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基礎營養(yǎng)素
人體必需6大營養(yǎng)物質
相關介紹
營養(yǎng)是人體不斷從外界攝取食物，經(jīng)過消化、吸收、代謝和利用食物中身體需要的物質（養(yǎng)分或養(yǎng)料）來維持生命活動的全過程，它是一種全面的生理過程，而不是專指某一種養(yǎng)分。食物中的養(yǎng)分科學上稱為營養(yǎng)素。它們是維持生命的物質基礎，沒有這些營養(yǎng)素，生命便無法維持。人體需要的基礎營養(yǎng)素約有50種，歸納起來分六大類，即蛋白質、脂類、碳水化合物、礦物質和微量元素、維生素和水。近年來發(fā)現(xiàn)膳食纖維也是維持人體健康必不可少的物質，可算是第七類營養(yǎng)素。
這些營養(yǎng)素在體內(nèi)功能各不相同，概括起來可分為三方面：
（1）供給能量以滿足人體生理活動和體力活動對能量的需要，
（2）作為建筑和修補身體組織的材料。
（3）在體內(nèi)物質代謝中起調(diào)節(jié)作用。
合理營養(yǎng)
合理營養(yǎng)的含義是，由食物中攝取的各種營養(yǎng)素與身體對這些營養(yǎng)素的需要達到平衡，既不缺乏，也不過多。缺乏某些營養(yǎng)素會引起營養(yǎng)缺乏病，如缺鈣引起的佝僂病，缺鐵引起的貧血等等。某些營養(yǎng)素如脂肪和碳水化合物攝入過多又會導致肥胖癥、糖尿病、心血管病等“富貴病”。營養(yǎng)缺乏和營養(yǎng)過剩引起的病態(tài)統(tǒng)稱為營養(yǎng)不良，都是營養(yǎng)不合理的后果，對健康都是十分有害的。
由于沒有一種食物能供給我們身體所需的全部營養(yǎng)素，所以我們在安排膳食時要盡量采用多樣化的食物，根據(jù)各種食物中不同的營養(yǎng)成分恰當?shù)卣{(diào)配膳食來全面滿足身體對各種營養(yǎng)素的需要。合理營養(yǎng)還包括合理的用膳制度和合理的烹調(diào)方法。一日三餐應定時定量。一般來說，三餐食物量的分配不應相差很多，午餐可適當多一些。不吃早餐和暴飲暴食都是不合理的進食方式。合理的烹調(diào)方法不但可使食物味美可口，促進消化吸收，還可起到消毒殺菌作用，但應注意盡量減少烹調(diào)過程中營養(yǎng)素的損失。例如，淘米時過度搓洗，高溫油炸食品，新鮮蔬菜切碎后長時間用水浸泡和長時間熬煮等都會導致營養(yǎng)素的損失。在我國迫切需要普及營養(yǎng)知識，使人民群眾知道如何獲得合理營養(yǎng)增進健康。
營養(yǎng)素供給量
營養(yǎng)素供給量簡稱供給量。它是衡量群體營養(yǎng)素攝取量是否合理的標準。在制定供給量時98%）人的需要都能得到滿足。我們將這個添加了安全量后的數(shù)量稱為供給量。顯然，供給量大于生理需要量。但是，在制定能量的供給量時不添加安全量，為的是避免一部分人能量攝入過多導致肥胖。因此，能量的供給量就是其平均需要量。制定供給量時不僅考慮了個體差異，還參照了飲食習慣和食物的生產(chǎn)供應情況。供給量不是一成不變的，隨著營養(yǎng)科學的發(fā)展，生活水平的提高，營養(yǎng)學家們將根據(jù)需要和可能及時加以修訂。我國現(xiàn)在使用的標準是中國營養(yǎng)學會在1988年修訂的“推薦的每日膳食中營養(yǎng)素供給量”。供給量標準主要用于評價群體膳食質量，對于個人，供給量可作為參考。
能量
能量指的是人體維持生命活動所需要的熱能。人體所需要的熱能都來自產(chǎn)熱的營養(yǎng)素，即蛋白質、脂肪和碳水化合物。國際上通常以焦耳（J）為熱能的計量單位，同時也仍然使用卡為計量單位。1焦耳=0.239卡，1卡=4.184焦耳。在實際應用中，通常使用千焦耳和千卡，即焦耳和卡的1000倍。人體從食物獲得能量，用于各種生命活動，如內(nèi)臟的活動、肌肉的收縮、維持體溫以及生長發(fā)育等。
能量的需要量
（1）基礎代謝 基礎代謝是維持生命最基本活動的代謝狀態(tài)，即身體完全安靜松弛，無體力腦力負擔，無胃腸消化活動，清醒靜臥于室溫18—20℃舒適條件下的代謝狀態(tài)。基礎代謝消耗的能量是維持生命活動最起碼的能量需要。基礎代謝消耗能量的數(shù)量受許多因素的影響，體型、性別、年齡和生理狀態(tài)都對基礎代謝的高低有影響。一般來說，男性比女性高，兒童和青少年比成年人高，寒冷氣候下比溫熱氣候下高。
（2）體力活動 人體能量消耗的主要部分是體力活動的消耗。體力活動消耗能量的數(shù)量與勞動強度、勞動時間、勞動姿勢及熟練程度有關。
能量的供給量
中國營養(yǎng)學會將18-44歲的男性的體力活動強度分為五級，按體力活動強度的差異提出了不同的能量供給量標準。極輕勞動：以坐著為主的工作，如辦公室工作、組裝和修理收音機與鐘表等工作，業(yè)余有一定的文體活動；輕勞動：以站著為主的工作，有少量走動，如一般實驗室操作，教師講課等；中等勞動：如學生的活動和汽車司機的工作；重勞動：如煉鋼工人、農(nóng)民的勞動；極重勞動：如非機械化的裝卸、伐木、采礦等。女性僅分四級（無極重體力活動一級）。兒童、青少年和孕婦、乳母的能量供給量應相應地增多。中年以后，基礎代謝率降低，體力活動減少，能量供給量應適當減少以免肥胖。
