项目二 人体所需营养素的评价与分析

模块1 人体所需营养素的评析

一、蛋白质

蛋白质是化学结构复杂的一类有机化合物，是人体的必需营养素。蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。人体内的蛋白质始终处于不断地分解又不断地合成的动态平衡之中，借此可达到组织蛋白质的不断更新和组织修复的目的。

（一）蛋白质的组成与结构

1.组成

蛋白质主要由碳、氢、氧、氮4种元素构成，有些蛋白质还含有磷、铁、碘、锰等元素。由于糖类和脂肪仅含氧，不含氮，故蛋白质是人体氮的唯一来源，氮是蛋白质的特征元素。

2.结构

氨基酸是构成蛋白质的基本单位。氨基酸是一类既含有氨基（—NH2）又含有羧基（—COOH）的特殊化合物。氨基酸分子之间以肽键相连接。天然氨基酸有许多种，构成蛋白质主要是其中的20多种。氨基酸在营养学上主要分为必需氨基酸和非必需氨基酸两大类。

必需氨基酸：人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得的氨基酸，称为必需氨基酸，如异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸，对婴儿来说，组氨酸也是必需氨基酸。

非必需氨基酸：人体自身可以合成或可由其他氨基酸转变来满足机体需要的氨基酸称为非必需氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、组氨酸、酪氨酸、胱氨酸、丝氨酸、半胱氨酸等。

条件必需氨基酸：半胱氨酸和酪氨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%，起到节约必需氨基酸的效果，所以半胱氨酸和酪氨酸又称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸。

氨基酸模式：组成人体各种组织细胞蛋白质的氨基酸有一定的比例，每日膳食中蛋白质所提供的各种氨基酸比例必须与其一致，才能在体内被机体充分利用。蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例称为氨基酸模式。若氨基酸构成比例与机体需要不符，一种氨基酸不足，则其他氨基酸也不能充分利用。能够限制其他氨基酸利用程度的氨基酸称为限制氨基酸。限制氨基酸中缺乏最多的为第一限制氨基酸。如谷类中赖氨酸的含量少，赖氨酸是谷类的第一限制氨基酸。此外，小麦、大米还缺乏苏氨酸，玉米缺乏色氨酸，分别是它们的第二限制氨基酸。

（二）蛋白质对人体的生理功能

1.构成机体、修补组织

蛋白质是构成生物细胞原生质的重要组成成分，人体的神经、肌肉、皮肤、内脏、血液、骨骼等无一不是由蛋白质构成的，成年人体内约含16.3%的蛋白质。机体生长发育、衰老组织的更新和损伤后组织细胞的修复，都需要蛋白质组成新的细胞组织。

2.调节生理功能

蛋白质是体内构成多种重要生理活性物质的成分，参与生理调节。酶的本质是蛋白质，酶在体内起催化和调节机能作用。如淀粉酶、胃蛋白酶、转氨酶等。由蛋白质或蛋白质的衍生物构成的激素，如生长激素、促甲状腺激素、肾上腺素、胰岛素等都是机体的重要调节物质。

蛋白质参与调节体液与酸碱平衡。人体内的水平衡和渗透压平衡受血浆蛋白调节，即蛋白质可保持水分在体内的正常分布。蛋白质还是两性物质，是维持酸碱平衡的有效物质。

3.提高机体免疫力

机体体液免疫主要由抗体和补体完成，构成白蛋白和抗体补体需要有充足的蛋白质。巨噬细胞的作用与摄入蛋白质的质量有密切关系，大部分吞噬细胞来自骨髓、肝、脾、淋巴组织。长期缺乏蛋白质，这些组织会显著萎缩，失去制造白细胞和抗体的能力，吞噬细胞不能维持正常的功能，使机体抗病能力下降，易感染疾病。

4.提供热能

蛋白质是一种能源物质，每克蛋白质在体内供能约17KJ，但它不是主要供能物质，当碳水化合物或脂肪供能不足，或蛋白质摄入量超过体内蛋白质更新的需要时，蛋白质可氧化分解为人体提供热能。这个功能可由碳水化合物或脂肪代替。

（三）蛋白质营养不良对人体健康的影响

蛋白质是重要的营养物质，每天都应补充。摄入不足或过量都会对人体的健康造成重大的影响。由于氮元素是蛋白质的特征元素，所以蛋白质的营养状况常用机体氮的平衡状态描述。

1.氮平衡

氮平衡：氮平衡是反映机体摄入氮和排除氮的关系，其关系如下：

氮平衡=摄入氮-（尿氮+粪氮+皮肤等氮损失）

当摄入氮和排除氮相等时，氮平衡=0，为零氮平衡。健康的成人应维持零平衡下富裕5%。

正氮平衡：如摄入氮多于排出氮，氮平衡＞0，则为正氮平衡。婴幼儿、儿童和青少年处于生长发育阶段，妇女怀孕时，病人疾病恢复是以其运动和劳动已达到增加肌肉时，应保证适当的正氮平衡，以满足机体对蛋白质额外的需要。

负氮平衡：如果摄入氮少于排出氮时，氮平衡＜0，则为负氮平衡。人在饥饿、疾病及老年时期的一些阶段，一般处于这种状况下，应注意尽可能减轻或改变这种情况。

影响机体氮平衡的因素很多，主要有膳食蛋白的摄入量及质量、能量供给和消耗情况、其他营养素如糖类、维生素B6、叶酸的供给情况。如果蛋白质供给达到了参考摄入量标准，但能量供给少或能量消耗增大，特别是缺乏糖类物质时，蛋白质也将分解产热，导致负担平衡的出现。

2.蛋白质营养不良

蛋白质营养不良既包括蛋白质供给不足，也包括蛋白质供给过量。蛋白质供给不足，蛋白质长期摄入量不足，不能满足机体的需要，会对机体造成严重的影响，婴幼儿、儿童、青少年的身高、体重会明显低于同龄人，严重时会引起智力发育不良，抵抗力下降；成人会出现体重减轻、易疲劳、贫血、腹泻、抵抗力下降等。

蛋白质缺乏往往又与能量的缺乏共同存在，即蛋白质热能—热能营养不良，有两种情况：一种指热能摄入基本满足而蛋白质产量不足的营养性疾病，称为加西卡病；另一种为蛋白质和热能摄入均严重不足的营养性疾病，临床表现有水肿型、消瘦型和混合型3种类型。

蛋白质供给过量：当膳食中蛋白质长期超过人体需要量时，多余的蛋白质则通过肝脏的转化，再由肾脏从尿液中排出体外，不仅浪费，还增加了肝脏、肾脏的负担。同时，摄入过多的动物蛋白，必然伴随较多的动物脂肪和胆固醇。因此，蛋白质虽然对人体有重要的作用，但并不是越多越好。

（四）食物蛋白质营养价值的评价

评价食物蛋白质的营养价值要考虑三个方面：一是量，即食物中蛋白质的含量多少；二是质，即必需氨基酸的含量及模式；三是机体对该食物蛋白质的消化、利用程度。

1.食物蛋白质的含量

各种食物中蛋白质的组成成分不同，其营养价值也不一样，所以评价食物中蛋白质营养价值的高低受很多因素影响，但应以蛋白质的含量为基础。大多数蛋白质含氮量接近，平均为16%，故测定食物中的氮乘以折算系数6.25即得出蛋白质含量。

2.必需氨基酸的含量及相互比例

蛋白质的营养价值只考虑蛋白质的量是不够的，必须注意蛋白质的质量。蛋白质的质量决定于所含氨基酸的含量与相互比例。食物中必需氨基酸的种类和数量越接近体内蛋白质的组成，其营养价值越高。

3.食物蛋白质的消化率

食物蛋白质的消化率是指一种食物蛋白质可被消化酶分解的程度。蛋白质消化率越高，被机体吸收利用的可能性越大，其营养价值越高。食物中蛋白质的消化率可由人体或动物实验测得，以蛋白质中能够被吸收的氮的数量与该种蛋白质含氮总量的比值来表示。消化率分真消化率和表观消化率。

表观消化率=（食物氮-粪氮）/食物氮

粪氮代表食物中不能被消化吸收的氮。

肠道代谢废物氮是受试人完全不吃含蛋白质食物时，测定其粪便中氮含量。

不同食物蛋白质的消化率不同，一般动物性食品消化率较高，奶类为97%～98%被消化吸收，而蛋类为98%，肉类为92%～94%；植物性蛋白质由于被纤维包围，不易与消化酶接触，所以消化率较低。同一种食物因加工烹调方法不同，其消化吸收率不同，如大豆整粒进食，其消化率仅为60%，豆浆的消化率则为85%，而加工成豆腐后，消化率可提高到90%。人体健康状况、精神因素、饮食习惯及进餐环境等对消化率也有一定的影响。

4.食物蛋白质的生物价

食物蛋白质的生物价以食物蛋白质在体内被吸收的氮与吸收的氮与吸收后在体内贮存真正被利用的氮的数量比来表示，即蛋白质被吸收后在体内被利用的程度。

蛋白质的生物价=氮在体内的贮存量/氮在体内的吸收量×100

吸收氮=摄入氮-（粪氮 - 肠道代谢废物氮）

尿内源氮是机体不摄入蛋白质时肠内所含有的氮，来自组织蛋白质的分解。

常用食物蛋白质的生物学价值见表2-1所示。

5.蛋白质的净利用率

蛋白质的净利用率，即在一定条件下，贮存的蛋白质在摄入蛋白质中所占的比例。氮净利用率将蛋白质的消化率与生物价结合起来，用于评价食物蛋白质营养价值。

（五）食物蛋白质营养价值的改善

1.食物蛋白质氨基酸模式对蛋白质利用率的影响

食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质越接近，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，蛋白质的利用率越高，食物蛋白质的营养价值也相对越高。反之，食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸的相对含量较低，导致其他的必需氨基酸在体内不能被充分利用，则蛋白质利用率低，其食物蛋白质的营养价值也降低。

2.提高食物蛋白质营养价值的措施

在我国传统膳食中，植物蛋白所占比重较大。为了提高膳食中蛋白质的营养价值，除适当增加动物性蛋白外，还可利用蛋白质的互补作用。

蛋白质互补作用是指将两种或两种以上的食物混合使用，以相互补充必需氨基酸，从而接近人体氨基酸模式，提高蛋白质的营养价值。例如，熟大豆的生物价是64，小麦的生物价是67，将大豆制品和小麦按一定比例同时或相隔4h以内食用，大豆蛋白可弥补小麦蛋白中赖氨酸的不足，同时小麦也可在一定程度上补充大豆蛋白中蛋氨酸的不足，其生物价可提高到77，从而提高膳食蛋白质的营养价值。

几种食物蛋白质的生物价见表2-2所示。

发挥蛋白质的互补作用应遵循以下三个原则：

第一，搭配的食物种类越多越好。搭配的品种越多，氨基酸的种类越完全，对发挥蛋白质的互补作用越有利。

第二，食物的种属越远越好。不同种属的食物，氨基酸所含的种类和含量差异大，种属越远，混食氨基酸的互补性越强。

第三，食用的时间越近越好，同时食用最好。因氨基酸在血液中停留时间约4h，当它不能用于机体合成时，很快就会降解，因此，不同食物摄入不能间隔时间太长，一般不超过5h。

（六）蛋白质的供给量与食物来源

1.供给量

蛋白质的供给量与膳食蛋白质的质量有关。如果蛋白质主要来自奶、蛋等食品，成人按每天摄入蛋白质0.80g/kg体重较好。我国主要以植物蛋白为主，消化吸收率低，参考摄入量按1.0～1.2g/kg体重计。由蛋白质提供的能量成年人应占总能量的10%～12%，生长发育中的青少年则应占14%。

2.食物来源

蛋白质的食物来源可以分为动物性蛋白质和植物性蛋白质两类。

肉类（主要为肌肉）、蛋类、奶及其制品、海产品等动物性食品蛋白质含量较高，一般为10%～20%，且为优质蛋白质，生理价值较高，其中以鸡蛋最高，牛乳次之。

豆类、谷类、硬果类、薯类等植物性食品，多数蛋白质含量不高。除豆类蛋白属优质蛋白质，其他多为半完全蛋白质，生理价值较低，但其作为主食的摄入量比较大，因此也是蛋白质的一个重要来源。

为提高蛋白质的质量，膳食中应保证有一定比例的优质蛋白质。一般要求，动物性蛋白质和大豆蛋白质应占膳食总蛋白的30%～50%，其中动物蛋白质占总蛋白的20%～30%为好。

二、脂类

脂类是人体重要的组成部分，包括脂肪和类脂。它以多种形式存在于各种组织中，一个体重65kg的成人含脂肪约9kg，肥胖者可高达100kg以上，绝大部分以甘油三酯（三酰甘油酯）形式存在。类脂是多种组织和细胞的组成成分，如细胞膜是由磷脂、糖脂和胆固醇等组成类脂层。脑髓和神经组织含有磷脂和糖脂，固醇则还是机体合成胆汁酸和固醇类激素的必需物质。它们在体内相对稳定，即使长期能量不足也不会动用。

（一）脂类的组成

脂类包括脂肪和类脂。脂肪通常又按其在室温下所呈现的状态不同而分别称为油（室温下呈液态）和脂肪（室温下呈固态），并可将二者统称为油脂。

脂肪通常是由甘油和三分子脂肪酸组成的甘油三酯（三酰甘油酯），日常食用的动、植物油脂，如猪油、豆油、花生油、菜籽油等均属此类。甘油三酯中，三个脂肪酸基相同者称为简单甘油酯、三个脂肪酸基不同则称为混合甘油酯。

简单甘油酯中甘油分子的三个羟基均与相同脂肪酸结合，若仅其中一个或两个羟基与脂肪酸分子结合则分别称为单酰甘油酯（单甘油酯）和二酰甘油酯（二甘油酯）。其中单酰甘油酯具有很强的乳化性能，并且是食品加工中常用的乳化剂。

类脂是指那些性质类似脂肪的物质。种类很多，主要包括磷脂、糖脂和固醇等。此外还包括脂溶性维生素和脂蛋白。类脂具有很重要的生物学意义。但是在营养上除脂溶性维生素外，其重要性不如油脂。在营养上最重要的是脂肪酸。

1.脂肪酸

自然界中绝大多数的脂肪酸都是偶数碳原子的直链脂肪酸，奇数碳原子的脂肪酸为数很少，只有微生物产生的脂肪酸有奇数碳原子的脂肪酸。此外，也可有少数带侧链的脂肪酸和含环的脂肪酸。例如，棉籽油中的苹婆酸（sterculic acid）是环丙烷脂肪酸。不过能被人体吸收、利用的都是偶数碳原子的脂肪酸。这些脂肪酸可含有0～6个间隔的顺式双键。即：

CH3（CH2），—（ClCH—C，H2）0-6—（CH2）·COOH

脂肪酸可按其碳链长短（碳原子数）不同而分成三类：

（1）短链脂肪酸C4～C6，主要存在于乳脂和棕榈油中。

（2）中链脂肪酸C8～C12，主要存在于某些种子如椰子油中。

（3）长链脂肪酸C14以上，是脂类中主要的脂肪酸。如软脂酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸等。

此外，脂肪酸还可根据碳链中双键数的多少分成以下三类：

（1）饱和脂肪酸分子中不含双键。

（2）单不饱和脂肪酸分子中含一个双键，油酸是最普通的单不饱和脂肪酸。

（3）多不饱和脂肪酸分子中含两个以上双键，在植物种子和鱼油中含量较多。

饱和脂肪酸中碳原子数小于10者在常温下为液态，称为低级脂肪酸或挥发性脂肪酸。碳原子数大于10者在常温下为固态，称为固体脂肪酸。随着脂肪酸碳链的加长，熔点增高：熔点高不易被消化、吸收。不饱和脂肪酸由于引入双键可大大降低熔点。

不饱和脂肪酸分成四类，每一类都由一系列脂肪酸组成。该系列的各个脂肪酸均能在生物体内从母体脂肪酸合成。例如，花生四烯酸为n-6系列的二十碳的脂肪酸，它可由n-6系列的母体脂肪酸亚油酸在体内经去饱和后与羧基端延长合成。但是生物体不能将某一系列脂肪酸转变成另一系列脂肪酸，即机体不能将油酸（n-9）转变成亚油酸（n-6）或其他系列的任何一种脂肪酸。而相同系列脂肪酸的转变在人体营养上和生理上都具有重要意义。例如，n-3系列的亚麻酸在体内即可同样经去饱和与羧基端延长转变成二十碳五烯酸（EPA，）和二十二碳六烯酸（DHA，）。

关于食物中常见脂肪酸的分类、组成及其来源见表2-3和表2-4所示。

目前认为，饱和脂肪酸摄食过多与心血管等慢性疾病的发病有关，而应控制或降低饱和脂肪酸的摄食。多不饱和脂肪酸，尤其是n-3和n-6系列多不饱和脂肪酸对人体具有很重要的生物学意义，其中的亚油酸和亚麻酸是机体的必需脂肪酸。

2.必需脂肪酸

必需脂肪酸是指人体不能自行合成，必须由食物中供给，并且能够预防和治疗脂肪酸缺乏症的脂肪酸。

人体可以自身合成多种脂肪酸，包括饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。但是，亚油酸和亚麻酸却不能自行合成，必须由食物供给，是人体的必需脂肪酸。

亚油酸是n-6系列的十八碳二烯酸，为维护人体健康所必需。若能提供足够的亚油酸则人体可以合成所需的其他n-6系列脂肪酸。其衍生物还是前列腺素的前体。如果亚油酸缺乏，则动物生长延缓，皮肤病变，肝脏退化。人类中婴儿易产生缺乏并可出现生长缓慢和皮肤症状，有如皮肤湿疹或皮肤干燥、脱屑等。上述症状可通过及时给予亚油酸而得以改善或消失。此外，亚油酸缺乏对维持膜的正常功能和氧化磷酸化的正常偶联也受到一定影响。

亚麻酸是n-3系列的十八碳三烯酸，虽然有报告表明它促进生长作用很弱，并且不能治愈因脂肪酸缺乏而产生的皮肤炎。但是在动物体中却具有必需脂肪酸的性质，尤其是近年来的研究表明，由α-亚麻酸在体内衍生的二十碳五烯酸（EPA，）和二十二碳六烯酸（DHA，）是视网膜光受体中最丰富的脂肪酸，为维持视紫红质正常功能所必需。它对增强视力有良好作用。若体内缺乏这两种脂肪酸（EPA和DHA），尤其是在妊娠期内缺乏可影响子代视力、损伤学习能力，出现异常视网膜电流等。此外，如长期缺乏α-亚麻酸则对调节注意力和认知过程有不良影响。

过去曾将花生四烯酸列为必需脂肪酸，因其具有很强的生物活性，但是由于它也可以从亚油酸衍生而来，因此现在不再被列为必需脂肪酸。实际上，像花生四烯酸和上述二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）等都是人体不可缺少的脂肪酸。

成人很少有必需脂肪酸缺乏的报告。这是因为要耗尽贮存在体内脂肪中的必需脂肪酸相当困难。只有在患长期吸收不良综合征，或静脉注射无脂肪制剂时可有所见。临床上曾见有成人单靠静脉营养，而输液时又没有脂肪酸供给所引起的皮肤炎现象。此外，据报告，有八个维持体重不变的人，用了五年时间才耗尽其必需脂肪酸。对贮存在体内脂肪组织中的亚油酸，要耗费一半的时间，大约是26个月，故成人不易缺乏必需脂肪酸。

必需脂肪酸在植物油中含量较多，而动物脂肪中含量较少。一些常用食物油脂中的亚油酸和α-亚麻酸含量如表2-5所示。

关于必需脂肪酸的需要量尚未见具体报告。中国营养学会新近提出，膳食亚油酸占膳食能量的3%～5%。亚麻酸占0.5%～1%时可使组织中DHA达最高水平和避免产生任何明显的缺乏症。

