食品营养学

**章绪论 一、营养学的概念及发展 营养学是研究机体营养规律与改善措施的科学，即研究食物对人体有益的成分，以及人体摄取和利用这些成分以维持、促进健康的规律和机制，在此基础上采取具体的、宏观的、社会性的措施改善人类健康、提高生命质量。因此，营养学包括食物营养、人体营养和公共营养三大部分，还可进一步细分为基础营养、食物营养、特殊人群营养、临床营养、公共营养等。食物作为营养素的重要载体，其相关的营养科学问题被定义为食品营养学，主要是探讨食物、营养与人体生长发育及健康的关系，同时研究改善和提高食品营养价值的措施；食品营养学涉及的研究领域不单是食物与营养，还涵盖了人群营养、营养相关疾病的范畴。随着学科的交叉融合和渗透，食品营养学的内容逐渐扩展，可以理解为狭义的营养学。 营养学的发展始于对食物营养及其对人体健康影响的研究。在我国现存*早的中医经典理论著作《黄帝内经 素问》中，就提出了“五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充。气味合而服之，以补精益气”的原则，这是“平衡膳食”理念的早期雏形。在探索饮食与健康关系的历史进程中，逐渐形成了饮食营养、食疗养生、药食同源、药膳学说、食物的补泻学说、食物的归经学说等知识体系，它们一般以传统中医学理论，综合阐述饮食与健康的关系，被界定为“古代营养学”的发展阶段，奠定了食品营养学发展的理论基础。 现代营养学的开启，得益于1785年法国暴发的“化学革命”。由于某些元素的化学分析方法的建立，人们开始用定量的方法，对古代营养学阶段的一些理论、观点进行科学客观的解读。同时由于这一时期生物化学、物理学、微生物学、生理学、医学等学科取得的突破性成果，积极推动了现代营养学的长足发展。现代营养学主要包括以下三个阶段。 1．营养学的萌芽与形成期此时期基本形成了营养学的基本概念和理论，同时在其他学科基本理论的指导下，使得营养学在深度和广度上得到不断进步。例如，荷兰化学家 Mulder命名了“蛋白质（protein）”，并提出各种蛋白质含有约16%的氮。德国化学家 Liebig提出机体营养过程是对蛋白质、脂肪和碳水化合物的氧化过程。德国化学家 Voit建立了氮平衡学说并首次系统提出蛋白质、碳水化合物和脂肪的每日供给量。Rose根据人体试验确定成人有8种必需氨基酸。研究人员建立了食物成分的化学分析方法，例如，Liebig建立了碳、氢、氮的定量测定方法，Rubner建立了食物代谢燃烧产生热量的测量方法。荷兰细菌学家 Eijkman建立了脚气病的鸡模型，为后来维生素 B1的发现奠定了方法学基础。 2．营养学的全面发展与成熟期一些新的营养素陆续被发现，并对营养素的吸收代谢及生理功能进行了较为系统的研究。1890年，荷兰军医 Eijkman发现爪哇岛上食用精米的犯人患脚气病较多；Grigins发现脚气病是因糙米中的必需营养物质在精米中丢失所致； Funk首次提出维生素缺乏病的概念。英国生物化学家 Hopkins和 Willcode因发现维生素是机体不可缺少的物质，于1929年获得诺贝尔奖。多名学者研究发现，不同来源的食物蛋白质营养价值不同，并发现赖氨酸、含硫氨基酸、组氨酸为大鼠的必需氨基酸。此时期值得注意的是，营养过剩问题被提出。 公共营养的兴起也是该时期的显著特征。第二次世界大战期间，美国政府为防止士兵患营养缺乏病而建立了战时食物配给制度。这些政策措施为公共营养的诞生奠定了基础。二战后，世界卫生组织（WHO）和联合国粮食及农业组织（FAO）加强了全球营养工作的宏观调控特质，公共营养应运而生。1997年，在第十六届国际营养大会上，“公共营养”的定义公布，其工作重点从个体水平转向群体水平，从微观营养研究转向范围广泛的宏观营养研究，如营养不良的消除策略、营养政策与措施等。 3．营养学发展的新突破及孕育期此时期营养学的研究领域更加广泛，研究内容更加深入，其宏观性进一步提升。