营养素的分类
按照中国营养学会对营养素的分类，食物中所含的营养素分为宏量营养素、微量营养素、膳食纤维和水。
1.宏量营养素
宏量营养素包括糖类、蛋白质和脂肪，它们在消化时分别产生葡萄糖及其他单糖、肽类和氨基酸、脂肪酸和甘油等。这类营养素因为需要量多，在膳食中所含的比重大，所以称为宏量营养素。糖类、蛋白质和脂肪这三大营养素是可以相互转换的，每克营养素在体内产生的热能值：脂肪产热37.6千焦耳/克（kJ/g），相当于9千卡/克（kcal/g），糖类和蛋白质产热16.7 kJ/g（4 kcal/g）。
链接：食物的能量
食物的能量是指单位数量的食物中所含的能量，不同的食物产生不同的能量。
能量的单位在国际上通用焦耳（J），但营养学上也经常使用卡路里（cal），1 cal约等于4.18焦耳。
人体每日能量消耗包括基础能量消耗、特殊功能活动和体力活动所消耗的能量总和。基础能量消耗是维持人体最基本生命活动所需的能量，与性别、年龄、身高、体重等有关。特殊功能活动包括消化、吸收所消耗的能量，与生长发育、妊娠、哺乳等生理需要有关。体力活动消耗的能量与活动强度有关。
（1）糖类（碳水化合物）
糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的一类化合物，是人类能量的主要来源。糖类可在体内合成，而大部分由体外供给。通常分为单糖、双糖和多糖。
①单糖：指不能再水解的糖类，是构成各种双糖和多糖的分子的基本单位，如葡萄糖、果糖、半乳糖等。
②双糖：由两分子单糖形成，如蔗糖（葡萄糖+果糖）、乳糖（葡萄糖+半乳糖）、麦芽糖（2分子葡萄糖）等。
③多糖：由多个单糖分子缩合而成，是一类分子结构复杂的糖类物质。由一种单糖分子缩合而成的多糖称为均一性多糖，如淀粉、糖原、纤维素，它们由葡萄糖组成，淀粉和糖原是葡萄糖的储存形式。不同的单糖分子缩合而成的多糖为不均一多糖，如透明质酸、硫酸软骨素等。此外，蜂蜜（蜜糖）的主要成分为单糖（葡萄糖和果糖），也含有少量的双糖和多糖等。
链接：血糖生成指数（GI）
血糖生成指数指人体食用一定食物后引起血糖升高的水平，用以衡量食物中碳水化合物对血糖浓度的影响，一般用含50 g碳水化合物的食物与50 g葡萄糖在2小时内血糖水平的百分比值来表示，通常将葡萄糖的血糖生成指数定为100。
当血糖生成指数在75以上时，为高GI食物，食物进入胃肠后消化吸收率高，葡萄糖释放快，血糖较高，如谷薯类食物。
血糖生成指数在55以下时，为低GI食物，如豆类、乳类等。
血糖生成指数在55～75之间时，为中等GI食物。
（2）蛋白质
蛋白质是维持生命必不可少的物质，不仅是人体组织细胞的主要结构成分，调节生理功能，也可以参与提供能量。蛋白质含有的基本元素包括碳、氢、氧、氮等，氨基酸是蛋白质的基本组成单位。人体内蛋白质的种类很多，但都是由多种氨基酸按不同比例组合而成的。食物中的蛋白质在体内经过消化被水解成氨基酸吸收后，合成人体所需的蛋白质，因此，人体对蛋白质的需要也就是对氨基酸的需要。营养学上将氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸指人体自身不能合成而必须从食物中摄取的氨基酸，包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸；对于非必需氨基酸而言，人体可以自身合成或由其他氨基酸转化而来，可以不从食物直接摄取。通常将含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例恰当的蛋白质称为优质蛋白质，如动物性食品及植物性食品中的大豆等。
链接：蛋白质的生物效价
一种营养素的生物效价是指该营养素被摄入后，被小肠吸收并参与代谢过程，储留在体内的部分占摄入总量的比值，也称生物学利用率。
