第四节　其他营养素

一、水

不同于蛋白质、碳水化合物、脂类等营养素，水既不能提供人体所需的能量，也没有调节人体生理功能的作用，但却是人体的重要组成成分和维持生命最重要的物质。人体内只要损耗5%的水分而未及时补充，皮肤就会起皱和干燥，损失水分超过体重20%时就会危及生命。

（一）人体内水的含量与分布

人体所有组织都含有不同数量的水。通常，各种动物体内含水总量大致占体重的60%～70%。人体内含水量随年龄、营养状况，品种不同而有差异，但变化不大。例如，婴儿体内含水量为70%～75%，成年人体内含水量为50%～65%。不同组织中的含量水也不一样，血液、淋巴液、脑脊液含水量最高，占90%以上，心脏约70%，肌肉约75%，脂肪组织、骨骼组织在30%以下。

（二）人体内水的平衡

1.体内水分的来源

人体水分主要有三个来源：饮用水、食物中的水和代谢水。饮水是人体获得水的主要来源，影响饮水的因素包括生理状态、环境温度、食品的构成成分等。食物是获取水的另一个重要来源，几乎所有的食物都含有水分且在消化时被身体所吸收，如水果和蔬菜。碳水化合物、蛋白质和脂肪在体内氧化分解时能够产生代谢水。100g蛋白质、脂肪和碳水化合物经代谢分别产生42g、108g和60g代谢水。一般成人每日需2500～4000mL水，其中代谢水为200～400mL，其余来自饮水和食物。

2.水的排泄

水的排泄途径包括尿液、粪便、呼吸、皮肤蒸发、出汗等。每日由尿中排泄的代谢废物和电解质的总量为40～50g，肾脏为排出这些代谢废物至少需要排尿1500mL；皮肤蒸发约500mL/天，肺部呼气350mL/天，大肠约150 mL/天。需注意的是，每日水分摄入应与经由肾脏、皮肤、肠和肺等途径排出水分的总量保持动态平衡。

（三）水的生理功用

水的生理功能很多，主要包括以下几点。

1.细胞和体液的重要组成部分

水是人体含量最多的成分，广泛分布于人体的各个组织中，特别是血液、肝脏、大脑、皮肤等代谢旺盛的组织。体液集中分布在细胞内、组织间和各种管道中，是构成细胞、组织液、血浆等的重要物质，水则是体液的主要组成部分。

2.参与机体新陈代谢和生化反应

动物体内营养物质的消化、代谢过程中的许多生化反应都必须有水的参与，如淀粉、蛋白质、碳水化合物的水解反应、氧化还原反应以及加水反应等。水是良好的溶剂，许多营养物质都需要溶解于水或分散于水中形成悬浊液才能发生生化反应。

3.参与物质的输送

水是一种良好的溶剂，其黏度小，流动性好，所以有利于体内养分的输送、奶汁分泌以及代谢废物的排泄等。

4.参与体温调节

水对动物调节体内热平衡起着十分重要的作用。水具有比热大、蒸发热大及流动性大的特点。水在人体中随着血液、淋巴液到处流动，并使物质代谢产生的热能在体内得到迅速均匀的分布。它既可使人体37℃体温保持稳定，又可使体温不因环境温度的改变而有明显的变化。

5.参与润滑液的组成

水是润滑液的主要成分，使骨关节和内脏组织器官保持润滑和活动自如。例如，泪液可防止眼球干燥，唾液及消化液有利于吞咽和咽部湿润。

二、维生素

维生素（Vitamin）是维持机体正常生理功能及细胞内特异代谢反应所必需的一大类微量低分子量有机化合物。在体内，维生素不能提供热能，一般也不是构成各种组织的原料，但是维生素对生物体的新陈代谢发挥重要的调节作用。维生素一般不能在体内合成，必须由食物提供。维生素一般是以其本体的形式或可被机体利用的前体形式存在于天然食物中。

