和n-3系列脂肪酸的推荐摄入量，大多数学者建议n-3脂肪酸与n-6脂肪酸的摄入比例为1:4～6较适宜。

　　第三节 碳水化合物(Carbohydrate，CHO)

　　一、碳水化合物的分类

　　CHO也称为糖类，由碳、氢、氧三种元素构成，营养学上一般将其分为四类。

　　食物来源：谷类、薯类、根茎类等食物是膳食碳水化合物的良好来源。

　　二、碳水化合物的营养学意义

　　(1)贮存与提供能量

　　是人类最主要、最经济的膳食能量来源，占总能量的60～70%，是中枢神经系统唯一的能量来源。

　　(2)构成机体组织的重要成分。

　　粘蛋白→结缔组织;糖脂→神经组织;核糖→DNA、RNA。

　　(3)节约蛋白质作用

　　CHO充足→可预防蛋白质通过糖异生作用浪费。

　　(4)解毒作用

　　肝脏中的葡萄糖醛酸具有结合细菌毒素、酒精、砷的作用。

　　(5)抗生酮作用

　　(6)改善食物的感官性状

　　第三节、膳食纤维

　　(1)定义

　　①植物性食物中不能被人体消化酶水解、消化吸收的多糖成分。

　　②分为可溶性纤维和不可溶性纤维。

　　③纤维素、半纤维素、果胶、树胶、木质素。

　　(2)来源：谷类、薯类、根茎类、蔬菜和水果。

　　(3)生理作用：

　　① 促进肠蠕动，预防便秘(增强肠道功能、有利粪便排出)。

　　② 改善肠道菌群，促进消化吸收。

　　③ 调节血糖、血脂，尤其是可溶性纤维。

　　④ 预防心脑血管疾病、糖尿病、癌症。

　　⑤控制体重和减肥

　　⑥不利作用：可能降低一些营养素(钙、铁、锌)的吸收;摄入过多降低蛋白质等利用率;水分供给不足时过多摄入可造成便秘。

　　第四节 能量

　　一、能量单位及换算

　　(1)国际通用单位：焦耳(joule, J)、千焦耳(kJ)、兆焦耳(MJ)

　　(2)常用单位：卡(calorie, cal)、千卡(kcal)

　　(3)能量单位的定义

　　① 1 kcal 能量是指1000g纯水的温度由15℃上升到16 ℃所需要的能量。

　　② 1 J 能量是指用1牛顿的力把1000g物体移动1m所需要的能量(或所作的功)，因此焦耳又称为牛顿米。

　　1 cal=4.184J　　1 kcal=4.184 kJ

　　1 J=0.239cal　　1 kJ=0.239 kcal

　　1 千焦耳(kJ)=1,000焦耳

　　1 兆焦耳(MJ)=1,000千焦耳=1,000,000焦耳

　　1 千卡(kcal)=1,000卡(cal)

　　二、能量系数

　　(1)定义

　　每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的能量值。

　　①碳水化合物和脂肪的能量系数。

　　在体内可以完全氧化，其能量系数分别为4.0kcal(16.7kJ)/g和9.0kcal(37.6kJ)/g。

　　②蛋白质的能量系数

　　在体内不能完全氧化，其代谢产物(尿素、尿酸、肌酐等)中仍含有1.3kcal的能量。

　　蛋白质的能量系数为4.0kcal(16.7kJ)/g。

　　三、宏量营养素的适宜供能比

　　(1)碳水化合物：55～65%。

　　(2)脂肪 ：20～30%。

　　(3)蛋白质：10～15%。

　　四、影响人体能量消耗的因素

　　(1)基础代谢(basal metabolism，BM)

　　(2)基础代谢的影响因素

　　① 体表面积与体型：瘦高者>矮胖者。

　　② 年龄：老年人<成年人<儿童。

　　③ 性别：女性<男性　孕妇↑。

　　④ 激素：甲状腺素↑→BM↑。

　　⑤环境：炎热→BM↑;严寒→BM↑。

　　(3)食物特殊动力学作用 (specific dynamic action，SDA)

　　① 因摄食(摄取、消化、吸收、代谢、转化等)过程引起的额外能量消耗。

　　② 不同食物成分的SDA不同：CHO为本身产生能量的5～6%，Fat为4～5%，Pro为30%～40%。

　　③ 成人摄入一般混合膳食时，SDA相当于BM的10%，约600kJ(150kcal)。

　　(4)各种体力活动消耗能量

　　① 约占总热能消耗的15～30%，变化最大。

　　② 是控制能量平衡的重要部分。

　　③ 与活动种类、性质、持续时间和熟练程度有关。

　　(5)生长发育消耗能量：婴幼儿、儿童、青少年。

　　五、人体一日能量需要量的确定

　　能量需要量是维持人体正常生理功能所需要的能量，长期低于或高于这个数量都将会对机体产生不利的影响。确定能量需要量的常用方法有：

　　1.计算法

　　(1)能量消耗的计算：WHO将基础代谢消耗(按每人每天计算的数值)和体力活动水平(PAL)的乘积作为估算成年人能量需要量。

　　(2)膳食调查：健康者在食物供应充足、体重不发生明显变化时，其能量摄入量基本上可反映出能量需要量。结合调查对象的营养状况，间接估算出人群的能量需要量。

　　2.测量法：直接测热法与间接测热法

　　(1)直接测热法：在直接测热装置中，通过收集机体在一定时间内散发出的所有能量求得能量消耗量，进而求出机体的能量需要。

　　(2)间接测热法：在营养素氧化供能的反应中，一定时间内人体中氧化分解的产能营养素量与其相应的耗氧量、产生的CO 2以及释放的能量之间呈一定的比例关系。因此，通过计算相应的呼吸商(RQ)，RQ=CO2产量(mol)/耗氧量(mol)，就可得到产能营养素在体内氧化量。

　　3.生活观察记录法：对受试者进行24小时专人跟踪观察，详细记录受试者生活和工作中各种活动及其时间，然后查日常活动能量消耗表，根据受试者体表面积，计算出24小时的能量消耗。

　　4.能量平衡法：在普通劳动和生活条件下，健康成年人摄食量与能量需要相适宜，即能量消耗量(MJ)=能量摄入量(MJ)，体重保持相对稳定，为能量平衡。

　　可按下列公式计算日能量消耗：

　　(1)体重增加：能量消耗量(MJ)=能量摄入量(MJ)-平均体重增加量(Kg)×29MJ/调查天数(d)。

　　(2)体重减少：能量消耗量(MJ)=能量摄入量(MJ)+平均体重减少量(Kg)×29MJ/调查天数(d)。