能量及宏量营养素.ppt

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1、第一节 能量及宏量营养素,主讲人:郭彩华,宏量营养素包括：蛋白质脂肪碳水化合物,第一部分 能量,1.能量单位：1kcal=4.184 kJ 1000kcal=4.184 MJ定义：1 kcal 指1000g纯水的温度由15上升到16 所需要的能量。1 kJ 指用1牛顿力把1kg物体移动1m所需要的能量。,2.能量来源（1）产能营养素：1）碳水化合物(占60%以上)供应能量食物中的碳水化合物葡萄糖糖原,糖原,肝糖原：维持血糖（葡萄糖）水平稳定,肌糖原：储备能源,2）脂肪 人体在短期饥饿情况下，主要由体内的脂肪供给能量。3）蛋白质 供能顺序：碳水化合物脂肪蛋白质,（2）食物的能量卡价（食物的热价）

2、（能量系数）定义：每克产能营养素在体内氧化所产生的能量值。物理卡价（物理燃烧热）：每克产能营养素在体外燃烧时所产生的能量值。（测定仪器：弹式热量计）,物理卡价（物理燃烧热）产能营养素在体外氧化燃烧时释放的能量。碳水化合物：17.15kJ（4.1 kcal）/g 脂肪：39.54kJ（9.45 kcal）/g 蛋白质：23.64kJ（5.65 kcal）/g,生理卡价(食物的能量卡价)碳水化合物和脂肪 生理卡价=物理卡价消化吸收率糖类:17.15 98%=16.8kJ/g(4.0kcal/g)脂肪:39.54 95%=37.6 kJ/g(9.0kcal/g)蛋白质 生理卡价=(物理卡价-尿中损失

3、)消化吸收率(23.64-5.44)92%=16.7 kJ/g(4.0kcal/g),3.能量消耗,(1)基础代谢能：维持心、肺等内脏器官的工作及体温。(2)活动代谢能：体力劳动、人体的重量负荷。(3)食物热效应(TEF)（食物特殊动力作用SDA）(4)生长发育及孕妇、乳母对能量的需求,（1）基础代谢,定义：基础代谢是指人体在维持呼吸、心跳等最基本生命活动情况下的能量代谢。,BMR：单位时间内的基础代谢，称为基础代谢率。,BMR的表示单位kJ/(m2h)或kcal/(m2h),1）基础代谢的测定方法气体代谢法 根据氧的消耗量推算能量消耗量。用体表面积计算 基础代谢=体表面积(m2)BMR24(

4、h),2）基础代谢的影响因素体表面积年龄：婴幼儿阶段是代谢最活跃的阶段性别：女性基础代谢率低于男性激素：甲状腺功能亢进可使BMR明显上升。季节与劳动强度 寒季BMR高于暑季；劳动强度高，BMR高。,（2）体力活动,（3）食物热效应TEF,定义：是指由于进食而引起能量消耗额外增加的现象,各种体力活动所消耗的能量约占人体总能量消耗的15%-30%。,碳水化合物，TEF=基础代谢56%脂肪，TEF=基础代谢45%蛋白质，TEF=基础代谢3040%普通混合膳食，TEF=基础代谢10%,4.能量需要量及膳食参考摄入量,（1）能量需要量的确定体力活动水平：PAL能量需要量=BMR PAL,（2）膳食能量推

5、荐摄入量成年男子、轻体力劳动者（标准人）膳食能量推荐摄入量（RNI）RNI=10.03 MJ/日（2400kcal/日）,1.蛋白质的元素组成2.氨基酸3.蛋白质的分类4.蛋白质的消化、吸收和代谢5.蛋白质的生理功能6.食物蛋白质的营养评价7.蛋白质的互补作用8.蛋白质推荐摄入量及食物来源9.蛋白质营养状况评价,第二部分 蛋白质 protein,（1）蛋白质的元素组成 碳、氢、氧、氮及硫碳水化合物：碳、氢、氧脂肪：碳、氢、氧 氮：1319%,1.蛋白质的元素组成及氮折算成蛋白质的折算系数,各种蛋白质的氮含量皆近于16%。凯氏（Kjeldahl）定氮法:蛋白质%=含N量6.25 100%6.25