（一）维生素的命名及分类

1.维生素的命名

维生素的命名一般包括以下三种，见表3-4。

（1）习惯命名：按照被发现的顺序，依英文字母顺序排列，如维生素A、B族维生素、维生素C、维生素D等。

（2）根据生物学作用命名：如抗神经炎维生素（维生素B1）、抗干眼病维生素（维生素A）、抗癞皮病维生素（维生素B3）、抗坏血酸（维生素C）等。

（3）根据其化学结构命名：如硫胺素（维生素B1）、视黄醇（维生素A）、核黄素（维生素B2）等。

2.维生素的分类

维生素的种类很多，化学结构各异，理化性质和生理功能各不相同。根据溶解性能的不同，可将维生素分为脂溶性维生素、水溶性维生素及类维生素物质三大类。

表3-4　维生素的命名

（1）脂溶性维生素：不溶于水，易溶于脂肪，包括维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。

（2）水溶性维生素：包括B族维生素（维生素B1、维生素B2、烟酸、叶酸、生物素等）和维生素C。……

（3）类维生素物质：机体内存在的一些物质，尽管不被认为是真正的维生素类，但它们所具有的生物活性和维生素却非常类似，有时把它们列入复合B族维生素这一类中，通常称它们为“类维生素物质”，主要包括维生素P（生物类黄酮）、维生素BT（肉毒碱）、辅酶Q（泛醌）、维生素B17（苦杏仁苷）、维生素B15等。

（二）脂溶性维生素

脂溶性维生素主要有维生素A、维生素D、维生素E及维生素K。

1.维生素A

维生素A又名视黄醇、抗干眼病维生素，是一类具有视黄醇生物活性的物质（化学结构见图3-6），包括维生素A1（视黄醇）和维生素A2（3-脱氢视黄醇），其中A1是维生素A类物质的最基本形式，A2的生物活性仅为A1的40%。

富含维生素A的食物有两类：一是维生素A原，即α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素等，存在于植物性食物中，如绿叶菜类、黄色菜类以及水果类，含量较丰富的有菠菜、白菜、胡萝卜、番茄、胡萝卜、青椒、葡萄、香蕉等；另一类是来自于动物性食物的维生素A，这一类是能够直接被人体利用的维生素A，主要存在于动物肝脏、鱼肝油、鱼卵、蛋黄等。鱼肝油是维生素A的重要来源，其中海洋鱼类肝脏提取到的是视黄醇（维生素A1），淡水鱼类肝脏中提取到的是3-脱氢视黄醇（维生素A2）。

2.维生素D

维生素D是一类固醇类衍生物，具抗佝偻病作用，又被称抗佝偻病维生素。维生素D有很多种，其中最主要的是维生素D2（麦角钙化醇）和维生素D3（胆骨化醇），二者合称为钙化醇（图）。

3.维生素E

维生素E又称生育酚、抗不育维生素，指具有α-生育酚生物活性的一类化合物。目前，自然界中存在共α、β、γ、δ四种生育酚和α、β、γ、δ四种生育三烯酚，其中α-生育酚的生物活性最强（图3-8）。

维生素E广泛存在于动植物组织中，谷物制品（面粉、全麦等）和植物油（玉米油、棕榈油、大豆油、橄榄油等）是维生素E的主要食物来源，其他食物如坚果（花生、杏仁、开心果等）、蔬菜、蛋黄、肉及乳制品等也是维生素E的丰富的来源。

4.维生素K

维生素K又称为凝血维生素，是2-甲基-1，4-萘醌的衍生物，包括K1、K2、K3、K4等多种形式，其中K1和K2是天然存在的（图3-9），K3和K4是人工合成维生素。维生素K1又称为叶绿醌（Phylloquinone），存在于绿叶植物中。机体只能从绿叶蔬菜等外部食物摄取维生素K1，并且日常饮食是获取维生素K1的主要途径。维生素K2又称为甲萘醌（Menaquinone）通常由动物肠道中的细菌合成。因此，只有在肠吸收脂类和脂溶性物质的机能发生障碍时，才会出现维生素K缺乏症。……

（三）水溶性维生素

水溶性维生素包括B族维生素及维生素C两大类。

1.B族维生素

B族维生素主要包括维生素B1（硫胺素）、维生素B2（核黄素）、维生素B3（烟酸）、维生素B5（泛酸）、维生素B6（吡哆醇、磷酸吡哆醛、吡哆胺）、维生素B7（生物素）、维生素B9（叶酸）、维生素B12（氰钴胺素）、胆碱等。

