營養學

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營養學是一門研究機體與食物之間的關係的學科。通過對營養學的歷史、起源、發展、特徵、層次等方面的描述,可以知道營養學的發展脈略。營養學對社會、行業、健康、政策具有深遠影響。美國屬於分解領域的營養學代表,中國是整體營養學的代表,而日本兼備了兩者的特點。而日本並非營養學發達的國家,2004年的調查發現,日本臨床營養學未建立系統,而國民的營養狀況另人擔憂。這些是值得關注的課題。

目錄

學科起源

中國的飲食文化,中醫文化和養生學是現代營養學的鼻祖。

在7000多年前,古老的中國就把營養學的研究展開了。7000年前,人類的最初研究是從食物是否有毒開始的。神農嘗百草的目的是確定是否有毒。在3000年前的時候,社會有所安定。黃帝誕生,並把食物的研究推前了,有書《黃帝內經》。記載了食物的核心:五穀為養,五果為助,五畜為益,五菜為充,氣味和而服之,以補精益氣。就是說,3000年前的祖宗認為穀米必吃,水果配合吃,肉類增加一下口味就可以了,各種蔬菜就是補充能量的食物,這些都一起吃,所以就合適人體了。總的來說是四份素,一份肉。這就是非常美妙的一個比例,符合自然的法則。在2000年前的西方醫學之父希.波克拉低,則提出了飲食的法則:「把你的食物當藥物,而不是把你的藥物當食物。」就是提出了多吃食物少吃藥,提前預防疾病為主的醫學思想。

大約在1616年笛卡爾創立了解析幾何,樹立了新的思維觀點。他主要的事情是把食物從整體進行分解,確定了思想基礎。他的思想一出,從此人類就開始了分解的思維,把人的器官分解研究、把食物分解開來研究。於是人類進入了分解的歷史。

而當時的中國到了1616年左右,還沒有確立分解思維。出了李時珍等醫學名家,確立了食物另外的研究,就是關於食物溫、熱、寒分類。《本草綱目》共五十二卷,分部、六十類。1578年著成。代表了中國古代食療的高峰。最後一個就是1900年為主,西方人類按照笛卡爾的思想,把食物分解了,並提取了碳水化合物和其他營養成分。從此出來了六大營養素的研究。1950年以後,中國也開始了學習這個六大營養素的跟蹤歷史,而中國也無任何大的創新了。一直到現在都是學習營養六大元素。這就是營養學的發展歷史。

現代營養學起源以1900年發現碳水化合物開始,並逐漸成為一門專業的學科。中國很早就有營養學的意識理念,例如中國的餃子製作原料和蒸煮法在保證多種營養齊全不流失同時符合色香味內涵的中國飲食文化。由此可見中國文化的精深博大。  

學科概念

營養學是研究食物與機體的相互作用,以及食物營養成分(包括營養素、非營養素、抗營養素等成分)在機體里分布、運輸、消化代謝等方面的一門學科。

營養學的英語單詞Nutrition被解釋為:1、一個生物體吸收,使用食物和液體來保持正常的功能,生長,以及自我維護的有機過程。2、食物對健康和疾病的關係的研究。3、一種追求營養成分和全部食物的最佳搭配,達到身體的最佳健康狀態。

必需營養素包括維生素,無機鹽,胺基酸,脂肪酸以及作為能量來源的某些碳水化物。

非必需營養素是指機體能從其他化學物合成的營養素,儘管它們也可以從膳食中獲得。

營養素是指食物中能被吸收及用於增進健康的食物基本元素。某些營養素是必需的,因為它們不能被機體合成,因此必須從食物中獲得。營養素可分為宏量營養素和微量營養素。  

宏量營養素

構成膳食的主要部分,提供能量及生長、維持生命活動所需要的必需營養素。

碳水化合物、脂肪(包括必需脂肪酸)、蛋白質、無機鹽和水均為宏量營養素。碳水化合物被分解為葡萄糖和其他的單糖;脂肪被分解為甘油三酯;蛋白質被分解為胺基酸系列。

這些宏量營養素是可以相互轉變的能量來源;脂肪產熱9kcal/g;蛋白質/碳水化合物均產熱4kcal/g。乙醇通常不作為營養素,每克產熱7kcal。碳水化合物和脂肪可節約組織蛋白質。必需胺基酸(EAA)是蛋白質的組成成分,必須由膳食供給。在組成蛋白質的20種胺基酸中,有9種是必需的,即從膳食獲得,因為它們不能被機體合成。有8種胺基酸是所有人所必需的。