20世纪70年代，膳食纤维与植物化学物（phytochemicals）对健康的保护作用及机制研究受到关注，并成为营养学研究的新热点。此外，随着分子生物学理论及技术的出现和不断更新，由孙长颢教授主编的全国首部《分子营养学》教材出版，这些都成为此时期营养学领域的重大里程碑事件。2005年，《吉森宣言》公布，系统阐述了“新营养学（new nutrition science）”设定的目标、指导原则、定义和涉及范围。新营养学在保留旧营养学内容的基础上，将营养学领域拓宽到社会和环境方面，从而赋予了营养学全新的定义——研究食物系统、食物和饮品及其营养成分与其他成分，以及它们在生物体系、社会和环境体系之中/之间的相互作用的一门科学。新营养学特别强调营养学是集生物学、社会学和环境科学“三位一体”的综合学科；其研究内容不仅包括食物与人体健康，还包括社会政治、经济、文化、环境与生态系统等的变化对食物供给的影响，进而对人类生存、健康的影响。新营养学的研究内容更加广泛和宏观。 二、营养学的研究内容与研究方法 （一）研究内容 根据研究对象的差异，营养学的研究内容主要概括为食物营养、人体营养和公共营养三方面。 1．食物营养主要包括食物中的营养成分（包括传统营养素及生物活性成分）、功能及其消化、吸收、代谢，食物营养价值及改善措施。此外，食物营养还包括一些特殊食品（如保健食品）、特殊膳食用食品（如婴幼儿配方食品、婴幼儿辅助食品、特殊医学用途配方食品）的分类及研发、功能评价及生产管理等内容。 2．人体营养主要阐述营养与人体的相互作用；营养素和能量摄入不平衡对人群健康造成的影响；个体基因构成差异所致的同种营养素在不同人群中的消化、吸收、利用的差异。个体化营养、精准营养等逐渐成为营养学的全新研究内容。此外，特殊生理阶段、特殊生活及工作环境和特殊职业人群的代谢特点、营养需求和膳食保障也是人体营养的组成部分。 3．公共营养主要是从群体角度开展人群的营养状况调查及社会营养监测工作，及时发现各种营养缺乏及膳食结构变化所带来的新问题，并积极采取有效的应对措施，为国家制定相关政策提供理论依据。此外，公共营养将营养科学有效地应用于人民生活实践，开展营养宣教、普及营养知识，增强社区人群的健康素养和保健意识。近年来，在实施“健康中国行动”“国民营养计划”“健康中国战略”等相关政策的过程中，公共营养的社会性和实践性更加凸显。 4．其他随着新营养学概念的提出，营养学还进一步拓展研究了食物系统、社会、生态和环境，如采用不断涌现的新理论、新方法研究不断增长的人口数量、人口老龄化对营养的影响；研究有助于增加农作物产量、提高农业生产效率和品质的精准农业和精准营养；研究不同国家、不同人群之间的食物资源与营养状况分布的不均衡性，以及生态环境和社会文化的影响因素；研究快速变化的全球和地区食物供应，以及日趋耗竭的地球自然资源等。 （二）研究方法 营养学的研究方法包括实验研究、人群研究。实验研究又可分为离体实验（in vitro）和整体实验（in vivo）。 1．离体实验主要以组织器官、细胞为研究对象，观察营养素、食物中生物活性成分的功能、对生长细胞（组织）生长、代谢的影响并探究其深入的作用机制。离体实验也是研究营养相关疾病的分子机制的必要手段之一。 2．整体实验通常指动物实验，当然也包括在模式生物上进行的实验。通过各种实验动物建立营养过剩或营养缺乏相关疾病模型，在此基础上研究各种饮食营养干预因素的作用效果。转基因动物在营养学领域的大量应用，对于从整体水平来探讨其明确的作用机制起到了非常关键的作用。用动物实验来评价某些营养素及生物活性成分的消化、吸收、代谢途径及动力学特征等仍是目前主要的研究手段。 3．人群研究以人群为研究对象，采用流行病学方法探究膳食与疾病之间的关系。这些研究统称为营养流行病学，主要包括相关性研究、特殊暴露组研究、病例-对照研究、队列研究和干预研究等。