食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白質是人體的能量來源。這三種營養(yǎng)素每克供給人體的能量分別為16.7KJ、37.6KJ和16.7KJ。這三種蘊藏能量的物質普遍存在于各類食物中。動物性食物含有較多的脂肪和蛋白質。植物性食物中的油料作物的籽仁含有豐富的脂肪；谷類中則以碳水化合物為主。大豆除含脂肪外還含有豐富的蛋白質；堅果，如花生、核桃等與大豆近似；蔬菜水果中含能量很少。
碳水化合物、脂肪和蛋白質這三種供給能量的營養(yǎng)素在代謝中可以互相轉化，但彼此不能完全替代，因為它們在人體內(nèi)還各自有獨特的生理功能。它們在膳食中應保持恰當?shù)谋壤８鶕?jù)我國人民膳食習慣，在攝入的總能量中碳水化合物提供的能量應占60%~70%，脂肪提供的能量應占20%~25%，蛋白質提供的能量應占10%~15%。
宏量營養(yǎng)素
蛋白質——生命的基礎
在人體各個器官、組織和體液內(nèi)，蛋白質都是必不可少的成分。成年人體重的16.3%是蛋白質。蛋白質是生命的物質基礎，恩格斯曾指出，生命是蛋白質的運動形式。如果蛋白質長時間地攝入不足，正常代謝和生長發(fā)育便會無法進行，輕者發(fā)生疾病，重者甚至可以導致死亡。
1、蛋白質的化學組成
蛋白質主要由碳、氫、氧、氮四種元素組成。蛋白質元素組成的最大特點是含有氮。有些蛋白質還含有硫、磷、鐵等其他元素。上述這些元素按一定結構組成氨基酸。氨基酸是蛋白質的組成單位。自然界中的氨基酸有20多種，這20 多種氨基酸以不同數(shù)目和不同順序連接構成種類繁多，千差萬別的蛋白質，發(fā)揮它們各自不同的生理功能。蛋白質的分子大小可相差幾千倍，但它們含氮的百分率相當恒定，各種蛋白質每100克中的氮含量都約是16 克。這樣，我們要測定某一種食物的蛋白質含量便可以首先測定其氮含量，再乘以6.25 （100÷16 = 6.25 ）即可得出該食物的蛋白質含量。
2、必需氨基酸和非必需氨基酸
食物中的蛋白質必須經(jīng)過腸胃道消化，分解成氨基酸才能被人體吸收利用，人體對蛋白質的需要實際就是對氨基酸的需要。吸收后的氨基酸只有在數(shù)量和種類上都能滿足人體需要身體才能利用它們合成自身的蛋白質。營養(yǎng)學上將氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩類。
必需氨基酸指的是人體自身不能合成或合成速度不能滿足人體需要，必須從食物中攝取的氨基酸。對成人來說，這類氨基酸有8種，包括賴氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。對嬰兒來說，組氨酸也是必需氨基酸。
非必需氨基酸并不是說人體不需要這些氨基酸，而是說人體可以自身合成或由其它氨基酸轉化而得到，不一定非從食物直接攝取不可。這類氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、甘氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、絲氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供給充裕還可以節(jié)省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。
3、蛋白質的分類
營養(yǎng)學上根據(jù)食物蛋白質所含氨基酸的種類和數(shù)量將食物蛋白質分三類：
1）完全蛋白質 這是一類優(yōu)質蛋白質。它們所含的必需氨基酸種類齊全，數(shù)量充足，彼此比例適當。這一類蛋白質不但可以維持人體健康，還可以促進生長發(fā)育。奶、蛋、魚、肉中的蛋白質都屬于完全蛋白質。
2）半完全蛋白質 這類蛋白質所含氨基酸雖然種類齊全，但其中某些氨基酸的數(shù)量不能滿足人體的需要。它們可以維持生命，但不能促進生長發(fā)育。例如，小麥中的麥膠蛋白便是半完全蛋白質，含賴氨酸很少。食物中所含與人體所需相比有差距的某一種或某幾種氨基酸叫做限制氨基酸。谷類蛋白質中賴氨酸含量多半較少，所以，它們的限制氨基酸是賴氨酸。
4、蛋白質的生理功能
蛋白質在體內(nèi)的多種生理功能可歸納為三方面：
1）構成和修補人體組織 蛋白質是構成細胞、組織和器官的主要材料。嬰幼兒、兒童和青少年的生長發(fā)育都離不開蛋白質。即使成年人的身體組織也在不斷地分解和合成進行更新，例如，小腸黏膜細胞每1~2天即更新一次，血液紅細胞每120天更新一次，頭發(fā)和指甲也在不斷推陳出新。身體受傷后的修復也需要依靠蛋白質的補充。
2）調(diào)節(jié)身體功能 體內(nèi)新陳代謝過程中起催化作用的酶，調(diào)節(jié)生長、代謝的各種激素以及有免疫功能的抗體都是由蛋白質構成的。此外，蛋白質對維持體內(nèi)酸堿平衡和水分的正常分布也都有重要作用。
