指人體消化、吸收、利用食物或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過程，也是人類從外界獲取食物滿足自身生理需要的過程，包括攝取、消化、吸收和體內(nèi)利用等。

生物從低級(jí)到高級(jí)，從單細(xì)胞生物到高等動(dòng)植物，從水中生活到陸地生活，所處的環(huán)境不同，生態(tài)各異。因之，所需要的養(yǎng)料和攝取養(yǎng)料的方式也不相同。

生物所需的養(yǎng)料，其元素組成，大量的有氫、氧、氮和碳。這些是組成生物體的蛋白質(zhì)和儲(chǔ)存能量的主要元素。此外，還有少量的硫、磷、鈣、鎂、鉀、鈉、氯和多種微量元素。有些微量元素在生物體內(nèi)僅有痕量。

含有葉綠素和紫色素的植物和微生物能夠經(jīng)過根、葉或細(xì)胞膜直接從外界吸取這些無機(jī)化合物，并利用日光的能量來合成自身生長(zhǎng)、發(fā)育等生命活動(dòng)所需的有機(jī)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳水化合物（糖類）等。具有這樣營(yíng)養(yǎng)方式的生物稱為自養(yǎng)型或無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型生物。另一些生物（如動(dòng)物）不能直接利用外界的無機(jī)物合成自身生命所需的有機(jī)物，必須從自養(yǎng)型生物或其它同類生物獲取養(yǎng)料。通過代謝過程將攝取的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身所需的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物等有機(jī)物。具有這樣營(yíng)養(yǎng)方式的生物則稱為異養(yǎng)型生物。

營(yíng)養(yǎng)學(xué)即是研究食物對(duì)生物的作用的科學(xué)。營(yíng)養(yǎng)學(xué)在其發(fā)展的過程中，不僅包括食物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)的變化，如參與生化反應(yīng)和結(jié)合到組織細(xì)胞中；還包括指導(dǎo)人們?nèi)绾芜x擇食物以保障機(jī)體的正常生長(zhǎng)、發(fā)育與繁殖。所以營(yíng)養(yǎng)學(xué)除了有其生物學(xué)意義外，還有其社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。

營(yíng)養(yǎng)素是維持正常生命活動(dòng)所必需攝入生物體的食物成分?，F(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)對(duì)于營(yíng)養(yǎng)素的研究，主要是針對(duì)人類和禽畜的營(yíng)養(yǎng)素需要。營(yíng)養(yǎng)素分蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物（糖類）、維生素和礦物質(zhì)（無機(jī)鹽）、水、纖維素7大類。

蛋白質(zhì)

機(jī)體組織細(xì)胞成分主要為蛋白質(zhì)，體液也含蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)作用在于它的各種氨基酸。組成食物蛋白質(zhì)的氨基酸有20余種，其中有數(shù)種不能在人體與動(dòng)物體內(nèi)合成，而必須獲自食物，這些氨基酸被稱為“必需氨基酸”，即蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸和異亮氨酸。此外，幼兒生長(zhǎng)尚需組氨酸，禽類如雞還需精氨酸和甘氨酸。除這些必需氨基酸以外的其他氨基酸，因?yàn)槎寄茉跈C(jī)體內(nèi)合成，故被稱為“非必需氨基酸”。

各種蛋白質(zhì)的氨基酸種類與含量是不相同的。有的蛋白質(zhì)缺少某種必需氨基酸，如明膠蛋白不含色氨酸，玉米膠蛋白不含賴氨酸。因此，評(píng)價(jià)一種食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，主要應(yīng)視其所含的各種必需氨基酸量是否能滿足機(jī)體的需要。不足時(shí)，機(jī)體就不能有效地合成體蛋白質(zhì)，其他種氨基酸只能經(jīng)脫氨代謝，生成糖（糖原異生）和作為燃料供給熱能。由此可知，食物蛋白質(zhì)的氨基酸模式是決定其質(zhì)的優(yōu)或劣的關(guān)鍵。國(guó)際上以全雞蛋的必需氨基酸模式，或人乳中必需氨基酸模式，或根據(jù)人體所必需的氨基酸量提出的假設(shè)模式，作為評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)。這就是所謂蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的化學(xué)分評(píng)價(jià)法。另外，還有生物評(píng)價(jià)法，是根據(jù)食物蛋白質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的利用率作出營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。常用的有“蛋白質(zhì)生理價(jià)值”（簡(jiǎn)寫為BV，為體內(nèi)存留氮量與吸收氮量的百分比）、“凈蛋白質(zhì)利用率”（簡(jiǎn)寫為NPu，為體內(nèi)存留氮量與攝入氮量的百分比，即 BV×蛋白質(zhì)的消化率）、或“蛋白質(zhì)效能比值”（簡(jiǎn)寫為PER，為攝入每克蛋白質(zhì)的體重增加量）。

