华南农业大学食品营养学第二章能量

1、（优选）华南农业大学食品营养学第二章能量第一页，共五十一页。第二章 能 量一、能量的来源与能值 二、人体的能量消耗 三、能量代谢测定 四、能量平衡 五、能量的供给 第二页，共五十一页。新陈代谢生命基本特征新陈代谢物质代谢同化作用能量代谢异化作用第三页，共五十一页。1 能量来源： 人体只能利用食物中蕴藏的化学能（C-H）。 ATP既是体内重要的贮能物质，又是直接的功能物质，肌酸磷酸（CP）是ATP的主能库。单位：卡（cal，kcal），焦耳(J，kJ)能量来源：蛋白质、脂肪、碳水化合物。第四页，共五十一页。Sarccharide糖类体内的主要功能物质:供给量70%的人体所需能量。特殊重要性：脑组

2、织的唯一来源 贮能形式： 肝糖原：量少，维持血糖水平 肌糖原：量多，骨骼肌运动 供能途径： 有氧氧化 无氧酵解第五页，共五十一页。FAT 脂肪特点：各种能源贮存的主要形式； 氧化时放能多，短期饥饿时供能。存在形式： 组织脂质：细胞成分，以类脂为主，不是能源。 贮存脂质：供能物质。第六页，共五十一页。PROTEIN 各种细胞主要成分，供能不如糖、脂重要。 特点：特殊情况下供能，极端消耗时 体内氧化不彻底，释放能量少。第七页，共五十一页。不同的营养素蕴含的能量不同，它们为人体提供能量的多少还受消化因素的影响。第八页，共五十一页。能值：能量值，或热能值。食物能值（热能系数）：食物彻底燃烧（体外燃烧）

3、所测得的能值。生理有效能量值：食物中人体可利用的能值。 生理有效能值=（食物能值代谢废物能值）相应的消化吸收率第九页，共五十一页。如：蛋白质的食物能值为23.64kJ，代谢产物中含有具有一定能量的尿素、尿酸、肌酐，它们的能值为5.44kJ，蛋白质的消化率92%。蛋白质的生理能值为 （23.64-5.44）92%=16.7(kJ)第十页，共五十一页。不同物质的能值kJ/g(kcal/g) 物质食物能值消化率%生理能值碳水化合物17.15(4.10)9816.8(4.0)脂肪39.54(9.45)9537.6(9.0)蛋白质23.64(5.65)9216.7(4.0)乙醇29.70(7.10)10

4、029.7(7.1)第十一页，共五十一页。二、人体的能量消耗 成人儿童与孕妇基础代谢基础代谢体力活动体力活动食物特殊动力作用食物特殊动力作用生长发育第十二页，共五十一页。（一）基础代谢 基础代谢(BM) & 基础代谢率(BMR)影响基础代谢（率）的因素 第十三页，共五十一页。指维持机体最基本生命活动所消耗的能量。即人体在安静和恒温（1825）条件下，禁食12h后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。此时能量仅用于维持体温、呼吸、血液循环及其他器官的生理需要.基础代谢(basal metabolism, BM)：第十四页，共五十一页。基础代谢率（basal metabolic rate, BMR）基

5、础代谢的水平用基础代谢率表示，是指单位时间内人体基础代谢所消耗的能量，单位为kJ/（m2.h）、kJ/（kg.h）或MJ/d。基础代谢与体表面积密切相关，体表面积又与身高体重有密切关系，根据体表面积或体重可以推算出人体一日基础代谢能量消耗 第十五页，共五十一页。静息代谢率（resting metabolic rate, RMR）指人体在禁食4h、全身处于休息状态下，每小时每平方米体表面积（或每千克体重）的能量消耗。RMR略高于BMR，但可行。第十六页，共五十一页。年龄11151617181920303140415051以上男195.446.7193.346.2166.139.7158.637.

