食品营养

[拼音]：shipin yingyang

[外文]：food nutrition

食品对人体生命活动所能提供的效能和价值。食品营养价值的简称。是食品科学研究的领域之一。食品原料的营养价值决定于原料的种类、品种、栽培或养殖等条件。同一种原料又因采收、加工、制造、包装、贮运等条件的不同，使营养价值也有所变化。食品从加工到包装的过程对各种营养素的影响有增益或减损两种可能。现代的食品加工和食品包装技术，既要使产品具有良好的感观质量，更要最大限度地增加或保持食品的营养价值。

食品的营养效能

主要有4个方面：

（1）作为能量的来源；

（2）作为蛋白质的来源；

（3）作为矿物质、微量元素的来源；

（4）作为维生素的来源。没有一种天然食物能提供符合人体所需的数量和所希望的适宜配比的营养素。为了满足营养需要，必须摄取多种多样的食物。已知人体所需要的物质约50种。通常将人体本身代谢不能产生，而且也不能为其他物质所代替的称为必需营养素，反之为非必需营养素。必需营养素包括矿物质、微量元素、必需氨基酸、必需脂肪酸和绝大多数的维生素。非必需营养素包括糖类、脂类（磷脂、固醇）、脂肪酸（必需的除外）、非必需氨基酸、肌酸、嘧啶、嘌呤等。各种营养素对人体的作用不同，缺少哪一种都会影响人体健康，发生营养素缺乏症。但营养素过多，对人体也会有不利影响，甚至中毒。为此必须了解各种营养素对人体的功能和含于何种食物内。大多数情况下并不确切知道人体对必需营养素的需要量，因此，只能提出每日膳食中营养素供给量的建议。根据此建议量按照食物成分表计划每天的膳食，使其符合人体的营养需要。中国的食物成分表（表1 ）是中国营养学家测定的各种食物的营养素含量，不包括食物的所有成分。

食物的能量

维持人体体温和一切生命活动都需要能量。这种能量来源于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质3种营养素。每克营养素在体内氧化时能释放多少热能取决于其化学本质。每克碳水化合物、脂肪和蛋白质在体内氧化释放的热能分别为16.74kJ、37.66kJ和16.74kJ。无论是以碳水化合物、脂肪或蛋白质作为能源物质，其相互的能量关系为:1g脂肪=2.27g碳水化合物＝2.27g蛋白质。

蛋白质

蛋白质是一种复杂的高分子化合物，是生命的物质基础。人体蛋白质由20多种氨基酸组成，其中9种是人体内所需要而不能自行合成的必需氨基酸，需由食物提供。食物蛋白质所含必需氨基酸的数量和比例若符合人体需要，其营养价值就高。食物所含蛋白质的量和质因品种而异。营养学认为，评价食物营养价值的高低主要取决于各自所含氨基酸的种类、数量及其相互比例。评价指标除估算蛋白质数量外，还有：

（1）蛋白质消化率：一种蛋白质可被消化分解的程度。蛋白质消化率高则营养价值高。

（2）蛋白质生物价：可用氮在体内的贮存量与氮在体内的吸收量的比值表示。

（3）蛋白质净利用率：以生物价与消化率的乘积的值表示。

（4）蛋白质的氨基酸评分：以每克待评定蛋白质中必需氨基酸量与每克参考蛋白质中某种氨基酸量的比值表示。一般以牛奶和鸡蛋蛋白质中所含氨基酸的相互比例作为参考标准。为方便起见，有时将其中含量最少的色氨酸作为1，计算出其他氨基酸的相互比例。

（5）蛋白质功效比：动物体重增加克数与摄入食物蛋白质克数之比。肉、鱼、禽、乳和蛋等动物性食物的蛋白质营养价值比植物性蛋白质高。（见蛋白质）

脂肪

一切天然食物中均含有脂肪。动物性脂肪含饱和脂肪酸多，植物性脂肪含不饱和脂肪酸多。人体所需某些不饱和脂肪酸如亚油酸必须从食物中摄取，通常称为必需脂肪酸。亚油酸的最佳来源是植物油，以豆油、玉米胚油、芝麻油和花生油中含量较高。必需脂肪酸在体内参与磷脂合成，对胆固醇代谢起重要作用。膳食中亚油酸摄入量占总热能供给量的1％时，即可维持人体内的正常比值。（见脂类）