3）供給能量 雖然蛋白質的主要功能不是供給能量，但當食物中蛋白質的氨基酸組成和比例不符合人體的需要，或攝入蛋白質過多，超過身體合成蛋白質的需要時，多余的食物蛋白質就會被當作能量來源氧化分解放出熱能。此外，在正常代謝過程中，陳舊破損的組織和細胞中的蛋白質也會分解釋放出能量。每克蛋白質可產(chǎn)生.16.7千焦耳（4千卡）熱能。
5、蛋白質的互補作用
植物性蛋白質中各種氨基酸的含量和組成比例與人體需要相比總有些不足。由于各種植物性蛋白質的氨基酸含量和組成各不相同，因而可以通過植物性食物的互相搭配，取長補短，來使其接近人體需要，提高其營養(yǎng)價值。這種食物搭配的效果叫做蛋白質的互補作用。在實際生活中我們也常將多種食物混合食用，現(xiàn)在我們知道了這樣做不僅可以調(diào)整口感，還十分符合營養(yǎng)科學的原則。例如，谷類食物蛋白質內(nèi)賴氨酸含量不足，蛋氨酸含量較高，而豆豆類食物的蛋白質恰好相反，混合食用時兩者的不足都可以得到補償。
6、蛋白質的供給量和來源
1）蛋白質的供給量 蛋白質的供給量與膳食蛋白質的質量有關。如果蛋白質主要來自奶、蛋等食品，則成年人不分男女均為每日每公斤體重0.75克。中國膳食以植物性食物為主，蛋白質質量較差，供給量需要定為每日每公斤體重1.0~1.2克。蛋白質供給量也可用占總能量攝入的百分比來表示。在能量攝入得到滿足的情況下，由蛋白質提供的能量在成年人應占總能量的10%~12%，生長發(fā)育中的青少年則應占14%。
2）蛋白質的來源 膳食中蛋白質來源不外是植物性食物和動物性食物。動物性食物蛋白質含量高、質量好，如奶、蛋、魚、瘦肉等。植物性食物主要是谷類和豆類。大豆含有豐富的優(yōu)質蛋白質。谷類是我們的主食，蛋白質含量居中（約10%），是我國人民膳食蛋白質的主要來源。蔬菜水果等食品蛋白質含量很低，在蛋白質營養(yǎng)中作用很小。
脂類——美味的來源
脂類也稱脂質。它包括兩類物質。一類是脂肪，又名中性脂肪，是由一分子甘又和三分子脂肪酸組成的甘油三酯。另一類是類脂，它與脂肪化學結構不同，但理化性質相似。在營養(yǎng)學上較重要的類脂有磷脂、糖脂、膽固醇、脂蛋白等。由于脂類中大部分是脂肪，類脂只占5%并且常與脂肪同時存在，因而營養(yǎng)學上常把脂類通稱為脂肪。
1、脂肪酸
脂肪酸是由碳、氫、氧三種元素組成的一類化合物，是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分。根據(jù)脂肪酸分子結構中碳鏈的長度分為短鏈脂肪酸（碳鏈中碳原子少于6 個），中鏈脂肪酸（碳鏈中碳原子6-12 個）和長鏈脂肪酸（碳鏈中碳原子超過12 個）三類。一般食物所含的脂肪酸大多是長鏈脂肪酸。根據(jù)碳鏈中碳原子間雙鍵的數(shù)目又可將脂肪酸分為單不飽和脂肪酸（含1 個雙鍵），多不飽和脂肪酸（含1 個以上雙鍵）和飽和脂肪酸（不含雙鍵）三類。富含單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸組成的脂肪在室溫下呈液態(tài)，大多為植物油，如花生油、玉米油、豆油、菜子油等。以飽和脂肪酸為主組成的脂肪在室溫下呈固態(tài)，多為動物脂肪，如牛油、羊油、豬油等。但也有例外，如深海魚油雖然是動物脂肪，但它富含多不飽和脂肪酸，如20碳5烯酸（EPA）和22碳6烯酸（DHA），因而在室溫下呈液態(tài)。
2、必需脂肪酸
自然界存在的脂肪酸有40多種。有幾種脂肪酸人體自身不能合成，必須由食物供給，稱為必需脂肪酸。以往認為亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸這三種多不飽和脂肪酸都是必需脂肪酸。近年來的研究證明只有亞油酸和亞麻酸是必需脂肪酸，而花生四烯酸則可利用亞油酸由人體自身合成。下表1.是細胞膜的重要成分，缺乏時發(fā)生皮炎，對兒童還影響其生長發(fā)育，2.是合成磷脂和前列腺素的原料，還與精細胞的生成有關，3.促進膽固醇的代謝，防止膽固醇在肝臟和血管壁上沉積，4.對放射線引起的皮膚損傷有保護作用。
3、膽固醇
膽固醇是類脂的一種。它在人體內(nèi)的重要生理功能包括：1.是細胞膜的組成成分，細胞吸收養(yǎng)分、排出代謝廢物都由細胞膜控制，2.是合成膽汁酸和維生素D3的原料，前者可幫助脂肪消化吸收，后者可預防兒童佝僂病，3.是合成類固醇激素的原料，特別是性激素和腎上腺皮質激素。這些激素對人體的健康和人類的繁衍都是不可或缺的。
人體膽固醇來自膳食和體內(nèi)合成。體內(nèi)合成量受膳食膽固醇水平影響，膳食膽固醇攝入過多時體內(nèi)合成量減少，攝入過少時體內(nèi)合成量增多。膽固醇在肝臟內(nèi)經(jīng)過分解代謝隨糞便排出。正常情況下，膽固醇在血液中維持一個恰當?shù)乃健．斨|代謝發(fā)生異常或膳食膽固醇攝入量超過身體調(diào)節(jié)能力時，血液中的膽固醇濃度就會升高并逐漸在血管內(nèi)壁上沉積而引起血管腔狹窄和心血管病。這時，除藥物治療外還應限制富含膽固醇的食物。但在脂質代謝正常的情況下無須過分限制，因為膽固醇也是人體不可缺少的營養(yǎng)物質。
