營養(yǎng)學(xué)概論課件

營養(yǎng)學(xué)概論

第一節(jié)蛋白質(zhì)和氨基酸

一、蛋白質(zhì)的功能

（一）構(gòu)成機(jī)體和生命的重要物質(zhì)基礎(chǔ)

蛋白質(zhì)是組成人體一切細(xì)胞、組織的重要成分。機(jī)體所有重要的組成成分都需要有

蛋白質(zhì)參與。蛋白質(zhì)約占人體全部重量的18%,最重要的還是其與生命現(xiàn)象有關(guān)。

1、催化作用

生命的基本特征之一是不斷地進(jìn)行新陳代謝。這種新陳代謝中的化學(xué)變化絕大多數(shù)都是

借助于酶的催化作用迅速進(jìn)行。酶的化學(xué)本質(zhì)就是蛋白質(zhì)，且酶催化效率極高。如每分子過

氧化氫酶在0℃時(shí)，每分鐘可催化2640000個(gè)分子H202分解而不致使機(jī)體發(fā)生H

202蓄積中毒。酶催化機(jī)體內(nèi)成千上萬種不同的化學(xué)反應(yīng)。

2、調(diào)節(jié)生理機(jī)能

激素是機(jī)體內(nèi)分泌細(xì)胞制造的一類化學(xué)物質(zhì)，隨血液循環(huán)流遍全身，調(diào)節(jié)機(jī)體的正?；?/p>

動(dòng)，對(duì)機(jī)體的生長、發(fā)育、繁殖和適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的變化具有重要的作用。這些激素中有許多

就是蛋白質(zhì)或肽。胰島素就是由51個(gè)氨基酸分子組成的分子量較小的蛋白質(zhì)。

3、氧的運(yùn)輸

生物不斷從環(huán)境中攝取氧，在細(xì)胞內(nèi)氧化能源物質(zhì)（糖類、脂肪和蛋白質(zhì)），產(chǎn)生二氧化

碳和水。例如，葡萄糖有氧氧化所獲得的能量為無氧酵解的18倍。這種由外界攝取氧并且

將其輸送到全身組織細(xì)胞的作用是由血紅蛋白完成的。

4、肌肉收縮

機(jī)體的一切機(jī)械運(yùn)動(dòng)及各種臟器的重要生理功能，例如肢體的運(yùn)動(dòng)、心臟的搏動(dòng)、血管

的舒縮、胃腸的蠕動(dòng)、肺的呼吸，以及泌尿、生殖過程都是通過肌肉的收縮與松弛來實(shí)現(xiàn)的。

這種肌肉的收縮活動(dòng)是由肌動(dòng)球蛋白來實(shí)現(xiàn)的。

5、支架作用

結(jié)締組織分布廣泛，組成各器官包膜及組織間隔，散布于細(xì)胞之間。正是它們維持各器

官的一定形態(tài)，并將機(jī)體的各部分聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一的整體。這種作用主要是山膠原蛋白來實(shí)現(xiàn)

的。

6、免疫作用

機(jī)體對(duì)外界某些有害因素具有定的抵抗力。例如，機(jī)體對(duì)流行性感冒、麻疹、傳染性

肝炎、傷寒、白喉、百日咳等細(xì)菌、病毒的侵入（抗原），可產(chǎn)生一定的抗體，從而阻斷抗原

對(duì)人體的有害作用，此即機(jī)體的免疫作用。這種免疫作用則是由免疫球蛋白來完成的。

7、遺傳物質(zhì)

遺傳是生物的重要生理功能，核蛋白及其相應(yīng)的核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外，體內(nèi)酸

堿平衡的維持、水分的正常分布，以及許多重要物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)等都與蛋白質(zhì)有關(guān)。山此可見，

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（~）建造新組織和修補(bǔ)更新組織

食物蛋白質(zhì)最重要的作用是供給人體合成蛋白質(zhì)所需要的氨基酸。由于糖類和脂肪中只

含有碳、氫和氧，不含氮。因此，蛋白質(zhì)是人體中唯一的氮的來源。這是糖類和脂肪不能代

替的作用。

食物蛋白質(zhì)必須經(jīng)過消化、分解成氨基酸后方能被吸收、利用。體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分

解之間也存在著動(dòng)態(tài)平衡。通常，成年人體內(nèi)蛋白質(zhì)供給量基本穩(wěn)定不變。盡管體內(nèi)蛋白質(zhì)

在不斷地分解與合成，組織細(xì)胞在不斷更新。但是，蛋白質(zhì)基本維持動(dòng)態(tài)平衡。一般認(rèn)為成

人體內(nèi)全部蛋白質(zhì)每天有3%左右更新。這些體內(nèi)蛋白質(zhì)分子分解成氨基酸后，大部分又重

新合成蛋白質(zhì)，此即蛋白質(zhì)的周轉(zhuǎn)率,只有一小部分分解成為尿素及其它代謝產(chǎn)物排出體外。

因此，成人的食物蛋白質(zhì)只需要補(bǔ)充被分解并排出的那部分蛋白質(zhì)即可。機(jī)體蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換

率很高。通常，它比氨基酸的攝取大七倍。

兒童和青少年正處在生長、發(fā)育時(shí)期，對(duì)蛋白質(zhì)的需要量較大，蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換率也相對(duì)

較高。這種蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換量與基礎(chǔ)代謝密切有關(guān)，見表1—1—1。

蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換量與基礎(chǔ)代謝之間的關(guān)系

類別體重(kg)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換［g/(kg?d)］基礎(chǔ)［kcal/(kg?d)］代謝［kJ/(kg?d)］

大鼠0125130545

兒童10645190

成人702?32085

引自：牛勝田、姚佩佩譯，營養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，1979

機(jī)體由蛋白質(zhì)分解的氨基酸再合成新蛋白質(zhì)的數(shù)量可隨環(huán)境條件而異。例如，飼養(yǎng)良好

的大鼠，其肝臟所需氨基酸的50%為再利用部分，禁食大鼠的再利用部分為90%。

(三)供能

盡管蛋白質(zhì)在體內(nèi)的主要功能并非供給能量，但它也是一種能源物質(zhì)。特別在糖類和脂

肪供給量不足時(shí)，每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化供能約4Kcal(17kj)。它與糖類和脂肪所供給的能

量一樣，都可用以促進(jìn)機(jī)體的生物合成，維持體溫和生理活動(dòng)。因此，蛋白質(zhì)的供能作用可

以由糖或脂類代替。糖和脂肪具有節(jié)約蛋白質(zhì)的作用。

(四)賦予食品重要的功能特性

食品應(yīng)有良好的感官性狀。蛋白質(zhì)可賦予食品以重要的功能特性。例如，肉類成熟后持

水性增加，這與肌肉蛋白質(zhì)的變化密切有關(guān)，而肌原纖維蛋白質(zhì)的變化，特別是肌動(dòng)球蛋白

的變化則又與肉的嫩度密切相關(guān)。正是由于肉的持水性和嫩度的增加，大大提高了肉的可口

性。蛋白質(zhì)有起泡性，雞蛋清蛋白就具有良好的起泡能力，在食品加工中常被用于糕點(diǎn)(蛋

糕)和冰淇淋等的生產(chǎn)。

蛋白質(zhì)是高分子物質(zhì)，溶于水成親水溶膠，有一定的穩(wěn)定性。蛋白質(zhì)分子中有許多親水

基團(tuán)又有許多疏水基團(tuán)，可分別與水和脂類物質(zhì)相吸引，從而達(dá)到乳化的H的。不同蛋白質(zhì)

的乳化力不同。山乳酪蛋白制成的酪蛋白酸鈉具有很好的乳化、增稠性能，尤其是熱穩(wěn)定性

強(qiáng).

