一、产热营养素
（一）蛋白质
在自然界中，无论是形态微小的微生物，还是个体庞大的动物和植物，只要是生命现象，就有与之相联系的蛋白质存在。现已证明，生命的产生、存在和消亡都与蛋白质有关。因此，蛋白质是生命体的重要物质基础，没有蛋白质就没有生命。
1.蛋白质的组成单位——氨基酸
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，无论哪种蛋白质，其分解后的最终产物都是氨基酸。人体必须从食物中摄取蛋白质，经过消化，分解为氨基酸，再组合成人体需要的多种蛋白质。研究发现，组成蛋白质的氨基酸有20多种，大致可以分为两类：
①必需氨基酸：即人体需要，但人体内不能自行合成，或者合成的速度远远不能满足正常的需要，而必须通过食物进行供给的氨基酸。成人必须从食物中得到的必需氨基酸共有8种，即异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。婴幼儿除需要上述8种必需氨基酸外，还需要精氨酸和组氨酸。精氨酸和组氨酸对于成人是非必需的，但对于学前儿童来说是必需的，必须从食物中适量补充。
②非必需氨基酸：此类氨基酸在人体内可以合成或可以由别的氨基酸转化而成，而并非是指人体不需要它们。非必需氨基酸并非不重要，只是在人体内代谢的过程中可由糖或脂肪转化而来，可不从食物中供给。
蛋白质的质量如何，是由必需氨基酸的种类是否齐全、比例是否恰当，以及消化率的高低决定的。一般来说，动物性食品中的蛋白质所含的必需氨基酸种类比较齐全，比例比较适当，消化率也高于植物性食品，其蛋白质的营养价值比植物蛋白质高。
2.蛋白质的生理功能
①构成和修补机体组织。蛋白质是构成人体一切细胞和组织的基本物质，人体的任何一个细胞、组织和器官中都含有蛋白质。若不计水分，肌肉组织的四分之三是蛋白质。人脑中的蛋白质约占脑组织干重的50%，人脑功能越复杂的部位，其蛋白质含量就越高。皮肤、毛发、韧带、血液等都以蛋白质为主要成分，就连骨骼中也含有蛋白质。学前儿童正值生长发育时期，要不断增加新的细胞、新的组织，就需要蛋白质作为原料。如果学前儿童膳食中缺乏蛋白质，就会影响他们的身体发育和智力发展。人体内处于不断的分解与合成的动态平衡之中。旧的组织不断分解、修补或更新，也需要合成大量蛋白质作为原料。
②调节生理功能。蛋白质是构成酶、激素、抗体等的基本原料，而这些物质都具有调节生理功能的作用。比如，人体内的各种化学反应几乎都是在生物催化剂酶的参与下进行的。迄今已知的酶有1000多种。正是由于各种酶的催化作用，新陈代谢才能沿着一定的途径正常进行。蛋白质可以促进脑细胞的活动，其代谢与学习记忆有密切关系。
可见，蛋白质对保证体格与心理正常发育、维持个体的生存与活动均有重要作用。
③供给能量。在人体组织不断更新的过程中，有一小部分氨基酸没有被利用而转化成了能量。一般情况下，人体每天所需的能量约有10%是由蛋白质提供的，每克蛋白质在人体内可产生17.22千焦耳的热量。蛋白质不是热量的主要来源，但当机体从食物中摄取的蛋白质过多或其他产热营养素摄入量不足时，体内蛋白质就会成为热量的主要来源。这样既不经济，也会影响蛋白质的利用。
3.蛋白质的营养价值
衡量蛋白质营养价值的高低是以其所含必需氨基酸的种类、数量及比例作为依据的。由于动物性蛋白质所含的必需氨基酸的种类和比例与人体所需相近，故其营养价值较植物性蛋白质更高。在植物性蛋白质中，豆类，尤其是黄豆，蛋白质的营养价值较高。根据蛋白质的效能高低，我们将蛋白质分为三类：
①完全蛋白质：凡氨基酸组成齐全、数量充足、比例适当的食物蛋白质称为完全蛋白质。完全蛋白质是一种质量优良、营养价值高的蛋白质，如乳品、禽蛋、鱼肉、大豆等所含的蛋白质，它含有人体必需的氨基酸，其成分与人体蛋白相似，能够维持人体的生命和健康，促进学前儿童的生长发育。若用完全蛋白质作为膳食蛋白质的唯一来源，不但能维持生命，还能促进生长发育。
