人体对能量和营养素的需要ppt课件

第二章人体对能量和营养素的需要 1 2 1 1能量单位 过去 人们对人体摄食和消耗的能量 通常都以热量单位即卡 Calorie 或Kcal表示 1卡 相当于1克水 温度升高1 所需的热量 营养学上 通常以它的1000倍 即Kcal为常用单位 2 1能量与能量需要量 2 2 1 1能量单位 在1950年以前 国际上一直是以 卡 为热的单位 到了1950年 J 正式列为公制的热量单位 1969年 在布拉格召开的第七次国际营养学会议上推荐采用焦耳 J 代替卡 2 1能量与能量需要量 3 2 1 1能量单位 1J相当于用1N的力将1kg的物体移动1m所需的能量 1000J 1KJ 1000KJ 1MJ或1大焦耳 J 与 Cal 换算关系 1Kcal 4 184KJ 1KJ 0 239Kcal近似计算 1Kcal 4 2KJ 1KJ 0 24Kcal 粗略计算时 可以采用 4 或 4表示 4 2 1 2人体的能量需要 人体能量需要 是指个体在健康状态下 与所从事的体力活动相适应时 由食物摄取的 并与所消耗相平衡的能量 若摄食量高于或者低于这种需要 则贮能即有所改变 如耗能不变 当摄取量 需要量时 多余能量以脂肪的形式贮存 若摄取量 需要量时 则体内脂肪将被分解 5 2 1 2人体的能量需要 但若这种不平衡时间太长 或不平衡程度太大 则体重和身体组成成分的变化对身体的机能和健康会带来危害 所以减肥主要靠适当节食及增加能量消耗 人体的能量需要主要用于以下三方面 基础代谢 从事各种活动和劳动 对食物的代谢反应 总的能量需要量 基础代谢能量 劳动能量需要量 食物特殊动力作用的能量 6 2 1 2人体的能量需要 FAO提出一个粗略计算人体每日能量需要的公式 男子 体重 kg 192 每日能量需要量 KJ 女子 体重 kg 167 每日能量需要量 KJ 7 2 1 2人体的能量需要2 1 2 1基础代谢 基础代谢 维持生命最基本活动所必需的能量需要 即 机体处于清醒 空腹 进餐后12 16小时 静卧状态 环境温度18 25 时所需能量的消耗 这包括 维持肌肉的紧张状态和体温 血液循环 呼吸活动 以及与生长有关的腺体分泌和细胞代谢活动等 基础代谢率 在上述条件下 测定的基础代谢速率称基础代谢率 BMR basalmatebolicrate 指单位时间内 人体所消耗的基础代谢能量 8 2 1 2人体的能量需要2 1 2 1基础代谢 1981年 FAO WHO UNU专家会议 成年男子的基础代谢 按体重计 则每千克体重每小时平均耗能1Kcal 女性的基础代谢比男性低约5 可能 女性肌肉不发达 脂肪组织相对较多 9 2 1 2人体的能量需要2 1 2 1基础代谢 儿童 青少年处于生长发育期 其基础代谢比成人高10 15 一般情况下 基础代谢可以由10 15 的正常波动 基础代谢率 年龄越小 基础代谢率相对越高 随着年龄的增长 基础代谢率缓慢降低 10 2 1 2人体的能量需要2 1 2 2对食物的代谢反应 对食物的代谢反应 metabolicresponsetofood 也称食物 食物特殊动力作用 specificdynamicaction 指人体由于摄食所引起的一种额外的热能损耗 它增加了进食后氧的吸收 并取决于所摄食物的营养组分和所吸收的能量 各种营养素中 蛋白质的这种反应最强 