小麥中的面筋性蛋白質(zhì)(包括麥膠蛋白和谷蛋白)脹潤后在面團(tuán)中形成堅(jiān)實(shí)的面筋網(wǎng)，并

具有特殊的粘性和延伸性等。它們?cè)谑称芳庸r(shí)使面包和餅干具有各種重要、獨(dú)特的性質(zhì)。

二、必需氨基酸

(一)必需氨基酸與非必需氨基酸

人體對(duì)蛋白質(zhì)的需要實(shí)際上是對(duì)氨基酸的需要。自然界一般的蛋白質(zhì)含有22種氨基酸。

氨基酸在營養(yǎng)上可分為“必需”和“非必需”二類。第一個(gè)氨基酸胱氨酸是Wollaston在1810

年首先分離的。必需和非必需的概念是W.C.Rose第一個(gè)在1938年提出的。

必需氨基酸是指人體需要，但自己不能合成，或者合成的速度不能滿足機(jī)體需要的氨基

酸。它們必需由食物蛋白質(zhì)供給，否則，就不能維持機(jī)體的氮平衡。非必需氨基酸并非機(jī)體

不需要，它們都是蛋白質(zhì)的構(gòu)成材料，并且必須以某種方式提供，只是因?yàn)轶w內(nèi)能自行合成,

或者可由其它氨基酸轉(zhuǎn)變而來，可以不必由食物供給。人體的必需氨基酸通常為8種，即亮

氨酸、異亮氨酸、綴氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和色氨酸。此外，對(duì)嬰兒來

說組氨酸也是必需氨基酸。現(xiàn)有資料表明組氨酸對(duì)成人亦屬必需氨基酸。非必需氨基酸通常

有13種：甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、

酪氨酸、精氨酸、肺氨酸和羥肺氨酸。

表1—1—2不同年齡人的必需氨基酸需要量[mg/kg.d]

氨基酸名稱嬰兒(3?4月)兒童(2歲)學(xué)齡兒童(10?12歲)成人

組氨酸28⑺？⑺(8?12)

異亮按酸70(31)30(28)10

亮氨酸161(73)45(44)14

賴氨酸103(64)60(44)12

蛋氨酸+胱氨酸58(27)27(22)13

苯丙氨酸+酪氨酸125(69)27(22)14

蘇氨酸87(37)35(28)7

色氨酸17(125)4(33)35

繳氨酸93(38)33(25)10

總必需氨基酸714(352)261(216)84

注：①此表所示嬰兒必需氨基酸需要量與人乳的模式稍有不同，它富于含硫氨基酸和色

氨酸?？偙匦璋被嶂形窗ńM疑酸。

②表中未加括號(hào)的數(shù)字來自WHOtechnicalreportseries.522,1973；括號(hào)內(nèi)數(shù)字為后來的

文獻(xiàn)值。

弓I自：WHOtechnicalreportseries,724,1985

在必需氨基酸中，胱氨酸可代替蛋氨酸，代替量可達(dá)80%,因?yàn)闄C(jī)體就是利用蛋氨酸

來合成胱氨酸。同樣，由于苯丙氨酸在代謝中參與合成酪氨酸，故酪氨酸亦可代替約70%

的苯丙氨酸。因此，當(dāng)膳食中胱疑酸及酪氨酸的供給量豐富時(shí)體內(nèi)即不必耗用蛋氨酸和苯丙

氨酸來合成這二種非必需氨基酸，從而減少機(jī)體對(duì)蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。正因?yàn)槿绱?

人們有時(shí)將胱氨酸和酪氨酸稱為“半必需氨基酸”。從營養(yǎng)學(xué)的觀點(diǎn)來看，上述22種氨基酸

均需要，它們都是機(jī)體蛋白質(zhì)的建造材料。而9種必需氨基酸則是食物蛋白質(zhì)的關(guān)鍵成分。

(二)必需氨基酸的需要量及需要量模式

不同年齡的人，其必需氨基酸的需要量估計(jì)如表1—1—2所示。

通常，機(jī)體在蛋白質(zhì)的代謝過程中，對(duì)每種必需氨基酸的需要和利用都處在一定的范圍

之內(nèi)。某種氨基酸過多或過少都會(huì)影響另一些氨基酸的利用。所以，為了滿足蛋白質(zhì)合成

的要求，各種必需氨基酸之間應(yīng)有一個(gè)適宜的比例。這種必需氨基酸之間相互搭配的比例關(guān)

系稱為必需氨基酸需要量模式或氨基酸計(jì)分模式(aminoacidscoringpattern)?顯然，膳食蛋

白質(zhì)中必需氨基酸的模式越接近人體蛋白質(zhì)的組成，并被人體消化、吸收時(shí)，應(yīng)越接近人體

合成蛋白質(zhì)的需要，越易被機(jī)體利用，其營養(yǎng)價(jià)值就越高。WHO1985年建議的必需氨基酸

需要量模式，以及雞蛋、牛奶和牛肉蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量見表1一1一3。

表1-1-3必需氨基酸需要量模式與優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白質(zhì)的比較

氨基酸(mg/gpro.)

需要量模式食物含量③

嬰兒①平均(范圍)學(xué)齡前兒童②(2?5歲)學(xué)齡兒童(10?12歲)成人

雞蛋牛乳牛肉

組氨酸26(18-36)(19)④(19)16222734

異亮氨酸46(41-53)282813544748

亮氨酸93(83-107)664419869581

賴氨酸66(53?76)584416707889

蛋氨酸+胱氨酸42(29-60)252217573340

苯丙氨酸+酪氨酸72(68?118)6322199310280

蘇氨酸43(40?45)34289474446

色氨酸17(16-17)11(9)5171412

綴氨酸55(44-77)352513666450

總計(jì)

包括組氨酸460(408?588)339241127512504479

減去組氨酸434(390-552)320222111490477445

①人乳的氨基酸組成。

②氨基酸需要量/kg除以參考蛋白質(zhì)(乳或雞蛋蛋白質(zhì))的安全攝入量/kg。此安全攝入量

為:成人，0.75g/kg；兒童(10?12歲),0.99g/kg兒童(2?5歲),1.10g/kg(>

③雞蛋、牛乳和牛肉的組成成分。

④括號(hào)內(nèi)數(shù)值由需要量對(duì)年齡的曲線插入。

弓I自：WHOtechnicalreportseries,724,1985

(三)限制氨基酸

食物蛋白質(zhì)中，按照人體的需要及其比例關(guān)系相對(duì)不足的氨基酸稱為限制氨基酸。限制

氨基酸中缺乏最多的稱第一限制氨基酸，這些氨基酸嚴(yán)重影響機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)的利用，并且決

定蛋白質(zhì)的質(zhì)量。食物中最主要的限制氨基酸為賴氨酸和蛋氨酸。前者在谷物蛋白質(zhì)和一些

其它植物蛋白質(zhì)中含量甚少；后者在大豆、花生、牛奶和肉類蛋白質(zhì)中相對(duì)不足。通常，賴

氨酸是谷類蛋白質(zhì)的第一限制氨基酸。而蛋氨酸(含硫刎基酸)則是大多數(shù)非谷類植物蛋白質(zhì)

的第一限制氨基酸。正因?yàn)槿绱?，在一些焙烤制品，特別是在以谷類為基礎(chǔ)的嬰、幼兒食品

中常添加適量的賴氨酸予以強(qiáng)化。止匕外，小麥、大麥、燕麥和大米還缺乏蘇氨酸，玉米缺乏

色氨酸，蘇氨酸和色氨酸分別是它們的第二限制氨基酸。有的還有第三限制氨基酸。幾種常

見食用植物蛋白質(zhì)中的限制氨基酸如表1—1—4所示。

表1—1—4幾種食物蛋白質(zhì)中的限制氨基酸

食物名稱第一限制氨基酸第二限制氨基酸第三限制氨基酸

小麥賴氨酸蘇氨酸繳氨酸

大麥賴氨酸蘇氨酸蛋氨酸

燕麥賴氨酸蘇氨酸蛋氨酸

大米賴氨酸蘇氨酸一

玉米賴氨酸色氨酸蘇氨酸

花生蛋氨酸——

大豆蛋氨酸-----

棉籽賴氨酸-----

引自：天津輕工業(yè)學(xué)院、無錫輕工業(yè)學(xué)院合編，食品生物化學(xué)，1981

三、食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)一種食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值，一方面要從“量”的角度，即食物中蛋白質(zhì)含量的多

少，另一方面則要從“質(zhì)”的角度，即根據(jù)其必需氨基酸的含量及模式來考慮。此外，還應(yīng)

考慮機(jī)體對(duì)該食物蛋白質(zhì)的消化、利用程度。盡管食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值可以通過人體代謝

來觀察，但是為了慎重和方便，往往采用動(dòng)物試驗(yàn)的方法并以此進(jìn)行估計(jì)。任何一種方法都

是從某一種現(xiàn)象作為觀察評(píng)價(jià)的指標(biāo)，往往具有一定的局限性，其所表示的營養(yǎng)價(jià)值也是相

對(duì)的。

(一)影響蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的因素

1、蛋白質(zhì)的質(zhì)與量

(1)完全蛋白質(zhì)與不完全蛋白質(zhì)：

食物蛋白質(zhì)品種繁多。OsborneandMendel早期用鼠的喂飼實(shí)驗(yàn)證明，單一的蛋白質(zhì)在

維持生命和支持動(dòng)物生長方面有所不同。當(dāng)以占總能量18%的酪蛋白喂飼大鼠時(shí)，鼠生長

正常，故將酪蛋白歸為完全蛋白質(zhì)。至于麥醇溶蛋白(Gliadin)雖能維持生命，但動(dòng)物生長緩

慢，歸為部分不完全蛋白質(zhì)，而玉米醇溶蛋白(zein)不但不能促進(jìn)生長，甚至還不能維持生

命，屬不完全蛋白質(zhì)，這是因其缺乏賴氨酸、色氨酸等所致。此外，還發(fā)現(xiàn)酪蛋白在以總能

量的9%進(jìn)行喂飼時(shí)，其在促進(jìn)生長方面的效率僅及以18%喂養(yǎng)的一半，因而認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)

