人体需要哪些营养物质
人体需要哪些营养物质
快速的能源——糖
糖在自然界分布极广，是自然界中含量最丰富的一类有机化合物。化学家最初在分析各种糖的成分时，发现糖是由碳、氢、氧3种元素组成的，而且其中氢和氧的比例是2∶1，恰好与水分子中氢和氧的比例一样，于是，化学家们便把糖叫做“碳水化合物”。后来，他们又发现鼠李糖的分子式是C6H12O5，脱氧核糖的分子式是C5H10O4，在这两种糖的分子中，氢和氧的比例都不是2∶1，当然不能把这两种糖也称为“碳水化合物”。严格地讲，把糖称为碳水化合物并不恰当，所以现在的书刊上都把这一类化合物统称为糖，但是“碳水化合物”一词沿用已久，习惯上仍常常用“碳水化合物”来表示糖类及其相关化合物。
砂 糖
在自然界，糖广泛分布于动物、植物(尤其以甘蔗、甜菜等含量最丰富)和微生物内，其中尤以植物中所含的糖多。植物靠水和空气中的二氧化碳合成糖，因为这个合成反应是由具有光能的光子所激发的，因此这个合成过程被称为光合作用。由水和二氧化碳合成糖的过程是一个吸收能量的过程，因此糖是一种具有高能量的化合物，它们是植物、动物和微生物新陈代谢过程的重要能量来源。
生物体的细胞内和血液里都含有葡萄糖，是细胞发挥其功能所必需的，葡萄糖的新陈代谢的正常调节对于生命活动是非常重要的。葡萄糖容易被人体吸收，容易与氧气发生反应，生成二氧化碳和水，并放出能量，是细胞的快速能量来源。
葡萄糖属于单糖，但自然界大量存在的都是低聚糖(如蔗糖)和多糖(如淀粉)。多糖中也存在着大量能量，但它们很难被人体消化和吸收，多糖必须被分解成葡萄糖以后，其中贮存的能量才能被细胞利用。
冰 糖
人体内的燃料——脂肪
脂类物质中在室温下呈液态者称为油，呈固态者称为脂肪。从植物种子中得到的大多数为油，而来自动物的大多为脂肪。在大部分含油脂丰富的食物中，有1/2左右的热量是由脂肪和油类提供的。
天然的脂肪和油类通常是由1种以上的脂肪酸与甘油形成的各种酯的混合物。
油
脂肪酸可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，前者如硬脂酸、软脂酸;后者如油酸、亚油酸、严麻酸、棕榈油酸。某些油脂中还含有一些特殊的脂肪酸，如菜油中的油菜酸、椰子油中的橘酸等。
在这些脂肪酸中，某些种类的脂肪酸是人体所必需的，称为必需脂肪酸，它们是亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。在食物中，如果含有这3种必需脂肪酸中的任何一种，人体就能合成一组非常重要的化合物——前列腺素，它是一组10多个相关的化合物，对于血压、平滑肌的松弛和收缩、胃酸的分泌、体温、进食量、血小板凝聚等生理活动有着非常强烈的影响。
脂
在这3种必需脂肪酸中，亚油酸是关键化合物。如果有了亚油酸，人体就能够合成亚麻酸和花生四烯酸，等于有了3种必需脂肪酸。
亚油酸以甘油酯的形式存在于动、植物的脂肪中。在植物油中，亚油酸的含量比较高，如花生油含26%，豆油含57.5%，菜油含15.8%。动物脂肪中，亚油酸含量比较少，如牛油含1.8%，猪油含6%。
亚油酸在室温时是液体，熔点－5℃，沸点229～230℃，在空气中易被氧化，不溶于水，易溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。
亚油酸是人和动物营养中必需的脂肪酸。缺乏亚油酸，会使动物发育不良，皮肤和肾损伤，以及产生不育症。亚油酸在医药上用于治疗血脂过高和动脉硬化。
油酸以甘油酯的形式存在于一切动植物的油脂中，在动物脂肪中含40%～50%，茶油中含83%，花生油中含54%，椰子油中含5%～6%。
纯油酸为无色油状液体，熔点16.3℃，沸点228～229℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。
由于油酸中含有双键，在空气中长期放置能被氧化，局部转变为含羰基的物质，而使油脂具有腐败的哈喇味，这也是油脂变质的原因之一。
几乎所有的油脂中都含有不等的软脂酸。棕榈油中含量约40%，菜油中含量为2%。几乎所有的油脂中也都有含量不等的硬脂酸，在动物脂肪中含量比较高，牛油中可达24%;植物油中硬脂酸含量较少，菜油为0.8%，棕榈油为6%，但可可脂中的含量可高达34%。
构筑蛋白质的基石——氨基酸
蛋白质在生命现象和生命过程中起着决定性的作用，而氨基酸则是组成蛋白质的基石。1820年，化学家布拉孔诺用酸处理肌肉组织，得到了一种白色晶体，称为亮氨酸(一种氨基酸)。肌肉是含有蛋白质的物质，上面这个实验说明了蛋白质和氨基酸的必然联系。一个相反过程的实验，即蛋白质在水解时都生成各种氨基酸，有力地证明了各种氨基酸结合在一起组成了蛋白质。