脂質(zhì)

包括中性脂肪和類脂。前者主要是供給能量，后者多具有重要的生理功能。脂質(zhì)的基本組成為脂肪酸，有必需脂肪酸和非必需脂肪酸之分。必需脂肪酸主要有3種，即亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。這3種必需脂肪酸的生物活性不相同，以花生四烯酸的為最大，亞油酸的為其次，亞麻酸的為最小，碳的長(zhǎng)鏈脂肪酸，在腦與視網(wǎng)膜的發(fā)育與功能中有著特殊的作用。動(dòng)物缺乏必需脂肪酸時(shí)，生長(zhǎng)遲緩，出現(xiàn)皮膚癥狀（脫毛、濕疹性皮炎、鱗皮等）。有人報(bào)道幼兒缺乏必需脂肪酸時(shí)也有同樣癥狀。但成年動(dòng)物和人很難產(chǎn)生缺乏癥狀，這是因?yàn)轶w內(nèi)有較大量亞油酸儲(chǔ)存之故。必需脂肪酸缺乏，可引起細(xì)胞膜磷脂的脂肪酸組成的改變，因而影響膜的功能；并可減低前列腺素的合成。前列腺素的前體為18碳和20碳的多不飽和脂肪酸。有人建議以測(cè)定血中三烯酸和四烯酸的比值，作為必需脂肪酸是否缺乏的指標(biāo)。這是由于脂肪酸代謝過程中有酶系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)作用。當(dāng)亞油酸缺乏時(shí)，由亞油酸延長(zhǎng)碳鏈并經(jīng)脫飽和作用而生成花生四烯酸的量減少，另一族脂肪酸——油酸的代謝加強(qiáng)，大量生成二十碳三烯酸，因此血中三烯酸與四烯酸的比值乃有增高。人的必需脂肪酸需要量按其熱量計(jì)約為每日熱能需要量的1～2%。

糖類

糖類也稱碳水化合物，因?yàn)樗鼈兊姆肿邮酵ㄊ綖镃n（H2O）m。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)糖類中的氫、氧原子個(gè)數(shù)比不一定的是2：1，也不以水分子的形式存在，并且有些符合通式的物質(zhì)也不是糖，所以碳水化合物這個(gè)名字已經(jīng)失去原來的意義而很少使用了。

（糖類）供給生物熱能的一種主要營(yíng)養(yǎng)素。食物中的碳水化合物是多糖（淀粉）和纖維素。多糖的降解產(chǎn)物單糖，可為絕大多數(shù)生物所利用，而纖維素則僅在具有纖維素酶的生物體內(nèi)才能被降解和利用。在膳食熱量攝入不足時(shí)，機(jī)體的脂肪組織和蛋白質(zhì)將被分解以補(bǔ)充熱量的不足。表現(xiàn)為生長(zhǎng)停滯，體重下降。嚴(yán)重時(shí)可致死亡。人類的飲食習(xí)慣不同，膳食碳水化合物供給的熱量一般占總熱能消耗的45～80%。在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)可高達(dá) 90%以上，這是因?yàn)樘妓衔锸亲盍畠r(jià)的熱能來源。若膳食碳水化合物的熱量過低，脂肪熱量過高將會(huì)發(fā)生酮癥。減肥的人常過多的限制碳水化合物，以限制熱量的攝入，并增強(qiáng)勞動(dòng)以消耗體脂，在這種情況下也會(huì)出現(xiàn)酮癥。因此，來源于碳水化合物的熱能不宜少于總熱能的45%。

纖維不能為人和多數(shù)動(dòng)物所消化利用。膳食纖維包括纖維素、半纖維素、果膠、藻多糖和木質(zhì)素。早年在測(cè)定纖維時(shí)，用酸、堿消化植物組織，其殘?jiān)鼮榇掷w維，其余的纖維組分大部分在測(cè)定過程中遭受損失。的新方法可分別測(cè)定纖維的各種組分。膳食纖維經(jīng)胃腸道中細(xì)菌的纖維素酶發(fā)酵，可有大部分被酶解為短鏈脂肪酸。草食動(dòng)物即以此為能量來源。