的質(zhì)和量都很重要。

早期對(duì)蛋白質(zhì)質(zhì)量的區(qū)分現(xiàn)在仍被采用。例如人們常將?些動(dòng)物蛋白質(zhì)如肉、禽、魚、

蛋、乳等稱為完全蛋白質(zhì)或優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。由結(jié)締組織而來的白明膠，因缺乏色氨酸而稱為不

完全蛋白質(zhì)。至于植物蛋白質(zhì)，大多缺乏賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸中的種或多種，

不如動(dòng)物蛋白質(zhì)好。最好的植物蛋白是豆科植物的蛋白質(zhì)，可是其蛋氨酸含量亦不足。

表1-1-5不同食物蛋白質(zhì)的換算系數(shù)

食物類別算成食物成分表中蛋白質(zhì)含量時(shí)所用換算系數(shù)將食物成分表中蛋白

質(zhì)含量換算為“粗蛋白”的校正系數(shù)

谷類

小麥

全麥583107

面粉(中或低出粉率)570110

通心粉，面條、面糊570110

麥默631099

大米(各種大米)595I05

裸麥、大麥和燕麥583107

豆類、硬果、種子

花生546114

黃豆571109

木本硬果

杏518121

椰子、栗子530118

種子：芝麻、紅花、向日葵530118

乳類(各種乳類)與干酪638098

其它食物625100

弓I自：FAONutrtionalStudies.24,1970

(2)食物中蛋白質(zhì)的含量

食物蛋白質(zhì)的含量多少盡管不能決定一種食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的高低，但是具體評(píng)定時(shí)

卻不能脫離其含量。單純考慮質(zhì)量，即使其營養(yǎng)價(jià)值很高，若含量太低亦不能滿足機(jī)體需要，

無法發(fā)揮優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)應(yīng)有的作用。

食物中的蛋白質(zhì)含量測(cè)定通常用凱氏定氮法測(cè)定其含氮量。然后再換算成蛋白質(zhì)含量。

此總氮量內(nèi)可包含有噂吟、喀喔、游離氨基酸、維生素、肌酸、肌酊和氨基酸等。山于這些

非氨基酸和非肽氮的營養(yǎng)學(xué)意義有許多還不清楚，所以分析食物的含氮量有很重要的意義。

食物蛋白質(zhì)的含量取決于其氨基酸的組成，可變動(dòng)15%?18%之間。平均含氮量為16%,

故常以含氮量乘以系數(shù)6.25測(cè)得其粗蛋白含量。若要比較準(zhǔn)確計(jì)算則可乘以不同系數(shù)求得。

表1一1一5是一些食物蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)換算系數(shù)。

2、蛋白質(zhì)的消化率

蛋白質(zhì)的消化率是指該食物蛋白質(zhì)被消化酶分解、吸收的程度。消化率愈高，被機(jī)體利

用的可能性愈大。食物蛋白質(zhì)的消化率用該蛋白質(zhì)中被消化、吸收的氮量與其蛋白質(zhì)的含氮

量的比值表示。這里有表觀消化率和真消化率的不同。

表觀消化率=（食物氮一糞氮食物氮）

真消化率=（食物氮一（糞氮一糞代謝氮）食物氮）

糞代謝氮是受試者在完全不吃含蛋白質(zhì)食物時(shí)糞便中的含氮量。顯然，表觀消化率要比

真消化率低。WHO（1985）提出，當(dāng)膳食中僅含少量纖維時(shí)不必測(cè)定糞代謝氮，對(duì)成人可采

用每天12mg/kg的數(shù)值。

表1-1-6人體對(duì)不同蛋白質(zhì)的消化率

蛋白質(zhì)來源（真消化率）平均值±標(biāo)準(zhǔn)差相當(dāng)于參考蛋白質(zhì)的消化率（％）

蛋97±3

乳、干酪95±395100

肉、魚94±3

玉米85±689

精白米88±493

整粒小麥86±590

精制小麥96±4101

燕麥粉86±790

小米7983

老豌豆8693

花生醬95100

大豆粉86±790

菜豆7882

玉米+菜豆7882

玉米+菜豆+乳8486

印度大米膳7781

印度大米膳+乳8792

中國混合膳9698

巴西混合膳7882

菲律賓混合膳8693

美國混合膳96101

印度大米+豆膳7882

弓I自：WHOtechnicalreportseries.724,1985

影響蛋白質(zhì)消化率的因素很多。通常，動(dòng)物性蛋白質(zhì)的消化率比植物性的高。這是因?yàn)?/p>

植物蛋白質(zhì)被纖維素包圍，不易被消化酶作用。但經(jīng)過加工烹調(diào)后，包裹植物蛋白質(zhì)的纖維

素可被去除、破壞或軟化，可以提高其蛋白質(zhì)的消化率。例如食用整粒大豆時(shí)，其蛋白質(zhì)消

化率僅約60%,若將其加工成豆腐，可提高到90%o此外，其它的膳食因素如食物纖維、

多酚化合物（包括單寧），以及改變蛋白質(zhì)酶促水解釋放氨基酸的化學(xué)反應(yīng)等均可影響蛋白質(zhì)

的消化率。表1—1—6是人體對(duì)不同食物和膳食蛋白質(zhì)的消化率。

3、蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用

當(dāng)幾種氨基酸模式不同的食物蛋白質(zhì)混合食用時(shí)，其中相對(duì)不足的必需氨基酸可以相互

補(bǔ)充，從而更接近人體所需的氨基酸模式，提高蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值，這就是蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作

用.事實(shí)上，這種提高食物營養(yǎng)價(jià)值的方法早已被人們采用，如糧、豆混食，動(dòng)植物食品混

食等。

（二）蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)

1、蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值（biologicalvalue,BV）

蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值簡稱生物價(jià)，是測(cè)定食物蛋白質(zhì)利用率的一種方法，是衡量食物蛋

白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值最常用的指標(biāo)，食物蛋白質(zhì)生物價(jià)越高，其營養(yǎng)價(jià)值越高，它是機(jī)體氮貯留量

與氮吸收量之比。

蛋白質(zhì)的生物價(jià)=（氮在機(jī)體的貯留量氮在機(jī)體的吸收量）

=（食物氮一（糞氮一糞代謝氮）一（尿氮一尿內(nèi)源氮）食物氮一（糞氮一糞代謝氮））

其中尿內(nèi)源氮是機(jī)體不攝入蛋白質(zhì)時(shí)，尿中所含有的氮，是來自組織蛋白質(zhì)分解。

蛋白質(zhì)的生物價(jià)受很多因素的影響。同一食物蛋白質(zhì)可因?qū)嶒?yàn)條件不同，而出現(xiàn)不同的

生物價(jià)。蛋白質(zhì)在膳食中占的比例和試驗(yàn)時(shí)間長短，都可發(fā)生影響。例如雞蛋蛋白在膳食中

比例占總熱能8%時(shí)，其生物價(jià)為91；占12%時(shí)，為84；如增加到16%,即為62。一般進(jìn)

行蛋白質(zhì)生物價(jià)測(cè)定時(shí)，多用初斷奶大鼠，膳食中蛋白質(zhì)含量為10%。對(duì)不同蛋白質(zhì)生物

價(jià)進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)條件統(tǒng)一，才比較合理。一些常見食物蛋白質(zhì)的生物價(jià)如表1—1

—7。表1-1-7常見食物蛋白質(zhì)的生物價(jià)

食物蛋白質(zhì)生物價(jià)食物蛋白質(zhì)生物價(jià)食物蛋白質(zhì)生物價(jià)

