第一節 營養基礎知識

人體的物質組成

組成人體的物質成分有：水、蛋白質、脂肪、糖類和無機鹽以及維生素。無機鹽又稱礦物質，人體內約含40多種，它們在人體內只占總體重的4%左右，但在人體中卻起著非常重要的生理作用。這些元素包括鈉、鉀、氯、鈣、磷、鎂、鐵、硫、碘、氟、鋅、銅、鎳、錫、釩、鍶、鈷、硒、鉻、鉬、錳等。水和無機鹽為無機物，而蛋白質、脂類和糖類則為有機物。構成人體的這些物質的共同特點是都含有碳、氫、氧種元素。蛋白質中還含有氮。

人體的組成非常復雜，各種物質組成有一定的比例。一般來講，水約占人體的55%～67%，蛋白質占15%～18%，脂類占10%～15%，糖類占1%～2%，無機鹽占3%～4%，這些物質在新陳代謝中還能合成許多重要物質，其結構相當復雜。

蛋白質的功能很重要，與生命關系極為密切，可以說，沒有蛋白質就沒有生命。在人體內，除了水以外，干物質重量約一半是蛋白質。成人肌肉組織干重的3/4是蛋白質，腦及神經的干重近一半為蛋白蛋。

人體已知的1000多種酶是由蛋白質構成的。糖類是人體的“能源”，是人生命活動和勞動做功所需能量的主要供給者。脂肪則是體內能源的“倉庫”，是糖的后備物質。其他類脂如膽固醇、磷脂等也有著重要的生理功能。水和無機鹽則可以維持體液的滲透壓和酸堿平衡等生理功能。特別是對一些微量元素，近幾年研究進展較快，有人把某些微量元素稱之為“生命的火花。”維生素的功能是多方面的，不同的維生素有著不同的生理功能，對物質代謝和生命活動起著重要作用。

人體構成離不開這6大營養物質，同樣，維持人類的生命活動，也需要不斷地從食物中獲得這6大營養物質，缺乏任何一種物質或發生代謝失常引起某物質供應不足，都會造成人體組織結構的變化或功能的異常，而表現為疾病。

人體能量的來源

人體好像是一部機器，只有持續不斷地供給能量才能維持心臟的跳動及正常的生理活動。

它所需的能量是從哪里來的呢？是由糖、脂肪、蛋白質在氧化過程中釋放出來的。每1克食物成分徹底氧化時所釋放的能量通常被稱為該食物成分的卡價，一般每克糖徹底氧化時釋放出17.4千焦的能量，每克脂肪完全氧化可釋放出38.87千焦的能量。釋放的能量一部分以熱的形式釋放出，用來維持體溫，一部分則貯存于三磷酸腺苷（ATP）中，作為機體所需能量的主要直接來源。

人每天消耗的能量，一方面是滿足人體基本生理活動的需要，這稱為基礎代謝，如心臟的跳動、肺的呼吸等，一般一個人24小時最低消耗能量約為4180～7524千焦；另一方面是滿足人的勞動所需。一般地說，一個輕體力勞動者，加上基礎代謝所需的能量，每天約需10450千焦，中體力勞動者約12540千焦，重體力勞動者可高達16720千焦以上。

人體需要的營養素

人體無論從事什么活動都需要消耗能量，即使在睡眠時，呼吸、循環、分泌等生理活動也每時每刻都在進行。人們常說“人是鐵，飯是鋼，一頓不吃餓得慌”，這說明人體必須每天從食物中獲得所需的營養，以補充消耗的能量。

人類依靠地球上各種生物資源，因地、因時制宜地發展富有獨特風格的民族膳食，并能夠以多種不同的方式和各種不同的食品構成營養，也都是為了獲得同一種結果，即通過膳食得到人體所需要的全部營養，而且既要有足夠的數量，又要有適當的比例。概括起來，人體對營養的最基本要求是：

