人体在正常情况下需要7种营养素,即:蛋白质、碳水化物(即糖类)、脂肪、维生素、矿物质膳食纤维素(包括无机盐及微量元素)和水。有了这6大类营养素就能够保持人体的正常发育。7大类营养素在人体中各有专功,但也有几种营养素兼有几种功用。概括说来,它们的功用是:构成躯干,修补组织,供给热能和调节生理机能。
1.蛋白质
蛋白质是维持生命与构成身体组织所必须的物质。植物能利用水分和二氧化碳及土壤中的氮来自制本身所需的蛋白质,而动物则依靠食物来供给蛋白质。人体的肌肉、血液、毛发、皮肤、指甲等都是由蛋白质所组成,由此可见,蛋白质是人们生存生活的基础。
蛋白质是一种很复杂的化合物,它主要是由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)4种元素构成的,有少数蛋白质还含有磷(P)、铁(Fe),这些基本原素又生成了各种不同的氨基酸,再由这些氨基酸配合成各种不同的蛋白质。
蛋白质的种类很多,根据蛋白质所含氨基酸的种类和分量不同,将蛋白质分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质3类。
完全蛋白质是一种优良的、能维持人体正常生长和发育的蛋白质。
半完全蛋白质的质与量都不能达到人体所需的标准,所以,我们不能依靠半完全蛋白质来做人体营养的来源。
不完全蛋白质的组织中缺乏某些主要氨基酸,它不能维持人体的正常发育,因此这种蛋白质不是好的蛋白质。
具体来说,蛋白质对人体有5种营养功用:
(1)构成新组织:在生长发育期间需要增添许多新的细胞,这些新细胞及由这些细胞构成的组织均须由蛋白质组建构成。
(2)修补身体组织:人体各部分中旧组织继续不断地在消耗与破坏,需要蛋白质来修补身体组织。
(3)供给热力:蛋白质在人体内氧化后可供给人体大量热力。
(4)增强抵抗力:人体有充足的蛋白质可减少或抵制传染病的发生。
(5)调节渗透压力:血液中的血浆蛋白质有调节渗透压力的作用。
下表是常见食物的蛋白质含量:
常见食物蛋白质含量(%)
2.碳水化合物
碳水化合物,学名糖。这里所说的糖,有别于我们日常生活食用的白糖或砂糖。这里是指广义的糖类,既包括通常所说的白糖或砂糖,也包括淀粉、米、面及含淀粉较多的薯类、土豆等。它们都是由元素碳、氢、氧所组成。其氢原子是氧原子的2倍,与水中所含氢氧原子的比例相同,也正由于此,糖才被称为碳水化合物。
糖类是人体取得热能最经济和最主要的来源。它的功用除供给机体热能以外,还参与人体细胞的多种代谢活动,并且是构成机体的重要物质。由于碳水化合物的存在,可免于过多地用蛋白质作为机体的热能来源而消耗。
根据糖的化学结构,可把糖发为3类:单糖、双糖和多糖。单糖是由3~6个碳原子及相应的氢氧原子构成的。它在食物中具体表现为葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等,易被人体吸收利用。双糖是由2个以上单糖品种复合而成,如淀粉、糊精等,多糖类中,有一部分为淀粉,可被人体消化吸收,也有一部分如纤维素,不能被人体吸收。这种纤维素虽不能被人体吸收,但在肠道中吸水膨胀,有利于通便,因此它的作用也是十分重要的。
糖在人体内发挥的生理作用是供给热能、维持体温,糖类是供给人体热能最经济的一种营养素。它的发热量与蛋白质相等,即吃进1克糖,在人体内经过氧化,可产生4千卡的热量。而人体每日正常需要热量为200千卡的热量,这样,一个人每日吃进500克的糖,就可以保证人体工作的能量和体温。人类每日进食的糖量远比蛋白质和脂肪为多,糖对人体供给的热量,约占人体每日所需热量的60%~70%。
