【科普营养】七大营养素全解析：人体健康的守护神！

作者：素无尘

University of California San Diego 癌症中心博士后。营养师、食品安全师

Washington University in St Louis公共卫生专业研究生、医学博士预科。Louisiana State University Health Sciences Center 公共卫生专业博士，并是Delta Omega Doctoral Award ，美国公共卫生毕业生最高荣誉之一。《中国临床营养网》签约营养师

主要研究方向戒烟戒酒戒大麻、营养与慢性病、癌症预防与控制。

文章首发于《大医生》杂志，由作者重新修订后再次推送。

已授权《中国临床营养网》转载

营养素（nutrient）是指对于人体生长、发育、生殖和维持身体健康必不可少的物质。传统上认为主要分为蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质、水六大类，后来把膳食纤维也被归为必需营养素范畴，因此现在一般说到的人体所需的营养素是七类。这个概念源于美国农业部在20世纪40年代提出的“七大营养素”概念。

特别说明： 国标21922-2008《食品营养标识通则》中说明人体所需五大类营养素，即蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和无机盐。此外，标准还规定了其他一些营养成分应该在食品标签中标示，包括热量、膳食纤维、胆固醇、钠、钾、钙、铁和锌等。这些营养成分有些是人体所需的，有些是辅助营养成分。无论是五大类、六大类、还是七大类，所包含的核心营养素基本相同，只是在分类和命名上略有差异。

一、水(Water)——生命的源泉 （约占人体的60%）

水是人体的重要组成部分，比如人的大脑重量的70%是水分。分阶段来看，婴儿体内的水分大约占体重的75%，成人约占60%，老年人则只有50-55%左右。所以，人体衰老的过程其实也是一个体内水分逐渐丢失的过程（当然衰老也是一个复杂的过程，涉及多种因素，如氧化应激、基因表达的改变等）。水在把营养素输送到人体各个器官的同时，也把代谢的废弃物带出体外。水还有调节人体的体温和酸碱度，参加体内各种生化反应的作用。

体内水分的增加或减少会短期内对体重有影响，相比而言脂肪是要经过数日或者数周才会对体重产生看得见的影响。一个70公斤的成人约含有40公斤的水，所以如果丢失了5%的水分，也就大约降了2公斤的体重。丢失小于5%的水分，就被认为是轻度缺水（Mild Dehydration），此时会有口渴的感觉。所以，一般来说，除了一日三餐正常饮食的水分以外，人每天还需要补充约1000ml的水，大约是两瓶矿泉水（标准瓶）或者三四大杯水（美国饮食指南推荐男性每日水分摄取是13杯，女性是9杯，但是这些水分都是包含一切饮食中的水分的；根据《中国居民膳食指南（2022）》建议低身体活动水平的成年人每天饮7~8杯水，相当于男性每天喝水1700ml，女性每天喝水1500ml，并且推荐喝白水或茶水，不喝或少喝含糖饮料。）。

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最好可以养成间歇饮水的习惯，不要等到口渴时才喝水，因为大脑发送口渴的信号的时候，其实体内已经处于脱水状态了。脱水时间过长不但会引起体能、新陈代谢、抵抗力的下降，还会使皮肤失去光泽和弹性，变得干瘪、暗黄、皱纹增多。女性朋友们想要保持青春，要坚持喝足水，毕竟女人是水做的嘛。

二、蛋白质(Proteins)----生命的基石（约占人体的16%-20%）

蛋白质（Proteins）这个名词第一次出现是在150多年前的希腊词汇，意思是“非常重要”(of prime importance)。

人体由各个器官组成，各个器官由无数不同的细胞构成，每个细胞的主要结构都是蛋白质。蛋白质与机体的生长、组织的修复、内环境的调节、疾病的抵抗、大脑信息的传递、凝血等等重要功能息息相关。约40%的人体蛋白质存在于肌肉组织中，决定机体运动能力。肌蛋白也可以在人体需要的时候（比如饥饿、运动）释放能量。

蛋白质由氨基酸组成，蛋白质要转化成氨基酸才能被人体吸收利用。在已知的20种氨基酸中，其中9种为人体无法自身合成，必需从食物中获得，因此称为“必需氨基酸”。如果成人蛋白质缺乏，肌肉会变得松弛没有弹性，头发往往会显得枯黄、指甲也会容易断。婴幼儿生长迅速，蛋白质需要量高于成人，平均每天每公斤体重需要2克以上蛋白质。对成人来说，每天每公斤体重需要0.8克蛋白质。例如，一个60公斤的成年人每天需要摄入约48克蛋白质。然而，运动员、孕妇和哺乳期妇女等特殊群体的蛋白质需求可能会更高。

蛋白质的好坏主要取决于其氨基酸组成和生物利用度。优质蛋白质通常包含9种人体必需的氨基酸，且生物利用度较高。劣质蛋白质则在氨基酸组成或生物利用度上相对较低，通常缺乏人体所需的全部或部分必需氨基酸。