相当于其本身产能的30 11 2 1 2人体的能量需要2 1 2 2对食物的代谢反应 碳水化合物类 仅占其所产能的5 6 脂肪 约占4 5 摄入一般的混合膳食时 因对食物的代谢反应 额外增加的热能消耗 每天约628KJ 150Kcal 约为基础代谢的10 所以 进食后可见 机体在安静状态下向外发散的热 会比进食前有所增加 12 2 1 2 3体力活动 体力活动 特别是体力劳动 是相同性别 年龄 体重和身体组成中 影响个体能量需要的最重要因素 劳动强度越大 持续时间越长 工作越不熟练时 其所需能量越多 FAO WHO曾 1971 年将职业劳动强度粗分为 轻微 中等 重 极重劳动四级 我国对男性的劳动强度分五级 极轻 轻 中等 重 极重 女性的劳动强度按四级划分进入21世纪 我国将五级调为三级 轻 中等 重 13 2 1 3能量的供给与食物来源2 1 3 1能量的供给 关于热能的供给量 实际上与个体的消耗量有直接关系 碳水化合物 脂肪 蛋白质三大产能营养素在体内各有其特殊的生理作用 但相互之间又产生影响 如 碳水化合物类 脂肪在很大程度上可相互转化 并对蛋白质的利用具有节约作用 所以这三类物质在总热能的供给中应有一个适当的比例 14 2 1 3能量的供给与食物来源2 1 3 1能量的供给 通常认为 碳水化合物类供给以占人体总能量摄入量的55 65 脂肪 一般应 30 最好15 25 蛋白质 供能比例多认为15 20 为好 年龄越小 相对需要量越大 当然 条件允许时 应适当采用高蛋白质 低脂肪结构 单糖 双糖所供能量不应过多 防止血糖急剧变化 15 2 1 3能量的供给与食物来源2 1 3 2能量的食物来源 可以供能量的三大营养素在各种食物中都普遍存在 在动物性食物中 一般相对于植物性食物来说 含较多的脂肪 蛋白质 植物性食物中 粮食 以碳水化合物类 蛋白质为主 油料作物 含有丰富脂肪 大豆含有大量油脂 优质蛋白质 水果 蔬菜类 一般含能量较少 硬果类 花生 核桃等 含大量油脂 具有很高的热量 16 2 1 3能量的供给与食物来源2 1 3 2能量的食物来源 对工业食品的营养学评价方面 含能量多少是其一项重要的指标 但为了满足不同需要 也有所谓 低热能食品 与 高能食品 之分 低热能食品 主要由含热能低的食物原料 如食物纤维 非糖甜味剂等 制成 以满足肥胖症 糖尿病患者的需要 17 2 1 3能量的供给与食物来源2 1 3 2能量的食物来源 高能食品 由含能量高的食物 特别是脂肪含量高 水分少的原料制成 如 奶油 巧克力 干酪 炼乳等 可以满足热能消耗大 持续时间长 如运动 探险等 的需要 在所需热能和各种营养素之间 应保持一定平衡关系 既要满足热能的需求 同时又要考虑到各营养素在总热能供给中的适当比例 18 2 2碳水化合物2 2 1碳水化合物的功能 一 供能与节约蛋白质二 构成体质三 维持神经系统的功能与解毒四 食品加工中的重要原 辅材料五 有益肠道功能 19 一 供能与节约蛋白质 1 供能 碳水化合物类对机体最重要的是作为供能物质 特别是葡萄糖 其代谢的速度很快 可以快速提供能量 满足机体需要 1克葡萄糖供能17KJ 4Kcal 所以 低血糖时 可以口服葡萄糖液 很快缓解 20 2 节约蛋白质 如果食物中充分供给碳水化合物 则可使蛋白质用于机体最需要的地方 使蛋白质免于额外消耗 