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第三章 营养素与能量
第一节 碳水化合物
一、碳水化合物的组成与分类
（一）组成
碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的一类多羟基醛或多羟基酮类化合物。碳水化合物又被称为是糖类。
（二）分类
单糖主要有葡萄糖、果糖、半乳糖等。
双糖。自然界最常见的双糖是蔗糖及乳糖。
糖醇。糖醇是糖的衍生物，主要有山梨糖醇、木糖醇、麦芽糖醇。
低聚糖。如棉籽糖、水苏糖、大豆低聚糖等。
多糖。淀粉和膳食纤维等
代表性单糖—葡萄糖与果糖：
葡萄糖。又名右旋糖。葡萄糖不仅是最常见的糖，也是世界上最丰富的有机物。在血液、脑脊液、淋巴液、水果、蜂蜜以及多种植物液中都以游离形式存在，是构成多种寡糖和多糖的基本单位。人体中利用的葡萄糖主要由淀粉水解而来，此外还可来自蔗糖、乳糖等的水解。葡萄糖不需经消化过程就能直接被人体吸收利用。
果糖。果糖是最甜的一种糖，主要存在于蜂蜜和水果中，苹果、番茄中叶含有比较多的果糖。食物中的果糖是天然碳水化合物种甜味最高的糖，如以蔗糖甜度为100，那么果糖的相对甜度可达110。果糖在体内吸收后可转化为葡萄糖。
代表性的双糖：蔗糖
蔗糖。蔗糖是植物界分布广泛的一种双糖，在甘蔗、甜菜及槭树汁中含量尤为丰富，它们是制糖工业的重要原料。日常食用的绵白糖、砂糖、红糖都是蔗糖。多吃食糖容易引起龋齿，因此，必须保持牙齿卫生，大量摄入食糖可能与肥胖症、糖尿病、动脉硬化、冠心病等发病率有关。
代表性糖醇—木糖醇：
木糖醇存在于多种水果、蔬菜中，如南瓜、香蕉等。木糖醇的甜度及氧化供能与蔗糖相似，但其代谢利用可不受胰岛素调节，因而可被糖尿病人食用。此外，木糖醇不能被口腔细菌发酵，因而对牙齿完全无害，可被用作无糖糖果中具有防龋或抑龋作用的甜味剂。
代表性多糖—淀粉：
淀粉是以颗粒的形式贮存在植物种子、根茎中的多糖，是由单一的葡萄糖所组成。淀粉有直链淀粉和支链淀粉两种结构。淀粉在消化道内经过消化分解，最终变为葡萄糖供人体吸收利用。淀粉在谷类、豆类和薯类中含量丰富，是人类膳食的重要组成成分，也是食品工业的主要原料。
动物淀粉是存在于动物肝脏和肌肉组织中类似于植物淀粉的一类物质，又称糖原。它也由葡萄糖组成，是人体储存碳水化合物的主要形式，它在维持人体能量平衡方面起着十分重要的作用。
特别提示：肝脏分解酒精需要碳水化合物
二、碳水化合物的生理功能
（一）供给和储存能量
（二）构成人体组织
（三）维持神经系统的功能
（四）具有保护肝脏和抗生酮作用
三、碳水化合物的消化与吸收
（一）碳水化合物的消化
主要有口腔内消化、胃内消化、肠内消化等。
（二）碳水化合物的吸收
碳水化合物经过消化变成单糖后才能被细胞吸收。糖吸收的主要部位是在小肠的空肠。
四、碳水化合物的摄入量与食物来源
2000年我国制定的中国居民营养素参考食入量当中，把碳水化合物的适宜摄入量（AI）定为在膳食总能量中占比例为55%～65％。
碳水化合物主要来源于植物性食物如谷类、薯类和根茎类食物中，它们都含有丰富的淀粉。粮谷类一般碳水化合物含量在60%～80%，薯类含量15%～29%，豆类含量40%～60%。
表3-1常见食物碳水化合物的含量 单位：克/100克
食物名称 含量 食物名称 含量 食物名称 含量 食物名称 含量
粉条 83.6 玉米 66.7 香蕉 20.8 橙 10.5
粳米(标二) 77.7 方便面 60.9 黄豆 18.6 葡萄 9.9
籼米(标一) 77.3 小豆 55.7 柿 17.1 酸奶 9.3
挂面(标准粉) 74.4 绿豆 55.6 马铃薯 16.5 西瓜 7.9
小米 73.5 木耳 35.7 苹果 12.3 杏 7.8
小麦粉(标粉) 71.5 鲜枣 28.6 辣椒 11.0 梨 7.3
莜麦面 67.8 甘薯 23.1 桃 10.9 花生仁 5.5
南瓜 4.5 萝卜 4.0 鲫鱼 3.8 豆腐 3.8
茄子 3.6 番茄 3.5 牛乳 3.4 芹菜 3.3
带鱼 3.1 白菜 3.1 鲜贝 2.5 猪肉 2.4
黄瓜 2.4 冬瓜 1.9 鸡蛋 1.5 鸡肉 1.3
第二节 蛋白质
一、蛋白质的组成与分类
（一）蛋白质的组成
英文蛋白质（Protein）一词来源于希腊文的“Proteios”，其意是指最重要的东西，表明蛋白质是生命中最重要的物质。
（二）蛋白质的分类
在营养学上，根据各种食物蛋白质所含必需氨基酸的种类、数量及比值可将蛋白质分为三类，即完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质。
二、蛋白质的生理功能