20碳5如前所述，這兩種脂肪酸都是多不飽和脂肪酸。近年來它們之所以引起人們重視是因為發(fā)現(xiàn)居住在北極圈內(nèi)的愛斯基摩人的膳食雖然以魚、肉為主，脂肪、能量和膽固醇攝入量都很高，但冠心病、糖尿病的發(fā)生率和死亡率都遠低于其它地區(qū)的人群。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，魚油中富含EPA和DHA，它們有降低膽固醇，增加高密度脂蛋白的作用，而高密度脂蛋白是一種能移去血管壁上積存的膽固醇，疏通血管的物質。它們還有抑制血小板聚集、降低血黏度和擴張血管等作用。動物實驗還發(fā)現(xiàn)DHA可促進腦的發(fā)育，據(jù)此推測對兒童的生長發(fā)育很可能也有好處。有些植物油中含量豐富的亞麻酸在體內(nèi)可以轉變成EPA和DHA ，與深海魚油所含的EPA和DHA有同樣的生物效用。
5、脂肪的生理功能
概括起來，脂肪有以下幾方面生理功能：
1）供給能量 1克脂肪在體內(nèi)分解成二氧化碳和水并產(chǎn)生38KJ（9Kcal）能量，比1克蛋白質或1克碳水化合物高一倍多。
2）構成一些重要生理物質 磷脂、糖脂和膽固醇構成細胞膜的類脂層，膽固醇又是合成膽汁酸、維生素D3和類固醇激素的原料。
4）提供必需脂肪酸。
6、脂肪營養(yǎng)價值的評定
營養(yǎng)學上根據(jù)以下三項指標評價一種脂肪的營養(yǎng)價值：
1）消化率 一種脂肪的消化率與它的熔點有關，含不飽和脂肪酸越多熔點越低，越容易消化。因此，植物油的消化率一般可達到100%。動物脂肪，如牛油、羊油，含飽和脂肪酸多，熔點都在40℃以上，消化率較低，約為80%～90%。
2）必需脂肪酸含量 植物油中亞油酸和亞麻酸含量比較高，營養(yǎng)價值比動物脂肪高。
3）脂溶性維生素含量 動物的貯存脂肪幾乎不含維生素，但肝臟富含維生素A和D，奶和蛋類的脂肪也富含維生素A和D。植物油富含維生素E。這些脂溶性維生素是維持人體健康所必需的。
7、脂肪的供給量和來源
1）脂肪的供給量 脂肪無供給量標準。不同地區(qū)由于經(jīng)濟發(fā)展水平和飲食習慣的差異，脂肪的實際攝入量有很大差異。我國營養(yǎng)學會建議膳食脂肪供給量不宜超過總能量的30%，其中飽和、單不飽和、多不飽和脂肪酸的比例應為1:1:1。亞油酸提供的能量能達到總能量的1%~2%即可滿足人體對必需脂肪酸的需要。
2）脂肪的來源 脂肪的主要來源是烹調(diào)用油脂和食物本身所含的油脂。表5是幾種食物中的脂肪含量。從下表內(nèi)的數(shù)字可見，果仁脂肪含量最高，各種肉類居中，米、面、蔬菜、水果中含量很少。
膳食纖維——腸道清道夫、人體好幫手
膳食纖維指的是人體不能消化的多糖類，包括纖維素、半纖維素、果膠、樹膠等食物成分。過去曾認為它們是無營養(yǎng)價值的廢料。近年來發(fā)現(xiàn)很多慢性疾病（如便秘、高脂血癥、冠心病、肥胖等）與膳食中膳食纖維的多寡有關。目前已知膳食纖維的主要生理功能包括：1.預防便秘。這是由于它們有很強的吸水性，可在腸道內(nèi)吸收水分，增加糞便體積并使之變軟利于排出。2.控制體重，防止肥胖。這是由于富含膳食纖維的食物體積較大，能量密度（單位重量所含能量）較低，有利于減少能量攝入量。3.降低血液中膽固醇濃度。膳食纖維可抑制膽固醇的吸收，加速其排出，從而降低其在血液中的濃度。
膳食纖維雖然有上述有益作用，但過多的膳食纖維會妨礙礦物質、微量元素和維生素的吸收，這是它不利的一面。目前尚未能制定出膳食纖維的供給量標準，有學者曾建議以每人每日30克作為供給量標準，但尚未得到公認。粗糧（如玉米、高粱、糙米、全麥粉），干豆類及各種蔬菜水果都富含膳食纖維，我們在安排膳食時一定不要忽視它們。
水——生命之源
水是人體最重要的營養(yǎng)素。人不吃食物僅喝水仍可存活數(shù)周；如果不喝水，數(shù)日便會死亡。水是人體數(shù)量最多的成分，約占體重的50%~60%。人體新陳代謝的一切生物化學反應都必須在水的介質中進行。
水的生理作用概括起來有以下幾方面：
1、水是體內(nèi)各種生理活動和生化反應必不可少的介質，沒有水一切代謝活動便無法進行，生命也就停止了。
2、水是體內(nèi)吸收、運輸營養(yǎng)物質，排泄代謝廢物的最重要的載體。這是由于水有很強的溶解能力，許多物質可以溶解在水中通過循環(huán)系統(tǒng)轉運。
3、維持正常體溫。水的汽化熱很大，1克水汽化要吸收580卡熱。汗液的蒸發(fā)可散發(fā)大量熱量，從而避免體溫過高。
許多因素（如年齡、環(huán)境溫度、勞動強度和持續(xù)時間）可影響人體對水的需要量。一般情況下，正常成人每日約需水2500毫升。人體主要通過飲水和進食食物獲得水分。碳水化合物、脂肪和蛋白質代謝過程中也產(chǎn)生一部分水，稱為代謝水，但數(shù)量較少。
微量營養(yǎng)素
維生素——維護人類健康的精靈
