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1、3 产能营养素徐 州 工 程 学 院 教 案 年至 年 第 学期 第 周 星期 课题名称（含教材章节）： 产能营养素 教学目的和要求：阐述碳水化合物的分类及其在食物中的分布；评估含碳水化合物饮食的血糖指数，区分引起或不引起血糖反应的碳水化合物；了解“膳食纤维假说”，以及膳食纤维对小肠和大肠的生理作用。膳食我国居民膳食纤维的摄入量和推荐量；了解脂肪、油以及其他含脂肪酸脂类的化学成分；掌握饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的区别；学习n-3和n-6多不饱和脂肪酸的结构特征和生理效应；学习必需脂肪酸与非必需脂肪酸的性质和作用；了解蛋白质需求量及氮平衡的检测；了解与必需氨基酸成分有关的蛋白质营养质量及人体对必需

2、氨基酸低摄入量的适应能力；学习蛋白质能量营养不良的特点及其表现形式。教学重点： 碳水化合物、脂肪和蛋白质功能及营养特点 教学难点：碳水化合物、脂肪和蛋白质功能及营养特点 教 学 内 容 （ 要 点 ） 1碳水化合物 2脂肪 3蛋白质 徐 州 工 程 学 院 教 案 纸第三章 产能营养素第一节 碳水化合物一、膳食中碳水化合物的形式碳水化合物是C、H、O三元素组成一类多羟基醛或多羟基酮化合物，而且绝大多数氢原子是氧原子的两倍。即氢与氧为2：1。它们的比例与水分的组成相同（水分子H2O）。因此被人们称为“碳水化合物”即写成CH2O。它们可用通式Cn(H2O)m表示，好像碳的水化物。碳水化合物分类1、

3、单糖碳原子数为C2-7的糖类，不因水解作用而生成糖单糖根据其羰基所在位置分为2类。羰基在分子末端的为醛糖；羰基在其他位置的称酮糖。又可根据所含碳原子的数目分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖 .目前已知的天然单糖超过百种，可以游离形式或结合形式存在。特别重要的单糖是戊糖和己糖 重要的单糖 葡萄糖（glucose）是最重要的动物单糖，也是最丰富的天然有机化合物。是淀粉、糖原、纤维素等多糖物质的基本单位，血液中的正常成分。在许多甜果、蜜和血中有游离形式的葡萄糖，它也是许多寡糖和多糖的组分。葡萄糖是一种己醛糖；用于复合词中简称葡糖。在工业上，用酸或酶水解土豆或玉米淀粉来制造葡萄糖。从葡萄糖经不同形式的发

4、酵可生成酒精，乳酸、醋酸或柠檬酸。葡萄糖用作营养剂或调味剂。机体各器官都可以利用葡萄糖提供能量，有些器官完全依赖葡萄糖。大脑每天需要100-120g葡萄糖。饥饿时肝糖原耗尽，脂肪组织被利用。而大脑所需的葡萄糖必须由能转变为葡萄糖的生糖氨基酸提供。机体血糖浓度正常值为80120mg/100ml果糖（fructose） 是一种最普通和最甜的己酮糖，和葡萄糖与蔗糖共同存在于许多甜果和蜜中。果糖在医药上或食品工业中用作增甜剂。代谢不受胰岛素制约。但大量食用产生副作用。吸收后的果糖部分在肠粘膜细胞转化为葡萄糖和乳酸，大部分在肝脏被转化为葡萄糖，肝脏可将果糖迅速转化,是实际利用果糖的唯一器官。主要存在于蜂

5、蜜和许多水果中。半乳糖（galactose） 一种已醛糖。不能单独存在于自然界中。天然半乳糖可以D式或L式存在，在动物界广泛分布，是乳糖、脑苷脂和神经节苷脂等的成分。半乳糖在体内吸收后，在肝脏内转变为葡萄糖。此外单糖还有甘露糖、核糖、脱氧核糖、阿拉伯糖及木糖等2、双糖双糖是由两分子单糖经苷键连接而成的化合物。在结构上也可看成是苷，不过苷元部分不是醇或酚，而是另一分子的单糖，即其中一个单糖分子的半缩醛羟基与另一单糖分子的醇羟基或半缩醛羟基脱去一分子水而构成的苷。 常见二糖的存在： A：蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖以糖苷键连接而成。日常食用白糖即蔗糖，是由甘蔗或甜菜提取而来。 B：麦芽糖由两分子