供给糖类最好的食物是粮谷类,它们的含糖量一般在70%~80%,如中等稻米的含糖量为78%,面粉为74%,玉米为75%。其次为块根类植物,其含糖量为13%~20%。干果类及坚果类随品种不同而有较大差异,如干莲子含淀粉61%,炒花生为23%,炒西瓜籽为26%,鲜枣为13%,香蕉为19%。
3.脂肪
脂肪是一种营养素,由脂肪酸和甘油组成。所含的元素有碳、氢、氧,其中碳、氢的比例比糖类多,氧的化例小。它的发热量比糖高1倍,即每克脂肪经氧化后能产生8千大卡的热量。
脂肪水解后,分解为一分子甘油和三分子脂肪酸。甘油对人体没有营养价值,只有脂肪酸能被人体吸收变为营养素。脂肪酸经吸收后,被吸收入血液,并输送到肝脏及细胞内,经氧化发生热能。它的发热量约为糖类的2倍以上。另外,脂肪是构成人体细胞的主要组成部分,存在于胞浆中。它也是细胞膜的基本原料,称为体脂,有保护人体热量不致过分外散的作用。它还具有溶解其他营养素的作用。有一部分维生素,称为脂溶性维生素,只能溶解于脂肪中,而后才能被人体吸收利用。另外,它有少数品种对调节生理机能有很重要作用。这几种脂肪酸,人体不能合成,必须由食物中摄取,被称为“必需脂肪酸”。
必需脂肪酸有3种,它们是亚油酸(十八碳二烯酸)、亚麻酸(十八碳三烯酸)和花生四烯酸(二十碳四烯酸)。严格地说,真正的必需脂肪酸只有一种,即亚油酸,因亚麻酸和花生四烯酸可由亚油酸来合成。人体必需脂肪酸需要量较少。一般地说,按热能计必需脂肪酸热能供应量应占全日总热能的1%~2%。
必需脂肪酸在植物油中含量丰富,在动物脂肪中相对较少。
常见食物亚油酸与亚麻酸含量
普通工作者每日摄入50克脂肪即可。脂肪吸收多了,会妨碍胃的正常活动,可能带来肥胖病、高血压病和心脏病。若太少了,势必增加糖类的需求量,造成摄入各类营养素的失衡,也影响脂溶性维生素的吸收。
脂肪酸分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。在分子中有10个碳原子以上,在常温下呈固体的为饱和脂肪酸;在分子结构中有1个双键以上的脂肪酸,为不饱和脂肪酸,通常为液体。一般而言,各种植物油类多为不饱和脂肪酸,而动物油如猪油、牛油、羊油,在常温下多呈固体状态,为饱和脂肪酸。
从吸收利用角度看,不饱和脂肪酸优于饱和脂肪酸。因为不饱和脂肪酸熔点低,而人体体温只有37℃,所以其消化率很高,达到98%。而牛油熔点为45℃,羊油熔点为50℃,其消化率分别只有93%和88%。
由于脂肪对人体的生理作用是多方面的,所以对脂肪的摄入以采取植物油与动物油保持一定比例的办法为宜。一般而言,食用不饱和脂肪酸,即植物油的比例宜高。衡量脂肪营养价值的标准有3个方面:消化吸收率、必需脂肪酸含量和维生素的含量。从这个标准衡量,豆油、花生油和芝麻油的营养价值较高。
4.维生素
维生素是维持我们生命的一种营养素,又叫“维他命”,是人体中不可缺少的营养素。它能促进身体的生长和发育,增强人体抵抗疾病的能力。维生素分脂溶性维生素和水溶性维生素。脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K;水溶性维生素包括维生素B(族)(B 1 、B 2 ),维生素C和柠檬素等。
(1)维生素A:又称视黄醇、抗干眼病维生素,是一种淡黄色物质,它的前身是胡萝卜(又称β - 胡萝卜素或维生素A元)。维生素A是含白芷酮环的不饱和的一元伯醇类,包括A 1 和A 2 两种。A 1 又称视黄醇;A 2 又称3脱氢视黄醇。维生素A化学性质活泼,在空气中易被氧化而失去生理作用,紫外线照射也可使其破坏。对热、酸、碱等比较稳定,在新鲜的油脂中更为稳定。食物中维生素A用一般的烹调方法无严重破坏,但高温加热时间过长(在100℃高温下)就会破坏食物中的维生素A。如油炸以及在不隔绝空气条件下长时间脱水,可使维生素A遭到破坏。