6、（100/16）称为蛋白质的折算系数或平均系数,蛋白量 含氮量 100 16,（2）氮折算成蛋白质的折算系数,Pro数量质量，但如没有一定数量，再好的Pro其营养价值也有限；蛋白质含量是营养价值的基础。食物的粗蛋白含量大豆30-40%为最高；畜禽鱼蛋类10-20%粮谷类8-10%；鲜奶类1.5-3.8%,含量（content）,氨基酸与蛋白质的关系,蛋白质的基本构成单元是氨基酸;构成人体蛋白质的氨基酸有20种;蛋白质是由许多氨基酸以 肽键 联结在一起，并形成一定空间结构的大分子。,氨基酸（amino acids，AA）,H2Namino group,COOHcarboxyl group,C,R

7、,H,2.氨基酸,（1）氨基酸（amino acid，AA）的分类,必需氨基酸(essential amino acid,EAA)非必需氨基酸条件必需氨基酸,体内不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须由食物蛋白质供给的氨基酸称为必需氨基酸。蛋(甲硫)氨酸、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸。组氨酸His(对婴幼儿是EAA)。Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr“假 设 来 借 一 两 本 书”,半必需氨基酸：半胱氨酸和酪氨酸蛋氨酸 半胱氨酸苯丙氨酸 酪氨酸由于半胱氨酸必需以蛋氨酸为原料来合成，酪氨酸在体内需由苯丙氨酸为原料来合成，故这两种氨基

8、酸被称为半必需氨基酸或条件必需氨基酸。,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%。在计算食物必需氨基酸时，往往将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。,半胱氨酸和酪氨酸,（2）氨基酸模式和限制氨基酸氨基酸模式（amino acid pattern）指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。计算方法为将该种食物蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算其他必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质的氨基酸模式。,氨基酸模式（mg/g）（WHO/FAO）异亮氨酸 40 苏氨酸 40亮氨酸 70 色氨酸 10赖

9、氨酸 55 缬氨酸 50含硫+半胱氨酸 35 苯丙+酪氨酸 60,参考蛋白质（reference protein）人体必需氨基酸需要量模式鸡蛋蛋白质 与人体蛋白质必需氨基酸模式最为接近，在实验中常以它作为参考蛋白。,限制氨基酸（limiting amino acid）食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸为限制氨基酸。其中含量最低的为第一限制氨基酸，余者以此类推。,3.蛋白质的分类,a.根据蛋白质营养价值的高低：(1)完全蛋白质（优质蛋白质）含有人体生长所必需的各种氨基酸，且氨基酸比例

10、接近人体需要。(2)不完全蛋白质：缺少一种或几种必需氨基酸。（单独食用，不能促进生长，且不能维持生命）(3)半完全蛋白质：介于上述两种蛋白质之间。,优质蛋白质（High Quality Protein)当食物蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质相近时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，食物蛋白质的营养价值也相对越高。这种蛋白质被称为优质蛋白质。(如鸡蛋蛋白质),b.根据蛋白质来源分：1.动物性蛋白质（大部分为优质蛋白质）例外:动物的蹄筋胶质、动物皮：不完全蛋白质2.植物性蛋白质（大部分为半完全蛋白质）：例外:玉米胶蛋白：不完全蛋白质,4.蛋白质的消化、吸收和代谢,食物蛋白质,胨、多肽,胃蛋白酶,胰蛋

11、白酶、肽酶等,氨基酸,蛋白质的消化示意图,（1）蛋白质的消化,是一种主动转运过程，需由特殊载体携带，同时消耗能量。转运氨基酸进入细胞时，同时转运入Na+。,氨基酸、寡肽,小肠黏膜细胞,肝门静脉,肝脏,（2）蛋白质的吸收,蛋白质在体内的动态变化,氨基酸池（肝）,膳食蛋白质,组织蛋白质,血浆蛋白质,组织蛋白质合成,氨 尿素,-酮酸,（3）蛋白质的分解与合成,消化道,摄入蛋白质90g(14.4gN),粪便10g(1.6gN),尿75g(12gN),其它5g(0.8gN),机体蛋白质,氨基酸池,消化、吸收蛋白质150g,肠道内源性蛋白质70g,肌肉(30%),器官 体液(50%),其它(20%),一个