（1）维生素B1：又称为硫胺素、抗神经炎因子等。在机体中，维生素B1以辅酶形式参与糖类、脂肪的代谢，具有调节神经生理活动、促进肠胃蠕动、提高食欲等活性功能。维生素B1广泛存在于各类食物中，含量丰富的食物有动物内脏（肝、心、肾和脑等）、瘦肉类、蛋类、豆类、坚果等，其中谷类是维生素B1的主要来源，而鱼类、蔬菜和水果中维生素B1含量不高。

（2）维生素B2：又称为核黄素，由核糖醇与异咯嗪结合构成，是人体必需的13种维生素之一。在自然界中，维生素B2主要以磷酸酯的形式存在于黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）两种辅酶中。维生素B2广泛存在于动物性和植物性食品中，如动物的肝、肾、心脏、奶类及其制品、蛋类、蔬菜、豆类、坚果等，而研磨过精的谷类含量较低。

（3）维生素B3：又称为烟酸或维生素PP（化学结构式见图3-10），是一种水溶性维生素。烟酸具有很高的稳定性，在酸、碱、光或加热条件下不易破坏，是所有维生素中最稳定的，一般烹调方法对它影响极小。烟酸在动物肝脏、肾脏、肉类、奶、蛋、豆类、全谷、花生及有色蔬菜中较丰富。此外，人体能够以色氨酸为底物合成烟酸，因此食用富含色氨酸的食品也能提供烟酸。玉米、高粱等谷物含有的烟酸大多数为结合型，不能被哺乳动物吸收利用，因此以玉米等为主食的人群容易发生癞皮病。用碱处理玉米可释放使大量游离烟酸，易被机体吸收利用。

（4）维生素B5：又称为泛酸，是人体必需的13种维生素之一，易溶于水中，在中性溶液（pH5～7）中稳定，在酸性或碱性溶液中不稳定，加热可加速分解。泛酸广泛存在于生物组织中，几乎全部用以组成辅酶A（CoA）。辅酶A是酰基转移酶类的辅酶，起着转移酰基的作用，在物质代谢中具有极重要的作用。泛酸存在于所有的动植物食物中，如动物内脏、肉类、绿叶蔬菜、坚果、谷物等。除从食物摄入以外，人体肠道微生物也能够合成泛酸，因此泛酸缺乏现象比较少见。

（5）维生素B6：又称为抗皮炎维生素（化学结构式见图3-11），主要包括吡哆醛、吡哆胺与吡哆醇。维生素B6普遍存在于动植物食品中，如肝脏、谷物、肉、鱼、蛋、豆类及花生等。动物组织中维生素B6多以吡哆醇和吡哆胺形式存在，而植物组织中维生素B6多以吡哆醛的形式存在，动物性食物中维生素B6的生物利用率高于植物性食物中的维生素B6。

图3-11　维生素B6的化学结构

（6）维生素B7：又称为生物素、维生素H等，存在8种异构体，只有D-（+）-生物素是天然存在且具有生物活性。维生素B7性质非常稳定，遇热、遇光、遇氧都不被破坏，在中等强度的酸性、碱性条件以及中性环境中也非常稳定。生物素广泛存在于动植物食品中，如动物的肝、肾、蛋黄、奶、植物种子、新鲜蔬菜和水果等。

（7）维生素B9：也称为叶酸（化学结构式见图3-12），为深黄色或橙色晶体。叶酸缺乏可引起巨幼红细胞性贫血及白细胞减少症；在细胞分裂和生长过程（如婴儿发育、怀孕）中具有重要的作用，如果孕妇怀孕前3个月内缺乏叶酸，可导致胎儿神经管发育缺陷，从而增加裂脑儿、无脑儿的发生率。

叶酸大量存在于各种食物中，如带叶蔬菜（菠菜、莴苣、白菜等）、水果（香蕉、草莓、猕猴桃等）、动物性食物（如肝脏、肾脏、禽肉、蛋类等）、豆类和坚果类（如豆制品、核桃、栗子等）和谷物（如全麦面粉、大麦、小麦胚芽等）。但由于天然的叶酸极不稳定和叶酸生物利用度较低等原因，人体真正能从食物中获得的叶酸并不多。