蛋白质的生物效价是指食物蛋白质被消化吸收后在体内的储留程度，表示蛋白质的利用率。可用蛋白质被吸收后储留氮占吸收氮的比值表示。生物效价越大，其利用率越高。比如，鸡蛋的蛋白质生物效价可达94，牛肉76，大米65。蛋白质生物效价的顺序依次为：动物制品、豆类、谷类等。
（3）脂类
脂类是油脂（甘油三酯）和类脂（磷脂、固醇类）的总称。脂类是人体需要的重要营养素之一，脂类与蛋白质、糖类是人体产能的三大营养素，在供给人体能量方面起着重要作用。食物中的油脂主要是油和脂肪，一般把常温下液体的油脂称作油，而把常温下固体的油脂称为脂肪。类脂中磷脂是含有磷酸的脂类，磷脂是生物膜的重要组成部分。类脂中的固醇类主要包括胆固醇，胆固醇也是构成生物膜的重要成分，并可进一步转变成类固醇激素（性激素和肾上腺皮质激素）及胆汁酸。
食物中脂肪（甘油三酯）是由甘油和脂肪酸合成的，脂肪酸是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物，其中，有双键的脂肪酸称为不饱和脂肪酸（单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸），没有双键的则称为饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸主要分为三类：n-9系列的单不饱和脂肪酸如油酸，n-6系列的多不饱和脂肪酸如亚油酸，n-3系列的多不饱和脂肪酸如亚麻酸以及鱼油所含的20碳5烯酸（EPA）和22碳6烯酸（DHA）。此外，根据机体能否自己合成脂肪酸，又分为必需脂肪酸和非必需脂肪酸。必需脂肪酸为人体生命活动必不可少，而机体不能自己合成，必须依赖食物供应，它们都是不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻酸。
链接：氢化植物油与反式脂肪酸
脂肪酸是由不同数目的碳原子组成的碳链，当碳链上的碳原子出现以双键形式连接时（—C=C—），脂肪酸就是不饱和的，根据不饱和键的数目分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。当碳碳双键上结合氢原子的部位在双键同一侧时为顺式脂肪酸，如果结合氢原子的部位在双键两侧则为反式脂肪酸。
植物油为顺式脂肪酸，基本不含反式脂肪酸，但因植物油高温不稳定和不容易保存，因此引进了氢化技术，即在一定的温度和压力下加入氢，使植物油中不饱和脂肪酸中双键上的碳原子与氢原子结合。经过氢化的植物油硬度增加，可使食物更加酥脆，同时还能延长食物的保质期，因此广泛用于薯条、蛋糕、饼干、冰淇淋等。植物油完全氢化则变为饱和脂肪，在植物油不完全氢化过程中就会产生反式脂肪酸。因此，部分氢化油是反式脂肪酸的主要来源。此外，煎炸食品时植物油反复高温加热会产生结构上的变化，由顺式脂肪酸转化成反式脂肪酸。
反式脂肪酸会升高血液中低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C），而降低高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C），反式脂肪酸长期过量摄入还可能会引起肥胖、糖尿病等，从而增加患心脑血管病的风险。
2.微量营养素
微量营养素，因人体需要量较少，在膳食中所占比例也较小。微量营养素包括矿物质和维生素。(https://www.daowen.com)
（1）矿物质
矿物质又称无机盐，是人体内除了碳、氢、氧、氮等以有机形式存在以外的其他元素的统称。矿物质在人体内的总量较少，也不能提供能量，但它们在人体内不能自行合成，必须由外界环境供给。矿物质又分常量元素和微量元素。
①常量元素：在人体内含量较多，需要量较大，包括钾、钠、氯、钙、磷、镁、硫等。
②微量元素：在人体内含量很少，包括铜、铁、锌、硒、碘、锰、钴、铬、钼、氟等。
