糖类、脂类、蛋白质、维生素、无机盐、水和膳食纤维七大类，通常被称为营养物质。它们和通过呼吸进入细胞的氧气一起，经过新陈代谢过程，转化为构成维持生命活动的能量。所以，它们是维持生命体的物质组成和生理机能不可缺少的要素，也是生命活动的物质基础。

糖类

光合作用是世界上涉及物质数量最多的化学反应，据估计，每年由光合作用合成的糖类（主要是淀粉和纤维素）约为二十五亿吨。

首先强调一点，这里提到的糖类决不仅仅局限于日常以为的蔗糖，而是范围很广的一个群体。

糖是一种碳水化合物，它们的化学式大多是(CH2O)n。其中C就是碳，H2O是水的化学式，这也是他们被称为碳水化合物的原因所在。糖可以分为四大类：单糖（葡萄糖等），寡糖（蔗糖、乳糖、麦芽糖等等），多糖（淀粉、纤维素等）以及糖化合物（糖蛋白等等）。

可以看到，糖类物质包括的不只有蔗糖，作为主食之一的淀粉（面粉，米饭的主要营养成分）也属于糖类。

许多人对糖类的营养存在误解，如多吃糖会得糖尿病等等。无可否认，糖尿病患者因为体内代谢系统无法正常进行糖代谢，故此不宜吃高糖食品。但是糖尿病的病因却并非真的来自于糖类，更多的还是因为遗传或者其他因素导致人体代谢系统的缺陷才导致无法正常代谢从而造成高血糖。

相反的，对于正常人来说，糖类是一种不可缺少的营养物质。肌肉组织的营养来源主要是糖类而不是脂肪物质。而且单糖对于体弱的病患者来说则是最主要最快捷的营养来源，这正是医院里为无法进食的病人输葡萄糖的原因。糖类食物可提高人体的血糖水平，并向肌肉供能。多糖食物能够向脉搏率达到每分钟120～150次的中等运动程度的运动员提供直接的能量。糖类还可使身体更有效地利用蛋白质，并有助于保持体内适宜的酸碱平衡。

脂类

脂肪是人体的重要组成部分，又是含热量最高的营养物质，脂肪是由碳、氢、氧元素所组成的一种很重要的化合物。有的脂肪中还含有磷和氮元素，是机体细胞生成、转化和生长必不可少的物质。我国成年男子体内平均脂肪含量约为13.3%，女性稍高。人体脂肪含量因营养和活动量而变动很大，饥饿时由于能量消耗可使体内脂肪减少。

脂肪是贮备人体能量的形式，脂类更多的营养价值在于它是机体代谢所需能量储存运输的主要方式，与糖类所提供营养的区别主要体现在被利用的快慢上。显而易见的，没有人身上会有许多糖类物质作为能量储存，反而如果血糖浓度过高还是一种病态——糖尿病，而几乎所有人都会有多余的脂肪组织，在需要的时候，这些脂肪可以被利用来“燃烧”产生人体所需能量。

但是过多食用高脂肪食品，往往会引起各种疾病，如脂肪肝、肥胖症等等。西方人的饮食结构比较单一，多是高脂肪的食品（烤肉、汉堡、牛奶等等），所以相对肥胖的人要比中国多得多，从而各种所谓“富贵病”的发病率也往往高于中国。

一般来说，多食用植物油（如花生油）比多食用动物油对人体更有好处。

蛋白质

蛋白质是一种对健康至关重要的营养物质，是生命的物质基础，我们的皮肤、肌肉、内脏、毛发、韧带、血液等都是以蛋白质为主要成分的形式存在的。食物中蛋白质的功用主要有两个方面：一是维持人体组织的生长、更新和修复，以实现其各种生理功能；二是供给能量。

蛋白质由氨基酸组成，是另一种重要的供能物质，每克蛋白质提供4卡路里的热量。但蛋白质的更主要的作用是生长发育和新陈代谢。过量的摄入蛋白质会增加肾脏的负担。因此蛋白质的摄入要根据营养状况、生长发育要求达到供求平衡。通常摄入的蛋白质所产生的热量约占总热量的20%左右为宜。

动物蛋白

是蛋白质的主要来源，如肉类及禽蛋类等，这些食物在提供蛋白质的同时也会使我们食入饱和脂肪和胆固醇等对身体不利的成分。因此选用瘦肉、鱼、去皮鸡肉和蛋清最佳，它们被称为“优质蛋白”。

植物蛋白

是蛋白质的另一来源，主要存在于豆类食物中，植物蛋白含饱和脂肪及胆固醇都很低，同时含有大量膳食纤维，而且物美价廉，适合糖尿病病友食用。

血红蛋白

血红蛋白又称血色素，是红细胞的主要成分。

主要作用：血红蛋白的主要生理功能是在体内输送氧气，能把氧输送到体内各组织，组织在利用氧来氧化糖、脂肪等能源物质，释放能量供运动需要。氧运输多，运动时供氧就多，所以血红蛋白的数量和运动能力相关。