3.反式脂肪酸

不饱和脂肪酸因含有不饱和双键，故可有顺式构型（氢原子在双键同侧）和反式构型（氢原子在双键异侧），如油酸可有油酸和反油酸两种构型（图2-1、图2-2）。

自然界存在的不饱和脂肪酸大都是顺式构型。通常认为，反式脂肪酸主要是由脂肪氧化所产生。如人造黄油在氢化过程中，某些天然存在的顺式构型可转变为反式构型。据报道，人造黄油中反式脂肪酸的含量可占总不饱和脂肪酸含量的40%。

反式脂肪酸的摄入除了可氧化供能外，也可有升高血浆胆固醇的作用。有报告称，若摄入反式脂肪酸过多有促进冠心病发病的危险。在美国、加拿大，有的人群摄入反式脂肪酸每天可达8～10g，该人群中冠心病发病的人较多。另有报告称，将妇女反式脂肪酸的摄入量降至占热能的2%，可使冠心病的危险性下降53%，（美国膳食含反式脂肪酸8g/d，约占总能的3%）而典型的西餐所含反式脂肪酸可达15g/d。

4.固醇

固醇有动物固醇与植物固醇之分。前者主要是胆固醇；后者则可有谷固醇、豆固醇和麦角固醇等。从营养的角度看，重要的是胆固醇（图2-3）。

胆固醇是构成细胞膜的重要成分，对维持生物膜的正常结构和功能有重要作用。它大量存在于神经组织，尤其是脑中，并且是胆酸、7-脱氢胆固醇和维生素D3、性激素等重要生理活性物质的前体。由于人体自身能够合成胆固醇，且其每天合成的总量远比食物中提供的胆固醇要多，故胆固醇并非食品中的必需成分。

人类食物胆固醇的摄入量依不同国家和地区而异。西方国家食物胆固醇含量较高，一般在300mg/d以上。我国近年来也有明显增高的趋势。尽管前文曾述及关于胆固醇的吸收具有一定的“自我限量”特点。但人类胆固醇的“吸收与排泄”与“合成与分解”之间的平衡并不够好（犬鼠在胆固醇的摄食和其合成与分解之间存在着一种内环境稳定的平衡）。如果摄食量高，即使胆固醇的吸收率随食物胆固醇的增加而下降，但人体吸收胆固醇的总量还是增高了。血胆固醇高被认为与心血管病有关，这就是为什么要求人们限制胆固醇摄食的一个原因。中国营养学会新近提出胆固醇的每日摄入量，成人应不超过300mg。

胆固醇主要存在于动物性食品之中。动物内脏、尤其是脑中含胆固醇最为丰富。蛋类和鱼子含量也较高，瘦肉、鱼和乳类含量较低。常见食物中胆固醇的含量如表2-6所示。

（二）脂类的生理功能

1.功能与保护机体

脂肪富含能量，只要机体需要，可随时用于机体代谢。若机体摄食能量过多，体内贮存的脂肪增多，人就会发胖。如若机体3d不进食，则能量的80%来自脂肪；若长期摄食能量不足则贮藏脂肪耗竭，则使人消瘦。但是，机体不能利用脂肪酸分解的二碳化合物合成葡萄糖以供给脑和神经细胞等的能量需要。故人在饥饿、供能不足时就必须消耗肌肉组织中的糖原和蛋白质，这也正是“节食减肥”的危害之一。此外，脂肪可隔热、保温，支持和保护体内各种脏器，使之不受损伤，从而具有保护机体的作用。

2.提供必需脂肪酸与促进脂溶性维生素的吸收

脂肪所含的不饱和脂肪酸中，有的是机体的必需脂肪酸。它们除了是组织细胞，特别是细胞膜的结构成分外，还具有很重要的生理作用。此外，脂类中还含有脂溶性维生素，食物脂肪有助于脂溶性维生素的吸收。

3.增加饱腹感和改善食品感官性状

脂类在胃中停留时间较长（碳水化合物在胃中迅速排空，蛋白质排空较慢，脂肪更慢。一次进食含50g脂肪的高脂膳食，需经4～6h才能从胃中排空），因而使人有高度饱腹感。此外，脂肪还可改善食品的感官性状，如油炸食品等特有的美味感，没有脂肪是不会有的。

（三）脂肪的摄取与食物来源

1.脂肪的摄取

脂肪的摄入可受民族、地区、饮食习惯以及季节、气候条件等因素所影响，变动范围很大。至于脂肪的摄入量，各国大都按脂肪供能所占总能摄取量的百分比计算，并多限制在30%以下。

中国营养学会2000年10月修订的“推荐的每日膳食中营养素供给量”规定。脂肪能量所占总能量的百分比，儿童和青少年为25%～30%，成人为20%～25%。根据2008年7月9日付萍、张坚等人《关于我国老年人群膳食脂肪摄入量与慢性病指标相关调查》显示：我国部分城市中老年人的脂肪供能占总能摄入量的百分比已超过30%（老年男性脂肪摄入占摄入总能量的31.4%；老年女性为31.7%），这不利于心血管等慢性病的防治。

关于脂肪推荐摄入量中，不同脂肪酸的组成比例问题，各国均很重视。不同脂肪酸的组成比例包括两个方面：一方面是饱和脂肪酸、单小饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸之间的比例；另一方面是多不饱和脂肪酸中n-6和n-3多不饱和脂肪酸之间的比例。关于饱和脂肪酸（s）、单小饱和脂肪酸（m）和多不饱和脂肪酸（p）之间的比例，大多认为以s ∶m ∶p=1∶1∶1为好，而对n-6和n-3多不饱和脂肪酸之间的比例认识不一。中国营养学会根据我国实际情况，参考国外资料提出不同年龄阶段建议膳食脂肪适宜摄入量见表2-7所示。

此外，近年来由于人们对二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）的认识不断深入，认为也有必要控制其在人类膳食中的适宜比例，特别是由于农业现代化致使植物油和畜牧饲养业发展很快，人类膳食结构发生显著变化。膳食脂肪酸中n-6多不饱和脂肪酸增加，相对主要来自水产（尤其是海鱼）的n-3多不饱和脂肪酸下降，致使多不饱和脂肪酸中（n-6）︰（n-3）的比例显著上升，并可使二者之比高达10～20。应当适量增加鱼类（尤其是海鱼）的消费，以降低二者之间的比例，并推荐其比值以5～10为好。中国营养学会则建议二者之比为（4～6）︰1。

2.脂肪的食物来源

（1）动物性食物及其制品 动物性食物如猪肉、牛肉、羊肉以及它们的制品，如各种肉类罐头等都含有大量脂肪。即使是除去可见脂肪的瘦肉也都含有一定量“隐藏”的脂肪。禽蛋类和鱼类脂肪含量稍低（蛋黄及蛋黄粉含量甚高）。乳和乳制品也可提供一定量的脂肪。尽管乳本身含脂肪量不高，但乳粉（全脂）的脂肪含量约占30%，而黄油的脂肪含量可高达80%以上。此外，由一些动物组织还可以炼制成动物脂肪以供烹调和食品加工用。通常，畜类脂肪含饱和脂肪（饱和脂肪酸）较多，而禽类和鱼类脂肪含不饱和脂肪酸较多。鱼类，尤其是海鱼脂肪更是EPA和DHA的良好来源。

（2）植物性食物及其制品 植物性食物以油料作物如大豆、花生、芝麻等含油量丰富。大豆含油量约20%，花生可在40%以上，而芝麻更可高达60%。它们本身既可直接加工成各种含油量不同的食品食用，又可以提炼成不同的植物油供人们烹调和在食品加工时使用。植物油中含不饱和脂肪酸多，并且是人体必需脂肪酸的良好来源，因而也是人类食用脂肪的良好来源。某些坚果类含油量也很高，如核桃、松子的含油量可高达60%，但它们在人们日常的食物中所占比例不大。而谷类食物含脂肪量较少，水果、蔬菜的脂肪含量则更少。

（3）油脂替代品 油脂在食品加工中赋予食品以良好的风味和口感，但过多摄入油脂，特别是过多摄入饱和脂肪酸却又被认为对身体健康有害。人们为了既保留油脂在食品中所赋有的良好感官性状而又不致有过多摄入，现已有许多不同的油脂替代品。一类是以脂肪酸为基础的油脂替代品；另一类则是以碳水化合物或蛋白质为基础的油脂模拟品。

油脂替代品并非脂肪的食物来源，它是以降低食品脂肪含量而不致影响食品的口感、风味等为目的。这对当前低能量食品，尤其是低脂肪食品的发展有一定意义。

三、碳水化合物

（一）碳水化合物的功能

1.供能与节约蛋白质

碳水化合物对机体最主要的作用是供能并且是人类获取能量最经济的来源。特别是葡萄糖可很快被代谢，提供能量，满足机体需要。1g葡萄糖氧化可供能17kJ（4kcal）。食物中碳水化合物的供给充足，可使蛋白质作为抗体等的能量免予消耗，使蛋白质用于最合适的地方。当碳水化合物与蛋白质共同摄食时，体内贮留的氮比单独摄入蛋白质时多，这主要是同时摄入碳水化合物后可增加机体ATP的合成，有利于氨基酸的活化与合成蛋白质，即碳水化合物对蛋白质的保护作用，或称为碳水化合物节约蛋白质的作用。

2.构成体质

碳水化合物是构成机体的重要物质，并参与细胞的许多生命活动。例如，糖脂是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，如某些抗体、酶和激素的组成部分，核糖和脱氧核糖是核酸的重要组成成分等。

3.维持神经系统的功能与解毒

碳水化合物对维持神经系统的功能具有很重要的作用。尽管大多数体细胞可由脂肪和蛋白质代替糖作为能源。但是，脑、神经和肺组织却需要葡萄糖作为能源物质，若血中葡萄糖水平下降（低血糖），脑缺乏葡萄糖可产生不良反应。

碳水化合物有解毒作用。机体肝糖原丰富则对某些细菌毒素的抵抗能力增强。动物试验表明，肝糖原不足时其对四氯化碳、酒精、砷等有害物质的解毒作用显著下降。又如葡萄糖醛酸是葡萄糖代谢的氧化产物，它对某些药物的解毒作用非常重要。吗啡、水杨酸和磺胺类药物等都是通过它与之结合，生成葡萄糖醛酸衍生物排泄而解毒。

4.有益肠道功能

摄食富含碳水化合物的食物，尤其是吸收缓慢和不易消化吸收的碳水化合物易产生饱腹感。乳糖可促进肠中有益菌的生长，也可加强钙的吸收。非淀粉多糖如纤维素、半纤维素，以及功能性低聚糖如低聚异麦芽糖、低聚果糖等虽不能被消化吸收，但可刺激肠道蠕动，有利于排便。与此同时，它们还可促进结肠菌群发酵，产生短链脂肪酸和使肠道有益菌增殖。

（二）烹饪中常见的碳水化合物

食品，根据其含糖量的多少可分为高糖食品（如白糖、蜂蜜）、低糖食品（如黄瓜、瘦肉）和无糖食品（如食用油脂）。由于受代谢过程的影响，通常动物性食品（除蜂蜜外）含糖量甚少，主要存在于植物性食品之中。至于食品中的碳水化合物，根据FAO/WHO的最新报告，按其化学组成、生理作用和健康意义，可分为糖（包括单糖、双糖和糖醇）、低聚糖（包括低聚异麦芽糖和其他低聚糖）以及多糖（包括淀粉和非淀粉多糖）三类，现扼要介绍如下。

1.糖

按照FAO/WHO新的分类，糖是指能够准确测定的碳水化合物，包括单糖、双糖和糖醇，而通常意义上，糖则是指纯蔗糖。

食品中的单糖是由一个糖分子构成，主要是葡萄糖或果糖。至于半乳糖很少单独存在，而是乳糖的组成成分。其他还有少量核糖、脱氧核糖、阿拉伯糖和木糖等。双糖是由二分子单糖缩合而成。天然存在的双糖主要有蔗糖、乳糖和麦芽糖，其中麦芽糖主要来自淀粉水解。此外，食品中还有少量异构蔗糖（异麦芽酮糖）和异构乳糖。前者在食品中作为甜味剂应用，后者并无天然存在，而是由乳糖异构而来，作为食品添加剂应用。

（1）单糖

① 葡萄糖：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。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和制备许多其他重要的化合物，如核糖核酸、脱氧核糖核酸中的核糖和脱氧核糖、黏多糖、糖蛋白、糖脂、脂类和非必需氨基酸等。但是人们能直接食用的葡萄糖却很少。

有些器官实际上完全依靠葡萄糖供给所需的能量。例如，大脑每日需100～120g葡萄糖。饥饿时，人体内以糖原贮存的糖类很快耗尽，尽管心脏和肌肉等可利用脂肪酸为燃料，也可利用由肝脏产生的酮体，但是，大脑所需的葡萄糖量则必须由能转变为糖的氨基酸（生糖氨基酸）提供，只有在长期或绝对饥饿时大脑才适应这一变化，对葡萄糖的需要量减少到40～50g。此外，肾髓质、肺组织和红细胞等也必须依靠葡萄糖供能。机体血糖（血中的葡萄糖）含量保持相对恒定（正常为80～120mg/100mL血），对于保证上述组织能源的供应具有重要意义。

② 果糖：果糖的甜度很高，是通常糖类中最甜的物质。若以蔗糖的甜度为100，葡萄糖的甜度为74，而果糖的甜度则为173。

果糖的代谢不受胰岛素制约，糖尿病人可适量食用果糖，但是大量食用也可产生副作用。尽管人体对果糖的代谢能力很强，然而不少人仍可因大量食用而出现恶心、上腹部疼痛以及不同血管区的血管扩张现象。此外，大量给予果糖还可引起肝脏中三酰甘油酯合成增多，并可导致高甘油三酯血症，此外，还发现血清胆固醇水平有不同程度的升高。

（2）双糖

① 蔗糖：蔗糖广泛分布于植物界，大量存在于植物的根、茎、叶、花、果实和种子内，由1分子葡萄糖和1分子果糖构成，是食品工业中最重要的含能甜味物质，在人类营养上也有重要意义。

近年来，由于西方国家人们每天食用蔗糖的量可高达100g以上，结果发现当地居民体重过高，糖尿病、龋齿，可能还有动脉硬化和心肌梗死等病的发病率高，这与糖的大量摄食有关。动物试验表明，大量食用低分子糖有害，应该以高分子糖类为主满足机体对糖类的需要。当然也不能因而忽视低分子糖类的渗透作用不足和影响肠道菌群的因素。

蔗糖易于发酵，并可产生溶解牙齿珐琅质和矿物质的物质。它被在牙垢中发现的某些细菌和酵母作用，在牙齿上形成一层黏着力很强的不溶性葡聚糖，同时产生作用于牙齿的酸引起龋齿。因此，粘附到牙齿上的食物和黏性甜食等对牙齿有害，必须保持良好的口腔卫生（不常吃含有蔗糖的甜食对防止龋齿有利）。

② 异构蔗糖：异构蔗糖（图2-4）又称为异麦芽酮糖，1957年首先由德国学者发现、制得。它在蜂蜜和蔗汁中微量存在，也可用α-葡糖基转移酶（或称蔗糖变位酶）将蔗糖转化制取，是由葡萄糖与果糖以α-1，6糖苷键相连的右旋糖（蔗糖变位酶可使以1，2-糖苷键相连的蔗糖转变为1，6-糖苷键相连的异构蔗糖）。

异构蔗糖的性质与蔗糖相似，但耐酸性强，如20%的蔗糖溶液在pH2.0的条件下，经100℃加热60min，可全部水解为葡萄糖和果糖，而异构蔗糖尚未酸解。有还原性，其对费林溶液的还原力为葡萄糖的52%。甜味品质极似蔗糖、味感纯正，但甜度比蔗糖低，约为蔗糖的42%。

异构蔗糖在摄食后可在小肠内被异构蔗糖酶分解成葡萄糖和果糖，并被机体吸收、参与正常代谢。故它仍是一种能源物质。更重要的是它不被口腔中的细菌、酵母发酵、产酸，也不被用来产生强黏着力的不溶性葡聚糖，故不致龋齿。近年来已被包括我国在内的许多国家批准作为甜味剂，代替蔗糖在食品工业中应用。

③ 麦芽糖：麦芽糖主要来自淀粉水解，由2分子葡萄糖构成。一般植物中含量很少，但种子发芽时可因酶的作用分解淀粉生成，尤其在麦芽中含量较多。动物体内除淀粉水解外不含麦芽糖。其甜度约为蔗糖的1/2，在营养上除供能外尚未见有特殊意义。

④ 乳糖：乳糖由1分子葡萄糖和1分子半乳糖构成，是哺乳动物乳汁的主要成分，其含量依动物不同而异。通常人乳含约7%，牛乳含约5%。实际上，乳糖是婴儿主要食用的碳水化合物。此后，肠道中将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖的乳糖酶活性急剧下降，甚至在某些个体中几乎降到0，因而成年人食用大量乳糖，不易消化，食物中乳糖含量高于15%时可导致渗透性腹泻。

乳糖对婴儿的重要意义，在于它能够保持肠道中最合适的菌群数量，并能促进钙的吸收，故在婴儿食品中可添加适量的乳糖。

自然界中构成乳糖的D-半乳糖很少单独存在，仅在发酵的乳制品中和少数植物如常春藤和甜菜中有所发现。但是，半乳糖除作为乳糖的构成成分外，还参与构成许多重要的糖脂（如脑苷脂、神经节苷酯）和糖蛋白，细胞膜中也有含半乳糖的多糖，故在营养上仍有一定意义。

⑤ 异构乳糖：异构乳糖（图2-5）由乳糖异构而来，并无天然存在。例如，原乳中没有异构乳糖。但是，经过不同加工处理后所得到的乳制品可含有一定量的异构乳糖，如淡炼乳中可含有0.4%～0.9%的异构乳糖，超高温杀菌的乳中含异构乳糖量为5～71.5mg/100mL，瓶装灭菌乳中的含量则可大于71.5mg/100mL。基于异构乳糖对人类具有保健作用，目前人们已进一步用人工的方法将乳糖异构化，生产大量的异构乳糖。

异构乳糖是由1分子半乳糖和1分子果糖组成。其甜度约为蔗糖的一半。因人体没有分解它的酶，故不能被消化、吸收。但它却有利于肠道双歧杆菌（Bifidus）的生长、发育，从而抑制肠中碱性腐败菌的生长等，对人体健康有利。关于异构乳糖的作用主要有以下几点：

a.促进肠道有益菌——双歧乳酸杆菌的增殖，抑制腐败菌的生长。这主要是双歧乳酸杆菌的代谢产物——乳酸、乙酸等有机酸降低肠道pH所致。

b.促进肠道中双歧杆菌自行合成维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酸、泛酸等，尤以维生素B1的合成更显著。

c.不被消化、吸收，有整肠、通便等作用。

2.低聚糖

低聚果糖在某些谷物（如小麦、燕麦）、蔬菜（如芦笋、洋葱）和水果（如香蕉）中可有存在，但含量很低。此外，还有低聚异麦芽糖、低聚木糖等。它们由于不能被人类消化酶分解、吸收、利用，故又称之为抗性低聚糖。但是，它们在到达结肠后可被细菌发酵，除可大大促进双歧杆菌等增殖、抑制有害菌生长外，并可产生短链脂肪酸如乙酸、丙酸、丁酸以及气体二氧化碳、氢和甲烷等，降低肠道pH，降低强白质腐败产物，促进结肠蠕动，有利排便，有益人体健康。目前，正是由于低聚糖上述多种保健作用而被广泛应用于多种功能性食品之中。

（1）大豆低聚糖 大豆低聚糖通常是指从大豆中提取的可溶性低聚糖的总称。其主要成分为棉子糖和水苏糖（图2-6），同时也还存在一定量的蔗糖和其他成分。棉子糖是由半乳糖、葡萄糖和果糖组成。其半乳糖与蔗糖的葡萄糖基以α（1，6）糖苷键相连，而水苏糖则是在棉子糖的半乳糖基一侧再连接一个半乳糖构成。它们在成熟大豆中的干基含量分别为1%～3%和3.7%。