維生素(vitamin)又名維他命，是維持人體生命活動必需的一類有機物質，也是保持人體健康的重要活性物質。維生素在體內(nèi)的含量很少，但在人體生長、代謝、發(fā)育過程中卻發(fā)揮著重要的作用。各種維生素的化學結構以及性質雖然不同，但它們卻有著以下共同點：①維生素均以維生素原(維生素前體)的形式存在于食物中②維生素不是構成機體組織和細胞的組成成分，它也不會產(chǎn)生能量，它的作用主要是參與機體代謝的調(diào)節(jié)③大多數(shù)的維生素，機體不能合成或合成量不足，不能滿足機體的需要，必須經(jīng)常通過食物中獲得④人體對維生素的需要量很小，日需要量常以毫克(mg)或微克(ug)計算，但一旦缺乏就會引發(fā)相應的維生素缺乏癥，對人體健康造成損害。維生素與碳水化合物、脂肪和蛋白質3大物質不同，在天然食物中僅占極少比例，但又為人體所必需。維生素大多不能在體內(nèi)合成，必須從食物中攝取。維生素本身不提供熱能。有些維生素如 B6、K等能由動物腸道內(nèi)的細菌合成，合成量可滿足動物的需要。動物細胞可將色氨酸轉變成煙酸(一種B族維生素),但生成量不敷需要；維生素C除靈長類（包括人類）及豚鼠以外，其他動物都可以自身合成。植物和多數(shù)微生物都能自己合成維生素，不必由體外供給。許多維生素是輔基或輔酶的組成部分。
1、維生素的發(fā)現(xiàn)
維生素的發(fā)現(xiàn)是20世紀的偉大發(fā)明之一。1897年,C.艾克曼在爪哇發(fā)現(xiàn)只吃精磨的白米即可患腳氣病，未經(jīng)碾磨的糙米能治療這種病。并發(fā)現(xiàn)可治腳氣病的物質能用水或酒精提取，當時稱這種物質為“水溶性B”。1906年證明食物中含有除蛋白質、脂類、碳水化合物、無機鹽和水以外的“輔助因素”，其量很小，但為動物生長所必需。1911年C.豐克鑒定出在糙米中能對抗腳氣病的物質是胺類（一類含氮的化合物），它是維持生命所必需的，所以建議命名為“ Vitamine”。即Vital（生命的）amine（胺）,中文意思為“生命胺”。以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多維生素，它們的化學性質不同，生理功能不同；也發(fā)現(xiàn)許多維生素根本不含胺，不含氮，但豐克的命名延續(xù)使用下來了，只是將最后字母“e”去掉。最初發(fā)現(xiàn)的維生素B后來證實為維生素B復合體，經(jīng)提純分離發(fā)現(xiàn)，是幾種物質，只是性質和在食品中的分布類似，且多數(shù)為輔酶。有的供給量須彼此平衡，如維生素B1、B2和PP,否則可影響生理作用。
2、維生素的概述及分類
維生素是人體代謝中必不可少的有機化合物。人體有如一座極為復雜的化工廠，不斷地進行著各種生化反應。其反應與酶的催化作用有密切關系。酶要產(chǎn)生活性，必須有輔酶參加。已知許多維生素是酶的輔酶或者是輔酶的組成分子。因此，維生素是維持和調(diào)節(jié)機體正常代謝的重要物質。可以認為，維生素是以“生物活性物質”的形式，存在于人體組織中。
食物中維生素的含量較少，人體的需要量也不多，但卻是絕不可少的物質。膳食中如缺乏維生素，就會引起人體代謝紊亂，以致發(fā)生維生素缺乏癥。如缺乏維生素A會出現(xiàn)夜盲癥、干眼病和皮膚干燥；缺乏維生素D可患佝僂病；缺乏維生素B1可得腳氣病；缺乏維生素B2可患唇炎、口角炎、舌炎和陰囊炎；缺乏PP可患癩皮病；缺乏維生素B12可患惡性貧血；缺乏維生素C可患壞血病。
3、維生素C
能夠治療壞血病并且具有酸性，所以稱作抗壞血酸。在檸檬汁、綠色植物及番茄中含量很高。抗壞血酸是單斜片晶或針晶，容易被氧化而生成脫氫壞血酸，脫氫壞血酸仍具有維生素C的作用。在堿性溶液中，脫氫壞血酸分子中的內(nèi)酯環(huán)容易被水解成二酮古洛酸。這種化合物在動物體內(nèi)不能變成內(nèi)酯型結構。在人體內(nèi)最后生成草酸或與硫酸結合成的硫酸酯，從尿中排出。因此，二酮古洛酸不再具有生理活性。
植物及絕大多數(shù)動物均可在自身體內(nèi)合成維生素C。可是人、靈長類及豚鼠則因缺乏將L-古洛酸轉變成為維生素C的酶類，不能合成維生素C，故必須從食物中攝取，如果在食物中缺乏維生素C時，則會發(fā)生壞血病。這時由于細胞間質生成障礙而出現(xiàn)出血，牙齒松動、傷口不易愈合，易骨折等癥狀。由于維生素C在人體內(nèi)的半衰期較長（大約16天）,所以食用不含維生素C的食物3～4個月后才會出現(xiàn)壞血病。因為維生素C易被氧化還原，故一般認為其天然作用應與此特性有關。維生素 C與膠原的正常合成、體內(nèi)酪氨酸代謝及鐵的吸收有直接關系。維生素C的主要功能是幫助人體完成氧化還原反應，提高人體滅菌能力和解毒能力。長期缺少維生素C會得壞血病，。多吃水果、蔬菜能滿足人體對維生素C的需要。維生素C在促進腦細胞結構的堅固、防止腦細胞結構松弛與緊縮方面起著相當大的作用，并能防止輸送養(yǎng)料的神經(jīng)細管堵塞、變細、弛緩。
副作用：迄今，維生素C被認為沒有害處，因為腎臟能夠把多余的維生素C排泄掉，美國新發(fā)表的研究報告指出，體內(nèi)有大量維生素C循環(huán)不利傷口愈合。每天攝入的維生素C超過1000毫克會導致腹瀉、腎結石的不育癥，甚至還會引起基因缺損。
4、維生素D