主要是由于摄入碳水化合物后 增加机体的能量供给 减少了蛋白质的消耗 并有利于氨基酸活化与合成蛋白质 这就是碳水化合物类对蛋白质的保护作用 或称为碳水化合物类节约蛋白质的作用 一 供能与节约蛋白质 21 二 构成体质 糖类也是构成机体的重要物质 并参与细胞的许多生命活动 例如 糖脂 细胞膜与神经组织的组成成分 糖蛋白 是一些具有重要生理功能的物质的组成部分 如 抗体 含糖部分决定了血型特异性 核糖 脱氧核糖 为核酸 遗传的重要物质 的重要组成成分 22 三 维持神经系统的功能与解毒 1 糖类对维持神经系统的功能具有很重要的作用 对于大多数体细胞当无糖供应时 可以由脂肪 蛋白质作为能源 但像大脑 神经 肺组织却只能以葡萄糖作为能源物质 若血中葡萄糖降低 即产生低血糖 脑中由于缺乏葡萄糖 会产生一系列不适反应 如 头晕 无力 昏厥 所以 饥饿状态下不宜多活动 23 三 维持神经系统的功能与解毒 2 糖有解毒作用 当机体中的肝糖元丰富时 对一些细菌毒素的抵抗能力会有所增强 而当肝糖元不足时 对四氯化碳 乙醇 砷等物质解毒作用显著下降 所以 不要在过度疲劳下饮酒 葡萄糖代谢的氧化产物 葡萄糖醛酸 它对某些药物具有解毒作用 如 吗啡 水杨酸 磺胺类药物都是通过与葡萄糖醛酸结合 形成葡萄糖醛酸衍生物排泄而解毒 24 四 食品加工中的重要原 辅材料 很多加工食品都含有糖 如 食品加工时 要控制一定的糖酸比 果冻 焙烤食品 主要由富含碳水化合物类的谷类原料制成 并对赋予食品感官性状起重要作用 面包表面的褐色形成需羰氨反应 25 五 有益肠道功能 如 纤维素 半纤维素 果胶 功能低聚糖 虽不能被消化吸收 但可刺激肠道蠕动 利于排便 26 2 2 2食品中重要的碳水化合物类物质 一 单糖1 葡萄糖它是机体吸收 利用最好的单糖 机体各器官都能利用它 作为燃料 也可用于制备其它重要的化合物 如RNA核糖 DNA脱氧核糖 糖蛋白 糖脂 27 一 单糖 但有些器官完全依靠葡萄糖提供所需能量 如 大脑 每日约需100 120g葡萄糖 肾髓质 肺组织 红细胞等也必须靠葡萄糖供能 因此 机体中血糖浓度维持相对恒定的水平 正常为80 120mg 100ml血 可以保证这些组织的能源供应 28 2 果糖 蜂蜜和许多水果中含有果糖 机体的果糖 肝脏是实际利用果糖的唯一器官 它可以将果糖迅速转化 所以在整个循环血液中 果糖含量很低 果糖的代谢 不受胰岛素制约 但大量食用会产生副作用 恶心 上腹部疼痛 血管扩张等 一 单糖 29 引起肝脏中三酰甘油酯的合成增多 血清胆固醇水平有不同程度的升高 果糖的甜度很高是通常糖类中最甜的物质 如以蔗糖甜度为100 则 葡萄糖甜度为74 果糖甜度为173 一 单糖 30 1 蔗糖由1葡萄糖 1果糖组成 大量摄食的副作用 西方国家人们每天食用蔗糖的量高达100g以上体重过高 糖尿病 龋齿 动脉硬化 心肌梗塞等发病率很高 蔗糖易于发酵 产生溶解牙齿珐琅质和矿物质的物质 二 双糖 31 2 麦芽糖主要来自淀粉水解 由2分子葡萄糖构成在麦芽中含量较多 一般植物含量很少 其甜度约为蔗糖的1 2 主要为供能所用 易被酵母发酵 二 双糖 32 3 乳糖 1葡萄糖 1半乳糖 通常人乳含约7 牛乳含5 不易溶解 味不甚甜 酵母不能发酵 营养学意义 乳糖是婴儿主要食用的碳水化合物 此后肠道中乳糖酶活性急剧下降 甚至为0 