内容三 营 养 素
一、营养素的概念、种类与功能
营养素（nutrients）是指食物中含有的能维持人体生存和健康，促进机体生长发育的物质。人体所必需的营养素种类达40余种，分为蛋白质、脂类、糖类、维生素、矿物质以及水六大类。其中：蛋白质、脂类、糖类的需要量较大，且在体内代谢过程中提供机体所需的能量，因此，它们又称为宏量营养素或三大产能营养素；维生素、矿物质的需要量相对较少，称为微量营养素。营养素主要功能可概括为：①供给机体所需的能量；②构成机体组织成分，促进组织细胞生长和修复；③维持并调节机体正常生理功能。膳食中各种营养素能满足机体需要，并且达到相互之间的平衡，这种膳食称平衡膳食（又称合理膳食）。
二、膳食营养素参考摄入量
人体所需的各种营养素都必须从膳食中获得，每天各种营养素的摄入量种类要齐全，数量要充足，而且比例也要合理。因此，中国营养学会为指导中国居民膳食营养素的合理摄入，避免由于营养素摄入不足或营养素摄入过多产生的危害，分别制定了适合各种年龄、性别以及不同劳动强度、不同生理状态人群的膳食营养素参考摄入量，即中国居民膳食营养素参考摄入量（dietary reference intakes，DRIs），以供广大居民参考，其内容共包括四项，即平均需要量、推荐摄入量、适宜摄入量和可耐受最高摄入量。
（1）平均需要量 平均需要量（estimated average requirement，EAR）是根据个体需要量的研究资料制定的，可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中50%个体需要量的摄入水平。这一摄入水平不能满足群体中另外50%个体对该营养素的需要。平均需要量是制定推荐摄入量的基础。
（2）推荐摄入量 推荐摄入量（recommended nutrient intake，RNI）是以平均需要量为基础制定的，如果已知平均需要量及标准差，则可按公式RNI＝EAR＋2SD（SD为标准差）进行计算。它可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中绝大多数（97%～98%）个体需要量的摄入水平。可以作为个体每日该营养素的目标摄入值。
（3）适宜摄入量 适宜摄入量（adequate intake，AI）是通过观察或实验研究获得的健康人群某种营养素的摄入量。适宜摄入量的主要用途是作为个体营养素摄入量的参考指标。一般情况下，适宜摄入量能满足目标人群中几乎所有个体的需要，其制定不仅考虑了预防营养素缺乏的需要，也考虑了减少某些疾病的风险。适宜摄入量往往大于推荐摄入量。
（4）可耐受最高摄入量 可耐受最高摄入量（upper level of intake，UL）是平均每日摄入营养素的最高限量。这个量对一般人群中的几乎所有个体不致引起健康损害。但当某营养素摄入量超过可耐受最高摄入量而进一步增加时，损害健康的危险性就随之升高。可耐受最高摄入量是依据食物、饮水及补充剂提供的总量而制定的，其主要目的是防止个体某种营养素摄入过高而危害健康。
三、蛋白质
蛋白质（protein）是生命的物质基础，机体组织中每一个细胞和一些重要生命活性物质的构成均有蛋白质参与。正常人体中蛋白质含量占体重的16%～19%，种类达10万余种，它们分别发挥着各种各样的作用。
（一）蛋白质的组成
1．蛋白质组成元素
蛋白质是结构复杂的一类大分子有机物，其组成元素主要为碳、氢、氧、氮四种元素，其中含有的氮元素是人体氮的唯一来源（人和动物性食物中的含氮物质绝大部分是蛋白质，非蛋白质的含氮物质含量很少，可以忽略不计），且各种蛋白质中氮含量非常接近，平均约为16%，因此可按照氮含量推算出蛋白质的含量。1g氮相当于6．25 g蛋白质，此系数称为蛋白质含氮系数（又称蛋白质换算系数）。
2．氨基酸
氨基酸（amino acid）是组成蛋白质的基本单位，构成蛋白质的氨基酸有20余种。按照是否能在体内合成，将这20余种氨基酸分为必需氨基酸、非必需氨基酸和条件必需氨基酸。
（1）必需氨基酸与氨基酸模式 必需氨基酸（essential amino acid，EAA）是指在人体内不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须由食物蛋白质提供的氨基酸。包括缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）、苯丙氨酸、色氨酸和赖氨酸8种。对于婴儿，组氨酸在体内也不能合成，因此，婴儿的必需氨基酸为9种。不同食物蛋白质必需氨基酸含量不同，食物蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例，称为氨基酸模式（amino acid pattern）。计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为1，分别计算出其他必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式。食物蛋白质的氨基酸模式决定其被机体利用的程度。
（2）非必需氨基酸与条件必需氨基酸 人和动物自身能够合成的氨基酸称为非必需氨基酸（nonessential amino acid），包括甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸、组氨酸、酪氨酸、胱氨酸、半胱氨酸共12种。其中半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸（conditionally essential amino acid）。因其合成需要一定的条件：①半胱氨酸可由蛋氨酸转变而成，酪氨酸可由苯丙氨酸转变而来，如果膳食缺乏这两种氨基酸，则人体对半胱氨酸和酪氨酸的合成就会受限；②条件必需氨基酸合成最高速度有限，并可受机体发育和病理生理因素限制，例如，出生体重非常轻的婴儿不能合成半胱氨酸。
（二）氮平衡
正常成年人体内蛋白质含量稳定。体内全部蛋白质每天有3%左右进行更新，其中大部分重新合成新的蛋白质分子，但有一小部分分解成为尿素及其他代谢产物。其丢失部分必须每天从膳食蛋白质中得到补充而保持平衡，机体的这种摄入氮与排出氮在数量上的平衡关系称为氮平衡（nitrogen balance）。氮平衡有以下三种情况。
（1）氮平衡 摄入氮等于排出氮时称为总氮平衡。此时表明体内蛋白质的合成量和分解量处于动态平衡。一般营养正常的健康成年人属于这种情况。
（2）正氮平衡 摄入氮大于排出氮时称为正氮平衡。此时表明体内蛋白质的合成量大于分解量。生长期的儿童、少年、孕妇、乳母和恢复期的伤病员等属于这种情况。因此，在这些人的膳食中应该给予含蛋白质丰富的食物。
（3）负氮平衡 摄入氮小于排出氮时称为负氮平衡。即膳食中氮的摄入量少于氮的排出量。负氮平衡表明此时体内蛋白质的合成量小于分解量。慢性消耗性疾病、组织创伤和饥饿等属于这种情况。蛋白质摄入不足，体内蛋白质缺乏首先影响蛋白质更新快的组织，如肠黏膜及分泌消化液的腺体，引起消化不良、腹泻、失水、失盐等。肝脏也会受到影响出现脂肪浸润，合成血浆蛋白能力下降，使血浆蛋白含量降低出现水肿，同时骨骼肌不能维持正常结构出现肌肉萎缩，骨髓功能异常导致贫血等。还可导致幼儿智力发育障碍。但是，摄入过多的蛋白质会增加某些脏器（如肾脏）的负担，造成机体钙丢失增加等。
（三）蛋白质的生理功能
蛋白质是生命的存在形式，没有蛋白质就没有生命。蛋白质的生理功能主要有以下几个方面。
（1）构成和修复组织 细胞构成组织，组织构成器官，器官构成系统，系统构成人体。由此可见，细胞是构成人体的基本单位。而人体内所有细胞的构成和分裂都必须有蛋白质参与，因此，蛋白质是构成和修复组织的重要物质。从脏器、肌肉、骨骼、牙齿到皮肤和毛发以及体液成分，无一不含有蛋白质。机体生长发育、组织更新和修复都是依靠细胞不断分裂和更新完成的，这均依赖于蛋白质的存在。
（2）调节生理机能 机体生命活动之所以能够有条不紊地进行，有赖于多种生理活性物质的调节。而蛋白质是构成机体某些具有重要生理功能活性物质的成分，参与调节生理活动。如核蛋白构成细胞核并影响细胞功能，酶蛋白具有促进食物消化、吸收和利用的作用，免疫球蛋白具有维持机体免疫功能的作用，收缩蛋白（如肌球蛋白）具有调节肌肉收缩的功能，血液中的脂蛋白、运铁蛋白、视黄醇结合蛋白具有运送营养素的作用，血红蛋白具有携带、运送氧的功能，白蛋白具有调节渗透压、维持体液平衡的功能，激素具有调节体内代谢和各种生理活动的功能等。
（3）供给机体能量 蛋白质是向机体提供能量的三大产热营养素之一。每克蛋白质在体内氧化可提供16．7kJ（4．0kcal）的能量。人体每天所需能量的10%～15%由蛋白质供给较为适宜。
（四）食物蛋白质营养价值的评价
人类膳食多种多样，各种食物蛋白质营养价值不尽相同。对不同食物蛋白质营养价值作出明确评价，对于食物选择和进行合理膳食调配是十分必要的。食物蛋白质营养价值高低主要取决于以下三个方面。
1．蛋白质的含量
食物中蛋白质含量的多少是评价食物蛋白质营养价值的基础。即使蛋白质质量再好，但食物中含量太低，也不能满足机体的营养需求。因此，评价食物蛋白质营养价值高低首先要明确其含量。食物中蛋白质含量难以直接测量，测量食物蛋白质含量的方法是首先测定食物中总氮的含量（蛋白质是食物中氮的唯一来源），然后乘以含氮系数6．25（1g氮相当于6．25g蛋白质）即可得到食物中蛋白质的含量。一般情况下，动物性食物蛋白质含量较高（12%～20%），植物性食物蛋白质含量较低（谷类低于10%），但大豆例外，大豆是所有食物中蛋白质含量最高的食物（30%～40%）。
2．蛋白质的消化率
食物蛋白质消化率（digestibility）是指在消化道内被吸收的蛋白质占摄入蛋白质的百分比，是评价食物蛋白质营养价值的一项重要指标，它反映了食物蛋白质在人体消化道内被消化和吸收的程度。食物蛋白质消化率一般采用动物或人体实验测定，根据是否考虑粪内源代谢氮的影响，将其分为蛋白质表观消化率和蛋白质真消化率。两种方法测定的蛋白质的消化率都是指食物蛋白质摄入后被机体消化、吸收的程度。
（1）蛋白质表观消化率 蛋白质表观消化率（apparent protein digestibility）是指不计粪内源代谢氮的蛋白质消化率，通常以动物或人体为实验对象，在实验期内，测定实验对象摄入的食物氮和从粪便中排出的氮，然后计算蛋白质的消化率，该消化率即为表观消化率。计算公式如下：
（2）蛋白质真消化率 蛋白质真消化率（true protein digestibility）是考虑粪内源代谢氮时所计算的消化率。粪中排出的氮实际上有两个来源，一是来自未被消化吸收的食物蛋白质；二是来自脱落的肠黏膜细胞以及肠道细菌等所含的氮。通常以动物或人体为实验对象，首先设置无氮膳食期，即在实验期内给予无氮膳食，再测定粪排泄氮，即为粪内源代谢氮（成人24h内粪内源代谢氮一般为0．9～1．2g）。然后再设置被测食物蛋白质实验期，实验期内先摄取被测食物，再分别测定摄入氮和粪氮，从被测食物蛋白质实验期的粪氮中减去无氮膳食期的粪内源代谢氮，才是摄入食物蛋白质中真正未被消化吸收的部分，故称蛋白质真消化率。其计算公式如下：
由于粪内源代谢氮测定十分烦琐，且难以准确测定，故在实际工作中常不考虑粪内源代谢氮，特别是当膳食中的膳食纤维含量很少时，可不必计算粪内源代谢氮。当膳食中含有多量膳食纤维时，成年男子粪内源代谢氮的值可按每天每千克体重12mg计算。
蛋白质消化率越高，表明蛋白质被机体吸收的程度越高，因而其营养价值就越高。一般动物性蛋白质消化率高于植物性蛋白质。几种常见食物蛋白质的消化率见表1－5。
表1－5 几种常见食物蛋白质的消化率
注：摘自WHO《Technical Report Series》No．724，119页，1985年。
3．蛋白质利用程度
蛋白质利用程度是评价食物蛋白质营养价值的重要方法，衡量蛋白质利用程度的指标常用的有以下几种。
1）蛋白质生物学价值
蛋白质生物学价值（biological value，BV）是指食物中蛋白质被消化吸收后进入机体储留和利用的程度，计算公式为
蛋白质生物学价值＝储留氮/吸收氮×100%
其中：吸收氮＝摄入氮－（粪氮－粪内源代谢氮）；储留氮＝吸收氮－（尿氮－尿内源代谢氮）。
蛋白质生物学价值越高，吸收后被机体利用就越多，营养价值就越高。一般动物性蛋白质生物学价值高于植物性蛋白质。
食物蛋白质生物学价值的高低与其氨基酸模式有关。机体在蛋白质合成过程中，对各种必需氨基酸的需要量不同，也就是说，各种必需氨基酸含量应符合一定的模式。食物中蛋白质的必需氨基酸模式越接近于人体合成蛋白质必需氨基酸需要量模式，其被利用的效价就越高，即蛋白质生物学价值越高。不同食物由于蛋白质氨基酸模式不同，其蛋白质生物学价值也不同。几种常见食物蛋白质生物学价值见表1－6。
表1－6 几种常见食物蛋白质生物学价值
2）蛋白质功效比值
