营养学

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营养学是一门研究机体与食物之间的关系的学科。通过对营养学的历史、起源、发展、特征、层次等方面的描述,可以知道营养学的发展脉略。营养学对社会、行业、健康、政策具有深远影响。美国属于分解领域的营养学代表,中国是整体营养学的代表,而日本兼备了两者的特点。而日本并非营养学发达的国家,2004年的调查发现,日本临床营养学未建立系统,而国民的营养状况另人担忧。这些是值得关注的课题。

目录

学科起源

中国的饮食文化,中医文化和养生学是现代营养学的鼻祖。

在7000多年前,古老的中国就把营养学的研究展开了。7000年前,人类的最初研究是从食物是否有毒开始的。神农尝百草的目的是确定是否有毒。在3000年前的时候,社会有所安定。黄帝诞生,并把食物的研究推前了,有书《黄帝内经》。记载了食物的核心:五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充,气味和而服之,以补精益气。就是说,3000年前的祖宗认为谷米必吃,水果配合吃,肉类增加一下口味就可以了,各种蔬菜就是补充能量的食物,这些都一起吃,所以就合适人体了。总的来说是四份素,一份肉。这就是非常美妙的一个比例,符合自然的法则。在2000年前的西方医学之父希.波克拉低,则提出了饮食的法则:“把你的食物当药物,而不是把你的药物当食物。”就是提出了多吃食物少吃药,提前预防疾病为主的医学思想。

大约在1616年笛卡尔创立了解析几何,树立了新的思维观点。他主要的事情是把食物从整体进行分解,确定了思想基础。他的思想一出,从此人类就开始了分解的思维,把人的器官分解研究、把食物分解开来研究。于是人类进入了分解的历史。

而当时的中国到了1616年左右,还没有确立分解思维。出了李时珍等医学名家,确立了食物另外的研究,就是关于食物温、热、寒分类。《本草纲目》共五十二卷,分部、六十类。1578年著成。代表了中国古代食疗的高峰。最后一个就是1900年为主,西方人类按照笛卡尔的思想,把食物分解了,并提取了碳水化合物和其他营养成分。从此出来了六大营养素的研究。1950年以后,中国也开始了学习这个六大营养素的跟踪历史,而中国也无任何大的创新了。一直到现在都是学习营养六大元素。这就是营养学的发展历史。

现代营养学起源以1900年发现碳水化合物开始,并逐渐成为一门专业的学科。中国很早就有营养学的意识理念,例如中国的饺子制作原料和蒸煮法在保证多种营养齐全不流失同时符合色香味内涵的中国饮食文化。由此可见中国文化的精深博大。  

学科概念

营养学是研究食物与机体的相互作用,以及食物营养成分(包括营养素、非营养素、抗营养素等成分)在机体里分布、运输、消化代谢等方面的一门学科。

营养学的英语单词Nutrition被解释为:1、一个生物体吸收,使用食物和液体来保持正常的功能,生长,以及自我维护的有机过程。2、食物对健康和疾病的关系的研究。3、一种追求营养成分和全部食物的最佳搭配,达到身体的最佳健康状态。

必需营养素包括维生素,无机盐,氨基酸,脂肪酸以及作为能量来源的某些碳水化物。

非必需营养素是指机体能从其他化学物合成的营养素,尽管它们也可以从膳食中获得。

营养素是指食物中能被吸收及用于增进健康的食物基本元素。某些营养素是必需的,因为它们不能被机体合成,因此必须从食物中获得。营养素可分为宏量营养素和微量营养素。  

宏量营养素

构成膳食的主要部分,提供能量及生长、维持生命活动所需要的必需营养素。

碳水化合物、脂肪(包括必需脂肪酸)、蛋白质、无机盐和水均为宏量营养素。碳水化合物被分解为葡萄糖和其他的单糖;脂肪被分解为甘油三酯;蛋白质被分解为氨基酸系列。

这些宏量营养素是可以相互转变的能量来源;脂肪产热9kcal/g;蛋白质/碳水化合物均产热4kcal/g。乙醇通常不作为营养素,每克产热7kcal。碳水化合物和脂肪可节约组织蛋白质。必需氨基酸(EAA)是蛋白质的组成成分,必须由膳食供给。在组成蛋白质的20种氨基酸中,有9种是必需的,即从膳食获得,因为它们不能被机体合成。有8种氨基酸是所有人所必需的。

