第1章 人体的营养需要

第一节 营养基础知识

人体的物质组成

组成人体的物质成分有：水、蛋白质、脂肪、糖类和无机盐以及维生素。无机盐又称矿物质，人体内约含40多种，它们在人体内只占总体重的4%左右，但在人体中却起着非常重要的生理作用。这些元素包括钠、钾、氯、钙、磷、镁、铁、硫、碘、氟、锌、铜、镍、锡、钒、锶、钴、硒、铬、钼、锰等。水和无机盐为无机物，而蛋白质、脂类和糖类则为有机物。构成人体的这些物质的共同特点是都含有碳、氢、氧种元素。蛋白质中还含有氮。

人体的组成非常复杂，各种物质组成有一定的比例。一般来讲，水约占人体的55%～67%，蛋白质占15%～18%，脂类占10%～15%，糖类占1%～2%，无机盐占3%～4%，这些物质在新陈代谢中还能合成许多重要物质，其结构相当复杂。

蛋白质的功能很重要，与生命关系极为密切，可以说，没有蛋白质就没有生命。在人体内，除了水以外，干物质重量约一半是蛋白质。成人肌肉组织干重的3/4是蛋白质，脑及神经的干重近一半为蛋白蛋。

人体已知的1000多种酶是由蛋白质构成的。糖类是人体的“能源”，是人生命活动和劳动做功所需能量的主要供给者。脂肪则是体内能源的“仓库”，是糖的后备物质。其他类脂如胆固醇、磷脂等也有着重要的生理功能。水和无机盐则可以维持体液的渗透压和酸碱平衡等生理功能。特别是对一些微量元素，近几年研究进展较快，有人把某些微量元素称之为“生命的火花。”维生素的功能是多方面的，不同的维生素有着不同的生理功能，对物质代谢和生命活动起着重要作用。

人体构成离不开这6大营养物质，同样，维持人类的生命活动，也需要不断地从食物中获得这6大营养物质，缺乏任何一种物质或发生代谢失常引起某物质供应不足，都会造成人体组织结构的变化或功能的异常，而表现为疾病。

人体能量的来源

人体好像是一部机器，只有持续不断地供给能量才能维持心脏的跳动及正常的生理活动。

它所需的能量是从哪里来的呢？是由糖、脂肪、蛋白质在氧化过程中释放出来的。每1克食物成分彻底氧化时所释放的能量通常被称为该食物成分的卡价，一般每克糖彻底氧化时释放出17.4千焦的能量，每克脂肪完全氧化可释放出38.87千焦的能量。释放的能量一部分以热的形式释放出，用来维持体温，一部分则贮存于三磷酸腺苷（ATP）中，作为机体所需能量的主要直接来源。

人每天消耗的能量，一方面是满足人体基本生理活动的需要，这称为基础代谢，如心脏的跳动、肺的呼吸等，一般一个人24小时最低消耗能量约为4180～7524千焦；另一方面是满足人的劳动所需。一般地说，一个轻体力劳动者，加上基础代谢所需的能量，每天约需10450千焦，中体力劳动者约12540千焦，重体力劳动者可高达16720千焦以上。

人体需要的营养素

人体无论从事什么活动都需要消耗能量，即使在睡眠时，呼吸、循环、分泌等生理活动也每时每刻都在进行。人们常说“人是铁，饭是钢，一顿不吃饿得慌”，这说明人体必须每天从食物中获得所需的营养，以补充消耗的能量。

人类依靠地球上各种生物资源，因地、因时制宜地发展富有独特风格的民族膳食，并能够以多种不同的方式和各种不同的食品构成营养，也都是为了获得同一种结果，即通过膳食得到人体所需要的全部营养，而且既要有足够的数量，又要有适当的比例。概括起来，人体对营养的最基本要求是：

