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[转载]什么是营养,什么是营养素,什么是宏量和微量营养素?

已有 501 次阅读 2025-1-25 20:06 |系统分类:科普集锦|文章来源:转载

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人体需要必需的成分来维持其生命活动和身体的发育。缺乏可能导致营养不良慢性健康问题甚至死亡

良好的营养对于儿童快速合成新组织器官发育身心成长是必要的。在营养学上,需要两种不同的关键成分,即宏量营养素微量营养素

我们体内需要大量的常量营养素,也称为宏量营养素,以提供能量和预防健康疾病

我们体内需要少量的微量营养素促进生理发育维持健康益处

营养过剩营养缺乏都会对人类生活产生健康影响。

影响食物和营养的因素(个体)

影响个体食物选择营养需求的因素包括:

-遗传

-营养习惯

-成长/发展

-食品质量

-食物数量

-经验

-消化系统效率

-个人偏好

-生化可用性

-教育

-疾病

-家庭

-女性地位

-营养缺乏

-人员的活动水平

-成瘾习惯

什么是营养?

安托万·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)—被称为化学和营养学之父,发现了营养学。营养学是研究生物体和食物之间相互作用的学科。

根据词典的解释,营养的意思是"将食物摄入体内并吸收这些食物中营养素的过程"。

食物中的营养素被称为营养供身体使用。此外,它是消耗、吸收和利用食物中营养素的过程。

在饮食中适当维持天然食物的营养有助于保持你的生活健康和运作

如果人们不摄入适当的饮食,那么可能会导致许多疾病,如心脏病,癌症,抑郁症,胃痛,认知能力下降等。

什么是营养素?

★食物中存在的有机和无机复合物称为营养物质

营养素在我们身体的功能中起着至关重要的作用。食物为我们的身体提供超过50种不同的营养物质,每种营养素都有其特定的作用和功能

食物中的营养成分主要分类是:

宏量营养素(产生能量)

-碳水化合物

-蛋白质

-脂肪

-水

微量营养素(保护性)

-矿物质

-维生素

 什么是宏量营养素?

宏量营养素(Macronutrients)中“Macro”这个词的意思是大,人类需要大量的宏量营养素。

每种宏量营养素都有其特定的途径和功能,它们为我们的身体提供能量

正常人宏量营养素的总能量摄入大约是碳水化合物(60-80%)、脂肪(10-30%)和蛋白质(7-15%)。

它们还有助于身体软组织、细胞膜、激素的结构成分以及递质分子受体炎症介质等的信号传导和发育。

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Part 01什么是碳水化合物?

碳水化合物是最丰富的有机物质,主要由含有(C)、(H)和(O)原子的分子组成,并且具有通式C6H12O6

能量的来源是碳原子。它可以氧化脂肪合成非必需氨基酸

碳水化合物是水果和蔬菜的组成部分,在光合作用过程中由绿色植物或植物性食物形成,它是一种能源。例如水果、蔬菜、牛奶、坚果、谷物、种子、豆类等。

▸ 碳水化合物主要可分为四类,它们是:

单糖:果糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖;

二糖:蔗糖、乳糖、麦芽糖;

低聚糖:三糖、棉子糖、四糖水苏糖;

多糖:淀粉,糖原,纤维素,半纤维素

水化合物的详细分类(碳水化合物的类型)

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来源:microbenotes

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单糖

最简单的碳水化合物组,通常称为单糖,因为它们不能进一步水解。单糖是还原糖。

它们是糖,味道甜,溶于水,不溶于非极性溶剂。它们以直链或环状形式存在。

它们被用作呼吸的能量来源

它们是大分子的重要组成部分

单糖 – 结构、性质和示例

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图片来源:pressbooks.bccampus.ca

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二糖

二糖由两个通过缩合反应连接在一起的单糖组成。

二糖 – 结构、性质和示例

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图片来源:pressbooks.bccampus.ca

缩合反应是两个分子结合形成新的化学键,当键形成时释放出水分子。在两个单糖之间形成糖苷键。如果一种单糖上的碳1与另一种单糖上的碳4结合,则称为1,4-糖苷键

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示例:

麦芽糖由两个葡萄糖分子通过糖苷键连接在一起形成;