维生素A仅存于动物性食品中,在植物蔬菜中虽不含维生素A,但在胡萝卜、绿叶蔬菜、玉米中含有α - 、β - 、γ - 胡萝卜素及玉米黄素等胡萝卜素,人体吸收后,在肠壁和肝脏中能转变为维生素A,这些胡萝卜素称为维生素A元。维生素A元本身无生物活性,转变为维生素A的效果也各不相同。β - 胡萝卜素是由2个维生素A结构相同的分子对称结合而成的,故转化成维生素A的效能最高。其他的类胡萝卜素分子只有1个与维生素A结构相同的部分,所以转化为维生素A的效能较低。
(2)维生素D:又名丁种维生素、抗软骨病维生素等,是白色结晶体,易溶于脂肪及脂肪溶剂中,耐热不易氧化。
维生素D能促进人体钙化作用,使身体骨齿的发育正常,并帮助身体吸收钙、磷。
人体可从动物性食物(肝、乳、蛋黄)中摄取维生素D 3 供体内需要,人体皮下组织中的7-脱氢固醇受紫外线的照射可转变成维生素D 3 ,所以进行日光浴和户外活动有助于预防佝偻病的发生。麦角固醇则分布在植物中,食物中的麦角固醇在未转变成维生素D 2 之前,是难以被吸收利用的。
(3)维生素K:又叫似凝血维生素,溶解于脂肪,是一种黄色结晶的脂溶性维生素,属荼醌类化合物,常见的有维生素K 1 、K 2 、K 1 在绿叶蔬菜、水果及动物肝脏、肉类、奶类、蛋黄中皆含量较多;K 2 是人体肠道细菌的代谢产物。维生素K 1 和K 2 都是2-甲基-1,4荼醌的衍生物。维生素K在湿、氧环境中稳定,耐热,易被光、酸、碱及氧化剂破坏。医学临床上常用的是人工合成的K 3 和K 4 ,它较维生素K 1 、K 2 稳定,能溶于水。
(4)维生素B 1 :又称硫胺素,在一般烹调下损坏率不大,但遇碱易被破坏。因此烹调时应尽量少放碱,熬粥时也不宜放。维生素B 1 及其他水溶维生素易溶于水,因此像青菜等富含水溶性维生素的原料,应先洗后切,以防止水溶性维生素随刀口流失。维生素B 1 可以预防和治疗脚气病,增进食欲,帮助消化,促进生长发育,促进碳水化合物代谢。维生素B 1 在食物中分布较广,米、麦麸、胚芽、醇母、豆类、瘦肉、青菜、核果等都含量较多。
(5)维生素B 2 :又名核黄素,是黄色的针状晶体,有微弱的嗅味,还有苦味,比较难溶于水。
维生素B 2 是多种氧化还原酶的组成成分,与能量代谢有关,也是机体中许多重要辅酶的组成成分。在人体内大多以结合形式存在,主要是黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。由于FAD是代谢中每种重要酶类的辅酶,因此,核黄素缺乏时,引起机体代谢变化是多方面的。
维生素B 2 广泛存在于动植物中,微生物中的核黄菌有合成核黄素的能力,故豆类发酵制成的豆腐乳、豆瓣酱中含维生素B 2 较多。
维生素B 2 易受光作用而分解破坏,故应置于暗处保存,在酸性环境中较稳定而耐热,在碱性溶液中则易被破坏。
(6)维生素C:又称抗坏血酸。在酸性溶液中比较稳定,在碱性溶液中易被破坏。在溶液中溶解,遇热易被破坏,与铜接触易破坏。由于这些原因,维生素C在烹调过程中大部分损失。
维生素C是机体新陈代谢不可缺少的物质。它有促进组织生成,维持牙齿、骨骼、血管、肌肉的功能和促进伤口愈合,对疾病能增加抵抗力,促进铁的吸收作用。缺乏维生素C会导致坏血病、出血、骨骼变化、全身乏力、食欲差、消化不良、齿龈萎缩、浮肿、易骨折等。