矿物质和微量元素

是人体内碳、氢、氧、氮以外的各种元素。已发现在人体中有21种矿物质，其中含量较多的有钙、磷、钠、钾、镁、硫、氯 7种元素。其他14种元素含量很少，但人体必须从外界获取，称为必需微量元素，包括铁、锌、铜、钼、钴、锡、锰、碘、铬、氟、硒、硅、镍和钒。矿物质是构成人体骨骼、牙齿、肌肉、血液和各组织的重要材料，并具有维持体内酸碱平衡和神经、肌肉的应激性，维?a href='baike/220/260259.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>中脑嗾２┒约凹せ钐迥诙嘀置傅幕钚缘裙δ堋Ｈ颂迕刻煲懦鲆欢康目笪镏剩匦氪邮澄镏猩闳〔钩洹Ｕ庑┛笪镏使惴捍嬖谟诟髦质澄镏小Ｊ称分械奈⒘拷鹗粼匾月绾衔锒皇且杂卫胩胱有问酱嬖凇?/p> 维生素

是维持人体正常功能必需的一类化合物。维生素在体内一般不能合成或合成数量较少，必须经常由食物供给。各种食物含有的维生素种类和数量均不相同。各种维生素对人体的生理功能不一，人体对它们的需要量也是可变的。人体缺乏维生素会引起维生素缺乏症，但摄食过多也会带来不良后果。例如，长期摄食过量维生素A可引起厌食和过度兴奋等症状。（见维生素）

食品加工与营养价值

食品加工的主要目的是阻止微生物生长，增加食用性和稳定性。食品加工方法，一般有脱水干燥、热处理、低温处理、调酸处理、辐照处理、加入食品添加剂和发酵等。食品在各处理过程中要发生物理和化学变化，这些变化对营养素均有不同程度的影响。营养素的稳定与否随条件而变(表2)。

脱水干燥

食物所含的水分有结合水和游离水。其中只有游离水才能被微生物和化学反应所触及，此水即为有效水分，可用水分活度（A_w）进行估量，通常用它来衡量微生物忍受干燥程度的能力。脱水干燥可阻止微生物的生长，延缓化学反应，因此阻止了食物的哈败和腐败。脱水干燥过程对营养素的破坏程度因食品种类、加工方式和营养素种类不同而异。经喷雾干燥的全脂奶粉的有效赖氨酸损失为3～10％，而滚筒干燥的损失为5～40％（蛋白质功效比下降8％），营养价值也是喷雾的比滚筒干燥法的高，喷雾法几乎无变化。生大豆中含有一种妨碍人体对大豆蛋白质的消化吸收的有害物质──胰蛋白酶抑制素，在豆粉加工中要考虑采用对它破坏较多而又较少影响营养价值的方法。喷雾干燥大豆粉，设备进口温度166℃时胰蛋白酶抑制素存留10％，蛋白质功效比为2.22；升至277℃时存留5％，蛋白质功效比为1.63；升至316℃时存留3%，蛋白质功效比为0.16。其中以277℃为最佳条件。滚筒干燥（150℃）豆粉，胰蛋白酶抑制素存留 5％。冷冻干燥和高温短时法干燥时胰蛋白酶抑制素破坏小。蔬菜脱水后维生素损失20～40％，硫胺素损失5～70％，β-胡萝卜素损失5～40％不等，其他维生素损失小。水果富含维生素C，为在加工中做到最小限度的损失，一般在脱气和低温条件下加工果酱、果汁。冷冻浓缩果汁中，维生素C存留92～97％。B族维生素中，硫胺素对温度较敏感。63℃时干燥猪肉，硫胺素损失50％。同一食品在49℃下保存，其水分含量不同，硫胺素损失不同，水分含量为0、2、4、6及9％时，硫胺素分别损失9、40、80、90和89％。