推薦的每日膳食供給量(RDA)中蛋白質由3月齡嬰兒2.2g/kg降至5歲兒童1.2g/kg,成年人0.8g/kg。

膳食蛋白質的需要量與生長速度呈正相關關係,而一生中不同階段的生長速度不一樣。EAA需要量反映了蛋白質的不同需要量。嬰兒EAA總需要量(每日mg/kg),占其蛋白質總需要量的32%;10~12歲兒童每日需要231mg/kg,佔20%;成年人每日需要86mg/kg,佔11%。

不同蛋白質的胺基酸組成差別很大。某種蛋白質的胺基酸組成與動物組織的類似程度決定了該蛋白質的生物價(BV)。雞蛋蛋白的胺基酸組成與動物組織完全一樣,其BV為100。牛奶和肉中的動物蛋白生物價高(大約為90),而穀類和蔬菜中的蛋白質BV低(大約為40),某些蛋白質如明膠蛋白,由於缺乏色氨酸纈氨酸,其BV為0。膳食中不同蛋白質的互補性決定了該膳食的總BV。蛋白質的RDA是假定平均混合膳食的BV為70。生物價只是評價蛋白質利用的單純觀點,有學者提出了蛋白質/碳水化合物比例係數法,該提法更符合客觀。

必需脂肪酸(EFA)的需要量相當於脂肪攝入量的6%~10%(相當於5~10g/d)。它們包括ω-6脂肪酸——亞油酸(順式-十八碳-9,12-二烯酸),花生四烯酸(順式—二十碳—5,8,11,14-四烯酸)以及ω-3脂肪酸亞麻酸(順式—十八碳—9,12,15—三烯酸),EPA和DHA。必須由膳食供給:植物油提供亞油酸和亞麻酸,海洋魚油也是提供EPA和DHA原料。然而,某些EFA可由其他EFA合成。例如,機體能夠從亞麻酸合成花生四烯酸。亞油酸可以部分地合成EPA和DHA。許多廿碳烯酸類的形成,包括前列腺素凝血惡烷前列環素及白三烯等,需要EFA。ω-3脂肪酸似乎在減低冠心病危險性方面具有一定作用。所有的EFA均為多不飽和脂肪酸(PUFA),但是並非所有的PUFA都是EFA。

膳食纖維屬於不被吸收類碳水化合物,它以多種形式存在(如纖維素,半纖維素果膠和樹膠)。不同的膳食纖維成分以不同的方式起作用,這取決於其結構和溶解性。纖維可以改善胃腸道的運動,有助於預防便秘憩室病的治療。可溶性纖維含量高的食物可以減低餐後血糖的升高,有時是糖尿病控制措施的一部分。富含瓜膠和果膠的蔬菜和水果可以通過增強肝臟膽固醇轉變為膽酸而減低血漿膽固醇水平。有人認為纖維可以促進大腸細菌產生的致癌物的排出。流行病學證據強力支持結腸癌與低纖維攝入量有關聯以及膳食纖維在功能性腸病急性闌尾炎肥胖靜脈曲張痔瘡的有益作用,但機制仍不清楚。典型的西方膳食中纖維含量低(約每天12g),這是因為高度精製的麵粉攝入量高且水果和蔬菜攝入量低。通常建議吃更多的穀類,蔬菜和水果以使纖維的攝入量每天增加到30g。