（8）维生素B12：又称钴胺素或抗恶性贫血维生素，是一类由含钴的卟啉类化合物组成的B族维生素。维生素B12的缺乏症为恶性贫血。维生素B12在自然界中都是由微生物合成的，所以只有动物性食物中才含有，尤以动物的肝脏、肉类、蛋类、牡蛎、乳制品、腐乳等食物中含量丰富。植物性食物不含维生素B12或含量极少。螺旋藻等含有类似维生素B12的物质，但是不能被人体利用。

（9）胆碱：是一种人类必需的维生素，是卵磷脂的组成成分，也存在于神经鞘磷脂之中。机肝脏体可在肝脏中合成胆碱，也能够从不同的食物中获得胆碱。胆碱广泛存在各种食物中，特别是动物的脑、心脏与肝脏、蛋类、麦芽、花生和大豆卵磷脂等食物。

2.维生素C

维生素C又名抗坏血酸（化学结构式见图3-13），为高度水溶性维生素，具有酸性和强还原性。自然界中存在L-型和D-型两种形式的维生素C，其中只有L-型具有生理活性。在机体内，维生素C参与胶原蛋白三级结构的形成，有利于组织创伤伤口愈合；维生素C是一种重要的自由基清除剂，对O2-·、OH·等自由基具有清除作用，能分解皮肤中色素，防止发生黄褐班等；此外，维生素C还具有参与体内氧化还原反应、改善铁、钙和叶酸利用、促进类固醇代谢、阻断亚硝胺形成等生理活性功能。

人体因缺乏古洛糖酸内酯氧化酶，自身不能合成维生素C，必须从膳食中获取。维生素C广泛存在于新鲜的蔬菜、水果中及一些植物的叶片中，如菠菜、番茄、鲜枣、葡萄、猕猴桃、山楂等。由于维生素C本身性质不稳定，对氧气很敏感，光照、加热、碱性条件、氧化酶和金属离子（如Cu2+）等均可造成维生素C的氧化和破坏，在食品保藏和加工过程中需要注意采取措施避免维生素C的降解。

三、矿物质

人体组织中的各种元素，除碳、氢、氧和氮主要以有机化合物形式存在外，其余的统称为矿物质，也称为无机盐或灰分。人体已发现有20余种无机盐，占人体重量的4%～5%。

（一）矿物质的分类

1.从人体需要量的角度分类

从人体需要量的角度，矿物质可分为常量元素和微量元素。常量元素也称为宏量元素，是指体内含量占生物体总质量0.01%以上的化学元素，包括钙（Ca）、镁（Mg）、磷（P）、钾（K）、钠（Na）、硫（S）和氯（Cl）。微量元素是指在机体内含量小于体重0.01%的化学元素，如铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、碘（I）、硒（Se）等。

2.从营养学的角度分类

1995年FAO、WHO和IAEP三个国际组织的专家委员会重新界定必需微量元素的定义，并按其生物学的作用将之分为三类：

（1）人体必需微量元素：共8种，包括铜（Cu）、钴（Co）、铬（Cr）、铁（Fe）、碘（I）、钼（Mo）、硒（Se）和锌（Zn）；

（2）人体可能必需微量元素：共5种，包括锰（Mn）、硅（Si）、镍（Ni）、硼（B）和钒（V）；

（3）具有潜在的毒性，但在低剂量时，可能具有人体必需功能的微量元素：共7种，包括氟（F）、汞（Hg）、砷（As）、铝（Al）、镉（Cd）、锡（Sn）和铅（Pb）。

（二）矿物质的特点

1.不能在体内合成，必须由外界环境供给

在人体新陈代谢过程中，每天都有一定量的矿物质通过特定途径（如肾脏、肠道、皮肤等）排出体外，因此机体必须不断从食物和饮水中补充矿物质。同时，除非被排出体外，矿物质不可能在体内经代谢而消失。

2.矿物质在体内分布极不均匀

矿物质在体内分布极不均匀，如钙、磷主要存在骨骼和牙齿中，铁集中在红细胞，碘集中存在于甲状腺，钴主要存在于造血器官，锌主要存在于肌肉组织，钒主要存在于脂肪组织等。体内各种矿物质的含量随年龄增长而增加，但元素间比例变动不大。