1.供给热量和能量，使其能维持体温，满足生理活动和从事劳动的需要。

2.构成身体组织，供给生长、发育及组织自我更新所需要的材料。

3.保护器官机能，调节代谢反应，使身体各部分工作能正常进行。

食物的营养功用是通过它所含的营养成分来实现的，这些有效成分就叫做营养素。人体必需的营养素有50种左右，一般分为6类，包括：蛋白质、脂肪、碳水化合物（又叫糖类）、维生素、矿物质（包括微量元素）和水。其中碳水化合物、脂肪、蛋白质称为“3大营养素”。

营养素按人体需要的多少，可分为常量营养素和微量营养素。前者是指每日需要量仅在1克以上的营养素，如碳水化合物、脂肪、蛋白质、水及钾、钠、钙、镁、磷、氯等；微量营养素指每日需要量仅为百万分之几克（微克）至千分之几克（毫克）的营养素，如铁、铜、锌、铬、锰、钼、硒、碘、氟以及某些维生素等。

人体必需的营养素众多，而现实中没有一种食品能按照人体所需的数量和所希望的适宜配比提供营养素。因此，为了满足营养的需要，必须摄取多种多样的食物，找出最有益并且可口的食物配比。经验证明，健康人按照科学建议数量摄入营养素，是不会造成营养缺乏症的。

3.蛋白质的互补作用

这是指2种或2种以上的食物蛋白质混合食用时，其所含的氨基酸之间取长补短，相互补充，从而提高食物蛋白质营养价值的作用。这种互补作用在人们的日常生活中也常有应用。如用五谷杂粮煮成的腊八粥即是发挥蛋白质互补作用的实例，其它如糯米绿豆粥、菜肉包、饺子等，皆是如此。食物混合食用时，为使蛋白质的互补作用得以发挥，一般应遵循以下原则：

（1）食物的生物学属性愈远愈好，如动物性与植物性食物混食时蛋白质的生物价值超过单纯植物性食物之间的混合。

（2）搭配的食物种类愈多愈好。

（3）各种食物要同时食用，因为单个氨基酸吸收到体内之后，一般要在血液中停留约4小时，然后到达各组织器官，再合成组织器官的蛋白质，而合成组织器官的蛋白质所需要的氨基酸必须同时到达，才能发挥氨基酸的互补作用，装配成组织器官蛋白。

4.不可滥补赖氨酸

赖氨酸是人体8种（婴幼儿为9种）必需氨基酸之一，其他为亮氨酸、异亮氨酸，蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸及苯丙氨酸（婴幼儿还需组氨酸）等。它们的摄入量应有一定比例，超过或减少都将使氨基酸比例失去平衡，影响氨基酸的利用。赖氨酸在粮谷类蛋白质中的相对含量较低（与人体需要比较而言），因此，在粮谷制品中适当添加是必要的。但如以此扩大到种种食品中，不加限制的“强化”，或日常饮食中不加限制的补充，则不仅不会产生良好作用，而且当其量超过人体生理负荷，将对人体产生有害作用。过量摄入赖氨酸可致食欲下降、体重增加延滞，还可引起血胆固醇量上升。

蛋白质的防衰及摄取方法

由于人体组织本身不能产生蛋白质，所以人们必须从食物中获得所需要的一定数量的蛋白质。蛋白质经过人体内酶的分解，变成氨基酸后，再按其一定程序合成人体蛋白质，如心、肝、肾、肺、脑以及皮肤、毛发等。另外，还有调节新陈代谢过程中的激素，如甲状腺素、胰岛素以及催化其化学反应的各种酶，能增强人体防御功能的抗体，也是蛋白质及其衍生物。蛋白质不仅是人体的基础构造材料，而且还参与各种生理活动，食物的消化、氧的运输、心脏跳动、肌肉收缩等都与各种蛋白质的生物学功能有关。此外，蛋白质与核酸在机体的生长、修复、后代的繁殖和遗传上，亦具有主导作用。