对婴儿的意义 保持肠道中最合适的肠菌丛数 促进钙的吸收 故在婴儿食品中可以添加适量的乳糖 二 双糖 33 是糖的衍生物 常用于代替蔗糖作甜味剂1 山梨糖醇存在及性质 广泛存在于植物中 海藻 果实类 如 苹果 梨 葡萄中 甜度约为蔗糖的一半 山梨糖醇具有吸湿作用 可用作糕点等的保湿剂 三 糖醇 34 营养特性 山梨糖醇吸收后 产生热能约4kcal 17kj g山梨糖醇代谢时转化为果糖 代谢也不受胰岛素控制 适合于糖尿病患者食用 一 糖 三 糖醇 35 2 木糖醇天然存在于如 香蕉 草莓 胡萝卜 洋葱 花椰菜 茄子等 其甜度与蔗糖相同 营养学特性 木糖醇在供能方面与蔗糖相同 食多会腹泻 肥胖 代谢不受胰岛素调节不为口腔细菌发酵 对牙齿无害 并可阻止新龋形成和原有龋齿的继续发展 一 糖 三 糖醇 36 顾名思义 多糖是指由许多单糖分子 10个以上 残基构成的大分子化合物 多糖可分为 1 淀粉多糖 2 非淀粉多糖 二 多糖 37 1 淀粉多糖 1 淀粉通常的谷物淀粉含有20 30 的直链淀粉 高直链淀粉可含有50 70 的直链淀粉 如玉米 大麦 糯米可不含直链淀粉 而为100 的支链淀粉 2 糊精 组成及产生 通常 糊精的分子大小约为淀粉的1 5 食品工业中 以大麦芽为酶源 水解淀粉 糊精 麦芽糖的混合物 称为 饴糖 二 多糖 38 特性 糊精与淀粉不同 具 易溶于水 强烈保水 易于消化等特点 用途 食品工业中用作增稠 稳定或保水 在一些固体饮料中 常用糊精做配料 二 多糖 39 2 非淀粉多糖 1 纤维素存在于所有植物细胞壁中最纯的天然纤维素来源是棉花 其纤维素含量90 以上 人体无 1 4 糖苷键酶 不能消化利用纤维素至大肠后 肠内细菌可分解它 产生 低级脂肪酸 如 乳酸 气体 如 H2 CO2 CH4等 二 多糖 40 二 多糖 2 半纤维素 与纤维素一起存在于植物细胞壁中 以溶解或不溶解的形式存在如 谷粒中的可溶性半纤维素为戊聚糖 半纤维素大量存在于植物的木质化部分 如 秸秆 种皮 坚果壳等 均不能被人体消化 利用 但被肠道微生物分解 41 3 果胶物质是植物细胞壁的组成成分 存在于水果 蔬菜等的软组织中 均不能被人体消化 吸收 通常在食品工业中作为增稠剂 果冻 果酱 二 多糖 42 2 3脂类 2 3 1脂类的功能一 构成体质 脂类是脂肪和类脂的总称 是人体重要的组成成分 如 皮下脂肪是机体的贮存组织 存在于腹腔 肌肉中 类脂是多种组织和细胞的组成成份 如 细胞膜 由磷脂 糖脂 胆固醇等组成的类脂层 43 2 3 1脂类的功能 二 供能与保护机体1 供能 脂肪生理能值 机体能利用的能值 为38kJ g 约9kcal g 2 保护机体 隔热 保温 支持和保护体内脏器 使之不易损伤 44 2 3 1脂类的功能 三 提供必需脂肪酸与促进脂溶性维生素的吸收 仅从能量看 碳水化合物可代替脂肪 但必需脂肪酸必需由脂肪提供 必需脂肪酸 是细胞膜的结构成分 还有重要的生理作用 脂溶性维生素只有借助于脂肪才能较好地被吸收 如 维生素A D E K 45 2 3 1脂类的功能 四 增加饱腹感 改善食品感官性状1 增加饱腹感 脂肪在胃中停留时间较长 抑制胃壁运动 含50g脂肪的高脂膳食 需4 6小时才从胃中排空 而碳水化合物类在胃中迅速排空 2 改善食品感官性状 如 油炸食品 具悦人的外观和口味 