3.矿物质相互之间存在协同或拮抗作用

在体内，各种矿物质元素在吸收、分布和利用方面存在着复杂的相互关系。如膳食摄入的过量镁能够在消化道内形成磷酸镁，从而抑制磷的吸收和利用；锌与铜的化学性质类似且吸收部位均在小肠，二者在肠粘膜或金属硫蛋白中可互相竞争结合部位，从而互相抑制吸收和利用。

4.某些微量元素易产生毒性作用

微量元素的摄入量是其生物效应作用的关键，具有明显的剂量反应关系。某些微量元素在体内需要量很少，但其生理剂量与中毒剂量范围较窄，摄入过多易产生毒性作用。例如，硒元素是人体必需的微量矿物质营养素，适量的硒能够促进人体健康，但摄入过量硒可则能够引起中毒，因此对硒的强化应注意用量不宜过大。

（三）矿物质的生理功能

1.构成机体组织的重要成分

如钙、磷和镁是骨骼和牙齿的主要成分，铁是血红蛋白的主要成分，磷是核酸的主要成分。如果食物中长期缺乏矿物质，会造成生长发育不良，身材矮小。

2.细胞内、外液的组成成分，对维持细胞内、外液的渗透压和物质交换起重要作用

在组织液中的各种矿物元素，特别是保持一定比例的钾、钠、钙、镁离子是维持神经、肌肉兴奋性、细胞膜通透性、正常的渗透压以及所有细胞正常功能的必要条件。

3.维持体液酸碱平衡

矿物质能促进无机盐中金属离子和非金属离子的相互配合以及重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用，共同维持体液pH值的稳定。

4.构成体内具有特殊功能的物质

如血红蛋白和细胞色素系统含有铁元素，甲状腺素含有碘，谷胱甘肽过氧化物酶含有硒。

5.构成酶的辅基、激素、维生素、蛋白质和核酸的成分，参与酶的激活

矿物质是生物酶系统中的辅助因子和激活剂、如钙离子是凝血酶系统的激活剂等。

6.维持神经、肌肉的兴奋性

各种组织中的钠、钾、钙、镁离子浓度保持一定比例，是维持神经及肌肉兴奋性、细胞的通透性及细胞正常功能发挥的必要条件。

四、有机酸

食品中酸的种类很多，可分为有机酸和无机酸两类，但主要是有机酸，而无机酸含量很少。通常有机酸部分呈游离状态，部分呈酸式盐状态存在于食品中。果蔬中有机酸的含量取决于其品种、成熟度以及产地气候条件等因素，其他食品中有机酸含量取决于其原料种类、产品配方以及工艺过程等。

（一）有机酸的种类

食品中常见的有机酸包括苹果酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、乳酸和醋酸等。这些有机酸有的是食品中的天然成分，如葡萄中的酒石酸、苹果中的苹果酸；有的是在食品加工中人为加入的，如配制型饮料中加入的柠檬酸；有的是在食品生产、加工、贮藏过程中产生的，如酸奶发酵过程中产生的乳酸和食醋发酵过程中产生的醋酸。

（二）有机酸的性质与用途

1.柠檬酸

柠檬酸又名枸橼酸，是一种重要的有机酸。在室温下，柠檬酸为无色半透明晶体，易溶于水及乙醇，易潮解和风化。柠檬酸广泛存在于柠檬、柑橘、梨、无花果、葡萄等水果中。柠檬酸可从植物原料中提取，也可由糖进行发酵制得。柠檬酸有温和爽快的酸味，在食品工业中广泛用于各种饮料、糖果、点心、饼干、罐头等食品的生产。

2.苹果酸

苹果酸即2-羟基丁二酸，是一种重要的天然有机酸。苹果酸首先从苹果汁中分离出来，是苹果汁酸味的来源。自然界存在L-苹果酸、D-苹果酸和DL-苹果酸三种形式的苹果酸，其中L-苹果酸是生物体可以利用的形式。与柠檬酸相比，苹果酸产热量更低，是一种低热量的理想食品添加剂，具有酸度大、味道柔和、滞留时间长等特点。在食品工业中，苹果酸广泛用做用于加工和配制饮料、果汁，也用于糖果、果酱等的制造，对食品具有抑菌防腐作用。

3.乳酸

乳酸存在L-乳酸和D-乳酸两种旋光异构。乳酸具有很强的防腐保鲜功效和柔和的酸味，可作为防腐剂、酸味剂、pH调节剂、保湿剂和矿物质营养强化剂，广泛应用于发酵食品、乳制品、饮料和酒、肉禽类产品、面制品、果酱、腌制品、罐头和糖果等食品的生产。

