能量与蛋白质(营养师)

能量与蛋白质民以食为天为什么我们要吃食物?食物为细胞及身体活动供应能量提供生长和修补所需的物质保持健康1.能量2.营养素水糖类蛋白质脂类食物组成基本食物成分保护性食物成分维生素膳食纤维矿物质维持生命保持健康新陈代谢同化作用异化作用环境物质体内物质吸能反应放能反应生物大分子

小分子体内物质环境物质能量代谢物质代谢分解代谢生物小分子

大分子合成代谢能量生命活动需要能量：生命的存在要靠能量,生物本身不能创造能量。所有地球生命所需要的能量都来自太阳。生物获取能量的类型：自养生物（植物）与异养生物（动物和人）。无机盐水分根毛茎叶co2原料采集运输干线营养素加工厂光合作用有机物﹢氧气呼吸作用水＋co2＋能量绿色植物自养示意图能量的单位传统单位（热能）：卡（cal）、千卡（kcal）国际统一单位（功）：焦耳（J）、千焦耳（kJ）1kcal=4.184kJ1kJ=0.239kcal1000kcal=4.184MJ1MJ=239kcal能量的来源能量由碳水化合物、脂肪和蛋白质（三大产能营养素）在体内代谢氧化提供。H2O+CO2+能量50%为热能50%储存于ATP维持体温糖、脂肪、蛋白质能量需要能量生物的生命活动ATP能量储存

释放能量ATP——能量利用的“货币”单位食物的热价1g产能营养素氧化时所释放的能量物理热价：体外燃烧时产生的能量生理热价：体内生物氧化时所释放的能量碳水合物、脂肪体外燃烧和体内氧化终产物：CO2、H2O蛋白质体外燃烧终产物：CO2、H2O、NH3、N2体内氧化终产物：CO2、H2O、尿素、肌酐等物理热价：蛋白质5.65kcal碳水化物4.1kcal脂肪9.45kcal生理热价：碳水化物4.1×98％（消化率）＝4kcal脂肪9.45×95％（消化率）＝9kcal蛋白质（5.65－1.3）×92％（消化率）＝4kcal尿素、肌酐等能量的来源分配我国建议供能三大营养素的合理分配百分比为碳水化合物占55％～65％,脂肪占20％～30％,蛋白质为10％～15％。碳水化物、蛋白质4Kcal/克脂肪9Kcal/克乙醇在体内代谢可产生热能7Kcal/克人体能量的消耗维持基础代谢基础代谢是维持人体最基本生命活动所必需的能量消耗，亦即用于维持体温、心跳、呼吸、各器官组织基本功能等最基本的生命活动的能量消耗，约占机体总能量消耗的60％～75％。

基础代谢定义：是指维持生命的最低能量消耗，即人体在安静和恒温条件下(一般18～25℃)，禁食12小时后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。确定基础代谢能量消耗(BEE)，必须首先测定基础代谢率(BMR)。基础代谢率就是指人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积(或每公斤体重)的能量消耗。计算基础代谢能量消耗的常用方法●用体表面积进行计算体表面积(m2)＝0.00659×身高(cm)＋0.0126×体重(kg)－0.1603然后再按年龄、性别查BMR表，计算BEE。人体基础代谢率（BMR）年龄(岁)男女KJ/m2Kcal/m2KJ/m2Kcal/m21357911131517192025221.8214.6206.3197.7189.9179.9177.0174.9170.7164.0161.5156.953.051.349.347.345.243.042.341.840.839.238.637.5221.8214.2202.5200.0179.1175.7168.6158.8151.91485147.7147.353.051.248.445.442.842.040.337.936.335.535.335.2年龄(岁)男女KJ/m2Kcal/m2KJ/m2Kcal/m23035404550556065707580154.0152.7151.9151.5149.8148.1146.0143.9141.4138.9138.136.836.536.336.235.835.434.934.433.833.2.33.0146.9146.4146.0144.3139.7139.3136.8134.7132.6131.0129.335.135.034.934.533.933.332.732.231.731.330.9举例：某青年男性19岁，身高179cm，体重61kg，计算其基础代谢能量消耗。体表面积＝0.00659×179＋0.0126×61－0.1603＝1.79m2

基础代谢能量消耗＝39.2×1.79×24＝1684kcal●直接用公式计算（体重、身高、年龄三因素）

男BEE＝66+13.7×体重(kg)+5.0×身长(cm)－6.8×年龄(y)

女BEE＝65.5+9.5×体重(kg)+1.8×身长(cm)－4.7×年龄(y)举例：BEE＝66＋13.7×61＋5.0×179－6.8×19＝1667.5kcal●WHO于1985年推荐使用Schofield公式(体重单因素)，计算一天的基础代谢能量消耗。举例：BEE＝15.3×61＋679＝1612.3kcalWHO建议的计算基础代谢公式注：w为体重(kg)。摘自TechnicalReportSerie724，Geneva，WHO，1985。我国营养学会推荐，我国儿童、青少年该公式适用，18岁以上人群按公式计算结果减5%。

