第四章+蛋白质、碳水化合物、水课件.ppt
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1、第四章 蔬菜中的蛋白质、碳水化合物、脂类和水,第一节 蛋白质一、蛋白质的组成 蛋白质是自然界中一大类有机物质,从各种动、植物组织中提取出的蛋白质,其元素组成为:碳(50-55)、氢(6773)、氧(1924)、氮(1319)及硫(04);有些蛋白质还含有磷、铁、碘、锰及锌等其他元素。由于碳水化合物和脂肪中仅含碳、氢、氧,不含氮,所以蛋白质是人体氮的惟一来源,碳水化合物和脂肪不能代替。,二、蛋白质的分类 蛋白质的化学结构非常复杂,大多数蛋白质的化学结构尚未阐明,因此无法根据蛋白质的化学结构进行分类。目前只能依照蛋白质三方面性质:即化学组成、溶解度和形状进行分类。在营养学上也常按营养价值分类。,(
2、一)按化学组成分类 首先根据蛋白质的化学组成的复杂程度,将蛋白质分为单纯蛋白质与结合蛋白质两大类;然后再按其形状和溶解度分成各类蛋白质,(二)按蛋白质形状分类 按蛋白质形状,蛋白质分为纤维状蛋白和球状蛋白。纤维状蛋白多为结构蛋白,是组织结构不可缺少的蛋白质,由长的氨基酸肽链连接成为纤维状或蜷曲成盘状结构,成为各种组织的支柱,如皮肤、肌腱、软骨及骨组织中的胶原蛋白;球状蛋白的形状近似于球形或椭圆形。许多具有生理活性的蛋白质,如酶、转运蛋白、蛋白类激素与免疫球蛋白、补体等均属于球蛋白,(三)按蛋白质的营养价值分类 食物蛋白质的营养价值取决于所含氨基酸的种类和数量,所以在营养上尚可根据食物蛋白质的氨
3、基酸组成,分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类。,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,并能促进儿童的生长发育,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,小麦中的麦谷蛋白,玉米中的谷蛋白等。,2半完全蛋白 所含必需氨基酸种类齐全,但有的氨基酸数量不足,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。,三 蛋白质的生理功能(
4、一)、构成和修复组织 蛋白质是构成机体组织、器官的重要成分,人体各组织、器官无一不含蛋白质。在人体的瘦组织中,如肌肉组织和心、肝、肾等器官均含有大量蛋白质;骨骼、牙齿、乃至指、趾也含有大量蛋白质;细胞中,除水分外,蛋白质约占细胞内物质的80。因此,构成机体组织、器官的成分是蛋白质最重要的生理功能。身体的生长发育可视为蛋白质的不断积累过程。蛋白质对生长发育期的儿童尤为重要。人体内各种组织细胞的蛋白质始终在不断更新。例如,人血浆蛋白质的半寿期约为10天,肝中大部分蛋白质的半寿期为18天,某些蛋白质的半寿期很短,只有数秒钟。只有摄人足够的蛋白质方能维持组织的更新。身体受伤后也需要蛋白质作为修复材料。
5、,(二)、调节生理功能 机体生命活动之所以能够有条不紊的进行,有赖于多种生理活性物质的调节。而蛋白质在体内是构成多种重要生理活性物质的成分,参与调节生理功能。如核蛋白构成细胞核并影响细胞功能;酶蛋白具有促进食物消化、吸收和利用的作用;免疫蛋白具有维持机体免疫功能的作用;收缩蛋白,如肌球蛋白具有调节肌肉收缩的功能;血液中的脂蛋白、运铁蛋白、视黄醇结合蛋白具有运送营养素的作用;血红蛋白具有携带、运送氧的功能;白蛋白具有调节渗透压、维持体液平衡的功能;由蛋白质或蛋白质衍生物构成的某些激素,如垂体激素、甲状腺素、胰岛素及肾上腺素等等都是机体的重要调节物质。,(三)供给能量 蛋白质在体内降解成氨基酸后,