4.酒石酸

酒石酸又名2，3-二羟基丁二酸，存在于葡萄等多种植物中，是葡萄酒中主要的有机酸之一。酒石酸具有3种旋光异构体，其中L-酒石酸最为常见，广泛存在于水果中。酒石酸广泛用于食品工业，如作为啤酒发泡剂、食品酸味剂、矫味剂，用于清凉饮料、糖果、果汁等的生产过程。

（三）有机酸在食品中的作用

有机酸不仅是食品中重要的酸味成分，而且影响食品的加工和储藏过程。有机酸在食品中的作用主要包括以下三个方面：

1.显味剂

大多数有机酸具有很浓的水果香味，显著影响食品风味，并能刺激食欲，促进消化。此外，有机酸在维持人体体液酸碱平衡方面起着重要的作用。

2.保持颜色稳定

食品中的酸味物质的存在，即食品中pH值的高低，对保持食品颜色的稳定性起着一定的作用。选用pH6.5～7.2的沸水热烫蔬菜，能很好地保持绿色蔬菜特有的鲜绿色；在水果加工过程中，如果加酸降低介质的pH值，可抑制水果的酶促褐变。

3.防腐作用

有机酸在食品中还能起到一定的防腐作用。当食品的pH＜2.5时，一般除霉菌以外，大部分微生物的生长都受到了抑制；若将醋酸的浓度控制在6%时，可有效地抑制腐败菌的生长。

五、酶

各种动植物体中都含有多种酶，因此酶也是动植物食品的组成成分，对食品的质量有着非常重要的作用。但是，食品加工过程会破坏酶的催化活性。可以把酶看成一种蛋白质或结合蛋白质物质。食品中存在的酶分为内源酶和外源酶两类，内源酶指食品原料中固有的酶；外源酶是指非动植物体食品中所产生的酶或具有的酶，即是一种外加到食品中的酶物质或含酶制品，包括加入的商品酶和食品加工储藏中污染微生物产的酶。

（一）淀粉酶

淀粉酶又称为淀粉分解酶，不仅能水解淀粉分子，也能催化糊精、低聚糖等淀粉水解产物发生水解作用。常见的淀粉酶主要包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶等。

1.α-淀粉酶

α-淀粉酶（EC3.2.1.1.）能水解淀粉、糖原和环糊精分子中的α-1，4-糖苷键，将淀粉切断成长短不一的短链糊精和少量低分子糖类，从而使淀粉糊的黏度迅速下降，即起到降低稠度和“液化”的作用，所以此类淀粉酶又称为液化酶。α-淀粉酶的最适宜作用温度为60～70℃，最适pH值为6.0，Ca2+具有一定的提高淀粉酶活力和稳定性的能力。α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中，主要应用于淀粉糖浆、低聚糖、啤酒、烘焙食品、面制品等的生产过程。

2.β-淀粉酶

β-淀粉酶（EC3.2.1.2.）又称外切型淀粉酶，从淀粉的非还原性末端以麦芽糖为单位顺次分解α-1，4-糖苷键，同时使切下的麦芽糖还原性末端的葡萄糖残基构型转变成β型，故称为β-淀粉酶。β-淀粉酶不能水解淀粉分支处的α-1，6-糖苷键，淀粉的分解会在1，6键前的2～3个葡萄糖残基处停止，所以β-淀粉酶分解直链淀粉的产物主要是麦芽糖，分解支链淀粉的产物主要是麦芽糖和大分子的β-界限糊精。β-淀粉酶主要存在于高等植物中，一般哺乳动物体中不含此酶，广泛应用于啤酒、饴糖、高麦芽糖浆、结晶麦芽糖醇等以麦芽糖为产物的制糖，主要作用是进一步提高麦芽糖的糖化率和产出率。

（二）酯酶

酯酶是指能够水解酯键的酶类，主要包括脂肪酶和植酸酶。

1.脂肪酶

脂肪酶（EC3.1.1.3）也称脂肪水解酶，存在于所有的生物体中，能够催化油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯，广泛应用于油脂加工、食品、医药、日化等工业。

