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人體的七大營養素是什麽?

2023-02-13科學

營養素(nutrient) 是指對於人體生長、發育、生殖和維持身體健康必不可少的物質。傳統上認為主要分為蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質、水六大類,後來把膳食纖維也被歸為必需營養素範疇,因此現在一般說到的人體所需的營養素是七類。這個概念源於美國農業部在20世紀40年代提出的「七大營養素」概念。

特別說明:

國標21922-2008【食品營養標識通則】中說明人體所需五大類營養素,即蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素和無機鹽。此外,標準還規定了其他一些營養成分應該在食品標簽中標示,包括熱量、膳食纖維、膽固醇、鈉、鉀、鈣、鐵和鋅等。這些營養成分有些是人體所需的,有些是輔助營養成分。無論是五大類、六大類、還是七大類,所包含的核心營養素基本相同,只是在分類和命名上略有差異。

一、水(Water)——生命的源泉 (約占人體的60%)

是人體的重要組成部份,比如人的大腦重量的70%是水分。分階段來看,嬰兒體內的水分大約占體重的75%,成人約占60%,老年人則只有50-55%左右。所以,人體衰老的過程其實也是一個體內水分逐漸遺失的過程(當然衰老也是一個復雜的過程,涉及多種因素,如氧化應激、基因表現的改變等)。水在把營養素輸送到人體各個器官的同時,也把代謝的廢棄物帶出體外。水還有調節人體的體溫和酸堿度,參加體內各種生化反應的作用。

體內水分的增加或減少會短期內對體重有影響,相比而言脂肪是要經過數日或者數周才會對體重產生看得見的影響。一個70公斤的成人約含有40公斤的水,所以如果遺失了5%的水分,也就大約降了2公斤的體重。遺失小於5%的水分,就被認為是輕度缺水(Mild Dehydration),此時會有口渴的感覺。所以,一般來說,除了一日三餐正常飲食的水分以外,人每天還需要補充約1000ml的水,大約是兩瓶礦泉水(標準瓶)或者三四大杯水(美國飲食指南推薦男性每日水分攝取是13杯,女性是9杯,但是這些水分都是包含一切飲食中的水分的;根據【中國居民膳食指南(2022)】建議低身體活動水平的成年人每天飲7~8杯水,相當於男性每天喝水1700ml,女性每天喝水1500ml,並且推薦喝白水或茶水,不喝或少喝含糖飲料。)。

最好可以養成間歇飲水的習慣,不要等到口渴時才喝水,因為大腦發送口渴的訊號的時候,其實體內已經處於脫水狀態了。脫水時間過長不但會引起體能、新陳代謝、抵抗力的下降,還會使皮膚失去光澤和彈性,變得幹癟、暗黃、皺紋增多。女性朋友們想要保持青春,要堅持喝足水,畢竟女人是水做的嘛。

二、蛋白質(Proteins)----生命的基石(約占人體的16%-20%)

蛋白質(Proteins)這個名詞第一次出現是在150多年前的希臘詞匯,意思是「非常重要」(of prime importance)。

人體由各個器官組成,各個器官由無數不同的細胞構成,每個細胞的主要結構都是蛋白質。蛋白質與機體的生長、組織的修復、內環境的調節、疾病的抵抗、大腦資訊的傳遞、凝血等等重要功能息息相關。約40%的人體蛋白質存在於肌肉組織中,決定機體運動能力。肌蛋白也可以在人體需要的時候(比如饑餓、運動)釋放能量。

蛋白質由胺基酸組成,蛋白質要轉化成胺基酸才能被人體吸收利用。在已知的20種胺基酸中,其中9種為人體無法自身合成,必需從食物中獲得,因此稱為「必需胺基酸」。如果成人蛋白質缺乏,肌肉會變得松弛沒有彈性,頭發往往會顯得枯黃、指甲也會容易斷。嬰幼兒生長迅速,蛋白質需要量高於成人,平均每天每公斤體重需要2克以上蛋白質。對成人來說,每天每公斤體重需要0.8克蛋白質。例如,一個60公斤的成年人每天需要攝入約48克蛋白質。然而,運動員、孕婦和哺乳期婦女等特殊群體的蛋白質需求可能會更高。

蛋白質的好壞主要取決於其胺基酸組成和生物利用度。優質蛋白質通常包含9種人體必需的胺基酸,且生物利用度較高。劣質蛋白質則在胺基酸組成或生物利用度上相對較低,通常缺乏人體所需的全部或部份必需胺基酸。

優質蛋白來源包括肉、蛋、奶、豆類等 ,劣質蛋白質來源包括玉米蛋白、小麥蛋白、堅果中的蛋白、黃喉、魚膠等。我們拿魚膠舉例,魚膠缺乏一些人體所需的胺基酸,特別是缺少組成人體蛋白質所必需的賴胺酸。此外,魚膠中也缺乏許多其他重要的胺基酸,尤其是必需胺基酸,如異白胺酸和色胺酸。