流行病學(xué)及實(shí)驗(yàn)室工作證明，膳食纖維可降低腫瘤的發(fā)生，如結(jié)腸癌。其原因在于它們的親水性和形成凝膠的能力，增大糞便體積，利于排出，從而加速致腫瘤活性的固醇代謝物的排泄，減少了與結(jié)腸接觸的時(shí)間。膳食纖維也有利于對(duì)其他疾病，如冠心?⒏哐??Ⅰ⑻悄蠆〉鵲姆樂危?訟鈦芯可性詡絳?小?

蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳水化合物都屬于產(chǎn)生熱能的營(yíng)養(yǎng)素。在進(jìn)行一切生物反應(yīng)時(shí)必須要有足夠的熱能。膳食蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳水化合物所供給的熱能，在扣除未被消化吸收部分后的熱能值，稱為生理熱能值。每克蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的生理熱能值分別為4.0、9.0和4.0千卡。這就是通常用以計(jì)算膳食熱量的數(shù)據(jù)。

熱量的攝入與消耗，在正常情況下，應(yīng)處于平衡狀態(tài)，即攝入量與消耗量相等，是為能量平衡。生物在生長(zhǎng)階段，機(jī)體的物質(zhì)在增加，尤其是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，因而有能量的儲(chǔ)存。但攝入量超過需要時(shí)，即以脂質(zhì)的形式存于體內(nèi)。與此相反，在攝入量低于需要時(shí)，將消耗自身的物質(zhì)導(dǎo)致消瘦。

礦物質(zhì)

19世紀(jì)中葉就發(fā)現(xiàn)僅用蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物飼喂動(dòng)物不能維持其生命，因而認(rèn)為食物燃燒后的灰分必具有生理作用。但補(bǔ)充飼以灰分后動(dòng)物仍死亡。直到20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)了維生素，并逐漸闡明了礦物質(zhì)的重要作用，才對(duì)營(yíng)養(yǎng)素有了較全面的了解。人體內(nèi)有數(shù)十種礦物元素，廣泛分布于全身。目前尚未能證明這些元素全部都具有生理功能。其中少部分元素具有生理功能的，被稱為必需元素。按其在體內(nèi)的含量又分為大量營(yíng)養(yǎng)元素和微量營(yíng)養(yǎng)元素。前者有鈣、磷、鎂、鉀、鈉、氯、硫。后者有鐵、銅、鋅、錳、鉬、鉻、鈷、鎳、釩、錫、碘、硒、硅、氟等。

鈣、磷、鎂是骨骼和齒的主要成分。鎂又是植物葉綠素的重要成分。鈣、磷、鎂的生理功能為：鈣與鎂在肌纖維收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)、激活生化反應(yīng)中，以及鈣在凝血作用中都起著極重要的作用。磷與能量代謝有關(guān)。三磷酸腺苷（ATP）是儲(chǔ)存和釋放能量的重要化合物。鎂為產(chǎn)生三磷酸腺苷的激活物質(zhì)。鎂、鉀、鈉、氯都是維持體液酸堿平衡和適宜滲透壓的重要電解質(zhì)。硫?yàn)楹虮匦璋被帷鞍彼岷碗装彼?，和幾種維生素，如硫胺素、泛酸和生物素的組分。硫與氫組成的巰基在生物反應(yīng)中有重要作用。

在微量營(yíng)養(yǎng)元素中，鐵是血紅蛋白的重要成分，為攜帶氧的載體。銅與鐵在血紅蛋白合成中有協(xié)同作用。碘是甲狀腺素的主要成分。鉻是糖耐量因子的成分。鈷是維生素B12的成分。已知鋅是40余種酶的輔基，缺乏時(shí)將導(dǎo)致生長(zhǎng)停滯和性發(fā)育不成熟。錳、鉬、硒也都是酶的成分。氟由于具有防齲齒作用，因此，也是必需元素。其余的元素如鎳、釩、錫、硅在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有缺乏表現(xiàn)，但其機(jī)制尚未闡明。必需元素?cái)z入過量時(shí)，對(duì)機(jī)體也可產(chǎn)生不利影響。