6、葡萄糖以糖苷键连接而成。是淀粉的水分解产物，存在于麦芽中。 C：乳糖有一分子葡萄糖与一分子半乳糖以糖苷键连接而成。存在于乳中。 D：海藻糖由两分子葡萄糖组成，存在于真菌及细菌中。三种二糖的比较：三、多糖多糖分淀粉多糖和非淀粉多糖。淀粉分支链淀粉，直链淀粉和改性淀粉。淀粉是植物界中存在的极为丰富的有机化合物。淀粉以球状颗粒贮藏在植物中，颗粒的直径为3100m，是植物贮存营养的一种形式。天然的淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，大多数淀粉含直链淀粉1012，含支链淀粉8090。玉米淀粉含27直链淀粉；马铃薯淀粉含20直链淀粉；糯米淀粉几乎全部是支链淀粉；有些豆类的淀粉则全是直链淀粉。直链与支链淀粉直链淀

7、粉又称可溶性淀粉，溶于热水后成胶体溶液，容易被人体消化。分子量约1万-200万，250-260个葡萄糖分子，以（1-4）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。支链淀粉是一种具有支链结构的多糖，它不溶于热水中。支链淀粉中除了（1-4）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在（1-6）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。 二、食物中的碳水化合物天然状态的食物中含有多种碳水化合物。干谷物：含淀粉（20-85%）、非淀粉多糖（15%）、少量果寡糖、游离单糖干豆科：淀粉(55-65%)/非淀粉多糖(3-6%)、乳寡糖(2-8%)、少量游离单糖。根茎蔬菜：大量淀粉(20-25%)、非淀粉多糖很少。叶类蔬菜：少量

8、淀粉和非淀粉多糖。含碳水化合物丰富的食物（g/100g)加工食品中通常额外添加糖。如水果酸乳酪含糖18%、饼干3%、牛奶巧克力56%,其加入的糖多数是蔗糖。多羟基化合物-山梨醇。小肠缓慢吸收、大肠酵解，所以可以满足糖尿病患者甜味需要。食品中碳水化合物的含量是总量减去其他非碳水化合物组分后的剩余量三、甜味及人体对甜食的需求蔗糖=100来源于淀粉的甜味剂含有葡萄糖、麦芽糖和更高聚合度的葡萄糖寡聚物，广泛应用于软饮料、果汁中。木糖醇可被用作甜味剂。替代品：环磺酸盐、糖精、阿斯巴甜、半乳蔗糖、安赛蜜、阿力甜。有甜味，零热能。四、作为膳食能量源的碳水化合物大米和小麦是全球最重要的粮食作物，供给全人口50

9、-75%的膳食能量。碳水化合物：谷类 65%(麦子)80%(大米)薯类 15%(马铃薯) 35%(木薯)豆类 20%(黄豆) 60%(红豆)根茎类蔬菜坚果类水果类食糖(1)供给能量：每克葡萄糖产热16千焦(4千卡) 。碳水化合物产热量占总热量的6065为宜。平时摄入的碳水化合物主要是多糖，在米、面等主食中含量较高，摄入碳水化合物的同时，能获得蛋白质、脂类、维生素、矿物质、膳食纤维等其它营养物质。2)节省蛋白质：食物中碳水化合物不足，机体不得不动用蛋白质来满足机体活动所需的能量，这将影响机体用蛋白质进行合成新的蛋白质和组织更新。因此，完全不吃主食，是不适宜的。(3)维持脑细胞的正常功能：葡萄糖是