（一）构成和修复人体组织 （二）调节生理功能 （三）供给能量
三、氨基酸
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，构成蛋白质的氨基酸主要是其中的20多种。必需氨基酸就是人体内不能合成的，或者合成速度不能满足人体需要，必须由食物蛋白质供给的氨基酸。人体内必需氨基酸有8种。此外，还有一些氨基酸叫做“条件必需氨基酸”，如半胱氨酸和酪氨酸等。
氨基酸模式。人体对必需氨基酸不仅有数量上的需要，而且还有比例上的要求。
限制性氨基酸。膳食中蛋白质的氨基酸构成比例与人体的需要不相符合，一种氨基酸不足，则其它氨基酸也不能充分利用。被吸收到人体内的必需氨基酸中，能够限制其它氨基酸利用程度的氨基酸，称为限制性氨基酸。
表3-2 几种食物蛋白质比较和人体蛋白质氨基酸模式
氨基酸名称 鸡蛋 牛奶 牛肉④ 大豆 面粉 大米 人体
异亮氨酸 3.2 3.4 4.4 4.3 3.8 4.0 4.0
亮氨酸 5.1 6.8 6.8 5.7 6.4 6.3 7.0
赖氨酸 4.1 5.6 7.2 4.9 1.8 2.3 5.5
蛋氨酸+半胱氨酸 3.4 2.4 3.2 1.2 2.8 2.8 2.3
本丙氨酸+酪氨酸 5.5 7.3 6.2 3.2 7.2 7.2 3.8
苏氨酸 2.8 3.1 3.6 2.8 2.5 2.5 2.9
缬氨酸 3.9 4.6 4.6 3.2 3.8 3.8 4.8
色氨酸 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
四、蛋白质的消化与吸收 五、食物蛋白质的营养评价 蛋白质的含量、蛋白质的消化率、蛋白质的利用率、氨基酸分 六、蛋白质的互补作用 蛋白质的互补作用是指将不同种类的食物适当混合食用，使它们之间相对不足的氨基酸互相补偿，从而接近人体所需的氨基酸模式，可以提高蛋白质的营养价值，此即蛋白质的互补作用，或称氨基酸的互补作用。
七、蛋白质需要量与食物来源
2000年中国营养学会发布的每日膳食蛋白质的推荐摄入量（RNI）为成年男女轻体力活动分别为每天75克和60克、中等体力活动分别为每天80克和70克、重体力活动每天分别为90克和80克，特殊人群中的孕妇和乳母每天为85～100克。此外，蛋白质在膳食总能量中所占比例10%～15%为宜。
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。
表3-5不同种类食物的蛋白质含量 单位：克/l00克
食 物 蛋白质 食 物 蛋白质 食 物 蛋白质
小麦粉(标准粉) 11.2 马铃薯 2.0 花生仁 24.8
梗米(标一) 7.7 甘薯 0.2 猪肉(肥瘦) 13.2
籼米(标一) 7.7 蘑菇(干) 21.1 牛肉(肥瘦) 19.9
玉米(干) 8.7 紫菜(干) 26.7 草鱼 16.6
玉米面 8.1 黄豆 35.0 鸡 19.3
小米 9.0 绿豆 21.6 鸡蛋 13.3
高粱米 10.4 赤小豆 20.2 牛奶 3.0
第三节 脂类
一、脂类的组成与分类
（一）组成
脂类主要是由碳、氢、氧三种元素组成。有的含有少量的磷、氮等元素。营养学上重要的脂类主要有甘油三酯、磷脂和固醇类物质。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％。
（二）分类
脂类包括脂肪和类脂。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”。类脂是与脂或油很类似的物质，种类很多，主要有：卵磷脂、神经磷脂、胆固醇和脂蛋白等。
二、脂类的生理功能
（一）供给能量维持体温
（二）构成人体成分
（三）供给人体必需脂肪酸
（四）促进吸收维生素
三、脂肪酸
1．饱合脂肪酸
脂肪酸的碳链以一价相连的为饱合脂肪酸。
2．不饱合脂肪酸
碳链之间有不饱合键存在的脂肪酸为不饱合脂肪酸
3．必需脂肪酸
必需脂肪酸是指不能被人体合成，但又是人体生命活动所必需，一定要由食物供给的脂肪酸。和亚麻酸相比较，亚油酸是最重要的必需脂肪酸。
必需脂肪酸在植物油中含量较多，海产鱼类的脂肪往往含有长链的多不饱合脂肪酸；畜禽类脂肪中必需脂肪酸的含量相对较少。
四、脂肪的消化与吸收
（一）脂肪的消化
膳食中的脂类主要为甘油三酯，少量磷脂及胆固醇。胃液酸性强，含脂肪酶甚少，故脂肪在胃内几乎不能被消化。胃的蠕动能促使食入的脂肪被磷脂乳化成分散在水相内的细小油珠而排入小肠腔内被消化。
（二）脂肪的吸收
通常食物中的油脂皆为由长链脂肪酸组成的甘油三酯。6碳～12碳的脂肪酸所组成的甘油三酯被吸收到小肠粘膜细胞的绒毛上皮或进入细胞内，直接以脂肪酸形式扩散入门静脉。
五、脂肪的营养价值评价