宏量元素:鈉,氯,鉀,鈣,磷和鎂。每日人的需要量以克計。

水也被認為是一種宏量營養素,因為每消耗1kcal能量需要1ml水,或者大約2500ml/d。  

微量營養素

維生素和微量元素是微量營養素,維生素可分為水溶性和脂溶性兩類。水溶性維生素維生素C抗壞血酸)及8種B族維生素—硫胺素維生素B1),核黃素維生素B2),尼克酸吡哆醇維生素B6 ),葉酸鈷胺素維生素B12),生物素泛酸脂溶性維生素包括視黃醇維生素A),膽鈣化醇麥角鈣化醇維生素D),α-生育酚維生素E),葉綠醌甲萘醌維生素K)。僅維生素A,E和B12在體內的儲存有意義。

必需微量元素包括鐵,碘,氟,鋅,鉻,硒,鎂,和銅。除氟和鉻外,這些微量元素均與代謝所需的酶或激素結合。氟與鈣形成一種化合物(CaF2 ),具有穩定骨骼和牙齒中礦物基質的作用,預防齲齒。除了鐵和鋅之外,工業化國家中,微量元素缺乏症在臨床實踐中不太常見。涉及動物營養的其他微量元素(即鋁、砷、硼、鈷、鎳、矽和礬)尚未確定也為人類所必需。所有微量元素在高濃度時都是有毒的,某些元素(砷、鎳和鉻)已被當作癌症的病因。在體內,鉛,鎘,鋇和鍶是有毒的,但金和銀作為牙齒的成分是惰性的。  

其他成分

每日人的膳食含有多達10萬種化學物質,其中僅有300種能歸為營養素,僅45種是必需營養素。但是,很多其他物質是有益的。例如,食品添加劑(如防腐劑乳化劑抗氧化劑穩定劑)可改善食品的生產、加工、貯存及包裝。微量成分(如香料,調味品,氣味,顏色,光化學物及很多其他天然產物)可以改善食物的外觀,口味及穩定性。  

攝入量

適宜膳食的目標是要達到和維持理想的機體組成,並高度發揮體力和智力工作的潛力。每日必需營養素的膳食需要量,包括能量來源,取決於年齡,性別,身高,體重及代謝和體力活動。國家科學院/國家研究理事會食物和營養委員會和美國農業部定期回顧有關45種必需營養素人體需要量的科學文獻。對維生素和礦物質來說,由於所知甚少,因此估計了安全,適宜的每日膳食攝入量。為了擁有良好的健康,機體組成必須要維持在合理的範圍內。這需要平衡能量的攝入與消耗。如果能量攝入超過消耗或消耗減少,體重會增高,導致肥胖症。與此相反,如果能量攝入低於消耗,體重會減輕。標準身高體重和體質指數常用於評價機體的理想組成。體質指數等於體重(kg)除以身高(m)的平方。人體每天攝入大量的食物,都是為了獲得足夠的營養物質。人體不斷從外界攝取食物,經過消化、吸收、代謝和利用食物中身體需要的物質(養分或養料)以維持生命活動的全過程。

●RDA=每日營養建議攝入量

●SDA=每日最大安全攝入量

自由基:機體氧化反應中產生的有害化合物,具有強氧化性,可損害機體的組織和細胞,進而引起慢性疾病衰老效應。

●抗氧化劑:它是一類能幫助捕獲並中和自由基,從而祛除自由基對人體損害的一類物質。如維生素A、C、E、硒、鋅、銅和錳等。  

研究層次

營養學的層次有四層。

一是物質層次,即中醫提到的各種食物進行寒/熱/平等類別劃分。大長今是這方面的高手。對植物和食物/動物進行詳細的功能記憶和搭配。需要經驗。

二是營養元素層次,即西方營養學。把營養成分進行微小結構解剖,並明確各元素的功用。但是容易拆開整體/系統,獨立/孤立了解物質。

三是化學結構層次,即進行到元素的結構組成與人體結構作用/過程等進行詳細描述。更深入的微小領域。

四是分子原子研究層次,通過組成元素的分子/原子的結構方面進行探討。

五是基因結構層次。通過物質最細結構領域與人體基因領域進行觀察,了解物質之間的作用和原理。這些一般要在實驗室進行。最新發現的酯膜結構,與固體/液體/氣體/結晶體等結構不同,營養學會展示出另一個新領域。

