生物所摄取的养料营养

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营养(生物所摄取的养料)【生物所摄取的养料营养】指人体消化、吸收、利用食物或营养物质的过程，也是人类从外界获取食物满足自身生理需要的过程，包括摄取、消化、吸收和体内利用等。
基本介绍中文名：营养
外文名：nutrition
拼音： yíng yǎng
简介：食物所含的养分
基本概念生物从低级到高级，从单细胞生物到高等动植物，从水中生活到陆地生活，所处的环境不同，生态各异。因之，所需要的养料和摄取养料的方式也不相同。生物所需的养料，其元素组成，大量的有氢、氧、氮和碳。这些是组成生物体的蛋白质和储存能量的主要元素。此外，还有少量的硫、磷、钙、镁、钾、钠、氯和多种微量元素。有些微量元素在生物体内仅有痕量。含有叶绿素和紫色素的植物和微生物能够经过根、叶或细胞膜直接从外界吸取这些无机化合物，并利用日光的能量来合成自身生长、发育等生命活动所需的有机物质，如蛋白质、脂质和碳水化合物（糖类）等。具有这样营养方式的生物称为自养型或无机营养型生物。另一些生物（如动物）不能直接利用外界的无机物合成自身生命所需的有机物，必须从自养型生物或其它同类生物获取养料。通过代谢过程将摄取的物质转变成自身所需的蛋白质、脂质、碳水化合物等有机物。具有这样营养方式的生物则称为异养型生物。营养学即是研究食物对生物的作用的科学。营养学在其发展的过程中，不仅包括食物进入机体内的变化，如参与生化反应和结合到组织细胞中；还包括指导人们如何选择食物以保障机体的正常生长、发育与繁殖。所以营养学除了有其生物学意义外，还有其社会经济意义。营养素是维持正常生命活动所必需摄入生物体的食物成分。现代营养学对于营养素的研究，主要是针对人类和禽畜的营养素需要。营养素分蛋白质、脂质、碳水化合物（糖类）、维生素和矿物质（无机盐）、水、纤维素7大类。蛋白质(protein)机体组织细胞成分主要为蛋白质，体液也含蛋白质。蛋白质的营养作用在于它的各种胺基酸。组成食物蛋白质的胺基酸有20余种，其中有数种不能在人体与动物体内合成，而必须获自食物，这些胺基酸被称为“必需胺基酸” ，即蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸、苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。此外，幼儿生长尚需组氨酸，禽类如鸡还需精氨酸和甘氨酸。除这些必需胺基酸以外的其他胺基酸，因为都能在机体内合成，故被称为“非必需胺基酸” 。各种蛋白质的胺基酸种类与含量是不相同的。有的蛋白质缺少某种必需胺基酸，如明胶蛋白不含色氨酸，玉米胶蛋白不含赖氨酸。因此，评价一种食物蛋白质的营养价值，主要应视其所含的各种必需胺基酸量是否能满足机体的需要。不足时，机体就不能有效地合成体蛋白质，其他种胺基酸只能经脱氨代谢，生成糖（糖原异生）和作为燃料供给热能。由此可知，食物蛋白质的胺基酸模式是决定其质的优或劣的关键。国际上以全鸡蛋的必需胺基酸模式，或人乳中必需胺基酸模式，或根据人体所必需的胺基酸量提出的假设模式，作为评价食物蛋白质营养价值的标準。这就是所谓蛋白质营养价值的化学分评价法。另外，还有生物评价法，是根据食物蛋白质在机体内的利用率作出营养评价。常用的有“蛋白质生理价值”（简写为BV ，为体记忆体留氮量与吸收氮量的百分比）、“净蛋白质利用率”（简写为NPu ，为体记忆体留氮量与摄入氮量的百分比，即 BV×蛋白质的消化率）、或“蛋白质效能比值”（简写为PER ，为摄入每克蛋白质的体重增加量）。脂质（lipide）包括中性脂肪和类脂。前者主要是供给能量，后者多具有重要的生理功能。脂质的基本组成为脂肪酸，有必需脂肪酸和非必需脂肪酸之分。必需脂肪酸主要有3种，即亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。