血红蛋白（Hb）是人和其他脊椎动物红细胞的成分，主要功能是运输O2和CO2。Hb能与氧迅速结合成氧合血红蛋白（HbO2），也能迅速分离。

其结合与分离取决于血液中氧分压的高低，当血液流经肺部时，氧分压增高，使得大部分Hb与O2结合成HbO2，血液颜色鲜红，为动脉血；血液流经组织时，氧分压下降，一部分HbO2解离，释放出O2，供组织利用，血液变为颜色暗红的静脉血。此外Hb也能与CO结合，其与CO的亲合力比与O2的亲合力高约200倍，所以空气中只要有少许CO存在，即可有大量一氧化碳血红蛋白（HbCO为鲜红色）生成，而且结合后不易分离，这样Hb就失去与O2结合的机会，造成组织缺氧，即CO中毒。

随着食品科学的发展，人类对酶的认识逐渐深入。酶是由生物的活细胞产生的具有催化作用的特殊蛋白质，是极为重要的活性物质。存在于人、动植物及微生物体内的细胞和组织中，各种食品都有酶。

酶是控制并能加速食品中物质代谢反应，而本身并不发生变化。如对酶不加控制，则在周围环境适宜的条件下，将使物质分解代谢食品，营养质量和感官质量将急剧下降。将食品进行低温冷冻贮藏，其中一个重要的原理，即是抑制食品酶的活性，控制生物体内的化学变化，从而能在一定时期内保持食品的新鲜度和质量。

人们消化吸收食物就是靠酶的催化作用完成的。

维生素

维生素（Vitamin），也叫做维他命，是另一种重要的营养物质。与糖类和脂类不同的是它不是直接供应能量的营养物质，与蛋白质不同的是它不是生命的基本单位，而且最关键的一点在于它无法通过人体自身合成。

化学角度看维生素是一种有机化合物，在天然的食物中含量很少，但这些极微小的量对人体来说却是必须的。当人体缺乏维生素时，会出现各种维生素缺乏症。比如坏血病、脚气病（不是俗称的真菌感染所引起的“脚气”）等等。说明这些有机化合物在生命活动中有着重要的作用。

维生素对于生命的重要作用主要是参与体内的各种代谢过程和生化反应途径，参与和促进蛋白质、脂肪、糖的合成利用。许多维生素还是多种酶的辅酶重要成分，所谓的维生素缺乏症就是因为维生素缺乏时，酶的合成就会受阻，使人体的代谢过程发生紊乱，从而引起的身体疾病。轻者症状不明显，但会降低身体的抵抗力和工作效率，重者会表现出血、脚气、夜盲等各种典型症状，甚至导致死亡。维生素对人类生命的重要性是不容置疑的。

维生素A：防止夜盲症和视力减退，有助于对多种眼疾的治疗（维生素A可促进眼内感光色素的形成）；有抗呼吸系统感染作用；有助于免疫系统功能正常；促进发育，强壮骨骼，维护皮肤、头发、牙齿、牙床的健康；有助于对肺气肿、甲状腺机能亢进症的治疗。

膳食纤维

膳食纤维是第七类营养素。膳食纤维一词在1970年以前的营养学中尚不曾出现，是一般不易被消化的食物营养素，主要来自于植物的细胞壁，包含纤维素、半纤维素、树脂、果胶及木质素等。纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水平。

膳食纤维是一种不能被人体消化的碳水化合物，以溶解于水中可分为两个基本类型：水溶性纤维与非水溶性纤维。纤维素、半纤维素和木质素是3种常见的非水溶性纤维，存在于植物细胞壁中；而果胶和树胶等属于水溶性纤维，则存在于自然界的非纤维性物质中。

常见的食物中的大麦、豆类、胡萝卜、柑橘、亚麻、燕麦和燕麦糠等食物都含有丰富的水溶性纤维，水溶性纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，有助于调节免疫系统功能，促进体内有毒重金属的排出。所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水准之上，还可以帮助糖尿病患者改善胰岛素水平和三酸甘油脂。

非水溶性纤维包括纤维素、木质素和一些半纤维以及来自食物中的小麦糠、玉米糠、芹菜、果皮和根茎蔬菜。非水溶性纤维可降低罹患肠癌的风险，同时可经由吸收食物中有毒物质预防便秘和憩室炎，并且减低消化道中细菌排出的毒素。大多数植物都含有水溶性与非水溶性纤维，所以饮食均衡摄取水溶性与非水溶性纤维才能获得不同的益处。

什么原因使它成了第七类营养素呢？吃糠咽菜，粗茶淡饭，是不会缺乏膳食纤维的。随着生活水平的提高，有些人又不注意合理营养、偏爱高蛋白、高脂肪的饮食，摄入膳食纤维过少，才出现了健康问题。纤维素等膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空。所以，多吃一些富含膳食纤维的食物，还有利于降低人体内过高的血脂和血糖等，从而有利于维护心脑血管的健康，有利于预防糖尿病，有利于维持正常的体重。由于膳食纤维具有如此重要的保健作用，因此，一些科学家把它说成是人体的“第七类营养素”。