蛋白质功效比值（protein efficiency ratio，PER）是通过动物实验来测定食物蛋白质被利用程度的方法，是指在实验期内，实验动物平均每摄入1g蛋白质时所增加的体重。
几种常见食物PER为：全鸡蛋3．92，牛奶3．09，鱼类4．55，牛肉2．30，大豆2．32，精制面粉0．60，大米2．16。PER是反映食物蛋白质营养价值的指标，PER越高，说明其被利用程度越高，营养价值也就越高。
3）蛋白质净利用率
蛋白质净利用率（net protein utilization，NPU）是指食物中蛋白质被机体利用的程度，是反映食物蛋白质营养价值的综合指标。它既考虑了食物的消化吸收率，又考虑了吸收后被利用的程度。其计算公式为
蛋白质净利用率（%）＝蛋白质生物学价值×消化率＝储留氮/摄入氮×100%
4）氨基酸评分
氨基酸评分（AAS）又称蛋白质化学评分，是广泛应用的一种食物蛋白质营养价值评价方法，不仅适用于单一食物蛋白质营养价值评价，而且可用于混合食物蛋白质营养价值评价。AAS将被测食物蛋白质的必需氨基酸模式和推荐的理想蛋白质或参考蛋白质的氨基酸模式进行比较，比值最低的那种氨基酸即为第一限制氨基酸，被测食物蛋白质的第一限制氨基酸含量与参考蛋白质中同种氨基酸含量的比值即为该种食物蛋白质的氨基酸评分或化学评分。AAS的计算公式为
食物蛋白质的氨基酸评分越高，被机体利用的程度就越高，营养价值也就越高。
（五）蛋白质分类
营养学上根据食物蛋白质营养价值将蛋白质分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类。
（1）完全蛋白质 完全蛋白质即优质蛋白质，其中含有的必需氨基酸不但种类齐全，数量充足，其组成（氨基酸模式）也基本符合人体氨基酸模式，蛋白质生物学价值较高，因而它不但能维持人体的健康，还能促进儿童生长发育。完全蛋白质如鸡蛋蛋白、人乳蛋白、肉类中的白蛋白、肌蛋白和大豆蛋白等。
（2）半完全蛋白质 半完全蛋白质是指含有的必需氨基酸种类齐全，但各种必需氨基酸比例（氨基酸模式）不合理，与人体氨基酸模式相差较大的蛋白质。其蛋白质生物学价值不高，可以维持生命，但不能促进生长发育。谷类食物中蛋白质多属此类。
（3）不完全蛋白质 这种类型的食物蛋白质所含的必需氨基酸种类不齐全，蛋白质生物学价值较低，既不能维持生命所需，也不能促进生长发育。如动物解体组织和肉皮中的胶质蛋白、玉米中的胶蛋白、豌豆中的豆球蛋白等。
蛋类蛋白质必需氨基酸模式最符合人体蛋白质的氨基酸模式，因此，被利用的效价最高，常作为评价食物蛋白质营养价值的参考蛋白质。
（六）限制性氨基酸与蛋白质的互补作用
1．限制性氨基酸
食物蛋白质中所含的必需氨基酸与人体氨基酸模式相比，相对不足的氨基酸称为限制性氨基酸（limiting amino acids，LAA）。不同食物蛋白质的氨基酸模式不同，因某种必需氨基酸含量相对较低或缺乏而导致其他氨基酸在体内合成蛋白质过程中的利用程度降低，从而使蛋白质生物学价值降低，这样的氨基酸称为限制性氨基酸。其中最缺乏的氨基酸称为第一限制性氨基酸，以后依次称为第二限制性氨基酸、第三限制性氨基酸。如谷类中第一限制性氨基酸为赖氨酸，第二限制性氨基酸为甲硫氨酸，第三限制性氨基酸为色氨酸。豆类中的蛋氨酸为限制性氨基酸。
2．蛋白质互补作用
由于各种食物蛋白质氨基酸模式不同，所含的氨基酸比例不可能与人体所需的完全一致，故将富含某种必需氨基酸的食物与缺乏该种必需氨基酸的食物互相搭配混合食用，使混合后食物蛋白质的氨基酸模式更接近人体的需要，从而提高蛋白质的生物学价值，这种作用称为蛋白质互补作用（complementary action）。如谷类食物中赖氨酸含量低，与富含赖氨酸的大豆或肉类混合食用，可使其蛋白质生物学价值明显提高。又如，将33%的大豆（BV57%）和67%的小麦（BV67%）混合可使混合食物蛋白质生物学价值提高至77%。
（七）蛋白质的食物来源和参考摄入量
1．蛋白质食物来源
人类膳食蛋白质来源分为两大类，即动物性食物蛋白质和植物性食物蛋白质。动物性食物蛋白质含量一般较高，且品质好。如畜禽类和鱼类蛋白质含量为10%～20%，蛋类为11%～20%，且多数属于完全蛋白质。鲜奶类蛋白质含量虽然仅为1．5%～3．8%，但蛋白质生物学价值很高，是婴儿最好的蛋白质来源。大部分植物性食物蛋白质的含量与蛋白质生物学价值都次于动物性食物蛋白质，但大豆蛋白质除外。大豆蛋白质含量高，一般为30%～40%，且必需氨基酸组成与动物性食物蛋白质相近，属于完全蛋白质。谷类蛋白质含量为8%～10%，由于赖氨酸含量低，影响其蛋白质生物学价值，属于半完全蛋白质。坚果类蛋白质含量为15%～25%；营养价值优于谷类蛋白质。蔬菜与水果中蛋白质含量很少，薯类为2%～3%，其余更少。
2．蛋白质参考摄入量
2000年中国营养学会研究编著的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中提出：中国居民膳食蛋白质推荐摄入量（RNI），成年轻体力劳动者，男75g、女65g，并随活动强度增加而增加。特殊人群，如孕妇、乳母、儿童、青少年、老年人和体力活动者摄入量有所不同，具体见表1－7。蛋白质参考摄入量也可用其占膳食总能量百分率来表示，一般由蛋白质提供的能量占膳食总能量的比例为：成人10%～12%较合适，生长发育时期的儿童、青少年以及老年人则以12%～14%为宜。优质蛋白质应达到30%～50%。
表1－7 中国居民膳食蛋白质推荐摄入量（RNI）
注：①＊是指孕妇和乳母在同等体力活动情况下，不同时期相应增加的摄入量，＊＊是指60岁以上老年人也可以按1．27g/（kg·d）或蛋白质摄入量占总能量的15%计；
②“0岁～”表示大于或等于0岁小于下一个年龄段即2岁，其余类推。
四、脂类
脂类（lipids）是一类具有重要生理活性的大分子有机物，主要由C、H、O三种元素组成。正常人体内脂类的含量占体重的14%～19%，肥胖者可达30%。脂类包括中性脂肪（fat）和类脂（lipoid）。中性脂肪（又称油脂）是指食物中的油和脂肪，一般将常温下呈液体的称为油（如大豆油等），将常温下呈固体的称为脂肪（如猪油等）。类脂种类很多，主要有磷脂、糖脂、固醇、类固醇和脂蛋白等。
（一）脂肪
脂肪（这里指中性脂肪）约占总脂类的95%，在体内主要分布在皮下、大网膜、肠系膜及肾脏周围等脂肪组织中，常以大块脂肪组织存在，通常称为脂库。人体内的脂肪含量易受到营养状况和体力活动的影响，能量摄入过多其含量增加，饥饿感则减轻。当体内能量消耗增加，但食物供应不足时，体内脂肪被大量动员，经血液循环到各组织被氧化供能而消耗，此时体内脂肪减少。体内脂肪含量很不稳定，因此又称为“动脂”或“可变脂”。脂肪由一分子甘油和三分子脂肪酸组成，故又称为甘油三酯或三酰甘油。
1．脂肪酸
脂肪酸（fatty acid）是构成脂肪的基本单位，不同的脂肪酸与甘油结合形成不同的脂肪。脂肪酸的分类如下。
（1）按碳链长度分为三类 脂肪酸的碳链由4～24个碳原子构成，根据脂肪酸的碳链长度不同可将其分为：①短链脂肪酸（short chain fatty acids，SCFA），其碳链上的碳原子数小于6；②中链脂肪酸（medium chain fatty acids，MCFA），碳链上碳原子数为8～12；③长链脂肪酸（long chain fatty acids，LCFA），碳链上碳原子数大于12。一般食物所含的脂肪酸大多是长链脂肪酸。
（2）按脂肪酸饱和度分为三类 ①饱和脂肪酸（saturated fatty acids，SFA），即碳链上没有不饱和键；②单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acids，MUFA），其碳链上有一个不饱和键；③多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFA），其碳链上有两个或两个以上不饱和键。富含单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的脂肪在室温下呈液态，大多为植物油，如花生油、玉米油、豆油、坚果油（即阿甘油）、菜籽油等。以饱和脂肪酸为主要组成成分的脂肪在室温下呈固态，多为动物脂肪，如牛油、羊油、猪油等。但鱼油例外，虽然是动物脂肪，但它富含多不饱和脂肪酸，如二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），因而在室温下呈液态。
（3）按脂肪酸空间结构分为两类 ①顺式脂肪酸，指双键两端碳原子上连接的2个氢原子都在碳链的同侧的脂肪酸；②反式脂肪酸，指双键两端碳原子上连接的2个氢原子在碳链的不同侧的脂肪酸。
2．必需脂肪酸
必需脂肪酸（essential fatty acid，EFA）是指人体不可缺少，但自身又不能合成或合成速度慢而无法满足机体需要，必须通过膳食获得的脂肪酸，包括n－6系列的亚油酸（十八碳二烯酸）和n－3系列的α－亚麻酸（十八碳三烯酸）。必需脂肪酸具有重要的生理功能，主要包括以下几方面：①构成线粒体和细胞膜的重要组成成分；②参与胆固醇代谢；③维持正常视觉，如α－亚麻酸的衍生物二十二碳六烯酸（DHA）是合成脑和视功能发育所必需的物质；④是合成前列腺素的前体；⑤参与动物精子形成。
必需脂肪酸缺乏时，细胞对水的通透性增加，毛细血管的通透性和脆性增高，皮肤出现水代谢紊乱，表现为湿疹样病变。还可影响脂代谢、神经冲动的传导，能使视网膜光感受器细胞受损，使动物不孕等。
3．脂肪的生理功能
（1）供给机体能量 脂肪是人体能量的主要来源，每g脂肪在体内氧化可提供37．6kJ（9kcal）的能量。脂肪酸是细胞的重要能量来源，脂肪酸经β－氧化有节奏地释放能量，供机体组织中的细胞利用，这一过程在细胞线粒体经酶催化进行。如棕榈酸先被完全氧化成乙酸，再分解为二氧化碳和水，在此过程中产生三磷酸腺苷（ATP），ATP是细胞能量的直接来源。
（2）促进脂溶性维生素的吸收 脂肪是脂溶性维生素的溶媒（载体），可促进脂溶性维生素的吸收。如果膳食中缺乏脂肪，这些营养素的摄入量就会减少。另外，某些食物脂肪中还含有脂溶性维生素，如鱼肝油、奶油中含有丰富的维生素A和维生素D，植物油脂中含有丰富的维生素E。
（3）必需脂肪酸的来源 植物油中含有丰富的亚油酸，其中玉米油、葵花籽油、红花油的含量超过50%。
（4）增进饱满感 脂肪在胃里停留的时间较长，大约为3．5h。这有助于抑制饥饿感的发生。
（5）改善食品的感官性状，增进食欲 许多有味道、有香气的物质都能溶于脂肪，用油来炒菜可使菜的味道更佳。另外，脂肪还能刺激消化液的分泌。
（6）维持体温、保护脏器 皮下脂肪可以阻止体热散失，维持体温和有助于御寒。脏器周围的脂肪有缓冲外力冲击和固定脏器的作用。
4．食物中脂肪营养价值的评价
不同食物中脂肪营养价值有一定的差异，食物中脂肪营养价值评价主要考虑以下几个方面。
（1）必需脂肪酸的含量 脂肪中必需脂肪酸的含量越多，其营养价值越高。植物油中亚油酸含量较多（椰子油除外），因此营养价值高于动物脂肪（鱼油除外）。几种常见食用油脂亚油酸含量见表1－8。
表1－8 几种常见食用油脂亚油酸含量
注：＊相当于食物中脂肪酸总量的百分比。
（2）消化率 脂肪的消化率越高，营养价值就越高。脂肪的消化率与其熔点有关，熔点越低，越容易消化吸收。一般来说，植物油脂比动物油脂熔点低，常温下呈液态。如花生油，其消化率约为98%，牛油为89%。
（3）脂溶性维生素的含量 膳食脂肪中脂溶性维生素含量的高低也是评价其营养价值的一个方面。蛋、牛奶、肝脏和鱼肝油中富含维生素A、维生素D。植物油中富含维生素E，尤其是麦胚油。
（二）类脂及生理功能
所谓类脂，就是类似脂肪的意思，类脂主要有磷脂、糖脂、类固醇和固醇等。类脂在体内含量不多，约占总脂类的5%，而且体内含量较稳定，故又称为“定脂”或“不动脂”。
（1）磷脂 这是含有磷酸根、脂肪酸、甘油和氮的化合物。体内脂类除了甘油三酯外，磷脂含量最多，其主要存在形式有甘油磷脂、脑磷脂、神经鞘磷脂等。磷脂是构成细胞膜的物质，并与脂代谢密切相关。神经鞘磷脂是神经鞘的重要成分，它能保证神经鞘的完整性和绝缘性。脑磷脂大量存在于脑白质中，参与神经冲动传导。
（2）糖脂 这是含有糖类、脂肪酸和氨基醇的化合物，是构成细胞膜所必需的物质。
（3）类固醇及固醇 类固醇都是相对分子质量很大的化合物，如动物组织中的胆固醇和植物组织中谷固醇。胆固醇是所有细胞的构成成分，大量存在于神经组织中。胆固醇还是胆酸、维生素D、性激素、黄体酮、前列腺素、肾上腺皮质激素等生理活性物质和激素的前体，是机体不可缺少的物质。但摄入过多胆固醇对机体不利，甚至能导致某些疾病的发生。
（三）膳食脂肪的参考摄入量及食物来源
1．膳食脂肪的适宜摄入量
中国营养学会推荐的每日膳食脂肪参考摄入量按其占总能量的百分比来计算，不同年龄阶段根据其生理需求有所不同，普通成年人及老年人为20%～30%。必需脂肪酸所提供的能量应占总能量的3%左右。研究表明，亚油酸摄入量占总热能的2．4%，α－亚麻酸占总热能的0．5%～1%时，即可预防必需脂肪酸缺乏症的发生。饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的比值以接近于1∶1∶1为宜。n－6系列脂肪酸与n－3系列脂肪酸比例以（4～6）∶1为宜。正常成年人胆固醇摄入量每日不应超过300mg，具体见表1－9。