②半完全蛋白质：此类蛋白质所含的必需氨基酸种类基本齐全，但比例不够合理，含量也不足，如小麦中的麦胶蛋白等。若用此类蛋白质作为学前儿童膳食蛋白质的唯一来源，仅能维持生命，并不能促进生长发育。
③不完全蛋白质：此类蛋白质所含的必需氨基酸种类不全，是一种营养价值较低的蛋白质类，如玉米、肉皮、蹄筋中的胶原蛋白和豌豆中的球蛋白等。若以此类作为蛋白质的唯一来源，既不能维持生命活动，也不能促进生长发育。
4.蛋白质的消化率
蛋白质的消化率是指食物蛋白质能够被机体消化酶分解的程度。蛋白质的消化率越高，其被机体吸收利用的可能性越大，营养价值也就越高。
蛋白质的消化率受人体和食物等方面的影响。人体因素包括消化功能、饮食习惯、对食物的适应性及精神状态等。食物因素包括食物本身的属性、烹调加工方法等，如大豆整颗食用的消化率仅为60%，而加工成豆浆或豆腐后消化率可达90%。总的来说，动物性食物的消化率高于植物性食物。
5.蛋白质的生物价
蛋白质经消化吸收后被机体利用的程度，在营养学上称为蛋白质的生物价。生物价越高，说明蛋白质被机体利用的效率越高。通常我们以氮在体内的储留量与吸收量之比来表示蛋白质被吸收后在体内被利用的程度：
蛋白质的生物价=（氮在体内的储留量/氮在体内的吸收量）×100生物价愈高，蛋白质的生物学价值也愈高；生物价愈低，蛋白质的生物学价值也愈低，营养价值也愈低。表3-1所示为几种常见食物蛋白质的生物价：
表3-1 几种常见食物蛋白质的生物价
一般来说，动物性蛋白质的生物价较高，利用率达70%～90%；大部分植物性蛋白质的生物价较低，利用率只达60%～65%。
6.蛋白质的互补作用
蛋白质能被人体利用得愈多，它们的营养价值愈高。将不同种类的蛋白质混合食用，其所含的必需氨基酸可以互相补充，从而提高蛋白质的营养价值，这被称为“蛋白质的互补作用”。尤其是将几种营养价值较低的蛋白质混合食用，或将营养价值高的蛋白质与营养价值低的蛋白质混合食用，可以取长补短，提高它们的混合营养价值，如表3-2所示：
表3-2 几种食物混合后蛋白质的生物价
如果同时食用两种以上生物价较低的食物，它们的生物学价值要比它们当中任何一种蛋白质的生物学价值都高。因此，将不同谷类混合，制成主食，特别是将粮食与大豆混合食用，更能提高其蛋白质的生物学价值。如八宝粥是将豆、米、粮、果等混合在一起，不仅能增加色、香、味，也提高了营养价值。
因此，在膳食中要注意荤素结合、粗细粮搭配，这是提高蛋白质营养价值的好方法。
7.蛋白质的来源与供给量
瘦肉、鱼类、乳类、蛋类是动物性蛋白质的主要来源。豆类、干果类和谷类是植物性蛋白质的主要来源。其中，动物性食物中的蛋白质与豆类食物中的蛋白质所含的必需氨基酸比较齐全，而且比例适当，故又称为优质蛋白质。
大米、小米、玉米、小麦和高粱等粮谷类食物是我国人们的主食，在一日三餐中占相当大的比重，可为人体提供所需热能的70%和60%左右的蛋白质。这类食物虽然能够为人体提供大部分蛋白质，但是其蛋白质的成分中普遍缺少人体必需的赖氨酸和蛋氨酸，使营养价值大大降低。
为弥补粮谷类蛋白质的不足，提高其营养价值，应选择含赖氨酸较高的食物与之搭配食用。一般来说，动物性食物如肉类、蛋类和乳类等都含有较多的赖氨酸，与米、面等搭配食用比较理想，可以弥补单种食物蛋白质中赖氨酸不足的缺陷，如日常膳食中的肉蛋粥、肉包、饺子、馄饨和肉蛋面等就是营养搭配较好的食物。
根据中国居民膳食营养素参考摄入量，学前儿童每日膳食中蛋白质的推荐摄入量如表3-3所示：
表3-3 学前儿童每日膳食中蛋白质的推荐摄入量（克）
学前儿童生长发育旺盛，蛋白质的需求量相对比成人多。所以，学前儿童的膳食中必须有足够的蛋白质，而且最好有一半左右的优质蛋白质。如果学前儿童蛋白质摄入不足，就会导致生长发育迟缓，体重减轻，易疲劳，易贫血，免疫力下降，创伤和骨折不易愈合。蛋白质严重不足时，会出现营养不良性水肿。
（二）脂类