為類固醇衍生物，屬脂溶性維生素。維生素D與動物骨骼的鈣化有關，故又稱為鈣化醇。它具有抗佝僂病的作用，在動物的肝、奶及蛋黃中含量較多，尤以魚肝油含量最豐富。維生素D有調(diào)節(jié)鈣的作用，所以是骨及牙齒正常發(fā)育所必需。特別在孕婦、嬰兒及青少年需要量大。如果此時維生素D量不足，則血中鈣與磷低于正常值，會出現(xiàn)骨骼變軟及畸形：發(fā)生在兒童身上稱為佝僂病；在孕婦身上為骨質軟化癥。1克維生素D為 40000000國際單位。嬰兒、青少年、孕婦及喂乳者每日需要量為400～800單位。
維生素D于1926年由化學家卡爾首先從魚肝油中提取。它是淡黃色晶體，熔點115～118℃，不溶于水，能溶于醚等有機溶劑。它化學性質穩(wěn)定，在200℃下仍能保持生物活性，但易被紫外光破壞，因此，含維生素D的藥劑均應保存在棕色瓶中。維生素D的生理功能是幫助人體吸收磷和鈣，是造骨的必需原料，因此缺少維生素D會得佝僂癥。在魚肝油、動物肝、蛋黃中它的含量較豐富。人體中維生素D的合成跟曬太陽有關，因此，適當?shù)毓庹沼欣】怠?/span>
每天的需求量：0.0005至0.01毫克。35克鯡魚片，60克鮭魚片，50克鰻魚或2個雞蛋加150克蘑菇。只有休息少的人，才需要額吃些含維生素D的食品或制劑。
功效：維生素D是形成骨骼和軟骨的發(fā)動機，能使牙齒堅硬。對神經(jīng)也很重要，并對炎癥的抑制作用。
副作用：研究人員估計，長期每天攝入0.025克維生素D對人體有害。可能造成的后果是：惡心、頭痛、腎結石、肌肉萎縮、關節(jié)炎、動脈硬化、高血壓、輕微中毒、腹瀉、口渴，體重減輕，多尿及夜尿等癥狀。嚴重中毒時則會損傷腎臟，使軟組織（如心、血管、支氣管、胃、腎小管等）鈣化。
5、維生素E
又名生育酚，是一種脂溶性維生素，主要存在于蔬菜、豆類之中，在麥胚油中含量最豐富。天然存在的維生素E有8種，均為苯駢二氫吡喃的衍生物，
人體有些疾病的癥狀與動物缺乏維生素 E的癥狀相似。由于一般食品中維生素E含量尚充分，較易吸收，故不易發(fā)生維生素 E缺乏癥，僅見于腸道吸收脂類不全時。維生素E在臨床上試用范圍較廣泛，并發(fā)現(xiàn)對某些病變有一定防治作用，如貧血動物粥樣硬化，肌營養(yǎng)不良癥、腦水腫、男性或女性不育癥、先兆流產(chǎn)等，近年來又用維生素E預防衰老。維生素E于1922年由美利堅合眾國化學家伊萬斯在麥芽油中發(fā)現(xiàn)并提取，維生素E是人體內(nèi)優(yōu)良的抗氧化劑，人體缺少它，男女都不能生育，嚴重者會患肌肉萎縮癥、神經(jīng)麻木癥等。維生素E廣泛存在于肉類、蔬菜、植物油中，通常情況下，人是不會缺少的。
每天的需求量：成人每天的維生素E需要量尚不清楚，但動物實驗結果表明，每天食物中有50毫克即可滿足需要。妊娠及哺乳期需要量略增。4匙葵花油，100毫克橄欖油，100克花生或30克杏仁加70克核桃含有一天所需的維生素E。
功效：維生素E能抵抗自由基的侵害，預防癌癥的心肌梗死。此外，它還參與抗體的形成，是真正的“后代支持者”。它促進男性產(chǎn)生有活力的精子。維生素E是強抗氧化劑，維生素E供應不足會引起各種智能障礙或情緒障礙。小麥胚芽、棉籽油、大豆油、芝麻油、玉米油、豌豆、紅薯、禽蛋、黃油等含維生素E較豐富。
6、維生素K
屬脂溶性維生素。由于它具有促進凝血的功能，故又稱凝血維生素。常見的有維生素K1和K2。K1是由植物合成的，如苜蓿、菠菜等綠葉植物；K2則由微生物合成。人體腸道細菌也可合成維生素K2。現(xiàn)代維生素K已能人工合成，如維生素K3，為臨床所常用。維生素K均為2-甲基-1,4-萘醌的衍生物。維生素K1是黃色油狀物，K2是淡黃色結晶，均有耐熱性，但易受紫外線照射而破壞，故要避光保存。人工合成的K3和K4是水溶性的，可用于口服或注射。臨床上使用的抗凝血藥雙香豆素，其化學結構與維生素K相似，能對抗維生素K的作用，可用以防治血栓的形成。維生素K和肝臟合成四種凝血因子(凝血酶原、凝血因子Ⅶ，Ⅸ及Ⅹ）密切相關，如果缺乏維生素K1，則肝臟合成的上述四種凝血因子為異常蛋白質分子，它們催化凝血作用的能力大為下降。人們已知維生素 K是谷氨酸γ羧化反應的輔因子。缺乏維生素 K則上述凝血因子的γ-羧化不能進行，此外，血中這幾種凝血因子減少，會出現(xiàn)凝血遲緩和出血病癥。此外，人們公認維生素K溶于線粒體膜的類脂中，起著電子轉移作用，維生素 K可增加腸道蠕動和分泌功能，缺乏維生素K時平滑肌張力及收縮減弱，它還可影響一些激素的代謝。如延緩糖皮質激素在肝中的分解，同時具有類似氫化可的松作用，長期注射維生素K可增加甲狀腺的內(nèi)分泌活性等。在臨床上維生素 K缺乏常見于膽道梗阻、脂肪痢、長期服用廣譜抗菌素以及新生兒中，使用維生素K可予糾正。但過大劑量維生素K也有一定的毒性，如新生兒注射30毫克/天，連用三天有可能引起高膽紅素血癥。
維生素K于1929年丹麥化學家達姆從動物肝和麻子油中發(fā)現(xiàn)并提取。它是黃色晶體，熔點52～54℃，不溶于水，能溶于醚等有機溶劑。維生素K化學性質較穩(wěn)定，能耐熱耐酸，但易被堿和紫外線分解。它在人體內(nèi)能促使血液凝固。人體缺少它，凝血時間延長，嚴重者會流血不止，甚至死亡。奇怪的是人的腸中有一種細菌會為人體源源不斷地制造維生素K，加上在豬肝、雞蛋、蔬菜中含量較豐，因此，一般人不會缺乏。目前已能人工合成，且化學家能巧妙地改變它的“性格”為水溶性，有利于人體吸收，已廣泛地用于醫(yī)療上。