表1－9 中国成年人膳食脂肪适宜摄入量（AI）
注：表内数值为膳食中脂肪能量占总能量的百分比（%）；n－6表示n－6系列脂肪酸；n－3表示n－3系列脂肪酸。
近年来，由于生活水平不断提高，我国居民膳食中动物性食物摄入量不断增加，脂肪的摄入量也随之增加。营养调查结果显示，我国城乡居民脂肪的每日平均摄入量已达到58．3g，占摄取总能量的22%，是较为适宜的。但城市居民脂肪的日平均摄入量占总能量的比例已达到28．4%，在某些家庭中高达32．3%，已达到和超过世界卫生组织提出的30%的上限。这对防治相关慢性退行性疾病是不利的。
2．脂类的主要食物来源
膳食脂类主要来源于烹调用油脂及食物本身含有的脂类。植物性食物来源包括各种植物油（如豆油、葵花籽油、花生油、芝麻油、菜籽油、玉米油等）、作为油料的植物种子（如大豆等）和坚果类食品。植物性油脂的特点是富含不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸是必需脂肪酸的食物来源，因此，在膳食脂肪的供给中，植物性脂肪应占脂肪总摄入量的50%。植物性食物中不含胆固醇。动物性脂肪主要来源于各种畜肉（如猪、羊、牛等）及其骨髓，其中以饱和脂肪酸为主。而且畜肉是胆固醇的主要来源，各种畜肉胆固醇含量接近，但肥肉比瘦肉高，内脏比肥肉高，脑中含量最高，其他以蛋黄（尤其是咸鸭蛋蛋黄）胆固醇含量较高，鱼类胆固醇含量与畜肉接近。禽肉、鱼类、乳类中均含有一定的不饱和脂肪酸，尤其是鱼肉含有丰富的二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。
五、糖类
糖类又称碳水化合物（carbonhydrate），是由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机物，在自然界中广泛存在，是人类最经济和最主要的能量来源。其氢、氧元素比例为2∶1，与水分子中的氢、氧元素比例相同，因此曾称为碳水化合物。
（一）糖类的分类
按分子结构可将糖类分为单糖、双糖、寡糖和多糖四类。按能否被人体消化、吸收可将糖类分为可消化吸收与不可消化吸收两类。可消化吸收的糖类有单糖，双糖，多糖中的淀粉、糊精和糖原。不可消化吸收的糖类是指人类肠道中不含其水解酶，不能被消化成小分子的物质，包括寡糖（如棉籽糖、水苏糖等）和膳食纤维。
（1）单糖 单糖是不能水解为更小分子的糖类，若进一步分解，便失去了糖的性质。单糖为其他糖类的组成单位。主要有葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露醇等。
（2）双糖 双糖是指水解后能生成两分子单糖的糖类，主要有蔗糖、乳糖和麦芽糖。通常将单糖和双糖统称为纯糖。两者均有甜味，但甜度不一，以蔗糖甜度为100，则其他糖的甜度分别为：葡萄糖为70，果糖为170，乳糖为20，麦芽糖为40。对于某些患有代谢性疾病，如糖尿病、高脂血症患者，要严格控制纯糖的摄入。
（3）寡糖 寡糖又称低聚糖，是指由3～9个单糖分子聚合而成的糖类。寡糖的共同特点是难以被胃肠道消化、吸收，甜度低，热量低，基本不增高血糖和血脂。但它可以被肠道中的细菌发酵利用，转换成短链脂肪酸以及乳酸，同时产生二氧化碳。寡糖的生理活性备受重视，目前研究认为，寡糖可活化肠道内双歧杆菌并促进其生长繁殖。双歧杆菌是人体肠道内的有益菌，其数量会随年龄的增大而逐渐减少。肠道内双歧杆菌的多少往往作为衡量人体健康与否的指标之一。
（4）多糖 这是由许多葡萄糖分子聚合而成的大分子糖类。人类食物中含量最多的是多糖（尤其是淀粉）。多糖分为两大类：一类是能被机体吸收的多糖，如淀粉、糊精和糖原；另一类是不被机体消化、吸收的多糖，如纤维素、半纤维素、木质素、果胶、藻类等，称为膳食纤维。
（5）膳食纤维 膳食纤维（dietary fiber，DF）是指存在于植物体内的不能被人体消化吸收的非淀粉多糖和木质素。主要有纤维素、半纤维素、木质素、果胶等。膳食纤维虽然不被机体消化吸收，但在营养学上有着不可忽视的作用。其主要生理功能有如下几点。①降低血清胆固醇，从而降低冠心病死亡的危险性。流行病学调查表明，纤维摄入量高与冠心病死亡的危险性大幅度降低有相关性。②通便防癌，膳食纤维可刺激肠道蠕动，吸水膨胀，增加粪便体积，防止便秘，促进肠道中的有害物质排出，从而可减少致癌物与肠壁的接触时间，改善肠道内细菌的微生态环境，预防癌症。③降低餐后血糖升高幅度，辅助防治糖尿病。有研究表明，摄入某些可溶性纤维可降低餐后血糖升高的幅度并提高胰岛素的敏感性。④预防胆石症的形成，膳食纤维可降低胆汁和胆固醇的浓度，防止胆固醇结晶形成，从而对胆石症起到预防作用。⑤防止肥胖，膳食纤维还能增加胃部饱腹感，减少食物摄入量，具有预防肥胖症的作用。⑥膳食纤维还能吸附某些食品添加剂、农药、洗涤剂等化学物质，对健康有利。但摄入过多的膳食纤维会影响食物的消化吸收率，影响某些营养素（如钙、铁、锌等）的吸收。
（二）糖类的生理功能
（1）提供和储存能量 糖类是人类最经济和最主要的能量来源。糖类经消化吸收后主要以葡萄糖的方式进入血液，在机体的组织细胞特别是大脑、肝脏和肌肉等组织内，进行生物氧化生成二氧化碳和水，同时释放大量能量。每g糖类可提供16．8kJ（4kcal）的能量。一般情况下，大脑仅利用葡萄糖作为能量来源，大脑在活动时约消耗2/3的血糖。肝脏既可以利用葡萄糖分解产热，也可以利用葡萄糖合成糖原作为能源储备，当血糖降低时，糖原可迅速动员，以补充血糖的不足。肌肉在葡萄糖不足时，可在糖原酶的作用下直接分解糖原肌产生能量。
（2）构成机体组织的重要生命物质 糖是构成机体组织的重要物质，糖和脂肪形成的糖脂是细胞膜等的重要构成成分，能参与细胞的标记和识别。糖与蛋白质结合形成的糖蛋白可以构成保护胃黏膜的黏液，构成软骨的主要成分硫酸软骨素。此外，糖蛋白还参与抗体、酶、激素、核酸的合成。
（3）节约蛋白质 摄入充足的糖类，可以减少体内蛋白质分解供能，可节约蛋白质，同时减少因蛋白质分解而产生的含氮化合物的含量，减轻肾脏的负担。
（4）抗生酮作用 血糖不足时，脂肪动员增加。脂肪动员增加使脂肪酰辅酶A形成增多，通过β－氧化形成的乙酰辅酶A增多。但长链脂肪酰辅酶A可抑制柠檬酸合成酶的活性，使乙酰辅酶A不能与草酰乙酸结合成柠檬酸而进入三羧酸循环。同时长链脂肪酰辅酶A还可反馈性地抑制乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合成酶而抑制脂肪酸合成。其结果是造成了乙酰辅酶A在线粒体内的堆积，聚合形成乙酰乙酸、γ－羟丁酸、丙酮酸等酮体。一般来说，酮体在肝脏产生，随血液循环运送到肝外组织被利用，当大量酮体产生超过机体的利用能力时，可造成体内酮体堆积，使人体出现酸中毒，这种现象称为酮症酸中毒。因此，摄入充足的糖类可防止脂肪氧化所造成的酮体产生过多而引起的酮症酸中毒。
（5）解毒作用 肝糖原充足可增强肝脏对某些有害物质（如细菌毒素）的解毒作用，糖原不足时机体对酒精、砷等有害物质的解毒作用减弱，葡萄糖醛酸能直接参与肝脏解毒。
（三）糖类的参考摄入量和食物来源
（1）糖类的参考摄入量 糖类是人体最主要的供能物质，其供给能量常以其占总能量的百分比来表示。中国营养学会根据目前我国膳食中糖类的实际摄入量，并参考FAO/WHO的建议，提出糖类的参考摄入量供给能量占总能量的55%～65%为宜（2岁以下的婴幼儿除外）。其中，可消化利用的糖类至少要达到275g（占总能量的55%），成人膳食纤维摄入量以每天30g左右为宜。同时建议限制纯能量食物（如糖）的摄入量，以保障人体能量充足和营养素的需要，改善胃肠道环境和预防龋齿的需要。
（2）糖类主要来源 膳食中糖类提倡以淀粉类多糖为主。淀粉主要来源是谷类和薯类食物，其含量，谷类为60%～80%，薯类为15%～29%，豆类为40%～60%，坚果类（栗子等）含淀粉较高。单糖和双糖主要来源于蔗糖、糖果、甜食、糕点、甜味水果、含糖饮料和蜂蜜等。膳食中应限制纯糖类食物的摄取，由于纯糖类食物摄入后会被迅速吸收，血糖生成指数较高，其营养密度较低，且易于转变成脂肪形式储存，一般认为摄入量不宜过多，其供给能量以占总能量的10%以下为宜。而谷类、薯类、根茎类除含淀粉外还含一定的蛋白质、维生素、矿物质和较多的膳食纤维，营养密度较高，是糖类良好的食物来源。膳食纤维主要来源于谷类的麸皮、糠，以及蔬菜和水果等植物性食物。
六、维生素
维生素（vitamin）是一类维持机体正常生理功能和细胞内特异代谢反应所必需的微量、低分子有机化合物。各种维生素虽然它们的化学结构和生理功能各不相同，但它们有共同的特点。①各种维生素均以本体或可以被机体利用的前体形式存在于食物中。②大多数维生素在机体内不能合成或合成量不足，必须从食物中摄取。③维生素不能提供能量，不是构成机体组织的原料。④人体需要量甚微，但它是必不可少的一类营养素。⑤某种维生素缺乏往往会出现特有的疾病表现。维生素按其溶解性可分为脂溶性维生素（维生素A、维生素D、维生素E、维生素K）和水溶性维生素（B族维生素、维生素C）两大类。前者在食物中与脂肪共存，吸收时也与脂肪有关，摄入过多时可在体内蓄积而产生有害影响；后者易溶于水，烹调时易损失，一般不在体内蓄积，因此，需经常由食物中摄取。
（一）脂溶性维生素
脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E、维生素K四种。
1．维生素A
维生素A是人类发现的第一种维生素，又称视黄醇（retinol）或抗干眼病维生素，包括视黄醇、视黄醛和视黄酸。
（1）理化性质 维生素A溶于脂类溶剂，在酸、碱、热等环境下和油脂中较稳定，但在空气中易被氧化，在紫外线照射下易被破坏，溶于脂肪时可随脂肪酸败而破坏。
（2）生理功能 ①维生素A具有维持正常视觉（与视紫红质形成有关）作用；②维生素A能维持上皮细胞的正常生长与分化；③维生素A能促进生长发育，对骨骼和牙齿的生长有辅助作用；④维生素A能抑制癌症和维持机体正常免疫功能，大量的研究表明，维生素A在基因调控和蛋白质表达上对免疫防御有积极作用。
（3）缺乏与摄入过量
①维生素A缺乏 维生素A缺乏可致：暗适应能力下降，严重者可致夜盲症；结膜干燥角化，形成干眼病，进一步发展会出现角膜软化，甚至穿孔而致失明；皮肤干燥，毛囊角化；儿童生长发育迟缓，机体免疫力下降，易患呼吸道感染，而且感染又会导致维生素A从体内大量流失，造成恶性循环。
②维生素A摄入过量 一次大剂量摄入（成人超过3×105μg RE（RE表示视黄醇当量），儿童超过9×104μg RE）可引起急性中毒。主要表现为食欲减退、烦躁或嗜睡、呕吐、婴儿囟门膨隆、视乳头水肿等。成人每日摄入（2．25～3）×104μg RE，婴幼儿每日摄入（1．5～3）×104μg RE可引起维生素A慢性中毒。维生素A中毒主要表现为厌食、恶心、呕吐、易激动；皮肤干粗或薄而发亮，伴片状脱皮和瘙痒，唇和口角常皲裂；毛发稀少、干枯、易脱落；肝脾肿大；骨痛，伴局部软组织肿胀、压痛和肢体活动受限等。孕妇维生素A摄入过多可引起胎儿畸形。
（4）营养状况评价 对人体维生素A营养状况进行评价，及时发现问题，改善不良的维生素A营养状况对人体健康维护有十分重要的意义。判断维生素A营养状况主要根据膳食摄入情况、临床表现、体格检查和实验室检查等进行综合分析。主要方法如下。
①血浆维生素A含量 成年人血浆维生素A浓度正常值为1．05～3．15μmol/L。WHO认为，血浆维生素A含量低于0．7μmol/L时表示机体维生素A不足，低于0．35μmol/L时可确定为缺乏；儿童正常血浆维生素A浓度应大于1．05μmol/L，0．7～1．02μmol/L为边缘缺乏，小于0．7μmol/L为缺乏。
②血浆维生素A结合蛋白 血浆维生素A结合蛋白含量与血浆维生素A水平有良好相关性，可较好地反映维生素A营养状况。
③生理盲点 正常人生理盲点为1．8cm2，维生素A缺乏生理盲点会扩大，是维生素A缺乏的较灵敏的指标。
④暗适应能力测定 暗适应能力降低可作为维生素A缺乏早期诊断参考依据。
⑤眼结膜印迹细胞学说 眼结膜印迹细胞学说认为，维生素A缺乏时，眼结膜杯状细胞消失，上皮细胞变大且角化。
（5）食物来源 维生素A主要来源于动物性食物，最好的来源是动物的肝脏、鱼肝油、蛋黄、全奶等。植物性食物只含维生素A的前体物质，即β－胡萝卜素（又称维生素A原）。红色、橙色、深绿色蔬菜和水果是β－胡萝卜素良好来源，如胡萝卜、红薯、菠菜、苋菜、杏、芒果等。β－胡萝卜素只存在于植物中，其化学结构和性质与维生素A相似，在体内可转化为维生素A。理论上1分子的β－胡萝卜素可分解成2分子维生素A，但β－胡萝卜素的吸收率较低，仅为1/3，因此6μg的β－胡萝卜素才相当于1μg的视黄醇。值得关注的是，β－胡萝卜素在体内除了可转化为维生素A外，还具有抗氧化作用。近年来大量的研究报道，β－胡萝卜素是机体内一种有效的捕获活性氧的抗氧化剂，对防止脂质过氧化，预防心血管疾病、肿瘤，以及延缓衰老有重要意义。