从营养学的观点来说，食用脂肪营养价值评价的主要依据有以下四个方面：
（一）脂肪的消化率
（二）必需脂肪酸的含量
（三）脂溶性维生素的含量
（四）其他不饱和脂肪酸的含量
六、磷脂与固醇
（一）磷脂
磷脂几乎存在于所有生物膜中，是哺乳类动物细胞的必需组成部分，所以说磷脂是构成一切生物体的生物膜成分之一，它具有表面活性和抗氧化作用。
（二）固醇
固醇可分为动物固醇和植物固醇。胆固醇就是最重要的动物固醇。人体内的胆固醇主要有两个来源：一是内源性的，主要是肝脏利用乙酸及其前体合成的，是人体胆固醇的主要来源；二是外源性的，即人体从食物中摄取的。过多摄入胆醇对人体健康造成危害，有引起心血管疾病的危险。但是胆固醇对人体健康具有重要意义。
七、脂类的摄入量与食物来源
（一）脂类的摄入量
我国未明确规定脂肪的摄入量，建议脂肪适宜摄入量(AI)占总能量20％～30％左右(儿童青少年高于此比例)。其中，饱和脂肪酸提供的能量在10％以下，单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸提供的能量各为10％。一般认为必需脂肪酸提供的能量不少于总能量的3％，n-3脂肪酸与n-6脂肪酸的摄入比例为1:4～6为宜。此外，要求胆固醇每日摄入量控制在300毫克以下。
（二）脂肪的食物来源
动物性脂肪包括各种家畜家禽的肉类、水产品、奶油等；植物油多为液态，日常植物油主要有豆油、花生油、菜籽油、芝麻油、棉籽油等。
表3-7 几种食物的脂肪含量 单位：克/100克
食物名称 脂肪含量 食物名称 脂肪含量 食物名称 脂肪含量
猪肉（肥） 90.4 芝麻 39.6 鲅鱼 3.1
猪肉（肥瘦） 37.0 葵花籽仁 53.4 草鱼 5.2
牛肉（肥瘦） 13.4 松子仁 70.6 带鱼 4.9
羊肉（肥瘦） 14.1 大枣（干） 0.4 大马哈鱼 8.6
鸡肉 9.4 栗子（干） 1.7 鲤鱼 4.1
鸡蛋 10.0 南瓜籽（炒） 46.1 海鳗 5.0
鸡腿 13.0 西瓜籽（炒） 44.8 猪肝 3.5
大豆（黄豆） 16.0 水果 0.1～0.5 猪大肠 18.7
核桃仁 58.8 蔬菜 0.1～0.5 猪蹄爪尖 20.0
花生仁 44.3 大黄鱼 2.5 猪脖子 60.5
第四节 维生素
一、概述
维生素俗称维他命，是维持人体正常生命活动、促进人体生长发育和调节生理功能所必需的一类低分子有机化合物的总称。维生素种类较多，化学性质不同，生理功能各异，人体所必需的维生素有10多种，一般按其溶解性质可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素包括有维生素A、D、E、K；水溶性维生素包括有维生素B1、B2、PP、B6、B12、C、泛酸及叶酸等。还有些天然存在的化合物，其活性类似维生素，如生物类黄铜、辅酶Q等，通常被称为“类维生素”。
二、脂溶性维生素
（一）维生素A
1．生理功能与缺乏症。构成视觉细胞内感光物质、维持皮肤粘膜层的完整性、维持促进免疫功能。维生素A可以提高免疫细胞产生抗体的能力，也可以促进细胞免疫的功能、促进生长发育和维护生殖功能。
2．吸收。维生素A与胡萝卜素的吸收过程是不同的。胡萝卜素的吸收部位在小肠，维生素A 则为主动吸收，需要能量。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中维生素A的推荐摄入量（RNI）为： 14岁以上及成年男子为800微克视黄醇当量，成年女子为700微克视黄醇当量。维生素A在动物肝脏、蛋黄和乳中含量较多。
表3-11 几种食物的维生素A含量及视黄醇当量 单位：微克/100克
食物名称 瘦猪肉 鸡肉 鸡肝 鸡蛋 鸡心 黄鱼 河蟹 江虾
维生素A 44 226 10414 310 910 10 389 102
视黄醇当量 44 226 10414 310 910 10 389 102
食物名称 小米 大豆 玉米面 西兰花 油菜 小白菜 芒果 杏
维生素A 100 220 40 7210 620 1680 8050 450
视黄醇当量 17 37 7 1202 103 280 1342 75
（二）维生素D
1．生理功能与缺乏症。维生素D主要与钙和磷的代谢有关，它促进钙、磷的吸收利用，维持血清钙磷浓度的稳定，对骨骼及牙齿的钙化过程起重要作用，保证正常长生发育。婴幼儿缺乏维生素D将引起佝偻病；成年人缺乏维生素D导致钙吸收不良，可患骨质疏松症。