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优质蛋白来源包括肉、蛋、奶、豆类等，劣质蛋白质来源包括玉米蛋白、小麦蛋白、坚果中的蛋白、黄喉、鱼胶等。我们拿鱼胶举例，鱼胶缺乏一些人体所需的氨基酸，特别是缺少组成人体蛋白质所必需的赖氨酸。此外，鱼胶中也缺乏许多其他重要的氨基酸，尤其是必需氨基酸，如异亮氨酸和色氨酸。

三、脂肪（Lipids）----生命的燃料（约占人体的15-30%，不过也因人而异，一般女性高于男性）

经常有人说自己太胖了，血脂高了，心脏病来了，所以很多人会认为脂肪一定不是好东西。其实脂肪同样珍贵！饮食推荐文章经常会建议适量摄入脂肪（moderate in fats），但从来不是说拒绝脂肪的（no-fat）。好在绝大多数的食物中都含有脂肪，只要饮食是均衡的，就不需要额外的去补充脂肪。

每克脂肪所提供的能量一般是每克碳水化合物或蛋白质供能的2倍以上。脂肪是储存和供给能量的主要营养素，但是它的作用远远不止是给人体提供生命的燃料。它还给人体的器官充当缓冲作用，支持保护内脏、关节和组织；保护器官不受到温度变化的影响；促进脂溶性的营养素（比如维生素A、D、E、K）和植物素的吸收；也是提供构成细胞膜的主要成分，毕竟没有细胞膜就没有细胞，没有细胞就没有生命。每日脂肪提供的能量应该占20%～30%，其中不饱和脂肪酸的摄入量应该占脂肪总摄入量的70%以上。

不饱和脂肪酸主要分为单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）。单不饱和脂肪酸（MUFA）的来源有植物油（橄榄油、葵花籽油和花生油等）,坚果类(杏仁、核桃、榛子等)，种子类，如奇亚籽、亚麻籽等，或者牛油果。多不饱和脂肪酸（PUFA）的来源包括深海鱼类（如鲑鱼、鳟鱼、沙丁鱼、鲱鱼和鲭鱼等），植物油（玉米油、大豆油、葵花籽油、花生油和葡萄籽油等），坚果（如杏仁、核桃、亚麻籽、奇亚籽等），还有鱼肝油。

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人体内的脂肪分为两种类型：皮下脂肪和内脏脂肪。皮下脂肪分布在皮肤下的脂肪组织中，主要作为能量储备和保护内部器官。内脏脂肪则分布在腹腔内，包裹着内部器官，其过量积累与多种慢性疾病如心脏病、糖尿病、高血压等风险增加有关。

四、碳水化合物(Carbohydrates)----生命的驱动(约占人体的1%-2%)

碳水化合物是为人体生命活动供能的主要来源，它大量存在于面、米、杂粮、薯类、豆类等食物中。任何的碳水化合物在体内经过系列生化反应后最终都分解为糖（比如葡萄糖、果糖），所以又称为糖类。大部分器官的食物都是葡萄糖。除了给机体提供能量以外，碳水化合物的作用还表现在组成抗体、细胞膜、神经组织、遗传物质核糖核酸等具有重要功能的物质。

每天吃的食物中，碳水化合物的供能应该占60-65%（60-65%这是一个大致的建议，实际上每个人的需求可能会因年龄、性别、身体状况、运动量等因素而有所差异）。虽然每天进食这么多的碳水化合物，但是直接储存在体内的只有1-2%，大部分都作为能量提供给机体的日常活动。（1-2%这个比例也会因个体差异、饮食习惯和生活方式等因素而有所不同。碳水化合物在人体内储存量较低，主要储存在肌肉和肝脏中的糖原形式。）

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如果机体摄入的能量大于消耗的能量，则多余的碳水化合物以脂肪的形式存储起来。肥胖的一个主要原因是能量摄入过多，运动过少，当能量的摄入大于消耗时，多摄入的能量就只能转化成脂肪了。所以减肥，首先要管住嘴。通过合理的饮食搭配和适当的运动，可以更好地实现健康的减肥目标。

碳水化合物主要分为简单碳水化合物（如糖）和复杂碳水化合物（如淀粉和纤维）。简单碳水化合物容易被人体快速消耗，可能导致血糖波动，而复杂碳水化合物消化缓慢，可以提供持续能量，并有助于维持稳定的血糖水平。因此，在选择碳水化合物来源时，应更多地选择全谷物、杂粮和豆类等食物。

五、维生素（Vitamins）----生命的催化剂 (远小于人体的1%)

维生素是没有能量的营养素，是人体只需要很小的量就能起到关键作用的物质。如果量不足或完全没有，有可能会对人体造成不可逆转的损伤。维生素在体内起到辅酶或者促进酶活性的作用，参与许多生化过程，如抗氧化、免疫系统功能、基因表达调控等，对维持人体生长发育和生理功能有重要意义。