6、9157.737.7154.036.8149.035.6女172.441.2181.643.4154.036.8146.835.1146.435.0142.234.0138.533.1 我国人正常基础代谢率方括号内数值为“kcal/m2.h”第十七页，共五十一页。3 影响基础代谢（率）的因素 体格：肌肉发达者脂肪丰富者。 第十八页，共五十一页。年龄：随年龄增长而下降，儿童青壮年中年人老年人。第十九页，共五十一页。性别：男女，5%10%。第二十页，共五十一页。环境：气温低高。一般热带居民比温带同类居民约低10%，严寒地区约比温带高10%。当人受寒冷刺激时，反射性地首先起肌紧张增加，继而出现寒颤反

7、应，BMR较平时高45倍。气温过高（3545）时，产热也增加（可能是体内代谢加强）。在饥饿、禁食时降低。 第二十一页，共五十一页。内分泌：许多腺体分泌的激素对细胞代谢起调节作用，如甲状腺、肾上腺。甲状腺素增加组织耗氧率，增加产热率。甲状腺功能亢进者的BMR增加35%80%。肾上腺素使细胞内氧化反增强，血糖增加，血糖利用率提高，产热增加。第二十二页，共五十一页。精神因素：紧张时增加。外源物质：尼古丁、咖啡因等使BMR增高。种族：相同身高和体重人相比，爱斯基摩人和印第安人欧美人亚洲人。第二十三页，共五十一页。（二）体力活动 体力活动消耗的能量在人体总能量消耗中占主要部分。体力活动不仅消耗大量机械能

8、，而且还要消耗用于修整组织及合成细胞内物质的能量。第二十四页，共五十一页。（三）食物特殊动力作用（special dynamic action, SDA） 又称食物热效应（thermic effect of food, TEF），指因摄食物而引起的能量额外消耗的现象。这是由于在摄食过程中，人体对食物进行消化、营养素吸收、代谢转化等需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热量。 不同能量物质的食物热效应不同： 第二十五页，共五十一页。不同能量物质的食物热效应 食物成分食物热效应（占成分能值）脂肪4%5%碳水化合物5%6%蛋白质30%混合性食物10%第二十六页，共五十一页。不同能量物质的食物热效应

9、不同的原因各营养素消化吸收后转变成ATP贮存的量不同，蛋白质为32%34%，低于脂肪和碳水化合物的38%40%，而其余的则变成热量。由食物脂肪经消化吸收后变成脂肪组织的脂肪其消耗的能量要低于消化吸收的葡萄糖转变成糖原或脂肪消耗的能量，而由食物蛋白质中的氨基酸合成人体蛋白质，或代谢转化为脂肪，其消耗的能量更多。第二十七页，共五十一页。（四）生长发育 儿童和孕妇所消耗的能量还包括生长发育的能量。其中：新生儿：按体重计，消耗能量为成人的23倍。36个月婴儿：生长发育消耗能量占总消耗能量的15%30%。儿童：每增加1g体重约需4.8kcal(20kJ)能量。孕妇：额外的能量供胎儿生长发育及自身生殖系统

10、的特殊需要。 第二十八页，共五十一页。第二十九页，共五十一页。三、能量代谢测定 能量代谢的测定一般是测定单位时间内机体所释放的能量，即能量代谢率（energy metabolic rate）,通常以单位时间内每平方米体表面积的产热量表示,kJ/m2.h直接测定法：精确，复杂，须专用设备间接测定法（气体代谢法）：较精确，研究工作中最常用。心率推算法：根据心率与热能消耗成正比的关系，简便，但个体差异大。第三十页，共五十一页。第三十一页，共五十一页。体重平衡法：最简单，只适于成人，结果供参考。第三十二页，共五十一页。生活观察法 详细记录每天各项活动的时间查出各项活动能量消耗率算出各项活动能量消耗量合

11、计。注意记录时间不少于一周。例如： 前例男生20岁，1.75m, 70kg，他一天活动和能量消耗如下： （1）体力活动所消耗的能量估算第三十三页，共五十一页。活动项目时间（min）能量消耗率(kJ/m2.min)能量消耗量（kJ）穿脱衣服96.8698.82吃饭453.51277.04跑步823.26326.38合计14406000注：体力活动能耗=时间*能耗率*体表面积（本例体表面积按1.754）第三十四页，共五十一页。（2）BM估算 （a）用体表面积计算（b）直接计算（c）粗算法第三十五页，共五十一页。（a）用体表面积计算 BM=体表面积BMR24其中：体表面积(m2)=0.0059身高（