7、維生素P
維生素P是由柑桔屬生物類黃酮、蕓香素和橙皮素構成的。在復合維生素C中都含有維生素P，也是水溶性的。它能防止維生素C被氧化而受到破壞，增強維生素的效果。能增強毛細血管壁，防止瘀傷。有助于牙齦出血的預防和治療，有助于因內(nèi)耳疾病引起的浮腫或頭暈的治療等。許多營養(yǎng)學家認為，每服用500毫克維生素C時，最少應該同時服用100毫克生物類黃酮。以增強它們的協(xié)同作用。在橙、檸檬、杏、櫻桃、玫瑰果實中及蕎麥粉中含有維生素P。
8、維生素T
幫助血液的凝固和血小板的形成。
9、維生素U
資料：分子式C6H14NO2IS，分子量291.2。學名碘甲基甲硫基丁氨酸。存在于甘藍、萵苣、苜蓿和其它綠葉蔬菜中。有特殊氣味，味咸苦。光照或久置空氣中都不穩(wěn)定。易溶于水，不溶于乙醇和乙醚。水溶液呈酸性。主要用于治療胃潰瘍和十二指腸潰瘍。可由蛋氨酸與碘甲烷反應制得。
10、水溶性維生素
在理想狀態(tài)，人們從膳食中獲得需要的維生素。在下面情況造成人體所需的維生素缺乏。所有水溶性維生素（water-soluble vitamins）都參與催化功能,B族維生素是許多種輔酶的組成成分，這些輔酶擔負著氫、電子或基團的轉移。它們參與由酶催化的糖、脂肪、蛋白質及核苷酸等的代謝，維生素C參與許多羥化反應。水溶性維生素在動植物細胞中廣泛存在。脂溶性維生素的功能沒有 B族維生素那樣清楚。維生素K參與一些蛋白質中谷氨酸的羧化，維生素D促進鈣的吸收，維生素A為視紫蛋白的組成部分。
11、“偽”維生素
在維生素的發(fā)現(xiàn)過程中，有些化合物被誤認為是維生素，但是并不滿足維生素的定義，還有些化合物因為商業(yè)利益而被故意錯誤地命名為維生素：
1）維生素B族中有一些化合物曾經(jīng)被認為是維生素，如維生素B4（腺嘌呤）等。
2）維生素F——最初是用于表示人體必需而又不能自身合成的脂肪酸，因為脂肪酸的英文名稱（Fatty Acid）以F開頭。但是因為它其實是構成脂肪的主要成分，而脂肪在生物體內(nèi)也是一種能量來源，并組成細胞，所以維生素F不是維生素。
3）維生素K——氯胺酮作為鎮(zhèn)靜劑在某些娛樂性藥物（毒品）的成分中被標為維生素K，但是它并不是真正的維生素K，它被俗稱為“K它命”。
4）維生素Q——有些專家認為泛醌（輔酶Q10）應該被看作一種維生素，其實它可以通過人體自身少量合成。
礦物質
礦物質又稱無機鹽，也是構成人體組織和維持正常生理活動的重要物質。人體組織幾乎含有自然界存在的所有元素，其中碳、氫、氧、氮四種元素主要組成蛋白質、脂肪和碳水化合物等有機物，其余各種元素大部分以無機化合物形式在體內(nèi)起作用，統(tǒng)稱為礦物質或無機鹽。也有一些元素是體內(nèi)有機化合物（如酶、激素、血紅蛋白）的組成成分。這些礦物質根據(jù)它們在人體內(nèi)含量的多寡分為常量元素（又稱宏量元素）和微量元素。
1、礦物質和微量元素的生理功能
概括起來可分三方面：
3）是一些酶的組成成分和激活劑。
由于新陳代謝，每天都有一定量的礦物質和微量元素經(jīng)糞、尿、皮膚、頭發(fā)、指甲等途徑排出，必須從食物和飲水得到補充。在我國人民膳食中容易缺乏的礦物質和微量元素有鈣、鐵、碘等元素。在一些地質條件特殊的地區(qū)存在因攝入氟或硒過多而發(fā)生的氟中毒或硒中毒問題。
鈣
鈣是人體必需的常量元素。新生兒體內(nèi)含鈣25~30克。成人體內(nèi)含鈣850~1200克，相當于體重的1.5%~2.0%。
鈣的生理功能：`
1.鈣是牙齒和骨骼的主要成分，二者合計約占體內(nèi)總鈣量的99%。在人的一生中骨骼的形狀和質量都在不斷變化，20歲前骨骼的含鈣量逐年增加，35歲時達到高峰，40~50歲以后逐漸下降。這種隨年齡的變化的出現(xiàn)女性早于男性，并可能出現(xiàn)骨質疏松現(xiàn)象。
2.鈣與鎂、鉀、鈉等離子在血液中的濃度保持一定比例才能維持神經(jīng)、肌肉的正常興奮性。
鈣的供給量 考慮到我國人民以植物性膳食為主，鈣的吸收率比較低，我國營養(yǎng)學會推薦的鈣供給量為成年人不分男女都是800毫克，青少年、孕婦和乳母應適當增多。
鋅
人體含鋅2~3克，廣泛分布于全身組織。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有50多種酶含鋅或與鋅有關。鋅的主要生理功能是：
鋅在十二指腸被吸收，吸收率較低，只有20%~30%。膳食中的草酸、植酸和過多的膳食纖維都會干擾鋅的吸收。膳食中植酸、鈣和鋅結合成絡合物而降低鋅的吸收率。發(fā)酵可破壞谷類食物中的植酸，提高鋅的吸收率。
鋅的供給量成人為每天15毫克，孕婦和乳母20毫克。動物性食物是鋅的可靠來源。海牡蠣含鋅最豐富。以每100克食物中的含鋅量計，海牡蠣肉含鋅超過100毫克，畜、禽肉及肝臟、蛋類含鋅2~5毫克，魚及一般海產(chǎn)品含鋅1.5毫克，奶和奶制品含鋅0.3~1.5毫克，谷類和豆類含鋅1.5~2.0毫克，蔬菜水果含鋅少于1毫克。