蔗糖是由葡萄糖分子和果糖分子之间的缩合反应形成的;

乳糖由葡萄糖和半乳糖分子形成。

通过添加水分子来破坏糖苷键,可以将二糖分裂成两个单糖,这称为水解反应。水提供羟基(-OH)和氢(-H),这有助于糖苷键断裂。

蔗糖是运输糖,乳糖是牛奶中的糖,牛奶是年轻哺乳动物饮食的重要组成部分。

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低聚糖、多糖

具有3-10个糖单元的分子称为低聚糖,而含有11个或更多单糖的分子是真正的多糖

低聚糖的例子包括棉子糖水苏糖

多糖尝起来不甜。并且因为它们的分子非常巨大,所以大多数多糖不溶于水。

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来源:microbenotes

多糖在其重复出现的单糖单元的身份链的长度键连接单元的类型支链的程度上彼此不同。主要关注两个重要功能,即结构功能能量储存

它们根据水解产生的分子类型进一步分类。可以是同多糖,包含相同类型的单糖;或异多糖,即包含不同类型的单糖

同多糖的例子是淀粉、糖原、纤维素、果胶

异多糖的例子是透明质酸、软骨素

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淀粉由α-葡萄糖(直链淀粉和支链淀粉)的长链组成。糖原由通过糖苷键连接在一起的α-葡萄糖组成。纤维素也由许多β-葡萄糖分子组成,这些分子通过碳1和碳4之间的糖苷键连接。

淀粉是植物中主要的储能材料

糖原是动物体内的主要储能材料

纤维素是植物细胞壁的主要成分。

--淀粉

淀粉(amylum)是植物的天然成分,是一种复杂的碳水化合物。它是由葡萄糖分子长链组成的天然聚合物。

有两种类型:直链淀粉和支链淀粉。

直链淀粉是一种线性聚合物,它是无定形或固体。

支链淀粉是一种支链聚合物,它是结晶的。它存在于许多食物中,如谷物,蔬菜和水果(苹果,浆果,甜瓜)。

血糖保持稳定,因为身体需要较长时间来分解这种复杂的碳水化合物。

--纤维

纤维是一种复杂的健康碳水化合物或非淀粉多糖,不会分解成葡萄糖。

纤维可以通过肠道并刺激消化。它存在于植物性食物中,如蔬菜,水果和全谷物。根据(食品和药物管理局),女性每天应摄入28克,而男性应摄入34克

它们有两种类型:可溶的和不可溶的。

可溶性纤维能溶于水,而不溶性纤维则不能。它有助于调节血糖水平喂养肠道中的有益细菌,帮助减缓消化,软化粪便,降低胆固醇

高纤维食物的例子有豆类(黑豆、鹰嘴豆、小扁豆、利马豆、花生和平托豆)、水果(苹果、种子和桃子)、坚果和种子(杏仁、核桃、南瓜籽和向日葵籽)和蔬菜(玉米、花椰菜、甘蓝和南瓜)。

碳水化合物的功能

碳水化合物是主要能量来源

生物体使用碳水化合物作为可获取的能量来推动细胞反应,它们是所有生物最丰富的膳食能量来源

我们人体也更喜欢碳水化合物作为主要能量来源,每克含有约4卡路里的热量。它为大脑和多种身体组织提供主要能量来源。

碳水化合物在被人体消耗时会被分解成单个葡萄糖分子,从而提供快速的能量来源。

未立即消化的碳水化合物以糖原的形式储存在肝脏和肌肉中,在体育锻炼期间会消耗殆尽。

碳水化合物的摄入量取决于基础代谢率(BMR)、体力活动水平、生长过程和饮食诱导的产热(DIT)。按照建议,人体每天需要食物中45– 65%的碳水化合物。

与脂肪和蛋白质结合形成结构保护成分

碳水化合物与脂质和蛋白质结合,形成表面抗原受体分子维生素和抗生素。RNA和DNA结构框架(核糖核酸和脱氧核糖核酸)的形成。

它们形成结构和保护成分,就像植物和微生物的细胞壁一样。细菌(肽聚糖或胞壁蛋白)、植物(纤维素)和动物(几丁质)中的结构元件。在动物中,它们还是结缔组织的重要组成部分。

调节神经、消化、免疫系统

富含纤维的碳水化合物有助于预防便秘;碳水化合物还有助于调节神经组织,是大脑的能量来源。此外,它们还有助于调节免疫系统

Part 02什么是蛋白质?