推荐的每日膳食供给量(RDA)中蛋白质由3月龄婴儿2.2g/kg降至5岁儿童1.2g/kg,成年人0.8g/kg。

膳食蛋白质的需要量与生长速度呈正相关关系,而一生中不同阶段的生长速度不一样。EAA需要量反映了蛋白质的不同需要量。婴儿EAA总需要量(每日mg/kg),占其蛋白质总需要量的32%;10~12岁儿童每日需要231mg/kg,占20%;成年人每日需要86mg/kg,占11%。

不同蛋白质的氨基酸组成差别很大。某种蛋白质的氨基酸组成与动物组织的类似程度决定了该蛋白质的生物价(BV)。鸡蛋蛋白的氨基酸组成与动物组织完全一样,其BV为100。牛奶和肉中的动物蛋白生物价高(大约为90),而谷类和蔬菜中的蛋白质BV低(大约为40),某些蛋白质如明胶蛋白,由于缺乏色氨酸缬氨酸,其BV为0。膳食中不同蛋白质的互补性决定了该膳食的总BV。蛋白质的RDA是假定平均混合膳食的BV为70。生物价只是评价蛋白质利用的单纯观点,有学者提出了蛋白质/碳水化合物比例系数法,该提法更符合客观。

必需脂肪酸(EFA)的需要量相当于脂肪摄入量的6%~10%(相当于5~10g/d)。它们包括ω-6脂肪酸——亚油酸(顺式-十八碳-9,12-二烯酸),花生四烯酸(顺式—二十碳—5,8,11,14-四烯酸)以及ω-3脂肪酸亚麻酸(顺式—十八碳—9,12,15—三烯酸),EPA和DHA。必须由膳食供给:植物油提供亚油酸和亚麻酸,海洋鱼油也是提供EPA和DHA原料。然而,某些EFA可由其他EFA合成。例如,机体能够从亚麻酸合成花生四烯酸。亚油酸可以部分地合成EPA和DHA。许多廿碳烯酸类的形成,包括前列腺素凝血恶烷前列环素及白三烯等,需要EFA。ω-3脂肪酸似乎在减低冠心病危险性方面具有一定作用。所有的EFA均为多不饱和脂肪酸(PUFA),但是并非所有的PUFA都是EFA。

膳食纤维属于不被吸收类碳水化合物,它以多种形式存在(如纤维素,半纤维素果胶和树胶)。不同的膳食纤维成分以不同的方式起作用,这取决于其结构和溶解性。纤维可以改善胃肠道的运动,有助于预防便秘憩室病的治疗。可溶性纤维含量高的食物可以减低餐后血糖的升高,有时是糖尿病控制措施的一部分。富含瓜胶和果胶的蔬菜和水果可以通过增强肝脏胆固醇转变为胆酸而减低血浆胆固醇水平。有人认为纤维可以促进大肠细菌产生的致癌物的排出。流行病学证据强力支持结肠癌与低纤维摄入量有关联以及膳食纤维在功能性肠病急性阑尾炎肥胖静脉曲张痔疮的有益作用,但机制仍不清楚。典型的西方膳食中纤维含量低(约每天12g),这是因为高度精制的面粉摄入量高且水果和蔬菜摄入量低。通常建议吃更多的谷类,蔬菜和水果以使纤维的摄入量每天增加到30g。

宏量元素:钠,氯,钾,钙,磷和镁。每日人的需要量以克计。

水也被认为是一种宏量营养素,因为每消耗1kcal能量需要1ml水,或者大约2500ml/d。  

微量营养素

维生素和微量元素是微量营养素,维生素可分为水溶性和脂溶性两类。水溶性维生素维生素C抗坏血酸)及8种B族维生素—硫胺素维生素B1),核黄素维生素B2),尼克酸吡哆醇维生素B6 ),叶酸钴胺素维生素B12),生物素泛酸脂溶性维生素包括视黄醇维生素A),胆钙化醇麦角钙化醇维生素D),α-生育酚维生素E),叶绿醌甲萘醌维生素K)。仅维生素A,E和B12在体内的储存有意义。

必需微量元素包括铁,碘,氟,锌,铬,硒,镁,和铜。除氟和铬外,这些微量元素均与代谢所需的酶或激素结合。氟与钙形成一种化合物(CaF2 ),具有稳定骨骼和牙齿中矿物基质的作用,预防龋齿。除了铁和锌之外,工业化国家中,微量元素缺乏症在临床实践中不太常见。涉及动物营养的其他微量元素(即铝、砷、硼、钴、镍、硅和矾)尚未确定也为人类所必需。所有微量元素在高浓度时都是有毒的,某些元素(砷、镍和铬)已被当作癌症的病因。在体内,铅,镉,钡和锶是有毒的,但金和银作为牙齿的成分是惰性的。  

