营养学基础（1） 华西公共卫生学院 吕晓华 luxiaohua@scu.edu.cn

1. 膳食（diet） 人们的日常饮食，由多种食物组成的。

2. 营养 （nutrition） 生物从外界摄入食物，以满足自身生理功能和从事各种活动需要的必要生物学过程。

3. 营养素（nutrient） 食物中所含的维持人体生理功能和生命活动必需的各种营养成分。

脂类 水 维生素 矿物质 碳水化合物 蛋白质

营养素的主要功能 ③调节代谢 ②构建和 修复组织 ①提供能量

宏量营养素（macronutrient） 蛋白质、脂肪、碳水化合物 微量营养素（micronutrient） 维生素、矿物质 产能营养素 碳水化合物、脂肪和蛋白质

一、蛋白质 protein

（一）生理功能

（二）氨基酸和必需氨基酸

1. 必需氨基酸（essential amino acid, EAA） 人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中获得的一类氨基酸称为必需氨基酸。这类氨基酸共有9种：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。其中组氨酸是婴儿的必需氨基酸。

2. 条件必需氨基酸（conditionally essential amino acid）或半必需氨基酸（semiessential amino acid） 半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，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％。所以半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸。

3. 限制氨基酸（limiting amino acid ） 当食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低或缺乏，限制了食物蛋白质中的其它必需氨基酸被机体利用的程度，使其营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸称为限制氨基酸，含量最低的称为第一限制氨基酸。

4. 蛋白质互补作用（complementary action ） 多种食物蛋白混合食用, 它们之间相互补充其必需氨基酸不足以提高整个膳食蛋白质营养价值的作用叫蛋白质互补作用。

（四）食物蛋白质的营养价值评价

蛋白质的含量 蛋白质的消化率 蛋白质的利用率

优质蛋白质和参考蛋白质 动物蛋白质 优质蛋白质 大豆蛋白质

（五）人体蛋白质营养状况评价

1. 人体蛋白质营养状况评价 身高、体重、发育 临床检查 上臂围 方 法 上臂肌围、上臂肌区 实验室检查

上臂围

2. 蛋白质不足与过剩

水肿型营养不良 干瘦型营养不良

（五）参考摄入量及来源

1. 蛋白质的推荐摄入量

2. 蛋白质的食物来源

二、脂类

（一）脂类的分类及功能 脂肪 fats 磷脂 糖脂 固醇及类固醇 鞘磷脂 脂蛋白 脂类 （lipids） 类脂 lipids

脂肪的生理功能

磷脂的生理功能（除供能外） 细胞膜和亚细胞器膜的重要成分 促进细胞内外物质交流 有利于脂肪的吸收、转运和代谢

胆固醇的生理功能 所有体细胞，特别是神经组织的组成成分 胆酸、7-脱氢胆固醇、维生素D2、性激素、黄体酮、前列腺素、肾上腺皮质激素等重要生理活性物质和激素的前体物 研究发现血胆固醇水平过低与癌症发病率增加有关

5. 脂蛋白

脂蛋白的大小 密度 (g/ml） 直径 (nm) 0.95 1.006 1.02 1.10 1.15 1.20 5 10 20 40 60 乳糜微粒 CM 乳糜 微粒 0.95 极低密度脂蛋白 VLDL 1.006 IDL 1.02 CM残粒 低密度脂蛋白 LDL Lp(a) 1.10 HDL2 1.15 高密度脂蛋白 直径 (nm) HDL3 1.20 5 10 20 40 60 80 500

脂蛋白的生理功能 CM LDL VLDL HDL 将食物中的TG从小肠转运到肝脏 转运胆固醇到肝外组织细胞 转运内源性TG到脂肪及肌肉组织 将胆固醇从周围组织转运到肝脏

（二）脂肪酸和必需脂肪酸

1. 脂肪酸（fatty acid）

长链脂肪酸 按碳链长短分 中链脂肪酸 分类 短链脂肪酸 饱和脂肪酸 按饱和度分 按双键数目分 不饱和脂肪酸 按空间结构分

饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸

反式脂肪酸

3. 必需脂肪酸（essential fatty acid，EFA） 是指人体不可缺少而自身又不能合成，必须通过食物供给的多不饱和脂肪酸。n-6系列中的亚油酸和n-3系列中的α-亚麻酸是人体必需的两种脂肪酸。