（6）参考摄入量 FAO/WHO（1967年）提出采用视黄醇当量（retinol equivalent，RE）作为膳食中维生素A摄入量的统一计量单位。其含义是包括了视黄醇和β－胡萝卜素在内的所有的具有维生素A活性物质所相当的视黄醇的量。换算关系如下
1μg视黄醇当量＝1μg视黄醇＝6μg的β－胡萝卜素
1IU维生素A＝0．3μg视黄醇当量＝0．3μg视黄醇
1μg的β－胡萝卜素＝0．167μg视黄醇当量＝0．556IU维生素A
中国营养学会2000年编著的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中推荐：我国成年人及青少年维生素A的推荐摄入量（RNI）为800μgRE/d。由于维生素A摄入过量可引起中毒，因此，中国营养学会提出维生素A的可耐受最高摄入量（UL）为3000μgRE/d，孕妇可耐受最高摄入量（UL）为2400μgRE/d。
2．维生素D
维生素D是具有胆钙化醇生物活性的一类化合物，主要包括维生素D2（麦角钙化醇，ergocalciferol）及维生素D3（胆钙化醇，cholecalciferol）。
（1）理化性质 维生素D化学性质较稳定，溶于脂肪，耐热、耐碱并耐氧，一般加工烹调对其影响不大。在酸性环境中可逐渐分解，可随脂肪酸败而破坏。
（2）生理功能 ①促进小肠黏膜对钙的吸收，维生素D进入小肠黏膜细胞后，在此处诱发一种特异的钙结合蛋白的合成，该蛋白与钙结合后通过主动转运透过黏膜细胞进入血液循环。②促进骨组织的钙化，维生素D通过调节维持血浆中的钙、磷的适宜浓度，满足骨钙化过程的需要。③促进肾小管对钙、磷的重吸收，维生素D通过促进肾小管对钙、磷的重吸收，减少钙、磷流失，从而保持血浆中钙、磷的适宜浓度。
（3）缺乏与摄入过量 ①维生素D缺乏可引起钙、磷吸收减少，血钙浓度降低，影响骨骼钙化，致骨质软化、变形。婴幼儿缺乏可引起佝偻病，主要表现为骨骼变软、易弯曲变形；在成人可使成熟骨矿化不全，主要表现为骨质软化症和骨质疏松。②维生素D摄入过多可在体内蓄积而引起中毒，主要表现为恶心、呕吐、多尿、烦渴、血液和尿液中钙/磷浓度增高、软组织钙化等。
（4）营养状况评价 人体维生素D营养状况评价主要根据生化指标、体格检查、膳食摄入情况等进行综合分析。其中血浆中25－（OH）D3和1，25－（OH）2D3水平是常用的评价指标。健康人血浆中25－（OH）D3浓度为62．4～99．8nmol/L，1，25－（OH）2D浓度为48～108pmol/L。当血浆中25－（OH）D3的值低于20nmol/L时可确定为维生素D缺乏。
（5）参考摄入量 中国营养学会编著的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中提出我国成年人维生素D的推荐摄入量（RNI）为5μg/d，儿童、青少年、孕妇、乳母及老年人较普通成年人高，为10μg/d。UL为20μg/d。1μg＝40IU。
（6）食物来源 天然食物中维生素D不多，一些动物性食物，如海鱼、鱼肝油、动物肝脏、蛋黄、奶油和奶酪等中含量相对较多。坚果类中含有少量，其余植物性食物中几乎不含有维生素D。维生素D可在机体内合成，人体表皮和真皮内的7－脱氢胆固醇经紫外线照射可转变成维生素D3，因此，一般成年人只要接触一定的阳光照射就能合成维生素D而满足机体的需求。户外活动较少的老年人、患者、婴儿等需从食物中摄取。
3．维生素E
维生素E又名生育酚。
（1）理化性质 食物中维生素E对热、光及碱性环境均较稳定，在一般烹调过程中损失不多，但在高温（油炸食物）时，由于油脂氧化而使维生素E的活性明显降低。
（2）生理功能 ①维生素E具有抗氧化作用，是较强的抗氧化剂，能抑制细胞内和细胞膜上的脂质过氧化作用而延缓衰老；②抗溶血作用，维生素E缺乏可引起红细胞数量减少、生存周期缩短，引起溶血性贫血；③维生素E参与体内重要物质的合成，如参与DNA以及血红蛋白的合成，动物实验表明，维生素E还与动物精子的形成和繁殖能力有关；④维生素E还能调节血液黏度，从而具有预防血栓和心肌梗死的作用；⑤维生素E具有一定的抑制癌症的作用和维持机体正常免疫功能的作用。
（3）参考摄入量与食物来源 中国营养学会编著的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中提出：中国成年人的适宜摄入量（AI）为14mg/d。维生素E广泛存在于天然食物中。含量较高的有各种植物油、坚果类果实、大豆、鱼类等。一般情况下，维生素E不会缺乏，但早产儿由于体内维生素E储备不足，可能会出现缺乏，因此，早产儿出生头3个月应补充维生素E，剂量为13mg/d。
4．维生素K
维生素K是一类叶绿醌化合物，自然界有两种，即维生素K1（又称叶绿醌）和维生素K2（又称甲基萘醌类）。
（1）理化性质 维生素K溶于脂肪，对光和碱敏感，对热和氧化剂相对较稳定。
（2）生理功能 ①维生素K参与凝血因子的合成，能辅助凝血；②参与骨代谢过程，维生素K作为辅酶参与骨钙素和γ－羧基谷氨酸蛋白（MGP）的形成，从而影响骨组织代谢。
（3）食物来源与缺乏 富含维生素K的食物是深绿色叶子类的植物，如韭菜、菠菜、芹菜叶、莴苣、花椰菜、辣椒、萝卜等都是良好的来源。奶制品、肉类、谷类和水果中维生素K的含量较少。此外，正常成人肠道微生物能合成维生素K，因此，一般情况下很少发生维生素K缺乏，但新生儿由于体内维生素K储备量有限，易发生缺乏而引起新生儿出血症，尤其是早产儿，病死率较高。因此，新生儿往往要给予一定量的维生素K。
（二）水溶性维生素
1．维生素B1
维生素B1又称硫胺素（thiamine）、抗脚气病维生素。
（1）理化性质 维生素B1溶于水、乙醇，耐酸不耐碱，氧化剂和还原剂都可使其失活。
（2）生理功能 ①维生素B1是脱羧辅酶的主要构成成分，具有维持体内正常代谢的作用。②促进胃肠蠕动，维生素B1可抑制胆碱酯酶对乙酰胆碱（副交感神经递质）的水解，当维生素B1缺乏时，胆碱酯酶活性增强，乙酰胆碱的水解加速，胃肠蠕动减慢，腺体分泌减少，食欲减退。③维生素B1具有维持神经、肌肉、消化、循环的正常功能的作用。
（3）缺乏与过量 维生素B1缺乏的早期表现为食欲下降、恶心、便秘、肌张力降低、精神错乱和压抑。严重缺乏可引起脚气病（beriberi）。脚气病在临床上分干性脚气病、湿性脚气病和混合型脚气病三种类型。①干性脚气病：主要症状是上行性对称性周围性神经炎，主要表现为肢端麻痹或功能障碍。②湿性脚气病：主要症状是充血性心力衰竭引起的全身水肿。③混合型脚气病：同时有上述两型临床表现。维生素B1缺乏常发生在以精米、白面为主食的人群，或以精米糊为主食的人工喂养儿中。各种胃肠道疾病及消耗性疾病患者也可发生。维生素B1一般不会出现中毒。
（4）营养状况评价 人体维生素B1营养状况评价主要根据生化指标、临床表现和膳食摄入情况等进行综合分析。常用的方法有如下几种。①尿负荷试验：成人一次口服维生素B15mg后，收集4h尿液并测定其中维生素B1的总量，维生素B1总量高于200μg为正常，100～200μg为不足，低于100μg为缺乏。②尿中维生素B1与肌酐排出量的比值：测定空腹一次尿中维生素B1（μg）与肌酐（g）的比值，比值小于27为缺乏，比值在27～65之间为不足，比值达到或超过66为正常。该方法常用于大规模的营养调查。③红细胞转酮醇酶活性系数：维生素B1在体内主要以焦磷酸硫胺素（TPP）的活性形式存在，TPP是红细胞转酮醇酶的辅酶，可通过该酶的活力大小来反映硫胺素的营养状况。当体内维生素B1缺乏时，红细胞转酮醇酶活力降低。
（5）参考摄入量与食物来源 中国营养学会编著的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中提出，我国成年人维生素B1膳食推荐摄入量（RNI）为：男性1．4mg/d，女性1．3mg/d。维生素B1的主要食物来源是粮谷类（尤其是米、麦胚）、豆类、酵母和坚果类；其次是绿叶蔬菜，如芹菜叶、莴苣叶以及动物内脏（肝、肾、心）和瘦肉、蛋类等。
2．维生素B2
维生素B2又名核黄素（riboflavin）。
（1）理化性质 维生素B2微溶于水，耐热，在中性和酸性溶液中稳定，遇碱易被破坏，对光和红外线较敏感。
（2）生理功能 ①维生素B2在体内经磷酸化后形成黄素酶的辅酶，参与物质代谢、组织呼吸及氧化还原过程。②维生素B2参与细胞的正常生长，特别是处于经常活动的弯曲部位的皮肤黏膜，损伤后的细胞再生需要维生素B2。③维生素B2与肾上腺皮质激素的产生，红细胞的生成，铁的吸收、储存和动员有关。④近年来的研究认为，维生素B2与视网膜的感光作用有关。⑤维生素B2可激活维生素B6，参与色氨酸转变成烟酸的过程。
（3）缺乏与过量 维生素B2缺乏时可致口角炎、唇炎、舌炎、脂溢性皮炎、角膜炎和阴囊炎等。维生素B2一般不会出现中毒。
（4）营养状况评价 人体维生素B2的营养状况评价，主要通过膳食摄入量调查、临床检查和实验室检查等进行综合分析。实验室检查常用的方法如下。①尿负荷试验：清晨排除第一次尿后，一次口服维生素B25mg，4h后收集尿液并测定其中维生素B2总量。一般认为，维生素B2测得值大于1300μg为正常，500～1300μg为不足，等于或小于500μg为缺乏。②红细胞维生素B2测定：红细胞维生素B2测定是评价其营养状况的最佳指标，一般认为，红细胞维生素B2含量大于400μmol/L为正常，小于270μmol/L为缺乏。③红细胞谷胱甘肽还原酶活性系数（AC）：测定全血红细胞谷胱甘肽还原酶活性系数可作为评价维生素B2营养状况的特异方法。当人体维生素B2缺乏时，AC增高，补充维生素B2后AC即下降。一般认为AC小于1．2为充足，AC在1．2～1．5之间为正常，AC在1．51～1．8之间为不足，AC大于1．8为缺乏。
（5）参考摄入量与食物来源 中国营养学会编著的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中提出，我国成年人维生素B2膳食推荐摄入量（RNI）为：男性1．4mg/d，女性1．2mg/d。维生素B2在天然食物中分布广泛，主要来自于动物内脏，如肝脏、肾脏、心肌及瘦肉，其次是乳类和蛋黄，绿叶蔬菜、野菜、大豆中也有一定含量，其他植物中含量较少。
3．叶酸
叶酸（folic acid）又称维生素M、维生素U、蝶酰谷氨酸和抗贫血因子等。
（1）理化性质 叶酸为淡橙黄色结晶或薄片，微溶于水，不溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。叶酸在空气中稳定，对热、光、酸性溶液均不稳定。在碱性溶液中较稳定。食物中的叶酸经烹调加工后损失50%～90%。
（2）生理功能 ①叶酸是机体细胞生长和繁殖所必需的物质，在体内参与嘌呤核酸和嘧啶核苷酸的合成和转化，在制造核酸（DNA和RNA）方面起重要作用。②叶酸促进蛋白质的代谢，并与维生素B12共同促进红细胞的生成和成熟，是合成血红蛋白不可缺少的物质。③叶酸是胎儿生长发育不可缺少的营养素，对婴幼儿的神经细胞与脑细胞发育也有促进作用，从而对提高智力有一定作用。④叶酸可作为精神分裂症患者的辅助治疗剂，可显著缓解精神分裂症患者的症状。⑤叶酸对于治疗慢性萎缩性胃炎、抑制支气管鳞状上皮化生以及防治因高同型半胱氨酸血症引起的冠状动脉硬化症、心肌损伤与心肌梗死等有一定作用。⑥抗肿瘤作用，叶酸对癌细胞的基因表达有一定影响，可使癌细胞凋亡。
（3）缺乏与过量 ①叶酸缺乏可引起巨幼红细胞性贫血，叶酸缺乏和维生素B12缺乏的临床表现基本相似，都可引起巨幼红细胞性贫血、白细胞和血小板减少。主要表现为消化道症状，如食欲减退、腹胀、腹泻及舌炎等，以舌炎最为突出。舌质红、舌乳头萎缩、表面光滑，俗称“牛肉舌”，伴有疼痛。②叶酸缺乏可引起胎儿神经管畸形或宫内生长迟缓，导致流产、死胎或出现低体重儿。③叶酸缺乏可引起高同型半胱氨酸血症：叶酸缺乏时蛋氨酸合成受阻，血中同型半胱氨酸浓度增高，对血管内皮细胞产生损害，并可激活血小板的黏附和聚集，增加心脑血管病的危险。⑤一般情况下，叶酸不会引起中毒。但若大剂量服用也可能产生不良作用，如产生干扰抗惊厥药物的作用，诱发惊厥发作等。叶酸也可能影响锌的吸收而导致锌缺乏，使胎儿发育迟缓，出现低体重儿。叶酸过量可掩盖维生素B12缺乏的早期表现，从而导致神经系统受损。
（4）营养状况评价 ①血清叶酸含量：这是人体叶酸营养状况评价的常用方法，反映近期膳食叶酸摄入情况。血清叶酸含量小于6．8nmoL/L（3ng/mL）为缺乏。②红细胞叶酸含量：反映体内叶酸储存情况。红细胞叶酸含量小于318nmoL/L（140 ng/mL）为缺乏。③血浆同型半胱氨酸含量：当体内维生素B6和维生素B12充足、叶酸缺乏时血浆同型半胱氨酸水平增高，此时测定血浆同型半胱氨酸含量可反映体内叶酸水平。一般认为，血浆同型半胱氨酸含量大于16μmoL/L时，体内叶酸可能缺乏。④组氨酸负荷试验：一次口服组氨酸负荷剂量8h或24h后，尿中亚胺甲基谷氨酸排出量增加。此指标特异性差，应用不普遍。