在1959年进行的**次全国性营养调查中，人们发现湖南脚气病、山东营养不良水肿、新疆癞皮病发病率较高，经过及时有效的治疗，解决了这些营养缺乏问题。大型队列是研究膳食与人类疾病关系的理想方法，正在进行的世界著名的大型队列研究包括美国的护士健康研究、弗明翰心脏研究，荷兰的鹿特丹研究，丹麦哥本哈根市心脏研究等。我国已经建立的大型队列包括中国慢性病前瞻性研究项目、泰州人群健康跟踪调查、中国高血压随访调查队列、上海女子队列等。这些大型队列将为揭示营养、生活方式与慢性病发生发展及预防控制之间的关系提供基础数据。 需要指出的是，上述三类研究方法获得的数据，在证据类型的等级上有区别。总体上来说，人群研究的证据等级*高，其具体排序还与其他因素，如人群研究的类型、人群的样本量等有关；其次为动物实验；离体细胞实验结果的证据等级处在*下游。 三、我国营养学事业的主要成就 在新中国成立之前，我国营养学事业的发展较缓慢。改革开放40多年以来，营养学在营养缺乏病防治、营养改善行动、慢性非传染性疾病（以下简称慢性病）改善计划，以及营养学研究和知识普及等方面均取得了显著成绩。 1．营养缺乏病防治 1950年，赴朝鲜参战的中国人民志愿军出现大批夜盲症患者，国家派出营养学工作组开展调查研究，*终确定其病因为维生素 A缺乏，并因地制宜采用野菜联合维生素 A补充剂等措施解决了士兵的夜盲症问题。1959年，新疆发现癞皮病，营养学工作者深入现场调查当地居民饮食情况，*终确定病因为烟酸缺乏；随后采用玉米加碱处理的方法，有效消除了当地居民的烟酸缺乏病。1976～1984年，我国学者在北方克山病重病区470万人中推广口服亚硒酸钠片预防克山病，于1982年确定了人体硒需要量和安全摄入量，并为国际采用，填补了国际研究空白。由于硒与克山病关系的确认，硒被国际营养学界公认为人体必需微量元素。 2．国家营养政策和措施出台1950年，国家政务院决定降低粮食的加工精度，提倡使用“八一面”“九二米”，以减少粮食中营养素的损失；该政策使全年结余粮食八亿斤（1斤＝500g）。1953年启动的婴幼儿代乳品研究工作，以大豆蛋白质为主要优质蛋白来源，成功研制出以大豆粉、稻米粉和少量蛋黄粉为基础原料的“5410”代乳粉。该项科研成果有效解决了困难时期婴幼儿的喂养问题。此后，国家还精准实施一系列的营养改善计划。例如，新疆在2018年采取学校食堂供餐和企业配送营养食品两种供餐模式，使131万名学生受益。2001年，国家开始在全国各地实施“营养包计划”，有效预防了农村婴幼儿、儿童青少年营养缺乏病，极大提高了国民身体素质。 3．营养相关慢性病防控改革开放后，国民的营养相关慢性病发病率呈现“井喷式”上升。2007年，卫生部（现国家卫健委）发起“121健康行动”，即“每天一万步，吃动两平衡，健康一辈子”。2010年，卫生部出台《营养改善工作管理办法》，提出以“平衡膳食、合理营养、适量运动”为中心，建立营养监测制度。2012年，国家发起“全民健康生活方式行动”，以“我行动、我健康、我快乐”为宣传口号，“减盐预防高血压”为宣传主题，预防和控制糖尿病、高血压。2017年，《国民营养健康计划（2017—2030年）》提出“三减三健”，即减盐、减油、减糖，健康口腔、健康体重和健康骨骼。《健康中国行动（2019—2030年）》中提到合理膳食是健康的基础，鼓励全社会参与减盐、减油、减糖，研究完善盐、糖、油包装标准。这些政策和措施的实施，有效延缓和控制了慢性病的发生发展，为改善和提高国民健康水平起到了积极的推动作用。 4．营养学基础研究 1952年，中央卫生研究院编制出版了我国**部《食物成分表》。2018年，《中国食物成分表标准版》出版。该表为预防医学领域研究、营养流行病学调查、膳食调查及科普宣传提供了必不可少的参考和工具，也是农业、食品工业等部门进行食物生产和加工、对外贸易和改进国民食