必需脂肪酸的功能 磷脂的重要组成成分 是合成体内某些重要物质的原料 与胆固醇代谢有关 促进发育，保护皮肤

3. n-3脂肪酸EPA和DHA

（三）膳食脂肪营养价值评价 脂肪的消化率 必需脂肪酸含量 脂溶性维生素含量 脂类的稳定性

（四）人体脂肪含量评价 体重 皮褶厚度

（五）参考摄入量和来源

1. 脂肪的参考摄入量

表2 中国居民膳食脂肪适宜摄入量（AI） （脂肪能量占总能量的百分比） 年龄/岁 脂肪 SFA MUFA PUFA (n-6):(n-3) 胆固醇 0～ 45-55 4:1 0.5～ 35-40 2～ 30-35 (4-6):1 7～ 25-30 13～ <10 8 10 18～ 20-30 <300mg 60～ 8-10

2. 脂类的食物来源

表3 食物胆固醇含量（ mg / 100g ） 食物 胆固醇 鸡蛋黄1个 266 肥牛肉 99 鱼 80 鸭蛋黄1个 619 排骨 105 牛奶 13 蛋白 瘦肉 77 鸡油 74 猪脑 2530 羊肉（瘦） 70 猪油 56 牛脑 2054 羊肉（肥） 138 植物油 猪腰 480 牛肉 65 水果 牛腰 387 鲜鱿鱼 248 蔬菜 猪肝 328 龙虾 85 硬果类 羊肝 323 虾 154

三、碳水化合物

（一）碳水化合物的分类 单糖（monosaccharide） 双糖（disaccharide） 寡糖（oligosaccharide） 多糖（polysaccharide） 碳水化合物 （carbohydrate）

1. 单 糖 葡萄糖（glucose） 果糖（frucose） 半乳糖（galactose） 其它单糖 如糖醇类

2. 双 糖 蔗糖（sucrose） 麦芽糖（maltose） 乳糖（lactose） 海藻糖（trehalose）

3. 寡 糖 棉子糖（raffinose） 水苏糖（stachyose）

4. 多 糖 淀粉（starch） 按人体可吸收利用的程度 可吸收利用多糖 糊精（dextrins） 糖原（glycogen） 4. 多 糖 淀粉（starch） 按人体可吸收利用的程度 可吸收利用多糖 糊精（dextrins） 糖原（glycogen） 不可吸收利用多糖 膳食纤维

膳食纤维（dietary fiber） 是指食物中不能被消化利用的纤维性物质。主要来自植物性食物，多数是植物的支撑物和细胞壁。

纤维素 半纤维素 不溶性纤维 根据水溶性分类 木质素 果胶 可溶性纤维 树胶 一部分半纤维素

（二）生理功能

膳食纤维的生理功能 减少便秘，预防大肠疾病 预防癌症 预防心血管疾病和胆石症 防治糖尿病 防治肥胖

（三）血糖指数 （ glycemic index, GI ）

1. 定义 含50g碳水化合物的食品引起的血糖反应曲线下的面积与含等量的碳水化合物的标准食品血糖反应之比。以百分含量表示。以葡萄糖或白面包为标准。

2.分类 低GI食物 GI<55 中GI食物 55<GI<75 高GI食物 GI>75

（三）参考摄入量和来源

1. 碳水化合物的供给量 一般认为每日膳食总能量来源应有55％~65％来自碳水化合物较为适宜。

2. 碳水化合物的食物来源 主要来源 主要来源：粮谷类及制品 块根（茎）类蔬菜：土豆、红薯、芋头等 杂豆类及制品：红豆、绿豆、豌豆、蚕豆 2. 碳水化合物的食物来源 主要来源：粮谷类及制品 主要来源 块根（茎）类蔬菜：土豆、红薯、芋头等 杂豆类及制品：红豆、绿豆、豌豆、蚕豆 水果及制品 纯糖类及其制品：蜂蜜、糖果、白糖等

四、能 量

（一）能量单位和能量系数

1. 能量单位 常用单位：卡（calorie, cal），千卡（kilogram calorie, kcal） 1. 能量单位 常用单位：卡（calorie, cal），千卡（kilogram calorie, kcal） 国际制单位：焦耳（Joule, J），千焦（kJ）。 焦耳与千卡换算公式如下： 1kcal=4.184kJ 1kJ=0.239kcal