这3种必需脂肪酸的生物活性不相同，以花生四烯酸的为最大，亚油酸的为其次，亚麻酸的为最小，碳的长链脂肪酸，在脑与视网膜的发育与功能中有着特殊的作用。动物缺乏必需脂肪酸时，生长迟缓，出现皮肤症状（脱毛、湿疹性皮炎、鳞皮等）。有人报导幼儿缺乏必需脂肪酸时也有同样症状。但成年动物和人很难产生缺乏症状，这是因为体内有较大量亚油酸储存之故。必需脂肪酸缺乏，可引起细胞膜磷脂的脂肪酸组成的改变，因而影响膜的功能；并可减低前列腺素的合成。前列腺素的前体为18碳和20碳的多不饱和脂肪酸。有人建议以测定血中三烯酸和四烯酸的比值，作为必需脂肪酸是否缺乏的指标。这是由于脂肪酸代谢过程中有酶系统的竞争作用。当亚油酸缺乏时，由亚油酸延长碳链并经脱饱和作用而生成花生四烯酸的量减少，另一族脂肪酸——油酸的代谢加强，大量生成二十碳三烯酸，因此血中三烯酸与四烯酸的比值乃有增高。人的必需脂肪酸需要量按其热量计约为每日热能需要量的1～2% 。糖类（carbohydrate）糖类也称碳水化合物，因为它们的分子式通式为Cn（H2O）m 。随着科学的发展，人们发现糖类中的氢、氧原子个数比不一定的是2：1 ，也不以水分子的形式存在，并且有些符合通式的物质也不是糖，所以碳水化合物这个名字已经失去原来的意义而很少使用了。（糖类）供给生物热能的一种主要营养素。食物中的碳水化合物是多糖（澱粉）和纤维素。多糖的降解产物单糖，可为绝大多数生物所利用，而纤维素则仅在具有纤维素酶的生物体内才能被降解和利用。在膳食热量摄入不足时，机体的脂肪组织和蛋白质将被分解以补充热量的不足。表现为生长停滞，体重下降。严重时可致死亡。人类的饮食习惯不同，膳食碳水化合物供给的热量一般占总热能消耗的45～80% 。在经济不发达地区可高达 90%以上，这是因为碳水化合物是最廉价的热能来源。若膳食碳水化合物的热量过低，脂肪热量过高将会发生酮症。减肥的人常过多的限制碳水化合物，以限制热量的摄入，并增强劳动以消耗体脂，在这种情况下也会出现酮症。因此，来源于碳水化合物的热能不宜少于总热能的45% 。纤维不能为人和多数动物所消化利用。膳食纤维包括纤维素、半纤维素、果胶、藻多糖和木质素。早年在测定纤维时，用酸、硷消化植物组织，其残渣为粗纤维，其余的纤维组分大部分在测定过程中遭受损失。的新方法可分别测定纤维的各种组分。膳食纤维经胃肠道中细菌的纤维素酶发酵，可有大部分被酶解为短链脂肪酸。草食动物即以此为能量来源。流行病学及实验室工作证明，膳食纤维可降低肿瘤的发生，如结肠癌。其原因在于它们的亲水性和形成凝胶的能力，增大粪便体积，利于排出，从而加速致肿瘤活性的固醇代谢物的排泄，减少了与结肠接触的时间。膳食纤维也有利于对其他疾病，如冠心?⒏哐??Ⅰ⑻悄虿〉鹊姆乐危?讼钛芯可性诩绦?小?蛋白质、脂质和碳水化合物都属于产生热能的营养素。在进行一切生物反应时必须要有足够的热能。膳食蛋白质、脂质和碳水化合物所供给的热能，在扣除未被消化吸收部分后的热能值，称为生理热能值。每克蛋白质、脂肪和碳水化合物的生理热能值分别为4.0、9.0和4.0千卡。这就是通常用以计算膳食热量的数据。热量的摄入与消耗，在正常情况下，应处于平衡状态，即摄入量与消耗量相等，是为能量平衡。生物在生长阶段，机体的物质在增加，尤其是蛋白质和脂质，因而有能量的储存。但摄入量超过需要时，即以脂质的形式存于体内。与此相反，在摄入量低于需要时，将消耗自身的物质导致消瘦。矿物质(mineral composition)19世纪中叶就发现仅用蛋白质、脂肪和碳水化合物饲餵动物不能维持其生命，因而认为食物燃烧后的灰分必具有生理作用。但补充饲以灰分后动物仍死亡。直到20世纪初发现了维生素，并逐渐阐明了矿物质的重要作用，才对营养素有了较全面的了解。人体内有数十种矿物元素，广泛分布于全身。目前尚未能证明这些元素全部都具有生理功能。其中少部分元素具有生理功能的，被称为必需元素。按其在体内的含量又分为大量营养元素和微量营养元素。前者有钙、磷、镁、钾、钠、氯、硫。后者有铁、铜、锌、锰、钼、铬、钴、镍、钒、锡、碘、硒、硅、氟等。钙、磷、镁是骨骼和齿的主要成分。