1.供給熱量和能量，使其能維持體溫，滿足生理活動和從事勞動的需要。

2.構成身體組織，供給生長、發育及組織自我更新所需要的材料。

3.保護器官機能，調節代謝反應，使身體各部分工作能正常進行。

食物的營養功用是通過它所含的營養成分來實現的，這些有效成分就叫做營養素。人體必需的營養素有50種左右，一般分為6類，包括：蛋白質、脂肪、碳水化合物（又叫糖類）、維生素、礦物質（包括微量元素）和水。其中碳水化合物、脂肪、蛋白質稱為“3大營養素”。

營養素按人體需要的多少，可分為常量營養素和微量營養素。前者是指每日需要量僅在1克以上的營養素，如碳水化合物、脂肪、蛋白質、水及鉀、鈉、鈣、鎂、磷、氯等；微量營養素指每日需要量僅為百萬分之幾克（微克）至千分之幾克（毫克）的營養素，如鐵、銅、鋅、鉻、錳、鉬、硒、碘、氟以及某些維生素等。

人體必需的營養素眾多，而現實中沒有一種食品能按照人體所需的數量和所希望的適宜配比提供營養素。因此，為了滿足營養的需要，必須攝取多種多樣的食物，找出最有益并且可口的食物配比。經驗證明，健康人按照科學建議數量攝入營養素，是不會造成營養缺乏癥的。

3.蛋白質的互補作用

這是指2種或2種以上的食物蛋白質混合食用時，其所含的氨基酸之間取長補短，相互補充，從而提高食物蛋白質營養價值的作用。這種互補作用在人們的日常生活中也常有應用。如用五谷雜糧煮成的臘八粥即是發揮蛋白質互補作用的實例，其它如糯米綠豆粥、菜肉包、餃子等，皆是如此。食物混合食用時，為使蛋白質的互補作用得以發揮，一般應遵循以下原則：

（1）食物的生物學屬性愈遠愈好，如動物性與植物性食物混食時蛋白質的生物價值超過單純植物性食物之間的混合。

（2）搭配的食物種類愈多愈好。

（3）各種食物要同時食用，因為單個氨基酸吸收到體內之后，一般要在血液中停留約4小時，然后到達各組織器官，再合成組織器官的蛋白質，而合成組織器官的蛋白質所需要的氨基酸必須同時到達，才能發揮氨基酸的互補作用，裝配成組織器官蛋白。

4.不可濫補賴氨酸

賴氨酸是人體8種（嬰幼兒為9種）必需氨基酸之一，其他為亮氨酸、異亮氨酸，蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸及苯丙氨酸（嬰幼兒還需組氨酸）等。它們的攝入量應有一定比例，超過或減少都將使氨基酸比例失去平衡，影響氨基酸的利用。賴氨酸在糧谷類蛋白質中的相對含量較低（與人體需要比較而言），因此，在糧谷制品中適當添加是必要的。但如以此擴大到種種食品中，不加限制的“強化”，或日常飲食中不加限制的補充，則不僅不會產生良好作用，而且當其量超過人體生理負荷，將對人體產生有害作用。過量攝入賴氨酸可致食欲下降、體重增加延滯，還可引起血膽固醇量上升。

蛋白質的防衰及攝取方法

由于人體組織本身不能產生蛋白質，所以人們必須從食物中獲得所需要的一定數量的蛋白質。蛋白質經過人體內酶的分解，變成氨基酸后，再按其一定程序合成人體蛋白質，如心、肝、腎、肺、腦以及皮膚、毛發等。另外，還有調節新陳代謝過程中的激素，如甲狀腺素、胰島素以及催化其化學反應的各種酶，能增強人體防御功能的抗體，也是蛋白質及其衍生物。蛋白質不僅是人體的基礎構造材料，而且還參與各種生理活動，食物的消化、氧的運輸、心臟跳動、肌肉收縮等都與各種蛋白質的生物學功能有關。此外，蛋白質與核酸在機體的生長、修復、后代的繁殖和遺傳上，亦具有主導作用。