2．吸收。维生素D 吸收最快的部位在小肠的近端，维生素D在回肠被大量吸收掉。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中维生素D的推荐摄入量（RNI）是： 11岁后及成年人建议值为5微克。此外，由于日光直接照射皮肤可产生胆钙化醇，所以经常在户外活动较多的人不易缺乏。天然食物中，维生素D的含量很少。它主要存在于脂肪含量高的海鱼、动物的肝脏、蛋黄、奶油和干酪中。
（三）维生素E
1．生理功能与缺乏症。抗氧化、抗动脉粥样硬化、对神经系统和骨骼肌的保护作用、提高免疫功能。维生素E与生殖功能有关，可防止流产。维生素E还具有阻断亚硝胺形成的作用，抑制癌肿瘤的发生。缺乏维生素E还容易引起未老先衰而产生疾病。
2．参考摄入量与食物来源。维生素E的需要量因人而异，婴儿、孕妇、乳母和老人需求量较大。我国建议每日膳食中成年人、孕妇和乳母的维生素E适宜摄入量（AI）为14毫克。 维生素E广泛地存在于各种油料种子、豆类及植物油当中。
（四）维生素K
1．生理功能与缺乏症。维生素K有助于某些凝血因子在肝脏的合成，从而促进血液的凝固，缺乏时可以延长凝血时间。
2．我国建议每日膳食中维生素K的适宜摄入量（AI）为：青少年每日每千克体重2微克，成年人每日120微克。人体肠道正常菌群也可合成维生素K。因此，人体一般不会缺乏维生素K。
三、水溶性维生素
（一）维生素C
1．生理功能及缺乏症。抗坏血病、抗氧化作用、提高免疫力。维生素C参与体内氧化还原反应，促进生物氧化过程。缺乏维生素C会发生坏血病。
2．吸收。食物中的维生素C 被人体小肠上段吸收，吸收量与其摄人量有关。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中维生素C的推荐摄入量（RNI）为：青少年及成人100毫克，孕妇及乳母130毫克。维生素C主要存在于绿色、红色、黄色的新鲜水果、蔬菜中。动物性食物中维生素C的含量很少。
表3-12 某些水果蔬菜的维生素C含量 单位：毫克/100克
食物名称 大白菜 小白菜 菠菜 西兰花 油菜 圆白菜 荠菜 菜花
维生素C 28-47 28 32 51 36 40 53 61-106
食物名称 韭菜 苦瓜 蒜苗 莴笋 青椒 芹菜 橘子 梨
维生素C 24 56 35 4 72 5-22 11-33 4-14
食物名称 苹果 橙 柚子 枣 红果 荔枝 猕猴桃 草莓
维生素C 1-6 33 110 88 87 41 62 52
（二）维生素B1（硫胺素）
1．生理功能与缺乏症。促进碳水化合物代谢。促进胃肠蠕动增强消化功能的作用。人体缺乏时，糖代谢至丙酮酸阶段就无法继续氧化分解，造成体内丙酮酸堆积。
当缺乏维生素B1时，易患脚气病，患者表现为疲乏无力、食欲不振、心动过速、多发性神经炎等。妊娠母亲在孕期缺乏维生素B1时，会使婴儿患先天性脚气病。
2．吸收。维生素B1吸收的主要部位是空肠和回肠。浓度高时为被动扩散，浓度低时为主动吸收。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日成年人膳食中维生素B1的推荐摄入量（RNI）为：男性1.4毫克，成人女性为1.3毫克。
维生素B1多在种子外皮及胚芽中，米糠、麦麸、黄豆、花生、酵母和瘦肉中比较丰富，动物的内脏（如肝、心、肾）中含量丰富。
（三）维生素B2（核黄素）
1．生理功能与缺乏症。维生素B2参与体内生物氧化与能量生成。缺乏维生素B2会导致人体物质代谢发生紊乱，具体表现为唇炎、口角炎、舌炎、阴囊皮炎、眼睑炎及脂溢性皮炎等症状。
2．吸收。食物中维生素B2与蛋白质形成的结合物，进入消化道后，先在胃酸、蛋白酶的作用下，水解释放出黄素蛋白。维生素B2在小肠上端吸收，大肠也吸收少部分维生素B2。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中维生素B2推荐摄入量(RNI)为：成年人男性为1.4毫克，女性为1.2毫克。维生素B2广泛存在于动植物食品中，在动物性食品中含量较高，特别是内脏（如肝、心、肾）、奶类和蛋类含量较多。
（四）维生素B6
1．生理功能及缺乏症。维生素B6是机体中很多酶系统的辅酶，参与氨基酸的脱羧作用、转氨基作用。人体缺乏维生素B6表现为眼、鼻与口腔周围皮肤脂溢性皮炎，此外，缺维生素B6还出现贫血、脑功能紊乱、皮炎等症状。
2．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中维生素B6的适宜摄入量（AI）为：成人为1.2毫克。通常动物性食物含量相对较多。
（五）维生素B12（钴胺素）
1．生理功能及缺乏症。维生素B12以辅酶形式参与体内一碳单位的代谢，可以通过增加叶酸的利用率来影响核酸和蛋白质的合成。人体缺乏维生素B12引起恶性贫血。