大豆低聚糖是以生产浓缩或分离大豆蛋白时的副产物大豆乳清进一步分离制成。其甜味接近蔗糖，甜度约为蔗糖的70%，若经改良后单由棉子糖和水苏糖制成，则改良大豆低聚糖的甜度下降，仅约为蔗糖甜度的22%。人体由于缺乏α-D-半乳糖苷酶而不能水解棉子糖和水苏糖，故大豆低聚糖可不被消化吸收，到达结肠后由肠道细菌发酵。

（2）低聚异麦芽糖 低聚异麦芽糖又称分枝低聚糖，是指由2～5个葡萄糖单位构成，且其中至少有一个糖苷键是α（1，6）糖苷键结合的一类低聚糖。其主要成分包括异麦芽糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖、异麦芽五糖等，并占总糖量的50%以上。自然界中很少有低聚异麦芽糖游离存在。但是在作为支链淀粉或多糖的组成部分，在某些发酵食品如酱油、黄酒或酶发葡萄糖浆中可有少量存在。

低聚异麦芽糖不能被口腔微生物利用，因此不能引起牙齿龋变。它也不能被人体消化吸收，但却可被肠道中的双歧杆菌很好利用，并促进其增殖。与此同时，它可抑制肠道有害菌生长、降低腐败产物等。据报告，人体在摄食低聚异麦芽糖后，粪便中组胺、酪胺、二甲基二硫醚、二乙基二硫醚等显著降低。又由于它对双歧杆菌的增殖作用，不仅可使其在肠道内自行合成维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12以及烟酸、叶酸等B族维生素，而且还可提高机体免疫力。

（3）低聚果糖 低聚果糖是在藤糖分子的果糖一侧连接1～3个果糖而成，并分别称为蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖（图2-7）。它存在于自然界某些植物中，但含量很低，不易提取，工业上多用果糖基转移酶由发酵法制取。其甜度对含95%的低聚果糖约为蔗糖的1/3。

低聚果糖不能被人体消化酶分解、利用，但到达结肠后可被双歧杆菌选择性利用，并使之大量增殖。进而可抵御肠道腐败菌和病原菌的生长，抑制肠内腐败物质、诱癌物质的生成。此外，低聚果糖同样可因对双歧杆菌的增殖而使之产生B族维生素，提高机体免疫力以及刺激肠道蠕动，防止便秘等。

（4）低聚乳果糖 低聚乳果糖（图2-8）是将蔗糖分解产生的果糖基转移到乳糖还原性末端C1的羟基上，生成半乳糖基蔗糖而成。它是由半乳糖、葡萄糖和果糖3个单糖相连接所构成的三糖，通常以乳糖和蔗糖（1︰1）为原料，在β-呋喃果糖苷酶催化作用下制成。

低聚乳果糖是非还原性低聚糖，其甜味物质类似蔗糖。甜度因与蔗糖、乳糖相连的关系，通常为蔗糖的30%～50%。低聚乳果糖几乎不被人体消化吸收，因而摄食后不致引起血糖和胰岛素水平的波动，可供糖尿病人食用。此外，它同样具有促进双歧杆菌增殖，并由此给人体带来一系列有益身体健康的作用。

（5）低聚木糖 低聚木糖是由木糖、木二糖（图2-9）及少量木聚糖构成。其中木二糖含量越高，低聚木糖产品的质量越高。低聚木糖可由玉米芯、棉子壳、甘蔗渣等原料中提取木聚糖后，通过木聚糖酶水解术聚糖制得。其主要成分木二糖是由二分子木糖以β（1，4）糖苷键相连构成，甜度为蔗糖的40%。

低聚木糖同样几乎不被人体消化、吸收，但可被双歧杆菌利用，并促进其增殖，从而有益身体健康。

此外，低糖中还包括由葡萄糖以α（1，4）糖苷键环状相连的环糊精。它们可分别由6～8个葡萄糖单位组成，并分别称为α-、β-、γ-环糊精。其中β-环糊精在食品加工中主要作为增稠剂等广泛应用。

3.多糖

按新近的营养学分类，多糖是指由十个或十个以上单糖单位构成，并可分为淀粉多糖和非淀粉多糖两部分。淀粉包括直链淀粉、支链淀粉和改性淀粉。此外，根据新近研究报告，淀粉中存在有一部分不能被人类在小肠中消化、吸收的淀粉，如生理受限淀粉和老化淀粉等，它们可被称为抗性淀粉。至于非淀粉多糖则可包括纤维素、半纤维素、果胶、β-葡聚糖、果聚糖以及植物胶、树胶、藻类多糖等。这些多糖实际上多是膳食纤维的组成成分。

（1）淀粉 淀粉是植物根、茎、叶、种子、水果和许多高等植物的花粉中贮存的多糖。商品淀粉则多从谷物种子如玉米、小麦等以及块根如马铃薯、甘薯、木薯等制成。它们是仅由葡萄糖单位组成的同质多糖，并有直链淀粉与支链淀粉之分。直链淀粉是由葡萄糖通过α（1，4）糖苷键连接而成，通常为约含1000个（或较少些）葡萄糖单位的线性聚合物。现已知在许多直链淀粉中有少量α（1，6）分支点的糖苷键（占总糖苷键的0.3%～0.5%）。由于其支链点少，距离又远，且其支链有的又很长，故其物理性质基本上和直链淀粉相同。

支链淀粉是由葡萄糖单位通过α（1，4）糖苷键连接构成主链，而以支链通过α（1，6）糖苷键与主链相连。其α（1，6）糖苷键占总糖苷键的5%～6%。通常的谷物淀粉含20%～30%的直链淀粉，高直链淀粉（玉米、大麦）可含有50%～70%的直链淀粉。至于蜡质淀粉（玉米、大米、高粱、大麦）则不含直链淀粉而为100%的支链淀粉。马铃薯支链淀粉含有磷酸酯基，并可使之具有黏度高、透明度好以及老化慢等特性。

淀粉颗粒不溶于水，但易与水合并吸水膨胀约10%的体积。当淀粉颗粒悬浮于水并加热时可增加膨胀，直到淀粉颗粒破裂、溶液黏度增加、双折射现象消失，此时的淀粉称为糊化淀粉。糊化淀粉有利于机体消化、吸收。

当热淀粉糊冷却时可形成具有黏弹性的凝胶，随着时间的延长、直链淀粉的线状链和支链淀粉的短链可重新排列，并通过氢键缔合形成不溶性沉淀。此过程称为淀粉的老化或反生。通常直链淀粉易于老化，而支链淀粉则老化较慢且不完全。

（2）非淀粉多糖 非淀粉多糖是指除淀粉以外的多糖。它包括纤维素、半纤维素、藻类多糖等。它们都是膳食纤维的组成成分。

（3）淀粉的特性，一般可以分为以下三种不同类型。

① 生理受限淀粉：这些淀粉在食品基质内因受生理作用所限，致使机体分泌的消化酶难发挥作用。它们可存在于整粒或部分碾磨的谷物种子和豆类中。此类抗性淀粉的数量将受食品加工影响，并可通过碾磨减少或消失。

② 特殊淀粉颗粒：某些生的天然淀粉颗粒，如生马铃薯和青香蕉的淀粉粒可对抗α-淀粉酶的作用。这可能与该淀粉粒的结晶性质有关，即该淀粉粒的结晶区可能对酸和酶的作用不敏感。但糊化的马铃薯和青香蕉淀粉可被α-淀粉酶消化。在烹调和食品加工期间通常存在淀粉的糊化作用。糊化淀粉被酶消化比生淀粉快得多。

③ 淀粉老化：淀粉（包括直链淀粉和支链淀粉）在烹调、糊化后随时间的延长，其淀粉分子重新排列、缔合形成不溶性沉淀。此即淀粉的老化（如馒头放久了会变干、变硬）。直链淀粉的老化比支链淀粉快得多，而且直链淀粉可老化到在水中对抗分散和不被α-淀粉酶消化。

（三）烹饪加工对碳水化合物的影响

1.淀粉水解

在烹饪过程中，淀粉又称“芡粉”、“糊料”，主要用于拍粉、挂糊、上浆、勾芡技术及花色菜肴的黏合剂。经挂糊的原料成品外脆里嫩；上浆的质地柔软光滑；拍粉的原料炸制后成形美观，花纹清晰，口感香脆；勾芡后的菜肴光亮滑润，滋味醇厚，汤菜勾芡还能突出主料。它既不是主料，也不是配料，而且没有调味作用，但却是一种不可缺少的原料。淀粉在烹调中应用极广泛，可用于原料的粘裹及定型，具有保护原料水分、吸收水分、提高菜肴的持水能力、改善菜肴质感的作用，可形成菜肴柔软、滑嫩和酥脆爽口的特点，能增加菜肴汤汁的黏度、赋予菜肴黏滑适口的感觉。

淀粉在酸和酶的作用水解下，最后生成葡萄糖（淀粉—糊精—麦芽糖—葡萄糖），由此证明葡萄糖是淀粉的基本单位，在挂糊油炸中看到的这种现象：油炸后原料上色，甚至出现焦化现象，称为“焦糖化现象”，正是淀粉的结构所决定。

2.淀粉的糊化与老化

（1）淀粉的糊化 淀粉不溶于水，若将淀粉加热到一定温度，则吸水膨胀，以至于最后破裂，全部变成黏度很大的糊状物，称淀粉糊。形成淀粉糊后不再沉淀，这种现象称为淀粉的糊化。淀粉的糊化过程大致可分为三个阶段： a.可逆吸水阶段。b.不可逆吸水阶段。c.颗粒解体阶段。

① 可逆吸水阶段：这个阶段，水分子只是简单地进入淀粉的非结晶区，并未达到糊化开始温度，淀粉颗粒虽然有膨胀，但悬浮液的黏度变化不大，粒的外形基本没变。这时的淀粉干燥脱水后，可恢复原有的物理性状。在挂糊炸的烹调中，就是因为淀粉和水还未融为一体，当淀粉从水中析出时，容易出现脱糊现象。

② 不可逆吸水阶段：淀粉悬浮液加热到糊化温度时，淀粉颗粒突然膨胀，大量吸水，悬浮液迅速变成黏稠的胶体溶液，这是因为水分子进入淀粉内部，并与一部分淀粉分子相结合，整个淀粉颗粒迅速不可逆地大量吸水，体积膨胀到原来的50～100倍，这时的淀粉无法恢复到原有的物理性状。在油炸烹法中，第一次油炸定型实质上是淀粉不可逆吸水阶段。

③ 颗粒解体阶段：随着温度的升高，此时有更多的淀粉分子溶解于溶液中，淀粉粒完全失去原形，粉糊的黏稠性在这一阶段继续增加，冷却后形成凝胶。勾芡菜肴即要达到这一阶段，新疆的凉粉也是如此。

（2）淀粉的老化 淀粉的老化是由于糊化的淀粉在冷却、储存过程中分子的运动减弱，分子趋于平行排列，以某些原有的氢键结合点为核心，互相靠拢，缔合，并排挤出水分，恢复与原来淀粉结构类似的致密的整体结合。

老化后的直链淀粉非常稳定，很难再溶解，直链淀粉比支链淀粉易老化，所以含支链淀粉的糯米或糯米粉不易老化。

淀粉老化的温度：最适宜的温度为2～4℃，高于60℃或低于-20℃都不会发生老化现象。所以采用冷冻保藏和高温保藏较好。老化最适宜的含水量：30%～60%。方便面就是将糊化后的面条急速脱水制成。

淀粉与碘的显色反应：直链淀粉遇碘产生蓝色的配合物，支链淀粉产生紫红色；1克纯直链淀粉能吸附200mg碘。这样可以测出直链淀粉的含量，根据需求选择原料。

3.沥滤损失

食品加工期间沸水烫漂后的沥滤操作，可使果蔬装盘时的低分子碳水化合物，甚至膳食纤维受到一定损失。例如，在烫漂胡萝卜和芜菁甘蓝时，其低分子碳水化合物如单糖和双糖的损失分别为25%和30%。青豌豆的损失较小，约为12%，它们主要进入加工用水而流失。此外，胡萝卜中低分子质量碳水化合物的损失，可依品种不同而有所不同，且在收获与贮藏时也不相同。贮存后期胡萝卜的损失增加。这可能是因其具有更高的水分含量而易于扩散的结果。

膳食纤维在烫漂时的损失依不同情况而异。胡萝卜、青豌豆、菜豆和孢子甘蓝没有膳食纤维进入加工用水，但芜菁甘蓝则可有大量膳食纤维（主要是不溶的膳食纤维）因煮沸和装盘时进入加工用水而流失。

4.焦糖化作用

焦糖化作用（caramelization）是糖类在不含氨基化合物时加热到其熔点以上（高于135℃）的结果。它在酸、碱条件下都能进行，经一系列变化，生成焦糖等褐色物质，并失去营养价值。但是，焦糖化作用在食品加工中控制适当，可使食品具有诱人的色泽与风味，有利于摄食。

5.羰氨反应

羰氨反应又称糖氨反应或美拉德反应（Maillard reaction）。这是在食品中有氨基化合物如蛋白质、氨基酸等存在时，还原糖伴随热加工，或长期贮存与之发生的反应。它经过一系列变化生成褐色聚合物，从而完成产色反应（如在烤鸡的过程中，在鸡身上涂抹饴糖）。此反应有温度依赖性并在中等水分活度时广泛发生。由于此褐变反应与酶无关，故称之为非酶褐变。所生成的褐色聚合物在消化道中不能水解，无营养价值。尤其是该反应还可降低赖氨酸等的生物有效性，因而可降低蛋白质的营养价值。至于它对碳水化合物的影响则不大。但是，羰氨反应如果控制适当，在烹饪加工中可以使某些产品如焙烤食品等获得良好的色、香、味。

（四）碳水化合物的摄取与食物来源

1.碳水化合物的摄取

碳水化合物是人类最易获得也是最经济的供能物质。在体内也大多用于热能的消耗。在通常情况下，人类不易出现膳食碳水化合物的缺乏。作为三大供能物质之一，即使碳水化合物和脂肪不足时，还可通过糖原的异生作用将蛋白质转变为糖原以维持机体的需要。因而目前尚未确定人类对碳水化合物的适宜需要量，但是当机体缺乏碳水化合物而动用大量脂肪时，可因脂肪氧化不全而产生过多酮体，造成酮体中毒，对身体不利。至于过量或单纯用蛋白质来提供能量，则不仅造成膳食蛋白质的浪费，很不经济，而且还可使组织蛋白质分解加速，阳离子（如钠）丢失和脱水。目前认为人类每天摄入至少50g碳水化合物即可防止上述不良反应。

碳水化合物摄食过多可妨碍机体对蛋白质和脂肪的需要。然而，碳水化合物并不像脂肪和蛋白质过多那样会引起许多不良反应。通常，从不同来源所获得的碳水化合物尽管摄入量很高，也不会引起诸如肥胖等慢性病的发生。为了预防疾病，许多国家提倡限制脂肪的摄入，甚至有的西方国家还限制蛋白质摄入，保持有充足的碳水化合物摄入。现已证明，膳食碳水化合物摄食占总能比例的百分数大于80%和小于40%是对健康不利的两个极端。目前许多国家的碳水化合物供能量多在50%～65%。有些国家根据分类学逐步走向更细致和准确的描述膳食纤维、糖和淀粉的推荐量。

中国营养学会2000年曾修订并建议我国健康人群的碳水化合物供能量应占膳食总能量的55%～65%为宜。同时对碳水化合物的来源也作了要求，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，提倡摄入营养素能量密度高的食物，以保障人体能量和营养素需求及改善肠胃道环境和预防龋齿的需要。最近，中国营养学会根据我国食品营养学实际摄入量并参考国际推荐量建议，除2岁以下婴儿外，碳水化合物应提供55%～65%的膳食总能量。由于随着我国经济和人民生活水平的提高，碳水化合物的实际摄入量逐年下降，特别是城市居民的小样调查均在50%左右；其次是对流行病学调查和基础研究资料表明，慢性病的发生和碳水化合物摄入占能量的70%或60%关系不大。重要的是碳水化合物的来源应为多种食物。此外，营养素缺乏在我国仍有一定比例，碳水化合物摄入建议值相对下调，有利于提高居民动物性食物的摄入量和微量营养素的水平。

2.碳水化合物的食物来源

碳水化合物的供给量应该根据需要量来确定。一般认为碳水化合物应提供总能量的55%～65%。基于碳水化合物的抗生酮作用，每日至少50～100g碳水化合物，膳食纤维的摄入量一般为25～35g/d。

碳水化合物的食物来源丰富，其中谷类、薯类和豆类是淀粉的主要来源。水果、蔬菜主要提供包括非淀粉多糖如纤维素和果胶、单糖和低聚糖类等碳水化合物。牛奶能提供乳糖。总之，我国居民应以谷类食物为主要的碳水化合物来源，多吃水果、蔬菜和薯类。

四、维生素

（一）维生素概述

维生素是维持人体正常生理功能所必需的一类有机化合物。基本上可分为水溶性维生素和脂溶性维生素两类，并具有以下共同特点：

（1）前题都在天然食物中存在，但是没有一种天然食物含有人体所需的全部维生素。

（2）一般不提供热能，也不是机体组成成分。

（3）维持机体正常生理功能，需要量极小，通常以毫克计，有的甚至以微克计，但是绝对不可缺少。

（4）一般不能在体内合成或合成的量很少，不能满足机体需要，必须经常由食物供给。

食物中某种维生素长期缺乏或不足即可引起代谢紊乱和出现病理状态，形成维生素缺乏症。早期轻度缺乏，尚无明显临床症状时称维生素不足（hypoVα-minosis）。人类正是在同这些维生素缺乏症的斗争中来研究和认识维生素的。

早在公元7世纪，我国医药书籍上就有关于维生素缺乏症和食物防治的记载。隋唐时的孙思邈（581年～682年）已知脚气病是一种食米地区的疾病，可食用谷白皮熬成米汤来预防。这实际上是因缺乏硫胺素（维生素B1）所致。国外一直到1642年才第一次描述这种疾病。此外，孙思邈还首先用猪肝治疗“雀目”（即夜盲症）。这是一种维生素A缺乏症。至于人们对食物中某些因子缺乏和发生疾病之间更广泛深入的了解则是18世纪以后的事。20世纪人们才确定这些因子的化学结构并完成人工合成。

维生素缺乏在人类历史的进程中曾经是引起疾病和造成死亡的重要原因之一。它摧毁军队、杀伤船员，甚至毁灭了一些国家，直到1925年由于缺乏维生素B1引起的恶性贫血还凶恶地折磨着人类。今天，即使是有各种商品维生素可供选用，但是在最发达的国家，仍然在一些人群中发现有维生素缺乏症。造成维生素缺乏的原因除食物中含量不足外，还可由于机体消化吸收障碍和增加需要量所致。至于食物中含量不足则尚与食品加工密切有关。

在烹饪加工中，为了满足人们的感官需要，例如将鱼内脏去除、选取水果蔬菜等更适口的部分进行加工，这当然会造成维生素和其他营养素的损失。然而此损失并非食品加工本身所固有的特性。即使食品加工可造成维生素的损失，但它还具有保存维生素的作用。据报告，维生素C在绿叶蔬菜采收后2h内损失5%～18%，10h后可增加到38%～66%。如若及时进行加工处理，则维生素C可较好地保存。此外，食品加工也有延长食品的保存期这一重要优点外，在维生素的损失方面与新鲜食物的烹调损失相差不大。表2-8是几种食品加工对维生素C损失的积累作用与新鲜食物烹调时维生素C损失的比较。

食品加工对某些食品所含维生素的利用尚有一定的优越性。例如，对玉米进行碱处理加热时，可使机体不可利用的结合型烟酸变成可利用的游离型烟酸。此外，在炒咖啡时可由胡芦巴碱（trigonelline）合成烟酸；发芽和发酵可增加食品维生素的含量（表2-9）。