脂类是一类不溶于水而易溶于有机溶剂的物质，是动物和植物体的重要组成成分。
1.脂类的分类(https://www.daowen.com)
脂类包括脂肪和类脂两类。脂肪是甘油和脂肪酸的化合物，它的分子组成主要有碳、氧、氢三种元素。类脂包括磷脂和固醇类。
脂肪酸从结构形式上可以分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸可以使血浆中胆固醇的含量增高，进而引起动脉硬化；而不饱和脂肪酸可以降低血浆中胆固醇的含量。脂肪中如果以不饱和脂肪酸为主，那么在室温下呈液体状态，如各种植物油类；如果以饱和脂肪酸为主，那么在室温下呈固体状态，如各种动物性脂肪。因而为了预防动脉硬化，应多选用植物油。
2.脂类的生理功能
①供给热量。人体自身能量的储存形式为脂肪，因为脂肪的产热量大，所占空间小，可在皮下、腹腔等处储存。人在饥饿时首先动用体脂，以避免消耗蛋白质。脂肪产生的热量高，是高热量的营养素，每克脂肪氧化可供给37.66千焦耳的热量，是每克碳水化合物或每克蛋白质所产生热量的2.25倍，是人体供热的“燃料库”。脂肪是人体主要的储存能量的方式，正常人体每日所需能量的25%～35%由脂肪提供。
②构成身体组织。脂类，特别是磷脂和胆固醇，是所有生物膜的重要组成部分。而脂肪是神经、脑、肝、肾等组织的重要组成部分。类脂是组成细胞的重要物质，摄入充足的磷脂对大脑的发育和代谢是有益的。
③提供必需脂肪酸。必需脂肪酸是磷脂的重要成分，而磷脂又是细胞膜的主要结构成分，所以必需脂肪酸与细胞的结构和功能密切相关。但必需脂肪酸在人体内不能自行合成，必须由食物脂肪供给。必需脂肪酸在植物油中含量较高，在动物性脂肪中含量较少。
④提供脂溶性维生素，并促进脂溶性维生素的吸收。脂肪是良好的溶剂，维生素A、D、E、K等不溶于水而溶于脂肪。膳食中有适量脂肪存在，有利于脂溶性维生素的吸收。所以，学前儿童膳食中如果长期缺乏脂肪，会患维生素A、D、E、K缺乏症。
⑤脂肪有保暖和保护作用。脂肪层如同软垫，可以保护和固定器官，使器官免受撞击和震动的损伤。另外，脂肪层不易导热，皮肤下及肠系膜中储存的脂肪，除对器官有保护作用外，还能使热量缓慢释放，起到保暖作用。
⑥增进食欲。烹调食物时若添加脂肪类食物，可增加食物的色香味，增进食欲。此外，脂肪在消化道内停留的时间较长，能延迟胃的排空，增加饱腹感，使人不易感到饥饿。
3.脂肪的营养价值及食物来源
脂肪的营养价值主要取决于脂肪酸的性质。脂肪酸的含量越高，越接近机体需要，营养价值就越高。
膳食中脂肪的主要来源是各种植物油和动物脂肪。一般认为，植物油所含的必需脂肪酸量多，易被人体消化吸收，营养价值较高。植物油如花生油、豆油、芝麻油中必需脂肪酸的含量较菜籽油多。动物性脂肪中的鱼脂、鱼肝油不仅含有各种脂肪酸和多种维生素，而且脂肪颗粒小，易于消化。猪油、牛油、羊油等动物性脂肪含饱和脂肪酸较多，必需脂肪酸含量低，不易消化，营养价值较低。因此，在日常膳食中，植物油和动物性脂肪应搭配食用。
4.脂肪的供给
脂肪的摄入量受饮食习惯、地域、季节、气候状况以及脂肪供应来源等因素的影响。根据中国居民膳食营养素参考摄入量，学前儿童每日膳食中脂肪的推荐量如表3-4所示：
表3-4 学前儿童每日膳食中脂肪的推荐摄入量（占总热能的百分比）
我国成人一般每日膳食中有50克脂肪即可满足需要，占总热能的20%～30%。而关于必需脂肪酸的供应量，一般认为应占每日总热能供给量的2%。
（三）糖类
1.糖类的分类
糖类由碳、氢、氧三种元素组成，因为所含氢和氧的比例与水相同，故又称碳水化合物。它是自然界中分布广泛、数量最多的有机化合物。
根据分子结构，糖类可分为单糖、双糖和多糖。
①单糖：是最简单的糖，指不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖和果糖等。