12、体重70kg的正常成人蛋白质代谢及氮平衡,（4）氮平衡(nitrogen balance),氮平衡：是指氮的摄入量与排出量的关系。I=U+F+S 或 B=I-（U+F+S）B：氮平衡I:摄入氮；U:尿氮；F:粪氮S:皮肤及其他途径排出的氮。,零氮平衡：摄入氮=排出氮健康成年人应维持零氮平衡,并富余5%。正氮平衡：摄入氮量排出氮量(体内蛋白质的合成量大于分解量)此种情况见于儿童、孕妇、病后恢复期。,负氮平衡：摄入氮量排出氮量(体内蛋白质的合成量小于分解量)。此种情况见于消耗性疾病患者（结核、肿瘤），饥饿者，老人。,影响蛋白质在体内利用效果的因素,氨基酸组成不平衡。摄入能量不足。体力活动少。伤害及

13、情绪波动。,5.蛋白质的生理功能（1）构成身体组织。in（2）调节生理功能。调节体液(渗透压)和维持酸碱平衡。合成生理活性物质(如激素和酶)。增强免疫力(如白细胞、抗体等)。（3）氧化供能。通常人体总能量的1015%由蛋白质提供。16.7 kJ/g(4.0kcal/g),*瘦体组织：lean tissue,1组织构成成分,瘦体组织*,2构成各种重要生理物质,酶 抗体 激素等,3供能,约16.7 kJ(4.0 kcal)/g,体内蛋白质功能,run,正常人体内约1619%是蛋白质，每天人体约有3%的蛋白质进行更新。人体蛋白质的形式：肌肉、心、肝、肾（瘦组织）中的蛋白质 骨骼、牙齿中的胶原蛋白质

14、指趾甲中的角蛋白,返回,6.食物蛋白质的营养评价,食物蛋白质的营养价值从以下四方面来评价(1)食物中蛋白质的含量（凯氏定氮法）(2)蛋白质的消化率(3)蛋白质利用率：被人体利用程度。衡量蛋白质利用率的指标很多。(4)氨基酸评分:必需氨基酸模式,吸收氮=摄入氮-(粪氮-粪代谢氮),（2）蛋白质消化率,表观消化(吸收)率,=,摄入氮粪氮,摄入氮,100%,吸收氮,真消化(吸收)率,=,摄入氮,100%,食物氮,摄入氮,=,备注:,真消化吸收率（true/net digestibility）和表观消化吸收率（apparent digestibility）真消化吸收率 表观消化吸收率在实际应用中往往用

15、表观消化吸收率，以简化实验，并使所得消化吸收率具有一定的安全性。,消化吸收率（digestibility）,PER=,实验期内动物体重增加量（g）,实验期内蛋白质摄入量（g）,1)蛋白质功效比值(protein efficiency ratio,PER)实验动物平均每摄入1g蛋白质，体重增加的克数。,（3）蛋白质利用率,被测蛋白质PER=,对照组蛋白质功效比值,具有可比性的PER（消除不同实验条件的影响）,实验组蛋白质功效比值,2.5,对照组：用标化酪蛋白为参考蛋白,2)生物价(biological value,BV)是蛋白质吸收后在人体内储留的程度.,吸收氮,储留氮,生物价=,100%,储留

16、氮=吸收氮-(尿氮-尿代谢氮),吸收氮=摄入氮-(粪氮-粪代谢氮),(4)氨基酸评分(amino acid score,AAS),AAS=,被测食物蛋白质每克氮或蛋白质AA含量(mg),100,AAS=,每克待评蛋白质中某种EAA含量(mg),每克参考蛋白质中该种EAA含量(mg),100,参考蛋白质每克氮或蛋白质AA含量(mg),确定某一食物中蛋白质AAS分两步计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值在上述计算结果中，找出最低的EAA（即第一限制氨基酸）评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分.举例 P.75,经消化率修正的氨基酸评分（protein digestibility corrected am

17、ino acid score，PDCAAS）PDCAAS=氨基酸评分真消化吸收率 这种方法可替代PER对除孕妇和1岁以下婴儿以外的所有人群进行食物蛋白质评价.,7.蛋白质互补作用（complementary action）为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，而达到以多补少的目的，相互补充其必需氨基酸的不足，提高膳食蛋白质的营养价值的作用称为蛋白质互补作用。如粮豆互补（粮食第一限制氨基酸为赖氨酸，大豆的第一限制氨基酸为蛋氨酸）。,必需氨基酸的含量和相互之间的比值食物蛋白质所含必需氨基酸的种类、含量及相互比例与人体的蛋白质越相近，其营养价值越高。,蛋白质的营养价值及

