营养中的化学

营养是人体摄取、消化、吸收和利用食品中的营养素来维持生命活动的整个过程。人类为了维持生命和健康，保证生长发育和从事各种劳动，每天必须从食物中摄取各种营养素。来自食品中的营养素种类很多，但就其化学性质或生理作用而言，可以分为五大类，即蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素和矿物质，前三类能供给人体热能。实际上，人体的组成成分也不外乎是这些物质，所不同的就是来自食品的这些成分进入机体后，被加工改造成为适合人体生理需要的另外形式而已。

营养素摄入不足，可引起营养素缺乏症，但摄入过多，也可导致不良后果。各类食物的营养素组成不同，但通过膳食中各种食物的合理搭配，机体就可以得到所需要的各种营养素。主食（如米、面及其加工制品）的主要营养成分是碳水化合物。副食分三类：①动物性的，如鱼、肉、禽、蛋、乳制品等，其主要营养成分以蛋白质、脂肪为主，还有脂溶性维生素。②植物性的，如蔬菜、水果等，其主要营养成分是维生素、无机盐和膳食纤维。③纯热能食物，包括植物油、淀粉、食用糖等，主要提供能量。

食品中含量最多的营养素是碳水化合物、蛋白质和脂肪，在营养学中称它们为三大产热营养素。这些营养素在进入人体后，会发生复杂的化学变化，换言之，营养的过程同时也是化学的过程。

蛋白质

蛋白质中都含有碳、氢、氧、氮四种元素，有些含有硫，有些含有磷，另有少数蛋白质含有其他元素如锌、铁、铜等。蛋白质是由氨基酸互相缩合而构成的高分子化合物，是生命和机体的重要物质基础。机体中的蛋白质随时都处在不断地合成与分解的化学变化过程中。

蛋白质在机体中的化学变化是：蛋白质从口腔进入胃，胃主细胞分泌的胃蛋白酶原是胃液中仅有的蛋白质水解酶的酶原，在正常胃液中胃蛋白酶原被激活，生成胃蛋白酶，蛋白质经胃蛋白酶作用后，分解为多肽及少量氨基酸。食糜自胃中进入小肠后，蛋白质的不完全水解产物再经胰液及肠液中的蛋白酶以及小肠黏膜细胞的消化作用，进一步水解成为氨基酸后由小肠吸收。

当蛋白质供给不足时，肠黏膜及分泌消化液的腺体首先受累，引起消化不良，导致腹泻、失水及营养物质丢失。继而肝脏受到影响，表现为脂肪浸润，不能合成血浆蛋白，从而使血浆蛋白含量下降。若摄入的蛋白质过多，蛋白质在体内代谢过程中可生成大量含氮的最终产物（如尿素、氨等）。其中氨是有毒的，需要经肝脏处理变成尿素，再从肾脏排出。蛋白质吃得过多，就会增加肝脏负担，利少弊多。根据营养学的要求，成年人每天饮食中蛋白质的比例，以热量计应为总热量的10%~12%（儿童、青少年应占13%~15%）为宜。

脂肪

脂肪是由一分子甘油和三分子脂肪酸组成的化合物，又称甘油三酯，如我们日常生活中食用的植物油和动物油。

脂肪在体内的化学变化：脂肪进入口腔后在舌脂肪酶作用下水解，食糜在胃中停留2~4小时后，分解成甘油和脂肪酸，然后再分别进行氧化分解，释放出热能。甘油占整个脂肪分子中的一小部分，所以脂肪释放的热量主要来自脂肪酸。脂肪的摄入多少直接影响人体血浆中脂质的高低，动物脂肪中的饱和脂肪酸对升高血胆固醇水平的作用更大，如进食饱和脂肪酸过多，可使血浆甘油三酯和胆固醇都升高。如脂肪缺乏或脂肪吸收障碍时，体内脂溶性维生素会发生不足或缺乏。脂肪是维生素A、维生素D、维生素E、维生素K的良好溶剂。

营养学家建议膳食中脂肪每日供给量占总热能的20%~25%为宜。不饱和脂肪酸（植物油的主要成分）与饱和脂肪酸（动物脂肪的主要成分）的比例为1∶1~2∶1为宜。

碳水化合物

碳水化合物由碳、氢、氧三种元素组成。从化学结构上看它是多羟基醛酮或多羟基醛酮的缩合物，是人体最主要的热能来源。

碳水化合物在体内的化学变化是：碳水化合物进入口腔，经唾液中的淀粉酶催化水解成糊精、麦芽三糖、麦芽糖、葡萄糖等产物。食糜由胃进入十二指肠后，胰淀粉酶将未分解的淀粉水解成糊精、麦芽三糖、麦芽糖及少量葡萄糖。然后小肠黏膜细胞的糊精酶将糊精分子水解成葡萄糖。食物中的蔗糖可在蔗糖酶催化下水解为葡萄糖和果糖。乳糖则在乳糖酶作用下水解为葡萄糖和半乳糖。然后在有氧的条件下，这些单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）被氧化生成二氧化碳和水，并产生热能。

供给热能是碳水化合物最重要的生理功能，神经系统只能利用葡萄糖供能，故葡萄糖是神经系统热能的惟一来源。当血糖过低时，可出现昏迷，休克，甚至死亡。如碳水化合物供给不足，脂肪氧化不全产生酮体，可引起酮症酸中毒。

在我国人民的膳食结构中，约有50%~60%的热能是由碳水化合物提供的。碳水化合物每日供给量以占总热能的60%~70%为宜。

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