雞蛋蛋白質(zhì)94大米77小米57

雞蛋白83小麥67玉米60

雞蛋黃96生大豆57白菜76

脫脂牛奶85熟大豆64紅薯72

魚83扁豆72馬鈴薯67

牛肉76蠶豆58花生59

豬肉74白面粉52

引自：劉志誠、于守洋主編，營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)，1987

2、蛋白質(zhì)凈利用率（netproteinutilization,NPU）

蛋白質(zhì)凈利用率是表示攝入蛋白質(zhì)在體內(nèi)被利用的情況，即在--定條件下，在體內(nèi)貯留

的蛋白質(zhì)在攝入蛋白質(zhì)中所占的比例。

蛋白質(zhì)凈利用率=（氮貯留量氮攝入量）=生物價(jià)X消化率

3、蛋白質(zhì)功效比值（proteinefficencyratioPER）

蛋白質(zhì)功效比值是測(cè)定蛋白質(zhì)利用率的另一種簡便方法，是測(cè)定生長發(fā)育中的幼小動(dòng)物

每攝入1g蛋白質(zhì)所增加的體重來表示蛋白質(zhì)在體內(nèi)被利用的程度。

蛋白質(zhì)功效比值=（動(dòng)物增加體重（g）攝入的食物蛋白質(zhì)（g））

此法通常用生后21?28d剛斷乳的大鼠（體重50?60g）,以含受試蛋白質(zhì)10%的合成飼

料喂養(yǎng)28d,計(jì)算動(dòng)物每攝食1g蛋白質(zhì)所增加體重的克數(shù)。此法簡便實(shí)用，已被美國公職

分析化學(xué)家協(xié)會(huì)（AOAC）推薦為評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的必測(cè)指標(biāo),其他國家也廣泛應(yīng)用。

比值大者營養(yǎng)價(jià)值高，如全蛋為4.4,大豆為2.4,麥款0.4。

4、蛋白質(zhì)凈比值（netproteinratio,NPR）與蛋白質(zhì)存留率（proteinretentionefficiency,

PRE）

這是將大鼠分成兩組，分別飼以受試食物蛋白質(zhì)和等熱量的無蛋白質(zhì)膳食7?10d,記

錄其增加體重和降低體重的克數(shù)，求出蛋白質(zhì)凈比值后，再求得蛋白質(zhì)的存留率。

蛋白質(zhì)凈比值=（平均增加體重（g）+平均降低體重（g）攝入的食物蛋白質(zhì)

（g））

蛋白質(zhì)存留率=蛋白質(zhì)凈比值X（100625）

5、相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值（relativeproteinvalue,RPV）

相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值是生長反應(yīng)與氮攝入量相關(guān)線直線部分的斜率（即攝食受試蛋白質(zhì)動(dòng)物

的劑量一反應(yīng)曲線斜率)與攝食標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)動(dòng)物的劑量——反應(yīng)曲線斜率的比較。

相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值=(受試蛋白質(zhì)的斜率標(biāo)準(zhǔn)乳清蛋白質(zhì)的斜率)

這是將受試蛋白質(zhì)以不同的攝食水平分組飼養(yǎng)正在生長的大鼠，將每只大鼠的蛋白質(zhì)進(jìn)

食量(g/d)與每只大鼠的體重增長數(shù)(g/d)繪成回歸線，求出其斜率。蛋白質(zhì)利用率越高斜率越

大。同時(shí)用乳清蛋白作為蛋白質(zhì)的參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定并加以比較。值得注意的是，這只有在

每例的劑量——反應(yīng)曲線基本上是直線時(shí)才可靠。此法對(duì)蛋白質(zhì)的質(zhì)量鑒別能力較大，如

果乳清蛋白的相對(duì)蛋白質(zhì)價(jià)值為100,則酪蛋白為69.2,大豆蛋白為43.3,而數(shù)蛋白為16.5。

6、氨基酸分(aminoacidscore)

蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的高低也可根據(jù)其必需氨基酸的含量及它們之間的互相關(guān)系來評(píng)價(jià)。這

也就是說可以通過該蛋白質(zhì)中氨基酸組成的化學(xué)分析結(jié)果來評(píng)價(jià)。它也可稱之為蛋白質(zhì)分

(proteinscore)或化學(xué)分(chemicalscore)<,

氨基酸分=(1g受試蛋白質(zhì)中氨基酸的毫克(mg)數(shù)需要量模式中氨基酸的毫克

(mg)數(shù))

氨基酸分通常是指受試蛋白質(zhì)中第一氨基酸的得分。如限制氨基酸是需要量模式的

80%,則其氨基酸分為80?？梢姡环N食物蛋白質(zhì)氨基酸分越接近100,則其越接近人體需

要，其營養(yǎng)價(jià)值也越高。由于嬰兒、兒童和成人的必需氨基酸需要量不同，對(duì)于同一蛋白質(zhì)

的馴基酸分亦不相同。兒童對(duì)必需氨基酸的需要量遠(yuǎn)比成人高。故對(duì)嬰兒和兒童來說，受試

蛋白質(zhì)中任何一種必需氨基酸的最低分(第一限基酸)，對(duì)成人而言，其蛋白質(zhì)質(zhì)量并不一定

很低。

四、蛋白質(zhì)和氨基酸在食品加工時(shí)的變化

食品加工通常是為了殺滅微生物或鈍化酶以保護(hù)和保存食品、破壞某些營養(yǎng)抑制劑和毒

性物質(zhì)、提高消化率和營養(yǎng)價(jià)值、增加方便性、以及維持或改善感官性狀等。但是，在追求

食品加工的這些作用時(shí)，常常帶來一些加工損害的不良影響。由于蛋白質(zhì)，特別是必需氨基

酸在營養(yǎng)上的重要作用，人們對(duì)其在食品加工中的變化十分注意。又由于我們今天的食品大

都需要經(jīng)過不同方式的加工，對(duì)于如何保持它們良好的營養(yǎng)價(jià)值、使之不受損害更為人們所

重視。

(一)熱處理

在食品加工中，熱處理對(duì)蛋白質(zhì)的影響程度取決于加熱溫度、時(shí)間、濕度等因素。熱處

理可造成蛋白質(zhì)的變性、分解、氨基酸氧化、氨基酸鍵之間的交換、氨基酸新鍵的形成等。

適度的熱加工，對(duì)保持食品蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值是有益的。加熱殺菌和鈍化酶，是食品保

藏最普遍和有效的方法；加熱使蛋白質(zhì)變性，可提高其消化率；加熱還可破壞食品中的某些

毒性物質(zhì)、能抑制劑和抗生素，而使其營養(yǎng)價(jià)值提高。

過度的加熱過程中將會(huì)帶來另外一些問題，使蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值下降。如氨基酸或蛋白質(zhì)

可發(fā)生線氨反應(yīng)，即美拉德反應(yīng)。

(二)堿處理

對(duì)食品進(jìn)行堿處理尤其是在加熱條件下，對(duì)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值影響很大。堿處理可使蛋

白質(zhì)發(fā)生異構(gòu)化，并在分子間或分子內(nèi)形成交聯(lián)鍵，生成某些新的氨基酸如賴氨酸等。能發(fā)

生變化的氨基酸有絲氨酸、賴氨酸、胱氨酸和精氨酸。在堿處理時(shí)還可使色氨酸、賴氨酸發(fā)

生構(gòu)型變化，從而降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值.

(三)冷凍加工

冷凍肉類時(shí)，肉組織會(huì)受到一定程度破壞，會(huì)引起蛋白質(zhì)的降解，形成不可逆的蛋白質(zhì)

變性,導(dǎo)致蛋白質(zhì)持水能力喪失。凍結(jié)速度快，蛋白質(zhì)的變性程度小，食品的品質(zhì)變化也較

小。

(四)脫水與干燥

食品脫水干燥時(shí)，如溫度過高，時(shí)間過長，蛋白質(zhì)中的結(jié)合水受到破壞，則導(dǎo)致蛋白質(zhì)

之間的相互作用，使蛋白質(zhì)變性，因而食品的復(fù)水性降低，硬度增加，風(fēng)味變劣。

五、膳食中蛋白質(zhì)的供給量和食物來源

（一）蛋白質(zhì)的供給量

蛋白質(zhì)的供給量應(yīng)為滿足人體對(duì)蛋白質(zhì)最低需要量和一定數(shù)值增加量之和。蛋白質(zhì)