食物中的蛋白质除供应人体构造和修补组织所需外，还可供给热能。每克蛋白质在体内氧化产生热能4千卡。

每天由食物供给的蛋白质为：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。按体重计，每天每千克公斤体重需供给蛋白质1.5克左右。由蛋白质供给的热量占膳食总热量的10%～15%为宜。

当膳食中蛋白质供应不足时，控制人体新陈代谢的酶减少，会造成抗体降低，抗病能力减弱，制造结缔组织的胶原细胞合成速度减慢，出现肌肉萎缩、易疲倦等一系列衰老现象。如果从膳食中摄取了丰富的蛋白质，就可以推迟人体衰老的进程而使身材健美，从而保持人体的青春活力。

含蛋白质的食品中，人体所必需的氨基酸（如赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸）越多，其营养价值也越高。因为它们是人体自身不能合成的，必须从食物中获得，才能满足代谢的需要。

日常膳食中的蛋类、奶类、瘦肉、鱼类、奶酪、土豆、黑面包、豆类中的氨基酸含量较高，其蛋白质与人体组织蛋白亦较接近。

在考虑多摄取蛋白质的同时，还应考虑到如何提高蛋白质的质量，即怎样提高其营养价值。各种不同食物有着不同的营养价值，这是由它们所含的8种必需氨基酸的比例决定的。一般说，动物性蛋白质中必需的氨基酸比较适合人体需要，因此，其营养价值比植物蛋白质要高。但值得一提的是，植物蛋白中的大豆蛋白质的必需氨基酸及其构成比例，可与动物性蛋白质媲美。其他营养价值较低的植物蛋白质可以通过互相混合，取长补短的办法来补救，以提高蛋白质的营养价值。

糖的来源

每个人都会从饮食中直接或间接地获取大量的糖。它主要来自谷类、水果和蔬菜，而以淀粉的形式存在，进入动物体内之后，就会以肝糖（动物性淀粉）存在于肌肉与肝脏之中。植物是天然糖类的制造者，它们的绿叶会利用太阳的辐射制造简单的糖类，然后以淀粉的形式贮存在种子和根、茎中。动物则无法像植物一样，从水、二氧化碳和阳光来制造碳水化合物，他们必须摄取植物来获得碳水化合物，以供给身体的能量所需。在大多数膳食中，谷类与根茎类的农作物可提供较多的热能，西方国家的人们，小麦与马铃薯则是他们主要的能量来源。

糖的形式

糖以很多种不同的形式存在于我们的膳食中，我们将糖分为以下几类：

1.单糖

单糖，是消化作用的最终产物。它是由小肠吸收进入血液的，易溶于水，进入血液后，借由血液运送至肝脏内，它们就像葡萄糖一样，可能会被代谢、贮存，或者重新被释放回血液中。属于单糖类的物质很多，但是只有其中3种最受营养学家的重视，即葡萄糖、果糖和半乳糖。

在所有动物的血液中都含有葡萄糖这种单糖，另外，也广泛地存在于大多数的水果和蔬菜中。甘薯、马铃薯、甜玉米和洋葱中都含有葡萄糖，葡萄和蜂蜜中的含量也相当多。大多数的水果、蔬菜及蜂蜜，不但含有葡萄糖，同时也含有果糖。半乳糖在自然界中不会单独存在，在植物中，半乳糖多混合其他糖类和淀粉一起存在，而且常以多糖的形式存在。在脑部和神经组织中，半乳糖则多半与脂肪和蛋白质混合在一起。甘露糖则是新近在植物中所发现的另一种单糖，但是它的分布并不广，在饮食中也不是很重要。

2.双糖

双糖有3种，是我们人体比较重要的一种糖类，即蔗糖、麦芽糖和乳糖。几乎在所有的蔬菜水果中，蔗糖都会随着果糖与葡萄糖而存在。例如，成熟的菠萝、各类不同的甜红萝卜皆含有大量的蔗糖。甘蔗糖浆和糖蜜大多是蔗糖的丰富来源，商业用的糖大多来自甘蔗和甜菜，为纯粹的蔗糖。在消化肠道中，蔗糖会再分解成果糖和葡萄糖2种单糖。