10、维持大脑正常功能的必需营养素，当血糖浓度下降时，脑组织可因缺乏能源而使脑细胞功能受损，造成功能障碍，并出现头晕、心悸、出冷汗、甚至昏迷。（4）机体的重要组成成分 碳水化物以含糖复合物的形式参与机体成分的构成。如结缔组织中粘蛋白、神经组织中的糖脂等都是一些寡糖复合物；DNA和RNA中含大量核糖，在遗传物质中起着重要的作用。（5）抗生酮作用(antiketogenesis）（6）提供膳食纤维增强肠道功能、有利粪便排出控制体重和减肥可降低血糖和血胆固醇 预防结肠癌的作用五、食物的血糖指数六、碳水化合物的耐受性大剂量（20-30g）未消化的糖如果超过结肠细菌发酵的能力，导致大量的水保留在结肠内，而导致

11、渗透性腹泻。成年人由于消化乳糖的机能逐渐减退，牛奶摄入过量可导致腹泻的机理相似。七、糖和龋齿无糖牛奶、植物性食物中的磷、绿茶、可可、甘草、以及膳食纤维不产生热量并具有保护牙齿的作用。八、膳食纤维1、膳食纤维的假说富含天然成分的植物细胞壁物质的饮食对流行于西方发达地区的一系列疾病具有保护作用，如糖尿病、冠心病、肥胖、胆囊疾病、肠癌等2.膳食纤维定义指十个或十个以上单体单位的碳水化合物聚合体，在人类的小肠不被内源性酶水解。膳食纤维是营养概念而不是膳食成分的确切描述。降低血浆胆固醇的作用大多数可溶性膳食纤维可降低血浆和肝中的胆固醇水平。可降低血浆总胆固醇(5-10)。一般是降低低密度脂蛋白胆固醇，而

12、高密度脂蛋白降低得很少或不降低。 改善血糖生成反应可降低餐后血糖升高的幅度。餐后血葡萄糖曲线变平的作用与纤维的黏度有关，黏度可以延缓胃排空速率，延缓淀粉在小肠内的消化或减慢葡萄糖在小肠内的吸收。提高胰岛素的敏感性。降低血糖浓度，改善糖尿病症状。改善大肠功能增强肠道功能，利于粪便排除。 具有吸水膨胀功能，增加粪便体积，从而稀释肠道内有害物质的浓度及降低其吸收。 维持肠道正常菌群，有利于益生菌的生长，不利于厌氧菌的生长。 预防结肠癌发生的作用。膳食纤维的其他生理功能增加胃部饱腹感，减少食物摄入量，具有预防肥胖症的作用。减少胆汁酸的再吸收，改变食物消化速度和消化道激素的分泌量，可预防胆结石。九、膳食

13、纤维与疾病预防1.心血管疾病高血脂水平尤其是高胆固醇，是冠心病危险因子。燕麦麸、果胶促进胆固醇从粪便中排出。2.糖尿病燕麦可改善血糖和胰岛素反应。低淀粉、低纤维及高脂饮食与血液胰岛素水平呈正相关。3.大肠疾病降低接触；酵解产酸改善PH值过多摄入膳食纤维对人体健康的危害能抑制消化碳水化合物、脂质和蛋白质的酶的活性，影响食物在小肠内的消化吸收。增加肠道产气，不利于胃肠的蠕动，引起腹部不适。纯的膳食纤维可能降低某些维生素和矿物质的吸收率。膳食纤维的参考摄入量(DRIs)膳食纤维的推荐摄入量见表。美国、英国及亚洲学者所提出的建议值为20-35gd。 表 膳食纤维的推荐摄入量膳食纤维的来源 主要来源于植

14、物性食品，植物的成熟度越高，其纤维含量也就越多。加工越精细则所含纤维越少。含膳食纤维丰富的食物(g/100g)5.其他不消化的食物成分与植物细胞相关的一组总成植酸 。不到1%富含磷的化合物与铁、钙、锌结合形成不溶盐，阻止其在肠道吸收。谷类中的植酸主要存在胚芽或外层，因而全麦食物中植酸含量最高。影响矿物质吸收的因素：植酸、膳食纤维、非淀粉多糖、草酸、多酚类化合物。第2节 脂类脂类是脂肪和类脂的总称。1. 分类： 甘油三酯 (triglycerides 动脂 ) 脂类 磷脂 (phospholipids) 类脂(定脂) 固醇类(sterols) 糖脂 鞘脂类甘油三酯(triglycerides)