（5）参考摄入量与食物来源 中国营养学会建议成年人叶酸膳食推荐摄入量（RNI）为400μg DFE（叶酸当量）/d，可耐受最高摄入量（UL）为1000μg DFE/d。叶酸广泛分布于各类食物中，尤其是动物性食物（包括制品）、绿叶蔬菜、粮食作物（包括制品）、水果等中。但是，食物中叶酸吸收率较低，仅为50%，一些特殊人群（如孕妇）需要给予一定量的叶酸补充剂。怀孕初期的前三个月，给予孕妇充足的叶酸对胎儿的生长发育非常重要，因此，建议孕妇叶酸摄入量应为600μg DFE/d。
4．维生素B6
维生素B6又称吡哆素，是一种含吡哆醇、吡哆醛或吡哆胺的B族维生素。
（1）理化性质 维生素B6为无色晶体，易溶于水及乙醇，在酸性溶液中稳定，遇光或碱易破坏，不耐高温。
（2）生理功能 ①维生素B6为人体内某些辅酶的组成成分，参与多种物质代谢（如氨基酸代谢、糖代谢、脂代谢、核酸代谢），尤其是与氨基酸代谢有密切关系。②维生素B6影响脑组织内的能量转化，具有稳定脑细胞的功能。③维生素B6参与体内抗体和血红蛋白的合成。④维生素B6可降低血浆中同型半胱氨酸水平，从而使心脑血管疾病的危险性降低。⑤临床上，维生素B6制剂常配合治疗妊娠呕吐、放射病呕吐等。
（3）缺乏与过量 维生素B6缺乏症在成人和儿童中的表现有很大差异。①成人单纯的维生素B6缺乏较少见，通常与其他B族维生素缺乏同时存在。常感疲倦、乏力，出现皮肤红斑和脂溢性皮炎（多见鼻唇部，亦可发展至面部、前额、耳后、阴囊及会阴等处，乳房处亦可出现）、舌炎、口角炎、唇裂等（症状与维生素B2和烟酸缺乏症状相似）。有些患者可见小细胞低色素性贫血，少数患者可出现神经病变，出现癫痫样惊厥、忧郁甚至精神错乱。②儿童维生素B6缺乏症较成人严重，患儿常表现为生长发育迟缓、神经兴奋性增高、常常尖声哭叫、肌肉痉挛，甚至抽搐，也可发生周围神经炎、皮炎、贫血等。6个月以内婴儿可因频繁抽搐导致智力发育迟缓、抑郁或嗜睡，同时伴有胃肠道症状，并易发生继发感染。③维生素B6过量较罕见，但当长期大剂量（500mg/d，AI为1．2mg/d）摄入时，可产生神经毒性和引起光敏反应。
（4）营养状况评价 ①血浆磷酸吡哆醛（PLP）含量测定。血浆中PLP是体内维生素B6的主要存在形式，其正常含量为14．6～72．92nmol/L，小于14．6nmoL/L可认为不足。②尿色氨酸负荷试验：黄尿酸是色氨酸代谢产物，尿中黄尿酸的排出量是维生素B6缺乏的最早标记物之一，能可靠地反映维生素B6的营养状况。若摄入2～5g色氨酸，正常人尿中黄尿酸不增加，而维生素B6缺乏者尿中黄尿酸排出量增加。摄入5g色氨酸后，6h尿中黄尿酸大于25mg为维生素B6不足的表现。
（5）参考摄入量与食物来源 我国成年人维生素B6的膳食参考摄入量（AI）为1．2mg/d。维生素B6广泛存在于食物中，尤其是在肝脏、肉、鱼、豆类、酵母粉及花生中含量较多，其次为蔬菜、水果、蛋类、大米，奶类和油脂中含量较低。
5．维生素PP
维生素PP又称烟酸、尼克酸、维生素B5或抗癞皮病维生素。
（1）理化性质 维生素PP是烟酸（nicotinic acid）和烟酰胺（nicotinamide）的统称，属于水溶性B族维生素，易溶于沸水和沸醇，不溶于醚及脂类溶剂，能升华，微有酸味。对酸、碱、热和光均较稳定。
（2）生理功能 ①维生素PP是构成辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成部分，参与体内物质代谢和组织呼吸等过程。②维生素PP是葡萄糖耐量因子的组成成分，有增加葡萄糖的利用及促使葡萄糖转化为脂肪的作用。③促进消化系统的健康，减轻胃肠功能障碍。④维生素PP可降低血清胆固醇和甘油三酯、促进血液循环、降低血压，从而对心血管起到保护作用。⑤维生素PP可促进细胞形成，促进生长发育以及维持皮肤和神经系统的正常功能。
（3）缺乏与过量 ①维生素PP缺乏可以引起癞皮病（pellagra），主要损害皮肤、消化系统和神经系统。初期主要表现为体重减轻、疲劳乏力、记忆力差、失眠等，如不及时治疗，则可出现典型症状，即皮炎（dermatitis）、腹泻（diarrhea）和痴呆（dementia），称“3D”症状。皮炎常见于肢体暴露部位，如手背、腕、前臂、面部、颈部、足背、踝部等，且往往呈对称性。消化系统方面表现为口角炎、舌炎、腹泻等，腹泻是本病的典型症状，早期多患便秘，其后由于消化腺体的萎缩及肠炎的发生常有腹泻，次数不等。神经系统症状初期很少见，至皮肤和消化系统症状出现之后会首先出现全身乏力、烦躁、抑郁、健忘及失眠等，重症者会出现狂躁、幻听、神志不清、木僵，甚至痴呆。②体内多余的维生素PP大部分经甲基化从尿中排出，一般不会引起中毒。但在临床治疗中，由于大量使用会产生不良反应，主要表现为皮肤潮红、皮肤瘙痒、胃肠道反应，轻度肝功能减退及视觉障碍等。因此，在临床上，糖尿病、青光眼、痛风、高尿酸血症、肝病等患者慎用，溃疡病患者禁用。
（4）营养状况评价 主要根据膳食摄入量调查、临床表现和实验室检查进行综合评价。常用实验室检查方法有如下几种。①尿负荷试验：一次口服50mg维生素PP，收集4h尿液并测定其中排出的维生素PP总量，测得值若在3．0～3．9mg之间为正常，若在2．0～2．9mg之间为不足，若小于2．0mg为缺乏。②尿中N－甲基烟酰胺排出量测定，24h尿中N－甲基烟酰胺排出量小于5．8μmol/L为缺乏，5．8～17．5μmol/L为不足。③尿中2－吡啶酮与N－甲基烟酰胺比值测定，正常成人尿中烟酸的代谢产物N－甲基烟酰胺占20%～30%，2－吡啶酮占40%～60%。当烟酸摄入不足时，尿中2－吡啶酮在缺乏症出现之前就会消失，因此，测定其与N－甲基烟酰胺比值可反映机体维生素PP的营养状况。一般认为，此比值在1．3～4．0为正常，小于1．3为潜在缺乏。此指标受蛋白质摄入水平的影响较大，对边缘性维生素PP缺乏不敏感。
（5）参考摄入量与食物来源 ①中国营养学会制定的RDIs中建议维生素PP的推荐摄入量（RNI），成年男性为14mgNE（烟酸当量），女性为13mgNE，UL为35mgNE。孕妇、乳母以及生长发育时期的婴幼儿和青少年需要量相对增加。②烟酸及烟酰胺广泛存在于食物中。植物性食物中存在的主要是烟酸；动物性食物中以烟酰胺为主。良好来源为肝、肾、瘦肉、鱼、坚果类以及全谷类；乳、蛋中的含量虽然不高，但色氨酸较多，可转化为烟酸。谷类中的烟酸80%～90%存在于它们的种子皮中。玉米中烟酸含量并不低，但玉米中的烟酸为结合型，不能被人体吸收利用；而且色氨酸含量低（色氨酸在体内可转化为烟酸），因此，长期以玉米为主食的人群容易发生癞皮病。在碱性环境下玉米中结合型的烟酸可转化为游离型而易被机体利用。因此，长期以玉米为主食的居民，用碳酸氢钠处理玉米后，可有效地预防癞皮病的发生。
6．维生素C
维生素C又称为抗坏血酸（ascorbic acid）。
（1）理化性质 维生素C易溶于水，在酸性溶液中稳定，遇碱则被破坏，畏光怕热，铜离子存在时极易被氧化分解。
（2）生理功能 ①促进胶原合成，维生素C参与体内羟化反应，从而能促进胶原合成，维持牙齿、骨骼、血管正常功能；能促进伤口愈合。②增加抗病能力，维生素C具有较强的还原性，能促进抗体形成，从而能增强机体免疫力。③促进铁吸收，维生素C可将难吸收的三价铁（Fe3＋）还原为二价铁（Fe2＋），促进铁吸收。④维生素C能阻断亚硝胺的形成。⑤维生素C能清除机体自由基。⑥维生素C能具有抗癌、防癌作用。⑦解毒作用，维生素C与某些毒物，如铅、汞、镉、砷等离子络合而使其毒作用降低。⑧维生素C能促进神经递质合成。
（3）缺乏与过量 维生素C缺乏时影响胶原合成，可引起毛细血管脆性增加，牙龈肿胀出血，骨钙化不正常，伤口愈合减慢，严重缺乏可导致坏血病，出现皮下、肌肉、关节腔出血，形成血肿；还可使肌肉纤维发生退行性变，严重出血可导致心力衰竭而猝死。维生素C一般不会出现过多。当摄入量达到或超过500mg/d时，会增加患尿路结石的危险。
（4）营养状况评价 ①血清（浆）维生素C含量测定：禁食后抽血进行维生素C含量测定，该指标只能反映近期摄入水平，不能表示体内储备情况。评定标准见表1－10。②尿维生素C含量测定：收集24h尿液，测定其中维生素C含量，20～40mg为正常。③尿负荷试验：口服维生素C 500mg后收集4h尿液，测定尿中维生素C的排出量。测定方法常用的有两种：一是2，4－二硝基苯肼比色法，测得值小于5mg为不足，在5～13mg之间为正常，大于13mg为充足；二是2，6－二氯靛酶法，测得值小于3mg为不足，在3～10mg之间为正常，大于10mg为充足。
表1－10 血清（浆）维生素C含量单位：μmol/L
（5）食物来源及参考摄入量 维生素C食物来源主要是新鲜蔬菜和水果，特别是在绿叶蔬菜、野生植物中含量很高，含量较高的水果有柑橘、柚子、猕猴桃、青枣、山楂、草莓等。动物性食物除了肝、肾、血液以及奶类中含有少量外，其余几乎不含有。中国营养学会建议我国成年人维生素C膳食推荐摄入量（RNI）为100mg/d。可耐受最高摄入量（UL）为1000mg/d。
7．其他几种水溶性维生素
几种水溶性维生素的主要功能、缺乏症、食物来源及每日参考摄入量见表1－11。
表1－11 几种水溶性维生素的主要功能、缺乏症、食物来源及每日参考摄入量
续表
七、矿物质
构成人体组织的各种元素，除碳、氢、氧、氮4种元素以有机物形式存在外，其余的元素统称为矿物质（mineral），也称为无机盐。其共同特点是：①矿物质在体内不能合成，必须从食物和饮水中摄取；②矿物质在体内分布极不均匀；③矿物质相互之间存在协同或拮抗作用；④某些微量元素在体内虽需要量很少，但因其生理剂量与中毒剂量范围较窄，摄入过多易产生毒性作用。
人体内矿物质总量占体重的4%～5%，其中钾、钙、钠、镁、磷、硫、氯7种元素在体内含量均超过体重的0．01%，称为常量元素或宏量元素（macroelements）。体内含量低于体重的0．01%的元素称为微量元素（microelements）。目前已确认对维持人体正常生命活动不可缺少的微量元素有铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、镍、锡、硒、硅、钒、锌14种，它们统称为必需微量元素（essential microelements）。矿物质是维持生命所必需的一类营养素，其主要生理功能如下。①构成人体组织成分，如钙、磷、镁等是构成骨骼、牙齿的重要成分，缺乏时会影响骨骼与牙齿的结构和功能。②维持机体的酸碱平衡，体内的各种酸碱离子构成调节酸碱平衡的缓冲对，维持着机体的酸碱平衡。③调节细胞膜的通透性和维持组织细胞的正常渗透压。④维持神经－肌肉的正常兴奋性，钾、钠、钙、镁等离子是维持神经－肌肉兴奋性和细胞膜通透性的必要条件。⑤它是多种酶的活化剂和某些酶、激素、维生素、蛋白质以及核酸的重要成分。
（一）钙
钙（calcium）是人体内含量最多的一种矿物质，正常成年人体内钙的含量为1200～1400g，占体重的1．5%～2．0%，其中99%集中在骨骼和牙齿中，1%以结合型或游离型的离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中，称为混溶钙池。正常情况下，混溶钙池中的钙与骨钙保持着动态平衡，维持血钙的正常水平。
1．生理功能
（1）构成骨骼和牙齿的重要成分 钙是构成骨骼的最重要成分，缺钙会严重影响骨骼的生长发育、骨组织的再生与更新。
（2）维持神经和肌肉的正常活动 钙与钾、钠、镁等离子共同维持着神经－肌肉的正常兴奋、神经冲动的传导与心脏的正常搏动。钙离子可使心肌保持连续交替地收缩和舒张，维持正常心功能。钙离子能降低神经－肌肉的兴奋性，当血钙浓度下降时，神经－肌肉的兴奋性升高，可引起抽搐。
（3）维持细胞组织结构的完整性 钙离子是各种生物膜结构的成分之一。在细胞膜，钙与磷脂结合，维持其结构的完整性与通透性；在细胞外液，钙与蛋白质结合，在细胞间起粘连作用；在细胞内，钙与核酸结合，可维持染色体结构的完整性。
（4）参与酶促反应和凝血过程 血浆中的Ca2＋是许多酶的激活剂，尤其是对凝血酶，必须有Ca2＋才能激活，从而维持正常的凝血过程。
（5）维持正常血压 据文献报道，某些高血压与钙不足有关，多进食含钙丰富的食品，可使孕期高血压发病率明显下降。此外，钙还参与激素分泌、维持体内酸碱平衡等。
2．缺乏与过量
钙缺乏与过量均对机体产生不良影响，尤其是缺乏产生的损害较为严重。在不同人群中钙缺乏的表现各有差异。
（1）神经－肌肉兴奋性升高 钙缺乏主要表现为神经－肌肉兴奋性升高，引起手足痉挛（俗称抽筋）。
（2）佝偻病 婴幼儿长期摄入不足可引起骨骼钙化不良，严重者出现佝偻病（rickets），主要临床表现是骨骼、牙齿发育迟缓、骨骼变形，严重的出现“O”形腿或“X”形腿、肋缘外翻、鸡胸等。