2．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中维生素B12的适宜摄入量(AI)：成人2.4微克。维生素B12主要来源于动物性食物如肝脏、鱼贝类、蛋类、乳类和肉类。
（六）烟酸
1．生理功能与缺乏症。烟酸在体内可转变为烟酰胺，构成脱氢酶辅酶，参与葡萄糖的酵解、脂类代谢、丙酮酸代谢、戊糖合成及高能磷酸键的形成等。
缺乏烟酸时将引起癞皮病，表现为皮炎、腹泻和痴呆即所谓的“3D”症状。
2．吸收。烟酸吸收后以烟酸的形式经门静脉进入肝脏，在肝内转化为NAD+和NADP+。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中烟酸的推荐摄入量（RNI）为：成年人14毫克。烟酸在食物中分布较广，以酵母、蘑菇、肝脏、花生、瘦肉、豆类、全谷含量较多。
（七）叶酸
1．生理功能与缺乏症。四氢叶酸是体内一碳单位转移酶的辅酶。叶酸对蛋白质和核酸的生物合成也有重要作用。
人体缺乏叶酸时可引起巨幼红细胞贫血，孕妇怀孕早期缺乏叶酸会引起胎儿畸形或早产。
2．吸收。混合膳食中的叶酸一般以多个谷氨酸相结合的形式存在。这种多谷氨酸叶酸不易被小肠吸收，在吸收之前必须水解分解为单谷氨酸叶酸才能被吸收。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中叶酸的推荐摄入量（RNI）为：成年人400微克。叶酸广泛存在动植物食品当中。其中动物肝脏、鱼类、蛋类和肉类含量比较多。
（八）泛酸
泛酸又称遍多酸，是辅酶A的组成部分，与糖类、脂类和蛋白质的代谢有关。它可促进细胞代谢功能，参与类固醇激素、脂肪及氨基酸的合成。
（九）生物素
生物素是羧化酶辅酶的组成成分，参与代谢，促进细胞成熟，参与某些脂肪及氨基酸的合成。一些疾病患者如长期进行血液透析、烧伤患者、酒精中毒以及慢性肝病患者血浆中生物素缺乏。
第五节 矿物质
一、概述
（一）矿物质的分类
存在于人体内的各种元素中，除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物的形式存在外，其余元素均统称为矿物质或无机盐(Mineral Salts)。
1。常量元素。常量元素又称宏量元素或组成元素。每种常量元素的标准含量大于人体总重量的0.01％、人体每日需要量在100毫克以上。
2．微量元素。微量元素又称痕量元素。它们在体内存在的浓度很低，每种微量元素的标准含量小于人体总重量的0.01%，人体每日需要量在100毫克以下，这些微量元素一般在低浓度下就具有生物学作用。
（二）矿物质的生理功能
1．常量元素的生理功能
它们在体内发挥以下生理功能：首先，构成人体组织的重要组成部分；其次，在细胞内外液中与蛋白质一起调节细胞膜的通透性；最后，构成酶的成分或者激活酶的活性，参与物质代谢。
2．必需微量元素的生理功能
必需微量元素虽然含量极微，发挥着重要的生理生化功能。1998年中国营养学会确定的制定膳食营养素参考摄入量的微量元素种类有铁、锌、硒、碘、铜、锰、铬、氟、钼等共计9种。
二、常量元素
（一）钙（Ca）
钙是人体必需的常量元素，也是人体内含量最多的一种常量元素，总量超过1000克，约占人体总重量的1.5～2％。
1．生理功能与缺乏症。
钙以羟基磷灰石的形式构成骨骼和牙齿，它是血液凝结、激素分泌过程参与物质，对维持心脏和肌肉的收缩与驰缓，传导神经兴奋，维持细胞膜通透性功能，促进体内某些酶类产生活性，保持体内酸碱平衡等生理功能具有极其重要作用。
人体长期缺钙就会导致骨骼、牙齿发育不良，并有血凝异常、甲状腺机能减退等症状。其中，①儿童缺钙会出现佝偻病，若血钙降低轻者出现多汗、易惊、哭闹，重者出现抽搐；②成年人缺钙容易放生抽筋、乏力疲劳等症状；③中老年人缺乏易发生骨质疏松、骨质增生、肌肉痉挛、四肢麻木、腰腿酸疼、高血压、冠心病等；④孕产妇缺钙不仅严重影响胎儿的正常发育，还容易在中年后患骨质疏松症。
2．影响钙吸收的因素
对钙吸收产生阻碍作用的有植酸、草酸、膳食纤维、糖醛酸、海藻酸钠、油脂、酒精等，它们可与钙形成难于消化吸收不溶性物质；年龄大，人体钙的吸收率低；膳食中磷酸盐过多，也可降低钙的吸收。
3．参考摄入量与食物来源
我国建议每日膳食中钙的适宜摄入量（AI）为：成人800毫克，青少年1000毫克，
食物中含钙丰富的乳及乳制品（大约100毫升牛奶大约含有100毫克左右的钙），因其吸收率高，是人体最理想的钙源。
表3-13 某些食物中钙含量 单位：毫克／100克
食物名称 牛奶 蚌肉 干酪 蛋黄 鸡肉 虾皮 瘦羊肉 瘦牛肉 瘦猪肉
含钙量 104 190 799 112 9 991 9 9 6
食物名称 大白菜 苋菜 干豌豆 花生仁 大豆 黑豆 豆腐 紫菜 木耳
含钙量 45 178 67 284 191 224 164 264 247