（2）维生素
维生素是维持身体健康所必需的一类微量有机物。维生素不是构成机体组织和细胞的组成成分，也不会产生能量，其作用主要是参与机体代谢的调节。多数维生素，机体不能合成或合成量不足，不能满足机体的需要，必须从食物中获得。
维生素可分为脂溶性和水溶性两大类。
①水溶性维生素：维生素B1（硫胺素）、B2（核黄素）、B3（烟酸，尼克酸，维生素PP）、B5（泛酸）、B6（吡哆素）、B7（生物素，维生素H）、B9（叶酸）、B12（钴胺素）、维生素C（抗坏血酸）。此外，维生素B4（腺嘌呤）已经不再被视为真正的维生素，同时也不再是维生素B的成员。
②脂溶性维生素：维生素A（视黄醇，抗干眼病维生素）、维生素D（钙化醇）、维生素E（生育酚）、维生素K（凝血维生素）。
3.膳食纤维
膳食纤维是指植物性食物中不能被人体消化吸收的部分。膳食纤维是一种多糖，它既不能被胃肠道消化吸收，也不能产生能量。
根据是否溶解于水，可将膳食纤维分为两大类：
①可溶性膳食纤维：可溶解于水，并可吸水膨胀，能被大肠中微生物酵解。在胃肠道内和碳水化合物交织在一起，可延缓碳水化合物的吸收，起到降低餐后血糖的作用。此外，还可促进胆固醇的排泄。如树胶、果胶等，食物中魔芋是一种典型的可溶性膳食纤维。
②不可溶性膳食纤维：不溶于水，也不能被大肠中微生物酵解。其作用在于促进胃肠道蠕动，加快食物通过胃肠道，减少吸收，并在大肠中吸收水分软化大便，可以起到防治便秘的作用。不可溶性膳食纤维包括纤维素、半纤维素及木质素，食物中麦麸、米糠等含丰富的不可溶性膳食纤维。
一般而言，含有膳食纤维的食物，其脂肪含量相对较低，因此，适量增加食物中的膳食纤维将有助于减重。
4.水
水是维持生命必需的物质，人对水的需要仅次于对氧气的需要。成人体内水分占人体重的60%～70%，年龄越小含水量越高，血液含水量高，脂肪含水量低。
人体内水的来源主要从饮水和食物中获得，少量水可由营养物质代谢产生。体内水分主要从尿液中排出，少部分可通过肠道、肺和皮肤排泄。
链接：营养素相关指标
营养素的供给量（RDA）：指在身体正常生理需要的基础上，按照食物生产和饮食习惯的情况而规定的适宜数量。
营养素参考摄入量（DRIs）：是在营养素供给量（RDA）的基础上发展起来的一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值，包括以下4个指标：
①平均需要量（EAR）：某一特定性别、年龄及生理状况群体中50%个体需要量的摄入水平。
②推荐摄入量（RNI）：相当于传统上使用的RDA，是可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中绝大多数（97%～98%）个体需要量的摄入水平。
③适宜摄入量（AI）：通过观察和实验获得的健康人群某种营养素的摄入量。
④可耐受最高摄入量（UL）：指平均每日可以摄入某营养素的最高量。高于这一数量，可能会给机体带来危害。
链接：解读食品“营养成分表”
食品应当在标签上强制标示4种营养成分和能量。营养成分表是标有食品营养成分名称和含量以及各营养素含量占推荐参考值比值多少的表格，一般由营养素项目、每份含量及营养素参考值组成。
①营养素项目：其中核心营养素包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、钠4种。
②每份含量：营养成分表是以每100 g或100 mL或每份食用量为单位标注的。
③营养素参考值（NRV%）：是营养成分表的核心部分，指给出的营养素含量占每日膳食推荐的营养素参考值的百分比。营养素参考值主要依据中国居民膳食营养素推荐摄入量（RNI）和适宜摄入量（AI）而制定。如某饮料1份所摄入的能量占营养参考值的10%，如果饮用了10份这种饮料，从能量角度，就不需要再摄入任何食物了。