三、脂肪(Lipids)----生命的燃料 (約占人體的15-30%,不過也因人而異,一般女性高於男性)

經常有人說自己太胖了,血脂高了,心臟病來了,所以很多人會認為脂肪一定不是好東西。其實脂肪同樣珍貴!飲食推薦文章經常會建議適量攝入脂肪(moderate in fats),但從來不是說拒絕脂肪的(no-fat)。好在絕大多數的食物中都含有脂肪,只要飲食是均衡的,就不需要額外的去補充脂肪。

每克脂肪所提供的能量一般是每克碳水化合物或蛋白質供能的2倍以上。脂肪是儲存和供給能量的主要營養素,但是它的作用遠遠不止是給人體提供生命的燃料。它還給人體的器官充當緩沖作用,支持保護內臟、關節和組織;保護器官不受到溫度變化的影響;促進脂溶性的營養素(比如維生素A、D、E、K)和植物素的吸收;也是提供構成細胞膜的主要成分,畢竟沒有細胞膜就沒有細胞,沒有細胞就沒有生命。每日脂肪提供的能量應該占20%~30%,其中不飽和脂肪酸的攝入量應該占脂肪總攝入量的70%以上。

不飽和脂肪酸主要分為單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)。單不飽和脂肪酸(MUFA)的來源有植物油(橄欖油、葵花籽油和花生油等),堅果類(杏仁、核桃、榛果等),種子類別,如奇亞籽、亞麻籽等,或者牛油果。多不飽和脂肪酸(PUFA)的來源包括深海魚類(如鮭魚、鱒魚、沙丁魚、鯡魚和鯖魚等),植物油(玉米油、大豆油、葵花籽油、花生油和葡萄籽油等),堅果(如杏仁、核桃、亞麻籽、奇亞籽等),還有魚肝油。

人體內的脂肪分為兩種型別:皮下脂肪和內臟脂肪。皮下脂肪分布在皮膚下的脂肪組織中,主要作為能量儲備和保護內部器官。內臟脂肪則分布在腹腔內,包裹著內部器官,其過量積累與多種慢性疾病如心臟病、糖尿病、高血壓等風險增加有關。

四、碳水化合物(Carbohydrates)----生命的驅動 (約占人體的1%-2%)

碳水化合物是為人體生命活動供能的主要來源,它大量存在於面、米、雜糧、薯類、豆類等食物中。任何的碳水化合物在體內經過系列生化反應後最終都分解為糖(比如葡萄糖、果糖),所以又稱為醣類。大部份器官的食物都是葡萄糖。除了給機體提供能量以外,碳水化合物的作用還表現在組成抗體、細胞膜、神經組織、遺傳物質核糖核酸等具有重要功能的物質。

每天吃的食物中,碳水化合物的供能應該占60-65%(60-65%這是一個大致的建議,實際上每個人的需求可能會因年齡、性別、身體狀況、運動量等因素而有所差異)。雖然每天進食這麽多的碳水化合物,但是直接儲存在體內的只有1-2%,大部份都作為能量提供給機體的日常活動。(1-2%這個比例也會因個體差異、飲食習慣和生活方式等因素而有所不同。碳水化合物在人體內儲存量較低,主要儲存在肌肉和肝臟中的糖原形式。)

如果機體攝入的能量大於消耗的能量,則多余的碳水化合物以脂肪的形式儲存起來。肥胖的一個主要原因是能量攝入過多,運動過少,當能量的攝入大於消耗時,多攝入的能量就只能轉化成脂肪了。所以減肥,首先要管住嘴。透過合理的飲食搭配和適當的運動,可以更好地實作健康的減肥目標。

碳水化合物主要分為簡單碳水化合物(如糖)和復雜碳水化合物(如澱粉和纖維)。簡單碳水化合物容易被人體快速消耗,可能導致血糖波動,而復雜碳水化合物消化緩慢,可以提供持續能量,並有助於維持穩定的血糖水平。因此,在選擇碳水化合物來源時,應更多地選擇全谷物、雜糧和豆類等食物。

五、維生素(Vitamins)----生命的催化劑 (遠小於人體的1%)

維生素是沒有能量的營養素,是人體只需要很小的量就能起到關鍵作用的物質。如果量不足或完全沒有,有可能會對人體造成不可逆轉的損傷。維生素在體內起到輔酶或者促進酶活性的作用,參與許多生化過程,如抗氧化、免疫系統功能、基因表現調控等,對維持人體生長發育和生理功能有重要意義。

維生素分為脂溶性和水溶性,脂溶性維生素包括A、D、E、K,它們可以在肝臟或者其他脂肪組織內儲存,不需要每天提供,如果累積量太大,會有中毒反應;水溶性維生素主要包括B1(Thiamin硫胺素)、 B2(Riboflavin核黃素)、 B3(Niacin菸鹼酸)、 B5(pantothenic acid泛酸)、 B6、B9(Folate葉酸)、 B12 以及維生素C,這些維生素,人體無法自行合成,也不在體內儲存,因此需要每天從食物中補充,然而這些營養素也很容易在食物加工的過程中被流失。