食物名称 大米 标准粉 青豆 荠菜 干海带 雪里蕻 油菜 苜蓿 枣
含钙量 13 31 200 294 348 230 108 713 80
（二）磷（P）
磷亦是人体必需的元素之一，在人体内的含量为650克左右，占人体重的1％左右。
1．生理功能与缺乏症。磷是人体骨骼、牙齿、细胞核蛋白及许多酶的重要组成成分。磷还参与碳水化合物和脂肪的吸收与代谢，参与体内的能量转化，以高能磷酸键的形式贮存能量。
2．影响磷吸收的因素。磷的吸收部位在小肠，其中以十二指肠及空肠部位吸收最快，在回肠吸收较差。磷的主要排泄途径是经肾脏。
3．参考摄入量与食物来源。磷广泛存在于食物中，很少有人发生磷缺乏，所以一般国家对磷的供给量都无明确规定。
无论动物性食物还是植物性食物细胞中都含有丰富的磷。
（三）钾（K）
钾为人体内的重要常量元素之一。正常成年人体内含钾量约为每千克体重20毫克。体内钾主要存在于细胞内，约占总量的98%，其他存在于细胞外。
1．生理功能与缺乏症。钾主要具有以下生理功能：维持碳水化合物、蛋白质的正常代谢；维持神经肌肉的应激性和正常的生理功能；维持细胞内正常渗透压；维持细胞内外正常的酸碱平衡和离子平衡；降低血压。
人体内钾总量减少可引起钾缺乏症。主要表现为肌肉无力站立不稳或者无力登楼，还会产生瘫痪症状、心律失常以及肾功能障碍等症状。
2．影响钾吸收的因素。摄入的钾大部分由小肠吸收，吸收率为90%左右。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中钾的适宜摄入量（AI）为：成年人2000毫克。钾的食物来源主要有水果蔬菜。
（四）钠（Na）
钠是人体中重要的无机元素之一，一般情况下，成年人体内钠含量约为6200～6900毫克。
钠的主要生理功能有：构成细胞外液渗透压，调节和维持体内水量的恒定；清除体内酸碱代谢产物，保持体液酸碱平衡；维持神经肌肉的兴奋性。
人体内一般不会发生钠缺乏，但是在某种情况下如禁食、高温、过量出汗、反复呕吐、腹泻等情况下，或者服用利尿剂以及某些胃肠营养病患者等也可能缺钠。钠在小肠上部吸收，吸收率可达100%。
钠广泛存在于各种食物中，但人体钠来源主要为食盐、酱油、酱咸菜类等。我国建议每日膳食中钠的适宜摄入量（AI）为成年人2200毫克。
三、微量元素
（一）铁（Fe）
铁是人体内含量最多的一种必需微量元素。成人含铁约4～5克，60％～75％存在于血红蛋白中。
1．生理功能及缺乏症
铁参与形成的血红蛋白，负责人体内氧气的输送，并将各组织中的二氧化碳送至肺部排出体外，对维持人体健康发挥极其重要的作用；铁是细胞色素酶、过氧化氢酶以及肌红蛋白的组成成分，在组织呼吸过程、生物氧化中起十分重要的作用。
铁不足将导致体内铁贮备减少，血清铁蛋白降低从而会导致缺铁性贫血。
2．影响铁吸收的因素
人体对食物中铁的吸收率比较低。大米为1%，玉米为3%，小麦面粉为5%，血为11%，动物肉、肝为22%。
铁的吸收主要在小肠的上段，且吸收效率最佳。
3．参考摄入量与食物来源
我国的膳食中，血红素铁含量低，估计膳食铁的吸收率约仅为10％左右。我国建议每日膳食中铁的适宜摄入量（AI）为：成年男子为15毫克，女子20毫克。
在动物性食物中，如动物内脏、血液均含有丰富的铁。
表3-15 某些食中含铁量 单位：毫克克/100克
食物名称 猪肝 猪血 蛋黄 鸡蛋 蟹肉 对虾 鸡肉 带鱼 鲳鱼 牛乳
含量 22.60 8.70 6.50 2.30 1.80 1.50 1.40 1.20 1.10 0.30
食物名称 发菜 紫菜 冬菇 扁豆 黄豆 小豆 绿豆 小米 辣椒 菠菜
含量 99.30 54.90 21.10 19.20 8.20 7.40 6.50 5.10 6.00 2.90
食物名称 蚌肉 萝卜 葡萄 番茄 苹果 粳米 籼米 油菜 草莓 红枣
含量 50.00 0.3 0.40 0.40 0.70 1.10 1.20 1.20 2.10 2.30
（二）锌（Zn）
1．生理功能及缺乏症。锌在组织呼吸和物质代谢中起重要作用；锌能促进机体的生长发育，并能加速创伤组织的愈合；锌与人们免疫功能有关；锌不但影响味觉和食欲，还与性机能有关；锌影响肾上腺皮质激素；锌还有促进维生素A代谢的作用。人体缺锌时，表现为儿童生长发育停滞，男性性成熟延迟和性腺机能减退，肝脾肿大等。
2．影响锌吸收的因素。一般人体内锌的吸收率为20％～30％左右。锌主要在小肠内被吸收。
3．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中锌的平均需要量（EAR）为：成人男性为13.2毫克，女性为8.3毫克。推荐摄入量（RNI）为：成人男性15.0毫克，女性为11.5毫克。最高耐受量（UL）为：成人男性45毫克，女性37毫克。