发芽时的植物与动物的消化道中都可以发现麦芽糖。它可以被分解成2个单位的葡萄糖。因为许多食物都含有淀粉，在消化肠道分解之后就可产生麦芽糖。麦芽糖是人体内热量和能量的重要来源。

乳糖，大部分存在于哺乳动物的乳液中。人奶含有6%～7%的乳糖，而牛奶则含有4%～5%的乳糖。乳糖不甜，也较难溶于水，但是可以被乳糖分解酶作用而分解成葡萄糖与半乳糖。这种酶是由小肠壁所产生的，婴儿与发育中的小孩含量较多，成人的含量则较少或者没有。因而缺乏乳糖分解酶的人就无法适应牛奶及任何乳类制品，这些无法被消化的乳糖通过大肠，就可能引起下痢。这种酶在成人体中究竟会存留或是丧失，主要取决于摄取食物的种类、人种和家族遗传等因子。

3.多糖

因为淀粉是由许多葡萄糖分子所组成，所以称之为多糖。淀粉是我们能量的基本来源，它存在于所有的谷类、面包、干豆子、梨子、马铃薯和许多根茎类的农作物中。大多数谷类的种子和成熟的马铃薯中，约有3/4的重量为淀粉，淀粉最后会转变成糖。但是未成熟的玉米和梨子会使糖再转变为淀粉，所以不会很甜，但当它们成熟时淀粉即会转为糖。

糊精是另一种多糖，当种子发芽时，它即由淀粉分解而成。将淀粉类食物施以高温时，也会形成糊精。在消化道中，糊精首先会被分解成麦芽糖，然后再水解成葡萄糖。

第3种多糖是肝糖，这是另一种形式的淀粉，存在于动物身体中，成为能量的来源。当我们吃肉时，可以从动物淀粉中获得糖类，其量的多寡则视动物被屠杀前吃下多少淀粉类食物而定。肝脏是动物性淀粉，也就是贮存肝糖的所在，因此肝脏是成为多糖的最佳来源。肉类的肝糖，在消化道中会被分解成葡萄糖。

纤维素是另一种多糖，在牛和羊等动物的消化道中，会被分解成葡萄糖。但在人体中，因缺乏可以分解纤维素的酶，所以无法利用，但是这些纤维素可以用来改善小肠的健康状况。含有纤维素的食物很多，比如，水果的果皮纤维部分和蔬菜、谷类的麸皮或种子的外皮都含有。有些人把未精制过的食物比喻成砂纸，他们认为，吃进这些食物就好像拿砂纸去刮磨消化道壁。其实，这是一种错误的观念，事实上，纤维素可说是相当柔软而且平滑的，即使是谷类麸皮，浸泡在水中几分钟之后，就会变得柔软。

所有的糖类，包括淀粉、糊精、肝糖和纤维素，都是由碳、氢和氧所组成。所以这些物质都被归纳为碳水化合物。除了纤维素之外，它们在消化过程中都会分解成葡萄糖、果糖和半乳糖3种单糖。这3种单糖都可以直接通过肠壁而进入血液。

4.其他糖类

人体可消化的油脂中，只有10%含有甘油。甘油可以像糖一样，在身体内燃烧变成二氧化碳和水，而产生能量。甘油在肝脏中也可以转换成肝糖，而后再分解成葡萄糖供身体使用。蛋白质在消化作用中会分解成氨基酸，这些氨基酸会转换成糖再供身体使用。