面包柔软的质地与脂肪也有关 46 2 3 2脂肪的供给与食物来源 1 供给量 我国营养学会 膳食营养素参考摄入量 规定 儿童 青少年 脂肪能量占总摄入量的25 30 成人 脂肪能量占总摄入量的20 25 脂肪推荐摄入量中不同脂肪酸的比例问题 其中饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸比为1 1 1 47 2 3 2脂肪的供给与食物来源 2 脂肪的食物来源 1 动物性来源 畜肉 如猪肉 牛肉 羊肉及其制品 如罐头等 都含有大量脂肪 即使是瘦肉也含有一定 不可见 的脂肪 禽蛋类 鱼类 脂肪含量稍低 乳制品 牛乳4 0 全脂乳粉更高含脂肪约30 黄油的脂肪含量可在80 以上 48 2 植物性来源 油料植物 如大豆 花生 芝麻等含油量丰富 大豆 含油量20 以上 转基因大豆 含油量更高 花生 含油量40 以上 芝麻 含油量60 以上 坚果类 如核桃 松子 含油量可高达60 谷类 水果 蔬菜 谷类含脂肪量较少 一般在4 以下 水果 蔬菜含脂肪更少 一般在0 5 以下 49 2 4蛋白质2 4 1蛋白质的功能 一 构成机体和生命的重要物质基础 蛋白质是人体一切细胞 组织的重要组成成分 在生命活动中具有重要作用 1 催化作用人体新陈代谢中的化学变化 都是借助于酶的催化作用进行 2 调节生理机能激素是内分泌细胞产生的一类化学物质 它随血液循环 调节机体的正常活动 有许多激素就是蛋白质或肽 如胰岛素 就是由51个氨基酸分子组成的蛋白质 50 2 4 1蛋白质的功能 一 构成机体和生命的重要物质基础3 氧的运输由外界摄取氧气 并将氧气输送到全身组织细胞的作用 由血红蛋白完成的 所以 蛋白质在这里又起到运输氧气的作用 4 肌肉收缩机体所从事的一切活动 及各种脏器的重要生理功能 如 心脏的搏动 胃肠的蠕动 都是通过肌肉的收缩与松弛来实现的 肌肉的这种收缩活动 由肌动球蛋白完成的 51 2 4 1蛋白质的功能 一 构成机体和生命的重要物质基础5 支架作用机体内结缔组织 主要组成器官包膜和组织间隔 器官包膜 维持各器官的一定形态 组织间隔 可以起到将机体各部分联成一个统一整体的作用 这种作用主要由胶原蛋白实现 人体骨骼蛋白质占28 干重 6 免疫作用机体自身对外界的有害因子有一定程度的抵抗力 这就是机体的免疫作用 它是由免疫球蛋白完成的 52 2 4 1蛋白质的功能 7 遗传物质核酸以及核蛋白是遗传的物质基础 遗传中基因的表达也是依靠蛋白质来调控的 8 维持体内酸碱平衡 水分的正常分布 水合作用 重要物质的运转 运输转运中的载体 都与蛋白质有关 所以 蛋白质是构成机体和生命的物质基础 53 2 4 1蛋白质的功能 二 建造新组织和修补更新组织食物蛋白质最重要的作用 是供给人体合成蛋白质所需要的氨基酸 蛋白质的平均含氮量约16 体内蛋白质不断地进行分解与合成 组织细胞不断更新 但蛋白质的总量却维持动态平衡每天约有3 的蛋白质被更新 54 2 4 1蛋白质的功能 三 供能蛋白质同时也是一种能源物质 但蛋白质的供能作用是次要的 可代替 四 赋予食品重要的功能特性1 肉类持水性 指肉在冻结 解冻 腌制 斩拌 加热等过程中 肉的水分以及添加到肉中的水分的保持能力 肉类成熟后 1 持水性增加 2 嫩度的提高 与肌原纤维蛋白质和肌动球蛋白的变化有关 55 2 4 