2. 能量系数或产热系数 定义：每g碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的能量值 。 碳水化合物 4.1×98％＝4kcal 2. 能量系数或产热系数 定义：每g碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的能量值 。 碳水化合物 4.1×98％＝4kcal 脂肪 9.45×95％＝9kcal 蛋白质 （5.65-1.3）×92％＝4kcal

3. 三大产能营养素的功能特点

表4 产能营养素的功能特点(单位：kJ/g(kcal/g)) 碳水化合物 脂类 蛋白质 在供能中的地位 最主要的能源 能量值最高的能源 无足够碳水化物和脂肪或摄入过量时才氧化供能 体外燃烧 17.15（4.1） 39.45（9.45） 23.64（5.65） 消化率（％） 98 95 92 体内氧化 16.81（4.0） 37.48（9.0） 16.74（4.0） 供能速度 快 慢 代谢产物 CO2和H2O CO2和H2O，碳水化合物不足时产生酮体 尿素、肌酐等 食物特殊动力作用 ％ 5~6 4~5 30

（二）人体的能量消耗 基础代谢 体力活动 食物热效应（食物特殊动力作用） 生长发育

1. 基础代谢（basal metabolism, BM） 定义： 基础代谢是维持生命的最低能量消耗。即人体在清醒、静卧、空腹（进食后12~14h）、思想放松、室温适宜（18℃~25℃）时维持呼吸、心跳、体温、循环、腺体分泌、肌肉的一定紧张度等生理过程所消耗的能量。

基础代谢率（basal metabolic rate, BMR） 定义：指单位时间内人体每平方米体表面积所消耗的基础代谢能量，常用来表示基础代谢的水平。单位为kJ/(m2·h)，或kcal/(m2·h)。 人体一日基础代谢的能量消耗（basic energy expenditure, BEE）=BMR×24h×体表面积。

影响人体基础代谢的因素 体型和瘦体质（lean body mass） 内分泌和应激状态 年龄 性别 营养与机能状态 环境因素 其它，如咖啡因、尼古丁

体力活动所消耗的能量约占人体总能量消耗的15%~30%。是人体能量消耗变化最大，也是人体控制能量消耗、保持能量平衡、维持健康最重要的部分。 2. 体力活动 体力活动所消耗的能量约占人体总能量消耗的15%~30%。是人体能量消耗变化最大，也是人体控制能量消耗、保持能量平衡、维持健康最重要的部分。

体力活动耗能与以下因素有关： 肌肉越发达者，活动时消耗能量越多； 体重越重者，做相同运动所消耗能量越多； 活动时间越长、强度越大，消耗能量越多； 劳动熟练程度越高，消耗能量越少。

3. 食物热效应 人体在摄食过程中，由于要对食物中营养素进行消化，吸收、代谢转化等，需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热能，这种因摄食而引起的能量的额外消耗称食物热效应（thermic effect of food，TEF）。

4. 生长发育 婴幼儿、儿童、青少年 孕妇 乳母 疾病恢复期的病人

（三）参考摄入量和来源

1. 能量的参考摄入量

2. 能量营养状况的评价 BEE 量 Carbohydrate Lipids protein Activity Exercise 质

能量平衡的判定—— 体重 正常体重为标准体重±10% 体重超过标准体重的10%表示超重 体重超过标准体重的20%表示肥胖

能量平衡的判定——体质指数（body mass index， BMI ）

表6 BMI成人肥胖程度评价标准 分类 WHO标准 亚洲人标准 中国人标准 体重过低 <18.5 正常范围 18.5~24.9 18.5~22.9 18.5~23.9 超重 ≥25 ≥23 24~27.9 肥胖前期 25~29.9 23~24.9 ≥28 Ⅰ度肥胖 30~34.9 Ⅱ度肥胖 35~39.9 ≥30 Ⅲ度肥胖 ≥40

2）质 蛋白质 10％~15% 脂肪 20％~30% 碳水化合物 55％~65%

五、水

（一）生理意义 构成身体组织 物质运输的载体 调节体温 润滑作用

（二）水的需要量

代谢水 U B 饮料水 F 食物水 S 2500 ml 2500 ml 水平衡

（三）水的种类 普通饮用水 蒸馏水 矿泉水 纯净水

（四）科学饮水 定时饮水 水温不宜过热或过冷 餐前餐后不宜大量饮水 饮水卫生