镁又是植物叶绿素的重要成分。钙、磷、镁的生理功能为：钙与镁在肌纤维收缩、神经传导、激活生化反应中，以及钙在凝血作用中都起着极重要的作用。磷与能量代谢有关。三磷酸腺苷（ATP）是储存和释放能量的重要化合物。镁为产生三磷酸腺苷的激活物质。镁、钾、钠、氯都是维持体液酸硷平衡和适宜渗透压的重要电解质。硫为含硫必需胺基酸——蛋氨酸和胱氨酸，和几种维生素，如硫胺素、泛酸和生物素的组分。硫与氢组成的巯基在生物反应中有重要作用。在微量营养元素中，铁是血红蛋白的重要成分，为携带氧的载体。铜与铁在血红蛋白合成中有协同作用。碘是甲状腺素的主要成分。铬是糖耐量因子的成分。钴是维生素B12的成分。已知锌是40余种酶的辅基，缺乏时将导致生长停滞和性发育不成熟。锰、钼、硒也都是酶的成分。氟由于具有防龋齿作用，因此，也是必需元素。其余的元素如镍、钒、锡、硅在动物实验中发现有缺乏表现，但其机制尚未阐明。必需元素摄入过量时，对机体也可产生不利影响。水(water)水约占成年人体重的65% ，在调节体温、输送营养、排除废物等方面有重要作用。成人一般每天的摄入量为1500ml左右，这里面包括食物与日常饮水两方面。另外水电势能是大脑工作的最主要的能量来源。水分在细胞能量供应中，承担了极其微妙的角色。所有体细胞的膜结构中都含有一类蛋白，特别容易与各种矿物质离子结合，如钠、钾、镁、钙等离子。这些离于与蛋白结合后，就能在水的作用下从膜的一侧跨越到另一侧，从而製造出膜两侧的电势差，形成水电势能。这一过程中产生出的能量，最终会储存在三磷酸腺甘(ATP)和三磷酸鸟苷 (GTP)等高能物质中。水电势能是人体大脑和各部位体细胞工作的直接能量来源。这是一种“清洁”的能量，不会产生任何残余废物，多余的水仅以尿液的形式排出体外。水不会在人体中堆积，不像食物会以脂肪的形式在体内储存。人体缺乏水分的时候，脱水最严重的是细胞内部。脱水发生时，损失的水分有60%来自细胞内， 26%来自组织液，仅有8%来自血液。血液循环系统能够通过毛细血管的收缩来维持循环，而脱水的细胞却会陷人能量短缺，因而使各种生理机能陷于停滞。人体中受脱水影响最为严重的部位是大脑。人体的脑细胞和神经元总数多达数百亿个，这些神经细胞不停地靠电信号彼此交流，以确保人体对周围环境的变化做出正常反应。水电势能是神经细胞工作的最主要的能量来源，因此，一杯水是你能找到的最好的“提神饮料” ，它能在几分钟之内让你感到思维顺畅。如果想要靠食物达到同样的目的，那幺你不仅要喝下大量的水来消化食物，而且这一过程需要多得多的时间。食物首先要转化为糖分，才能为大脑提供可以利用的能量。维生素(vitamin)维生素足量则可，并非多多益善。由于维生素是人体必不可少的营养素，具有重要的生理功能，因此，有些人认为维生素吃得越多越好，这种做法不但错误，而且非常危险！维生素可分水溶性和脂溶性两种，脂溶性维生素如维生素A、维生素D等摄入过多时，不能又尿直接排除体外，易在体内大量蓄积，引起中毒。如长期大量口服维生素A ，可发生骨骼脱钙、关节疼痛、皮肤乾燥、食慾减退、肝脾肿大等中毒症状。长期大量口服维生素D ，可导致高血钙症、厌食、噁心、呕吐、弥散性肌肉乏力、肌肉疼痛等。至于水溶性维生素，多吃后虽可以从尿中排出，毒性较小，但大量服用仍可损伤人体器官。如大剂量服用维生素C ，可能刺激胃黏膜一起出血。此外，长期过量服用维生素，可使机体对食物中的维生素的吸收率降低，一旦停服，会导致维生素缺乏的症状。因此，长期过量服用维生素，不是科学的做法。正常人服用的剂量，应连同食物中的维生素在内，达到我国膳食标準规定的数量即可。纤维素（cellulose）通常人们认为纤维就是“粗草料” ，但是事实并非如此，纤维可以吸收水分。因此它可以使食物残渣膨胀变松，更容易通过消化道。由于食物残渣在体内停留的时间缩短了，因此感染的风险被降低；而且，当一些食物特别是肉类变质时，会产生致癌物质并引起细胞变异，食物残渣在体内停留时间的减短同样可以降低出现这种情况的可能性。