食物中的蛋白質除供應人體構造和修補組織所需外，還可供給熱能。每克蛋白質在體內氧化產生熱能4千卡。

每天由食物供給的蛋白質為：正常成年男子80克左右，女子70克左右，少年男子80～90克，少年女子75～80克。按體重計，每天每千克公斤體重需供給蛋白質1.5克左右。由蛋白質供給的熱量占膳食總熱量的10%～15%為宜。

當膳食中蛋白質供應不足時，控制人體新陳代謝的酶減少，會造成抗體降低，抗病能力減弱，制造結締組織的膠原細胞合成速度減慢，出現肌肉萎縮、易疲倦等一系列衰老現象。如果從膳食中攝取了豐富的蛋白質，就可以推遲人體衰老的進程而使身材健美，從而保持人體的青春活力。

含蛋白質的食品中，人體所必需的氨基酸（如賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸）越多，其營養價值也越高。因為它們是人體自身不能合成的，必須從食物中獲得，才能滿足代謝的需要。

日常膳食中的蛋類、奶類、瘦肉、魚類、奶酪、土豆、黑面包、豆類中的氨基酸含量較高，其蛋白質與人體組織蛋白亦較接近。

在考慮多攝取蛋白質的同時，還應考慮到如何提高蛋白質的質量，即怎樣提高其營養價值。各種不同食物有著不同的營養價值，這是由它們所含的8種必需氨基酸的比例決定的。一般說，動物性蛋白質中必需的氨基酸比較適合人體需要，因此，其營養價值比植物蛋白質要高。但值得一提的是，植物蛋白中的大豆蛋白質的必需氨基酸及其構成比例，可與動物性蛋白質媲美。其他營養價值較低的植物蛋白質可以通過互相混合，取長補短的辦法來補救，以提高蛋白質的營養價值。

糖的來源

每個人都會從飲食中直接或間接地獲取大量的糖。它主要來自谷類、水果和蔬菜，而以淀粉的形式存在，進入動物體內之后，就會以肝糖（動物性淀粉）存在于肌肉與肝臟之中。植物是天然糖類的制造者，它們的綠葉會利用太陽的輻射制造簡單的糖類，然后以淀粉的形式貯存在種子和根、莖中。動物則無法像植物一樣，從水、二氧化碳和陽光來制造碳水化合物，他們必須攝取植物來獲得碳水化合物，以供給身體的能量所需。在大多數膳食中，谷類與根莖類的農作物可提供較多的熱能，西方國家的人們，小麥與馬鈴薯則是他們主要的能量來源。

糖的形式

糖以很多種不同的形式存在于我們的膳食中，我們將糖分為以下幾類：

1.單糖

單糖，是消化作用的最終產物。它是由小腸吸收進入血液的，易溶于水，進入血液后，借由血液運送至肝臟內，它們就像葡萄糖一樣，可能會被代謝、貯存，或者重新被釋放回血液中。屬于單糖類的物質很多，但是只有其中3種最受營養學家的重視，即葡萄糖、果糖和半乳糖。

在所有動物的血液中都含有葡萄糖這種單糖，另外，也廣泛地存在于大多數的水果和蔬菜中。甘薯、馬鈴薯、甜玉米和洋蔥中都含有葡萄糖，葡萄和蜂蜜中的含量也相當多。大多數的水果、蔬菜及蜂蜜，不但含有葡萄糖，同時也含有果糖。半乳糖在自然界中不會單獨存在，在植物中，半乳糖多混合其他糖類和淀粉一起存在，而且常以多糖的形式存在。在腦部和神經組織中，半乳糖則多半與脂肪和蛋白質混合在一起。甘露糖則是新近在植物中所發現的另一種單糖，但是它的分布并不廣，在飲食中也不是很重要。

2.雙糖

雙糖有3種，是我們人體比較重要的一種糖類，即蔗糖、麥芽糖和乳糖。幾乎在所有的蔬菜水果中，蔗糖都會隨著果糖與葡萄糖而存在。例如，成熟的菠蘿、各類不同的甜紅蘿卜皆含有大量的蔗糖。甘蔗糖漿和糖蜜大多是蔗糖的豐富來源，商業用的糖大多來自甘蔗和甜菜，為純粹的蔗糖。在消化腸道中，蔗糖會再分解成果糖和葡萄糖2種單糖。