食品中以贝壳类海产品、红色肉类、动物内脏类等都是锌的极好来源。如牡蛎含锌量很高。
（三）碘（I）
碘是首批被人类确认的必需微量元素之一。人体内含碘20～50毫克，有20%～30％存在于甲状腺中。碘在人体内主要以有机碘形式存在。
人体缺碘现甲状腺肿大，俗称大脖子病。除在食盐中加碘之外，对那些特殊人群应采取特殊的碘缺乏病预防措施。
海产品含有丰富的碘，尤其是海带、紫菜含碘量非常高。食用碘盐是最方便、有效的预防缺碘的方法。
表3-16 某些食物含锌量 单位：毫克/100克
食物名称 乌鱼蛋 海蛎肉 鱿鱼干 鲜扇贝 羊肉 蚌肉 鸡肉 鸡蛋 牛乳
含量 71.2 47.05 11.69 11.24 10.42 8.50 1.09 1.01 0.42
食物名称 带鱼 香菇 猪肝 牛肝 牛肉 河蟹 黄豆 小豆 花生仁
含量 0.70 8.57 5.78 5.01 3.67 3.68 3.34 2.20 2.50
食物名称 葵花子 鲜枣 胡萝卜 茄子 海带 玉米 小米 粳米 籼米
含量 5.91 1.52 0.14 0.23 0.65 1.70 1.87 1.45 1.59
（四）硒（Se）
1．生理功能及缺乏症。硒是谷胱甘肽过氧化物酶（SOD）发挥活性所必需的矿物质元素，具有抗氧化作用。硒具有很好的抗癌效果。硒还具有促进生长、保护视觉器官的作用。维生素E对硒具有协同作用。缺硒可导致克山病的发生。
2．参考摄入量与食物来源。我国建议每日膳食中硒的推荐摄入量（RNI）为：成年人50微克，孕妇早期不需额外补充，但是到哺乳期则每日为65微克。
硒在食物中的含量受环境影响很大。动物性食品如肝、肾、海产品、肉类都是硒的良好来源。硒在食物中的存在形式不同，其生物利用率也不同。
第六节 水
一、水
（一）生活饮用水分类
根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），生活饮用水指日常饮水和生活用水，包括自来水、大桶水，但是不包括饮料和瓶装矿泉水。规定生活用水的总硬度以碳酸钙计小于450毫克/升。此外，还要求饮用水大肠菌群不得检出，每毫升菌落总数不超过100。
（二）水的生理功能
1．人体的重要组成成分。水是人体含量最大和最重要的部分。水在人体内的含量与性别、年龄等有关。新生儿水占体重的75%～80％，成年男子约为60％，成年女子约为50％。
2．促进物质代谢过程。水参与各种营养素的代谢过程。
3．调节体温和作为人体润滑剂。水的比热大，可维持体温。另外，水还是人体关节、肌肉及内脏器官的润滑剂，对人体组织器官起一定的保护作用。
4．水的其他保健功能。预防泌尿系统结石、有益呼吸延缓衰老、缓解便秘降脂减肥。
（三）科学饮食
饮水的时间和方式。饮水时间应分配在一天中的任何时刻，喝水应该少量多次，每次200毫升左右。不宜饮用生水和蒸锅水。合理选择饮料
（四）水的需要量与来源
水的需要量。中国居民膳食指南推荐正常情况下我国成年人每日需饮水1200毫升。
饮水过多的危害。当人体饮水过多时，可增加心脏的负担。
二、膳食纤维
膳食纤维是碳水化合物中的一类非淀粉多糖。按照其溶解性可分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维两大类。水溶性膳食纤维对小肠内的葡萄糖和脂质吸收有影响。水不溶性膳食纤维在大肠中发酵而部分影响大肠的功能
（一）膳食纤维的性质
膳食纤维的多种理化性质主要有以下几点：首先，膳食纤维的化学结构中含有很多亲水基团，因此具有很强的持水性。膳食纤维的分子结构中含有很多活性基团，可以螯合吸附胆酸、胆固醇、化学药物及有毒物质等有机分子，从而抑制人体对它们的吸收，促进其排出体外；其次，膳食纤维还能够改变肠道菌群。膳食纤维在动物小肠中不能被内源酶分解，但在大肠中可被多种微生物分解发酵，可抑制有害细菌的滋生，从而促进人体健康。
（二）膳食纤维的生理功能
（1）预防便秘。膳食纤维有“肠道清洁工”之称。
（2）调节肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用。
（3）减轻有害物质所导致的中毒和腹泻。
（4）调节血脂。
（5）调节血糖。膳食纤维中的可溶性纤维可延缓消化道对糖类的消化吸收，抑制餐后血糖值的上升，改善组织对胰岛素的敏感性。
（6）控制肥胖。大多数富含膳食纤维的食物，仅含有少量的脂肪；而且膳食纤维能与部分脂肪酸结合，使脂肪酸的吸收减少。。
（三）膳食纤维的适宜摄人量
中国居民的膳食纤维的适宜摄人量是根据《平衡膳食宝塔》推算出来的。即低能量7531kJ(1800kcal)膳食为25克；中等能量膳食10042kJ(2400kcal)为30克；高能量膳食11715kJ(2800kcal)为35克。此数值与大多数国家所推荐的值相近。