食物中有某些特定的有机酸不会被体内的酶作用，它们通常直接进入血液，直到与碱性矿物质结合之后才能被分解利用；或先形成肝糖，然后再分解成单糖释放出来。因此，可以把这类有机酸列为碳水化合物，苹果酸与柠檬酸都属于这一类的有机酸。前者大多存在于苹果、梨、桃子、番茄和许多蔬菜中，而后者则分布很广，不仅柑橘和其他水果中都含有，牛奶、肉类、蔬菜和谷类中也可发现。其他如乳酸，可以从酪浆、酸牛奶和软干酪中获得，而草酸和苯甲酸也存在于食物中，可是不容易被身体所利用，所以我们经常可在排泄物中发现这些东西。

人体对维生素的需要量

维生素是人体营养、生长所需的有机化合物。机体如果缺乏维生素，就会出现某种疾病。因此有些人认为维生素是营养素，摄入是“多多益善”。人需要维生素越多越好吗？答案是否定的。合理营养的关键在于“适度”。过多摄入某些维生素，对身体不仅无益反而有害。

维生素大致可分为水溶性（维生素B、维生素C）和脂溶性（维生素A、维生素D、维生素K）2大类。水溶性的维生素多余部分一般可随尿液排出体外，脂溶性类的维生素A或维生素D，多余则不能排出体外。这样就给人们一个印象，以为水溶性维生素食多了无害，有人主张每日口服维生素C3～5克可以达到保健的目的。其实这是有害的，实验证实，长期口服维生素C1克以上时，可引起草酸尿、高尿酸血症、高钙血症。有的人全身可出现皮疹、浮肿、血压下降、恶心等。在脂溶性维生素中，以维生素A和维生素D服用量过大而引起的中毒最为常见。维生素A过剩时，将引起失眠、气喘、眩晕、脱发、恶心、腹泻等症；维生素D过剩时，可引起食欲不振、倦怠、便秘、体重下降及低烧等。

正常的人每日需要维生素C50～100毫克，维生素A2500～3000国际单位，维生素D300～400国际单位。

人体对脂肪的需要量

人体每日脂肪的需求量究竟是多少，没有人能确定。随着文化、人种和个体的差异，而使真正的摄食量有很大的不同。例如，登山者和做粗工的体力劳动者，他们对脂肪的需求量就较大。食物中如果添加或含有脂肪，味道会更鲜美。世界上大部分地方，其正常的饮食中，约有35%～45%的能量是油脂所供给的。但高脂肪含量的饮食也可能会导致体重过重及心脏、循环系统方面的疾病。

人体必需的微量元素有多少种

根据科学研究，到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有16种，即铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼，每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命。国外曾有报告：机体内含铁、铜、锌总量减少，均可减弱免疫机制，降低抗病能力，有助于细菌感染，而且感染后的死亡率亦较高。

微量元素在人体中的主要功能是：

1.运载常量元素，把大量元素带到各组织中去。

2.充当生物体内各种酶的活性中心，促进新陈代谢。

3.参与体内各种激素的作用，如锌可以促进性激素的功能，铬可促进胰岛素的作用等。

人体营养素的生理需要量和供应量

人体营养素的生理需要量和供给量，是2个不同的概念。一般来说，生理需要量是指健康人在保证正常生长发育和特殊生理条件下，每日需要摄入维持身体正常生理功能所必需的最低基本数量的营养素，如果低于这个数量，就会对身体产生不利影响。生理需要量受多种因素影响，例如人体身高、体重、性别、年龄、特殊生理活动、个体的生理特点及代谢类型等不同，则对营养素的生理需要量各异。

供给量比生理需要量充裕，就是在正常生理需要量的基础上，还须考虑群体中的个体差异，以保证群体中的绝大多数人都能得到所需要的营养素。供给量是作为保证正常人身体健康而提出的质量标准，由于各国的膳食构成不同，所制定的供给量有很大的差异。

在用供给量评价某群体膳食质量时，如果摄取的营养素平均值低于供给量，仅表示群体中的一些个体可能有营养素摄入不足，相差愈多则摄入不足的人数比例愈大。对于个人而言，由于供给量已保证绝大多数的营养需要，故极少可能发生个人的需要超出供给量标准。因此供给量高于生理需要量，在应用于个人时，应该考虑适当调整。但是，如果个人长期摄入营养素数量过低，会发生营养素缺乏。