在比较食品加工对维生素的作用时应对其利弊进行全面权衡。应该看到即使食品加工可伴有维生素的损失，又如在将牛乳进行巴氏消毒时不可避免地有一定量的维生素损失，但这对防止微生物腐败、保证食品的安全性来说是值得的，也是十分重要的。食品科学家和食品加工者的责任是应将这种损失减到最小。

（二）抗坏血酸和硫胺素

1.抗坏血酸（维生素C）

（1）结构 抗坏血酸即维生素C。它具有酸性和强还原性，为高度水溶性维生素。此性质归因于其内酯环中与羰基共轭的烯醇式结构。天然的抗坏血酸是L-型。其异构体D-型抗坏血酸的生物活性大约是L-型的10%，常用于非维生素的目的，例如在食品加工中作为抗氧化剂等添加于食品之中。

抗坏血酸易氧化脱氢形成L-脱氢抗坏血酸。因其在体内可还原为L-抗坏血酸，故仍有生物活性。其活性约为L-抗坏麻酸的80%。

（2）生理作用 抗坏血酸的作用与其激活羟化酶，促进组织中胶原的形成密切有关。胶原中含大量羟脯氨酸与羟赖氨酸。抗坏血酸可参与体内氧化还原反应，并且是体内一种重要的抗氧化剂。它作为抗氧化剂可以清除，，OH-，NO-等自由基，在保护DNA、蛋白质和膜结构免遭损伤方面起着重要作用。

此外，抗坏血酸在细胞内作为铁与铁蛋白间相互作用的一种电子供体，可使三价铁还原为二价铁而促进铁的吸收。对改善缺铁性贫血有一定的作用。它还可提高机体的免疫机能和应激能力。至于对大剂量服用维生素C防疾病的观点颇有争论。尤其是近年来有不少报道大剂量服用维生素C对机体不利，如每日摄取维生素C2～8g可出现恶心、腹部痉挛、腹泻，铁吸收过度、红细胞破坏及泌尿道结石等副作用，并可能造成对大剂量维生素C的依赖性，故不推荐常规大剂量摄取维生素C。

（3）加工的影响

① 护水：由于抗坏血酸易溶于水，所以它很容易从食物的切面等处流失，例如果蔬烫漂、沥滤时的损失。为此，在食品加工时可尽量避免用水。例如烫漂时用蒸汽而不用水。

② 温度：如前所述，抗坏血酸在冷冻或冷藏时，特别是在-18～-7℃范围内有大量损失。但是，通常其稳定性随着温度的降低而增加。非柑橘类食品的最大损失主要在热加工期间。除烹调外加工时烫漂，沥滤的损失远远超过其他加工的损失。

（4）食品添加剂 在食品加工时常常要加入某些食品添加剂。例如在果蔬加工中添加漂白剂亚硫酸盐，它可降低抗坏血酸的损失。此外，在腌肉时添加发色剂亚硝酸盐则可破坏维生素C的活性。

（5）摄入量和食物来源 人类是动物界中少数不能合成抗坏血酸而必须由食物供给者之一，所以必须从食物中获得。从志愿受试者进行实验和实际调查发现，人体每日摄取10mg抗坏血酸不仅可预防坏血病，而且还有治疗作用。考虑到维生素C摄入量较高可以增进健康、提高机体对疾病的抵抗能力，加速伤口组织愈合等作用，WHO建议的每日供给量为：儿童（12岁以下）20mg；成年人30mg；孕妇、乳母50mg。美国1989年制定的维生素C供给量标准，男性成人60mg/d的依据是，该摄入水平在4周内摄取无维生素C膳食不产生坏血病症状，同时还可提供足够的储存量。中国营养学会根据国内外有关维生素C供给量的进展和我国实际情况，提出我国居民维生素C推荐摄入量如表2-10所示。此量比2002年的供给量有较大幅度的提高，这主要是我国居民维生素C的实际摄入量已大大提高，并且是以预防缺乏病和兼顾减少慢性病的风险因素为基础制订的。关于维生素C的可耐受最高摄入量（UL）问题，中国营养学会认为，考虑到持续摄入大剂量维生素C的副作用尚不清楚，建议对成人的UL可定为小于1000mg/d。

维生素C广泛分布于水果、蔬菜中。蔬菜中，大白菜的含量为20～47mg/100g、红辣椒的含量可高达100mg/100g以上。水果中以带酸味的水果如柑橘、柠檬等含量较高，通常为30～50mg/100g。红果和枣的含量更高。尤其是枣，鲜枣的含量可高达240mg/100g以上。由不同果蔬所得制品如红果酱、猕猴桃汁等也可是维生素的良好来源。至于动物性食品中仅肝和肾含有少量，肉、鱼、禽、蛋则更少。

2.硫胺素（维生素B1）

（1）结构 硫胺素，又称抗神经炎素，即维生素B，是由被取代的嘧啶和噻唑环通过亚甲基相连组成。它广泛分布于整个动、植物界，并且可以多种形式存在于食品之中。

（2）生理作用 硫胺素在小肠吸收，浓度高时为被动扩散，浓度低时则主动吸收。肠道功能不佳者吸收受阻。此时尽管食物中硫胺素充足，但仍可出现明显的硫胺素缺乏症。健康成人体内硫胺素总量约为25mg，不能大量贮存摄食过多时由尿排出，故需每天从食物中摄取。

硫胺素于1936年合成，并且是最早将其功能与中间代谢相连的维生素。硫胺素在体内参与碳水化合物的代谢，主要以焦磷酸，硫胺素的形式即辅羧化酶参与α-酮酸的脱羧。若机体硫胺素不足，则辅羧化酶活性下降、碳水化合物代谢受障碍，并影响整个机体代谢过程。

（3）加工影响 不同食品所含硫胺素在各种食品加工中的降解情况可有不同，表2-11所示为硫胺素在不同食品加工时的损失情况。

硫胺素和其他水溶性维生素一样，在水果蔬菜的清洗、整理、烫漂和沥滤期间均有所损失。谷类碾磨时损失更大。关于小麦和大米在不同出粉率和出米率时硫胺素的保存率如表2-12所示。

鲜鱼和甲壳类体内有一种能破坏硫胺素的酶——硫胺素酶，此酶可被热钝化。最近有报告称，由鲤鱼内脏得到一种抗硫胺素物质，它也是热敏性的，但可能不是酶，而是氯高铁血红素（hemin）或与其有关的化合物。同样，盒枪鱼（tuna）、猪肉、牛肉的血红素蛋白（heme protein）也有抗硫胺素活性，食前应加热处理。

（4）摄入量和食物来源WHO的资料表明，膳食中硫胺素低于72μg/MJ（0.3mg/1000kcal），可引起脚气病。大多数脚气病患者膳食中硫胺素的含量都低于60μg/ MJ（0.25mg/1000kcal）。而多数人在摄食79μg / MJ（0.33mg/1000kcal）后都将多余的硫胺素排入尿中。这表明人体贮存硫胺素的能力很小。即使过去膳食中硫胺素非常丰富，一旦缺乏，数周后即可发生脚气病。联合国FAO/WHO专家委员会于1967年综合过去的研究提出每日的供给量标准为96μg/ MJ（0.4mg/1000kcal）。在如何表述硫胺素的需要量时，目前认为用每天所需摄入量（mg）表示比用每1000kcal所需量（mg）更好，原因是尽管硫胺素为碳水化合物和某些氨基酸代谢所必需，对脂肪和其余蛋白质组分的代谢则不需参与。但实际上要把能量摄入分成这几部分是很困难的。中国营养学会2000年对我国居民膳食中硫胺素的推荐摄入量（DRI），对成年男性为1.4mg/d，成年女性1.3mg/d，孕妇1.5mg/d，乳母1.8mg/d，儿童依年龄而异。其可耐受最高摄入量（UL）为50mg。

硫胺素普遍存在于各类食品中，谷类、豆类及肉类含量较多。籽粒的胚和酵母是硫胺素最好的来源。通常谷类含硫胺素约0.3mg/100g，豆类含约0.4mg/100g不等。动物性食品中以肝、肾、脑含量较多，奶、蛋、禽、鱼等含量较少，但高于蔬菜。至于小麦胚粉可含硫胺素3.5mg/100g，而干酵母的含量可高达6～7mg/100g。

（三）核黄素（维生素B）

1.结构

核黄素即维生素B2是带有核醇侧链的异咯嗪（isoalloxazine）衍生物。也可认为是核醇与6，7-二甲基异咯嗪二者缩合而成。它在自然界中主要以磷酸酯的形式存在于两种辅酶中，即黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。

2.生理作用

核黄素在氨基酸、脂肪酸和碳水化合物的代谢中均起重要作用，可归纳如下几方面：

（1）参与体内生物氧化与能量生成。核黄素在体内FAD、FMN与特定蛋白质结合，形成黄素蛋白，通过三羧酸循环中的一些酶及呼吸链等参与体内氧化还原反应与能量生成。

（2）FAD和FMN分别作为辅酶参与色氨酸转变为烟酸和维生素B6，转变为磷酸吡哆醛的过程。

（3）FAD作为谷胱甘肽还原酶的辅酶，参与体内抗氧化防御系统，维持还原性谷胱甘肽的浓度。

（4）与细胞色素结合，参与药物代谢，提高抗体对环境应激适应能力。

3.摄入量及食物来源（表2-13）

核黄素广泛存在于各类食品中，动物性食品比植物性食品含量高。其中又以内脏含量最为丰富，如肝脏的含量可高达2mg/100g，肾脏约含1mg/100g。此外，禽蛋类含量也颇多，为0.3mg/100g左右。植物性食品中豆类含量较高（0.1～0.3mg/100g），绿叶蔬菜含约0.1mg/100g，一般蔬菜和谷类含量较少，多在0.1mg/100g以下。故核黄素的来源最好是动物性食品，其次为豆类，至于绿叶蔬菜在膳食中的含量多，故也是核黄素的重要来源。

4.核黄素与人体健康的关系

核黄素与体内能量代谢密切相关，膳食模式对核黄素的需要量有一定影响，低脂肪、高碳水化合物膳食使机体对核黄素的需要量减少，高蛋白、低碳水化合物膳食或高蛋白、高脂肪、低碳水化合物膳食可使机体对核黄素需要增加。

目前对所有年龄段的人核黄素的推荐量为0.6mg/4184kJ。中国营养学会（2000年）制定的居民膳食核黄素推荐摄入量（RNI），成人（18岁～）男性为1.4mg/d，女性为1.2mg/d。

（四）烟酸

1.结构

烟酸即维生素pp，又称尼克酸，是吡啶衍生物。烟酰胺或尼克酰胺则是其相应的酰胺。

2.生理作用

烟酸由小肠吸收并在体内转变成辅酶，广泛分布于全身，但不能贮存。过量的烟酸绝大部分代谢后随尿排出，尿中仅含少量烟酸或烟酰胺。

其生理功能主要包括：（1）烟酸在体内是一系列以辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ为辅基的脱氢酶类的成分，几乎参与细胞内生物氧化还原的全过程。

（2）对DNA的复制、修复和细胞分化起重要作用。

（3）在维生素B6，泛酸和生物素存在下参与脂肪、类固醇的生物合成。

（4）烟酸还是葡萄糖耐量因子的重要成分，具有增强胰岛素效能的作用。

（5）大量服用尼古酸有降低血胆固醇、甘油三酯和扩张血管的作用。

3.摄入量及食物来源

烟酸与硫胺素、核黄素一样，其需要量曾报道随热能的摄入而改变。1967年FAO/WHO专家委员会建议人体每日供给量按每4.18kJ（1000kcal）供给6.6mg。此标准是根据志愿受试者在摄取低烟酸膳食后逐渐增加烟酸的量来确定的。当膳食中烟酸的含量逐渐增高到1.316mg/kJ（5.5mg/1000kcal）时，受试者将从尿中排出大量N-甲基烟酰胺。这表明每4.184kJ（1000kcal）供给5.5mg烟酸即可使体内烟酸达到饱和。此外，考虑到个体差异和安全系数，最后建议供给量为1.579mg/kJ（6.6mg/1000kcal）。此量约为硫胺素供给量的10倍，并略高。中国营养学会推荐的每日膳食中烟酸推荐摄入量（DRI）也为硫胺素的10倍。

在考虑烟酸的摄入量时还有一种烟酸当量表示法。这是因为机体能将部分色氨酸转变成烟酸。这样，烟酸的总摄入量就由外源性部分（食物）及内源性部分（色氨酸代谢）所组成，习惯上以“烟酸当量”来表示其需要量与摄入量。

由于在代谢过程中平均60mg色氨酸产生1mg烟酸，故以色氨酸为前体来取得烟酸很不经济。而且这种转变也是有限的。有人建议，人体最低需要量为4.4/1000kcal烟酸当量。而当烟酸当量达到5.5/1000kcal时，体内烟酸即达饱和。

烟酸及其酰胺广泛存在于动、植物体内，但一般含量较少。含量最多的是蘑菇、酵母等。每100g的含量可高达数十毫克，花生含量在10mg/100g左右，豆类和全谷每100g约含几毫克，但谷类可因加工精度的影响有所减少，而谷类中的结合型烟酸尚可使其营养价值受到限制。动物性食品中以肝脏含量最高，为15mg/100g左右。

4.烟酸与人体健康的关系

长期以玉米、高粱为主食的人群，容易出现癞皮病，可导致皮肤、口、舌、胃肠道黏膜以及神经系统，其典型病例大多为皮炎、腹泻和痴呆等。早期症状有体重减轻、食欲不振、失眠、头痛、记忆力减退等，烟酸缺乏常与硫胺素、核黄素缺乏同时存在。

（五）维生素B

1.结构

维生素B6是吡啶的衍生物：有三种形式，即吡哆醛、吡哆醇和吡哆胺。

2.生理功能

维生素B6在小肠内易被吸收，经磷酸化后主要以5-磷酸吡哆组成辅酶的形式分布于组织中。通常人体内含40～150mg，每日从食物中的摄取量为2～3mg。正常排出量为1.5～4.0mg。其中20%～50%为无活性的代谢产物吡哆酸，系由吡哆醛氧化产生。当给以较大剂量的吡哆醇时，几小时后多余的部分便从尿排出，不能贮存，故需每日供给。

其生理功能包括三方面：（1）免疫功能，给老人补充足够的维生素B6有利于淋巴细胞增殖。近年来的研究显示：维生素B6缺乏将会损害DNA的合成，这个过程对维持适宜的免疫功能也是非常重要的。

（2）维持神经系统功能，许多需要PLP参与的酶促反应均使神经递质水平提高。

（3）可降低血管疾病的发病率。

3.加工影响

维生素B6在不同食品中的存在形式只是近期才有所研究。尽管人们尚未系统研究它在食品加工期间的破坏，但是可以认为维生素B6的形式和数量都会受到热加工、浓缩和脱水等的影响。

维生素B6在新鲜和加工食品中的分布有完全不同的形式。鸡蛋脱水时吡哆醛增加，吡哆胺下降。鲜乳中维生素B6的主要形式是吡哆醛，在乳粉中吡哆醛还是主要的，但比鲜乳有更多的吡哆胺。而在淡炼乳中则吡哆胺是主要的存在形式。在生猪大排骨（raw pork loin）中主要的形式是吡哆醛，而在熟火腿中则是吡哆胺。

对许多加工食品所作维生素B6损失的分析表明，采用烧、炖等方法制作菜肴时，蔬菜中维生素B6的损失很大，范围从57%～77%；海味和肉类菜肴损失约45%；由于加工条件对维生素B6的这些影响，人们对加工食品，特别是对婴儿食品中维生素B6的含量十分关心。

4.摄入量及食物来源

维生素B6需要量的研究多数是根据色氨酸负荷试验，即按每千克体重口服色氨酸100mg后测定尿中黄尿酸（4，8-二羟基喹啉尿酸）的排出量而定：这是因为色氨酸在体内转变成烟酸时需要有磷酸吡哆醛参与。当维生素B6不足或缺乏时，色氨酸的代谢产物黄尿酸在尿排出增加。通常在6h内排出量低于25mg，24h内排出量低于75mg者可认为正常，否则认为缺乏或不足。通常认为成人每日最低需要量为1.25mg。低于此量可能产生缺乏症。FAO/WHO及我国尚未制订维生素B6的供给量标准。中国营养学会参照国外研究资料并考虑到我国居民膳食模式与欧美的差异。最近提出我国居民膳食维生素B6的适宜摄入量为成人1.2～1.5mg/d。

维生素B6广泛存在于各类食品中。蛋黄、肉、鱼、乳以及谷类、种子外皮、蔬菜等均有分布，但含量不高。通常全麦粉含量为0.4～0.7mg/100g，精白粉为0.08～0.16mg/100g：蔬菜中如菠菜含0.22mg/100g，胡萝卜含0.7mg/100g。酵母的含量较高为2～3mg/100g。

5.维生素B6与健康的关系

维生素B6的毒性比较低，经食物来源摄入大量维生素B6没有不良反应。补充剂中的高剂量维生素B6可引起严重不良反应，主要表现为感觉和神经异常。

（六）维生素B

1.结构

维生素B12分子中含钴呈红色。它是在化学上最复杂的一种维生素。维生素B12有两个特性成分。一个是在核苷酸样的结构中，5，6-二甲基苯并咪唑（5，6-dimethylbanzimidazole）经α-糖苷键与D-核糖结合，此核糖在3-位上有一个磷酸基。另一个是中间的环状结构为类似卟啉（porphyrins）的“咕啉”（corrin）环状系统。此咕啉环与四个氮原子配位的是一个钴原子（因此，维生素B12也称钴胺素；cobalamin）。

2.生理作用

维生素B12的吸收需要有正常的胃液分泌。这一方面是胃酸可帮助把与蛋白质结合的维生素B12分解游离出来，另一方面更重要的是胃贲门和胃底的黏膜还分泌一种称之为“内因子”（intrinsic factor）的糖蛋白，只有维生素B12与这种糖蛋白结合后才能不受肠道细菌破坏，在转到回肠时透过肠壁吸收。常见的维生素B12障碍性恶性贫血就是由于胃黏膜变化引起内因子不足所造成的。此时需要用维生素B12治疗，必须注射，口服无效。此外，胰液和重碳酸盐可促进其吸收。

人体内维生素B12的总量为2～10mg，肝中约有1.7mg，50%以上存在干线粒体中，生成足够量红血球所必需的维生素B12每天的最低量为1～2μg。由于维生素B12的半衰期长，为1360d，即使供给量太小也要很久以后才会发生贫血。机体的维生素B12含量降至0.5mg左右便会出现贫血，即含维生素B12的酶缺乏致使红细胞中DNA合成障碍诱发巨幼红细胞贫血。此外尚可因维生素B12缺乏而引起神经系统损害。

3.加工影响

食品一般多在中性或偏酸性范围，故维生素B12在烹调加工时破坏不多。添加于早餐谷物中的维生素B12在加工中约损失17%，常温贮存一年可再损失17%。肝在100℃煮5min后维生素B12仅损失约8%；肉在170℃烧45min损失约30%；鱼、炸鸡、火鸡和牛肉等食品在普通炉灶上加热时，维生素B12的保存范围是79%～100%。若在中性pH长时间加热，食品中维生素B12的损失较为严重。

关于牛乳在不同热加工时维生素B12的损失如表2-14所示。

4.摄入量及食物来源

人体对维生素B12的需要量曾有过多方面的观察。单纯的维生素B12缺乏（不合并叶酸缺乏等）可注射0.1μg维生素B12而维持最低限度的血液学正常状况。注射0.5～1.0μg则有明显改善。怀孕后半期、胎儿每日从母体吸取0.2μg维生素B12（乳母每日从乳汁中分泌约0.3μg维生素B12），维持成人正常功能的每日可吸收维生素B12的最低需要量为0.1μg。