碘
人體含碘20~50毫克，其中70%~80%存在于甲狀腺內(nèi)。碘是甲狀腺素的重要成分。甲狀腺素是一種重要的激素，在促進生長和調(diào)節(jié)新陳代謝方面有重要作用。成年人膳食和飲水中長時間地缺少碘便會發(fā)生甲狀腺腫大，病人的甲狀腺細胞數(shù)目增多、體積增大，以力圖代償性地從血液中吸收較多的碘。甲狀腺位于頸前部，因而此病俗稱大脖子病。孕婦、乳母缺碘會導致胎兒和嬰幼兒全身嚴重發(fā)育不良，身體矮小，智力低下，稱為呆小病。膳食和飲水的含碘量與地質情況有關，所以甲狀腺腫和呆小病呈地區(qū)性分布，是一種地方病。世界不少地區(qū)存在碘缺乏問題，我國也不例外。我國已將消滅碘缺乏病列入國家計劃，強制性推行碘化食鹽。
硒
硒的主要生理功能 1.硒是人體內(nèi)谷胱甘肽過氧化物酶的重要組成成分。谷胱甘肽過氧化物酶是體內(nèi)重要的抗氧化酶，有保護細胞膜避免氧化損傷，延緩衰老的作用。2.硒參與甲狀腺素的代謝。近年來發(fā)現(xiàn)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型脫碘酶都是含碘酶，它們能將甲狀腺素（T4）轉變成活性更強的三碘甲腺原氨酸（T3）。3. 硒是重金屬的解毒劑，能與鉛、鎘、汞等重金屬結合，使這些有毒的重金屬不被腸道吸收而排出體外。
硒的供給量和食物來源 中國營養(yǎng)學會1988年提出的硒的供給量是，7歲以上人群每人每日50微克。肝、腎、肉類和海產(chǎn)品都是硒的良好食物來源。植物性食物的硒含量決定于當?shù)厮林械奈浚纾覈呶貐^(qū)所產(chǎn)糧食的硒含量高達每公斤4~8毫克，而低硒地區(qū)的糧食是每公斤0.006毫克，二者相差1000倍。
營養(yǎng)素間關系
人體每天從食物攝取的各種營養(yǎng)素在體內(nèi)不是孤立的，它們必須互相配合才能發(fā)揮生理功能。例如，脂肪、碳水化合物和蛋白質的代謝過程需要維生素和礦物質（包括微量元素）的參與。又例如，膳食鐵的吸收和利用需要維生素C和銅、鉬、錳等微量元素的協(xié)助。營養(yǎng)素之間互相影響的方式是多種多樣的，現(xiàn)僅介紹以下幾個方面：
一、三大營養(yǎng)素之間的關系
蛋白質、脂肪和碳水化合物三大營養(yǎng)素除了各自有其獨特生理功能之外，還都是產(chǎn)生能量的營養(yǎng)素，在能量代謝中既互相配合又互相制約。例如，脂肪必須有碳水化合物的存在才能徹底氧化而不致因產(chǎn)生酮體而導致酸中毒。又例如，當能量攝入超過消耗，不論這些多余的能量是來自脂肪還是來自蛋白質或碳水化合物，都會一律轉化成脂肪積存在體內(nèi)造成肥胖。又例如，碳水化合物和脂肪在體內(nèi)可以互相轉化，互相替代，而蛋白質是不能由脂肪或碳水化合物替代的。但充裕的脂肪和碳水化合物供給可避免蛋白質被當作能量的來源。由此可見，在膳食中必須合理搭配這三種營養(yǎng)素，保持三者平衡，才能使能量供給處于最佳狀態(tài)。
二、三大營養(yǎng)素與維生素間的關系
2、膳食中多不飽和脂肪酸越多，體內(nèi)越容易產(chǎn)生過氧化物，這時便需要增加維生素E的攝入量以對抗氧化損傷。
3、膳食中如果蛋白質過少則維生素B2不能在體內(nèi)存留而經(jīng)尿排出。
三、氨基酸之間的相互關系
必需氨基酸和非必需氨基酸都是合成蛋白質所必不可少的。為使蛋白質合成能夠正常進行，必須充足地供給這兩類氨基酸。有些非必需氨基酸可部分地替代必需氨基酸。例如，胱氨酸可部分地替代蛋氨酸，酪氨酸可部分地替代苯丙氨酸。食物中缺乏某一種或幾種氨基酸時，可在食物中添加化學合成的氨基酸，強化所缺的氨基酸，以提高其蛋白質營養(yǎng)價值。這是食品工業(yè)中常用的方法。這時，必須嚴格掌握劑量。如果過量加入某一種氨基酸，造成氨基酸不平衡，反而會降低蛋白質的利用率。這種不良影響以蛋氨酸過量時最為嚴重。
四、礦物質（包括其它微量元素）之間及與其它營養(yǎng)素之間的關系
礦物質（包括其它微量元素）之間及與其它營養(yǎng)素之間的關系錯綜復雜，十分微妙，在特定條件下既有協(xié)調(diào)關系又有制約關系，甚至還有拮抗關系。
鈣和磷共同構成牙齒和骨骼，但鈣磷比例必須適當（1:1），如果磷過多，會妨礙鈣的吸收。血液內(nèi)鈣、鎂、鉀、鈉等離子的濃度必須保持適當比例才能維持神經(jīng)肌肉的正常興奮性。膳食鈣過高會妨礙鐵和鋅的吸收，鋅攝入過多又會抑制鐵的利用。硒對氟有拮抗作用，大劑量硒可降低氟骨癥病人骨骼中的氟含量。
硒和維生素E互相配合可抑制脂質過氧化物的產(chǎn)生。蛋白質對微量元素在體內(nèi)的運輸有很大作用，例如，銅的運輸靠銅藍蛋白，鐵的運輸靠運鐵蛋白。鋅參與蛋白質合成，鋅缺乏影響兒童生長發(fā)育。碘是甲狀腺素的組成成分，而甲狀腺素是調(diào)節(jié)人體能量代謝的重要激素，對蛋白質、脂肪和碳水化合物的代謝有促進作用。
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