维生素C广泛存在于绿色蔬菜及酸性水果中,特别是鲜枣、辣椒、柚、桂圆、菜薹、雪里蕻等蔬菜中,含量较丰富。
5.无机盐
无机盐,又称矿物质或灰质,是组成身体的重要成分之一。在组成身体的化学元素中,除碳、氢、氧、氮是构成人体的主要有机物外(约占体重的90%),其余4%则由无机盐组成。
无机盐中的钙、磷、镁是骨骼和牙齿的主要成分。此外,无机盐溶于体液中,对于调节生理机能(例如能使肌肉具有伸缩的能力,使神经具有应激性,维持血液的中和性)、调节组织的渗透压力、维持人体酸碱平衡均起着重要作用。
(1)钙:钙为构成骨骼和牙齿的材料。钙盐在血液中能与其他无机盐共同调解生理作用,帮助血凝固。人体每日约需要700毫克钙。这种每日补充的新钙,通过血清沉积于骨细胞中。随着年龄的增大,钙的增新减慢,仍需要新钙的补充。人类从食品中可吸收的钙并不少,但是由于食物中存在植酸和草酸,与钙相互作用形成不溶性的钙盐,因此有70%~80%的钙不能被吸收,从而造成人体钙的不足。
食物中维生素D对钙的吸收有促进作用。另外,蛋白质供给充足,也有利于钙的吸收。钙的来源以奶制品、蔬菜、豆类、油料籽、芝麻酱、小白菜、虾皮、发菜等为最优。
为避免在体内过多地形成草酸钙,在配菜时应避免用含草酸多的蔬菜,如菠菜、茭白、竹笋等品种不与含钙量较多的豆腐、虾米、海带和肉骨共食。如必须共进时,可将菠菜等先用沸水焯过,以减少草酸,再与含钙食品共煮,可解除蔬菜中草酸对钙吸收的影响。
(2)磷:磷也是构成骨齿的重要材料。钙与磷结合成磷酸钙存在于骨骼中。另外,磷还是组成细胞核蛋白质的一种主要成分,是构成柔软组织的重要成分之一。人体每天需要的磷,成人为1~1.5克,重体力劳动者需1.7克,儿童为1~1.5克,孕妇、乳母为2克。磷的摄入量也不能过多,膳食中过多的磷会降低钙的吸收,因此膳食中钙和磷的供给量也应保持适当的比例。
磷在食物中分布很广,存在的形式主要是与蛋白质、脂肪结合成核蛋白、磷蛋白和磷脂等,也有少量的有机磷和无机磷。动物性食物瘦肉、鱼、禽类等含量丰富;植物性食物如蔬菜、谷类、花生、大豆、葵花子、南瓜子、栗子等含量也较多;水果中葡萄、李子等含量较多。有些植物性食物的磷不能被吸收,因为植酸式的磷不能被消化液中的酶水解,还有植酸能与磷结合成不溶解的磷盐,不能被肠管吸收,所以,植物中的磷有效度较低。由于磷广泛存在于各种食物中,所以人体一般不缺磷。
(3)铁:铁是细血球中的血红蛋白及人体中一切细胞的重要成分,在人体中属微量元素,在人体铁的总含量为3~5克,平均每日损失不超过1毫克。铁在人体中主要存在于血红蛋白、肌红蛋白及运铁蛋白中。如果长期不足,就会引起缺铁性贫血。铁的主要来源是动物的腑脏,其中以肝的含量最多,其次蛋黄、瘦肉、绿色蔬菜、水果、红糖等都含有较多的铁。
(4)碘:碘在人体中含量约为20~50毫克,其中8毫克存在甲状腺中,制成甲状腺素。这种激素能调节体内的基础代谢,并能维持正常的生长,如在人体中长期缺碘,则将产生“甲状腺肿”。
碘的主要来源是海带、紫菜,及其他海菜、海鱼、海盐等,在土壤中也含有丰富的碘质,我们日常所需的碘,多数来自蔬菜、水果及饮水中。
6.水
水是组成机体的重要成分,人体组织与各器官都含有水。新生儿体内水占体重的75%~80%,成人则占体重的65%。人体的各种生理活动,如消化、吸收、输送、合成、分解、排泄等一切新陈代谢过程都需要有水,所以,水是生活第一要素。