营养素的摄入并非多多益善

许多营养素，尤其是某些脂溶性维生素和微量元素，摄入量不足时，可产生营养缺乏病，摄入量过多则可产生中毒现象。

历史上许多营养素的发现，是由于该营养素缺乏而引起学者们深入研究的结果。例如，为了研究脚气病的病因，人们发现了维生素B1；为了研究癞皮病病因，人们发现了烟酸；为了研究夜盲症，人们才从治疗夜盲症的羊肝中分离出维生素A。祖国医学在3000多年前即知道地方性甲状腺肿可以用海藻来治疗，后来在1820年才证实海藻中富含的碘是治疗此病的有效物质。维生素的不足可以引起缺乏病，尤其是水溶性维生素的缺乏更易生病。脂溶性维生素的缺乏则不同，需要较长的时间才会出现缺乏症状。这是因为水溶性维生素容易由尿和汗中排出，而脂溶性维生素不易从尿和汗中排出。

这样就给人们一个印象，以为水溶性维生素服多了无害，例如有人主张每日口服维生素C3～5克以达到保健的目的。其实这是有害的，因为从人体实验中已证实，长期每日口服维生素C1克以上时，血中白细胞吞噬细胞的能力就会受到抑制。B族维生素中任何一种维生素服用过多，也可以引起其中另一种维生素排出过多而引起缺乏，例如长期口服大剂量的维生素B1可以引起维生素B2排出的过多而发生维生素B2缺乏症。在脂溶性维生素中，以维生素A和维生素D服用量过大而引起的中毒最为常见。例如年龄为1～3岁的儿童，每日口服维生素A7.5万国际单位达6个月，即可出现维生素A中毒症状，表现为过度兴奋、头痛、恶心、腹泻等。长期更大剂量地服用还可引起骨骼脱钙而发生骨折。维生素D的中毒，在婴幼儿则更为常见，因为有一些婴儿对维生素D的毒性作用特别敏感。国外曾有报告，有的婴儿每日只摄入维生素D3000～4000国际单位，即可出现中毒症状。表现为精神不振和生长停滞，同时血钙含量异常升高。一般婴儿每日摄入2万国际单位可出现严重的中毒症状。呕吐、腹泻、虚弱、体重减轻、肾脏损伤以及血钙含量异常升高，致使腹内脏器有钙盐沉积。因此对婴幼儿服用脂溶性维生素D要特别小心。目前有水溶性维生素D制剂出售，使用大剂量这种制剂虽不至于中毒，但这是很大的浪费。

微量元素对于人体的作用要比维生素更为重要，因为人体可以自己制造某些维生素，但却无法制造出它所需要的微量元素。显然，每一种微量元素都有它特殊的功能。尽管它们在体内的含量只有十万分之几，有的甚至仅有十亿分之几，但是一旦缺少了这微乎其微的一点，生命就可能因此而终止。目前在儿童营养中，最常见的微量元素缺乏症是铁、锌和硒的缺乏。铁缺乏可引起贫血，锌缺乏可引起味觉减退、异食癖和生长停滞，儿童大骨节病的发生与缺硒有一定关系。但防治这些微量元素缺乏症所用的剂量是很小的，例如铁每人每日只需10毫克，锌每人每日也只需10毫克，硒则更少，每人每日只要0.5毫克就够了。因此对这些微量元素长期大剂量服用，不仅是浪费，而且有发生中毒的危险，尤其是对儿童更应该注意他们服用的剂量，不是越多越好，即使是蛋白质，脂肪和食盐的摄入量也不是多多益善，因为高蛋白、高脂肪的膳食可引起心血管疾病，食盐摄入量过多可引起高血压症，这已是众所周知的事情了。