（四）膳食纤维的食物来源
食物中的膳食纤维来自植物性食物如水果、蔬菜、豆类、坚果和各种的谷类，由于蔬菜和水果中的水分含量较高，所含纤维的量就较少。因此膳食中膳食纤维的主要来源是谷物。
第七节具有保健功能的化学物质
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天然食物中含有的蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质和水，是人体生命中不可缺少的物质，属于必需营养素。必需营养素对人体健康的有益作用经过长时间的研究，已经得到充分的证明。除此之外，食物中还含有一些对人体健康具有特殊保健作用的活性成分，利用这些活性成分或含有这些成分的食物，可以发挥其调节生理功能或预防疾病的重要作用。
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一、超氧化物歧化酶
超氧化物歧化酶（SOD）是一种金属酶，在生物界中分布极广，目前已从细菌、藻类、真菌、昆虫、鱼类、高等植物和哺乳动物等生物体内分离得到SOD。在食物中，超氧化物歧化酶主要存在于动物肝脏等多种动物组织以及菠菜、银杏、番茄等植物中。
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二、大豆多肽、谷胱甘肽与牛磺酸
（一）大豆多肽
大豆多肽是指大豆蛋白质经蛋白酶作用后，再经特殊处理而得到的蛋白质水解产物，通常由3～6个氨基酸组成，水解产物中还含有少量游离氨基酸、碳水化合物和无机盐等成分。大豆多肽水溶性很高，其黏度随着浓度的增高而变化较小，即使在50％的高浓度下也仍富有流动性。大豆多肽具有以下生理功能：
（1）增强肌肉运动力、加（2）促进脂肪代谢。摄食蛋白质比摄食脂肪、碳水化合物更易促进能量代谢，而大豆多肽促进能量代谢的效果比蛋白质更强。
（3）降低血清胆固醇。
（二）谷胱甘肽
谷胱甘肽（glutathione，GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽化合物，广泛存在于动植物中，在面包酵母、小麦胚芽和动物肝脏中含量较高。谷胱甘肽具有以生理供能：
（1）抗氧化作用。（2）抗辐射作用。（3）防止皮肤老化。（4）解毒作用。
（三）牛磺酸
牛磺酸（taurine）是一种含硫氨基酸，具有广泛的生物学效应，是调节机体正常生理功能的重要物质。它以游离氨基酸的形式普遍存在于动物体内各种组织中，在海洋生物体内含量很高，哺乳动物的神经、肌肉和腺体组织中的含量也比较高，牛磺酸在脑内的含量显著高于其他脏器组织。在坚果和豆科植物的子实如黑豆、蚕豆、嫩豌豆、扁豆及南瓜子中也含有较多的牛磺酸。
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四、功能性脂肪酸、植物甾醇
（一）二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸
二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）属于多不饱和脂肪酸EPA和DHA在特别是南极磷虾的脂质以及、鳕鱼肝油、墨鱼肝油、鲐鱼油、远东沙丁鱼油等深海鱼油中含量非常丰富。
EPA和DHA具有以下生理功能：（1）降血脂、防止动脉硬化（2）抗凝血、预防心脑血管疾病。（3）抗炎作用。（4）健脑作用。（5）保护视力。
（二）植物甾醇
植物性甾醇主要为有谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇等，而麦角甾醇则属于菌类甾醇。植物甾醇广泛存在于植物的根、茎、叶、果实和种子中，是植物细胞膜的组成部分，在所有来源于植物种子的油脂中都含有甾醇。
?植物甾醇的生理功能植物甾醇具有以下生理功能：（1）预防心血管系统疾病。（2）抑制肿瘤作用。
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五、其他植物性化学物质
随着营养科学的发展，在对膳食营养与健康和疾病关系的研究中，食物中已知必需营养素以外的化学成分日益引起人们的关注。其中有些成分已作为保健食品的成分广为应用。除以上介绍的膳食纤维、植物多糖和植物甾醇之外，还有酚类化合物、萜类化合物及有机硫化合物等类型的植物化学物对人体健康也发挥重要作用。

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