经常食肉者的饮食中纤维的含量很低，这会将食物在肠道中停留的时间增加到24－72小时，在这段时间内，有一些食物可能出现变质。因此如果你喜欢吃肉，那幺你必须确保饮食中同时含有大量纤维。纤维有很多种类，其中一些是蛋白质而不是碳水化合物。有些种类的纤维，如燕麦中含有的那一类被称为“可溶性纤维” ，它们与糖类分子结合在一起可以减缓碳水化合物的吸收速度。这样它们就可以帮助保持血糖浓度的稳定。有一些纤维的吸水性比其他种类的纤维要强很多。小麦纤维在水中可以膨胀到原来体积的10倍，而日本魔芋中的葡甘露聚糖纤维在水中可以膨胀到原来体积的100倍。由于纤维可以使食物膨胀，减缓糖类中能量的释放速度，因此高吸水性纤维可以帮助控制食慾，有助于保持适当的体重。纤维理想的摄入量是每天不少于35克。如果食物选择得恰当，很容易就可以达到这个标準而不需要进行额外的补充。萨里大学的营养学家约翰·迪克森（JOhn Dickerson）曾强调指出，在营养本不丰富的饮食中加入麦茨会对健康造成危害。其原因是麦鼓中含有大量的肌醇六磷酸，这是一种抗营养物质，它会降低身体对包括锌在内的各种矿物质的吸收。总之，最好还是从大量不同的食物来源中获得纤维，这些食物来源包括燕麦、小扁豆、蚕豆、植物种子、水果以及生食或轻微烹製的蔬菜。蔬菜中大部分的纤维在烹製过程中都被破坏了，因此蔬菜最好还是生食。人体所必需的6种营养成份：碳水化合物(占所摄入热量的50%～60%)、脂肪(占所摄入热量的20 %～30%)、蛋白质(占所摄入热量的10%～15%)、维生素、矿物质、纤维是人体必需的六种营养成份。碳水化合物它是能量的主要来源，细胞能够将碳水化合物转化为葡萄糖。要注意，当我们吃水果的时候，我们正从中获取每日所需的维生素、矿物质、纤维和水分。碳水化合物存在于水果、蔬菜、糖、麵粉、奶、小麦、玉米、燕麦和大米等粮食以及坚果和穀物中。脂肪可以为我们提供大量的能量，包括协调机体活动所需的脂肪酸，它还将一些可溶于脂肪的维生素运送到机体的各个部位。饱和脂肪存在于牛肉、猪肉、鸡肉、鱼肉、乳製品、蛋类和热带可可油等食品中，不饱和脂肪可以从纯橄榄油、植物油、花生和鳄梨中摄取。蛋白质有科学家提出富含动物蛋白的食品容易引发冠心病，因为它含有大量的毒素和动物自身细胞所排放的废物。但现代营养学家认为含有动物蛋白的食品更有益于健康。主要的动物蛋白来自禽鱼肉。含蛋白质的食物有畜肉、禽鱼肉、乳製品、蛋类、小麦、黑麦、玉米、燕麦、大麦、小米、食用菌、豆类和坚果等。维生素是机体所需的重要成分。所有的食品都含有一定成份的维生素，但水果和蔬菜的含量最高。维生素是调节机体功能所必不可少的。与前面提到的营养成分不同，维生素不提供热量，但在新陈代谢过程中起着重要作用。您可以从以下食物中获取维生素：胡萝蔔、菠菜、蘑菇、蛋、奶、酵母、麦芽、柠檬、橙子、凤梨、甜瓜、番石榴、鱼肝油和蛋黄。所有的食物中都含有少量的矿物质，但水果和蔬菜的含量最高。对人体最重要的矿物质是铁、钙、磷、铜、碘和钾。矿物质主要存在于奶、乳酪、奶油、鱼肉、西红柿、菠菜和黄油中。纤维存在于菜豆、粮食、水果、蔬菜、麦麸和全麦麵包中。儘管纤维并没有被认为是最主要的营养成分，但却是医生和营养学家极为推崇的。它可以促进消化，特别是在清除体内垃圾方面有着神奇的功效。最新研究表明，纤维有助于降低血液中的胆固醇含量。大部分医生都建议每日摄入一定量的纤维。起初的摄入量应该少一些，然后逐步增加，以避免因适应能力差而造成的不良反应。营养物质营养是为机体生长、发育和维持生命而消化、吸收、利用所需营养物质的过程，营养物质是食物中能营养身体的化学物质。一般来说，营养物质可分为两大类，大营养素和微量营养素。大营养素包括蛋白质、脂肪、碳水化合物和一些矿物质。每天需要量很大，它们构成食物的绝大部分，提供机体生长、代谢和运动所需的能量和物质。微量营养素需量很少，从几mg（1/1000g）到几μg（1/1000mg），包括维生素和微量元素，它们能催化大营养素的利用。

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