维生素分为脂溶性和水溶性，脂溶性维生素包括A、D、E、K，它们可以在肝脏或者其他脂肪组织内储存，不需要每天提供，如果累积量太大，会有中毒反应；水溶性维生素主要包括B1（Thiamin硫胺素）、 B2（Riboflavin核黄素）、 B3（Niacin烟酸）、 B5(pantothenic acid泛酸)、 B6、B9(Folate叶酸)、 B12 以及维生素C，这些维生素，人体无法自行合成，也不在体内储存，因此需要每天从食物中补充，然而这些营养素也很容易在食物加工的过程中被流失。

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维生素B12是个例外，它可以在肝脏中储存较长时间。此外，水溶性维生素的摄取过量通常不会导致严重的中毒反应，因为多余的维生素可以通过尿液排出体外。然而，长期过量摄入某些水溶性维生素（如维生素B6）仍可能导致一些不良反应。

为了确保足够的维生素摄入，建议多吃新鲜蔬菜、水果、全谷物、坚果和种子等富含维生素的食物。在必要时，可以在医生或营养师的建议下使用适量的维生素补充剂。

六、矿物质 （Minerals）----生命的构造（约占人体的4%-5%）

“尘归尘，土归土！”用这句话来描述矿物质最好不过了。当生命离开了生命体，只会剩下“一抔黄土”。水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素会在体内经过复杂的生化反应，其中的碳原子（C）会和氧原子（O）结合变成二氧化碳（CO2），消失在空气中了；氢原子（H）会和氧原子（O）结合生成水，随着身体活动被利用或被排出体外；只有矿物质是会变成灰份留下来的，大约两公斤左右。虽然量不大，但是它对人体的作用太大了。

矿物质是构成骨骼的主要成分。如果把矿物质从骨骼中完全去除，只剩下蛋白质（这些蛋白质主要是胶原蛋白），这些遗留的蛋白质可以弯曲甚至打成一个结。也就是说，是矿物质提供了生命的硬度。矿物质还是组成酶的重要成分，对维持渗透压、酸碱平衡，以及保持神经、肌肉正常功能都有重要作用，它们还参与许多生化过程，如激活酶、合成激素、传递神经信号、调节细胞生长和分化等。

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矿物质一共有60多种，不过不是所有的矿物质都是必需的，有些矿物质在人体内的作用和需求尚不清楚。其中钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁等7种矿物质称为宏量元素，因为它们在人体内的含量相对较多。其他矿物质如铁、锌、碘、硒等称为微量元素，因为它们在人体内的含量较少，但仍然对健康非常重要。

为了确保足够的矿物质摄入，建议多吃新鲜蔬菜、水果、全谷物、坚果和种子等富含矿物质的食物。在必要时，可以在医生或营养师的建议下使用适量的矿物质补充剂。

七、膳食纤维 （Dietary Fiber） ----生命的补充 （约占0.01%）

膳食纤维是指不被人体消化的植物细胞残存物。膳食纤维确实没有能量，但它们在人体内有很多重要的作用，包括维持消化系统健康、降低心血管疾病风险、控制血糖和维持体重等。

绝大多数的膳食纤维从被食入到被排出体外，都不产生任何可用的热量。只有很小一部分的膳食纤维经过大肠中亿亿万万的细菌产生的酶的作用，能分解成为可被大肠吸收的物质。

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因此，膳食纤维可分为水溶性膳食纤维和非水可溶性膳食纤维。水溶性膳食纤维是指可溶于水，也容易被大肠内的发酵细菌消化。这些膳食纤维通常存在于燕麦、大麦、豆类或者柑橘类水果中，这些膳食纤维能降低血糖、降低胆固醇水平、预防心血管疾病、改善肠道功能。近些年很火的苹果中的果胶（pectin）就是一种水溶性膳食纤维，被誉为苹果中的“软黄金”。果胶是一种水溶性膳食纤维，也存在于许多水果和蔬菜中，具有很好的凝胶和黏附性能。果胶有助于降低胆固醇水平、改善肠道功能、减缓食物在肠道内的通过速度，从而有助于维持稳定的血糖水平。

非水溶性膳食纤维（如纤维素、木质素等）不溶于水，不容易被大肠内的细菌发酵，有助于增加大便的体积，促进肠道蠕动，防止便秘和肠道疾病，也有助于对肠道菌群的建立也起到积极的作用。同时，也注意适量增加纤维摄入，避免过多过快的摄入导致肠胃不适。

小结：

蛋白质是生命的基础，构成细胞和组织，参与生命活动的调控；脂肪是生命的燃料，提供能量、保护内脏、促进脂溶性营养素吸收；碳水化合物是生命的驱动，为人体提供主要能量来源；维生素是生命的催化剂，以微量存在却对生长发育和生理功能至关重要；矿物质是生命的构造，构成骨骼、酶的重要成分，维持渗透压、酸碱平衡以及神经肌肉功能；膳食纤维是生命的补充，对维持消化系统健康、降低心血管疾病风险、控制血糖和维持体重具有重要作用。总之，这些营养素在人体内协同作用，共同维持生命的正常运行。（由于篇幅有限，每一种营养素，后续都会有十分详细的专门介绍，如有兴趣，敬请期待。）