蛋白质是人体结构的组成部分,具有无数功能,例如大脑形成、神经系统和血液的调节以及肌肉、皮肤和头发的生长。

它还充当铁、矿物质、维生素、脂肪和氧的运输机制,并平衡液体和酸碱。

蛋白质还形成用于某些化学反应的酶和抗体来抵抗感染和疾病。

过量和缺乏都会导致健康问题

过量的蛋白质饮食和蛋白质缺乏均与各种健康问题有关,例如高蛋白饮食可能导致体重增加、肾脏损伤、患结直肠癌、乳腺癌和前列腺癌的风险、心血管疾病、钙流失、脱水、便秘和腹泻。

蛋白质缺乏可能导致儿童生长不良、伤口和割伤愈合缓慢、易快速感染、水肿、头发和皮肤稀疏、体力肌肉和脂肪松弛以及内脏器官虚弱。

人体大约需要0.8克/公斤,符合膳食参考摄入量(DRI)的建议。

推荐的蛋白质量可能足以预防蛋白质缺乏症,但这取决于个人的年龄、活动水平、肌肉质量和健康状况等因素。

蛋白质的结构和来源

蛋白质,是一种有机化合物,由具有C、H、O和N原子的氨基酸组成。人体蛋白质中有20种氨基酸。

蛋白质的类型

蛋白质有两种类型,分别是完全蛋白和不完全蛋白

a.完全蛋白:

完全蛋白质是含有必需氨基酸的蛋白质。

例如动物性食物,例如肉、鱼、奶和蛋。

植物性食物不含完全蛋白质。

b.不完全蛋白:

不完全蛋白质是包含所有必需和非必需氨基酸的蛋白质。

例如蔬菜类食物,例如谷物、豆类和花生。

蛋白质的功能

它有助于身体发育、生长、维护和修复细胞

它有助于形成必需成分,如激素、酶、免疫细胞、免疫球蛋白和血红蛋白

它通过控制化学离子进出细胞来帮助调节酸碱平衡

它通过控制渗透压来帮助调节血液的液体运动

它也可以产生能量(1克等于4大卡);

它促进体内最适合饮食的饱腹感

它有助于维持肌肉质量

Part 03什么是脂肪?

脂肪是能量密度最高的大分子,每克提供9卡路里,即比碳水化合物和蛋白质多2.25倍

脂肪也称为脂质,极易溶于有机溶剂,难溶于水。

脂肪在人体中的主要功能是它为细胞提供结构,有助于绝缘和神经传递,减少炎症,保持大脑健康,在器官中产生不同的激素以及维生素和矿物质的吸收。

我们的饮食不需要大量的脂肪,因为大多数脂肪分子可以由我们的身体从碳水化合物和蛋白质中合成

脂肪的推荐膳食参考摄入量(DRI)为每天250至500毫克。

但是一些脂肪,如饱和脂肪和反式脂肪,对人类健康有风险,如动脉堵塞、增加患心脏病的风险和增加坏胆固醇水平

脂肪的结构和来源

脂肪是由3种脂肪酸1种甘油分子(水溶性碳水化合物)组成的甘油三酯。

脂肪的来源

动物来源:酥油、黄油、肉脂肪、鱼油等。

蔬菜来源:花生油、姜油、芥末油、棉籽和坚果油等。

脂肪的种类

脂肪一般可分为三种类型。他们是:饱和脂肪、不饱和脂肪、反式脂肪

1.饱和脂肪

饱和脂肪(室温下的固体)是非必需脂肪酸,包括丁酸、棕榈油酸硬脂酸。它是来自所有动物性食物的营养素,例如动物脂肪、椰子和棕榈油。

例如肉制品(香肠、培根、牛肉、汉堡包)、比萨饼、乳制品(奶酪、全脂和减脂牛奶、黄油和乳制品甜点)、饼干、谷物甜点、椰子油、棕榈油和果仁油以及混合快餐菜肴富含饱和脂肪