的供給要適量而且平衡，不是越多越好。我國的膳食構(gòu)成以植物性食物為主，蛋白質(zhì)質(zhì)量和

消化率差，因此，規(guī)定的蛋白質(zhì)供給量較高，成人為每千克體重1.0?1.2g,如膳食中動(dòng)物

性食物和大豆提供的蛋白質(zhì)達(dá)到總攝入量的40%以匕蛋白質(zhì)的供給量可以減少。

一般蛋白質(zhì)供給量應(yīng)占總能量的11%?14%：兒童、青少年為13%?14%,以保證生長

發(fā)育的需要；成人為11%?12%,以維持正常生理機(jī)能。1歲以內(nèi)嬰兒的蛋白質(zhì)供給量定為

每千克體重2?4g,以母乳喂養(yǎng)者為每千克體重2g蛋白質(zhì)，以牛乳喂養(yǎng)者為3.5g,混合喂

養(yǎng)者為4g。

（二）蛋白質(zhì)的食物來源

供給人體蛋白質(zhì)的主要食物有動(dòng)物性食物如各種肉類、乳類、蛋類等，植物性食物如大

豆、谷類、花生等。動(dòng)物性食物蛋白質(zhì)和大豆蛋白質(zhì)是人類膳食蛋白質(zhì)的良好來源。目前,

我國膳食蛋白質(zhì)的主要來源為糧谷類蛋白質(zhì)，動(dòng)物性蛋白質(zhì)還較少。為此，應(yīng)增加優(yōu)質(zhì)蛋白

質(zhì)供給量。

不同食物其蛋白質(zhì)含量也不同，畜禽肉類為10%?20%,魚類為16%?18%,蛋類為

11%?14%,乳類為1.5%?3.8%,大豆為40%,谷類為10%,花生、核桃等為15%?30%,

薯類為2%?3%。

為滿足人們對(duì)蛋白質(zhì)需求量日益增加的要求，人們對(duì)一些傳統(tǒng)食品資源如大豆蛋白、油

料種籽蛋白、畜禽血蛋白、食用菌的利用已取得一定成績。對(duì)非常規(guī)蛋白質(zhì)資源的開發(fā)也有

一定進(jìn)展，如自然界廣泛存在的葉蛋白，渴望能以工業(yè)方式生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白、昆蟲蛋白、

螺旋藻等，在不遠(yuǎn)的將來，它們將會(huì)成為人類重要的食物蛋白質(zhì)。

第二節(jié)碳水化合物

?、碳水化合物的功能

1、供能與節(jié)約蛋白質(zhì)

碳水化合物也稱為糖類，它對(duì)機(jī)體最重要的作用是供能，特別是葡萄糖可很快被代謝，

提供能量，滿足機(jī)體需要。1g葡萄糖氧化可提供17KJ（4Kcal）的熱量.

食物中碳水化合物的供給充足，可使蛋白質(zhì)避免作為提供能量而消耗，使蛋白質(zhì)用于最

合適的地方。當(dāng)碳水化合物與蛋白質(zhì)共同攝食時(shí)，體內(nèi)貯留的氮比單獨(dú)攝入蛋白質(zhì)時(shí)多，這

主要是同時(shí)攝入碳水化合物后可增加機(jī)體ATP的合成，有利于氨基酸的活化與合成蛋白質(zhì),

此即碳水化合物對(duì)蛋白質(zhì)的保護(hù)作用，或稱糖類節(jié)約蛋白質(zhì)的作用。

2、構(gòu)成體質(zhì)

碳水化合物是構(gòu)成機(jī)體的重要物質(zhì)，并參與細(xì)胞的許多生命活動(dòng)。例如，糖脂是細(xì)胞膜

與神經(jīng)組織的組成成分，糖蛋白是一些具有重要生理功能的物質(zhì)如某些抗體、酶和激素的組

成部分，核糖和脫氧核糖是核酸的重要組成成分等。

3、維持神經(jīng)系統(tǒng)的功能與解毒

碳水化合物對(duì)維持神經(jīng)系統(tǒng)的功能具有很重要的作用。盡管大多數(shù)體細(xì)胞可山脂肪和蛋

白質(zhì)代替糖作為能源。但是，腦、神經(jīng)和肺組織卻需要葡萄糖作為能源物質(zhì)，若血中葡萄水

平下降（低血糖），腦缺乏葡萄糖可產(chǎn)生不良反應(yīng)。

碳水化合物有解毒作用。機(jī)體肝糖元豐富則對(duì)某些細(xì)菌毒素的抵抗能力增強(qiáng)。動(dòng)物試驗(yàn)

表明，肝糖元不足時(shí)其對(duì)四氯化碳、酒精、碎等有害物質(zhì)解毒作用顯著下降。又如葡萄糖醛

酸是葡萄糖氧化產(chǎn)物，它對(duì)某些藥物的解毒作用非常重要。嗎啡、水楊酸和磺胺類藥物等都

是通過它與之結(jié)合，生成葡萄糖醛酸衍生物排泄而解毒。

4、食品加工中的重要原、輔材料

碳水化合物是食品工業(yè)的重要原輔材料。很多工業(yè)食品都含有糖，并且對(duì)食品的感官性

狀具有很重要的作用。例如在食品加工時(shí)要控制一定的糖酸比等。焙烤要由富含碳水化合物

的谷類原料制成，而硬糖則幾乎全是由糖（蔗糖）制成。

二、食品中重要的碳水化合物

碳水化合物由于受食品品種的影響，動(dòng)物性食品除蜂蜜外，通常含量甚少，主要存在于

植物性食品中。食品，根據(jù)其含糖量的多少尚可分為高糖食品（如白糖、蜂蜜），低糖食品（如

黃瓜、瘦肉）和無糖食品（如食用油脂）。至于碳水化合物的種類，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)通?？煞譃閱?/p>

糖、雙糖和多糖，此外也可包括糖的衍生物一糖醇，現(xiàn)簡單介紹如下。

（一）單糖

1、葡萄糖

葡萄糖主要由淀粉水解而來。止匕外，還可來自蔗糖、乳糖等的水解。它是機(jī)體吸收、利

用最好的單糖。機(jī)體各器官都能利用它作為燃料和制備許多其它重要的化合物,如核糖核酸、

脫氧核糖酸中的核糖和脫氧核糖、粘多糖、糖蛋白、糖脂、脂類和非必需氨基酸等。但是人

們直接食用葡萄糖的情況很少。

某些器官實(shí)際上完全依靠葡萄糖供給所需的能量。大腦每日約100?120g葡萄糖。大腦

沒有能量儲(chǔ)備，必須依靠血液中葡萄糖來供能。血糖降低，腦功能即受影響，長期的低血糖

休克可造成大腦不可逆性損害。止匕外，腎髓質(zhì)、肺組織和紅細(xì)胞等也必需依靠葡萄糖供能。

機(jī)體血糖（血中的葡萄糖）濃度保持相對(duì)恒定（正常為80~120mg/100ml血液）對(duì)于保證上述組

織能源的供應(yīng)具有重要意義。

2、果糖

蜂蜜和許多水果中都含有果糖，工業(yè)上利用淀粉制成高果糖漿并應(yīng)用于食品工業(yè)。但機(jī)

體的果糖主要由腸道的二糖酶將蔗糖分解為葡萄糖和果糖而來。吸收時(shí)部分果糖被腸粘膜細(xì)

胞轉(zhuǎn)變成葡萄糖和乳酸。肝臟是實(shí)際利用果糖唯一的器官，它可將果糖迅速轉(zhuǎn)化，所以整個(gè)

循環(huán)血液中果糖含量很低。

果糖的代謝可不受胰島素制約，故糖尿病人可食用果糖，但是大量食用也可產(chǎn)生副作用。

盡管人類對(duì)果糖的代謝能力很強(qiáng)，然而不少人仍然大量食用而出現(xiàn)惡心、上腹部疼痛，以及

不同血管區(qū)的血管擴(kuò)張現(xiàn)象。此外，大量給予果糖還可引起肝臟中三酰甘油酯合成增多，并

可導(dǎo)致高三酰甘油酯血癥，止匕外，尚發(fā)現(xiàn)血清膽固醉水平有不同程度的升高。

果糖的甜度很高，是通常糖類中最甜的物質(zhì)。若以蔗糖的甜度為100,葡萄糖的甜度為

74,而果糖甜度為173?因而果糖是食品工業(yè)中重要的甜味物質(zhì)。近年來，人們紛紛利用異

構(gòu)化酶將葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，制成不同?guī)格的果葡糖漿（高果糖漿或異構(gòu)糖）予以應(yīng)用。

（二）雙糖

1、蔗糖

蔗糖廣泛分布于植物界，常大量存在于植物的根、莖、葉、花、果實(shí)和種子內(nèi)，由一分

子葡萄糖和一分子果糖構(gòu)成，是食品工業(yè)中最重要的含能甜味物質(zhì)，在人類營養(yǎng)上也有重要

意義。

近年來，由于西方國家人們每天食用蔗糖的量可高達(dá)100g以上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼐用耋w

重過高、糖尿病、幽齒，還有動(dòng)脈硬化和心肌梗塞等的發(fā)病率較高，這與糖的大量攝入有關(guān)。

蔗糖易于發(fā)酵，并可產(chǎn)生溶解牙齒跌瑯質(zhì)和礦物質(zhì)的物質(zhì)。它被在牙垢中尚存的某些細(xì)