12、cm）+0.0126体重（kg）-0.1603 BMR查书例：某男生20岁，1.75m，70kg，求其BM? 第三十六页，共五十一页。BM=(0.0059175+0.012670-0.1603) 161.524=6799(kJ)（1625kcal）第三十七页，共五十一页。（b）直接计算：kcal男BM=66+13.7体重（kg）+5.0身高（cm）-6.8年龄（y）女BM=65.5+9.5体重（kg）+1.8身高（cm）-4.7年龄（y）再用上例：某男生20岁，1.75m，70kg，求其BM?第三十八页，共五十一页。该男生BM=1764kcal(7381kJ)第三十九页，共五十一页。（c）粗算

13、法：成人男性BM=1kcal(4.18kJ) 体重（kg）成人女性M=0.95kcal(3.97kJ) 体重（kg） 第四十页，共五十一页。（3）食物特殊动力作用计算 TEF=BM10%=679910%=680（kJ） 该男生一天能量消耗量=6799+6000+680=13479（kJ）（3221kcal） 注意：有些体力活动能量消耗率中含有BM，注意扣除。 第四十一页，共五十一页。要因计算法应用BMR乘以体力活动水平（physical activity level, PAL）来计算人体的能量消耗量或需要量。能量需要量或消耗量=BMR*PAL第四十二页，共五十一页。活动强度职业工作时间分配工作

14、内容举例PAL男女轻75%时间坐或站立，25%时间特殊职业活动办公室工作，修理电器钟表，售货员，酒店服务员，化学实验操作，讲课等1.551.56中25%时间坐或站立，75%时间特殊职业活动学生日常活动，机动车驾驶，电工安装，车工，金工等1.781.64重40%时间坐或站立，60%时间特殊职业活动非机械化农业劳动，炼钢，舞蹈，体育运动，装卸，采矿等2.101.82PAL=一项活动每分钟能量消耗量每分钟基础代谢的能量消耗量劳动强度的等级划分第四十三页，共五十一页。四、能量平衡 能量平衡重要性 能量平衡性的判断 理想体重 第四十四页，共五十一页。能量平衡重要性 不足：由于饥饿或疾病等原因，造成能量摄

15、入不足，可造成蛋白质-热能营养不良症。表现为体力下降，工作效率低下。而能量摄入不足造成太少的脂肪贮存，身体对不幸的适应能力和抗病能力也因此而下降。体重太低的女性，性成熟延迟，易生产低体重婴儿。年老时，能量摄入不足会增加营养不良的危险。 过量：过多的能量摄入，会增加肥胖、高血压、心脏病、糖尿病和某些癌症的发生率，这一点已被西方国家所证实，我国近年来也有类似的危险趋势。 第四十五页，共五十一页。 理想体重(kg)=身高(cm)-105 。实际体重与理想体重比较身体状态10%正常-10%-20%中度缺乏-30%严重缺乏10%超重20%肥胖第四十六页，共五十一页。BMI，Body Mass Index

16、,体质指数体质指数（BMI）=体重（kg）身高（m）2BMI=m/n2 m, kg; n, mBMI身体状态18.522.9正常2329.9超重30肥胖1718.5轻度慢性能量缺乏1616.9中度慢性能量缺乏16重度慢性能量缺乏第四十七页，共五十一页。五、能量的供给 依据能量的需要量来供给1、生活观察法 体力活动所消耗的能量 BM估算 食物特殊动力作用2、体重平衡法3、要因计算法4、参考能量DRIs。三大产能物质占总能量供应的比例：碳水化合物55%65%（原60%70%），脂肪20%25%（原20%30%），蛋白质10%14%。 第四十八页，共五十一页。能量来源于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质，按照等能定律从能量供给上讲，3种物质比例的变化并不影响能量的摄取，可以在一定程度上相互代替。不同营养素有各自特殊的生理作用，长期摄取单一会造成营养不平衡，影响健康。一般条件下，碳水化合物是主要能量来源，其次是脂肪，蛋白质的主要作用不是供热。 第四十九页，共五十一页。碳水化合物、脂类和蛋白质广泛存在于各类食物中粮谷类和薯类含碳水化合物较多，是我国膳食热能主要来源；油料作物中富含脂肪，大豆和硬果类含丰富的油脂和蛋白质，是膳食热能辅助来源之一；蔬菜、水果含热能较少。动物性食品含较多的动物脂肪和蛋白质，也是膳食热能的重要构成部分。既保持植