热处理

它对食品中营养素的影响随处理时间、温度和pH等条件的不同而异。热处理对食品有利方面是：

（1）改进产品的风味和增强可口性。

（2）破坏有害微生物（经巴氏杀菌和杀菌）。

（3）灭酶（如过氧化酶、抗坏血酸酶和硫胺素酶等）。

（4）改进营养素的利用率（如淀粉糊化和提高蛋白质的消化率）。

（5）破坏食物中的有害因素(如蛋中的卵白素和豆类中的胰蛋白酶抑制素)。食品中的蛋白在热处理过程中与糖共存时，其中的氨基酸（包括游离氨基酸和肽）与还原糖反应发生美拉德反应，引起某些氨基酸的破坏，食品的风味和色泽变差，营养价值降低。碳水化合物不易受加热的影响，但淀粉的糊化增加了消化率。脂肪经高温加热后，不但不易被人体吸收，并且要降低人体对其他食物的吸收率。水溶性维生素对热的敏感性要比脂溶性维生素强。蔬菜在烫漂（主要是破坏影响产品在加工和贮藏中的色泽、风味和营养性质的酶）中维生素要受到影响，用热水烫漂要比蒸汽烫漂损失多，维生素C在热水烫漂中损失16～58％，蒸汽烫漂损失16～34％。罐藏蔬菜中维生素C损失26～90％，叶酸损失35～84％，烟酸损失33～75％，泛酸损失30～85％。牛奶经巴氏杀菌后蛋白质和脂肪几乎不受损害，维生素C损失10～25％，维生素B₁、B₂和叶酸各损失10％以下；高温短时法使维生素C损失5～30％，维生素B₁损失0～20％，维生素B₁₂和叶酸各损失5～20％；煮沸法使维生素C损失15～30％，维生素B₁损失10～20％，维生素B₁₂损失20％，叶酸损失15％;高温杀菌法使维生素C损失30～100％，维生素B₁损失20～50％，维生素B₁损失20～50%，维生素B₁₂损失20～100%，叶酸损失30～50。生大豆中的抗胰蛋白酶以100℃蒸汽处理20分钟，活性下降21％；120℃蒸汽处理30分钟，全部失活。豆浆在93℃下煮15分钟，抗胰蛋白酶34％失活，煮240分钟全部失活，在121℃下煮32分钟95％失活。卵白素在80℃下煮 5分钟即可除去。与传统的杀菌法相比，高温短时杀菌对硫胺素与泛酸的影响较小。焙烤食品加工中，苏打的加入量与维生素的损失有关。当pH为6时，硫胺素几乎全部被破坏；核黄素损失小，仅损失11％。pH5.4时，核黄素几乎无损失。烟酸在焙烤过程中约损失5％以下，叶酸损失7.2～15.3％。赖氨酸是谷类食品的限制氨基酸（一种或几种必需氨基酸缺少或数量不足，使食物蛋白质合成为人体蛋白质的过程受到限制，也即限制了此种蛋白质的营养价值，这一种或几种氨基酸即称为限制氨基酸），它的损失程度因加热处理条件不同而异。在焙烤中，面包表层的赖氨酸严重破坏；饼干、糕点中的赖氨酸损失程度与其厚度有关，厚度为3.7mm的饼干，在140℃炉温下烤8小时后，赖氨酸损失48％，色氨酸损失28％，蛋氨酸损失34％。还原糖的存在更增加赖氨酸的损失。挤压蒸煮加工法对食品中的有效赖氨酸有影响，其生物有效程度因温度的升高或水分的减少而下降（4～12％），同时发现含硫氨基酸如精氨酸、色氨酸的有效程度随挤压强度的增加而降低。以蛋白质增富的饼干经挤压后，有效赖氨酸损失的程度与焙烤对其的影响相似。食品中的维生素经挤压后有不同程度的损失维生素B₁比B₂损失大。挤压蒸煮对食品中的植酸无影响，对纤维素也无任何影响，能降低棉酚量，但同时也降低了赖氨酸的有效性。挤压加工能破坏豆类中的胰蛋白酶抑制素。

低温处理

目的是抑制微生物生长，减慢化学反应和酶反应，低温处理包括预冷(冷却)、冷冻、冻藏和解冻。各工序对食品中的营养素均有不同程度的影响（表3 ）。冷冻食品品质取决于冷冻前组织自溶分解的程度和解冻时的生化状态。在不合适的冷冻、冻藏和解冻条件下，动植物体的生化反应会阻碍组织的亲水性，增加汁液的流失。而食品汁液中溶有各种酸类、盐类、可溶性蛋白质和维生素等，汁液流失也即失去了营养成分并影响制品的风味。