菌和酵母作用，在牙齒上形成一層粘著力很強(qiáng)的不溶性葡聚糖，同時(shí)產(chǎn)生作用于牙齒的酸，

引起斜齒。因此，粘附到牙齒上的食物和粘性甜食等對(duì)牙齒甚為有害，必須保持良好的口腔

衛(wèi)生（不常吃含有蔗糖的甜食對(duì)防止齦齒有利）。

2、異構(gòu)蔗糖

異構(gòu)蔗糖又稱異麥芽酮糖，1957年首先由德國學(xué)者發(fā)現(xiàn)、制得。它在蜂蜜和蔗汁中微

量存在，也可用a-葡糖基轉(zhuǎn)移酶(或稱蔗糖變位酶)將蔗糖轉(zhuǎn)化制取，是由葡萄糖與果糖以a

-1,6糖背鍵相連的右旋糖(蔗糖變位酶可使以1,2-糖背鍵相連的蔗糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-糖普鍵相連的

異構(gòu)蔗糖)。

圖1一2一1異構(gòu)蔗糖

異構(gòu)蔗糖的性質(zhì)與蔗糖相似，但耐酸性強(qiáng)。如濃度20%的蔗糖溶液在pH2.0的條件下，

經(jīng)1OOC加熱60min,可全部水解為葡萄糖和果糖，而異構(gòu)蔗糖尚未酸解。異構(gòu)蔗糖有還原

性，其對(duì)斐林溶液的還原力為葡萄糖的52%。甜味品質(zhì)極似蔗糖，味感純正，但甜度比蔗

糖低，約為蔗糖的42%。

3、麥芽糖

麥芽糖主要來自淀粉水解，由二分子葡萄糖構(gòu)成。一般植物含量很少，但種子發(fā)芽時(shí)可

因酶的作用分解淀粉生成，尤其在麥芽中含量較多。動(dòng)物體內(nèi)除淀粉水解外不含麥芽糖。

食品工業(yè)中所用麥芽糖主要由淀粉經(jīng)酶水解而來，在飴糖、玉米糖漿中大量存在，是食

品工業(yè)中重要的糖質(zhì)原料。其甜度約為蔗糖的1/2,在營養(yǎng)上除供能外尚未見有特殊意義。

4、乳糖

乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖構(gòu)成，是哺乳動(dòng)物乳汁的主要成分，其含量因動(dòng)物

不同而異。通常人乳含約7%,牛乳含5%。實(shí)際上，乳糖是嬰兒時(shí)期主要食用的糖類物質(zhì)。

此后，腸道中將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖的乳糖酶活性急劇下降。甚至在某些個(gè)體中幾乎

降到0,因而成年人食用大量乳糖，不易消化，食物中乳糖含量高于15%時(shí)可導(dǎo)致腹瀉。

乳糖對(duì)嬰兒的重要意義，在于能夠保持腸道中最合適的腸菌叢數(shù)，并能促進(jìn)鈣的吸收，

故在嬰兒食品中可添加適量的乳糖。

5、異構(gòu)乳糖(Lactulose)

異構(gòu)乳糖(分子式：C12H220U分子量342.3)

異構(gòu)乳糖由乳糖異構(gòu)而來，并無天然存在。例如原乳中即沒有異構(gòu)乳糖。但是，經(jīng)過不

同加工處理后所得到乳制品可含有一定量的異構(gòu)乳糖，如淡煉乳中可含有大約0.4%?0.9%

的異構(gòu)乳糖，超高溫殺菌的乳中含異構(gòu)乳糖量為5?1.5mg/100ml?；诋悩?gòu)乳糖對(duì)人類具

有保健作用，目前人們已進(jìn)一步用人工的方法將乳糖異構(gòu)化，生產(chǎn)大量的異構(gòu)乳糖，其量約

每年6000t,相當(dāng)于世界乳糖產(chǎn)量的3%。

異構(gòu)乳糖是4-0-3-D-毗喃半乳糖甘基-D-吠喃果糖，即由一分子半乳糖和一分子果糖組

成。其甜度約為蔗糖的一半。因人體沒有分解它的酶，故不能被消化、吸收。但它卻有利于

腸道雙岐桿菌(Bifidus)的生長、發(fā)育，從而抑制腸道中堿性腐敗菌的生長等，對(duì)人體健康有

利。關(guān)于異構(gòu)乳糖的作用主要有以下幾點(diǎn)：

(1)促進(jìn)腸道有益菌雙岐乳酸桿菌的增殖，抑制腐敗菌的生長。這主要是雙桿乳酸桿菌

的代謝產(chǎn)物一乳酸、己酸等有機(jī)酸降低腸道pH值所致。

(2)促進(jìn)腸中雙岐桿菌自行合成維生素&、B2、B6、Bn、煙酸、泛酸以及維生素E、K

等，尤以維生素&的合成更顯著。

(3)不被消化、吸收，故有整腸，通便等作用。

(三)多糖

多糖是由許多單糖分子殘基構(gòu)成的大分子化合物，按其是否被人類消化而分成卜述二

類?，F(xiàn)簡述如下。

1、可被消化、吸收的多糖

(1)淀粉淀粉有直鏈淀粉與支鏈淀粉之不同，前者是由葡萄糖以a-1,4糖背鍵縮合而成,

后者是由a-1,4糖昔鍵和a-1,6糖甘鍵連接而成。它們都是植物的貯藏物質(zhì)，也是人類食物

中最重要的供能物質(zhì)。

淀粉在腸道逐漸水解，這需要一定的時(shí)間。因此，機(jī)體不會(huì)突然出現(xiàn)葡萄糖過量，血糖

水平上升較慢，且不會(huì)達(dá)到極限高度。所以人們通常食用淀粉后不會(huì)發(fā)生飲食性糖尿癥，并

且在任何情況下均能較好地適應(yīng)。

淀粉是食品工業(yè)中重要的糖質(zhì)原料，尤其是許多焙烤食品如面包、餅干、糕點(diǎn)等的主要

成分。它們主要來自谷類和薯類。煮熟的淀粉往往可全部消化。

(2)糊精糊精也是由多個(gè)葡萄糖分子構(gòu)成，多由a-淀粉酶水解淀粉，或以稀酸處理淀粉

所得。當(dāng)以B-淀粉酶水解支鏈淀粉至分枝點(diǎn)時(shí)所生成之糊精稱為極限糊精(Limitdextrim)。

通常，糊精的分子大小約為淀粉的五分之一。食品工業(yè)中常用大麥芽為酶源水解淀粉，得到

糊精和麥芽糖的混合物，稱為飴糖。飴糖是甜食品生產(chǎn)的重要糖質(zhì)原料。食入后在體內(nèi)消化、

水解為葡萄糖后被利用。

糊精與淀粉不同。它具有易溶于水，強(qiáng)烈保水及易于消化等特點(diǎn)，在食品工業(yè)中常被用

來增稠、穩(wěn)定或保水，例如在制作羊羹時(shí)添加少許糊精可以防止結(jié)晶析出，避免外觀不良。

(3)糖原是儲(chǔ)備在體內(nèi)的少量動(dòng)物淀粉，由3000~6000個(gè)葡萄糖單位構(gòu)成，其中有許

多由12?18個(gè)葡萄糖單位組成的側(cè)鏈，它與植物淀粉不同，具有水溶性，在相應(yīng)酶的作用

下分解為葡萄糖，主要儲(chǔ)存于動(dòng)物肝臟。

2、不被消化、吸收的多糖

(1)纖維素纖維素是植物的支持組織。存在于所有的植物細(xì)胞壁中，是由許多葡萄糖分

子連接而成。其葡萄糖是以B-1,4糖背鍵相連接。此外，纖維素常彼此靠近成束，有如植物

纖維。它們彼此以氫鍵相連，盡管氫鍵的鍵能比?般化學(xué)鍵能小得多，但因氫鍵多，故相當(dāng)