FAO/WHO专家委员会建议的每日供给量为：婴儿0.3μg，青少年及成人2.0μg，孕妇后半期3.0μg，乳母2.5μg。美国1989年修订的每日供给量标准为：婴儿0.3μg，青少年及成人为2.0μg，孕妇2.2μg，乳母2.5μg。中国营养学会2000年参考有关资料制订中国居民膳食维生素B12适宜摄入量（AI）为婴儿0.4μg，青少年及成人为2.0μg，孕妇2.6μg，乳母2.8μg。

维生素B12的主要来源为肉类，尤以内脏含量最多（含量可高达20μg /100g以上），鱼、贝类、蛋类其次，乳类含量最少，植物性食品则一般不含此种维生素。但我国豆制发酵食品可含有一定数量。此外，若植物被细菌污染或与之共生也可有微量存在，如一些豆类的根瘤部分即可含有维生素B12。动物性食物所含维生素B12，主要由动物食入微生物合成的维生素B12所致。

（七）叶酸

1.结构

叶酸是1941年由菠菜中分离出来而命名的（最初由肝脏分离出来，随后发现绿叶中含量丰富，故命此名）。它是由蝶酸和谷氯酸结合而成，而蝶酸又是由2-氰基-4-羟基-6-甲基蝶呤啶和对一氨基苯甲酸构成，故又称蝶酰谷氨酸。

2.生理作用

叶酸摄入后在小肠被上皮细胞分泌的γ-L-谷氨酸-羧基肽酶水解成谷氨酸和游离叶酸，并在小肠上部被主动吸收。叶酸吸收后在维生素C和还原型辅酶Ⅱ参与下可转变成具有生物活性的四氢叶酸（FH4），并多以甲基四氢叶酸的形式贮存于肝脏。其贮存量可达5～15mg/kg，在正常情况下有极少量的叶酸从尿及粪便中排出，也有微量从各种脱落的上皮细胞中丢失。

食物中的叶酸约有80%是多谷氨酸化合物，谷氨酸分子越多则吸收率越低，但谷氨酸对叶酸的生物活性非常重要。若去掉谷氨酸则维生素作用消失。

3.加工影响

叶酸衍生物在加工食品中的损失程度和机理尚不清楚。对乳品的加工和贮存研究表明，叶酸的钝化过程主要是氧化。叶酸的破坏与抗坏血酸的破坏相平行，而所添加的抗坏血酸可保护叶酸。此两种维生素都可被乳的去氧合作用而增加稳定性。但是二者在室温（15～19℃）下贮存14d后都有下降。

牛乳的高温短时间消毒（92℃，2～3s）使总叶酸损失约12%，预热乳通入蒸汽快速灭菌（143℃，3～4s）则仅损失总叶酸7%。关于叶酸在不同食品加工中的损失如表2-15所示。

此外，有报告称蔬菜中的叶酸在冷藏2周后其含量损失极少，但在室温下贮存3d后即可损失50%以上。

4.摄入量及食物来源

由于叶酸的重要，特别是其与出生缺陷、心血管疾病等密切有关，故叶酸的摄入越来越引起人们的重视。通常，人体叶酸的营养状况一般以血清或红细胞中叶酸的含量为评价指标，成人维持DNA正常合成的最低需要量平均为60μg/d。食物中叶酸含量甚微，且其生物利用率仅约50%。若以叶酸补充剂的形式添加并与膳食混合食用，则其生物利用率为85%，是单纯来自食物中叶酸利用率的1.7倍（85/50）。此时膳食中的酸当量为：

膳食叶酸当量（DFE，μg）=[膳食叶酸（μg）+1.7×叶酸补充剂（μg）]

由此，通过计算平均需要量再进而确定叶酸的推荐摄入量。又由于大剂量服用叶酸时可产生一定的毒副作用，如影响锌的吸收、导致锌缺乏以及掩盖维生素B12缺乏的早期表现而导致神经系统受损等。故叶酸的摄入应有其安全上限值。美国规定其每日摄入量的安全上限为1mg，并规定了叶酸强化主食的安全上限。

中国营养学会根据我国情况并参照国外研究资料提出中国居民膳食叶酸参考摄入量如表2-16所示。

叶酸广泛分布于动、植物食品中，动物肝脏、豆类、各种绿叶蔬菜含量较多，例如猪肝含236μg/100g，黄豆含381μg/100g，菠菜含347μg/100g。谷类和其他蔬菜，水果含量较少，而肉、鱼、乳等含量很少。

（八）泛酸

1.结构及生理功能

泛酸广泛分布于自然界，又名遍多酸。它是由β-丙氨酸借肽键与α、γ-二羟-β-β-二甲基丁酸缩合而成。在动、植物组织中全部用来构成辅酶A和酰基载体蛋白。泛酸可有两种异构体，但天然存在并具有生物活性的仅为R-对映体，通常称为“D（+）-泛酸”。

由于泛酸的生理活性形式是辅酶A和酰基载体蛋白，其作为乙酰基或脂酰基的载体与碳水化合物。脂类和蛋白质代谢都有密切关系。人类在营养上需要泛酸，但因其广泛存在于动、植物食品中，并且肠内细菌也能合成供人利用，故很少见有缺乏症。

（1）制造及更新身体组织；

（2）帮助伤口愈合；

（3）制造抗体抵抗传染病；

（4）防止疲劳，帮助抗压；

（5）缓解多种抗生素的副作用及毒素产生；

（6）舒缓恶心症状。

2.稳定性及加工影响

泛酸在中性溶液中耐热，pH 5～7时最稳定。它对酸和碱都很敏感，其酸性或碱性水溶液对热不稳定，碱水解产生β-丙氨酸和泛解酸（2，4-二羟基-3，3-二甲基丁酸），而酸水解可产生泛解酸的γ-内酯。但是，泛酸对氧化剂和还原剂极为稳定。

关于食品加工对泛酸的影响，据报告，从对507种加工食品的泛酸含量分析中得知：动物性的罐头食品损失20%～35%，植物性食品损失46%～78%。冷冻食品中泛酸的损失也很大，其中动物性食品为21%～70%，植物性食品为37%～57%。水果和果汁经冷冻和制罐头后的泛酸损失分别为7%和50%，加工和精制的谷类损失37%～74%，加工肉损失50%～75%。

牛乳加工期间泛酸的损失通常小于10%。干酪的损失一般比鲜乳小。

3.摄入量及食物来源

由于缺乏足够和必要的资料，各国均未提出过泛酸的供给量标准。中国营养学会参考有关资料提出中国居民膳食泛酸的适宜摄入量（AI）为青少年及成人5.0mg/d，孕妇6.0mg/d，乳母7.0mg/d。

泛酸广泛存在于各种动、植物食品中，其最主要的来源是肉类（心、肝、肾特别丰富），蘑菇、鸡蛋、花茎甘蓝和某些酵母。其中肝、肾、酵母、鸡蛋黄和花茎甘蓝的泛酸含量，至少可达每克干重50μg以上。全谷也是泛酸的良好来源，但大部分可在加工过程中丢失。牛奶也含有丰富的泛酸，其含量类似人奶，为48～245μg/100mL。泛酸最丰富的天然来源是蜂王浆和金枪鱼、鳕鱼的鱼子酱。其中蜂王浆的含量可高达511μg/g，而两种鱼的鱼子酱为2.32mg/g。

4.泛酸与人体健康的关系

泛酸具有制造抗体的功能，在维护头发、皮肤及血液健康方面起着重要的作用，几乎所有食品都含有泛酸，一般不会出现缺乏症。

（九）生物素

1.结构及生理作用

生物素又称为维生素B7、维生素H或辅酶R。其化学结构中具有双环和3个手性中心，因而有8种可能的立体异构体。但是，只有D-生物素是天然存在并具有生物活性的形式。通常，人们所说的生物素即D-生物素。

生物素是机体羧化酶和脱羧酶的辅酶，参与氨基酸、碳水化合物和脂类的代谢，并在上述物质代谢和能量代谢中有很重要的作用。人和动物罕见有生物素缺乏，这是因为肠道细菌可以合成生物素，并提供相当可观的数量。不过，长期摄食生鸡蛋的人可能缺乏。这主要是生鸡蛋中的抗生物素蛋白与生物素高度特异结合，进而阻止食物中生物素和体内肠道细菌合成生物素的吸收所致。然而，该抗生物素是一种糖蛋白，一经加热变性即可失去作用。（1）帮助脂肪、肝糖原和氨基酸在人体内进行正常的合成与代谢；

（2）预防白发及脱发，有助于治疗秃顶；

（3）缓和肌肉疼痛；

（4）可用于治疗动脉硬化、中风、脂类代谢失常、高血压、冠心病和血循环障碍性疾病。

2.稳定性及加工影响

生物素对热、光、空气以及中等程度的酸液都很稳定，对碱性溶液直到pH9都还稳定（最适宜pH 5～8），过高或过低的pH可导致生物素失活。这可能是其酰胺键水解的结果。据报告，人乳中的生物素可在室温下一周，5℃一个月或-20℃一年半保持其浓度不变。从现有的资料看，生物素在食品加工和烹调期间非常稳定。

3.摄入量及食物来源

中国营养学会新近制订的中国居民膳食生物素适宜摄入量（AI）依不同年龄而异，成人为30μg/d。

生物素广泛存在于天然动、植物食品中。其含量相对丰富的有乳类、鸡蛋（蛋黄）、酵母、肝脏和绿叶蔬菜。其中鸡蛋的含量为20μg/100g，酿酒酵母可高达80μg/100g。谷物中的生物素含量少且生物利用率低，如小麦含生物素为10.1μg /100g，几乎完全不能利用。

4.生物素与人体健康的关系

生物素能促进脂肪及碳水化合物的分解，使它们加快转化成人体活动所需要的能量；如体内生物素数量不足，脂肪就会在人体内蓄积并引起肥胖症。人体一旦缺乏生物素，就会影响到皮肤健康，同时伴随恶心、呕吐、舌萎缩等症状。在6个月以下的婴儿，可出现脂溢性皮炎。

（十）胆碱

1.结构及生理作用

胆碱是卵磷脂和鞘磷脂的组成成分。卵磷脂是磷脂酰胆碱（胆碱磷脂），广泛存在于动、植物食品之中。其组成成分胆碱为（β-羟乙基）三甲基氨的氢氧化物，为离子化合物。

胆碱的生理作用和磷脂的作用密切相关，并通过磷脂的形式来实现，例如作为生物膜的重要成分。它是机体甲基的来源和乙酰胆碱的前体，用以促进脂肪代谢和转甲基作用以及促进大脑发育、提高记忆能力和保证讯息传递等。人类自身可以合成胆碱，故未在人体见有胆碱缺乏症状。但婴幼儿合成能力低，常有进行营养强化的必要。

2.稳定性及加工影响

胆碱是一种强有机碱，易与酸反应生成稳定的盐，如氯化胆碱和酒石酸胆碱。它们常被用于婴幼儿食品的营养强化。胆碱在强碱条件下不稳定，但它对热相当稳定，因而在食品加工和烹调过程中很少损失。它也耐贮存，在干燥环境条件下即使是长期贮存，其在食品中的含量几乎没有变化。

3.摄入量及食物来源

中国营养学会新近制订的成人膳食胆碱适宜摄入量（AI）和可耐受最高摄入量（UL）分别为500mg/d和3.0g/d。

胆碱广泛存在于各种动、植物食品中、肝脏、花生、麦胚、大豆中含量丰富，蔬菜中莴苣、花菜中含量也不少。其中莴苣的含量每100g可达586mg，花生为992mg，而牛肝的含量则更高，为1166mg。一般的蔬菜、水果则较低，如黄瓜每100g含量为44mg，橘子为40mg。

（十一）维生素A

1.结构

维生素A（图2-10）又称为视黄醇，实际包括所有具有视黄醇生物活性的化合物。视黄醇是由β-紫罗酮环与不饱和一元醇所组成。它既可以游离醇存在，也可与脂肪酸酯化，或者以醛或酸的形式出现。此外，在3-位上脱氢的视黄醇也有维生素活性，视黄醇为维生素A1，3-脱氧视黄醇是维生素A2。前者存在于哺乳动物及咸水鱼的肝脏中，后者存在于淡水鱼的肝脏内。

植物和真菌中有许多类胡萝卜素被动物摄食后可转变成维生素A，并具有维生素A活性。它们被称为维生素A原。其中β-胡萝卜素最有效，它可产生2个等效的维生素A。

2.生理作用

食物中的维生素A由小肠吸收，在黏膜细胞内与脂肪酸结合成酯后掺入乳糜微粒，由淋巴运走，被肝脏摄取并贮存。当机体需要时向血中释放。

人体摄食β-胡萝卜素转变为维生素A，主要在小肠黏膜进行，但肝和其他组织也可以进行这种转变。尽管理论上1分子β-胡萝卜素可以生成2分子维生素A，但是实验证明β-胡萝卜素在人体内的吸收率平均为摄入量的1/3，在体内转变为维生素A的转换率约为吸收量的1/2。因此β-胡萝卜素的利用率平均为摄入量的1/6，即6μgβ-胡萝卜素才具有1μg维生素A的生物活性，或1μgβ-胡萝卜素的生物价相当于0.167μg的视黄醇。

维生素A具有促进正常生长与繁殖、维持上皮组织与视力正常的生理功能。维生素A醇与维生素A醛在体内可相互转化，并具有上述全部作用。维生素A醛可进一步氧化形成维生素A酸。这是一个不可逆的反应。维生素A酸能促进动物生长，但在视觉过程中无活性，也不支持动物正常繁殖。近年来的研究表明维生素A尚可有增强机体免疫功能和防癌、抗癌作用。

3.摄入量及食物来源

血中维生素A的含量可评定人体维生素A营养状况，成人血清维生素A的正常含量范围为20～50μg/100mL。一般认为若低于10μg/100mL，即可出现维生素A缺乏症。我国成人维生素A的最低生理需要量不应低于300μg/d，适宜的供给量应在600～1000μg/d。2000年10月我国修订的成人每日供给量标准为800μg，比前略有减少，但此量与国际上的规定一致。

我国人民膳食中维生素A的主要来源为胡萝卜素。考虑到胡萝卜素的利用率很不稳定，因此，曾建议供给量中至少应有1/3来自视黄醇。即来自动物性食品的维生素A应有266μg，而其余的2/3可为β-胡萝卜素。由于胡萝卜素的吸收和在体内的转换关系，来自植物性食品的β-胡萝卜素应为534×6= 3204μg，即3.2mg。

中国营养学会根据我国调查研究情况并参考国外有关资料，新近制订中国居民膳食维生素A推荐摄入量（RNI）如表2-17所示。

此外，为了确保绝大多数人维生素A的摄入量不会产生毒副作用，中国营养学会还初步推荐维生素A（不包括胡萝卜素）的可耐受最高摄入量（UL）为：成人3000μg，孕妇2400μg，儿童2000μg。

维生素A只存在于动物性食品中，最好的来源是各种动物的肝脏以及鸡蛋、鱼卵和全奶等，肝脏的含量最高如100g猪肝含4972μgRE，鸡肝含10414μgRE，而羊肝则更高，为20922μgRE。奶油含量亦较高，含1042μgRE/100g，蛋黄粉含776μgRE/100g。植物则可提供作为维生素A原的类胡萝卜素或胡萝卜素。最好的来源是有色蔬菜，如菠菜、胡萝卜、红心甘薯、辣椒以及水果如杏、柿子等，其中胡萝卜中胡萝卜素含量为4010μg/100g，相当于每百克668视黄醇当量。菠菜的含量为2920μg/100g，相当于487视黄醇当量。

（十二）维生素D

1.结构

维生素D是类固醇的衍生物。具有维生素D活性的化合物约十种，主要的是维生素D2（麦角钙化醇）和维生素D3（胆钙化醇）。二者的结构十分相似，维生素D2比维生素D3在侧链上多一个双键和甲基。

维生素D也存在维生素D原，或称前体（precursor），可由光转变成维生素D。植物中的麦角固醇（crosterol）在日光或紫外线照射后可以转变成维生素D2，故麦角固醇可称为维生素D2原；人体皮下存在有7-脱氢胆固醇（7-dchydrocholesterol），在日光或紫外线照射下可以转变为维生素D，故7-脱氢胆固醇可称为维生素D原。由此可见多晒太阳是防止维生素D缺乏的方法之一。

2.生理作用

维生素D在小肠吸收、但需要胆汁，吸收后由淋巴乳糜微粒运进血液。它首先在肝脏经25-羟化酶作用进行第一次羟化，转变为25-羟基胆钙化醇（25-OH-D3），随后进入肾脏继续在1-羟化酶的作用下转变为1，25-二羟基胆钙化醇[1，25-（OH）2 -D3]。经血液循环转运至有关器官、组织中呈现生理作用。维生素D可促进钙、磷的吸收，并维持血清钙、磷浓度的稳定。此外，维生素D还可有免疫调节功能，以改变机体对感染的反应。血中维生素D3的半衰期为20～30h，少量（1.7%～3.6%）代谢物从尿排出，其他则从肠道排出。

3.摄入量及食物来源

人体维生素D的确切需要量尚未确定。由于人类维生素D的主要来源并非食物，而是皮下7-脱氢胆固醇经紫外线照射转变而来。故一般成人若不是生活或工作在长期不能接触直射日光的环境中，则无需另外补充。据报告，在南北45°纬度之间的多数地区，手臂和面部暴露于阳光约30min便可获得人体全天所需的维生素D。但是婴幼儿因户外活动少，特别是冬天日照短，不能获得充分的日照时，易患维生素D缺乏症（佝偻病），故应有所摄入。FAO/WHO专家委员会建议的每日供给量标准为：6岁以内儿童和孕妇、乳母10μg维生素D3，其他人均为2.5μg维生素D，我国2000年10月修订的维生素D的每日供给量标准：儿童、孕妇、乳母和老人为10μg/d，其他人为5μg/d。中国营养学会新近制订的中国居民膳食维生素D的推荐摄入量（RNI）对10岁以内，50岁以上的人群和孕妇、乳母为10μg/d，其他人为5μg/d。

此外，尽管通常食物来源的维生素D不致过量中毒，但是，过量摄入人工强化的维生素D可产生一定的毒副作用（尤其是对婴幼儿）。为了避免此等现象发生，中国营养学会建议我国儿童和成人的维生素D可耐受最高摄入量为20μg/d（1μg= 40IU）。

维生素D主要存在于动物性食品中，其中以海水鱼的肝脏含量最为丰富。比目鱼肝脏每100g的含量可高达500～1000μg。通常的鱼肝油含约210μg，禽畜肝脏及蛋、奶也含少量维生素D，每100g的含量在1μg以下，谷物、蔬菜、水果则几乎不含维生素D。一般情况下要单从天然食物中取得足够的维生素D很不容易、尤其是婴幼儿，故应注意进行日光浴、使机体尽量多合成维生素D。

（十三）维生素E

1.结构

维生素E是具有α-生育酚生物活性的生育酚和二烯生育酚及其衍生物的总称。它们都是苯并二氢吡喃（chroman）的衍生物。生育酚有一个饱和的16碳侧链，并在2、4’和8’位有三个不对称中心，在R1，R2和R3处以甲基作不同取代，故可有α-，β-，γ-生育酚的不同。三烯生育酚与生育酚不同之处，在于其16碳侧链上的3’、7 ’和11’位有三个不饱和双键。它们的化学结构不同，其维生素E的生物活性可不相同。

维生素E的活性除可以RRR-α-生育酚当量（α-TEs）表示外，还可以国际单位（IU）表示，上述不同形式生育酚活性单位的换算如表2-18所示。

2.生理作用

维生素E和其他脂溶性维生素一样，随脂肪一道由肠吸收，经淋巴进入血液。吸收时也需胆汁存在，吸收后可贮存于肝脏，也可存留于脂肪、肌肉组织，当膳食中缺少时可供使用。

维生素E具有抗氧化作用，是机体很好的抗氧化剂。它可保护维生素A、维生素C以及不饱和脂肪酸等免受氧化破坏，也可保护细胞膜结构等的完整。至于维生素E在人体内的确切功能作用尽管尚需进一步研究，但近年来不少人认为由于其抗氧化作用可以减少氧化型低密度脂蛋白的形成、稳定细胞膜结构，抑制血小板在血管壁表面的聚集等，进而具有抗动脉粥样硬化的作用。此外，由于其可以阻断致癌的自由基反应，抵御过氧化物对细胞膜的攻击等，因而具有一定的抗癌作用。也还有人认为它与机体的抗衰老作用有关。