15、： 也称脂肪或中性脂肪。每个脂肪分子是由一个甘油分子和三个脂肪酸化合而成。 自然界脂类中含量最丰富，在食物中占脂类的98%，而在身体中超过90%。日常食用的动植物油脂如猪油、牛油、豆油、花生油、棉籽油和菜子油等均如此。一、脂肪酸结构命名和作用固醇分为植物固醇和动物固醇1、植物固醇 包括麦角固醇、豆固醇、谷固醇等 主要存在于植物油、种子、坚果等食物中。 植物固醇能有效降低血清胆固醇和低密度脂蛋白，对高血脂患者很有利。机制是通过与胆固醇在乳糜微粒的竞争使胆固醇的溶解度下降以致其吸收减低。 每日摄入1g-2g植物固醇既能降血脂，且无副作用胆固醇人体内胆固醇的来源有两方面，约1/3从食物中摄取，叫外源

16、性胆固醇；约2/3在肝脏内合成，称内源性胆固醇。特点：当摄取低时，内源性胆固醇合成增加； 来自食物中的胆固醇多时，体内合成减少 即属于反馈调节机制。一、脂肪酸的结构命名和作用关于脂肪酸的命名，除系统名和俗称以外，国际常有编号系统和n或系统之不同。 编号从羧基端碳原子算起，用阿拉伯数字对脂肪酸分子上碳原子定位，而n或编号从离羧基端最远碳原子定位。 n-3( 或-3) 系列不饱和脂肪酸, 即从甲基端 数，第一个不饱和键在第三和第四 碳原子之间的各种不饱和脂肪酸； n-6( 或-6) 系列不饱和脂肪酸，从甲基端数，第一个双键在第六和第七碳 之间。 CH3 (CH2)n CH2 COOH 甲基端 羧基

17、端 不饱和脂肪酸根据双键个数的不同，分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸两种。食物脂肪中，单不饱和脂肪酸有油酸，多不饱和脂肪酸是亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。人体不能合成亚油酸和亚麻酸，必须从膳食中补充。根据双健的位置及功能又将多不饱和脂肪酸分为-6系列和-3系列。亚油酸和花生四烯酸属-6系列，-亚麻酸、DHA（22碳6烯酸）、EPA（20碳5烯酸）属-3系列。一、脂肪酸的结构命名和作用1、供给和贮存能量。2、构成生物膜。3、提供必需脂肪酸。4、脂类是脂溶性维生素的载体并促进其吸收。5、膳食脂肪可增加食物美味，可增加饱腹感，延迟胃的排空。6、许多类脂，包括磷脂、胆固醇是机体活性成分或可转化为活性

18、成分。必需脂肪酸的生理功能和营养特点1、构成线粒体和细胞膜的重要组成成分。 2、与胆固醇代谢有密切关系。3、可以衍生系列具重要生理功能的多不饱和脂肪酸和其衍生物。4、动物精子形成也与必需脂肪酸有关。5、具抗氧化作用，对射线引起的一些皮肤损害有保护作用。6、其它多不饱和脂肪酸也有重要的生理功能。 必需脂肪酸缺乏 生长迟缓，生殖障碍，皮肤损伤( 出现皮疹等) 以及肾脏、肝脏、神经和视觉方面的多种疾病。此外对心血管疾病、炎症、肿瘤等多方面也有影响。 多不饱和脂肪酸摄入过多 使体内有害的氧化物、过氧化物等增加，产生多种慢性危害。n-3和n-6系列中的许多脂肪酸，如花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯

19、酸等，都是人体不可缺少的脂肪酸，但可由亚油酸和亚油酸合成。EPA与DHA 1. 概念 EPA为20碳5烯酸（C20：5，n-3），DHA为22碳6烯酸（C22：6，n-3），均为人体需要的多不饱和脂肪酸，但人体利用亚油酸和- 亚麻酸可以合成。多存在于海产品中（深海鱼油）。体内多不饱和脂肪酸(n-3，n-6类)合成途径摘自Modern Nutrition in Health and Disease,第9版，第82页，1999年。 生理功能 降低血浆甘油三脂和胆固醇，预防心血管疾病。 抑制血小板凝聚，防止动脉粥样硬化和血栓形成。 维持视觉功能，增强视力。 与婴儿大脑发育关系密切。三、食物中的脂类最

20、主要的脂肪是甘油三酯驯养动物的脂肪组织（肥肉）、牛奶及乳制品（奶酪、黄油、酥油）含有大量饱和脂肪酸母乳含有适量的多不饱和必需脂肪酸。植物脂类一般多为不饱和脂肪酸。玉米、葵花籽和花生油，富含n-6多不饱和脂肪酸，大豆也含10%的n-3多不饱和脂肪酸。四、反式脂肪酸(trans-为反式之意,cis-.为正式的脂肪酸)反式脂肪酸的危害有哪些？ 反式脂肪酸不但升高血液中被称作为恶性胆固醇的LDL，同时还降低被称作为良性胆固醇的HDL。这两种变化都会引发动脉阻塞而增加心血管疾病的危险性。 新近的研究结果证实反式脂肪酸增加糖尿病危险，用多不饱和脂肪酸代替膳食中的反式脂肪酸可以降低2型糖尿病的危险。 反式脂

21、肪酸能通过胎盘以及母乳转运给胎儿，婴儿及新生儿会因母亲摄入反式脂肪酸而被动摄入，从而造成以下影响：容易患上必需脂肪酸缺乏症；对视网膜、中枢神经系统和大脑功能的发生、发展产生不利影响，从而影响生长发育。 可能会诱发肿瘤，部分研究证实反式脂肪酸与乳腺癌的发生成正相关。 四、早期发育中的脂肪酸，母乳及婴儿奶粉胎儿需要长链多不饱和脂肪酸（20碳、22碳脂肪酸、如花生四烯酸、DHA）必需脂肪酸在生长、神经、血管功能以及细胞调节中发挥重要作用。建议婴儿奶粉中添加的n-3和n-6长链多不饱和脂肪酸比例和母乳相似。五、 脂类的消化、吸收和代谢（一）消化、吸收 脂肪需先乳化成亲水性小油滴，然后再消化吸收。这个过

22、程通过胃、小肠的蠕动和胆酸盐、磷脂等乳化剂参与来实现 胰脂肪酶和肠脂肪酶可水解脂肪成甘油、脂肪酸及单酰甘油，然后进入小肠粘膜细胞内被吸收 中、短链脂肪酸可与蛋白质结合成脂蛋白，直接进入血液 长链脂肪酸在肠粘膜细胞内重新合成甘油三酯，并与胆固醇、磷脂和蛋白质结合成一种亲水性微团-乳糜微粒，通过淋巴液循环后进入血液 （二）代谢血脂脂蛋白形式存在、运输。脂肪酸-氧化供能。多余的能量，不管它是否来自脂肪，都会以体内脂肪组织的形式贮存，导致肥胖发生。在肝脏组织中还可能因脂肪酸大量氧化分解，乙酰辅酶A堆积而产生酮体。酮体是丙酮、乙酰乙酸和-羟丁酸的合称，它们是缺糖时机体肝外组织能量的供应形式，特别是为脑、

23、心等提供能量；但酮体过高会导致酸中毒。 六、脂肪与人类健康脂肪过少摄入 会出现必需脂肪酸的缺乏、脂溶性维生素如维生素A、维生素D或维生素E的缺乏，导致严重后果。脂肪过多摄入 特别是过高的饱和脂肪酸和胆固醇的摄入，会增加发生心脑血管疾病，如冠心病、中风的危险；脂肪过多摄入与乳腺癌、结肠癌的发病也相关；脂肪过多，还会使机体免疫功能下降、加速肥胖、影响钙吸收。七、脂类的参考摄入量(DRIs)和食物来源（一）脂肪的供给及膳食参考摄入量膳食脂肪酸间应该有合理的比例：总脂肪供能20 30前提下，膳食饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸供能分为排出氮 负平衡 摄入氮排出氮 1.蛋白质的质与量的平衡对蛋

