果品营养学

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第一章绪论
　　为了维持人体正常的生理功能并保持健康，人每天需要食用各种各样的果品。人体对某种营养素的需要量随着年龄和生理状况的改变而改变。各类果品中的营养物质和生物活性物质成为消费者关注的一个目标。果品营养学则是营养学的一个分支学科。
　　本章思维导图如下：
　　第一节　果品的概念与分类
　　一、果品的概念
　　根据广义的概念，果品通常又称水果，是指可供人类食用的果树的果实或种子。根据狭义的概念，果品是指供食用的含水分较多的植物果实的统称。本教材采用广义的概念。
　　果品是食品中的一大部分，是副食品的主要组成部分。它包含了食品中的两大类别：鲜果及其制品、干果、坚果及其籽类。
　　鲜果及其制品含有新鲜水果和水果制品。新鲜水果是指未经加工的、未经表面处理的水果，以及去皮或者预切的冷冻的水果。
　　水果制品是指利用新鲜水果制备的各种果品，它包括果品干制类、糖制果品类、果汁类、果品罐头类、果酒类、果醋类等。
　　二、果品的分类
　　根据生物学特性和果实的结构，果品可以分为仁果类、核果类、浆果类、柑果类、荔果类、聚复果类、瓜类、坚果类。
　　1．仁果类　　仁果类果实的食用部分由肉质的花托发育而成，果实中心有多粒种子。仁果类果实在植物学上是假果，主要有苹果、梨、枇杷和山楂。
　　2．核果类　　核果类果实由单心皮上位子房发育而成，有明显的外果皮、中果皮和内果皮，外果皮薄，中果皮肉质可以食用，内果皮木质化，俗称核。核果类果实在植物学上是真果，主要有桃、李、杏、樱桃、枣、杨梅、芒果、橄榄等。
　　3．浆果类　　浆果类果实是由单心皮或多心皮合成雌蕊，上位或下位子房发育形成的肉质果，外果皮薄，中果皮和内果皮肉质多汁，内有一枚或多枚种子。浆果类主要有葡萄、猕猴桃、香蕉、柿子、蓝莓、番木瓜、石榴、果桑、无花果、杨桃、番石榴、樱桃番茄、火龙果等。
　　4．柑果类　　柑果类果实是由多枚子房联合发育而成的肉质果，外果皮革质，软而厚；中果皮较疏松，中间隔成瓣的是内果皮。食用部分是内果皮的表皮毛发育而成的长形丝状细胞。主要有橘子、柚子、橙子、柠檬、葡萄柚等。
　　5．荔果类　　荔果类果实的外果皮革质，食用部位是假种皮。主要有荔枝、龙眼、红毛丹等。
　　6．聚复果类　　聚复果类果实是由一个花序发育或者多心皮的一朵花发育而成的。主要有菠萝、菠萝蜜、草莓、番荔枝等。
　　7．瓜类　　瓜类是指作为水果食用的葫芦科植物，主要有西瓜、甜瓜和哈密瓜等。
　　8．坚果类　　坚果类果实或种子外部具有坚硬的外壳，食用部分为种子的子叶或胚乳。主要有板栗、核桃、松子、榛子、杏仁、银杏等。
　　坚果及其籽类含有生干坚果及籽类、坚果及籽类制品两大类。①生干坚果及籽类包括木本坚果（树果）、油料（不包括谷类种子和豆类）、饮料及其甜味种子（如可可豆、咖啡豆等）。②坚果及籽类制品则包括熟制坚果及籽类（带壳，脱壳，包衣）、坚果及籽类罐头、坚果及籽类的泥（酱）、盐渍的果仁等。
　　除了上述种类之外，水果制品也属于果品的范畴。
　　水果制品包括水果罐头，水果干类（果干），醋、油或盐渍水果，果酱、果泥、蜜饯、凉果（包括果丹皮），发酵的水果制品，煮熟的或油炸的水果、水果甜品等。其中，果干包括干制红枣、桂圆干、葡萄干、桑葚干、柿饼、无花果干、杏干等。
　　此外，也可以按照产地将果品分为南方果品和北方果品。南方果品主要种植在长江以南，北方果品主要种植在长江以北。荔枝、龙眼是南方果品；苹果、枣是北方果品。
　　我国具有丰富的水果资源。水果种类居世界第一；多种水果，如猕猴桃、桃、荔枝、龙眼、枸杞原产于我国。
　　我国鲜果总产量达2.6亿吨，居世界首位，占种植业产值的 14%，与4500万果农的收入息息相关。
　　第二节　营养学的概念与分类
　　一、营养学的概念
