营养素是指食物中可给人体提供能量及生长发育所必需物质的化学成分。所有食物都由若干种营养素组成。本章将为大家详细介绍人体最重要的六大营养素：碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水。碳水化合物、蛋白质、脂肪是人体需求量较大的营养素，称为宏量营养素（Macronutrient）；维生素和矿物质是人体需求量较小的营养素，称为微量营养素（Micronutrient）。在这六大营养素中，碳水化合物、蛋白质和脂肪主要为人体提供能量，故又称为产能营养素（Energy-yielding Nutrient）。人类生存、劳作和运动所需的能量，都来自产能营养素。
1、什么是碳水化合物？
碳水化合物是人体最主要的能量来源，广泛存在于谷物、豆类和水果中。不同的食物所含碳水化合物的含量不同，例如100克燕麦含有60克碳水化合物，而100克苹果则含有12克碳水化合物。除了谷物、豆类和水果，蔬菜和肉类中也含有碳水化合物，但含量很少，例如100克的牛肉仅含1.2克碳水化合物。我们通常所说的主食，是指碳水化合物含量较高的食物，如白面条（100克白面条含有73克碳水化合物）、糙米（100克糙米含有77克碳水化合物）、燕麦（100克燕麦含有60克碳水化合物）等。每克碳水化合物含有4卡路里热量。
碳水化合物可以分为简单碳水化合物和复杂碳水化合物。简单碳水化合物仅含有12个糖分子。其中，含有1个糖分子的称为单糖，如葡萄糖；含有两个糖分子的称为二糖，如蔗糖和乳糖。复杂碳水化合物含有3个或以上的糖分子。其中，含有310个糖分子的称为低聚糖；含有成百上千个糖分子的称为多糖。大多数低聚糖无法被人体吸收，却是肠道中益生菌的食物；多糖根据是否可以被人体吸收又分为淀粉类（可吸收）和膳食纤维类（不可吸收）。简言之，食物由碳水化合物和其他营养素（蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水）组成，碳水化合物又由若干个糖分子组成。人体最重要的六大营养素见表5–1。
2、碳水化合物的作用
碳水化合物最主要的作用就是为人体提供能量，这些能量用来维持正常的生理功能、日常劳作和运动等。当我们摄入碳水化合物后，身体会将它们分解为葡萄糖。接着，葡萄糖进入血液，导致血糖含量（血液中葡萄糖的含量）升高。为了防止血糖过高，身体会分泌胰岛素降低血糖。在胰岛素的作用下，血糖含量会降低到进食前的正常水平，在此期间，葡萄糖会通过3个途径被人体利用：
（1）一部分葡萄糖会直接被人体消耗，作为能量使用。
（2）一部分葡萄糖会转变为糖原，被人体储存。糖原是由多个葡萄糖结合而成的多糖，主要存在于肌肉和肝脏中。肌肉和肝脏可以储存约400克的糖原（1 800卡路里）。当缺乏食物时，血糖含量会低于正常水平，为了维持生存，糖原会分解成葡萄糖，为人体提供能量。
（3）如果摄入过多的碳水化合物，葡萄糖无法通过（1）、（2）途径被全部利用，多余的葡萄糖就会转变为脂肪。
3、减脂期应该摄入多少碳水化合物？
碳水化合物与减脂的关系，可以概括为两个问题：减脂期应该摄入多少碳水化合物？减脂期应该选择哪种类型的碳水化合物？即：吃多少？吃什么？
减脂期的碳水化合物摄入，一定要遵循适度原则。在减脂期摄入过多碳水化合物，会导致热量超标，脂肪增长；在减脂期摄入过少碳水化合物，则会严重危害健康。长期摄入过少的碳水化合物，会带来以下危害：
（1）大幅度降低新陈代谢率，导致体重反弹。人体每天的热量消耗分为两部分：运动中的热量消耗和运动后的热量消耗。其中，运动中的热量消耗仅占全天热量消耗的15%30%；运动后的热量消耗则占全天热量消耗的70%85%。新陈代谢率越高，运动后的热量消耗越高。如果新陈代谢率过低，就会大幅度拉低全天的总热量消耗，当热量消耗小于热量摄入时，体重就会反弹，这一过程可以分为以下3个阶段（见表5–2）。
（2）影响训练状态。训练状态下滑后，训练强度会随之降低，导致运动中的热量消耗降低。
（3）肌肉流失。碳水化合物摄入过少时，肌肉会逐渐流失，肌肉含量越少，新陈代谢率越低，全天热量消耗越低。
（4）影响脑健康（智力）。
（5）影响经期健康。碳水化合物摄入过少会引发一系列经期问题，包括痛经、月经不调等。