發芽時的植物與動物的消化道中都可以發現麥芽糖。它可以被分解成2個單位的葡萄糖。因為許多食物都含有淀粉，在消化腸道分解之后就可產生麥芽糖。麥芽糖是人體內熱量和能量的重要來源。

乳糖，大部分存在于哺乳動物的乳液中。人奶含有6%～7%的乳糖，而牛奶則含有4%～5%的乳糖。乳糖不甜，也較難溶于水，但是可以被乳糖分解酶作用而分解成葡萄糖與半乳糖。這種酶是由小腸壁所產生的，嬰兒與發育中的小孩含量較多，成人的含量則較少或者沒有。因而缺乏乳糖分解酶的人就無法適應牛奶及任何乳類制品，這些無法被消化的乳糖通過大腸，就可能引起下痢。這種酶在成人體中究竟會存留或是喪失，主要取決于攝取食物的種類、人種和家族遺傳等因子。

3.多糖

因為淀粉是由許多葡萄糖分子所組成，所以稱之為多糖。淀粉是我們能量的基本來源，它存在于所有的谷類、面包、干豆子、梨子、馬鈴薯和許多根莖類的農作物中。大多數谷類的種子和成熟的馬鈴薯中，約有3/4的重量為淀粉，淀粉最后會轉變成糖。但是未成熟的玉米和梨子會使糖再轉變為淀粉，所以不會很甜，但當它們成熟時淀粉即會轉為糖。

糊精是另一種多糖，當種子發芽時，它即由淀粉分解而成。將淀粉類食物施以高溫時，也會形成糊精。在消化道中，糊精首先會被分解成麥芽糖，然后再水解成葡萄糖。

第3種多糖是肝糖，這是另一種形式的淀粉，存在于動物身體中，成為能量的來源。當我們吃肉時，可以從動物淀粉中獲得糖類，其量的多寡則視動物被屠殺前吃下多少淀粉類食物而定。肝臟是動物性淀粉，也就是貯存肝糖的所在，因此肝臟是成為多糖的最佳來源。肉類的肝糖，在消化道中會被分解成葡萄糖。

纖維素是另一種多糖，在牛和羊等動物的消化道中，會被分解成葡萄糖。但在人體中，因缺乏可以分解纖維素的酶，所以無法利用，但是這些纖維素可以用來改善小腸的健康狀況。含有纖維素的食物很多，比如，水果的果皮纖維部分和蔬菜、谷類的麩皮或種子的外皮都含有。有些人把未精制過的食物比喻成砂紙，他們認為，吃進這些食物就好像拿砂紙去刮磨消化道壁。其實，這是一種錯誤的觀念，事實上，纖維素可說是相當柔軟而且平滑的，即使是谷類麩皮，浸泡在水中幾分鐘之后，就會變得柔軟。

所有的糖類，包括淀粉、糊精、肝糖和纖維素，都是由碳、氫和氧所組成。所以這些物質都被歸納為碳水化合物。除了纖維素之外，它們在消化過程中都會分解成葡萄糖、果糖和半乳糖3種單糖。這3種單糖都可以直接通過腸壁而進入血液。

4.其他糖類

人體可消化的油脂中，只有10%含有甘油。甘油可以像糖一樣，在身體內燃燒變成二氧化碳和水，而產生能量。甘油在肝臟中也可以轉換成肝糖，而后再分解成葡萄糖供身體使用。蛋白質在消化作用中會分解成氨基酸，這些氨基酸會轉換成糖再供身體使用。

食物中有某些特定的有機酸不會被體內的酶作用，它們通常直接進入血液，直到與堿性礦物質結合之后才能被分解利用；或先形成肝糖，然后再分解成單糖釋放出來。因此，可以把這類有機酸列為碳水化合物，蘋果酸與檸檬酸都屬于這一類的有機酸。前者大多存在于蘋果、梨、桃子、番茄和許多蔬菜中，而后者則分布很廣，不僅柑橘和其他水果中都含有，牛奶、肉類、蔬菜和谷類中也可發現。其他如乳酸，可以從酪漿、酸牛奶和軟干酪中獲得，而草酸和苯甲酸也存在于食物中，可是不容易被身體所利用，所以我們經常可在排泄物中發現這些東西。