②双糖：指能被水解为少量单糖分子的糖类物质，由两个单糖分子上的羟基脱水生成的糖苷，如蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
③多糖：指能被水解为多个单糖分子的糖类物质，如淀粉、纤维素、半纤维素和果胶等。
除了单糖以外，其他糖类必须先经过唾液淀粉酶、胰淀粉酶分解为双糖，再经肠道的消化酶分解为单糖后，才能被小肠吸收。其他未被吸收的部分，在回肠下部及结肠内受细菌作用而发酵分解，产生乳酸，从而促进肠的蠕动。
2.糖类的生理功能
①糖类是人体热能的主要来源。富含碳水化合物的食物资源丰富，价格低廉，能迅速地释放和供给热能，满足肌肉、心脏、神经系统活动的需要。正常成人糖的供给量占总热量的60%～70%，学前儿童的占55%～60%。由此可见，人体将近2/3的能量由糖供给，神经系统所需的能量则完全由碳水化合物的代谢产物葡萄糖来提供。因此，提供能量是碳水化合物最主要的生理功能，1克葡萄糖完全氧化成为二氧化碳和水可释放约4.3千卡能量。
碳水化合物由于可大量食用，且在人体内释放能量较快，因此是人体内最经济、最主要的能量来源。
②具有解毒作用。当体内缺乏碳水化合物而以脂肪为能量的主要来源时，脂肪可能会因为氧化不全而产生酮体。酮体是一种较强的有机酸，在血液中达到一定浓度时即发生代谢性酸中毒。摄入足够的碳水化合物即可避免这种情况的发生。
摄入充足的碳水化合物可增加肝脏内肝糖原的储存量，进而增强肝脏的功能。葡萄糖醛酸直接参与肝脏的解毒作用，使有害物质变成无害物质被排出体外。
③构成组织及重要的生命物质。碳水化合物是组成人体组织和细胞的重要成分，占体重的2%～10%。这些碳水化合物与脂肪酸或蛋白质结合，构成糖脂、糖蛋白等，分布于细胞膜、细胞质以及间质中，参与很多生命过程，如糖蛋白是细胞膜的成分之一，黏蛋白是结缔组织的重要成分，核糖和脱氧核糖参与核酸的形成。
④对消化系统有保护作用。碳水化合物中的膳食纤维，包括纤维素和果胶等，不能被人体吸收，但有促进肠蠕动，抑制肠内病菌繁殖，促进粪便排出，冲淡肠内毒素的作用。研究还证明，膳食纤维还具有预防结肠炎、结肠癌、胆结石、动脉粥样硬化和降低胆固醇的作用。
⑤节约蛋白质的作用。机体需要的能量主要由碳水化合物提供。当膳食中碳水化合物供应不足时，机体为了满足自身对葡萄糖的需要，通过糖原异生作用动用蛋白质以产生葡萄糖，供给能量；而摄入足够量的碳水化合物则能预防体内膳食蛋白质的消耗，不需要动用蛋白质来供能。即碳水化合物具有节约蛋白质的作用。
3.糖类的食物来源与供给量
食物中糖类的含量与主副食的结构、膳食习惯及消费水平等因素有关。由于糖类来源广泛，而且部分氨基酸和脂肪的甘油可转变为葡萄糖，所以关于糖类的具体供给量没有明确的标准。若以三大供热营养素供给热能的比例考虑，按平衡膳食的能量分配原则，儿童膳食中糖类的热能应占总热能的55%～60%，而成人的为60%～70%。
碳水化合物是绿色植物经过光合作用形成的产物，动物体没有能力生成碳水化合物，因此，人类膳食中的碳水化合物主要由植物性食物提供。
①粮谷类：粮谷类是人们一日三餐中不可缺少的主食，碳水化合物的含量一般为60%～80%。尤其像米类和面粉中富含淀粉，淀粉在人体内可分解成葡萄糖，葡萄糖氧化释放出能量。50克面食可提供能量170千卡左右。人体所需能量的50%左右可以从粮谷类食物中得到。
②块茎类：如红薯、马铃薯、山药等，这类食物中富含淀粉，也是碳水化合物的主要来源之一。
③蔗糖：如白糖、红糖、砂糖、冰糖等都是纯碳水化合物，是单糖和双糖的重要来源，但食用过多会影响食欲。
④果糖：水果中富含果糖，如苹果、桃、梨等；部分蔬菜中也含有少量果糖。
⑤乳糖：母乳中含乳糖较多；牛奶中含乳糖较少，学前儿童饮用牛奶时可加入少量蔗糖。
学前儿童若碳水化合物供给不足，可导致体内能量不足，蛋白质分解，致使生长发育迟缓，体重减轻，容易疲劳。而摄入过多的糖类又容易引起腹泻、肥胖和龋齿等。