（3）骨质疏松症 成年人长期缺乏钙会出现骨质软化症（尤其是生育次数较多、哺乳时间长的妇女）、骨质疏松症（osteoporosis）等。我国钙缺乏情况较严重，尤其是老年人，60～69岁人群中骨质疏松症发病率，女性为50%～70%，男性为30%。这与我国居民饮食习惯和膳食钙摄入明显不足直接相关。
（4）钙摄入过量 钙摄入过量对人体会造成一定的损害，可使肾结石的发病危险性增加，可引起乳碱综合征，乳碱综合征的典型症候群包括高血钙症、碱中毒和肾功能障碍。钙摄入过量还会干扰铁、锌、镁、磷等营养素的吸收和利用。
3．吸收和利用
钙的吸收主要在小肠通过主动转运与被动转运来完成，吸收率为20%～60%。膳食中钙的吸收受很多因素影响，主要影响因素如下。
（1）膳食成分 食物中某些成分可促进钙的吸收，如食物中的乳糖、胆盐及某些氨基酸（如赖氨酸、精氨酸、色氨酸、亮氨酸及组氨酸等）能促进钙盐的吸收。膳食中适当的钙/磷比值可促进钙的吸收，当钙/磷比值为（1～2）∶1时，即钙的量略高于磷时，对钙的吸收最有利。如牛奶中含钙量远高于人奶，但由于其含磷量也很高，钙/磷比值不当，故牛奶中的钙的吸收率低于人奶。食物中某些成分可减少钙的吸收，如食物中的植酸、磷酸、脂肪酸、纤维素等可与钙结合形成不溶性的钙盐而减少钙的吸收。此外，饮酒、喝浓茶、喝咖啡等也会降低钙的吸收。摄入过多的钠盐，可与钙在肾小管的重吸收相互竞争，使钙的重吸收减少，尿钙排出增多。
（2）体内维生素D水平 维生素D能够促进小肠细胞合成钙结合蛋白，与钙离子进行高度紧密结合后促进钙进入肠黏膜细胞，从而促进钙的吸收。维生素D缺乏，钙的吸收缓慢而且量少。
（3）肠道内的酸碱度 含钙的盐类，尤其是磷酸钙及碳酸钙，易溶于酸性溶液中，难溶于碱性溶液中。钙盐经酸溶解后分离出钙离子才能被肠道吸收，否则就不能被吸收。因此，凡是能够增加肠内酸度的因素就有利于钙的吸收，反之则不利于钙的吸收。如患萎缩性胃炎及进行了胃的部分切除手术的患者因胃酸分泌减少，钙的吸收也相应减少。
（4）生理因素 钙的吸收与年龄、性别、机体内分泌功能等有关。一般来说，年龄每增加10岁，钙的吸收率可以减少5%～10%，如婴儿，钙的吸收率超过50%，儿童为40%，成人为20%，老年人则低于15%。此外，体内的甲状旁腺素、降钙素、雌激素、甲状腺素等分泌正常与否都会对钙的吸收产生明显的影响。
4．膳食参考摄入量与食物来源
中国营养学会建议我国成年人钙的膳食参考摄入量（AI）为800mg/d，可耐受最高摄入量（UL）为2000mg/d。生长发育时期的青少年和孕妇以及乳母等生理需要量增加，膳食摄入量也相应增加，如青少年为1000mg/d，孕妇和乳母为1200mg/d，老年人由于吸收率降低，摄入量也应增加，50岁以上老年人摄入量为1000mg/d。钙的最好来源为奶类及其制品，不仅含量丰富，且吸收率高。此外，小虾皮、海带、海藻等海产品钙含量也比较丰富；黄豆类及其制品含量也较多；食用骨粉也是补钙的较好来源。几种食物中钙的含量见表1－12。
表1－12 几种食物中钙的含量
（二）钾
人体内的元素，除钙和磷外，钾（potassium）含量居第三位，正常人体内含钾量为140～150g，其中，约98%存在于细胞内液。正常人血清钾的浓度范围为3．5～5．3 mmol/L，约为细胞内钾离子浓度的1/25。
1．生理功能
（1）维持糖类、蛋白质代谢 钾离子是葡萄糖和氨基酸通过细胞膜进入细胞内合成糖原和蛋白质所必需的物质。合成1g糖原需钾24mg，蛋白质合成时每g氮则需钾120mg。因此，钾缺乏将影响糖和蛋白质的代谢。ATP是人体内的储能物质，它的生成也需要钾离子的参与。
（2）维持细胞内的正常渗透压 钾是细胞内液中的主要阳离子，对于维持细胞内液、细胞外液的渗透压平衡有重要作用。
（3）维持神经－肌肉的应激性和正常功能 钾离子与钠离子共同作用激活钠泵，产生能量，维持细胞内、外钾离子或钠离子的浓度梯度，维持细胞膜电位，使神经脉冲得以传递。当血清钾浓度过低时，膜电位升高，神经肌肉松弛，应激性降低；当血清钾浓度过高时，膜电位降低，应激性丧失，导致肌肉麻痹。
（4）维持心肌功能 心肌细胞内、外钾离子浓度对于维持心肌的兴奋性、自律性、传导性有极其重要的作用。钾缺乏可使心肌细胞兴奋性增强，钾过少又会使心肌传导性、自律性受到抑制。二者均会导致心律失常。
（5）维持细胞内、外酸碱平衡和离子平衡 当细胞内液失钾时，细胞外液的氢离子向细胞内转移，导致细胞内酸中毒和细胞外碱中毒。反之，当细胞外液钾离子进入细胞内液过多时，使细胞内氢离子向细胞外转移，导致细胞内碱中毒和细胞外酸中毒。
（6）降低血压 钾可扩张血管、降低交感神经对去甲肾上腺素的敏感性所导致的升血压反应、减少血管紧张素分泌、促进尿中钠的排泄，从而具有一定的降低血压的作用。
2．缺乏与过量
在正常情况下，一般不会发生低钾血症和高钾血症。
（1）缺乏 在临床上，将血清钾浓度低于3．5mmol/L时称为低钾血症。低钾血症在一般情况下不会发生，但当进食量过少、禁食、频繁呕吐、腹泻、多尿、大量出汗时会使钾大量丢失而造成体内血清钾浓度过低，从而引起低钾血症。主要临床表现为神经－肌肉应激性降低，骨骼肌无力，出现软瘫；若低钾浓度继续加重，可发生肋间肌、横膈肌无力，出现呼吸困难、缺氧和窒息；出现平滑肌无力导致腹胀及肠梗阻；心肌兴奋性增高，出现心律失常；长期、慢性失钾患者，可导致肾功能障碍。
（2）过量 血清中钾浓度超过5．5mmol/L称为低钾血症。一般不会因膳食摄入过多钾而引起血清中钾浓度过高，但肾功能不全者则有可能发生。大量输入库存血或静脉注射KCl等，可导致严重高钾血症。主要临床表现为肌肉无力，尤以下肢为重，以后沿躯干向上肢延伸；高钾抑制心肌自律性、传导性和兴奋性，使心律失常，严重时甚至可出现心脏骤停危及生命。
3．膳食参考摄入量与食物来源
中国营养学会建议我国居民膳食钾参考摄入量（AI）为：1～3岁1000mg/d，4～11岁1500mg/d，14岁以上2000mg/d，孕妇和乳母为2500mg/d。钾广泛存在于食物中，且吸收率较高。蔬菜和水果是钾的最好来源。一般每100g食物中钾的含量：蔬菜和水果为200～500mg，豆类为600～800mg，谷类为100～200mg，肉类为150～300mg，鱼类为200～300mg。每100g食物中钾的含量高于800mg的食物有紫菜、黄豆、冬菇、赤豆等。
（三）铁
铁（iron）是人体必需微量元素中含量最多的一种，也是最容易缺乏的一种。成人体内铁总量为3～5g。其中60%～70%存在于血红蛋白中，3%存在于肌红蛋白中，1%为含铁酶类（细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化酶等），25%～30%为储备铁，以含铁血红蛋白和铁蛋白的形式存在于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统中。正常男性体内储存铁约为1000mg，女性为300～400mg。
1．生理功能
（1）参与血红蛋白合成 铁在骨髓的幼红细胞内，与卟啉结合成正铁血红素，再与珠蛋白合成血红蛋白。铁缺乏时，新生的红细胞中血红蛋白量不足，影响DNA的合成及幼红细胞的分裂、增殖、成熟，还可使红细胞变形能力降低，寿命缩短，自身溶血能力增加。
（2）参与体内氧的运送、交换和组织呼吸过程 铁为血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素A及某些呼吸酶的成分，参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。
（3）其他 铁具有催化β－胡萝卜素转化成维生素A的作用。此外，铁还参与嘌呤与胶原的合成、抗体的产生、影响DNA合成以及脂类的转运和药物的解毒等。
2．缺乏与过量
铁缺乏和过量对人体会造成危害。缺铁时，首先体内铁储备减少，血清铁蛋白含量降低；继之，体内循环铁含量、血清铁浓度降低，最后导致血红蛋白生成减少而出现缺铁性贫血。
（1）缺铁性贫血 缺铁性贫血（iron deficiency anemia，IDA）是全球发病率最高的四大营养缺乏病之一，尤其在早产儿、婴幼儿、儿童和孕妇中患病率较高。在我国患病率为20%～60%，以2岁以下儿童较为多见。由于体内缺铁程度及病情发展早晚不同，临床表现也有所不同。初期，患者无明显的自觉症状，实验室检查才能发现血红蛋白低于正常值。随着病情的进一步发展，会出现不同程度的缺氧，多个系统同时会出现一定的症状。轻度贫血患者常自觉头晕耳鸣、注意力不集中、记忆力减退；皮肤黏膜、眼睑和指（趾）甲苍白；儿童身高和体重增长缓慢。病情进一步发展还可出现心跳加快、经常自觉心慌、全身乏力，容易疲倦。消化系统可出现食欲不振、腹胀、腹泻，甚至恶心、呕吐。严重贫血时可出现心脏扩大、心电图异常，甚至心力衰竭等；有的还会出现精神失常或意识不清等。此外，有15%～30%的病例表现有神经痛、感觉异常；儿童可出现偏食、异食癖（喜食土块、煤渣等）、反应迟钝、智力下降、易怒不安、易发生感染等现象。近年医学研究发现，老年耳聋与缺铁可能有关。
（2）铁过量 铁虽然是人体必需的微量元素，但当长期摄入过量或误服过量的铁制剂时可导致急、慢性铁中毒。①急性铁中毒多发生在儿童，主要原因是误服。主要表现为上腹部不适、腹痛、恶心、呕吐、腹泻、黑便，甚至面部发紫、昏睡或烦躁，急性肠坏死或穿孔，最严重者可出现休克而导致死亡。②慢性铁中毒多发生在45岁以上的中老年人，男性居多。由于长期服用铁制剂或从食物中摄铁过多，使体内铁总量超过正常的10～20倍，就可能出现慢性中毒症状，主要表现为肝、脾有大量铁沉着，肝硬化、骨质疏松、软骨钙化、皮肤呈棕黑色或灰暗、胰岛素分泌减少而导致糖尿病。青少年慢性铁中毒可使生殖器官的发育受到影响。据报道，铁中毒还可诱发癫痫病。
3．吸收和利用
食物中的铁有两种形式，即血红素铁（Fe2＋）和非血红素铁（Fe3＋）。血红素铁主要存在于动物性食物中，可直接被肠黏膜上皮细胞吸收而不受其他因素的影响，吸收率可达25%～35%；非血红素铁主要存在于植物性食物中，需在胃酸的作用下还原成Fe2＋后才能吸收，并受很多因素的影响，吸收率一般小于10%（如大米为1%，小麦为5%）。维生素C、含巯基氨基酸、胃酸等能促进铁吸收；膳食中的植酸、草酸、磷酸和碳酸等可与铁结合形成难溶的铁盐而抑制铁的吸收。铁的吸收也受体内铁存量和需要量的影响，铁存量丰富时铁的吸收率低，体内需要量高时铁的吸收率高，如在生长发育期和妊娠期铁吸收率较高。
4．膳食参考摄入量与食物来源
中国营养学会建议我国成年人膳食铁参考摄入量（AI）：男性为15mg/d，女性为20mg/d，孕妇、乳母为25mg/d。膳食中铁的最好来源为动物肝脏和全血，其次是鱼类和肉类食品。海带、紫菜、黑木耳中铁含量也较高。豆类和蛋黄含铁虽多，但不易吸收。牛奶和人奶均属于贫铁食物。
（四）锌
锌（zinc）为人体必需微量元素之一，正常成人体内含锌量为2～2．5g，主要存在于肌肉、骨骼和皮肤中，少量存在于内脏及血液中。血液中的锌大部分在红细胞内，红细胞膜上锌浓度较高，主要以金属酶、碳酸酐酶和碱性磷酸酶的组分存在，血浆中的锌大部分与蛋白质相结合，以游离形式存在的很少。
1．生理功能
（1）酶的组成成分或酶的激活剂 锌是人体许多重要酶的组成成分，目前已知有200余种含锌酶，如超氧化物歧化酶、果糖二磷酸酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等。锌是RNA聚合酶、DNA聚合酶的激活剂。
（2）促进生长发育 锌参与核酸和蛋白质的合成以及细胞的生长、分裂和分化等过程。因此，锌缺乏时出现生长发育迟缓、身材矮小、性器官发育不良、伤口不易愈合等。
（3）维持正常味觉和食欲 锌参与唾液蛋白的构成，而且锌是味觉素的结构成分，味觉素是一种与味觉有关的蛋白质，有营养和促进味蕾生长的作用，故锌缺乏时，味觉迟钝，食欲下降。
（4）维持正常的暗适应能力 锌可促进视黄醛的合成和构型转化；参与肝脏中维生素A动员，维持血浆维生素A的浓度，故锌可促进维生素A的代谢和维持其正常的生理功能，从而对维持眼睛正常的暗适应能力起到一定作用。
（5）保证免疫系统的完整性 锌可直接影响胸腺细胞的增殖，使胸腺素分泌正常，从而保证免疫系统的完整性。
2．缺乏与过量
（1）锌缺乏 在以谷类为主食的国家，尤其在经济落后地区的儿童中，锌缺乏相当普遍。主要原因是由膳食中锌长期严重摄入不足而引起。锌缺乏的典型表现如下：①味觉异常，食欲不振，偏食、厌食或有异食癖；②生长发育不良，患儿出现生长发育停滞、矮小、瘦弱、毛发稀疏等症状，发病后如未能及时治疗，则可发展成为侏儒病；③易发生腹泻、皮疹、皮炎、头发干枯、皮肤干燥、粗糙且有色素沉着，青年人锌缺乏，易发生痤疮。患者常见反复性口腔溃疡，伤口愈合不良等；④眼部易合并白内障和夜盲症；⑤免疫力减退，反复感染，易感冒；⑥性发育不良或功能障碍，性成熟延迟，第二性征不明显，性功能减退，女性月经紊乱，男性不育；⑦认知行为改变，如认知能力下降，精神萎靡，共济失调，行为障碍；⑧妊娠、分娩合并症增多，如妊娠反应加重，易流产、早产，甚至出现胎儿宫内发育迟缓，易生产低体重儿。分娩合并症增多，产程延长，伤口易感染等。胎儿畸形率增高，易出现脑部及中枢神经系统畸形。