3.稳定性

维生素E在无氧条件下对热稳定，即使加热至200℃也不破坏。但它对氧十分敏感，易氧化破坏。金属离子如Fe2+等可促其氧化。此外，它对碱和紫外线也较敏感。

4.摄入量及食物来源

维生素E的需要量问题尚未肯定。FAO/WHO专家委员会未订出维生素E的每日供给量标准。中国营养学会2000年修订的维生素E供给量标准为，成年人每日14mg，儿童依年龄有所不同。

维生素E与其他脂溶性维生素相比，相对无毒。大多数成人都可以耐受每日口服100～800mga-TE，而无明显的毒性症状和生化指标改变。中国营养学会建议成人以800mga-TE作为可耐受最高摄入量（UL），儿童可能对各种副作用更为敏感，其UL定为10mga-TE/kg。

维生素E广泛分布于动、植物性食物之中。它不集中于肝脏而与维生素A、维生素D不同。鱼肝油富含维生素A、维生素D，但不含维生素E。人体所需维生素E大多来自谷类与食用油脂。各种植物油脂是维生素E的良好来源。肉类、水产、禽、蛋、乳、豆、水果以及几乎所有的绿叶蔬菜等都含有一定量的维生素E（表2-19）。

（十四）维生素K

1.结构

维生素K是所有具有叶绿醌（phylloquinone）生物活性的α-甲基-1，4-萘醌衍生物的统称。天然维生素K有两种：维生素K1存在于绿叶植物中称为叶绿醌；维生素K2存在于发酵食品中是由细菌所合成，同时也可由包括人类肠道细菌在内的许多微生物合成。

2.生理作用

维生素K的吸收需要胆汁和胰液。用标记的叶绿醌实验证明，正常人维生素K的吸收率约为80%。脂肪吸收不良的患者，其吸收率为20%～30%，被吸收的维生素K经淋巴进入血液，摄入后1～2h在肝内大量出现，其他组织如肾、心、皮肤及肌肉内也有增加。24h后下降。人体肠道细菌可合成维生素K，并部分被人体利用。

维生素K的作用主要是促进肝脏生成凝血酶原（prothrombin），从而具有促进凝血的作用。现已查明肝脏中存在凝血酶原前体（prothrombin precursor），它并无凝血作用，维生素K的作用在于将此凝血酶原前体转变成凝血酶原，此即凝血酶原前体在维生素K的影响下将末端氨基酸残基中的谷氨酸全部羧化为γ-羧基谷氨酸残基并最终进行凝血作用。

3.摄入量及食物来源

人体对维生素K的需要量约为1μg/（kg·d）。FAO/WHO专家委员会未提出维生素K的供给量标准。中国营养学会2000年提出的标准为成年人120μg/d。

维生素K在食物中分布很广，以绿叶蔬菜的含量最为丰富，每100g可提供50～800μg的维生素K，是最好的食物来源。一些植物油和蛋黄等也是维生素K的良好来源，而肉、鱼、乳等含量较少。至于人体肠道细菌合成的维生素K，目前认为并非人体需要的主要来源。

五、矿物质

（一）矿物质概述

矿物质又称无机盐，它们来自土壤。植物从土壤中获得矿物质并贮存于根、茎、叶中，动物可由吃食植物等得到矿物质，人体内的矿物质则一部分来自作为食物的动、植物组织，一部分来自饮水、食盐和食品添加剂。

矿物质与有机营养素不同，它们既不能在人体内合成，除排泄外也不能在体内代谢过程中消失。基于在体内的含量和膳食中的需要量不同，它可分成三类。钙、磷、钾、钠、镁、氯与硫七种元素，含量在体重的0.01%以上，人体需要量在100mg/d以上。

微量元素即使存在数量很少，但却很重要。1995年FAO/WHO等国际组织的专家委员会再次界定必需微量元素的定义，并按其生物学作用分为三类：

（1）人体必需的微量元素共10种，包括铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒和锌；

（2）人体可能的必需微量元素共4种，即硅、镍、硼、矾；

（3）具有潜在毒性，但在低剂量时可能具有人体必需功能的元素为铅、镉、汞、砷和锂。

关于矿物质的研究是许多营养学家和其他科学家非常感兴趣的课题，尤其是关于矿物质在体内的作用、需要量以及食品加工对它们的影响等更需要进一步深入研究。

（二）矿物质的功能

矿物质摄食后与水一道吸收，人体矿物质的总量不超过体重的4%～5%，但却是机体不可缺少的成分，其主要功能如下。

1.机体的重要组成成分

体内矿物质主要存在于骨骼中，并起着维持骨骼刚性的作用。它集中了99%的钙与大量的磷和镁。硫和磷还是蛋白质的组成成分。细胞中普遍含有钾，体液中普遍含有钠。

2.维持细胞的渗透压与机体的酸碱平衡

矿物质与蛋白质一起维持着细胞内外液一定的渗透压，对体液的潴留和移动起重要作用。此外，矿物质中由酸性、碱性离子的适当配合，和碳酸盐、磷酸盐以及蛋白质组成一定的缓冲体系可维持机体的酸碱平衡。

3.保持神经、肌肉的兴奋性

组织液中的矿物质，特别是具有一定比例的K+ 、Na+、Ca2+、Mg2+等离子对保持神经肌肉的兴奋性、细胞膜的通透性以及所有细胞的正常功能有很重要的作用。如K+和Na+可提高神经肌肉的兴奋性，而Ca2+和Mg2+则可降低其兴奋性。

4.具有机体的某些特殊生理功能

某些矿物质元素对机体的特殊生理功能有重要作用，如血红蛋白和细胞色素中的铁分别参与氧的运送和组织呼吸、生物氧化。甲状腺中的碘用于合成甲状腺激素促进分解代谢等具有特别重要的意义。

5.改善食品的感官性状与营养价值

矿物质中有很多是重要的食品添加剂，它们对改善食品的感官质量和营养价值具有很重要的意义。例如，多种磷酸盐有利于增加肉制品的持水性，从而对改善其感官性状有利。氯化钙是豆腐的凝固剂，同时还可防止果蔬制品软化。此外，儿童、老人和孕妇容易缺钙，同时儿童和孕妇还普遍容易缺铁，故常将一定的钙盐和铁盐用于食品的强化，借以提高食品的营养价值。

（三）食品的成酸与成碱作用

食品的成酸、成碱作用是指摄入的食物经过机体代谢成为体液的酸性物质或碱性物质来源的过程。体内的成碱物质只能直接从食物中吸取，而成酸物质则既可以来自食物，也可以通过食物在体内代谢的中间产物和终产物的形式提供。

成酸食品通常含有丰富的蛋白质、脂肪和糖类。它们含成酸元素（Cl、S、P）较多，在体内代谢后形成酸性物质，肉类、鱼类、蛋类及其制品即为成酸性食品，可降低血液的pH。蔬菜、水果等含丰富的K、Na、Ca、Mg等元素，在体内代谢后则生成碱性物质，能阻止血液等向酸性方面变化，故蔬菜、水果称为成碱性食品。通常，人们对摄食各类食品之间的比例应适当，以便有利于维持机体正常的酸碱平衡。若肉、鱼等成酸性食品摄食过多，可导致体内酸性物质过多，引起酸过剩，并大量消耗体内的固定碱。但食用蔬菜、甘薯、马铃薯及柑橘之类的水果等，由于它们的成碱作用，可以消除机体中过剩的酸，降低尿的酸度，增加尿酸的溶解度，因而减少尿酸在膀胱中形成结石的可能。

应当指出，并非具有酸味的食品是成酸性食品。食品中的酸味物质是有机酸类，如水果中的柠檬酸及其钾盐，虽离解度低，但在体内可彻底氧化，柠檬酸可最后生成CO2和H2O，而在体内留下碱性元素。故此类具有酸味的食品是成碱性食品。

（四）食物中的矿物质含量

不同食物中矿物质的含量变化很大。这主要取决于生产食物的原料品种的遗传特性，农业生产的土壤、水分或动物饲料等。其他因素也很重要。据报告，影响食品中铜含量的环境因素就有：土壤中的铜含量、地理位置、季节、水源、化肥、农药、杀虫剂和杀真菌剂等。经测定，我国不同食物中每100g食部的铜含量为：大米0.30mg，小米0.54mg，马铃薯0.12mg，黄豆1.35mg，油菜0.06mg，菠菜0.10mg，桃0.05mg，梨0.06mg，猪肉（肥瘦）0.06mg，鸡0.07mg，带鱼0.08mg。值得特别提出的是，不同食物受前述因素影响，其每100g食部的铜含量变化很大，如一般苹果的铜含量为0.06mg，而红香蕉苹果为0.22mg，可是安徽砀山县香玉苹果的每100g食部的铜含量仅为0.01mg，彼此相差数倍乃至数十倍。对于动物不同部位的铜含量也不相同，如前述猪肉每100g食部的铜含量为0.06mg，而猪舌为0.18mg，猪心为0.37mg，猪肝则为0.65mg，彼此差别也很大。

（五）食物加工对矿物质含量的影响

食物加工时矿物质的变化，随食品中矿物质的化学组成、分布以及食物加工的不同而异。其损失可能很大，也可能由于加工用水及所用设备不同等原因不但没有损失，反而有所增加。

1.烫漂对食品中矿物质含量的影响

食品在烫漂或蒸煮时，若与水接触，则食品中的矿物质损失可能很大，这主要是烫漂后沥滤的结果。至于矿物质损失程度的差别则与它们的溶解度有关。菠菜在烫漂时矿物质的损失如表2-20所示。值得指出的是在此过程中钙不但没有损失，似乎还稍有增加，至于硝酸盐的损失无论从防止罐头腐蚀和对人体健康来说都是有益的。

2.烹调对食品中矿物质含量的影响

烹调对不同食品的不同矿物质含量影响不同，尤其是在烹调过程中，矿物质很容易从汤汁内流失。此外，马铃薯在烹调时的铜含量随烹调类型的不同而有所差别（表2-21）。铜在马铃薯皮中的含量较高，煮熟后含量下降，而油炸后含量却明显增加。

豆子煮熟后矿物质的损失非常显著（表2-22），其钙的损失与其他常量元素相同，而与菠菜相反（表2-20），至于其他微量元素的损失也与常量元素相同。

3.碾磨对食品中矿物质含量的影响

谷类中的矿物质主要分布在其糊粉层和胚组织中，所以碾磨可使其矿物质的含量减少，而且碾磨得越精，其矿物质的损失越多。矿物质不同，其损失率也可有所不同。关于小麦磨粉后某些微量元素的损失如表2-23所示。

由表可见，当小麦碾磨成粉后，其锰、铁、钻、铜、锌的损失严重。铝虽然也集中在被除去的麦麸和胚芽中，但集中的程度比前述元素低，损失也较低。铬在麦麸和胚芽中的浓度与钼相近。硒的含量受碾磨的影响不大，仅损失15.9%。至于镉在碾磨时所受的影响似乎很小。

总之，食品加工对矿物质含量的影响与多种因素有关。它不但包括加工因素，而且还与食品加工前的状况有关。例如，食品中的碘含量，首先取决于其所处的地理位置。海产品和近海的蔬菜等含有较多的碘，动物食用高碘饲料可使乳制品含碘量增高，食品加工可损失一定量的碘。烫漂和沥滤也可使食品中的碘有所损失，鲜鱼中的碘在煮沸时损失可达80%，不需与水接触的加工则损失较小。至于食品中不同形式碘的损失，目前尚未深入研究。此外，在食品加工中由于加工用水、设备、包装条件以及所用食品添加剂等尚可获得一定的矿物质，对缺碘地区供给碘化盐就是一个例子。

（六）重要的矿物质元素

1.钙

（1）存在与功能 钙是人体中含量最丰富的矿物质元素，其含量仅次于氧、碳、氢、氮，而居体内元素的第五位，但却是以元素起作用的第一位。成人体内含钙总量约为1200g，占体重的1.5%～2%。其中99%存在于骨骼和牙齿等硬组织中，主要为羟基磷灰石[3Ca3（PO4）2·Ca（OH）2]，其余1%常以游离或结合状态存在于软组织及体液中。这部分钙统称为混溶钙池，并与骨骼钙保持动态平衡。即骨中的钙不断从破骨细胞中释出进入混溶钙池，而混溶钙池中的钙又不断沉积于成骨细胞中。

钙除了是骨骼和牙齿的重要组成成分外，还参与凝血过程，降低毛细管及细胞膜的通透性和神经肌肉的兴奋性（血浆钙下降则神经肌肉的应激性大增，导致手足抽搐，反之则可引起心脏、呼吸衰竭）；对多种酶有激活作用，且是淀粉酶活性必不可少的部分。

（2）吸收与排泄 人体对钙的吸收，当摄入量多时大部分通过被动的离子扩散吸收。而当机体的需求量大或摄入量小时，肠道对钙的吸收是逆浓度梯度主动进行的。但钙的摄入与吸收并不成比例。通常摄入量增大时钙吸收率降低，且吸收还很不完全，有70%～80%不被吸收而由粪便排出。这主要是钙与食物中的植酸、草酸以及脂肪酸等形成不溶性的钙盐所致。植物含植酸、草酸较多，故植物性食品中钙的吸收率较低。脂肪摄入量过高，可因大量脂肪酸与钙结合成不溶性皂化物从粪便排出，此过程尚可引起脂溶性维生素（如维生素D）的丧失。此外，食物纤维也可影响钙的吸收，这可能是食物纤维中的糖醛酸残基与钙结合所致。

钙的吸收还与年龄、个体机能状态有关。年龄大，钙吸收率低；胃酸缺乏、腹泻等降低钙的吸收，但若机体缺钙，则吸收率较大。此外，尚有许多因素可促进钙的吸收。

维生素D可促进钙的吸收，从而使血钙升高并促进骨中钙的沉积。乳糖对提高钙吸收的程度与乳糖的数量成正比。这通常认为是钙和乳糖聚合，形成低分子质量可溶性络合物所致。蛋白质也促进钙的吸收，这可能是蛋白质消化后所释出的氨基酸（如赖氨酸、色氨酸、精氨酸等）与钙形成可溶性钙盐的结果。人们在进食不同食品时应尽量发挥上述有利因素的作用，而避免其不利因素，但对某一特定食品需作具体考虑。例如，巧克力牛奶中有可可粉，而可可粉含有草酸，但可可在巧克力牛乳中的数量极为有限。据称，巧克力牛奶中钙的吸收与纯净牛奶同样好。

钙的排泄大部分由粪便排出，但这并非全是来自食物未被吸收的部分，相当数量来自肠黏膜脱落的上皮细胞及所分泌的消化液，每日排入肠道的钙约400mg，其中有一部分可被重新吸收。另一部分则由尿排出，每日排泄钙100～350mg。此外，在高温环境中工作的人，每日从汗排出的钙可达100mg；乳母平均每日可在泌乳时排出钙100～300mg。

（3）摄入量与食物来源 估计人体对钙的需要量，可以通过测定各种年龄幼小动物或死亡婴儿体内的含钙总量来确定，以此方法评估人体每日体内钙的平均贮留量，同时考虑到钙的内源性损耗，就可以评估出人体钙的适宜摄入量。对于成人则常用一般的平衡法，应使其达到适当的正钙平衡，此法也可用于婴幼儿、青少年、孕妇及乳母。因机体对钙的摄入量变化有一定的适应能力，故一般平衡法对钙的需要量估计偏低。

中国营养学会新近提出的我国居民膳食钙适宜摄入量（AI）：成年男女为800～1000mg/d，老人、孕妇、乳母为1000～1200mg/d。钙的可耐受最高摄入量（UL）在参考美国资料的基础上定为2000mg/d。

食物中钙的来源“乳及乳制品为最好，它不但含量丰富，而且吸收率高，是婴幼儿最理想的钙源”。发酵酸乳则更有利于钙的吸收。小虾、小鱼、海带等含钙丰富。蔬菜、豆类和油料种子含钙也较多，至于谷类、肉类、水果等食物含钙较少，且谷类等植物性食品含植酸较多，其钙不易吸收（应注意消除其不利于吸收的因素，如进行烫漂等）。蛋类的钙主要存在于蛋黄中，因有卵黄磷蛋白之故，吸收不好。

2.磷

（1）存在与功能 磷在成人体内的总量为600～900g，约占体重的1%。大约85%的磷与钙一起成为骨骼和牙齿的重要组成成分，其中钙与磷比值约为2∶1。此外，磷也是软组织结构的重要组成成分，很多结构蛋白质含磷，细胞膜的脂质含磷，RNA和DNA也含磷。

此外，磷在机体的能量代谢（如形成高能磷酸键等）中具有很重要的作用。磷还参与酶的组成，是很多酶系统的辅酶或辅基（如硫胺素焦磷酸酯、黄素腺嘌呤二核苷酸等）的组成成分。磷还可使物质活化，以利于体内代谢反应的进行，B族维生素只有经过磷酸化才具有活性，发挥辅酶作用以及磷作为多种磷酸盐的形式组成机体的缓冲系统，参与调节机体的酸碱平衡等。

（2）吸收与排泄 磷的吸收与排泄大致与钙相同，通常磷的吸收比钙高，学龄儿童与成人的吸收率分别为50% 、70%。婴儿对牛乳中磷的吸收可高达65%～75%，母乳中磷的吸收率更高，可达85%～90%。

食物中的磷大多以有机化合物（如磷蛋白和磷脂等）的形式存在。摄入后在肠道磷酸酶的作用下游离出磷酸盐，磷以无机盐的形式吸收，但植酸形式的磷不能被机体充分吸收、利用。谷类种子中主要是植酸形式的磷，利用率很低，若经酵母发面或预先将谷粒浸泡于热水中，则可大大降低植酸盐含量，从而提高其利用率。此外，维生素D不仅可促进磷的吸收，而且还增加肾小管对磷的重吸收，减少尿磷的排泄。

（3）摄入量与食物来源 通常，磷的摄入量大于钙，如果食物中钙和蛋白质的含量充足，则磷也能满足需要。一岁以下婴儿只要喂养合理、钙就能满足需要，则磷也能满足需要。一岁以上的幼儿以至成人，由于所吃食物种类广泛，磷的来源不成问题。在考虑磷需要量时，过去常用的一个指标是钙磷比值，并认为在1∶1～1∶1.5较好。近期成人平衡研究观察结果，发现钙磷比值从0.08∶1～2.40∶1对钙平衡或钙吸收均无影响。故认为不必过分强调二者的适宜比例。但应强调，关键问题是钙要足量。

中国营养学会在参考国内外大量资料后提出我国居民膳食磷的适宜摄入量（AI），11～18岁为1000mg/d，18岁以上成人、孕妇、乳母均为700mg/d。可耐受最高摄入量（UL），11岁以上青少年、成人和乳母为3500mg/d，孕妇为3000mg/d。

磷普遍存在于各种动、植物食品中。尽管谷类种子中的磷因植酸的存在而难以利用，蔬菜和水果含磷较少。但肉、鱼、禽、蛋类及乳制品含磷丰富（磷与蛋白质并存），是磷的重要食物来源。故只要食物蛋白质和钙的含量充足，也将有足够的磷。

3.镁

（1）存在与功能 成人体内含镁20～30g，约占人体质量的0.05%，其中60%～65%以磷酸盐和碳酸盐的形式存在于骨骼和牙齿中。27%的镁存在于软组织中。肌肉、心、肝、胰的含量相近，约为200mg/kg（湿重）。镁主要存在于细胞内，细胞外液中的镁不超过1%。