人體對維生素的需要量

維生素是人體營養、生長所需的有機化合物。機體如果缺乏維生素，就會出現某種疾病。因此有些人認為維生素是營養素，攝入是“多多益善”。人需要維生素越多越好嗎？答案是否定的。合理營養的關鍵在于“適度”。過多攝入某些維生素，對身體不僅無益反而有害。

維生素大致可分為水溶性（維生素B、維生素C）和脂溶性（維生素A、維生素D、維生素K）2大類。水溶性的維生素多余部分一般可隨尿液排出體外，脂溶性類的維生素A或維生素D，多余則不能排出體外。這樣就給人們一個印象，以為水溶性維生素食多了無害，有人主張每日口服維生素C3～5克可以達到保健的目的。其實這是有害的，實驗證實，長期口服維生素C1克以上時，可引起草酸尿、高尿酸血癥、高鈣血癥。有的人全身可出現皮疹、浮腫、血壓下降、惡心等。在脂溶性維生素中，以維生素A和維生素D服用量過大而引起的中毒最為常見。維生素A過剩時，將引起失眠、氣喘、眩暈、脫發、惡心、腹瀉等癥；維生素D過剩時，可引起食欲不振、倦怠、便秘、體重下降及低燒等。

正常的人每日需要維生素C50～100毫克，維生素A2500～3000國際單位，維生素D300～400國際單位。

人體對脂肪的需要量

人體每日脂肪的需求量究竟是多少，沒有人能確定。隨著文化、人種和個體的差異，而使真正的攝食量有很大的不同。例如，登山者和做粗工的體力勞動者，他們對脂肪的需求量就較大。食物中如果添加或含有脂肪，味道會更鮮美。世界上大部分地方，其正常的飲食中，約有35%～45%的能量是油脂所供給的。但高脂肪含量的飲食也可能會導致體重過重及心臟、循環系統方面的疾病。

人體必需的微量元素有多少種

根據科學研究，到目前為止，已被確認與人體健康和生命有關的必需微量元素有16種，即鐵、銅、鋅、鈷、錳、鉻、硒、碘、鎳、氟、鉬、釩、錫、硅、鍶、硼，每種微量元素都有其特殊的生理功能。盡管它們在人體內含量極小，但它們對維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素，人體就會出現疾病，甚至危及生命。國外曾有報告：機體內含鐵、銅、鋅總量減少，均可減弱免疫機制，降低抗病能力，有助于細菌感染，而且感染后的死亡率亦較高。

微量元素在人體中的主要功能是：

1.運載常量元素，把大量元素帶到各組織中去。

2.充當生物體內各種酶的活性中心，促進新陳代謝。

3.參與體內各種激素的作用，如鋅可以促進性激素的功能，鉻可促進胰島素的作用等。

人體營養素的生理需要量和供應量

人體營養素的生理需要量和供給量，是2個不同的概念。一般來說，生理需要量是指健康人在保證正常生長發育和特殊生理條件下，每日需要攝入維持身體正常生理功能所必需的最低基本數量的營養素，如果低于這個數量，就會對身體產生不利影響。生理需要量受多種因素影響，例如人體身高、體重、性別、年齡、特殊生理活動、個體的生理特點及代謝類型等不同，則對營養素的生理需要量各異。

供給量比生理需要量充裕，就是在正常生理需要量的基礎上，還須考慮群體中的個體差異，以保證群體中的絕大多數人都能得到所需要的營養素。供給量是作為保證正常人身體健康而提出的質量標準，由于各國的膳食構成不同，所制定的供給量有很大的差異。