六是信息研究。如果說前面都是實際物質方面的研究,這裡的研究就是指虛無一樣的信息研究。如人體的電流/磁場/紅外場/紫外場/輝光等,與地球的磁場/宇宙場等的對應關係,都屬於信息研究方面。最有意思的是金字塔能的問題了。它涉及到宇宙場/磁場等域。也就是說這個世界上有看得見的物質也有你看不見的物質。人類的眼睛只能觀察到固定的頻率以內的光線,對可見光波長的偵測範圍,大約在750奈米到400奈米間,超過視覺受體偵測的則無法感知,而750奈米到400奈米在電磁波譜中,僅佔3%左右,人類僅能認知3%或更少的世界。所以,一定要強調眼見為實,肯定犯錯誤。  

學科分支

●膳食營養學

●運動營養學

●公共營養學

●臨床營養學

如運動營養學是研究運動員的營養需要,利用營養因素來提高運動能力,促進體力恢復和預防疾病的一門科學。運動營養學是營養學的一個分支,是營養學在體育實踐中的應用,所以有人把運動營養學視為應用營養學或特殊營養學 。  

發展簡史

現代營養學的機體生理營養健康觀念逐漸影響和改變著需要健康人們的生活飲食觀,毫不懷疑地說它的發展和應用以及對未來社會的作用和影響巨大。但營養學的發展應用要與社會經濟發展水平相適應,如此才能體現出其影響力。以下內容為當代營養發展簡史具體內容。