18、互补作用,决定蛋白质营养价值高低的因素有：必需氨基酸的含量；必需氨基酸的种类；必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的氨基酸组成。,必须是同时吃进或在5小时以内分别吃进的食物才能有效；否则互补作用很低，或不能起到互补作用。,食物蛋白质的互补作用,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：第一，食物的生物学种属越远越好，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。第二，搭配的种类越多越好。第三，食用时间越近越好，同时食用最好。,食物蛋白质的互补作用,8.蛋白质推荐摄入量及食物来源,（1）蛋白质推荐摄入量（recommended nutrient intake

19、，RNI）蛋白质供能占总能量的1015%其中：成人10-12%；儿童青少年12-14%；老年人15%。标准人：75g/日,（2）蛋白质的主要食物来源,良好来源,主要来源,粮谷类食品(米、面),动物性蛋白质、大豆、牛奶,优质蛋白质：动物性蛋白质和大豆蛋白、牛奶。配餐时：3050%,蛋类：11%-14%肉类、鱼类：10%-30%乳类：1.5%-3.8%坚果类：15%-26%谷类：6%-10%薯类：2%-3%,传统部分食物蛋白质含量：,9.蛋白质营养状况评价,（1）膳食蛋白质摄入量 膳食蛋白质摄入量是评价机体蛋白质营养状况的背景材料或参考材料。（2）身体测量 身体测量是鉴定机体蛋白质营养状况的重要依

20、据。身体测量指标：体重、身高、上臂围、上臂肌围、上臂肌面积、胸围以及生长发育指数。,（3）生化检验,生化检验指常用血液蛋白质和尿液相关指标。（血红蛋白血球内）常用的指标有：血清白蛋白：正常值3550g/L；血清运铁蛋白：正常值2.04.0g/L。,（一）蛋白质-热能营养不良 protein-energy malnutrition，PEM）蛋白质营养不良常常与人体热能营养不良并存，称此为蛋白质-热能营养不足.,好发人群,继发性,消耗 排泄,病因,原发性,摄入不足,Pro,E不足,10.蛋白质营养不良与过剩,临床表现,混合型,消瘦型(Marasmus),E-Pro均不足,E基本满足Pro严重不足,

21、浮肿型(Kwashiorkor),又称为恶性营养不良,营养消瘦型(nutritional marasmus),也称消瘦型PEM,多见于婴幼儿的极度消瘦症 原因长期摄食过少引起。如：母乳不足、喂养不当、饥饿、疾病、先天营养不良 临床表现：生长发育缓慢，明显消瘦，体重减轻，肌肉萎缩，皮下脂肪减少或消失，无浮肿。,恶性营养不良(kwashiorkor),也称水肿性PEM,多见于儿童的极度营养不良。原因：蛋白质严重缺乏，而热能供应尚可以维持最低需要水平。临床表现：精神萎靡，反应冷淡，体重不轻或减轻，下肢凹陷性浮肿，肝脾肿大。临床上常见两型混合发生,治疗 综合治疗,药物及其它治疗,积极治疗原发疾病 并发

22、症,加强护理,全面补充营养素,增加营养,1,2,3,4,预防,1,2,3,4,5,注意住院病人的营养和膳食,预防疾病,合理生活制度+加强锻炼,母乳喂养+正确喂养方式,各种人群尤其是婴幼儿的合理营养,肝、肾负担加重含硫氨基酸过多，加速骨骼中钙损失，骨质疏松,（二）蛋白质营养过剩 over-nutrition,肝脏,复习参考题,1.营养学上，从食物蛋白质的含量、（）和被人体利用程度三个方面来全面地评价食品蛋白质的营养价值。（A）被消化吸收程度（B）蛋白质种类（C）氨基酸分类（D）蛋白质的生物价,2.食物中蛋白质含量测定一般使用（），测定食物中的氮含量。（A）称量法（B）微量凯氏定氮法（C）灰化法（