　　营养（nutrition）是指人体摄取、消化、吸收和利用食物中的营养物质以满足机体生理需要的生物学过程。
　　营养素（nutrient）是食物的有益物质，是营养的物质基础。根据含量和是否提供能量，营养素通常分为六大类：蛋白质、脂类、糖类、矿物质、维生素和水。其中前三类是宏量营养素（macronutrient），也叫能量营养素。第四和五类是微量营养素，也叫非能量营养素。也有学者将矿物质中的大量元素归为宏量营养素，微量元素归为微量营养素。第六类营养素是水。各类营养素具有各自特殊的营养功能（图 1-1）。除了上述六大类营养素之外，如果人类摄入的食物中长期缺少纤维或者纤维比例低，则会导致人体心血管疾病、糖尿病和癌症等。因此又将膳食纤维称为第七类营养素。
　　营养学是研究食物与机体的相互作用，以及食物营养成分（包括营养素、非营养素、抗 营养素等成分）在机体里分布、运输、消化、代谢的科学。营养学能够指导人类合理利用食物，增进人体健康。营养学是生物科学的一个分支，是一门综合性学科，与生物化学、生理学、病理学、临床医学、食品科学、农业科学等学科都有关系。营养学能够指导一个集体、家庭和个人饮食的合理安排，是一门应用性较强的学科。
　　1-1　营养素的类别及其生理功能
　　根据权威医学杂志《柳叶刀》发布的全球饮食报告，由于饮食结构问题而致病致死的三大因素之一是水果吃得太少。水果的最佳推荐量是每天 250g，我国瓜果类人均消费为 47.4kg/年。我国目前的平均水平只及一半（Collaborators，2019）。随着人们对果品营养价值认识的提高及消费水平的提高，未来我国的水果消费一定会继续增长。
　　二、营养学的分类
　　随着营养学的发展，出现了很多分支学科，如基础营养学、临床营养学、公共营养学、食品营养学等。
　　基础营养学：包括各类营养素的结构和在体内的消化、吸收、代谢及生理功能等营养生物化学，以及与其有关的细胞生物学与分子生物学。
　　临床营养学：研究在疾病状态下的个体，对其进行营养状况评价，配合治疗进行营养支持并做出效果评价。
　　公共营养学：研究不同工作与生活环境中的正常人群，包括特殊生理状态的人群（婴幼儿、老年人、孕妇、哺乳期妇女）的营养状态和营养干预的评价及改善措施。
　　食品营养学（food nutrition）：研究食物、营养与人体生长发育和健康的关系，以及提高食物营养价值的措施。
　　第三节　营养学的研究历史
　　营养学的研究历史分为传统营养学、现代营养学和分子营养学。果品营养学（fruit nutrition）是食品营养学的一个分支学科，此处一并介绍。
　　一、传统营养学
　　传统营养学是人类根据实践经验，对食品营养作用的经验总结。例如，公元前900年古埃及的莎草纸卷宗中就有“患夜盲症的人最好多吃牛肝”的记载。在那个年代，还缺少现代科学技术和实验数据的支撑，仅限于对食物作用的粗略描述。
　　二、现代营养学
　　现代营养学从 18世纪中叶开始。这个时期发现了呼吸是氧化燃烧，消化是化学变化等系列科学成就。随后的 19世纪和20世纪中叶是现代营养学发展的鼎盛时期。这个时期各种营养成分不断被发现。例如，1810年发现了第一种氨基酸，1838年发现了蛋白质，1844年发现了血糖， 1920年发现了维生素，1929年发现了亚油酸是人体必需脂肪酸，1938年发现了 8种必需氨基酸。
　　三、分子营养学
　　分子营养学（molecular nutrition）是21世纪营养学研究的新领域，它是营养学与现代分子生物学原理与技术有机结合而产生的一门新兴学科。分子营养学是研究营养素分子与基因间的互作关系，从而来预防和控制与营养相关的疾病，如癌症、心血管疾病、糖尿病、肥胖等疾病。研究人员随后发现了高钠饮食可以引起高血压等，这些研究结果可以用来防治慢性疾病。
　　四、果品营养学