其他成分

每日人的膳食含有多达10万种化学物质,其中仅有300种能归为营养素,仅45种是必需营养素。但是,很多其他物质是有益的。例如,食品添加剂(如防腐剂乳化剂抗氧化剂稳定剂)可改善食品的生产、加工、贮存及包装。微量成分(如香料,调味品,气味,颜色,光化学物及很多其他天然产物)可以改善食物的外观,口味及稳定性。  

摄入量

适宜膳食的目标是要达到和维持理想的机体组成,并高度发挥体力和智力工作的潜力。每日必需营养素的膳食需要量,包括能量来源,取决于年龄,性别,身高,体重及代谢和体力活动。国家科学院/国家研究理事会食物和营养委员会和美国农业部定期回顾有关45种必需营养素人体需要量的科学文献。对维生素和矿物质来说,由于所知甚少,因此估计了安全,适宜的每日膳食摄入量。为了拥有良好的健康,机体组成必须要维持在合理的范围内。这需要平衡能量的摄入与消耗。如果能量摄入超过消耗或消耗减少,体重会增高,导致肥胖症。与此相反,如果能量摄入低于消耗,体重会减轻。标准身高体重和体质指数常用于评价机体的理想组成。体质指数等于体重(kg)除以身高(m)的平方。人体每天摄入大量的食物,都是为了获得足够的营养物质。人体不断从外界摄取食物,经过消化、吸收、代谢和利用食物中身体需要的物质(养分或养料)以维持生命活动的全过程。

●RDA=每日营养建议摄入量

●SDA=每日最大安全摄入量

自由基:机体氧化反应中产生的有害化合物,具有强氧化性,可损害机体的组织和细胞,进而引起慢性疾病衰老效应。

●抗氧化剂:它是一类能帮助捕获并中和自由基,从而祛除自由基对人体损害的一类物质。如维生素A、C、E、硒、锌、铜和锰等。  

研究层次

营养学的层次有四层。

一是物质层次,即中医提到的各种食物进行寒/热/平等类别划分。大长今是这方面的高手。对植物和食物/动物进行详细的功能记忆和搭配。需要经验。

二是营养元素层次,即西方营养学。把营养成分进行微小结构解剖,并明确各元素的功用。但是容易拆开整体/系统,独立/孤立了解物质。

三是化学结构层次,即进行到元素的结构组成与人体结构作用/过程等进行详细描述。更深入的微小领域。

四是分子原子研究层次,通过组成元素的分子/原子的结构方面进行探讨。

五是基因结构层次。通过物质最细结构领域与人体基因领域进行观察,了解物质之间的作用和原理。这些一般要在实验室进行。最新发现的酯膜结构,与固体/液体/气体/结晶体等结构不同,营养学会展示出另一个新领域。

六是信息研究。如果说前面都是实际物质方面的研究,这里的研究就是指虚无一样的信息研究。如人体的电流/磁场/红外场/紫外场/辉光等,与地球的磁场/宇宙场等的对应关系,都属于信息研究方面。最有意思的是金字塔能的问题了。它涉及到宇宙场/磁场等域。也就是说这个世界上有看得见的物质也有你看不见的物质。人类的眼睛只能观察到固定的频率以内的光线,对可见光波长的侦测范围,大约在750纳米到400纳米间,超过视觉受体侦测的则无法感知,而750纳米到400纳米在电磁波谱中,仅占3%左右,人类仅能认知3%或更少的世界。所以,一定要强调眼见为实,肯定犯错误。  

学科分支

●膳食营养学

●运动营养学

●公共营养学

●临床营养学

如运动营养学是研究运动员的营养需要,利用营养因素来提高运动能力,促进体力恢复和预防疾病的一门科学。运动营养学是营养学的一个分支,是营养学在体育实践中的应用,所以有人把运动营养学视为应用营养学或特殊营养学 。  

发展简史

现代营养学的机体生理营养健康观念逐渐影响和改变着需要健康人们的生活饮食观,毫不怀疑地说它的发展和应用以及对未来社会的作用和影响巨大。但营养学的发展应用要与社会经济发展水平相适应,如此才能体现出其影响力。以下内容为当代营养发展简史具体内容。