（2）锌过量 成人一次性摄入锌超过2g会引起锌中毒，主要表现为上腹部疼痛、腹泻、恶心、呕吐。长期摄入锌过量可引起贫血、免疫功能降低、铜缺乏等。
3．吸收与利用
锌主要在小肠内被吸收，吸收率一般为20%～30%。影响锌的吸收的因素主要是肠黏膜细胞含锌量的调节。食物中的植酸、膳食纤维，以及铜、镉、钙、亚铁离子能抑制锌的吸收；维生素D、葡萄糖、乳糖、半乳糖、柠檬酸等能促进锌的吸收。消化道中锌主要经肠道排出，小部分由汗液排出。
4．膳食参考摄入量与食物来源
（1）参考摄入量 中国营养学会建议我国居民膳食锌的推荐摄入量（RNI）为：4～7岁12mg/d；7～11岁13．5mg/d；11～14岁，男18．0mg/d，女15．0mg/d；14～18岁，男19．0mg/d，女15．5mg/d；18岁以上，男15．5mg/d，女11．5mg/d；孕早期11．5mg/d，孕中期、孕晚期均为16．5mg/d，乳母21．5mg/d。
（2）食物来源 主要来自动物性食物，蛋白质含量高的食物含锌都较丰富，且吸收率高，尤以海产品中的贝类含量最高，如牡蛎。其他为畜禽肉及肝脏、蛋类、鱼类、豆类、谷类等。蔬菜及水果锌含量较低。
（五）硒
硒（selenium）是人体必需微量元素之一，人体内硒总量为14～20mg，广泛分布于所有组织和器官中。人体内肝、胰、肾、心、脾、牙釉质和指甲中硒浓度较高，脂肪组织中含量最低。硒缺乏与克山病有关，补硒能有效地预防克山病的发生。
1．生理功能
（1）硒是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分 硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH－Px）的构成成分。GSH－Px具有清除自由基、抗氧化作用，是人体内具有防御机能的一大酶系，可保护细胞膜免受氧化损伤，维持细胞的正常功能。
（2）参与甲状腺激素的代谢 硒是脱碘酶的构成成分，该酶促进甲状腺分泌的T4转化为活性形式T3而发挥生理作用。
（3）保护心肌健康、预防克山病 硒能降低心血管病的发病率。研究发现，硒对心肌纤维、小动脉及微血管的结构及功能有保护作用。我国在20世纪70年代研究发现，硒缺乏是克山病发病的基本因素，补硒能有效地预防克山病的发生。
（4）对重金属有解毒作用 硒在胃肠道中可与铅、镉、汞等重金属结合，形成金属硒蛋白复合物并排出体外，起到解毒作用。此外，硒还有促进生长、保护视觉器官及抗肿瘤作用。
2．缺乏与过量
（1）硒缺乏 硒缺乏的主要表现为心律失常、心动过缓或过速，心脏扩大，严重的会出现心力衰竭、心源性休克，急性患者可迅速死亡。X线可见心脏呈球形扩大，心搏减弱，心电图有异常改变。血液中硒含量测定是硒缺乏的主要诊断依据，血硒能反映膳食中硒的摄入量，正常人体血硒参考值范围为2．03～3．29μmol/L，我国最低值为0．10μmol/L（贫硒地区），最高值为95．0μmol/L（硒中毒地区）。
（2）硒过量 摄入过量的硒可引起中毒，硒中毒在世界一些地区时有发生，主要与地质环境硒含量过高导致当地居民摄入过高有关。国外有因食高硒含量保健品而中毒的报道。硒中毒的主要表现为：毛发脱落，头发从头皮处断裂，眉毛、胡须、腋毛、阴毛脱落。若硒中毒，皮肤会出现皮疹或水疱，并可发生溃疡。脱甲、指甲变脆、甲面出现白点及纵纹。消化系统表现为恶心、呕吐等。硒中毒还可出现乏力、易怒，肢端麻木继而抽搐、麻痹，甚至偏瘫等。有些患者可合并肌炎及心肌病。
3．吸收与利用
硒主要在小肠吸收，吸收率大多在50%以上。有机硒比无机形式的硒吸收率高。硒吸收入血后，与血浆白蛋白结合，可转运至各器官和组织中。硒摄入量的33%～58%经粪便排出，其他以无机硒形式从尿中排出。
4．膳食参考摄入量与食物来源
（1）膳食参考摄入量 中国营养学会建议我国居民膳食硒推荐摄入量（RNI）为：1～3岁为20μg/d，4～6岁为25μg/d，7～10岁为35μg/d，11～13岁为45μg/d。14岁以上各类人群（除乳母外）均为50μg/d，乳母为65μg/d。
（2）食物来源 动物性食物中的肝、肾、肉以及海产品含硒较丰富，粮食、豆类、蔬菜及水果中硒含量受产地地质环境的影响，不同地区土壤及水中硒含量差异较大，因而食物中硒含量也有很大区别，高硒地区的粮食、豆类和蔬菜中的硒含量是克山病地区同类产品的1000倍。
（六）碘
碘（iodine）是人体必需微量元素之一，健康人体内碘含量为20～50mg，其中70%～80%分布在甲状腺内。
1．生理功能
碘是合成甲状腺激素的重要物质，体内缺碘会导致甲状腺激素合成障碍。甲状腺激素的主要功能如下。①调节和促进物质代谢，甲状腺激素可促进生物氧化，调节蛋白质、糖类、脂肪及能量的代谢和水盐平衡。②甲状腺激素促进蛋白质合成，保证儿童正常的生长发育。③促进大脑及神经系统的发育，胎儿期或婴儿期缺碘可患克汀病。表现为智力低下，听力、语言及运动障碍。④甲状腺激素能促进维生素的吸收和利用，参与多种酶系的活化过程。
2．吸收与利用
膳食中的无机碘在胃肠道可被迅速吸收；有机碘在消化道被消化、脱碘后，以无机碘形式被吸收，吸收后的碘迅速运转至血浆，分布到全身各组织。甲状腺是体内唯一储存碘的组织。体内甲状腺素经代谢分解出的碘，部分可被重新利用，大部分经尿排泄，少部分从粪便、汗液或乳汁中排出。
3．碘缺乏
人体长期碘摄入不足，导致体内碘缺乏而引起的一系列病症称为碘缺乏病（iodine deficient disorder，IDD），包括地方性甲状腺肿、地方性克汀病、地方性亚临床克汀病、流产、早产、死胎等。本病分布广泛，遍布全世界约110个国家。据估计全球受碘缺乏威胁的人群约有16亿人。我国约有7亿人居住在缺碘地区。IDD最大的危害是胚胎时期和出生早期缺碘而导致克汀病。典型的克汀病患儿表现为呆、小、聋、哑、瘫。儿童、青少年和成人则可引起地方性甲状腺肿伴甲状腺功能低下。导致缺碘的主要原因如下。①自然环境中缺碘（土壤、水体中缺碘），导致膳食中碘长期摄入不足。②某些食物含抗甲状腺激素的物质，如十字花科植物白菜、萝卜等含有β－硫代葡萄糖苷等，影响碘的利用。③蛋白质摄入不足，饮食中含钙、锰、氟过高或钴、钼不足，均影响甲状腺激素的合成。
4．膳食参考摄入量与食物来源
中国营养学会建议我国居民膳食碘推荐摄入量（RNI）为：0～3岁50μg/d，4～10岁90μg/d，11～13岁120μg/d，达到或超过14岁150μg/d，孕妇与乳母200μg/d。海产品（如海带、紫菜、淡菜）中含有丰富的碘。海鱼、对虾、干贝、海参、海盐中含碘量也较高。我国在缺碘地区采用推广加碘食盐来进行防治IDD已取得了很大成效。
八、水
水是一切生命存在的必需物质，是饮食中的基本成分，在人类的生命活动过程中，水发挥着极其重要的作用，没有水，就没有生命。水是人体需要量最大的营养素。
（一）水在体内的分布
水是人体中含量最多的成分，成年人体内水分含量约为体重的65%。年龄越小，体内含水量越多。水是维持细胞正常功能、外形以及构成每一种体液所必需的物质，其在体内广泛分布于细胞内和细胞外。细胞内水含量为体内总量的2/3，细胞外约为1/3。各组织器官的含水量差异很大，如血液为83%，骨骼为22%，脂肪组织为10%。
（二）生理功能
（1）水是构成人体的主要成分。
（2）水直接参与物质代谢：水是体内一切生化反应的主要介质，促进各种生理活动和生化反应过程。
（3）水是营养物质的载体：摄入体内的各种营养物质都必须通过血液或组织液运送到身体各部位才能发挥相应的作用，而水是构成血液和各种组织液的基本物质。
（4）水是排除代谢产物的载体：人体内的代谢废物大部分通过血液运送到肺和肾脏，经呼吸和尿液排出体外。
（5）调节体温：水还有调节体温的作用。当外界气温过高，或人因运动或疾病产热过多时，可通过汗液蒸发调节体温。
（6）水还可滋润皮肤，对关节、黏膜、肠道等起到润滑作用。
（三）水的需要量与水平衡
（1）水的需要量 人体中水的需要量变化很大，它受气温、年龄、活动强度、膳食等诸多因素的影响。健康成人一般每日需水约2500mL。1989年美国RDA（RDA是营养学上的一个参考标准）提出：成人每消耗1kcal（4．184kJ）能量，水的需要量为1～1．5mL。婴儿和儿童体表面积较大，代谢率较高，体内含水多，易发生脱水，以1．5 mL/kcal计算。孕妇、乳母可根据需要适当补充水的摄入量。
（2）水平衡 人体每日摄入的水量和排出的水量保持平衡称为水平衡。人体内水的来源包括饮水、食物中水及内生水三大部分。内生水是指三大产能营养素在体内氧化分解时产生的代谢水。1g蛋白质代谢产生水0．41g，脂肪为1．07g，糖类为0．6 g。正常成人每日食物中含水约1000mL，内生水约300mL，因此，中国营养学会在“中国居民膳食宝塔”中建议，健康成年人每天饮水至少需1200mL。
（四）水缺乏与过量
（1）水缺乏 水缺乏多见于婴儿、儿童和老年人。水摄入不足或水丢失过多（如腹泻）可引起体内失水，重度缺水可形成机体高渗状态而导致脱水。失水量达体重的2%时，为轻度水缺乏，主要表现为口渴、少尿、口腔黏膜可轻度发干。失水量大于体重的10%时，为中度水缺乏，患者除口渴外，可有烦躁、眼球内陷、皮肤失去弹性等现象，婴儿可见前囟内陷及躁动或昏睡，成人可出现体位性低血压、尿少色深，继而可出现脉速，四肢发绀、发凉和潮湿，呼吸细速，婴儿可发生昏迷、少尿或无尿。失水大于体重的20%时，会导致死亡。
（2）水中毒 如果水的摄入量超过排出量，可导致体内水过多，严重的可引起水中毒。水中毒在正常人中极少见，临床上多见于肝、肾疾病和充血性心力衰竭的患者。
九、植物化学物
（一）植物化学物的概念
植物化学物由种类繁多的化学物质组成，从广义上讲，植物化学物是生物进化过程中植物维持其与周围环境（包括紫外线）相互作用的生物活性分子。目前营养学界的多数观点认为：植物化学物是指植物中存在的一类不属于已知营养素的物质，它们具有调节植物生长、代谢、防御病虫害等作用，对人体具有促进生长发育、调节代谢、抵御危害的作用。植物化学物是近年来人类一大重要发现，大量的实验研究已经证明，植物化学物是人类新的健康宝库。如番茄红素、大蒜素、玉米黄酮等，具有显著的防癌、抑制自由基、增强免疫力、调节内分泌的作用。迄今为止，天然存在的植物化学物的总数量经不完全统计，有60000～100000种。就混合膳食而言，每天摄入的植物化学物约为1．5g，而对素食者来讲可能会更高一些。
（二）植物化学物的分类与作用
植物化学物可按照它们的化学结构或者功能特点进行分类。现将几种主要的植物化学物介绍如下。
1．类胡萝卜素
类胡萝卜素（carotenoids）是一类重要的天然色素的总称，普遍存在于动物、高等植物、真菌，以及藻类中的黄色、橙红色或红色的色素之中。类胡萝卜素可分三类。①胡萝卜素：属羟类化合物，最常见的有番茄红素和β－胡萝卜素、γ－胡萝卜素。②叶黄素：亦称胡萝卜醇，是胡萝卜素的非酸性氧衍生物；常见的叶黄素有隐黄质、玉米黄质、叶黄素、辣椒红、辣椒玉红素、虾青素、虾红素、海胆烯酮、蒲公英黄质、新黄质、柠黄质、紫菌红素丁等。③类胡萝卜素酸：胡萝卜素的羧酸衍生物。类胡萝卜素的主要功效如下。
（1）抗氧化作用 类胡萝卜素具有显著的抗氧化功能，其分子结构中含有多个共轭双键，能有效抵制自由基的活性，从而减少其对细胞遗传物质（DNA、RNA）和细胞膜（如蛋白质、脂质和糖类）的损伤。
（2）免疫调节作用 研究发现，类胡萝卜素能增强免疫系统中B细胞、CD4细胞的活力，增加免疫细胞嗜中性粒细胞的数目，从而提升机体免疫防御的能力；同时，还具有免疫监督的作用。体外试验结果表明，类胡萝卜素能增加自然杀伤细胞（NK）的数目，能刺激吞噬细胞的吞噬作用，从而起到消灭癌细胞、预防癌症的作用。
（3）延缓衰老 人体衰老的进程与抗氧化和免疫调节能力息息相关，类胡萝卜素兼具抗氧化和免疫调节的功效，对延缓衰老有很好的作用。在抗氧化方面，类胡萝卜素尤其是β－胡萝卜素不但能直接清除自由基，还能增加体内超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的含量，进而强化机体自身的抗氧化能力，延缓衰老。
（4）抗癌作用 研究表明，许多类胡萝卜素能使癌症致死的危险性降低20%～30%。流行病学、药理实验都肯定α－胡萝卜素、β－胡萝卜素、番茄红素、叶黄素等类胡萝卜素具有抗癌作用。
（5）预防其他慢性病 随着对类胡萝卜素抗氧化认识的不断深入，其与心血管疾病的关系也引起人们的关注，类胡萝卜素尤其是β－胡萝卜素具有预防心血管疾病的重要作用；叶黄素和玉米黄素具有抗氧化和光过滤作用，能预防老年性黄斑变性、白内障等眼科疾病；另外，类胡萝卜素的强大抗氧化作用，对一些与自由基或氧化伤害有关疾病，如白内障、关节炎、糖尿病、肾小球肾炎、肝炎、肝硬化等均具有一定的防治作用。
2．植物固醇
植物固醇（phytosterol）是存在于高等植物中的固醇，是植物细胞的重要组成成分，不能被动物吸收利用。其含量以豆固醇和谷固醇最高。其主要功效如下。