6、经脱氨基作用生成的a酮酸,可以直接或间接经三羧酸循环氧化分解,同时释放能量,是人体能量来源之一。但是,蛋白质的这种功能可以由碳水化合物、脂肪所代替。因此,供给能量是蛋白质的次要功能。,四 食物蛋白质的营养评价 食物蛋白质由于氨基酸组成的差别,营养价值不完全相同,一般来说动物蛋白质的营养价值优于植物蛋白质。评价食物蛋白质营养价值主要从“量”和“质”两个方面。总的评价方法,可概括为生物学法和化学分析法。,生物价生物价(biological value,BV)是反映食物蛋白质消化吸收后,被机体利用程度的一项指标;生物价越高,说明蛋白质被机体利用率越高,即蛋白质的营养价值越高,最高值为100。,五 蛋
7、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(protein complementary action)。例如,玉米、小米、大豆单独食用时,其生物价分别为60、57、64,如按23、25、52的比例混合食用,生物价可提高到73;如将玉米、面粉、大豆混合食用,蛋白质的生物价也会提高。在植物性食物的基础上再添加少量动物性食物,蛋白质的生物价还会提高,如面粉、小米、大豆、牛肉单独食用时,其蛋白质的生物价分别为67、57、64、76,若按39、13、22、26的比例混合食用,其蛋白质的生物价可
8、提高到89,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: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;搭配的种类愈多愈好;食用时间愈近愈好,同时食用最好,因为单个氨基酸在血液中的停留时间约4小时,然后到达组织器官,再合成组织器官的蛋白质,而合成组织器官蛋白质的氨基酸必须同时到达才能发挥互补作用,合成组织器官蛋白质。,成年男、女轻体力活动分别为75gd和60gd;中体力活动分别为80gd和70gd;重体力活动分别为90gd和80gd。,六 蛋白质的食物来源 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。植物蛋白质中,谷类含蛋白
9、质10左右,蛋白质含量不算高,但由于是人们的主食,所以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3640,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1114,是优质蛋白质的重要来源。奶类(牛奶)一般含蛋白质30-35,是婴幼儿蛋白质的最佳来源。,肉类包括禽、畜和鱼的肌肉。新鲜肌肉含蛋白质1522,肌肉蛋白质营养价值优于植物蛋白质,是人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3050。,第二节 碳水化合物 一、碳水化合物的分类 碳
10、水化合物可分为糖、寡糖和多糖三类 糖包括单糖、双糖和糖醇 单糖是最简单的糖,通常条件下不能再被直接水解为分子更小的糖。常见单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖 双糖是由两个相同或不相同的单糖分子上的羟基脱水生成的糖苷。自然界最常见的双糖是蔗糖及乳糖。此外还有麦芽糖、海藻糖、异麦芽糖、纤维二糖、壳二糖等 糖醇是单糖的重要衍生物,常见有山梨醇、甘露醇、木糖醇、麦芽糖醇等,寡糖又称低聚糖。FAO根据专家建议,定义糖单位3和10聚合度为寡糖和糖的分界点。目前已知的几种重要寡糖有棉籽糖、水苏糖、异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖等。其甜度通常只有蔗糖的30-60。多糖是由10个单糖分子脱水缩合并借糖苷