近代營養學發展簡史

一、全球進展記錄

1990年德國科學家Fischer 完成了簡單碳水化合物結構的測定。

1912年波蘭科學家Funk提出維生素的概念,並從半糖中提取出尼克酸。

1913年國科學家McCollum 和 Davis 及Mendel 發現維生素A缺乏導致夜症。

1914年國科學家Kendall證實碘與甲狀腺功能的關係,獲得諾貝爾獎。

1918年國科學家Osbome 和Mendel證實鈉的必需性。

1924年國科學家Thomas 和Mitchell 提出以生物價來評價蛋白質質量的方法。

1926年荷蘭科學家Jansen 和Donath 分離出抗腳氣病的維生素。

1926年法國科學家LeRoy證明鎂是一種必需營養素。

1927年國科學家Summer證明酶是一種蛋白質。

1928年國科學家Hart及其同事研究發現銅與鐵對血紅蛋白的合成均是必需的。

1929年國科學家Burr GM和Burr MM發現必需脂肪酸亞油酸。

1930年國科學家Moore證實β-胡蘿卜素為維生素A前體

1931年國威斯康星大學研究組證明錳為必需微量元素之一。

1932年國科學家King和Waugh從檸檬汁中分離出維生素C,具有抗壞血病作用。

1932年德國科學家Brockmann從金槍魚的肝油中分離出維生素D3

1933年德國科學家Kuhn從牛奶中分離出核黃素。

1935年瑞士科學家Karrer等完成核黃素結構的測定和人工合成。

1933年國科學家Williams從酵母中分離出泛酸,後證明泛酸是輔酶A的成分。

1935年國科學家Rose開始研究人體需要的胺基酸,確定8種必需胺基酸及需量。

1936年德國科學家Kogl和Tonnis從鴨蛋黃中分離出生物素

1937年匈牙利科學家Gyorgy證實生物素可預防大鼠和雞攝食蛋清而產生病理化。

1936年國科學家Evans從麥胚油分離出維生素E,瑞士Karer完成人工合成。

1938年國科學家Lepkovsky獲得了維生素B6結晶。

1938年國科學家McCollum通過大鼠試驗證實鉀是必需營養素。

1939年丹麥科學家Dam和Karer分離出預防出血的因子維生素K,Dam獲諾貝爾獎。

1940年國科學家Shohl採用結晶胺基酸溶液進行了靜脈輸注。

1943年國第1次發布「推薦的膳食供給量」。

1945年國科學家Angier等完成了葉酸的分離與合成,證明葉酸治療貧血作用。

1948年國科學家Rickes等從肝濃縮物中提取可治療惡性貧血維生素B12。

1953年國科學家Keys 發現動物脂肪消耗量與動脈粥樣硬化病發生率成正相關。

1953年國科學家Woodward完成維生素D3的人工合成,獲得諾貝爾化學獎。

1955年國科學家Hodgkin等完成了維生素B12結測定,並因此獲得了諾貝爾獎。

1957年為解決太空人飲食問題,美國科學家Greenstein 發明要素膳。

1958美國科學家Prasad 在伊朗錫拉茲地區發現了人類鋅缺乏病

1959年國科學家Moore 提出營養支持中最佳氮熱比例為1:150(g:kcal)。

1959年國科學家Mertz和 Schwarz 的研究表明鉻是胰島素養的輔助因子。

1961年瑞典科學家Wretlind 採用大豆油卵磷脂甘油等研製成功脂肪乳劑

1967年國科學家Dudridk提出靜脈高營養的概念。

1968年瑞典提出「斯堪的納維亞國家人民膳食的醫學觀點」。

1970年國科學家 Schwarz發現釩為高等動物必需的微量元素。

1970年國科學家 Nielsn發現了鎳是高等動物必需的微量元素。

1972年國科學家 Carlisle發現了矽是雞和大鼠生長/骨骼發育必需微量元素。

1973年國科學家Rotruck等報導硒是谷胱甘肽過氧化物的輔助因子。

1977年國科學家 Blackburn等調查發現病人存在著不同程度的營養不良

1977年國發布第1版「美國膳食目標」。

1992年國發表了第3版「膳食指南」與膳食指導「金字塔」。

1997年國提出「膳食參考攝入量」的概念。

二 中國進展記錄

1938年中國中華醫學會特刊第10號發表《中國民眾最低限度之營養需要》。

1945年中國營養學會成立。

1952年中國出版《食物成分表》。

1958年中國《營養學報》創刊。

1959年中國進行首次全國性營養調查。

1980年中國報告硒與克山病的研究工作,提出人體硒的最低需要量。

1988年中國營養學會修訂《推薦的每日膳食中營養素供給量(RDA)》。

1989年中國營養學會發表第1版《中國膳食指南》。

1992年中國預防醫學科學院營養與食品衛生研究所主編《食物成分表》出版。

1992年中國營養學會組織第3次全國性營養調查。

1993年中國《中國臨床營養雜誌》在北京創刊。

1993年國務院頒布《九十年代中國食物結構改革與發展綱要》。

1994年中國《腸外與腸內營養》在南京創刊。

1997年中國營養學會發表第2版《中國居民膳食指南》,特殊人群膳食指南。

2000年中華人民共和國衛生部首次舉行營養師資格考試,並決定每年舉行1次。

2000年中國營養學會發表《中國居民膳食營養素參考攝入量(DRIs)》。

2001年國務院頒布《中國食物與營養發展的綱要》,提出我國將實行營養師制度。

2003年中國疾病預防中心主編《中國食物成分表2002》出版。

2003年中國成立國家食品藥品監督管理局(FDA)。

2003年中國科學院在上海市成立中國科學院營養科學研究所。  

開設專業

中國相關醫學院校開設的專業課程。基礎課程:化學、人體學、生理學、生物化學、藥理學免疫學、微生物學、計算機應用基礎、臨床醫學概論、中醫學、流行病與衛生統計學、預防醫學等。專業課程:營養學基礎、社區營養學與實踐、食品分析與檢驗、食品工程工藝學、營養實驗技術、食品衛生學、毒理學基礎、食品衛生監督與管理、保健食品、臨床營養學與實踐、特殊人群的營養、烹飪學基礎、營養分子生物學實驗、中醫食療等課程及生產實習。另設部分選修課。如一些相關書籍也介紹有。舉例:

各國概述

各國營養學的概述,分別摘錄黎黍勻等專家學者對各國營養學發展的研究論文,因為篇幅限制,只摘錄其中的摘要內容,有興趣者可以直接閱讀論文全文。美國屬於分解領域的營養學代表,中國是整體營養學的代表,而日本兼備了兩者的特點。而日本並非營養學發達的國家,2004年的調查發現,日本臨床營養學未建立系統,而國民的營養狀況另人擔憂。這些是值得關注的課題。  

美國營養學

美國營養學在20世紀

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初的發展,奠定了當代營養學的基礎。通過將近一百年的發展歷史,我們可以看到一個完整的美國營養面貌。其發展脈絡是以笛卡兒分解思想走向縱深,然後自然科學思想的興起,到近代同時橫向發展的概況。部分開始重複古典營養學的歷史,通過對現代的實驗總結,印證古典營養學的指導性意義。

在數據化方面,美國營養學進行了機械化和工具化的演變,並試圖以營養素的發展為終極目標,最終卻以失敗告終,並進入一個整體和系統研究階段,通過系統研究思想尋找一個生命密碼信息,以指導和反思過去歷史中營養學的經驗對錯。以美國新的金字塔飲食結構為代表,美國金字塔的模式重新回歸古典營養學精髓,其中與中國《黃帝內經》提倡的複合思想一致,在細節領域細化了「五穀為養、五果為助、五畜為益、五菜為充」的理念,學界認為屬於回歸自然趨勢引發的走向。  

日本營養學

日本營養學的發展源自飲食健康的指導,在國家法規和相關規定的支持之下,日本經過了飲食指導、保健立法、營養臨床、營養師制度設立、營養課程普及的階段。相對其他國家而言,日本具有連續性和執行強的特點,國家配備專門的職能部門進行健康干預。而日本目前的飲食模式正悄然發生變化,走向高蛋白、高脂肪等方向,在歷史描述的飲食領域,有所脫離。當代日本營養機構正採取糾正行動。本文對於了解和研究當代營養學發展脈絡具有借鑒意義。  

中國古典營養學

中國古典營養學源遠流長,距今有7000年歷史。古典營養學詳細敘述了歷代營養名家、養生學者對人與自然規律的探索和發現,並形成了豐富多彩的營養典籍。古典營養學的思想核心是整體觀,體現

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了人與自然的和諧關係,在飲食、養生領域的規律性闡述,影響至今。古典營養學的飲食觀、營養平衡觀、自然生態觀、人與自然和諧觀、營養臨床原則等方面,對當代營養學的發展具有深遠意義,對於指引現代營養學的發展具有指導性價值。古典營養學的未來走向,將為人類探索營養學的本質價值,具有舉足輕重的影響。

中國古典營養學起源較早,具體時間無法考查。《黃帝內經》屬於我國最早記載營養學、醫學理論的專著,距今2000多年。但是該書仍然很多地方採用「上古之人」的語句,那麼,2000年前的作者,還認為有更古代的人流傳下各種經驗,就無法知道最早的時間。一般認為中國的文明可以追溯到「結繩時代」,距今仍然有7000多年歷史。

經過亙久歷史的傳承和積累,中國古人創立了眾多的營養學理論,形成一個完整的體系。該體系的複雜程度超過了當代人積累的經驗範圍,無法逐一研究透徹。在這樣的現狀下,學者專家無法系統性地掌握完全如此浩瀚複雜的工程體系。多數專家選擇了研究某一部專著或者某一個理論。比如選擇專門研究《黃帝內經》或者《傷寒論》等著作,或者研究陰陽理論、五行關係、四氣五味等理論,或研究各個營養大家形成作品的線索或年代,但是都無法窮盡裡面的精華和奧妙。   

參看

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