（1）有降低血液胆固醇、防治心脑血管疾病的作用 国内外研究表明，植物固醇在肠道内可以与胆固醇竞争，减少胆固醇吸收，有效地降低高脂血症患者血液中总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量，但不影响高密度脂蛋白胆固醇的含量。据统计，膳食中植物固醇摄入量越高，人群罹患心脏病和其他慢性病的危险性越小。
（2）抑制肿瘤、调节免疫功能 植物固醇进入人体后，不仅能降低胆固醇，还可抑制癌细胞分化，促进癌细胞死亡，增强机体免疫力。
（3）具有防治前列腺肥大、抑制乳腺增生的作用。
3．多酚
多酚（polyphenol）又称植物多酚（plant polyphenol）或植物单宁（vegetable tannins），是一类广泛存在于植物体内的多元酚化合物。植物的皮、根、叶、果中含量丰富，可达20%。可可豆中多酚的含量特别高。多酚类化合物主要功效如下。
（1）抗氧化作用 植物中所含的多酚化合物是重要的抗氧化剂，可以保护低密度脂蛋白免受过氧化，从而防止动脉粥样硬化和体内过氧化反应的致癌作用。
（2）调节血脂作用 大豆异黄酮可以降低胆固醇，茶多酚可减少肠内胆固醇的吸收，降低血液胆固醇。
（3）血管保护作用 红葡萄酒中的多酚化合物可抑制血小板的活性，从而抑制血栓的形成。
（4）预防肿瘤作用 槲皮素可以减少组胺的释放，抑制癌细胞的分化和生长，抑制癌细胞内DNA的合成。
（5）类雌激素作用 大豆异黄酮具有类雌激素样作用，适量的大豆异黄酮可减少女性更年期症状。
4．有机硫化合物
有机硫化合物（organosulfur compound）是指分子结构中含有硫元素的一类植物化学物，它们以不同的化学形式存在于蔬菜或水果中。一部分以葡萄糖异硫酸盐缀合物形式存在于十字花科蔬菜中，如西兰花、卷心菜、菜花、球茎甘蓝、荠菜和小萝卜等。另外一部分以有机硫化合物形式存在于葱、蒜中。其中，大蒜中含量非常丰富，大蒜精油内含有一系列的含硫化合物，如大蒜辣素（二烯丙基硫代磺酸酯）、二烯丙基三硫化合物、二烯丙基二硫化合物等。有机硫化合物的生物学作用如下。
（1）抑癌作用 动物实验表明，异硫氰酸盐能阻止实验动物肺、乳腺、食管、肝、小肠、结肠和膀胱等组织癌症的发生。大蒜素还可以阻断体内亚硝胺合成，抑制肿瘤细胞的生长。
（2）杀菌作用 大蒜素具有广谱杀菌作用，大蒜汁对革兰阳性菌和革兰阴性菌均有抑制或杀灭作用。在抗生素出现之前，大蒜曾广泛应用于防治急性胃肠道传染病、白喉、肺结核、流感和脊髓灰质炎等疾病。
（3）抗病作用 大蒜具有增强机体免疫力、降血脂、减少脑血栓和冠心病发生等多种生物学作用。
5．植物雌激素
植物雌激素（phyto oestrogen）是存在于植物中的可结合到哺乳动物体内雌激素受体上的并能发挥类似于内源性雌激素作用的成分。植物雌激素主要有三类：异黄酮类（isoflavones）、木酚素类（lignans）和黄豆素类（coumestans），均分布在植物及其种子里。异黄酮主要存在于大豆和大豆制品中，木聚素在亚麻种子和粮食制品中含量较高。植物雌激素主要的生物学效应如下。
（1）参与机体内分泌的调节 植物雌激素对人体内分泌的调节具有双重作用。一方面，一定剂量的植物雌激素在体内能与雌激素受体（estrogen receptor，ER）结合，发挥雌激素样作用。另一方面，低剂量的植物雌激素与内源性雌激素竞争雌激素受体，阻止了体内雌激素分子与受体的结合，从而可有效地减弱靶细胞对雌激素的应答，起到抗雌激素样作用。
（2）防治更年期综合征 妇女绝经前后，由于卵巢功能减退，体内雌激素水平下降，引起各器官组织的功能失调，出现一系列症状，称为更年期综合征。对此，植物雌激素可以起到预防和治疗作用。
（3）预防老年性骨质疏松症 绝经后妇女，卵巢功能衰退后雌激素水平下降，骨代谢出现负平衡，骨量减少。异黄酮可与骨细胞上的雌激素受体结合，减少骨质流失，同时增加机体对钙的吸收，增加骨密度，因而可有效地预防老年性骨质疏松症。
（4）预防癌症 雌激素通过刺激细胞增生诱发癌症，植物雌激素能够通过雌激素拮抗作用减少乳腺癌和子宫癌的发生。植物雌激素对前列腺癌和结肠癌也有预防作用，这是因为植物雌激素与雌二醇竞争结合雌激素受体，从而抑制雌二醇对肿瘤细胞的促分裂作用，进而抑制肿瘤细胞的生长。此外，植物雌激素还具有一定的抗氧化作用，抑制自由基对机体细胞的损伤从而起到防癌作用。
（5）其他 植物雌激素对心血管系统具有良好的保护作用，可以降低体内胆固醇的含量，减少心血管疾病（如高胆固醇血症、动脉硬化病变等）的发生。大豆异黄酮的雌激素样作用可使女性皮肤光滑、细腻、柔嫩、富有弹性，具有一定的美容效果。但是，大剂量的植物雌激素对人体有不良影响，如它会改变妇女的月经周期。
6．植酸
植酸又称肌醇六磷酸（IP6），是天然存在于谷类食物和豆类食物中富含磷的一种有机化合物。植酸主要存在于植物种子胚层和谷皮中。植酸的螯合能力较强，可降低某些矿物质的生物利用率。但有研究表明，植酸具有一定的抗癌、抗氧化、调节免疫功能、抗血小板凝集等作用，在预防疾病、促进健康方面具有较大的意义。
小 结
“营养学基础”这一部分主要介绍了营养与膳食的一些基本概念，阐述了人体所需的能量和六大类营养素（蛋白质、脂类、糖类、维生素、矿物质和水）的功能、来源，以及每日参考摄入水平、能量和各营养素缺乏与过量对人体健康的不良影响。还介绍了植物化学物。该部分是“营养与膳食”这门课程最基本的内容，必须全面了解，为后续学习打下坚实的基础。
能力检测
一、单项选择题
1．评价食物蛋白质的质量高低，主要看（ ）。
A．蛋白质的含量和消化率
B．蛋白质的消化率和蛋白质生物学价值
C．蛋白质含量、氨基酸含量、蛋白质生物学价值
D．蛋白质含量、蛋白质消化率及蛋白质生物学价值
E．氨基酸组成、蛋白质互补作用的发挥
2．蛋白质生物学价值的高低主要取决于（ ）。
A．各种氨基酸的含量与比值
B．各种必需氨基酸与非必需氨基酸的含量与比值
C．各种必需氨基酸的含量与比值
D．各种非必需氨基酸的含量与比值
E．限制氨基酸的含量与比值
3．以下为人体非必需氨基酸的是（ ）。
A．色氨酸 B．苏氨酸 C．蛋氨酸 D．精氨酸 E．赖氨酸
4．食物中限制氨基酸的存在可使机体（ ）。
A．蛋白质的吸收受到限制 B．蛋白质供应能量受限
C．合成组织蛋白质受限 D．蛋白质分解代谢受限
E．机体氮平衡受限
5．氮储留量/氮吸收量×100%是（ ）。
A．蛋白质表观消化率 B．蛋白质真消化率
C．蛋白质生物学价值 D．蛋白质净利用率
E．蛋白质功效比
6．植物性蛋白质的消化率低于动物性蛋白质，是因为（ ）。
A．蛋白质含量低 B．蛋白质被纤维包裹，不易与消化酶接触
C．蛋白质含量高 D．与脂肪含量有关
E．蛋白质分子结构不同
7．谷类食物中存在的第一限制性氨基酸是（ ）。
A．谷氨酸 B．组氨酸 C．蛋氨酸 D．赖氨酸 E．色氨酸
8．豆类食物中存在的第一限制性氨基酸是（ ）。
A．谷氨酸 B．组氨酸 C．蛋氨酸 D．赖氨酸 E．色氨酸
9．下列天然食物中蛋白质生物学价值最高的是（ ）。
A．瘦猪肉 B．鸡蛋 C．牛奶 D．鱼 E．黄豆制品
10．按照目前我国膳食习惯，膳食中蛋白质的主要来源是（ ）。
A．鱼、禽类 B．肉类及豆制品 C．奶类
D．谷类 E．蛋类
11．脂肪摄入过多与许多疾病有关，因此，要控制膳食脂肪的摄入量，一般认为，脂肪的适宜供能比例是（ ）。
A．10%～15% B．60%～70% C．20%～25%
D．30%～40% E．40%～50%
12．必需脂肪酸与非必需脂肪酸的根本区别在于（ ）。
A．前者是人体所必需的，而后者不是
B．前者可以在人体合成，而后者不能
C．前者不能在人体合成，而后者可以
D．前者不是人体所必需的，而后者是
E．以上都不是
13．目前确定的最基本必需脂肪酸是（ ）。
A．亚油酸、花生四烯酸、α－亚麻酸 B．亚油酸、α－亚麻酸
C．亚油酸D．α－亚麻酸、花生四烯酸
E．亚油酸、花生四烯酸
14．以下哪种食用油中含必需脂肪酸较多？（ ）
A．牛油 B．花生油 C．猪油 D．椰子油 E．黄油
15．以下不属于膳食纤维的是（ ）。
A．纤维素 B．果胶 C．半纤维素 D．藻类多糖 E．果糖
16．人体的能量来源于膳食中蛋白质、脂肪和糖类，它们在体内的产能系数分别为（ ）。
A．4kcal/g、9kcal/g、9kcal/g B．4kcal/g、9kcal/g、4kcal/g
C．9kcal/g、4kcal/g、4kcal/g D．4kcal/g、4kcal/g、4kcal/g
E．4kcal/g、4kcal/g、9kcal/g
17．为维持蛋白质代谢正常，60kg成年男子（轻体力活动），膳食中每日需补充蛋白质75g，其中优质蛋白质应有（ ）左右。
A．10g B．25g C．40g D．50g E．60g
18．由于食物的特殊动力作用而增加的能量消耗，以何种营养素最多？（ ）
A．脂肪 B．糖类 C．蛋白质 D．混合膳食 E．酒精
19．下列不属于无机盐的元素是（ ）。
A．硫 B．氮 C．钙 D．硒 E．铁
20．有利于肠道钙吸收的因素有（ ）。
A．氨基酸、乳糖、维生素D B．脂肪酸、氨基酸、乳糖
C．抗酸药、乳糖、钙/磷比值 D．乳糖、青霉素、抗酸药
E．草酸、维生素D、乳糖
21．用以判断储备铁缺乏期的指标是（ ）。
A．血清铁 B．铁结合力 C．运铁蛋白饱和度
D．血清铁蛋白 E．血红蛋白
22．抑制膳食中非血红素铁吸收的因素有（ ）。
A．胃酸分泌过多 B．维生素C
C．植酸、草酸和单宁酸 D．钙
E．维生素D
23．有关微量元素锌，不正确的是（ ）。
A．过量铁可抑制锌的吸收
B．缺锌的典型临床表现为食欲减退、生长发育受阻
C．孕妇缺锌会导致中枢神经系统先天性畸形
D．动物性食物锌的生物利用率小于植物性食物
E．锌是许多金属酶的结构成分或激活剂
24．参与构成谷胱甘肽过氧化物酶的营养素是（ ）。
A．铁B．锌 C．硒 D．硫胺素 E．核黄素
25．衡量机体维生素A缺乏的早期诊断指标是（ ）。
A．血浆维生素A含量下降 B．视觉暗适应能力降低
C．血浆视黄醇结合蛋白含量下降 D．尿负荷试验维生素A含量下降
E．以上都不是
26．当血浆维生素A水平在正常范围时，说明（ ）。
A．状况良好 B．不能肯定，有可能为亚临床状态
C．肝脏有充足的维生素A储存 D．肝脏维生素A储存量减少
E．视黄醇结合蛋白含量偏低
27．水溶性维生素的共同特点为（ ）。
A．一般有前体物 B．不易吸收 C．会积蓄中毒
D．宜每日供给 E．以上都是
28．脂溶性维生素的特性是（ ）。
A．溶于脂肪和脂溶剂、疏水
B．需脂类和胆盐协助才能吸收
C．体内可大量储存，过量积蓄可引起中毒
D．缺乏时症状发展缓慢
E．以上都是
29．下列食物中，维生素A含量丰富的是（ ）。
A．鸡肝 B．猪肉 C．玉米 D．山药 E．牛肉
30．可在体内合成的维生素是（ ）。
A．维生素C B．维生素A C．维生素E D．维生素B2 E．维生素D
31．衡量机体维生素B2营养状况最常用的实验室检查方法是（ ）。
A．细胞内转酮醇酶活性测定 B．白细胞内维生素B2含量测定
C．尿负荷试验 D．暗适应能力测定
E．以上都不是
32．维生素B1以辅酶形式参与（ ）。
A．蛋白质代谢 B．脂肪代谢 C．赖氨酸代谢
D．糖代谢 E．钙代谢
33．维生素B1最主要的营养作用是（ ）。
A．调节机体物质代谢和能量代谢 B．促进生长发育
C．影响DNA的合成 D．有利于胃肠道正常蠕动
E．影响内分泌系统
34．有关维生素，正确的是（ ）。
A．维生素A、维生素C、维生素D、维生素E为脂溶性维生素
B．水溶性维生素不需每日供给
C．大量摄入水溶性维生素一般不会引起中毒
D．缺乏水溶性维生素时，症状不明显
E．大量摄入维生素E、维生素A不会引起中毒
35．维生素D的儿童推荐摄入量是（ ）。
A．10μg/d B．15μg/d C．20μg/d D．25μg/d E．30μg/d
36．中国居民膳食中膳食纤维的重要来源是（ ）。
A．肉类 B．蛋类 C．奶制品 D．精制米面 E．水果、蔬菜
37．在食品中不具有抗氧化作用的成分是（ ）。
A．多酚 B．维生素C C．大蒜素 D．膳食纤维 E．大豆异黄酮
38．植物性食物所含的抗氧化物，（ ）在数量上是最多的。
A．多酚类 B．类胡萝卜素 C．多糖类
D．含硫化合物 E．植物雌激素
39．既不能供热又不能构成机体组织，但又不可缺少的营养素是（ ）。
A．脂肪 B．维生素 C．糖类 D．蛋白质 E．矿物质
40．钙的良好食物来源是（ ）。
A．蔬菜、水果 B．豆类 C．谷类
D．鱼、肉类 E．乳类及乳制品
二、简答题
1．简述维生素的共同特点。
2．人体能量消耗主要有哪几个方面？
3．营养素共有几大类？其中，提供能量的是哪些？
4．维生素C的主要生理功能是什么？
5．糖类的生理功能有哪些？
三、讨论题
1．试述膳食纤维是如何发挥防癌作用的？
2．鸡蛋与馒头，哪一个蛋白质的营养价值更高？为什么？
（胡玉华）