24、白质的需要量实际上是对必需氨基酸的需要。蛋白质的质量取决于IAA对人体需求的接近程度。此种优质蛋白质存在于全蛋、牛奶、肉类2.蛋白质需求量的测定 成年人在无N膳食条件下，每天N的损失总量为57mg/kg，相当于每天排出蛋白质0.36g/kg（57mg6.25）。假设食物蛋白质被完全利用，据此可认为，若食物蛋白质按0.36g/kg摄入，应能补偿成人机体的蛋白质丢失，达到N平衡。N平衡状态可表示为下式： 摄入N = 尿N + 粪N + 其他N损失年轻的男性志愿者摄入的是不断加量的蛋。对于健康的青年成人，蛋白质日需求量确定为0.625g/kg ，高营养质量的蛋白质。加上一个安全的差数。加25%就得到

25、推荐日摄入量，约为0.75g/kg。这个值应该能够满足绝大多数（97.5%）人口的需求。四、蛋白质推荐摄入量1.老人能量消耗少，肌肉逐渐消失，体制增多而肥胖。日需量0.9g/kg，加上合适的安全系数，即安全适宜的优质蛋白质的日摄入量为1.0g/kg，超过目前成人的推荐摄入量。2.禁食在休息和禁食状态下，能量一半来自于脂肪，一半来自葡萄糖。禁食超过12h，葡萄糖异生作用。禁食超过48h，新陈代谢适应，转为脂肪供能长期禁食总代谢适应期为4-10d。保护体蛋白。恢复饮食要谨慎。五、食物蛋白质营养评价1食物中蛋白质的含量：2.食物中蛋白质的消化率： 消化率（%）=食物氮-（粪氮-粪代谢氮）/食物氮 1

26、00% 表观消化率(%)=I-F/I*100% 真消化率%=I-（F-Fk）/I*100% F=粪氮 Fk=粪代谢氮 F=未被消化的食物氮 FK=脱落肠粘膜细胞以及肠道细菌含氮量 消化率受到蛋白质性质、膳食纤维、多酚类物和酶反应等因素的影响。 在调配膳食时，为充分发挥蛋白质互补作用，应遵循三个原则：（1）食物的生物学种属愈远愈好（2）搭配的种类愈多愈好（3）食用时间愈近愈好3蛋白质利用率食物蛋白质被消化吸收后在体内被利用的程度。生物价（BV）：是指食物蛋白质被吸收后储留氮占吸收氮的百分比 BV =氮贮留量/氮吸收量*100 =I-（F-Fk）-(U-Um)/I-(F-Fk)表示蛋白质被机体利用

27、程度蛋白质净利用率=生物学价值*消化率蛋白质的功效比值（PER）是指生长发育中的动物每摄入1g蛋白质所增加的体重克数。PER =增加体重(g)/摄入食物蛋白质(g) 影响PER因素：蛋白含量 10% 实验动物 断乳雄性大鼠 实验时间 28天氨基酸评分（AAS 蛋白质化学评分） AAS=2 、互补措施： （1）搭配食物的种类越多越好。（2）食物的种属越远越好。（3）最好集中食物同时吃（先后吃时，时间不超过5小时）。七、来源及供给量 畜、禽、鱼类10%20% 奶类、鲜奶1.5%4%、奶粉25%-27% 蛋类12-14% 干豆类20%24%、其中大豆含量最高 50% 硬果类，蛋白质15%25% 谷类6%-10%、薯类2%3% 供热比1015%表 不同食物的蛋白质含量 名称 含量(%) 畜、禽、鱼 1020 鲜奶 1.54.0