1蛋白质的功能 四 赋予食品重要的功能特性2 蛋白质的起泡性 如 鸡蛋的清蛋白 具良好的起泡能力 在食品加工中 常用于蛋糕 冰淇淋生产 3 乳化性 蛋白质是高分子物质 溶于水 亲水溶胶 同时蛋白质有乳化能力 蛋白质分子也有许多疏水基因 与脂类物质有一定亲和力 56 2 4 1蛋白质的功能 四 赋予食品重要的功能特性4 粘性 延伸性 小麦中的面筋性蛋白质 谷蛋白 麦胶蛋白 胀润后在面团中形成坚定的面筋网 使面团具特殊的粘性和延伸性 这在面包 饼干加工中具独特的作用 57 2 4 2蛋白质的供给与食物来源 一 膳食蛋白质的供给量 以占总热能供给量的11 14 为好 成人 占总热能供给量的11 12 时 即可保证正常生理功能的需要 儿童 青少年 蛋白质供给量占总热能供给量的13 14 为宜 如果动物性蛋白质 大豆蛋白达总摄入蛋白量的40 以上 蛋白质的供给量可减少一些 58 2 4 2蛋白质的供给与食物来源 二 蛋白质的食物来源1 动物性食物及其制品 1 各种肉类 猪肉 牛肉 羊肉 家禽等 其蛋白质中的必需氨基酸模式 接近于人体蛋白质的组成 易被人体消化利用 2 鱼 贝类 鱼 贝类蛋白质也可与肉 禽相媲美 此二类都是膳食蛋白质的良好来源 蛋白质含量10 20 59 2 4 2蛋白质的供给与食物来源 3 乳类 蛋类 乳类含蛋白质 1 5 3 8 ml 蛋类含蛋白质 12 14 其必需氨基酸模式类似于人体必需氨基酸需要量模式 其营养价值很高 4 肉 乳 蛋类的制品 如猪肉肉松 23 4 乳粉 24 干酪 25 7 鸡蛋粉 蛋白片等都有很高的蛋白质含量 为满足婴 幼儿生长发育的需要 母乳化的配方奶粉进一步按照人乳的成分进行调配 60 2 4 2蛋白质的供给与食物来源 2 植物性食物及其制品 机体所需蛋白质的一半以上是由粮谷类提供的 1 谷类 一般含蛋白质6 10 但因为其必需氨基酸中 有一种或者多种限制氨基酸 所以蛋白质营养价值较差 2 薯类 含蛋白质2 3 61 2 4 2蛋白质的供给与食物来源 3 坚果类 如花生 核桃 杏仁 莲子等 含有较高的蛋白质 15 30 4 豆科植物 某些干豆类 其蛋白质含量高达40 左右 尤其是大豆 不仅蛋白质含量高 而且质量好 是人类食物蛋白质良好来源 5 食用菌 如木耳 蘑菇等 具有较高的蛋白质含量 干蘑菇含蛋白质38 g 62 2 5膳食纤维2 5 1膳食纤维概述 食品中的膳食纤维 由纤维素 半纤维素 果胶物质 亲水胶体 植物胶等 抗性低聚糖和抗性淀粉组成 2 5 2膳食纤维的作用1 螯合作用 防治高胆固醇血症和动脉粥样硬化等心血管疾病2 吸水作用 食物纤维吸水后可产生功用 促进肠道蠕动 软化粪便 加快排出速度 减轻直肠内压力 减少直肠癌的发病率 可减轻泌尿系统压力 63 2 5 2膳食纤维的作用 3 改变消化系统中的菌群食物纤维 会诱发肠道中大量好气菌群的生长 而好气菌一般很少产生致癌物 肠中产生致癌物的一般是厌氧菌 4 对肠中的致癌物有吸附作用 并将之排出体外食物纤维能够防止结肠癌发生的原因之一 5 防止肥胖食物纤维吸水后体积增大 但不被消化 有利于肥胖者的减肥治疗 64 食物来源 1 谷物 薯类 豆类及蔬菜 水果等植物性食品中 2 植物胶 藻类多糖美FDA推荐 总膳食纤维摄入量为成人每日20 35克 英国建议 25 35克 2 5 3食物纤维的食物来源 65