維生素B12是個例外,它可以在肝臟中儲存較長時間。此外,水溶性維生素的攝取過量通常不會導致嚴重的中毒反應,因為多余的維生素可以透過尿液排出體外。然而,長期過量攝入某些水溶性維生素(如維生素B6)仍可能導致一些不良反應。

為了確保足夠的維生素攝入,建議多吃新鮮蔬菜、水果、全谷物、堅果和種子等富含維生素的食物。在必要時,可以在醫生或營養師的建議下使用適量的維生素補充劑。

六、礦物質 (Minerals)----生命的構造 (約占人體的4%-5%)

「塵歸塵,土歸土!」用這句話來描述礦物質最好不過了。當生命離開了生命體,只會剩下「一抔黃土」。水、蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素會在體內經過復雜的生化反應,其中的碳原子(C)會和氧原子(O)結合變成二氧化碳(CO2),消失在空氣中了;氫原子(H)會和氧原子(O)結合生成水,隨著身體活動被利用或被排出體外;只有礦物質是會變成灰份留下來的,大約兩公斤左右。雖然量不大,但是它對人體的作用太大了。

礦物質是構成骨骼的主要成分。如果把礦物質從骨骼中完全去除,只剩下蛋白質(這些蛋白質主要是膠原蛋白),這些遺留的蛋白質可以彎曲甚至打成一個結。也就是說,是礦物質提供了生命的硬度。礦物質還是組成酶的重要成分,對維持滲透壓、酸堿平衡,以及保持神經、肌肉正常功能都有重要作用,它們還參與許多生化過程,如啟用酶、合成激素、傳遞神經訊號、調節細胞生長和分化等。

礦物質一共有60多種,不過不是所有的礦物質都是必需的,有些礦物質在人體內的作用和需求尚不清楚。其中鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯和鎂等7種礦物質稱為宏量元素,因為它們在人體內的含量相對較多。其他礦物質如鐵、鋅、碘、硒等稱為微量元素,因為它們在人體內的含量較少,但仍然對健康非常重要。

為了確保足夠的礦物質攝入,建議多吃新鮮蔬菜、水果、全谷物、堅果和種子等富含礦物質的食物。在必要時,可以在醫生或營養師的建議下使用適量的礦物質補充劑。

七、膳食纖維 (Dietary Fiber) ----生命的補充 (約占0.01%)

膳食纖維是指不被人體消化的植物細胞殘存物。膳食纖維確實沒有能量,但它們在人體內有很多重要的作用,包括維持消化系統健康、降低心血管疾病風險、控制血糖和維持體重等。

絕大多數的膳食纖維從被食入到被排出體外,都不產生任何可用的熱量。只有很小一部份的膳食纖維經過大腸中億億萬萬的細菌產生的酶的作用,能分解成為可被大腸吸收的物質。

因此,膳食纖維可分為水溶性膳食纖維和非水可溶性膳食纖維。水溶性膳食纖維是指可溶於水,也容易被大腸內的發酵細菌消化。這些膳食纖維通常存在於燕麥、大麥、豆類或者柑橘類水果中,這些膳食纖維能降低血糖、降低膽固醇水平、預防心血管疾病、改善腸道功能。近些年很火的蘋果中的果膠(pectin)就是一種水溶性膳食纖維,被譽為蘋果中的「軟黃金」。果膠是一種水溶性膳食纖維,也存在於許多水果和蔬菜中,具有很好的凝膠和黏附效能。果膠有助於降低膽固醇水平、改善腸道功能、減緩食物在腸道內的透過速度,從而有助於維持穩定的血糖水平。

非水溶性膳食纖維(如纖維素、木質素等)不溶於水,不容易被大腸內的細菌發酵,有助於增加大便的體積,促進腸道蠕動,防止便秘和腸道疾病,也有助於對腸道菌群的建立也起到積極的作用。同時,也註意適量增加纖維攝入,避免過多過快的攝入導致腸胃不適。

小結:

蛋白質是生命的基礎,構成細胞和組織,參與生命活動的調控;脂肪是生命的燃料,提供能量、保護內臟、促進脂溶性營養素吸收;碳水化合物是生命的驅動,為人體提供主要能量來源;維生素是生命的催化劑,以微量存在卻對生長發育和生理功能至關重要;礦物質是生命的構造,構成骨骼、酶的重要成分,維持滲透壓、酸堿平衡以及神經肌肉功能;膳食纖維是生命的補充,對維持消化系統健康、降低心血管疾病風險、控制血糖和維持體重具有重要作用。總之,這些營養素在人體內協同作用,共同維持生命的正常執行。