镁是骨骼的组成成分，并维持骨骼的正常生长。更重要的是，镁是体内多种酶的激活剂，可参与300多种酶促反应，对葡萄糖酵解、脂肪、蛋白质、核酸的生物合成等起重要调节作用。此外，镁还可具有其他一些生理功能，例如，镁离子是氧化磷酸化的重要辅助因子，与能量代谢关系密切，镁可维持骨细胞的结构和功能以及对神经、肌肉兴奋性有重要作用等。

（2）吸收与排泄 食物中由镁主要在空肠末端和回肠吸收，吸收率一般为30%～50%。人体对镁的吸收可受多种因素影响。例如，它受食物中镁含量的影响显著，当摄入量少时吸收率增加，而摄入量多时则吸收率下降。此外，氨基酸、乳糖等可促进镁的吸收，而磷、草酸、植酸、长链饱和脂肪酸和膳食纤维等可抑制镁的吸收。

镁被机体吸收、代谢后可有大量从胆汁、胰液、肠液分泌到肠道，其中60%从肠道排出。有些从汗液和脱落的皮肤细胞中丢失，其余从尿排出。每天排出50～120mg，占摄入量的1/3～1/2。肾脏是维持体内镁稳定的重要器官，当镁摄入过多、血镁过高时，肾滤过的镁增加，肾小管重吸收差，尿镁增加，反之则少。

（3）摄入量与食物来源 关于人体对镁的需要量，因其受多种因素影响，目前很难确定。中国营养学会根据我国实际情况，同时参照国外资料提出中国居民膳食镁适宜摄入量（AI）为：1岁以内婴儿30～70mg/d，11岁以上青少年及成人350mg/d，孕妇、乳母450mg/d。其可耐受最高摄入量（UL），对11岁以上青少年及成人为700mg/d。

镁广泛存在于各种食物之中，通常均可满足机体对镁的需要，但食物中镁含量差异甚大，绿叶蔬菜中的叶绿素含镁，是镁的丰富来源。此外，粗粮、坚果、大豆和海产品也是镁的良好来源。乳、肉、蛋等则含量较低，至于精制的糖、酒、油脂等则不含镁。

4.铁

（1）存在与功能 铁是人体必需的微量元素，也是体内含量最多的微量元素。成人体内含铁量为3～4g，男子平均为3.8g（75kg体重），女子平均为2.3g（60kg体重）。主要存在于血红蛋白中，表2-24所列各种形式的铁都与蛋白质结合在一起，没有游离的铁离子存在，这是生物体内铁存在的特点。

铁在机体中参与氧的运送、交换和组织呼吸过程，作为过氧化氢酶的组成成分，对清除体内的过氧化氢，有利于机体健康。此外，铁还对血红蛋白和肌红蛋白起呈色作用。特别是肌红蛋白中的铁与一氧化氮相结合，生成一氧化氮肌红蛋白，可使肉制品保持亮红色，在食品加工中具有很重要的作用。

（2）吸收与排泄 人体对食物铁的吸收率依血红素铁和非血红素铁有所不同，对主要来自肉、禽、鱼类血红蛋白和肌红蛋白中的血红素铁，机体的吸收率一般为10%。对主要存在于植物和乳制品等中的非血红素铁的吸收率很低，且只有二价铁才可被吸收。首先，食物铁被胃酸和酶作用释放出铁，然后与肠道中的维生素C等结合，保持溶解状态，顺利吸收，而后经过一系列的代谢、利用，最后将部分铁排泄。关于铁的摄食、消化、吸收、代谢与排泄如图2-11所示。关于影响铁吸收的因素已于“食品中矿物质的生物有救性”中简要说明，具体食物品种中铁的吸收率如图2-12所示。此外，蛋类中的铁固有卵黄磷蛋白干扰，其铁的吸收率约为3%。机体对铁的利用非常有效，人体每天实际利用的铁远远超出同一时期内由食物供给的铁，例如人体每天实际利用的铁远远超出同一时期内由食物供给的铁，例如人体每天参加转换的铁为27～28mg。其中由食物吸收来的0.5～1.5mg，即仅占5%。

（3）摄入量与食物来源 人体一生中有三个时期需要摄入铁，也最易缺铁。① 出生后前4年；② 青少年，特别是女孩；③ 育龄期妇女。对于铁的摄入量则应按不同的膳食类型而有所不同。通常发展中国家多以植物性食品为主，铁的生物利用率较低，其膳食铁的摄入量应相对较高。而发达国家膳食中含有较丰富的肉、鱼等动物性食品，其膳食铁的摄入则可相对较低。为此，FAO/WHO建议以5%、10%和15%三种利用水平分别对待。发展中国家为5%或10%，发达国家为15%。我国以素食为主，但近来随着人民生活水平的提高，膳食结构发生了很大变化，平均膳食中铁的生物利用率也有所提高，估计约为8%。

中国营养学会新近提出的中国居民膳食铁适宜摄入量（AI），成年男性为15mg/d，成年女性为20mg/d，50岁以后则均为15mg/d。而其可耐受最高摄入量（UL）对青少年和成人均为50mg/d。

食物含铁量通常不高。尤其是植物性食品中的铁，固有植酸盐等的影响较难吸收、利用。但是，动物血、肝脏、鸡胗、大豆、黑木耳、芝麻酱等含量丰富，瘦肉、蛋黄、鱼类等含量较多，乳类和蔬菜、水果等含量较少。

一般说，膳食中不同食品很少单独食用，为了提高铁的生物利用率，最好同时食用一定量的动物性食品。但应注意，并非所有动物性食品都同样促进非血红素铁的吸收，当用畜肉、鸡或鱼代替鸡卵蛋白时，可见其铁吸收增加2～4倍。而用乳、蛋、干酪代替鸡卵蛋白时并不增加。此外，尚可在食品加工时适当添加一定的铁强化剂，制成铁强化食品应用。

5.锌

（1）存在与功能 成人体内含锌量为1.5～2.5g，约为铁含量的一半，也是含量仅次于铁的微量元素。所有人体组织均含有衡量的锌，绝大部分含量为30～50μg/g，主要集中于肝脏、肌肉、骨骼、皮肤和毛发中。血液中的锌有75%～85%分布在红血球中，主要以酶的组分形式存在。血浆中的锌则往往与蛋白质结合。至于头发中的锌含量通常认为可反映食物中锌的长期供给水平。

锌是很多酶的组成成分，人体内有200多种酶含锌，并为酶的活性所必需。例如，乙醇脱氢酶、碱性磷酸酶、羧肽酶等均依赖于锌的存在而起作用。此外，锌与蛋白质的合成以及DNA和RNA的代谢有关，例如，缺锌时实验动物的DNA与RNA合成受阻。锌还是胰岛素的组成成分（每分子胰岛素中有2个锌原子），因而与胰岛素的活性有关。

尤其是锌还与一种与味觉有关的蛋白质味觉素（gustin）有关。该蛋白质相对分子质量37000，每分子含2个锌原子。锌是其结构成分，具有支持营养和分化味蕾的作用，并进一步影响味觉和食欲。锌对呈味物质结合到味蕾特异膜受体上也是必需的。缺锌患者的味蕾结构发生改变。同时发现味觉改变的患者，其唾液组分中含锌蛋白质的组分也有所改变。

① 组成酶或激活酶 人体中80多种酶的活性与锌有关，如乳酸脱氢酶、羧肽酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶等。

② 促进生长发育与组织再生 锌与蛋白质和核酸的合成、细胞生长、分裂和分化等过程都有关。

③ 促进食欲 作为味觉素的结构成分，锌参与构成唾液蛋白而对味觉与食欲发生作用。

④ 参与创伤组织的修复 缺锌时伤口不易愈合，锌对于维持皮肤健康也是必需的。

⑤ 维护免疫功能 锌能直接影响胸腺细胞的增殖，使胸腺素分泌正常，以维持细胞免疫的完整。

（2）吸收与排泄 锌的吸收受多种因素影响，简单锌盐的吸收率平均为65%，但当与膳食一起食用时，其吸收率都很低。锌的生物利用率依不同膳食类型而异，为10%～40%，这主要受植酸所影响。植酸严重妨碍锌的吸收。此外，当食品中有大量钙存在时，因形成不溶解的锌、钙植酸盐复合物，对锌的吸收干扰更大。但维生素、葡萄糖、乳糖、半乳糖、柠檬酸以及肉类等可促进锌的吸收。

（3）摄入量与食物来源 关于锌的每日需要量，据报告，成人每日进食11～15mg锌即可处于零平衡或微弱的正平衡状态。中国营养学会根据国内大量调查研究资料并参考国外有关资料提出中国居民膳食锌平均需要量（EAR），成年男性为11.23mg/d，成年女性8.26mg/d，推荐摄入量（RNI），成年男性为15.5mg/d，成年女性11.5mg/d。关于锌的可耐受最高摄入量（UL），根据每天补充锌150mg以上可见有临床观察指标的改变，而锌作为膳食补充剂达到60mg/d时，也会影响其他营养素的吸收和代谢，在假定20%的变异情况下建议成人不超过45mg/d，并以此通过基础代谢率推断于其他人。

锌的食物来源很广，普遍存在于动、植物中，但它们的含量差别很大，吸收利用率也不相同。许多植物性食品，如豆类、小麦含锌量可达15～20mg/kg，但因其可与植酸结合而不易吸收。谷类碾磨后，可食部分含锌量显著减少（可高达80%），蔬菜、水果含锌很少（约2mg/kg）。

动物性食品是锌的良好来源，如猪肉、牛肉、羊肉等含锌20～60mg/kg，鱼类和其他海产品含锌也在15mg/kg以上，且吸收利用率高。通常，动物蛋白供给充足时，也将能提供足够的锌，但素食者可有欠缺，除采取适当的加工（如豆类发芽、面粉发酵等）外，尚可按规定进行适当的营养强化。

6.碘

（1）存在与功能 成人体内含碘总量为20～50mg，相当于0.5mg/kg体重。其中约30%存在于甲状腺中，甲状腺的聚碘能力很高，其碘浓度可比血浆高25倍，而当甲状腺机能亢进时甚至可比其高达数百倍。

碘的功能是参与甲状腺激素的合成，并调节机体的代谢。其主要活性形式为T3。它主要促进儿童身高、体重、骨骼、肌肉的增长和性发育以及调节基础代谢，特别是通过对能量和物质代谢进一步影响脑和神经系统的发育。

机体缺碘可产生一系列障碍，统称为碘缺乏病。其缺乏表现主要取决于缺碘程度及所处生长发育阶段。成人缺碘易产生甲状腺肿，胎儿缺碘除可造成流产、死胎、先天畸形外，还可造成痴呆、聋哑、瘫痪等终生残疾，儿童缺碘可发生生长发育迟缓、体格矮小等。

（2）吸收与排泄 食物中的碘有无机碘与有机碘的不同。前者如碘化物可在胃和小肠中几乎100%被吸收；后者则通常需要在消化道消化脱碘后，以无机碘的形式被吸收。与氨基酸结合的碘可直接被吸收，只有与脂肪酸结合的有机碘可不经肝脏而由乳糜管吸收。人体蛋白质、能量摄入不足时也可妨碍碘的吸收。

碘在正常情况下主要通过肾脏被排出。尿碘占碘总排出量的80%以上。粪便中也可有部分排出，主要是未被吸收的有机碘。此外，肺及皮肤也可排出少量（大量出汗时排出量可显著增加）。

（3）摄入量与食物来源 碘的需要量取决于机体对甲状腺激素的需要。成人通常用以维持生命活动所需的甲状腺激素，其含碘量为50～75μg，故碘的每日最低生理需求量为50μg。在考虑碘的吸收、分布以及包括甲状腺在内的各组织器官对碘的需要后，其平均需求量一般应为最低生理需要量的2倍，即每日120μg。

值得指出的是缺碘可导致碘缺乏病，但若长时间（3个月以上）碘摄入量过高，也可产生高碘性甲状腺肿。若为新生儿则常可压迫气管，甚至窒息死亡。关于碘的每日摄入量上限值，从全世界食盐加碘的经验来看，1000μg是安全的（WHO等国际组织建议正常人每日摄入碘在1000μg以下是安全的）。根据我国高碘性甲状腺肿的发病率来看，当人群尿碘水平达800μg/1，则可造成高碘性甲状腺肿流行。因此碘摄入量的安全范围应当是150～800μg/d。

中国营养学会新近提出的中国居民膳食碘推荐摄入量（RNI），青少年和成人为150μg /d，孕妇和乳母为200μg/d。其可耐量最高摄入量（UL），对儿童和青少年为800μg/d，成人（包括孕妇和乳母）为1000μg/d。

大海是自然界的碘库。海产品是含碘最丰富的食物来源。其他食品中的碘含量则主要取决于该动、植物生长地区的地质化学状况。通常远离海洋的内陆山区，其水、土和空气中含碘少，该地区生长的动、植物中碘含量也不高，因而易成为缺碘的地方性甲状腺肿高发区。含碘量最多的是海带，干海带中可高达240mg/kg以上，其次为海贝类，鲜海鱼中含量也高，约为800μg/kg。但是，海盐中的含碘量极微，而且，越是精制盐，其含碘量越低。一般海盐含碘量在30μg/kg以上，精制海盐可低达5μg/kg以下。

动物性食品的含碘量高于植物性食品。陆地食品以蛋、奶含碘量较高，为40～90μg/kg。其次为肉类、淡水鱼的碘含量低于肉类。植物的含碘量最低，特别是水果和蔬菜。

7.硒

（1）存在与功能 过去曾认为硒是一种有毒元素，直到20世纪50～60年代才肯定硒是动物必需的微量元素，我国70年代防治克山病的研究成果对进一步揭示硒是人体的必需微量元素具有很重要的作用。

人体含硒总量不大，且差别甚大。美国为13.0～20.3mg，德国为6.6mg，新西兰为3.0～6.1mg。硒几乎广泛分布于所有组织器官中，肝和肾中浓度最高，而肌肉中总量最多，约占人体总硒量的一半。硒半胱氧酸和硒蛋氨酸（selenome-thionine）是体内硒的主要存在形式。其他形式还有硒代磷酸盐（selenophosphate）等。

进入体内的硒绝大部分与蛋白质结合，称为“含硒蛋白”，而由硒半胱氨酸掺入的蛋白质另称为“硒蛋白”。目前认为只有硒蛋白有生物功能，并为机体硒营养状态所调节；硒有抗氧化作用，例如，硒是谷胱甘肽过氧化物酶的必需组分，该酶可将氢过氧化物或过氧化氢还原成无害的醇或水等，从而起到保护细胞和细胞膜免受氧化损伤的作用。硒也可调节甲状腺激素代谢；例如，碘甲腺原氨酸脱碘酶含硒，它可在甲状腺激素分子上催化脱碘，从而起到调解甲状腺激素来影响全身的代谢作用。

（2）吸收与排泄 硒的吸收可受多种因素影响，食物中硒的化学形式和数量以及其中是否存在硫、重金属、维生素等均可有不同程度的影响。一般来说，硒化合物极易被人体吸收，如亚硒酸钠的吸收率大于80%，而硒蛋氨酸和硒酸钠的吸收率可大于90%。其吸收率似乎不受机体硒营养状态的影响。

硒经尿排出的排出量占总排出量的50%～60%。当摄入量高时，尿硒排出量增加，反之减少。硒粪的排出量则为40%～50%，呼气和汗液中排出的硒很少，只有在摄入量很高时才形成具有浓烈大蒜气味的二甲基硒，经呼吸排出。

（3）摄入量与食物来源 人体对硒的需要量尽管有不同研究方法，但仍以比较硒缺乏病地区和正常对照地区膳食硒摄入的方法较好，并以避免发生克山病的最低膳食硒摄入量作为人体膳食硒的最低需求量。中国营养学会2000年据此提出推荐的成人每日膳食硒供给量（RDA）为50μg。美国1989年公布的RDA数据也是依据中国硒生理需求量（41μg/d），再用美国成人体重校正和安全因子1.3计算得到的。

WHO在2006年曾提出基本需要量和贮备需求量概念。同样以中国人体硒最低需求量为基础用男65kg和女55kg为成人体重做校正，计算出男女成人基本需求量分别为21μg/d和16μg/d，并设定硒的贮备需求量是使谷胱甘肽过氧化物酶活性达2/3饱和的硒需求量。这样以中国人体生理硒的需求量值为基础，计算出男女成人贮备需求量分别为40μg/d和30μg/d。

中国营养学会新近提出的中国居民膳食硒参考摄入量（DRIs），成人的平均需求量（EAR）为41μg /d，推荐摄入量（RNI）为50μg /d，可耐受最高摄入量（UL）为400μg /d。

值得特别提出的是过量摄食硒可引起中毒，我国湖北恩施地区和陕西紫阳是高硒地区。20世纪60年代曾发生过人吃高硒玉米而急性中毒的病例。其摄入的硒量可高达38mg/d，3～4d内头发全部脱落，指甲变形。慢性中毒者平均摄入硒4.99mg/d，必须引起注意。

硒的食物来源受地球化学构造影响，即使是同一品种的谷物或蔬菜，可因产地不同而含硒量差别很大。例如：低硒地区的大米含硒量可少于0.2μg/100g，而高硒地区大米的含硒量可高达2000μg /100g，二者相差达万倍。动物性食品的含硒量也受产地影响，但差别比植物性食品小。这是因为动物机体有“缓和作用”，即在缺硒时可潴留硒，过多时则排出增多。通常食物中的含硒量大致如下（以鲜重计）：内脏和海产品为40～150μg/100g，肌肉为10～40μg/100g，谷物为10～80μg /100g，乳制品为10～30μg /100g，水果、蔬菜为10μg/100g。

8.铜

（1）存在与功能 成人体内含铜总量为50～120mg，存在于各种器官组织中。其中有50%～70%存在于肌肉和骨骼中，20%在肝脏中，5%～10%在血液中。所含浓度最高的是肝、肾、心、头发，脑，脾、肺、肌肉和骨骼次之，脑垂体、甲状腺和胸腔最低。人血液中的铜主要分布于细胞和血浆之中，红细胞的铜约有60%存在于铜—锌金属酶（超氧化物歧化酶）中，其余40%与其他蛋白质、氨基酸松弛结合；血浆中的铜约有93%与铜蓝蛋白结合，其余7%与白蛋白、氨基酸结合。

① 构成含铜酶与铜结合蛋白的成分；

② 维持正常造血功能；

③ 促进结缔组织形成；

④ 维护中枢神经系统健康；

⑤ 促进正常黑色素形成及维护毛发正常结构；

⑥ 保护机体细胞免受超氧阴离子的损伤。

（2）吸收与排泄 铜主要在小肠吸收，胃几乎不吸收铜。通常随食物一起摄入的铜大约可吸收40%。其吸收率受食物中铜含量影响显著。食物铜含量增加，其吸收率下降，但总吸收量仍有所增加。膳食中其他营养素的摄入量对铜的吸收利用可有影响，但所需的量都比较高。这包括锌、铁、钼、维生素C、蔗糖和果糖等。人体和动物试验均已证明，锌摄入过高可干扰铜的吸收，但当锌∶铜为15∶1或更少时似乎影响很小。

铜的排泄主要通过胆汁到胃肠道，再随唾液、胃液、肠液进入胃肠道的铜以及少量来自细菌的铜一起由粪便排出（其中可有少量被重吸收）。通常，健康人尚可有少量铜经尿和汗排出。

（3）摄入量与食物来源 中国营养学会2000年结合我国居民膳食中铜摄入量的调查研究，提出中国居民膳食中铜的适宜摄入量（AI），成人为2.0mg/d，可耐受最高摄入量（UI），成人为8.0mg/d。

过量摄食铜可引起中毒，这主要是误食铜盐或食用与铜容器长期接触的食物或饮料所致，这常会引起急性中毒，产生恶心、呕吐、上腹疼痛和腹泻等。但此现象实为罕见。至于长期大量食用含铜量高的食品，如牡蛎、肝脏、蘑菇、坚果和巧克力等，每天的铜摄入量为正常时的10倍以上也未见有慢性中毒。