23、D）系数计算法3.食物中含氮量占蛋白质的（），由氮计算蛋白质的换算系数即是6.25。（A）10%（B）14%（C）12%（D）16%,4.蛋白质的消化率测定的实际应用中，一般不考虑粪代谢氮，不仅实验方法简便，且对人是有一定安全性，这种消化率称为（）。（A）消化率（B）实际消化率（C）表观消化率（D）真消化率5.蛋白质净利用率表达为（）（A）消化率生物价（B）功效比值生物价（C）消化率功效比值（D）利用率生物价,6.蛋白质表观消化率表达为（）。(A)（食物氮粪氮）/食物氮100(B)吸收氮/食物氮100(C)储留氮/吸收氮100(D)食物氮/吸收氮1007.评价蛋白质营养价值时常用的参考蛋白质是

24、（）。(A)牛肉蛋白质(B)大米蛋白质(C)大豆蛋白质(D)鸡蛋蛋白质,8.完全素食且不吃豆类者，最容易缺乏的必需氨基酸是（）(A)亮氨酸(B)异亮氨酸(C)赖氨酸(D)色氨酸 9.实验期内动物平均每摄入1克蛋白质所增加的体重克数是（）(A)蛋白质功效比值(B)生物价(C)利用率(D)消化率,10.限制氨基酸是指()A.氨基酸分较高的氨基酸 B.氨基酸分较低的氨基酸C.氨基酸分较高的必需氨基酸D.氨基酸分较低的必需氨基酸11.一般食物的含氮量转换为蛋白质含量的系数为：()A.5.85 B.6.05 C.6.25 D.6.45,12.粮谷类食物蛋白质的第一限制性氨基酸为（）A 苯丙氨酸 B 蛋氨

25、酸 C 苏氨酸 D 赖氨酸 13.消瘦型蛋白质 热能营养不良主要是由于缺乏哪种营养素：（）A 蛋白质 B 热能 C 维生素 D 矿物质,14.下列哪组全部是人体必需氨基酸（）A 天门冬氨酸、苯丙氨酸 B 亮氨酸、赖氨酸 C 缬氨酸、精氨酸 D 苏氨酸、脯氨酸,15.蛋白质（）是反映蛋白质消化吸收后被机体利用程度的指标。(A)化学价(B)表观利用率(C)消化率(D)生物价16.下列（）不属于必需氨基酸。(A)蛋氨酸(B)亮氨酸(C)苏氨酸(D)酪氨酸,17.评价食品蛋白质的营养价值不能通过（）。(A)食物蛋白质含量(B)血清蛋白质含量(C)蛋白质消化率(D)蛋白质功效比值 18.评价人体蛋白质的

26、营养状况可采用下述（）指标。(A)生物价(B)血清蛋白质含量(C)蛋白质消化率(D)蛋白质功效比值,19.与微量凯氏定氮法测定食物中蛋白质含量不相关的指标是（）。(A)氨基酸评分(B)食物蛋白质换算系数(C)食物含氮量(D)食物蛋白质含氮量,20氮平衡概念是指（）A摄入氮量大于排出氮量 B摄入氮量小于排出氮量 C摄入氮量等于排出氮量 D摄入氮量与排出氮量之差 21自然界中的蛋白质常见分类原则是（）A按蛋白质来源分类 B按营养价值分类 C按化学结构分类 D按营养价值和化学结构分类,22.实验期内动物平均每摄入1克蛋白质所增加的体重克数是（）A.蛋白质功效比值B.生物价 C.利用率 D.消化率 23.以下四组食物中蛋白质互补作用最好的一组是（）A.红豆米粥 B.红薯米粥 C.南瓜米粥 D.红薯玉米粥,24.对婴幼儿来讲，属于必需氨基酸的是（）A丙氨酸 B丝氨酸 C谷氨酸 D组氨酸25.以下为必需氨基酸的是（）A半胱氨酸 B酪氨酸 C丝氨酸 D苯丙氨酸,参考文献,1.中国就业培训技术指导中心组织编写.公共营养师(基础知识).中国劳动社会保障出版社,20072.吴坤主编.营养与食品卫生学(第五版).人民教育出版社,2006.1.3.王光慈主编.食品营养学.中国农业出版社,2001,