牢固，以至于在一般的食品加工條件下，纖維素可不破壞(在高溫、高壓、稀硫酸溶液中，

纖維素可水解成B-葡萄糖)，不溶于水。

進(jìn)食時(shí)，人們常將纖維素和其它成分一同攝入，由于人體沒有能分解B-1,4糖昔鍵的酶,

所以人類不能消化、利用纖維素。因此纖維素以原形通過胃和小腸，到達(dá)大腸后可被細(xì)菌分

解，代謝為低級(jí)脂肪酸、乳酸和氣體(如H?、CO?、C%等)。其中很少部分可被人體利用。

過去，人們認(rèn)為纖維素不能被人體消化、利用、無營養(yǎng)價(jià)值。無關(guān)緊要，甚至予以排斥。

但是現(xiàn)在，越來越多的人認(rèn)為纖維素至少在營養(yǎng)上已不再是惰性物質(zhì)，而是人們膳食中不可

缺少的成分，這將在本章后面予以討論。

(2)半纖維素半纖維素與纖維素一道存在于植物細(xì)胞壁中。它不溶于水，但可被稀酸水

解，它主要存在于植物的木質(zhì)化部分，如秸桿、種皮、堅(jiān)果殼、玉米穗軸等。其含量依植物

種類，老嫩程度及部位而異，通常把能用17.5%NaOH提取的多糖統(tǒng)稱為半纖維素。

半纖維素包括很多高分子多糖。如雙子葉植物薄壁組織的木葡聚糖(Xyloglucan),小麥

的阿拉伯木聚糖。大麥的B-D-葡聚糖等。單體有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯

糖、木糖、鼠李糖及糖醛酸等。有的半纖維素是均?多糖，有的則是混合多糖。它們均不能

被人體消化、利用，而可被腸道微生物分解。

(3)木質(zhì)素木質(zhì)素是使植物木質(zhì)化的物質(zhì)，如植物的枝、莖的支持組織。它與纖維素、

半纖維素同時(shí)存在于植物細(xì)胞壁中，進(jìn)食時(shí)往往?并攝入體內(nèi)，也不能被人體消化、吸收。

但是，在化學(xué)上它不屬于多糖，而是多聚(芳香族)苯丙烷化合物，或稱苯丙烷聚合物。

(4)果膠物質(zhì)果膠物質(zhì)是植物細(xì)胞壁的組成成分，多存在于水果、蔬菜等的軟組織中。

按果蔬成熟度的不同，果膠物質(zhì)通常分為原果膠、果膠和果膠酸三種，是甲基化程度不等的

D-半乳糖醛酸a-1,4糖昔鍵的聚合物。它們均不能被人體消化、吸收。果膠在食品工業(yè)上應(yīng)

用很廣，通常作為食品增稠劑使用。

(四)糖醇

CH2OHC

HOHC

HOHC

HOHC

HOHCH2OH

CH2OHC

HOHC

HOHC

HOHCH2OH

山梨糖醇木糖醇麥芽糖醇

糖醉是糖的衍生物，食品工業(yè)中常用其代替蔗糖作甜味劑使用，在營養(yǎng)上亦有其獨(dú)特的

作用。

1、山梨糖醇

山梨糖醇廣泛存在于植物中，海藻和果實(shí)類如蘋果、梨、葡萄等中多有存在。工業(yè)上可

由葡萄糖氫化制得。其甜度約為蔗糖的一半。

山梨糖醇每克供能約4kca1(17KJ),代謝時(shí)可轉(zhuǎn)化成果糖，而不轉(zhuǎn)變成葡萄糖。不受胰

島素控制，因而適合于用作糖尿病等患者的甜味劑。此外，因其具有吸濕作用，故尚可用作

糕點(diǎn)等的保濕劑。

2、木糖瞭

木糖醇是存在于多種水果、蔬菜中的五碳糖醇，香蕉、草莓、黃梅、胡蘿卜、洋蔥、甚

苣、花椰菜、茄子等均有存在。工業(yè)匕則常用木屑等經(jīng)水解制成木糖后氫化獲得，其甜度與

蔗糖相等。木糖醇的供能亦與蔗糖相同，但其代謝可不受胰島素調(diào)節(jié)，因而可被糖尿病人接

受。此外，它不能被口腔細(xì)菌發(fā)酵，能阻止新制齒的形成和原有端齒的繼續(xù)發(fā)展，改善口腔

衛(wèi)生。因而被用作無糖糖果中具有止制或抑踽作用的甜味劑。

3、麥芽糖醇

麥芽糖醇是由麥芽糖氧化制得。在工業(yè)上則多是由淀粉酶解制得的含多種組分的

“葡萄糖漿”后氫化制得。它實(shí)際上是一含多種糖醇和氫化葡萄糖的混合物，其麥芽糖醉的

含量可從50%到90%不等，故稱麥芽糖醇糖漿。在食品工業(yè)中主要作為甜味劑使用。其甜

度為蔗糖的75%?95%。

麥芽糖醇攝入后在小腸內(nèi)的分解量是同量麥芽糖的1/4,為非能源物質(zhì)，不升高血糖，

也不增加膽固醇和中性脂肪的含量。因此它是心血管病、糖尿病等患者作為療效食品用的理

想甜味劑。它也不能被微生物利用，故也有防雅齒作用。

三、食物纖維及作用

(一)食物纖維概述

食物纖維一詞包括的內(nèi)容很廣。通常認(rèn)為，食物纖維是“木質(zhì)素與不被人體消化道分泌

的消化酶所消化的多糖之總稱"。這主要是植物物質(zhì)如纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、戊聚糖、

果膠和樹膠等。但也有人主張包括動(dòng)物性的甲殼質(zhì)、殼聚糖等。此外，也包括人工化學(xué)修飾

的某些物質(zhì)，如甲基纖維素、竣甲基纖維素和藻酸丙二酯等。

食物纖維的含量依食物種類不同而異，例如，蔬菜中以嫩莖、葉等含量高，含淀粉較高

的根莖類則較低，其它根莖類居中。不同食物的食物纖維組成成分也不相同，如蔬菜、干豆

類以纖維素為主，谷類則多以半纖維素為主。木質(zhì)素在一般的果蔬植物中含量甚少。

關(guān)于食物纖維在營養(yǎng)學(xué)上的意義，盡管目前仍有爭(zhēng)論，但似乎確有一定的重要性。一些

國家現(xiàn)已在食品加工時(shí)特意地向某些食品中添加一定量的食物纖維。

據(jù)報(bào)告，本世紀(jì)美國攝食的果蔬中食物纖維下降20%,谷類的食物纖維下降50%,結(jié)

果居民憩室病(Diverdculosis)發(fā)病率增加。這是一種大腸病，在大腸壁上形成囊狀物或帶狀

物。非洲農(nóng)民膳食中食物纖維的含量比典型的美國膳食高4?6倍，當(dāng)?shù)厝宋匆娀加写瞬　?/p>

人們認(rèn)為，食物纖維可使腸道保持一定的充盈度，促進(jìn)腸道正常蠕動(dòng)，并使糞便軟化，從而

使憩室病下降。

攝入食物纖維多的人，其糞便中排出的脂肪、固醇和膽汁酸也較多，血膽固醉水平較低。

故有人認(rèn)為食物纖維還可能是防止動(dòng)脈硬化的因素。此外，也還有人提出，食物纖維下降可

能是美國結(jié)腸癌發(fā)病率增加的原因。因?yàn)槿绻撤N外來物是毒素或是化學(xué)致癌物時(shí)，此物在

攝食者腸道中停留的時(shí)間，對(duì)攝取食物纖維少的人，其停留時(shí)間更長，因而更為有害。有報(bào)

告稱，魚和肉燒焦時(shí)產(chǎn)生的致癌物質(zhì)的毒性可以用來自牛舞、蘿卜、筍和蔥頭等20種蔬菜

分離所得的食物纖維抑制。其原因是食物纖維可吸附毒物，同時(shí)又加快了腸道蠕動(dòng)，促進(jìn)了

有害物質(zhì)的排出。

(二)食物纖維的作用

1、螯合作用

食物纖維可以螯合膽固醇，從而抑制機(jī)體對(duì)膽固醇的吸收，這被認(rèn)為是食物纖維可防治

高膽固醇血癥和動(dòng)脈硬化等心血管疾病的原因。

實(shí)驗(yàn)證明，喂粗飼料如麥桿等的動(dòng)物幾乎不發(fā)生高血脂及動(dòng)脈粥樣硬化癥。以苜蓿喂兔

子，即使還給以高劑量膽固醇(600mg/d),兔子仍保持低膽固靜水平。當(dāng)以苜蓿喂白鼠，同

時(shí)還喂飼有放射性標(biāo)記的膽固醇時(shí)，鼠血清及肝臟膽固醇的水平仍然很低，而從糞中排出的

有放射性標(biāo)記的膽固醇較多。此外，實(shí)驗(yàn)表明，天然的纖維物質(zhì)比純纖維素對(duì)膽固醇的排出

作用更好。以含苜蓿的飼料喂動(dòng)物并同時(shí)給予放射性膽固醇時(shí)，其糞便中放射性膽固醇的排

泄比用純纖維素和膽固醇喂飼者高約1倍(表

表1—2—1纖維對(duì)膽固醇吸收和排泄的影響

食物

50%熱能纖維血清和肝中的膽固醇(mg)糞便中的放射性膽固醇(dpmXIO5)

葡萄糖纖維素苜蓿58±354+1277429

蔗糖纖維素苜蓿43±340+1294500

玉米油纖維素苜蓿41±240±1263452

干酪素纖維素苜蓿46±139+1211386

注：1.試驗(yàn)采用同熱能的半合成飼料(3.6Cal/g),纖維來源以纖維素與苜蓿對(duì)比，同時(shí)