铜的食物来源很广，一般的动、植物食品中均含有铜。其含量也随所生长的土壤地质化学情况等而有所差异。通常，牡蛎、贝类食物以及坚果含量最高，是铜的良好来源（含量为0.3～2mg/100g），其次是动物的肝、肾组织和谷类发芽部分，豆类等（含量为0.1～0.3mg/100g）。乳类和蔬菜等含铜最少（≤0.1mg/100g），但人奶可稍高。由于牛奶含铜量低，故对长期用牛奶喂养的婴幼儿应注意进行一定的营养强化。

9.铬

（1）存在与功能 铬可有二价、三价和六价铬之不同。二价铬不稳定，可很快氧化为三价铬，六价铬有毒、机体不能利用，需将其转变为三价铬后方能利用于人体内正常的含铬总量，目前尚无可靠数据。有人估计成人体内三价铬含量为5～10mg。铬在体内分布很广，但含量都根低，如人体肝脏含铬5～71mg /g湿重，而脾脏含铬14～23 mg /g，肾脏含铬3～11mg /g，骨骼含铬101～324 mg /g，脑含铬43mg /g。

① 加强胰岛素的作用；

② 预防动脉粥样硬化；

③ 促进蛋白质代谢和生长发育。

（2）吸收与排泄 机体三价铬的吸收率很低，有报告称在代谢平衡研究中，成人铬的平均表观吸收率约为1.8%，青岛医学院用同位素法测定成人三价铬24h净吸收率为3.2%。不同膳食成分可影响铬的吸收。例如，高糖膳食（总能量的35%来源于单纯糖类，15%来自复合碳水化合物）可增加铬的丢失，而抗坏血酸能促进铬的吸收。

铬多自粪便中排出，有人通过平衡试验发现粪便中平均含有98.1%的膳食铬。尿中也有少量排出。

（3）摄入量与食物来源 由于铬的营养状况评价缺乏可靠的指标，且血铬浓度太低难以检测。目前尚无确切的平均需要量（EAR）资料，也无推荐摄入量（RNA）。中国营养学会2000年提出的成人铬安全和适宜摄入量为50～200μg/d。因各国大量健康人群的铬摄入量调查均低于50μg，且已经满足了机体的正常需要，其可耐受最高摄入量（UL），成人为500μg /d。

铬的食物来源很广，但含量甚微。主要的食物来源为谷类、肉类及鱼贝类。海产品含量较高，为458μg /kg，谷类含340μg /kg，肉类含187μg /kg。薯类及蔬菜含量较低，约为140μg /kg。谷类加工后其含量大为下降，而红糖的含铬量可比精制砂糖高数倍。

10.氟

（1）存在与功能 成人体内含氟约0.007%，其中大约99%以无机盐的形式存在于骨骼和牙齿等钙化组织中。其余少量氟则广泛分布于各种软组织中。通常人体血液中的氟含量为0.13～0.40mg/kg。

氟具有防治龋齿的作用，这主要是氟可取代牙釉质表面羟磷灰石中的羟基，形成一层更为坚硬，并具有抗酸性腐蚀的氟磷灰石保护层。此外，氟与骨盐（主要是羟磷灰石）结晶表面的离子进行交换，形成氟磷灰石而成为骨盐的组成部分，可使骨质坚硬，适量的氟有利于钙和磷的利用及其在骨中的沉积，可加速骨骼成长，促进生长和维护骨的健康。

（2）吸收与排泄 氟通过食物和饮水摄入后主要在胃部吸收；其吸收很快，吸收率也很高，尤其是饮水中的氟可完全吸收，食物中的氟一般吸收75%～90%。骨料（如骨泥、骨粉）中的氟则较难吸收。食物中大量的钙、铝等可抑制氟的吸收。而脂肪可促进氟的吸收。

（3）摄入量与食物来源 有人认为，成人对氟的最低需要量为1mg/d，平均摄入量为2.4mg/d。2000年，中国营养学会根据我国实际情况（尤其是针对我国氟病高发的具体研究情况），结合国外有关资料，新近提出的中国居民膳食氟适宜摄入量（AI），成人为1.5mg/d，可耐受最高摄入量（UL）为3.0mg/d。其他不同年龄组按体重推定。

过量摄入氟可引起中毒。其对人毒害最灵敏的部位是牙齿，造成氟斑牙或斑釉牙，并可引起氟骨病。这主要是居住在高氟地区的人长期摄食含氟量过高的食物和饮水所致的慢性中毒。我国高氟水、高氟土壤地区很多，是氟病高发地区，必须对此予以重视。

氟的食物来源很广。由于生物的富集作用，通常动物性食品的氟含量高于植物性食品，而海洋动物中的氟又高于淡水及陆地的动、植物食品，但茶叶中的氟含量很高，可达37.5～178.0mg/kg。对于非高氟区常见食物中的氟含量，大米为0.19mg/kg，小麦0.72mg/kg，大豆0.72mg/kg，菠菜1.23mg/kg.苹果0.64 mg/kg，猪肉1.67mg/kg，鸡蛋1.20mg/kg。

六、水和膳食纤维

（一）水

水是一切生命所必需的物质，尽管它常不被认为是营养素，但由于它对生命活动的重要以及必须从饮食物中获得，故也应是一种营养素，并被称为蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质五类营养素以外的第六类营养素。

1.水的功能

（1）机体重要的组成成分 水是人体含量最多和最重要的组成成分。一般说，人体含水量约占体重的2/3。体内的含水量与年龄、性别有关。年龄越小，含水量越多。新生儿的含水量可高达体重的80%，成年男子的含水量约为体重的60%，成年女子为50%～55%。

水在体内的分布并不均匀，它主要分布于细胞内和细胞外。细胞内的含水量约占体内总量的2/3，细胞外约占1/3，各组织器官的含水量相差很大，肌肉和薄壁组织器官如肝、脑、肺、肾等含水为70%～80%，皮肤含水约为70%，骨骼约为20%，脂肪组织含水较少，仅约10%，而以血液中含量最多，约为85%。

人体对水的需要比食物更重要。一个人绝食1～2周，只要饮水尚可生存。但如绝水则仅能存活几天。此外，若长期不进食，体内贮备的碳水化合物、脂肪耗尽，蛋白质也失去一半时，机体尚可维持生命而无大的危险。但若机体失水达体重的10%，则情况严重，一旦机体失水超过20%就无法存活。

（2）促进营养物质的代谢和排泄 水是许多有机物质与无机物质的良好溶剂。即使是不溶于水的物质，如脂肪等也能在适当条件下分散于水中，成为乳浊液或胶体溶液，以利于营养素的消化和吸收。此外，水也可以直接参与体内的物质代谢，促进各种生化反应和生理活动。同时将代谢产物运送到相关部位进一步代谢转化，或通过大小便、汗液等途径将废物排出体外。

（3）调节体温恒定与机体的润滑作用 水的比热容大，热容量也大。1g水温度升高1℃时比其他同量物质所需的热量多。即水能吸收较多的热而其本身的温度升高不大，因而不致使体温由于内外环境的改变而发生显著变化。人体通常由蒸发、出汗来调节体温的恒定。

此外，水还具有润滑作用，还可减少关节和体内脏器的摩擦，防止机体损伤，并可使器官运动灵活。

（4）食品的重要组成成分 食品多来自动、植物，或由动、植物等生物材料制成。它们都含有一定量的水，故食品在一定范围内也可看成是水的体系。其中饮料含水最多，有的高达90%。至于食品含水量的多少尚与其感官质量等密切有关。例如，油炸食品的含水量较少，且口感酥脆，而低水分活度的食品较耐保藏等。

2.水的需要量及其来源

人体对水的需要量随个体年龄、体重、气候及劳动条件等而异。年龄越大，每千克体重需要的水量相对较小，婴幼儿及青少年的需水量在不同阶段也可有不同，到成年后相对稳定。通常一个体重60kg的成人，每天与外界交换的水量约为2.5kg，即相当于每千克体重约40g水。婴儿所需的水量是成人的3～4倍（表2-25）。

此外，人体每日所需水量也可按能量摄取的情况估计。一般说，成人每日摄取4.184kJ（1kcal）能量约需水1mL，考虑到水在代谢和排泄废物等方面的作用以及发生水中毒的危险性极小，水的需求量也可增至1.5mL/kcal，至于婴儿和儿童身体中水分的百分比较大，代谢率较高。肾脏对调节因生长所需摄入高蛋白时的溶质负荷能力有限，易发生失水。因而以1.5mL/kcal为宜。夏季天热或在高温条件下劳动、运动时都可大量出汗，有时甚至可高达5000mL/d以上。此时则需大量饮水，我国目前尚未提出水的需求量标准。

人体水分的来源大致可分为饮料水、食物水和代谢水（生物氧化水）三类。

（1）饮料水 饮料水包括茶、咖啡、汤、乳和其他各种饮料，它们含水量大。

（2）食物水 食物水指来自半固体和固体食物的水，食物不同其含水量也不相同。（3）代谢水 代谢水指来自体内氧化或代谢过程的水，每100g营养物在体内的产水量为，碳水化合物60mL、蛋白质41mL、脂肪107mL。

以上1、2两项也可统称为食物水。通常，水分的摄入在温带每人每日平均1000～2500mL，其中来自食物的水1000～2000mL，来自代谢过程的水为200～400mL。

（二）膳食纤维

1.膳食纤维概述

膳食纤维一词在1970年以前的营养学中尚不曾出现，当时只有“粗纤维”之说，不能被消化、吸收的食物残渣，且仅包括部分纤维素和木质素。通常认为粗纤维对人体不具有营养作用，甚至吃多了还会影响人体对食物中营养素，尤其是对微量元素的吸收，对身体不利，一直未被重视。膳食纤维的定义至今尚无明确定论，目前较为一致的定义为“非淀粉多糖”，主要存在于细胞壁中，不溶于水和其他溶剂。膳食纤维指存在于食物中不能被机体消化吸收的多糖类化合物的总称。人体消化道中没有分解膳食纤维的酶类，故人体不能消化吸收，但它可刺激和促进肠道的蠕动，有利于其他食物的消化吸收及粪便的排泄。

由于膳食纤维组成成分复杂，且各自都有其独特的化学结构和理化特性，故所显示的生物活性可认为是它们共同的特点。至于早先人们担心膳食纤维可影响微量营养素吸收、利用的问题，尽管现已证实纯膳食纤维的确可与小肠腔中的某些维生素和矿物质结合而减少其吸收，但却很少有证据表明，摄食营养充足和富含高纤维食品，如蔬菜等膳食的人群有维生素和矿物质缺乏问题。然而正是由于近期人们在研究中所显示的膳食纤维有益人体健康的多种作用，特别是对人体某些慢性、非传染性疾病所起的预防和保健作用，目前认为膳食纤维和蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质和水一样，是人体必需的第七类营养素。

2.膳食纤维的主要成分

（1）纤维素 纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，由数千个葡萄糖单位以β（1，4）糖苷键连接而成。故纤维素不能被人体消化酶分解、利用。纤维素有一定的抗机械强度、抗生物降解、抗酸水解性和低水溶性，这来自其微纤维的氢键缔合。其总纤维的一部分（10%～15%）为“无定型”，易被酸水解而产生微晶纤维素。纤维素（包括改性纤维素）在食品工业中常被作为增稠剂应用。

（2）半纤维素 半纤维素存在于植物细胞中，其组成糖基单位包括阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖、葡糖醛酸和半乳糖醛酸。通常主链由木聚糖、半乳聚糖或甘露聚糖组成，支链则带有阿拉伯糖或半乳糖，半纤维素的分子质量比纤维素小得多，由150～200个糖基单位组成，其可以以溶解或不溶解的形式存在。

（3）海藻胶 海藻胶是从天然海藻中提取的一类不同种类的海藻胶，其化学组成和理化特性等也不相同。来自红藻的琼脂（也称琼胶）是由琼脂糖和琼脂胶两部分组成。其琼脂糖是由两个半乳糖基组成，而琼脂胶则是含有硫酸酯的葡糖醛酸和丙酮酸醛的复杂多糖。来自褐藻的多糖胶、海藻胶和海藻酸盐则是由D-甘露糖醛酸和L-古罗糖醛酸以1，4-键相连的直链糖醛酸聚合物，两种糖醛酸在分子中的比例变化以及其所在位置的不同都会影响海藻酸的性质，如黏度、胶凝性和离子选择性等。至于来自红藻的卡拉胶则是一种硫酸化的半乳聚糖，依其半乳糖基上硫酸酯基团的不同，又可形成不同类型和性质。

此外，膳食纤维还包括抗性淀粉和抗性低聚糖，前者有如生理受限淀粉，特殊淀粉颗粒和老化淀粉，后者有如低聚果糖等。

3.膳食纤维的作用

膳食纤维组成成分复杂且各具特点，加之与植物细胞结构及其他化合物，如维生素、植物激素、类黄酮等紧密相连，很难完全区分其独自的作用。但已有实验表明，膳食纤维的确有许多对人体健康有益的作用，它们可以通过生理和代谢过程直接影响人类疾病，降低疾病的危险因素和疾病本身。

（1）延缓碳水化合物吸收，有利于防止肥胖 膳食纤维不能被人体胃肠道消化吸收，易产生饱腹感，并减慢胃排空，因而减少食物摄入量。此外，它还可降低碳水化合物在小肠的消化速度，使之在较长的小肠部分吸收，同时倾向于增加在小肠中逃逸可消化碳水化合物的数量。例如，由小扁豆进入结肠的碳水化合物是来自白面色碳水化合物的2.5倍。又摄食富含膳食纤维的水果、蔬菜等，除其本身脂肪含量少外，还可增加粪便中的脂肪含量。故膳食纤维的摄食有利于防止能量过剩引起的体脂积累而产生肥胖。

（2）促进肠道蠕动，有效防止便秘 膳食纤维吸水膨胀，其容积作用可刺激肠道蠕动。膳食纤维发酵时产生的气体和残渣粪便体积也可使肠壁扩张，而所产生的短链脂肪酸尚可直接刺激结肠收缩用以促进肠道蠕动、加速结肠的排便作用。

（3）降低胆固醇吸收，有利于防止心血管病 膳食纤维可以结合胆固醇，从而抑制机体对胆固醇的吸收。这被认为是其防治高胆固醇血症和动脉粥样硬化等心血管病的原因。现有证据表明，果胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶、羧甲基纤维素及富含可溶性纤维的食物如燕麦麸、大麦、荚豆和蔬菜等都可降低人的血浆胆固醇以及动物的血浆和肝脏胆固醇水平。其降低程度为5%～10%，有的可高达25%，而且降低的都是低密度脂蛋白胆固醇。

另有报告表明，食品中某些非淀粉多糖如β-葡聚糖的消费者，以纯品形式强化或用增补品形式消费时均显示有降低血清胆固醇的作用，显然这都对防止冠心病有利。此外，也还有报告表明，蔬菜、水果等富含膳食纤维的食品对脑血管病也有防护作用。

膳食纤维的细菌发酵可以大大促进机体有益菌的生长，摄食低聚果糖，即可以约10倍的因素增加内源粪便双歧杆菌的增长，而无总厌氧菌浓度的改变。据报告，人体摄食低聚异麦芽糖后粪便中组胺、酪胺等蛋白质腐败产物显著降低，而肠道内的双歧杆菌还可自行合成多种B族维生素，并进一步提高机体免疫力。

4.膳食纤维对微量营养素的影响

膳食纤维可降低某些维生素和矿物质的吸收，这是因为膳食纤维在小肠内可与这些营养素相结合。但是很少有证据表明，摄食营养充足、富含高膳食纤维食品的人群有维生素和矿物质缺乏的问题。新近报告，用纯膳食纤维研究机体对钙吸收的影响，表明纯膳食纤维可以降低钙在小肠中的有效性。但是，当这些由膳食纤维结合的钙进入结肠后，可因膳食纤维被细菌发酵而释放出来，并与所产生的短链脂肪酸一起在末端结肠和直肠促进钙的吸收。

5.膳食纤维在食品加工中的变化

（1）碾磨 碾磨在精制米、面的过程中，全谷粒和精制粉二者的膳食纤维组成成分不同。燕麦、大麦、稻米和高粱的精制粉主要含葡聚糖，而小麦、黑麦和玉米主要含阿拉伯糖基木聚糖（arabinoxylan），全谷粒粉含有大量纤维素。至于稻谷、大麦和燕麦的壳中所含大量木聚糖，通常在消费前通过碾磨、精制时除去。但是燕麦和稻壳常被用作纤维制剂用于强化食品。

（2）热加工 膳食纤维在热加工时可有多种变化。加热可使膳食纤维中多糖的热键受到破坏，这从其功能、营养和分析来说都具有重要意义。

加热可降低纤维素分子之间的综合作用，若广泛解聚可形成醇溶部分，导致膳食纤维含量降低。抗性淀粉中马铃薯和青香蕉的生淀粉颗粒与老化淀粉在经过热加工后都可糊化而易于消化。

（3）挤压熟化 据报告，小麦粉即使在温和条件下挤压熟化（extrusion-cooking），焙烤和滚筒干燥对膳食纤维的影响很小。关于引起膳食纤维溶解度增加的原因，据认为是除去小麦外面的纤维层和不溶性纤维含量降低的结果。此外，另有报告称，小麦粉经高压蒸汽处理时也有不溶性纤维的损失，而这主要是阿拉伯糖基木聚糖的降解。

6.膳食纤维的摄取与食物来源

（1）膳食纤维的摄取量 由于膳食纤维对人类的某些慢性非传染性疾病具有预防和保健作用，一些国家根据各自调查研究的情况提出了膳食中的摄入量标准。美国FDA推荐的总膳食纤维摄入量为成人每日20～35g，这相当于以每人每千卡能量计为10～13g。此推荐量的低限是可以保持纤维对肠功能起作用的量，而上限为不致因纤维的摄入过多引起有害作用的量。此外，美国供给量专家委员会推荐膳食纤维中以含有不可溶纤维70%～75%，可溶性纤维25%～30%为宜，并且应由天然食物提供膳食纤维而不是纯纤维素。英国国家顾问委员会建议增加膳食纤维的摄入量为25～35g。另据报告，澳大利亚人每日平均摄入膳食纤维25g，可明显减少冠心病的发病率和死亡率。

中国人民素有以谷类为主食，并兼有以薯类为部分主食的习惯。副食又以植物性食物如蔬菜为主，兼食豆类及鱼、肉、蛋等食品。水果则因地区和季节而有所变动。由于我国此前对食品中存在的不溶膳食纤维、可溶膳食纤维、总膳食纤维以及我国人民在这方面的健康和慢性疾病等状况调查研究不够，最近中国营养学会根据2007年推出的“中国居民膳食指南及平衡膳食宝塔”，由指南中提出的“平衡膳食宝塔建议，不同能量膳食的各类食物参考摄入量”中推荐的各类食物摄入量及其所提供的膳食纤维含量，计算出中国居民可以摄入的膳食纤维的量及范围，并进一步计算出不同能量摄取者膳食纤维的推荐摄入量（表2-26）。

（2）膳食纤维的食物来源 膳食纤维主要存在于谷物、薯类、豆类及蔬菜、水果等植物性食品中。植物成熟度越高，其纤维含量也越多，这通常是人们膳食纤维的主要来源。值得注意的是，由于人们生活水平的提高，作为主食的谷类加工越来越细，致使膳食纤维含量显著降低。为此，西方国家提倡吃黑面包（全麦面包），并多吃蔬菜、水果，这是我们所应当注意的。一些食物中膳食纤维的含量如表2-27所示。

此外，一些植物中尚含有植物胶和藻类多糖等，尤其是人们还根据不同情况，通过一定的方法进一步开发出某些抗性淀粉和低聚糖。它们大多用于食品加工，也不失为膳食纤维的良好来源。然而最好也是最重要的还是应注意多吃谷类食物、多吃富含膳食纤维的蔬菜、水果等以预防某些慢性非传染性病的发生，这正是21世纪人类营养学上的新进展。