辐照处理

又称低温巴氏杀菌、冷杀菌。是较新的食品保藏技术。辐照对食物中营养素的影响，随剂量、温度和氧等因素而异。碳水化合物含量高的食物如谷粒、蔬菜等经5.58Mrad辐照后，其营养效价不受影响；马铃薯经10～100krad辐照后，其中淀粉被人体利用率也无变化。辐照对食品蛋白质的营养价值无大影响，其消化率、生物价和净蛋白质利用率均无显著变化。商业上希望对类脂物的辐照剂量不要超过7Mrad，此剂量对营养价值无显著影响。辐照对食品中维生素的影响不比其他食品保藏法大，其受损害程度与剂量和时间成正比。硫胺素和维生素C对射线很敏感，核黄素和烟酸次之。经4.8Mrad辐照的青刀豆、胡萝卜和玉米中的维生素C分别存留73％、78％和 71％。脂溶性的维生素对辐照也很敏感，经400krad辐照的全脂牛奶中维生素E损失61％；经100krad辐照的燕麦片中的维生素E损失 17％。低温冻结辐照可减少营养素的损失。辐照能增加干制食品的复水性，促进白兰地等酒类的后熟作用。辐照杀菌剂量不能使酶钝化，只能增强酶的分解能力。

调酸处理

低酸性食品较易腐败变质，高酸则能抑制食品腐败微生物的生长。为此，可通过加醋酸、柠檬酸来增加某些食品酸度以达到抑制腐败微生物的生长，也可通过厌氧发酵产生乳酸来保藏食品。在pH≤4时，维生素A要转换成顺式而活性降低，维生素B₁₂在稀酸溶液中要失活，叶酸、泛酸和苏氨酸也被破坏；蛋白质变性不能被酶水解和被人体利用。碱处理食品要降低硫胺素含量，故在制作糕饼时，色氨酸、苏氨酸、组氨酸和精氨酸有显著损失。

加入食品添加剂

食品加工时使用添加剂的目的之一是提高食品的营养价值，但用之不当则会促使营养素的破坏。亚硫酸盐类中的亚硫酸氢钠和二氧化硫要破坏食品的硫胺素，但它们能增加溶液中抗坏血酸的稳定性；二氧化硫对抗坏血酸和β－胡萝卜素有保护作用。食品加工中经常使用的柠檬酸、乳酸、磷酸、苹果酸、酒石酸、醋酸、盐酸、富马酸和乙二酸等，当pH值为4或更低时则食品中的维生素 A去酯化与异构化为生物活性低的顺式。叶酸、泛酸和苏氨酸在酸性条件下也将分解。盐腌、烟熏和腌制是保藏食品的方法，盐腌对蛋白质及维生素无大影响，但胃蛋白酶和胰蛋白酶对蛋白质的消化率将随盐浓度的增加而降低。腌制（除加有食盐外，还加少量糖、亚硝酸盐、抗坏血酸盐、磷酸盐等）对食品中必需氨基酸的营养价值及消化率影响小，对维生素和矿物质的影响很小。轻度盐腌再加磷酸盐能显著减少肉汁的渗出，因而降低了水溶性维生素、矿物质及蛋白质的损失。熏烟中有多环芳香烃，尤其是具有强致癌性的苯并芘，使用熏液则几乎可消除多环芳香烃。（见食品添加剂）

发酵

利用微生物对食品进行处理的一种方法。发酵可改变食品的质地、风味和营养价值。在发酵过程中营养素的损失小，并且可促进植物结构和细胞内的营养素的释放，有利于人体的吸收。又如霉菌含有的纤维素酶生长时的菌丝体会深入到食品结构内部，改变食品组织结构，便于蒸煮和浸泡。赖氨酸在酪乳发酵过程中有所增加，但用嗜酸乳杆菌发酵脱脂奶时赖氨酸约降低40%。大豆发酵制品不论是赖氨酸或蛋氨酸均没有什么变化。不同食品中的维生素在食品发酵前后有不同的变化。大豆发酵制品中核黄素有所增加。通过发酵法可以生产核黄素、维生素B₁₂、维生素C、乳酸、β－胡萝卜素和9种必需氨基酸等营养素。

参考书目

1. E.Karmas，R.S.Harris，Nutritional Evaluation of Food　 Processing，3rd Edition，The AVI Publ.Co.，New York，1988.
2. Report of a Joint FAO / WHO / UNU Exert Consultation， Energy and　Protein　Requirements，1985.
3. 武汉医学院等编：《营养与食品卫生学》，人民卫生出版社，北京，1982。

参考文章

• 如何进行转基因食品营养学评价？基因技术
• 食品营养和口腔保健的关系是怎样的？美容/塑身

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