11、键彼此连接而成的高分子聚合物。多糖在性质上与单糖和低聚糖不同,一般不溶于水,无甜味,不形成结晶,无还原性。在酶或酸的作用下,水解成单糖残基不等的片段,最后成为单糖。根据营养学上新的分类方法,多糖可分为淀粉和非淀粉多糖。,淀粉(starch)是人类的主要食物,存在于谷类、根茎类等植物中。淀粉由葡萄糖聚合而成,因聚合方式不同分为直链淀粉和支链淀粉。非淀粉多糖(nonstarch polysaccharides,NSP)由植物细胞壁成分组成,包括纤维素、半纤维素、果胶等,即以前概念中的膳食纤维。,二、碳水化合物的生理功能 碳水化合物是生命细胞结构的主要成分及主要供能物质,并且有调节细胞活动的重要功能
12、。,(一)、供给和储存能量 膳食碳水化合物是人类获取能量的最经济和最主要的来源。每克葡萄糖在体内氧化可以产生1671kj(4kcal)的能量。维持人体健康所需要的能量中,5565由碳水化合物提供。糖原是肌肉和肝脏碳水化合物的储存形式,肝脏约储存机体内13的糖原。一旦机体需要,肝脏中的糖原即将分解为葡萄糖以提供能量。碳水化合物在体内释放能量较快,供能也快,是神经系统和心肌的主要能源,也是肌肉活动时的主要燃料,对维持神经系统和心脏的正常供能,增强耐力,提高工作效率都有重要意义。,(二)、构成组织及重要生命物质 碳水化合物是构成机体组织的重要物质,并参与细胞的组成和多种活动。每个细胞都有碳水化合物,
13、其含量约为2-10,主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在。核糖核酸和脱氧核糖核酸两种重要生命物质均含有D核糖,即5碳醛糖;一些具有重要生理功能的物质,如抗体、酶和激素的组成成分,也需碳水化合物参与。,(三)、节约蛋白质作用 机体需要的能量,主要由碳水化合物提供,当膳食中碳水化合物供应不足时,机体为了满足自身对葡萄糖的需要,则通过糖原异生作用动用蛋白质以产生葡萄糖,供给能量;而当摄入足够量的碳水化合物时则能预防体内或膳食蛋白质消耗,不需要动用蛋白质来供能,即碳水化合物具有节约蛋白质作用,(四)、抗生酮作用 脂肪酸被分解所产生的乙酰基需要与草酰乙酸结合进入三羧酸循环,而最终被彻底氧化和分解产生能
14、量。当膳食中碳水化合物供应不足时,草酰乙酸供应相应减少;而体内脂肪或食物脂肪被动员并加速分解为脂肪酸来供应能量。这一代谢过程中,由于草酰乙酸不足,脂肪酸不能彻底氧化而产生过多的酮体,酮体不能及时被氧化而在体内蓄积,以致产生酮血症和酮尿症。膳食中充足的碳水化合物可以防止上述现象的发生,因此称为碳水化合物的抗生酮作用,(五)、解毒作用 经糖醛酸途径生成的葡萄糖醛酸,是体内一种重要的结合解毒剂,在肝脏中能与许多有害物质如细菌毒素、酒精、砷等结合,以消除或减轻这些物质的毒性或生物活性,从而起到解毒作用。(六)、增强肠道功能 非淀粉多糖类如纤维素和果胶、抗性淀粉、功能性低聚糖等抗消化的碳水化合物,虽不能
15、在小肠消化吸收,但刺激肠道蠕动,增加了结肠内的发酵,发酵产生的短链脂肪酸和肠道菌群增殖,有助于正常消化和增加排便量。,四、膳食参考摄入量与食物来源(一)、碳水化合物的膳食参考摄人量 人体对碳水化合物的需要量,常以可提供能量的百分比来表示。由于体内其他营养素可转变为碳水化合物,因此其需要量尚难确定。根据目前我国膳食碳水化合物的实际摄人量和FAOWHO的建议,于2000年制订的中国居民膳食营养素参考摄人量中的碳水化合物适宜摄人量(AI)为占总能量的5565。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入量,提倡摄