2.不饱和脂肪

不饱和脂肪,在室温下呈液体,是必需的和非必需脂肪酸,包括亚油酸、α-亚麻酸、EPA和DHA、GLA和油酸。

不饱和脂肪存在于橄榄油、花生油、菜籽油、鳄梨、坚果(杏仁、榛子、山核桃)和种子(南瓜、芝麻)等。

不饱和脂肪酸对我们的健康无害,因为它们有助于降低甘油三酯水平、提高高密度脂蛋白(好)胆固醇、降低血压并降低过早死亡的风险。

3.反式脂肪

反式脂肪,不健康的脂肪,在室温下是固体。它的味道令人满意;然而,它会损害我们身体的健康

反式脂肪存在于加工食品(人造黄油酱、花生酱、薯片、饼干、非乳制奶精、预制蛋糕糖霜、植物起酥油、糖果棒)、甜甜圈、馅饼、油炸和快餐(糕点、早餐食品、饼干)、天然存在的反式脂肪(牛肉、羊肉、黄油、奶酪、酸奶)。

它可以提高血液中的低密度脂蛋白(坏)胆固醇水平降低高密度脂蛋白(好)胆固醇水平

脂肪的功能

-促进脂溶性维生素的吸收;

-可以绝缘和控制体温;

-通过缓冲有助于保护身体的器官;

-稳定心律并降低心脏病发作和中风的风险;

-改善皮肤和头发健康;

-帮助吸收维生素 A、D、E 和 K;

-减少炎症;

-有助于保持大脑健康

-降低患癌症和动脉僵硬的风险;

-有助于减少血液的凝固时间;

-有助于改善胰岛素抵抗综合征状态。

什么是微量营养素?

微量营养素(Micronutrients),micro这个词的意思是小,人类需要少量的微量营养素。但每种微量营养素都有其特定的途径和功能。

微量营养素有两种形式。它们是矿物质和维生素

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矿物质

矿物质是必不可少的无机元素。它也是必需的营养物质,包括铁、钾、钠、钙、镁、锌、锰、铜、硒等。

如果人们没有摄入适量,可能会导致疾病

它们有两种形式:

1.主要矿物

2.微量元素

主要矿物

主要矿物质是钙、磷、钠、氯、钾、镁和硫

成年人应每天摄入4700毫克钾。例如鳄梨、椰子水、香蕉、干果、南瓜、豆类和扁豆。

钠是一种流行的调味品,是一种食盐。最新指南人们的钠摄入量应低于6毫克/天

钙对我们的身体至关重要。成人应摄入1000毫克/天的钙,而女性(51岁及以上)应摄入1200毫克/天。例如乳制品、豆腐、豆类和绿色绿叶蔬菜。

成人应摄入700毫克/天的磷。例如乳制品、鲑鱼、扁豆和腰果。

女性应摄入320毫克/天的镁,而男性应摄入420毫克。例如坚果、菠菜和豆类。

微量元素

微量元素是铁、锌、碘、硒、锰、铬和铜

铁,在育龄期,女性应摄入18毫克/天的铁。例如强化谷物、扁豆、牛肝、菠菜和豆腐。

锌的食物来源例如强化谷物、牡蛎、牛肉和烤豆。

锰,例如贻贝、榛子、糙米、鹰嘴豆和菠菜。

硒:巴西坚果、菠菜、燕麦片、烤豆、金枪鱼、火腿和浓缩通心粉

铬:全谷物、奶酪、豆类、酵母

矿物质的功能

有助于正常维持/执行肾脏、心脏、肌肉和神经。

有助于维持神经和肌肉功能。它还调节体内的液体水平。

有助于形成骨骼和牙齿。它有助于肌肉放松和收缩。它有助于释放荷尔蒙并支持神经系统和心血管健康。它有助于酶功能。

对骨骼和牙齿有好处。它有助于酸碱平衡。它有助于能量代谢。

有助于调节血压并产生蛋白质、骨骼和 DNA。它有助于调节心跳。

有助于维持免疫系统和愈合伤口。

有助于形成红细胞、结缔组织和激素。它有助于将氧气从肺部输送到组织和肌肉。

有助于血液凝固并产生能量。它维持免疫系统。

有助于形成结缔组织和血管。它有助于脂质代谢。

可防止细胞损伤。它具有抗氧化特性。它降低了患癌症的风险。它可以防止 HIV 复制。

有助于激活酶作用。它从血液中去除葡萄糖。

矿物质的高摄入量和低摄入量效果

高钾摄入量可能导致肾脏疾病,而低钾摄入量可能导致高血压、中风和肾结石。

低钠摄入量可能导致低钠血症,而高钠摄入量可能导致高血压、中风和心血管疾病。

大量摄入钙可能会导致便秘和肾结石。摄入量低可能导致骨骼和牙齿脆弱。

摄入不足可能会导致骨骼疾病、贫血和皮肤灼热感。它可能会影响食欲和肌肉力量。

低镁摄入量可能会导致虚弱、恶心、疲倦和不安的睡眠状况,而高摄入量可能会导致心脏问题。

锌摄入量低可能会导致脱发、皮肤溃疡和腹泻,而锌摄入量高可能会导致消化问题和头痛。

铁摄入量低可能会导致缺铁,例如贫血疾病和虚弱,而铁摄入量高可能会导致消化问题。

锰摄入量低可能会导致儿童骨骼脆弱、皮疹和情绪波动,而锰摄入量高可能会导致震颤和肌肉痉挛。

高铜摄入量可能会导致肝损伤、腹痛、恶心和腹泻,而低摄入量可能会导致疲倦、皮肤变浅和高胆固醇。

高硒摄入量可能会导致腹泻、易怒、皮疹和头发或指甲变脆,而低摄入量可能会导致心脏病、男性不育和关节炎。

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维生素

维生素,有机化合物,是我们身体必需的营养素。维生素有两种类型:水溶性维生素和脂溶性维生素

脂溶性维生素

它包括维生素A、D、E和K。

维生素A:

维生素A以两种形式存在:视黄醇(肝脏、肉类、肥鱼、鸡蛋和乳脂)和β-胡萝卜素(深绿色蔬菜和亮黄色水果)。

维生素D:

人体必需的两种维生素D是维生素D2(从植物甾醇和麦角甾醇中获得的骨化醇)和维生素D3(存在于动物脂肪和鱼油中的胆钙化醇)。

成人每天应摄入2.5微克维生素D。阳光可以通过将体内胆固醇转化为维生素D来提供维生素D。

来源:例如肝脏、蛋黄、黄油、奶酪和一些鱼类。

维生素E:

它也被称为生育酚。它是一种抗不育维生素。

成人应每天摄入10毫克维生素E。

来源:例如植物油、氢化脂肪、深绿叶蔬菜、坚果、全谷物、豆类和富含多不饱和脂肪酸的食物。

维生素K:

它是一种抗出血维生素。它是酶的辅助因子,称为凝血酶原。

它们有两种类型:叶绿醌-K1(新鲜和深绿叶蔬菜)和马萘醌-K2(由肠道中的细菌合成形成)。

来源:新鲜和深绿叶蔬菜、水果、卷心菜、花椰菜、牛奶。

水溶性维生素

它包括维生素B组(B1、B2、B3、B12、叶酸)和维生素C

维生素B1:

它也被称为硫胺素,对碳水化合物的利用至关重要。成人应每天摄入1-2毫克维生素B1。

来源:未碾磨的谷物、豆类、坚果和肉、鱼、蛋、肝、深绿叶蔬菜、水果、干酵母、牛奶。

维生素B2:

也被称为核黄素。成人应每天摄入1-2毫克。

来源:牛奶和奶制品、鸡蛋、肝脏、绿叶蔬菜、小麦、小米和豆类。

维生素B3:

它也被称为烟酸。成人应每天摄入20毫克。

来源:全麦谷物、坚果、豆类、肉类、肝脏、鸡肉、干酵母、花生和玉米。

维生素B6:

它也被称为吡哆醇。成人应摄入2毫克/天的吡哆醇,而在怀孕和哺乳期间应摄入2.5毫克/天。

维生素B12:

维生素B12是一种具有钴原子的复杂有机金属化合物。

来源:肝脏、鸡蛋、鱼和牛奶。

叶酸:

成人应摄入100μg/天。

来源:绿叶、蔬菜、肝脏、鸡蛋、豆类、谷物、坚果、全谷物和油籽。

维生素C:

也被称为抗坏血酸,对热敏感。成人应每天摄入40毫克维生素C。

来源:柑橘类水果、西红柿、绿叶蔬菜、卷心菜、发芽的豆类、肝脏和肾脏。

维生素的功能

维生素A是正常视力所必需的,因为它会产生视网膜色素。它有助于骨骼生长。它可以预防支气管癌。它起到抗感染剂的作用。它有助于重建腺体上皮组织。

维生素D有助于促进肠道对钙和磷的肠道吸收。它还刺激正常的矿化,增强骨骼重吸收,并影响胶原蛋白的成熟。

维生素D有助于改善骨骼。它有助于体内钙的吸收。

维生素E具有抗氧化特性。它有助于降低退行性疾病的风险。它可以防止脂质氧化并保持细胞完整性。

维生素K可防止血液凝固,它有助于肝脏功能。

维生素B1有助于神经系统的功能。它有助于碳水化合物的新陈代谢。

维生素B2有助于形成能量。它有助于合成糖原和红细胞生成。

维生素B3有助于 DNA 合成和修复。它有助于控制血液中的胆固醇和脂质。

维生素B6有助于氨基酸、脂肪和碳水化合物的新陈代谢。

维生素B12有助于合成 DNA 和脂肪酸。

维生素C有助于氧化组织。它有助于形成胶原蛋白。

叶酸有助于合成 DNA。它有助于制造红细胞。

维生素缺乏的危害

维生素A缺乏可导致夜盲症、结膜干燥症、偏心斑、角膜软化症、角膜溃疡和角膜干燥症。

维生素D缺乏会导致佝偻病和骨软化症。它可能导致骨骼退化。

维生素E缺乏可能会减少红细胞并增加肌酸排泄,表明肌肉受损。

维生素K缺乏可能导致内出血和无法控制的出血。

维生素B1缺乏导致脚气病,韦尼克脑病。

维生素B2缺乏可引起局限性皮肤、鳞屑性皮炎、角膜周围血管形成和角膜炎。

维生素B3缺乏可引起胃肠道疾病、腹泻、食欲不振、恶心、呕吐、神经系统表现、记忆力减退和色素沉着鳞状皮肤。

维生素B12缺乏可引起巨幼红细胞性贫血问题和脊髓脱髓鞘神经病变。

维生素C缺乏会导致坏血病和伤口愈合不良。

营养与肠道菌群关系密切

肠道菌群在人体营养代谢中发挥着重要作用。它们能够参与碳水化合物、蛋白质、脂肪等大分子营养的代谢,产生多种代谢产物,如短链脂肪酸等,为宿主提供能量支持。同时,菌群还能影响机体对微量营养素的吸收利用

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人体肠道菌群的组成和多样性受饮食营养的影响,不同的膳食营养结构会选择性地促进某些菌群的生长

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肠道菌群失衡增加机体代谢紊乱的风险,导致营养吸收利用障碍,进而引发肥胖、2型糖尿病、心血管疾病等代谢性疾病。同时,肠道菌群紊乱也与肠道营养吸收不良、肠道炎症等相关疾病的发生发展密切相关。

营养代谢和营养检测评估

评估人体的宏量营养元素是一个复杂的过程,宏量营养素之间需要保持平衡,并且由于宏量营养素提供能量,因此摄入过多的任何一种营养素可能会提供比身体每天消耗的更多的卡路里。

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谷禾的健康检测报告评估的3大宏量营养元素:蛋白质,脂肪,碳水化合物是一个百分比的结构,其中一个营养元素太高,其它就会低。

以前我们分享过:

掌握饮食健康:了解你的宏量营养素摄入 如何用宏量营养素创造均衡饮食。

谷禾利用高通量测序和大数据机器学习等相关技术,依托积累的大量菌群和研发数据,为营养评估提供技术支持。

本文内容仅供学习和交流目的,不构成任何形式的医疗建议。

主要参考文献

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Lehninger, A. L., Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2000). Lehninger principles of biochemistry. New York: Worth Publishers.

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https://biology.tutorvista.com/biomolecules/carbohydrates.html

本文转自:谷禾健康



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