添加維生素及礦物質(zhì)混合物。

2.每只鼠給予14C標(biāo)記的膽固醉，口服劑量為0.5微居里，48h后處死。

引自：石煌，膳食纖維的作用，食品與發(fā)酵工業(yè)、4:55,1985

另有報(bào)告表明，食物中含中等量的纖維物質(zhì)可降低來自脂肪和蛋白質(zhì)的表觀可利用能量

(apparentavailableenergy)約2%~3%。此外，山于食物纖維的螯合作用，在一定程度上也可

妨礙機(jī)體對(duì)微量元素的吸收和利用。

2、吸水作用

食物纖維的吸水能力很強(qiáng)。纖維來源不同，其吸水力相差很大，不同來源的食物纖維吸

水力比較如表1-2-2所示。由表可見，食物纖維可視為水的載體，吸水則可促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，

加快排便速度和排軟便，以減輕直腸內(nèi)壓力、降低糞便在腸中停留的時(shí)間，從而減少直腸癌

的發(fā)病率。此外，有人認(rèn)為食物纖維吸水排出，尚可減輕泌尿系統(tǒng)的壓力，從而緩解膀胱炎

等泌尿系統(tǒng)的疾病。也有人認(rèn)為食物纖維吸水充盈，且不被消化，對(duì)肥胖病患者尚有一定的

療效作用。

表1—2—2不同食物纖維吸水力的比較

名稱原料干物質(zhì)(％)

占丙酮干粉的百分?jǐn)?shù)(％)

酸洗纖維木質(zhì)素吸水力（g水/g粉）

黃瓜3745324209

蕪菁404552090

生菜4244874237

胡蘿卜8952842234

春白菜1144154559

/p>

豌豆2162191846

香蕉227953929

玉米861340415

麥秋893II93430

燕麥粉905341118

酸洗纖維的木質(zhì)素、纖維素、果膠回收很好，但半纖維素僅能回收約15%。

引自：石煌，膳食纖維的作用，食品與發(fā)酵工業(yè)，4：55,1985。

但是，在食物纖維促進(jìn)排便、降低結(jié)腸發(fā)病率問題上，目前也還有爭(zhēng)論。有人提出，臨

床上應(yīng)用要素膳的病人，即使時(shí)間再長也未見對(duì)結(jié)腸癌發(fā)病率有多大影響。

3、改變消化系統(tǒng)中的菌群

據(jù)報(bào)告，腸中纖維增多會(huì)誘導(dǎo)出大量好氣菌群。這些好氣菌很少產(chǎn)生致癌物，而原來腸

中的厭氧菌則可產(chǎn)生致癌物。此外，即使腸中有致癌物產(chǎn)生也可被食物纖維吸附，并較快地

排除體外。這也可能是食物纖維具有防止結(jié)腸癌的原因之一。

(三)食物纖維制品

如前所述，一些發(fā)達(dá)國家如英、美等國，由于膳食中食物纖維含量下降，致使有如憩室

病，結(jié)腸癌等發(fā)病率增加。因此，他們一方面增加了含食物纖維高的谷類制品如全麥面包和

高食物纖維含量的果蔬制品的攝食外，另一方面，在近年來還特別發(fā)展了許多用食物纖維強(qiáng)

化的配方食品等，尤其是用于面包和早餐谷物食品甚至飲料的強(qiáng)化，深受消費(fèi)者歡迎。這些

食物纖維制品大致有以下幾種。

1、米糠米糠的食物纖維含量約35%?40%,它不僅風(fēng)味較好，而且穩(wěn)定性頗佳，不易

酸敗。此外，它尚含有一定的維生素，有一定的營養(yǎng)價(jià)值。

2、款皮粉數(shù)皮粉含食物纖維可高達(dá)70%,并且?guī)缀醪缓菜?。此外，它尚含有較多

的鈣、磷、鐵、銅、鋅等，有一定的營養(yǎng)價(jià)值。

3、豌豆纖維豌豆纖維山豌豆殼制成，產(chǎn)品可含有一定的豌豆胚芽，其食物纖維含量約

45%,制品呈淺綠色，用于面包時(shí)可轉(zhuǎn)變成奶油白色，有柔和的豌豆香味。

4、水溶性食物纖維這主要山阿拉伯膠、瓜爾豆膠和槐豆膠等植物膠組成，具有乳化、

增稠作用，可用于湯料、軟飲料等。

5、蘋果和梨的食物纖維本品由蘋果和梨分別制成，可含有70%左右的食物纖維。它

不含植酸，不致影響人體對(duì)礦物質(zhì)的吸收。

6、蕃茄粉這是山蕃茄中提制的食物纖維。它不僅品質(zhì)優(yōu)良，而且還含有蛋白質(zhì)，維生

素和礦物質(zhì)等。在面包中加入此制品時(shí)，既可增加面包體積，還可提高其營養(yǎng)價(jià)值。

7、其它花生殼粉山花生殼制得，產(chǎn)率13%?33%。其食物纖維含量平均約47%。此外，

每100g花生殼粉中尚含有的磷(687mg)、鈣(362mg)、和鉀(91mg)等。每克花生殼粉保持水

和油的能力分別是3.1g和1.7g,有一定的乳化力。本品經(jīng)焙烤后色澤稍有褐變，并呈現(xiàn)花

生特有的香味。

四、食品加工對(duì)糖類的影響

(一)水解

蔗糖在中性和酸性溶液中可發(fā)生水解反應(yīng)，生成等量的葡萄糖和果糖，在制糖工業(yè)上用

來生產(chǎn)轉(zhuǎn)化糖。

淀粉當(dāng)與無機(jī)酸共熱時(shí)或在淀粉酶的作用下，可以徹底水解葡萄糖。在工業(yè)上可用來生

產(chǎn)淀粉糖漿，如再用異構(gòu)化醐將部分葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，則可制得高甜度的果葡糖漿。

(二)降解和差向異構(gòu)

單糖在食品加工的溫度條件下，即使在中性pH時(shí)也可發(fā)生降解和差向異構(gòu)反應(yīng)

(epimerizationreaction)從而影響糖類的營養(yǎng)作用。例如戊糖加熱可形成糠醛，己糖加熱可形

成羥甲基糠醛。

(三)淀粉的糊化

淀粉的糊化是淀粉在加水、加熱情況下，吸水膨脹最后破碎，產(chǎn)生半透明、膠狀物質(zhì)的

現(xiàn)象。糊化后的淀粉，因多糖分子吸水膨脹和氫鍵斷裂，使之容易被淀粉酶水解，糊化后的

淀粉稱a-淀粉，易于消化。未糊化的淀粉稱淀粉，它較難消化。a-淀粉緩慢冷卻后可再

次回變?yōu)锽-淀粉，即稱為淀粉老化。在食品工業(yè)中要防止淀粉老化。

(三)褐變反應(yīng)

1、焦糖化作用焦糖化作用(carametization)是指碳水化合物在不含氨基化合物存在時(shí)加

熱到其熔點(diǎn)以上(150?200℃)產(chǎn)生焦糖等褐色物質(zhì)。焦糖化反應(yīng)在酸性或堿性條件下都可進(jìn)

行，焦糖化反應(yīng)在烹調(diào)中可用來使食品上色，在工業(yè)上用來生產(chǎn)焦糖色素。

2、跋氨反應(yīng)談氨反應(yīng)又稱美拉德反應(yīng)(meillardreaction)。它是碳水化合物在加熱或長

期貯存時(shí)，還原糖與氨基化合物發(fā)生的褐變反應(yīng)。它經(jīng)過一系列變化生成褐色聚合物。所生

成的聚合物在消化道中不能水解，故無營養(yǎng)價(jià)值。但是在食品加工時(shí)可以使某些產(chǎn)品如焙烤

制品獲得良好的色澤和風(fēng)味。

五、碳水化合物的供給與食物來源

(-)碳水化合物的供給

碳水化合物是人類容易獲得的能量來源，而且它們?cè)隗w內(nèi)大部分用于能量消耗。碳水化

合物和脂肪是體內(nèi)的基本供能物質(zhì)，二者在代謝過程中又可相互轉(zhuǎn)化，它們對(duì)蛋白質(zhì)具有節(jié)

約作用。碳水化合物的供給量主要決定于飲食習(xí)慣、生活水平和勞動(dòng)強(qiáng)度等，在合理的膳食

分配中，碳水化合物在膳食總能量中所占的比例應(yīng)在60%?70%為宜，此外，每天要攝取一

定量的不同類型富含膳食纖維的食物，如蔬菜、水果等。

如其它營養(yǎng)素充足，碳水化合物攝食過多易造成肥胖，因此，飲食要適度，饑飽要適當(dāng)，

以免能量過剩。對(duì)純熱能