16、入营养素能量密度高的食物,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。,二、碳水化合物的食物来源 膳食中淀粉的来源主要是粮谷类和薯类食物。粮谷类一般含碳水化合物6080,薯类中含量为1529,豆类中为4060。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。,第三节 脂类 营养学上重要的脂类(1ipids)主要有甘油三酯(triglycerides)、磷脂(phospholipids)和固醇类(sterols)物质。食物中的脂类95是甘油三酯,5是其他脂类。人体贮存的脂类中甘油三酯高达99。脂类是人体必需的一类营养素,是人体的重要成分,包括脂肪和类脂
17、。通常所说的脂肪包括脂和油,常温情况下呈固体状态的称“脂”;呈液体状态的叫作“油”。,脂和油都是由碳、氢、氧三种元素组成的,先组成甘油和脂肪酸,再由甘油和脂肪酸组成甘油三酯,也称“中性脂肪”。日常食用的动、植物油,如猪油、菜油、豆油、芝麻油等均属于脂肪和油,也就是说,日常的食用油就是脂肪。类脂是与脂和油很类似的物质,种类很多,主要有:卵磷脂、神经磷脂、胆固醇和脂蛋白等,一、脂类的分类 脂类(lipids)包括脂肪(fat,oi1)和类脂(lipoids)。(一)、脂 肪 脂肪又称甘油三酯,是由一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成。膳食脂肪主要为甘油三酯。组成天然脂肪的脂肪酸种类很多,所以由不同脂肪
18、酸组成的脂肪对人体的作用也有所不同。通常412碳的脂肪酸都是饱和脂肪酸,碳链更长时可出现1个甚至多个双键,称为不饱和脂肪酸。,(二)、类 脂类脂包括磷脂(phospholipids)和固醇类(sterols)。1、磷脂 磷脂按其组成结构可以分为两类:一类是磷酸甘油酯,包括:磷脂酸、磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇;另一类是神经鞘脂。机体主要的神经鞘脂是神经鞘磷脂,其分子结构中不含甘油,但含有脂肪酰基、磷酸胆碱和神经鞘氨醇。,2、固醇类 固醇类为一些类固醇激素的前体,如7脱氢胆固醇即为维生素D,的前体。胆固醇是人体中主要的固醇类化合物。人体内的胆固醇有些已酯
19、化,即形成胆固醇酯。动物性食物所含的胆固醇,有些也是以胆固醇酯的形式存在的,所以,膳食中的总胆固醇是胆固醇和胆固醇酯的混合物。,胆固醇酯中的脂肪酸通常含有1620个碳原子,且多属单烯酸或多烯酸。人体组织内最常见的胆固醇酯为胆固醇的油酸酯和胆固醇的亚油酸酯。这些酯类在血浆脂蛋白、,肾上腺皮质和肝中都大量存在。低密度脂蛋白(LDL)中约有80的总胆固醇是以胆固醇酯的形式存在;高密度脂蛋白(HDL)中则含90。在动脉粥样硬化病灶中,堆积在动脉壁的脂类以胆固醇酯最多。胆固醇酯作为体内固醇类物质的一种贮存形式,也是人体组织中非极性最大的脂类。胆固醇酯在细胞膜和血浆脂蛋白之间,或在各种血浆脂蛋白之间,都不
20、容易进行交换,与游离的胆固醇不同。,植物中不含胆固醇,所含有的其他固醇类物质统称为植物固醇,其固醇的环状结构和胆固醇完全一样,仅侧链有所不同。,二、脂类的生理功能 脂类是人体必需营养素之一,它与蛋白质、碳水化合物是产能的三大营养素,在供给人体能量方面起着重要作用;脂类也是构成人体细胞的重要成分,如细胞膜、神经髓鞘膜都必须有脂类参与构成。其主要生理功能如下:,(一)、供给能量 一般合理膳食的总能量有20-30由脂肪提供。储存脂肪常处于分解(供能)与合成(储能)的动态平衡中。哺乳类动物一般含有两种脂肪组织,一种是含储存脂肪较多的白色脂肪组织,另一种是含线粒体、细胞色素较多的褐色脂肪组织,后者较前者
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