近代营养学发展简史

一、全球进展记录

1990年德国科学家Fischer 完成了简单碳水化合物结构的测定。

1912年波兰科学家Funk提出维生素的概念,并从半糖中提取出尼克酸。

1913年国科学家McCollum 和 Davis 及Mendel 发现维生素A缺乏导致夜症。

1914年国科学家Kendall证实碘与甲状腺功能的关系,获得诺贝尔奖。

1918年国科学家Osbome 和Mendel证实钠的必需性。

1924年国科学家Thomas 和Mitchell 提出以生物价来评价蛋白质质量的方法。

1926年荷兰科学家Jansen 和Donath 分离出抗脚气病的维生素。

1926年法国科学家LeRoy证明镁是一种必需营养素。

1927年国科学家Summer证明酶是一种蛋白质。

1928年国科学家Hart及其同事研究发现铜与铁对血红蛋白的合成均是必需的。

1929年国科学家Burr GM和Burr MM发现必需脂肪酸亚油酸。

1930年国科学家Moore证实β-胡萝卜素为维生素A前体

1931年国威斯康星大学研究组证明锰为必需微量元素之一。

1932年国科学家King和Waugh从柠檬汁中分离出维生素C,具有抗坏血病作用。

1932年德国科学家Brockmann从金枪鱼的肝油中分离出维生素D3

1933年德国科学家Kuhn从牛奶中分离出核黄素。

1935年瑞士科学家Karrer等完成核黄素结构的测定和人工合成。

1933年国科学家Williams从酵母中分离出泛酸,后证明泛酸是辅酶A的成分。

1935年国科学家Rose开始研究人体需要的氨基酸,确定8种必需氨基酸及需量。

1936年德国科学家Kogl和Tonnis从鸭蛋黄中分离出生物素

1937年匈牙利科学家Gyorgy证实生物素可预防大鼠和鸡摄食蛋清而产生病理化。

1936年国科学家Evans从麦胚油分离出维生素E,瑞士Karer完成人工合成。

1938年国科学家Lepkovsky获得了维生素B6结晶。

1938年国科学家McCollum通过大鼠试验证实钾是必需营养素。

1939年丹麦科学家Dam和Karer分离出预防出血的因子维生素K,Dam获诺贝尔奖。

1940年国科学家Shohl采用结晶氨基酸溶液进行了静脉输注。

1943年国第1次发布“推荐的膳食供给量”。

1945年国科学家Angier等完成了叶酸的分离与合成,证明叶酸治疗贫血作用。

1948年国科学家Rickes等从肝浓缩物中提取可治疗恶性贫血维生素B12。

1953年国科学家Keys 发现动物脂肪消耗量与动脉粥样硬化病发生率成正相关。

1953年国科学家Woodward完成维生素D3的人工合成,获得诺贝尔化学奖。

1955年国科学家Hodgkin等完成了维生素B12结测定,并因此获得了诺贝尔奖。

1957年为解决宇航员饮食问题,美国科学家Greenstein 发明要素膳。

1958美国科学家Prasad 在伊朗锡拉兹地区发现了人类锌缺乏病

1959年国科学家Moore 提出营养支持中最佳氮热比例为1:150(g:kcal)。

1959年国科学家Mertz和 Schwarz 的研究表明铬是胰岛素养的辅助因子。

1961年瑞典科学家Wretlind 采用大豆油卵磷脂甘油等研制成功脂肪乳剂

1967年国科学家Dudridk提出静脉高营养的概念。

1968年瑞典提出“斯堪的纳维亚国家人民膳食的医学观点”。

1970年国科学家 Schwarz发现钒为高等动物必需的微量元素。

1970年国科学家 Nielsn发现了镍是高等动物必需的微量元素。

1972年国科学家 Carlisle发现了硅是鸡和大鼠生长/骨骼发育必需微量元素。

1973年国科学家Rotruck等报道硒是谷胱甘肽过氧化物的辅助因子。

1977年国科学家 Blackburn等调查发现病人存在着不同程度的营养不良

1977年国发布第1版“美国膳食目标”。

1992年国发表了第3版“膳食指南”与膳食指导“金字塔”。

1997年国提出“膳食参考摄入量”的概念。

二 中国进展记录

1938年中国中华医学会特刊第10号发表《中国民众最低限度之营养需要》。

1945年中国营养学会成立。

1952年中国出版《食物成分表》。

1958年中国《营养学报》创刊。

1959年中国进行首次全国性营养调查。

1980年中国报告硒与克山病的研究工作,提出人体硒的最低需要量。

1988年中国营养学会修订《推荐的每日膳食中营养素供给量(RDA)》。

1989年中国营养学会发表第1版《中国膳食指南》。

1992年中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所主编《食物成分表》出版。

1992年中国营养学会组织第3次全国性营养调查。

1993年中国《中国临床营养杂志》在北京创刊。