氨基酸是兼含氨基和羧基的有机化合物，主要存在于蛋白质中，一般蛋白质是由20种氨基酸组成的，它们是甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸(又称蛋氨酸)、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸。在这20种氨基酸中，人体不能合成的是赖氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸和色氨酸，这些人体不能合成的、必须由外界供给(即必须从食物中摄取)以满足人体代谢需要的氨基酸称为必需氨基酸，共有8种。另外，人体虽然能够合成精氨酸和组氨酸，但合成的能力差，所合成的精氨酸和组氨酸不能满足人体的需要，因此也必须由外界供给，精氨酸和组氨酸称为半必需氨基酸。除了8种必需氨基酸和2种半必需氨基酸之外，其他的都称为非必需氨基酸。
味 精
除了上述常见的20种氨基酸之外，到目前为止，已发现的天然氨基酸有700多种，其中240多种以游离状态存在。氨基酸主要存在于蛋白质中，同时也是生物活性肽、酶和其他一些生物活性分子的重要组分，一些抗生素和细菌细胞壁也含有氨基酸。
氨基酸的功能并非仅仅在于在生物体内合成蛋白质，供动、植物生存的需要，它们在工业生产中也大有用处，其中谷氨酸的钠盐即市售的味精，是一种广泛使用的调味品。蛋氨酸用做饲料添加剂。赖氨酸作为食品，特别是作为儿童食品的营养强化剂，已生产出添加赖氨酸的面包、饼干等。甘氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸都可用作食品工业中的甜味剂。
人造肉
在食品工业中用量较大的氨基酸是半胱氨酸，它可做天然果汁的抗氧化剂，使果汁不易变质。半胱氨酸还能改善面包的风味和延长面包的保鲜期。在植物蛋白人造肉中，加入半胱氨酸等含硫的氨基酸，可以使人造肉具有牛肉和鸡肉的风味。色氨酸也是一种重要的营养强化剂。
用20种常见的氨基酸，可以配制各种医用氨基酸溶液，输液时为病人提供丰富的营养。以氨基酸为原料合成的生物活性肽，则是一种重要的药物。
由于氨基酸用途广，工业上发展了大量生产氨基酸的方法:
(1)提取法。利用等电点沉淀法或离子交换分离法，从蛋白质水解液中分离出各种氨基酸。
(2)发酵法。
(3)化学合成法。利用醛、氢氰酸和铵盐生产氨基酸。
(4)酶法。利用蛋白水解酶、氨基氧化酶等生产氨基酸，并进行分离。
对生命至关重要的分子——蛋白质
蛋白质在过去称为朊，是由碳、氢、氧、氮4种元素构成的有机化合物(高分子化合物)，有的蛋白质分子中还含有磷或硫。蛋白质的分子量一般为6000～100万，有的蛋白质的分子量比这个更大。
蛋白质是生物体内一切组织的基本成分。细胞内除了水之外，其他80%的物质都是蛋白质。它在生命现象和生命过程(包括有机体的运动、抵抗外来物质的防御功能、细胞的代谢调节)中起着决定性作用。
蛋白质中的色蛋白负责输送氧气;激素是一种蛋白质，它负责在新陈代谢过程中起调节作用;人体内到处存在的酶也是一种蛋白质，它对人体中发生的各种化学反应起着催化作用;抗体这种蛋白质能够预防疾病的发生。如果没有蛋白质的作用，脱氧核糖核酸和核糖核酸的复制、信息的转录、遗传密码的翻译等重要过程也都无法进行。
一般根据蛋白质分子的形状、化学组成、功能等对蛋白质进行分类。
(1)按形状分类可分为:①纤维蛋白。它的分子为细长形，不溶于水，丝、羊毛、皮肤、头发、角、爪、甲、蹄、羽毛、结蹄组织等中所含有的蛋白质都是纤维蛋白。②球蛋白。它的分子呈球形或椭球形，一般能溶于水或含有酸、碱、盐或乙醇的水溶液中，酶蛋白和激素蛋白都是球蛋白。
(2)按化学组成分类可分为:①简单蛋白。只由蛋白质本身，即只由多肽链组成的蛋白质。②结合蛋白。它是由蛋白质和非氨基酸物质(如核酸、脂肪、糖、色素等)结合而成的蛋白质，所以又称复合蛋白。蛋白质与核酸结合可生成核蛋白，蛋白质与糖结合可生成糖蛋白，蛋白质与血红素结合可生成血红蛋白。
(3)按功能分类可分为:①活性蛋白。如酶蛋白、激素蛋白能起酶和激素的作用。②非活性蛋白。如胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白。
烹调加工后蛋白质会失活
蛋白质分子受某些物理因素(如热、紫外线、超声波、高电压等)和化学因素(如酸、碱、有机溶剂、重金属盐、尿素、表面活性剂)等的作用，会导致蛋白质丧失生物活性，称为蛋白质的变性，这是应该尽量避免的。