在用供給量評價某群體膳食質量時，如果攝取的營養素平均值低于供給量，僅表示群體中的一些個體可能有營養素攝入不足，相差愈多則攝入不足的人數比例愈大。對于個人而言，由于供給量已保證絕大多數的營養需要，故極少可能發生個人的需要超出供給量標準。因此供給量高于生理需要量，在應用于個人時，應該考慮適當調整。但是，如果個人長期攝入營養素數量過低，會發生營養素缺乏。

營養素的攝入并非多多益善

許多營養素，尤其是某些脂溶性維生素和微量元素，攝入量不足時，可產生營養缺乏病，攝入量過多則可產生中毒現象。

歷史上許多營養素的發現，是由于該營養素缺乏而引起學者們深入研究的結果。例如，為了研究腳氣病的病因，人們發現了維生素B1；為了研究癩皮病病因，人們發現了煙酸；為了研究夜盲癥，人們才從治療夜盲癥的羊肝中分離出維生素A。祖國醫學在3000多年前即知道地方性甲狀腺腫可以用海藻來治療，后來在1820年才證實海藻中富含的碘是治療此病的有效物質。維生素的不足可以引起缺乏病，尤其是水溶性維生素的缺乏更易生病。脂溶性維生素的缺乏則不同，需要較長的時間才會出現缺乏癥狀。這是因為水溶性維生素容易由尿和汗中排出，而脂溶性維生素不易從尿和汗中排出。

這樣就給人們一個印象，以為水溶性維生素服多了無害，例如有人主張每日口服維生素C3～5克以達到保健的目的。其實這是有害的，因為從人體實驗中已證實，長期每日口服維生素C1克以上時，血中白細胞吞噬細胞的能力就會受到抑制。B族維生素中任何一種維生素服用過多，也可以引起其中另一種維生素排出過多而引起缺乏，例如長期口服大劑量的維生素B1可以引起維生素B2排出的過多而發生維生素B2缺乏癥。在脂溶性維生素中，以維生素A和維生素D服用量過大而引起的中毒最為常見。例如年齡為1～3歲的兒童，每日口服維生素A7.5萬國際單位達6個月，即可出現維生素A中毒癥狀，表現為過度興奮、頭痛、惡心、腹瀉等。長期更大劑量地服用還可引起骨骼脫鈣而發生骨折。維生素D的中毒，在嬰幼兒則更為常見，因為有一些嬰兒對維生素D的毒性作用特別敏感。國外曾有報告，有的嬰兒每日只攝入維生素D3000～4000國際單位，即可出現中毒癥狀。表現為精神不振和生長停滯，同時血鈣含量異常升高。一般嬰兒每日攝入2萬國際單位可出現嚴重的中毒癥狀。嘔吐、腹瀉、虛弱、體重減輕、腎臟損傷以及血鈣含量異常升高，致使腹內臟器有鈣鹽沉積。因此對嬰幼兒服用脂溶性維生素D要特別小心。目前有水溶性維生素D制劑出售，使用大劑量這種制劑雖不至于中毒，但這是很大的浪費。

微量元素對于人體的作用要比維生素更為重要，因為人體可以自己制造某些維生素，但卻無法制造出它所需要的微量元素。顯然，每一種微量元素都有它特殊的功能。盡管它們在體內的含量只有十萬分之幾，有的甚至僅有十億分之幾，但是一旦缺少了這微乎其微的一點，生命就可能因此而終止。目前在兒童營養中，最常見的微量元素缺乏癥是鐵、鋅和硒的缺乏。鐵缺乏可引起貧血，鋅缺乏可引起味覺減退、異食癖和生長停滯，兒童大骨節病的發生與缺硒有一定關系。但防治這些微量元素缺乏癥所用的劑量是很小的，例如鐵每人每日只需10毫克，鋅每人每日也只需10毫克，硒則更少，每人每日只要0.5毫克就夠了。因此對這些微量元素長期大劑量服用，不僅是浪費，而且有發生中毒的危險，尤其是對兒童更應該注意他們服用的劑量，不是越多越好，即使是蛋白質，脂肪和食鹽的攝入量也不是多多益善，因為高蛋白、高脂肪的膳食可引起心血管疾病，食鹽攝入量過多可引起高血壓癥，這已是眾所周知的事情了。