2.植酸酶

植酸酶可以水解植酸生成肌醇和磷酸，同时释放出与植酸结合的其他营养物质，可分为3-植酸酶（EC3.1.3.8）和6-植酸酶（EC3.1.3.26）。在食品和饲料工业中，植酸酶能够通过分解植酸（盐）来解除植酸的抗营养作用，提高多种矿物元素和蛋白质、氨基酸的可利用性。

（三）蛋白酶

蛋白酶是一类可以水解蛋白质或多肽中的酰胺键（肽键）的酶，主要来源于高等植物的种子和果实、动物的内脏和腺体以及酵母等微生物。蛋白酶广泛应用于食品工业中，包括肉类加工、以谷物为原料的酒精、酿酒和酿造醋生产、茶饮料、风味调料等。例如，木瓜蛋白酶（EC3.4.22.2）是一种从木瓜乳液中提取的含巯基的肽链内切酶，在食品工作中广泛用作肉类嫩化剂、啤酒饮料澄清剂、饼干松化剂、面条稳定剂等，能够有效提高食品营养价值，有利于人体的消化和吸收。

（四）氧化还原酶

氧化还原酶是能催化两分子间发生氧化还原作用的酶的总称，在食品中常见的氧化还原酶主要包括多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化氢酶和磷酸化酶等。

1.多酚氧化酶

多酚氧化酶（Polyphenol oxidase, PPO）是一类含铜金属酶，能有效催化多酚类化合物氧化形成相应的醌类物质，可分为酪氨酸酶（EC.1.14.18.1）、漆酶（EC.1.10.3.1）和儿茶酚氧化酶（EC.1.10.3.2）三大类。多酚氧化酶广泛存在于蔬菜、水果等植物性食物中，是导致蔬菜、水果发生酶促褐变的主要因素。

2.抗坏血酸氧化酶

抗坏血酸氧化酶（EC1.10.3.3）是一种含铜的氧化酶，广泛存在于蔬菜、水果等植物性食物的细胞质和细胞壁中。抗坏血酸氧化酶能够催化抗坏血酸氧化为脱氢抗坏血酸，在氧化还原系统中起重要作用。

3.过氧化氢酶

过氧化氢酶（EC1.11.1.6）是广泛存在于动植物体中的一种抗氧化酶，能够催化过氧化氢分解成氧和水的酶。在食品工业中，过氧化氢酶主要用于除去用于制造奶酪的牛奶中的过氧化氢，也用于食品包装，防止食物被氧化。

4.磷酸化酶

磷酸化酶广泛存在于动物、植物及微生物中，如淀粉磷酸化酶。淀粉磷酸化酶（EC2.4.1.1）是参与淀粉代谢的重要酶类之一，能够逐步水解直链或支链淀粉的非还原端上的α-1，4-糖苷键，产物为葡萄糖-l-磷酸。

六、膳食纤维

（一）膳食纤维的定义

膳食纤维一般指能抗人体小肠消化吸收的而在人体大肠中能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。2009年，国际食品法典委员会对膳食纤维进行最新的定义：膳食纤维是指具有10个或以上单体链节的碳水化合物，不能够被人体小肠内生酶水解，且属于天然存在于消费食物中的可食用的碳水化合物，由食物原料经物理、酶或化学法获得的碳水化合物，对健康表现出有益的生理作用的人造碳水化合物的聚合物。

（二）膳食纤维的分类

膳食纤维的成分复杂、来源广泛，因此分类方法众多。

1.根据溶解特性分类

根据溶解性能，膳食纤维可分为可溶性膳食纤维（Soluble dietary fiber, SDF）和不溶性膳食纤维（Insoluble dietary fiber, IDF）。

（1）可溶性膳食纤维：可溶解于水又可吸水膨胀，但不能被人体消化道所消化，包括水溶性果胶、魔芋葡甘聚糖、海藻胶、亲水性植物胶（如瓜尔豆胶、阿拉伯胶）、黏多糖、壳聚糖等。水果、蔬菜、海藻、豆类等食物中可溶性膳食纤维含量较高。

（2）不溶性膳食纤维：不溶于热水且不能被人体消化吸收，主要包括纤维素、半纤维素、木质素、不溶性果胶、壳聚糖和植物蜡等。不溶性膳食纤维是构成植物细胞壁的的主要成分，主要来源于禾谷和豆类种子的外皮以及植物的茎和叶。