水的来源极广,如开水、汤、汽水、井水、河水、池水、湖水、泉水、江水、自来水等经过消毒或煮沸处理后均可作为饮水。另外,新鲜的蔬菜及水果也都含有充足的水分。人体1天需要的饮水量一般为2~3升,即10杯水,其中4杯来自食物,6杯来自饮料。如果摄入水分不足,人体可通过调节机制减少水分的排出,但严重不足,就会使体内水分减少。当水分减少到体重的2%~10%时,即会因脱水造成体内的物质代谢障碍;达7%~14%时,即出现严重的脱水症和体征;超过14%时,即有生命危险,所以要高度重视饮水,一定要有意识地喝够水,它会使你更健康、更有活力、寿命更长。
7.膳食纤维素
又称为粗纤维,它是一类非淀粉多糖化合物,包括纤维素、果纤维素、木质素、果胶等,分布于植物组织、动物细胞纤维素、膳食纤维素,控制人体肥胖、防止便秘、预防癌症、预防冠心病等功能。
人体营养素的生理需要量和供给量,是两个不同的概念。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。
在以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,将会发生营养素缺乏。
食物经烹调后,其中营养素的含量会发生一定程度的变化。由于各种营养素性质不同,因而在烹调中含量改变也不同。就一般烹调方法而言,食物中的维生素最易损失,各种无机盐次之,蛋白质、脂肪、碳水化合物变化不大。现将几种主要食物所含营养素在烹调中的变化叙述如下:
(1)大米制作大米饭时,在米的淘洗过程即可发生营养素的损失,特别是B族维生素和无机盐类。国内学者研究表明,淘米时维生素B 1 可损失30%~60%,维生素B 2 和尼克酸损失20%~25%。日本学者报道,淘米可损失无机盐70%,蛋白质15.7%,碳水化合物2%。各种营养素的损失程度将因淘洗次数越多、浸泡时间越工、淘米水温越高而愈加严重。在蒸煮过程中由于加热可造成水溶性B族维生素损失,加碱可使损失明显增加。
(2)面粉用水和面,不会对面粉中营养素造成影响,在制作各种面制食品中因烹饪方法不同可致营养素发生不同程度的损失。制作一般面食,蛋白质和无机盐含量变化很少,只有煮面条时有部分营养转入汤内。一般蒸、烤、烙等制作方式,维生素B 1 、B 2 及尼克酸损失较少;水煮面条时,可有30%~40%溶于汤中;制作油条时因加碱和经过高温,可使维生素B 2 和尼克酸破坏50%左右,维生素B 1 则损失殆尽。
(3)蔬菜在烹调过程中,除脂溶性维生素外,无机盐和水溶性维生素都因能溶于水而易受到影响。维生素C的化学性质极不稳定,许多外界因素皆可使其遭到破坏,因此烹调中损失最大,而碳水化合物、脂肪和蛋白质则影响较小。在烹调过程中,食物切碎程度、切后放置时间和条件、烹调方式、用水量及酸碱度、加热温度及时间、烹调中使用其他原料的性质、烹调用具的材料以及烹调后放置时间和条件等都可明显影响维生素C损失程度。蔬菜在一般油炸情况下加热时间在10~15分钟以内,维生素C保存率为50%~70%;熬煮菜时由于用水量多,加热时间长,将比急火快炒方法大大降低维生素C的保存率。因此在炒、煮、蒸等诸多烹调方式中,宜采用“急火快炒”的方式制作蔬菜。此外,适于生食的蔬菜应尽可能凉拌生吃,或在沸水中作短时间热烫,然后调拌食用。这样,可明显提高维生素C的保存率。
(4)动物性食物在烹调过程中水溶性维生素(主要是B族维生素)易受到影响,而其他营养素含量变化较小。一般猪肉中维生素B 1 在红烧或清炖时损失可达60%~65%,蒸、炸时损失约45%,炒时仅损失20%;维生素B 2 在蒸时损失约85%,清炖、红烧时损失约40%,炒时损失也仅20%,而炒猪肝维生素B 2 几乎可全部保留。烹调鸡蛋时,无论用哪一种方法维生素B 2 损失均小于10%,而维生素B 1 损失接近25%。