　　国内最早（1993年）提出“果品营养学”概念的是湖南农业大学的王仁才教授，他于2005年正式开设了全校本科生公选课“果品营养学”，从果品营养物质与人体健康的关系、水果健康营养品的研制等方面对果品营养学的相关知识进行了介绍。
　　随后，西北农林科技大学的马锋旺教授（2004年）、湖南农业大学的谢玉明博士（2010年）先后在本校为本科生开设了公选课“果品营养学”。
　　2011年，西南大学的靖丽和周志钦正式提出“果品营养学”的概念，并建议果品营养学主要以果品的营养和生物活性物质为研究对象，重点研究有关物质的种类及其在水果中的分布、代谢与生物合成途径、遗传和环境调控机制，以及果品的科学利用等问题。其中果品的科学利用，特别是果品的营养和生物活性物质与人类营养和健康的关系是果品营养学与相关的食品科学、医学等学科的共同研究领域。随着各种研究手段的利用，果品营养学的发展进入到基因组、蛋白质组水平。
　　因为果品中水果及其制品的保鲜期会影响到果品的营养价值，所以果品营养学还要涉及果品的贮藏和流通。综上所述，果品营养学是食品营养学的一个分支学科，主要以果品为研究对象，重点研究各类果品的营养物质和生物活性物质，果品营养物质和生物活性物质的合成、代谢与调控的一门科学。
　　第四节　果品营养学的研究任务、内容和方法
　　果品营养学是食品营养学的一门分支学科，它以水果及其制品、坚果及其籽类的营养物质和生物活性物质作为研究对象，重点研究营养物质的种类及其在水果中的分布、生物活性物质和风味物质的代谢与生物合成途径、果品营养物质和生物活性物质的调控等，从而改善人类的营养状况。果品营养学具有很强的实践性和应用价值。
　　一、果品营养学的研究任务
　　果品营养学的主要任务是研究水果及其制品、坚果及其籽类的组成成分及营养价值，它们的营养与人体健康的关系，提高果品的营养价值等。掌握果品营养学的理论和实际技能，对果品营养价值进行综合评价，将评估结果和贮藏方法应用到果品的生产、资源开发等方面。
　　二、果品营养学的研究内容
　　果品营养学的主要研究内容有以下几点：①果品营养学基础知识，包括果品中的营养物质和生物活性物质、果品的品质和风味，营养物质和生物活性物质的合成途径及其在人体内的代谢与生理功能；②各类果品中的营养物质和生物活性物质，包括常见南北方鲜果、常见干坚果的功能成分及其与健康的关系；③果品营养物质和生物活性物质的调控，包括果品的贮藏与流通、遗传和环境因素对营养物质和生物活性物质的调控作用及其分子机制。
　　三、果品营养学的研究方法
　　食品分析技术和生物学实验方法，营养调查方法，生物化学、食品化学、食品微生物学、食品毒理学的相关研究方法都可以应用到果品营养学的研究中。
　　第五节　果品营养学的研究热点
　　果品的生产离不开农业。农业生产是果品生产的基础产业。水果加工则是农业生产的继续和延伸，是产后生产系统的主要环节。营养科学则可以根据不同人群的需求，选择合适的果品来增进健康。营养科学、农业科学与果品营养学的关系见图1-2。
　　图 1-2　果品营养学与营养科学、农业科学的关系
　　水果上市要求最大限度的保存营养素。其中气调冷藏技术、真空技术、冷冻干燥技术、功能包装等都可以改善水果的感官性状，提高水果的营养水平。
　　目前，果品营养学研究的热点领域有以下4方面。
　　一、特有果品资源的研究
　　我国有很多特有果品资源，如猕猴桃（Actinidia chinensis Planch.）、荔枝（ Litchi chinensis Sonn.）、宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）等。对我国特有果品资源中特有营养和生物活性物质的发现、分离、提纯、鉴定和科学利用研究，已经成为果品营养学研究的一个热点。柑橘在我国有4000余年的栽培历史，孕育了丰富的地方品种，目前国家种质资源重庆柑橘圃仍保存有1000余份柑橘资源，