无机盐

元素

人体内的元素除碳、氢、氧、氮以有机形式存在外，其余的统称为无机盐。无机盐分为常量元素和微量元素，共有20多种，其中体内含有量较多（>0.01%体重）。每日膳食需要量都在100mg以上者，称为常量元素，有钙、镁、钾、钠、磷、氯共六种。

生理功能

无机盐的生理功能主要是：构成机体组织的重要组分，如骨骼、牙齿中的钙、磷、镁，蛋白质中的硫、磷等；细胞内外液的成分，如钾、钠、氯与蛋白质一起，维持细胞内外液适宜渗透压，使组织能潴留一定量的水分；维持体内酸碱平衡，如钾、钠、氯离子和蛋白的缓冲作用；参与构成功能性物质，如血红蛋白中的铁甲状腺素中的碘，超氧化物酶中的锌，谷胱甘肽中过氧化物酶中的硒等；维持神经和肌肉的正常和兴奋性及细胞的通透性。

相互转化

三大营养物质，及糖类、脂质、蛋白质在一定条件下可以相互转化。糖类（特指血糖）经过基团转化可以转化为氨基酸经合成转化为蛋白质，同时血糖还可以转化为脂质。脂质通过分解作用再经一系列的转化可以形成糖类。蛋白质经分解形成氨基酸，在经过脱氨基作用脱去氨基在经过转化可形成糖类和脂质。总结起来，糖类与脂质、糖类与蛋白质可以相互转化，但脂质与蛋白质只能单向转化，只由蛋白质转化为脂质。

物质代谢

1、食物的消化：一般都是结构复杂、不溶于水的大分子有机物，经过消化，变成为结构简单、溶于水的小分子有机物。

2、营养物质的吸收：是指包括水分、无机盐等在内的各种营养物质通过消化道的上皮细胞进入血液和淋巴的过程。

3、血糖：血液中的葡萄糖。

4、氨基转换作用：氨基酸的氨基转给其他化合物(如：丙酮酸)，形成的新的氨基酸(是非必需氨基酸)。

5、脱氨基作用：氨基酸通过脱氨基作用被分解成为含氮部分(即氨基)和不含氮部分：氨基可以转变成为尿素而排出体外；不含氮部分可以氧化分解成为二氧化碳和水，也可以合成为糖类、脂肪。

6、非必需氨基酸：在人和动物体内能够合成的氨基酸。

7、必需氨基酸：不能在人和动物体内能够合成的氨基酸，通过食物获得的氨基酸。它们是甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等8种。

8、糖尿病：当血糖含量高于160mg/dL会得糖尿病，胰岛素分泌不足造成的疾病由于糖的利用发生障碍，病人消瘦、虚弱无力，有多尿、多饮、多食的“三多一少”(体重减轻)症状。

9、低血糖病：长期饥饿血糖含量降低到50～80mg/dL，会出现头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等低血糖早期症状，喝一杯浓糖水；低于45mg/dL时出现惊厥、昏迷等晚期症状，因为脑组织供能不足必须静脉输入葡萄糖溶液。

相关知识

1、糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的，并且是有条件的、互相制约着的。三类营养物质之间相互转化的程度不完全相同，一是转化的数量不同，如糖类可大量转化成脂肪，而脂肪却不能大量转化成糖类；二是转化的成分是有限制的，如糖类不能转化成必需氨基酸；脂类不能转变为氨基酸。

2、正常人血糖含量一般维持在80-100mg/dL范围内；血糖含量高于160mg/dL，就会产生糖尿；血糖降低(50-60mg/dL)，出现低血糖症状，低于45mg/dL，出现低血糖晚期症状；多食少动使摄入的物质(如糖类)过多会导致肥胖。

3、消化：淀粉经消化后分解成葡萄糖，脂肪消化成甘油和脂肪酸，蛋白质在消化道内被分解成氨基酸。

4、吸收及运输：葡萄糖被小肠上皮细胞吸收(主动运输)，经血液循环运输到全身各处。以甘油和脂肪酸和形式被吸收，大部分再度合成为脂肪，随血液循环运输到全身各组织器官中。以氨基酸的形式吸收，随血液循环运输到全身各处。

5、糖类没有N元素要转变成氨基酸，进而形成蛋白质，必须获得N元素，就可以通过氨基转换作用形成。蛋白质要转化成糖类、脂类就要去掉N元素，通过脱氨基作用。

6、唾液含唾液淀粉酶消化淀粉；胃液含胃蛋白酶消化蛋白质；胰液含胰淀粉酶、胰麦芽糖酶、胰脂肪酶、胃蛋白酶(消化淀粉、麦芽糖、脂肪、蛋白质)；肠液含肠淀粉酶、肠麦芽糖、肠脂肪酶(消化淀粉、麦芽糖、脂肪、蛋白质)。

应用

近几十年来，高强度人类活动导致海湾生态环境恶化、生态系统失衡，已严重威胁到海岸带地区经济和社会的可持续发展。营养物质输入是人类活动影响海湾生态环境的关键因素。海湾营养物质来源多样，形态转化多变，生态过程及其效应复杂，营养物质在海湾的迁移转化规律及其对海湾生态环境的影响过程与机理，是国际海洋生态环境研究的前沿。