美国农业部（USDA）、美国疾病防治中心（CDC）和美国医学研究院（IOM）建议，碳水化合物摄入量应占全天总热量摄入的40%~65%（减脂期该比例可稍减）。此外，不同群体每日所需的碳水化合物含量不同：
（1）耐力型运动员每公斤体重每天需要摄入8~10克碳水化合物。
（2）力量型运动员每公斤体重每天需要摄入5~6克碳水化合物。
（3）减脂期，每公斤体重每天需要摄入1~3克碳水化合物。
（4）不管是哪类群体，每天应至少摄入3060克碳水化合物，防止酮病。当每公斤体重的碳水化合物摄入量≤1克时，每隔7天，需要提高一次碳水化合物的摄入量，以防止新陈代谢率大幅降低，导致体重反弹。在该日（高碳水化合物日），每公斤体重应摄入34克碳水化合物。
4、减脂期应该选择哪种类型的碳水化合物？
1.粗粮和细粮
碳水化合物分为复杂碳水化合物和简单碳水化合物。富含复杂碳水化合物的食物称为粗粮，例如玉米、燕麦和豆类等；富含简单碳水化合物的食物称为细粮，例如白面、大米等。粗粮和细粮有什么区别？在营养学中，我们通常用升糖指数反映它们的不同。
2.升糖指数
升糖指数（Glycemic Index，简称GI）是反映某种食物对血糖升高影响的指标。GI值高的食物，可以被人体快速吸收，使血糖迅速升高；GI值低的食物，被人体吸收的速率较慢，会使血糖缓慢地升高。表5–3反映了高低GI食物的区别。
低GI食物（粗粮）和高GI食物（细粮）在本质上没有区别，都属于碳水化合物，但是它们的特性却有所不同。对减脂而言，低GI食物有着明显的优势：
①饱腹感强，意味着进食后，你会饿得慢，饿得越慢，越不容易吃多；
②碳水化合物含量低，意味着每天摄入的热量低，在合理的范围内，热量摄入越低，越不容易长胖。
凡事都具有两面性。虽然低GI食物有利于减脂，但如果每顿饭都选择低GI食物，也会对健康产生不利影响：
①低GI食物含有大量的膳食纤维，长期食用低GI食物，会摄入过多的膳食纤维，对肠胃和身体健康产生不利影响；
②低GI食物被人体吸收的速度较慢，相比高GI食物，不易被消化。肠胃功能较差的健身者，如果长期食用低GI食物，会增加肠胃负担，损害健康。见表5–4。
为了保持身体健康，促进脂肪燃烧，塑造理想的身材，在减脂期，每天的饮食应以低GI食物为主，辅以适当比例的高GI食物。肠胃功能较差的健身者，每天食用的低GI食物不宜过多。
5、碳水化合物（主食）食用指南
碳水化合物（主食）如何食用，归根结底只需要回答3个问题：吃什么？吃多少？在什么时间段吃？（三）回答了吃多少的问题，碳水化合物的摄入要遵循适度原则，过多或过少都不利于减脂；（四）回答了吃什么的问题，每天的碳水化合物（主食）应以低GI食物（粗粮）为主，高GI食物（细粮）为辅；这部分将回答在什么时间段吃的问题。解决了这3个问题后，你的减脂饮食（主食）应达到三大目标：健康、不挨饿、持续燃烧脂肪。
5.1、非运动日
非运动日碳水化合物食用指南见表5–5。
注：在饭前30分钟喝100~200毫升水，可以加速新陈代谢，增强饱腹感，避免在进食过程中摄取过多食物。
5.2、运动日
①训练前的加餐选择应为低GI食物。低GI食物可以被人体缓慢吸收，为健身者提供长时间的能量供应。理想的食物选择为水果。水果中含有两种碳水化合物：葡萄糖和果糖。葡萄糖可以被人体快速吸收，为健身者提供短暂的快速能量（训练前期食用）；果糖需要进入肝脏，转换为糖原，再分解为葡萄糖，才能被人体利用，吸收时间较长，可以为健身者提供长时间的能量供应（训练中后期食用）。
②训练后的加餐选择应为高GI食物。此时，体内的糖原储存已被耗尽，身体急需能量，修复受损肌肉组织。高GI食物可以为人体提供快速的能量供应，促进机体恢复，防止肌肉分解。
5.3、如何降低食物的GI值
日常生活中难免会遇到以下情况：餐桌上没有低GI主食。这时，我们可以通过以下两种方法，降低食物的GI值：（1）将高GI主食与蔬菜同时食用。蔬菜富含膳食纤维，有助于降低食物的GI值。
（2）将高GI主食与肉类同时食用。肉类富含蛋白质，有助于降低食物的GI值。
5.4、常见食物GI表
注：中GI食物是特性介于低GI食物和高GI食物之间的食物。相比低GI食物，中GI食物更适合肠胃功能较差的人群食用，也可与低GI食物混合食用。