2.根据被大肠菌群发酵程度来分类

根据被大肠菌群发酵程度的不同，膳食纤维可分为部分发酵类纤维和完全发酵类纤维。部分发酵类纤维包括纤维素、半纤维素、木质素、植物蜡和角质等，发酵纤维包括β-葡聚糖、果胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、海藻胶和菊粉等。一般来说，完全发酵类纤维多属于可溶性膳食纤维，而部分发酵类纤维多属于不溶性膳食纤维。

3.根据来源分为五类

根据来源不同，可分为植物性来源的膳食纤维（纤维素、木质素、果胶等）、动物性来源的膳食纤维（甲壳素、壳聚糖等）、海藻多糖类膳食纤维（卡拉胶、琼脂等）、微生物多糖膳食纤维（真菌多糖、黄原胶等）及合成类膳食纤维（羧甲基纤维素等）。

（三）膳食纤维的生理功能

1.延缓碳水化合物消化吸收，预防肥胖症

膳食纤维能够通过多种途径预防肥胖症。膳食纤维在肠胃中吸水膨胀并形成高黏度的溶胶或凝胶，具有填充剂的容积作用，易产生饱腹感并减慢胃排空，因而减少进食量；膳食纤维取代了食物中一部分营养量，从而减少食物总摄取量；膳食纤维具有低热能的特点，主要在大肠内发酵的方式进行代谢，提供的能量低于普通碳水化合物；膳食纤维能够与部分脂肪酸结合，减少了机体对脂肪的吸收率。

2.改善肠道菌群，维持肠道微生态平衡

肠道内存在着由不同细菌构成的各类菌群，其中的有益菌在提高机体免疫力和增强抗病能力方面有着显著的功效。膳食纤维在小肠不能被人体消化吸收而直接进人大肠。膳食纤维能在肠道中发酵，产生大量乙酸、醋酸、叶酸和乳酸等短链脂肪酸（SCFA），改变了肠道pH值，改善有益菌群的繁殖环境，选择性地促进肠道双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的增殖并抑制腐败菌的生长，从而调节肠道微生态平衡。

3.预防和辅助性治疗糖尿病

大量研究结果证实，增加膳食纤维的摄入有利于预防和控制糖尿病。膳食纤维能够延缓葡萄糖的吸收，推迟可消化性糖类如淀粉等的消化，从而抑制餐后血糖急剧升高和改善糖耐量；膳食纤维能够抑制胰高血糖素的分泌，增强机体对胰岛素的敏感性，改善血液中胰岛素的调节作用，有利于糖尿病的治疗和康复。

4.调节肠胃功能，促进肠道道健康

膳食纤维具有很强的持水性，吸水后使肠内容物体积增大，大便变松变软，通过肠道时会更顺畅更省力；作为肠内异物，膳食纤维及其产生的短链脂肪酸等物质能够刺激肠道的收缩和蠕动而加速排便，加快大便排泄，起到治便秘的功效；膳食纤维能够减少粪便中有害物质与肠道的接触，保持肠道清洁，从而减少和预防胃肠道疾病。

5.预防心血管疾病

流行病学研究结果表明，增加膳食纤维的摄入能降低心血管疾病的发生风险并可延缓高危人群向心血管病转化的速度，其可能的机制包括调节血脂、降低血压、改善胰岛素敏感性和改善炎症等。膳食纤维素可吸附胆汁酸、脂肪等而使其吸收率下降，达到降血脂的作用；膳食纤维能与胃肠道中的Na+进行交换，使Na+随粪便大量排出，血液中Na+/K+比变小，从而产生降血压作用；膳食纤维还能够提高胰岛素敏感性和改善炎症。

6.降低重金属和有毒化学物质对人体的毒害作用

膳食纤维分子中含有的一些羧基和羟基类侧链基团具有弱酸性离子交换树脂作用，在肠道内能够吸附Mg2+、Pb2+、Hg2+、Cd2+等金属离子，从而延缓和减少重金属的吸收，起到解毒作用；同时，膳食纤维有利于减少黄曲霉毒素、亚硝胺、多环芳烃等有毒化学物质的吸收并促进其肠道排出，从而降低有毒化学物质对人体的毒害作用。