1993年国务院颁布《九十年代中国食物结构改革与发展纲要》。

1994年中国《肠外与肠内营养》在南京创刊。

1997年中国营养学会发表第2版《中国居民膳食指南》,特殊人群膳食指南。

2000年中华人民共和国卫生部首次举行营养师资格考试,并决定每年举行1次。

2000年中国营养学会发表《中国居民膳食营养素参考摄入量(DRIs)》。

2001年国务院颁布《中国食物与营养发展的纲要》,提出我国将实行营养师制度。

2003年中国疾病预防中心主编《中国食物成分表2002》出版。

2003年中国成立国家食品药品监督管理局(FDA)。

2003年中国科学院在上海市成立中国科学院营养科学研究所。  

开设专业

中国相关医学院校开设的专业课程。基础课程:化学、人体学、生理学、生物化学、药理学免疫学、微生物学、计算机应用基础、临床医学概论、中医学、流行病与卫生统计学、预防医学等。专业课程:营养学基础、社区营养学与实践、食品分析与检验、食品工程工艺学、营养实验技术、食品卫生学、毒理学基础、食品卫生监督与管理、保健食品、临床营养学与实践、特殊人群的营养、烹饪学基础、营养分子生物学实验、中医食疗等课程及生产实习。另设部分选修课。如一些相关书籍也介绍有。举例:

各国概述

各国营养学的概述,分别摘录黎黍匀等专家学者对各国营养学发展的研究论文,因为篇幅限制,只摘录其中的摘要内容,有兴趣者可以直接阅读论文全文。美国属于分解领域的营养学代表,中国是整体营养学的代表,而日本兼备了两者的特点。而日本并非营养学发达的国家,2004年的调查发现,日本临床营养学未建立系统,而国民的营养状况另人担忧。这些是值得关注的课题。  

美国营养学

美国营养学在20世纪
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初的发展,奠定了当代营养学的基础。通过将近一百年的发展历史,我们可以看到一个完整的美国营养面貌。其发展脉络是以笛卡儿分解思想走向纵深,然后自然科学思想的兴起,到近代同时横向发展的概况。部分开始重复古典营养学的历史,通过对现代的实验总结,印证古典营养学的指导性意义。

在数据化方面,美国营养学进行了机械化和工具化的演变,并试图以营养素的发展为终极目标,最终却以失败告终,并进入一个整体和系统研究阶段,通过系统研究思想寻找一个生命密码信息,以指导和反思过去历史中营养学的经验对错。以美国新的金字塔饮食结构为代表,美国金字塔的模式重新回归古典营养学精髓,其中与中国《黄帝内经》提倡的复合思想一致,在细节领域细化了“五谷为养、五果为助、五畜为益、五菜为充”的理念,学界认为属于回归自然趋势引发的走向。  

日本营养学

日本营养学的发展源自饮食健康的指导,在国家法规和相关规定的支持之下,日本经过了饮食指导、保健立法、营养临床、营养师制度设立、营养课程普及的阶段。相对其他国家而言,日本具有连续性和执行强的特点,国家配备专门的职能部门进行健康干预。而日本目前的饮食模式正悄然发生变化,走向高蛋白、高脂肪等方向,在历史描述的饮食领域,有所脱离。当代日本营养机构正采取纠正行动。本文对于了解和研究当代营养学发展脉络具有借鉴意义。  

中国古典营养学

中国古典营养学源远流长,距今有7000年历史。古典营养学详细叙述了历代营养名家、养生学者对人与自然规律的探索和发现,并形成了丰富多彩的营养典籍。古典营养学的思想核心是整体观,体现
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了人与自然的和谐关系,在饮食、养生领域的规律性阐述,影响至今。古典营养学的饮食观、营养平衡观、自然生态观、人与自然和谐观、营养临床原则等方面,对当代营养学的发展具有深远意义,对于指引现代营养学的发展具有指导性价值。古典营养学的未来走向,将为人类探索营养学的本质价值,具有举足轻重的影响。

中国古典营养学起源较早,具体时间无法考查。《黄帝内经》属于我国最早记载营养学、医学理论的专著,距今2000多年。但是该书仍然很多地方采用“上古之人”的语句,那么,2000年前的作者,还认为有更古代的人流传下各种经验,就无法知道最早的时间。一般认为中国的文明可以追溯到“结绳时代”,距今仍然有7000多年历史。

经过亘久历史的传承和积累,中国古人创立了众多的营养学理论,形成一个完整的体系。该体系的复杂程度超过了当代人积累的经验范围,无法逐一研究透彻。在这样的现状下,学者专家无法系统性地掌握完全如此浩瀚复杂的工程体系。多数专家选择了研究某一部专著或者某一个理论。比如选择专门研究《黄帝内经》或者《伤寒论》等著作,或者研究阴阳理论、五行关系、四气五味等理论,或研究各个营养大家形成作品的线索或年代,但是都无法穷尽里面的精华和奥妙。   

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