年龄(y)公式(男)公式(女)0～33～1010～1818～3030～60>60(60.9×w)-54(22.7×w)+495(17.5×w)+651(15.3×w)+679(11.6×w)+879(13.5×w)+487(61.0×w)-51(22.5×w)+499(12.2×w)+746(14.7×w)+496(8.7×w)+829(10.5×w)+596基础代谢的影响因素A.体表面积和体型。体表面积越大,散热面积越大。瘦高的人较矮胖的人相对体表面积较大,故基础代谢率也较高。B.年龄。在人的一生中,婴幼儿阶段整个代谢最为活跃。以后随年龄增加,基础代谢率下降，成年以后年龄每隔10年,基础代谢下降2％。

C.性别。在同一年龄,同一体表面积的情况下,女性机体所消耗的能量比男性低。女性体内脂肪组织比例大于男性,而去脂肪组织的比例则相反。一般女性比男性基础代谢平均低5％～10％,妇女孕期基础代谢率有所增加,其增加率可达28％。

D.内分泌。内分泌腺分泌的激素不仅对物质代谢起调节作用,而且对能量代谢也起一定作用,其中以甲状腺素的影响为最大。甲状腺机能亢进,基础代谢率升高40％～80％，而甲状腺机能低下，基础代谢率下降40％～50％。

E.环境温度与气候。炎热地带、严寒地区居民基础代谢率升高。F.尼古丁、咖啡因刺激基础代谢升高。静息代谢基础代谢率测定较为复杂，可以采用静息代谢率粗略计算基础代谢能量消耗。静息代谢率（RMR）是指指人体处于休息状态下，禁食4小时，测得的每小时每平方米体表面积(或每公斤体重)的能量消耗。RMR＞BMR（高出10％）体力活动的消耗它代表高于基础代谢水平的体力活动所产生的能量消耗。对一个中等活动强度的人来说,体力活动的消耗约占总能量需要的15％～30％。在所有引起能量消耗的组成部分中,体力活动的消耗的变异最大,因而也最容易使之发生改变。

肌肉活动越强,能量消耗越大；肌肉活动持续时间越长,能量消耗也越大。“运动减肥”食物的生热效应（食物特殊动力作用）人体在进餐后数小时内，由于要对食物中营养素进行消化，吸收、代谢转化，需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热量，这种因摄食而引起的能量额外消耗称食物的热效应。一般来说，食物的生热效应约占每天总能量消耗的10％。碳水化合物的生热效应为自身供能的6％，脂肪和蛋白质分别为4％～5％和30％，其中蛋白质的作用最强。其它儿童、青少年等生长发育能量消耗孕妇：胎儿生长发育需要的能量能量消耗的测定直接测热法间接测热法气体代谢法双标记水法生活观察法心率监测法直接测热法(directcalorimetry)的原理是人体释放热量的多少可反映机体能量代谢情况，进而可求出机体的能量需要。间接测热法(indirectcalorimetry)的原理是产热营养素在体内氧化产生CO2和H2O，并释放能量满足机体需要，因此只需测出氧气消耗量或产生水量的多少，就可以计算能量的消耗，进而确定能量的需要量。

能量需要量及膳食参考摄入量供给量一般情况下,在较长时间内健康成年人摄入的能量与所消耗的能量经常保持着平衡。一旦出现不平衡，摄入能量过多或过少就会引起人的体重增加或减轻，而不利于人体健康。能量需要量的确定通过基础代谢估算能量需要量能量需要量＝基础代谢×体力活动水平（PAL）活动水平工作内容举例PAL系数男女轻中重办公室工作、修理电器钟表、售货员、酒店服务员、讲课等学生日常活动、机动车驾驶、电工安装、车床操作等非机械化农业劳动、炼钢、舞蹈、体育运动、装卸、采矿等1.551.782.101.561.641.82中国营养学会建议的我国成人活动水平分级(2001年)

能量供给量的制定,主要以体力劳动的强度和性别不同为依据。中国居民DRIs(2000):成年男女（18-50岁）能量RNIs(Kcal/d)轻体力劳动：男2400，女2100；中等体力劳动：男2700，女2300；重体力劳动：男3200，女2700；中国居民膳食能量RNI(成年人)中国居民膳食能量RNI(老年人)中国居民膳食能量RNI(学龄前儿童)中国居民膳食能量RNI(学龄儿童少年)蛋白质

蛋白质是一切生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。正常成人体内蛋白质比例16％～19％，每天约有3％的蛋白质被更新。蛋白质氨基酸分解合成蛋白质的组成和分类蛋白质的组成：主要含碳（50～55％）、氢（7％）、氧（19～24％）、氮（13～19％）等的大分子有机化合物；蛋白质是机体氮的唯一来源。蛋白质的分类化学组成分类：单纯蛋白质、结合蛋白质蛋白质形状分类：纤维状蛋白（结构蛋白）、球蛋白（功能蛋白）营养价值分类：完全、半完全、不完全蛋白蛋白质的生理功能构成和修补组织人体细胞、组织、器官的构成成分儿童生长期形成新细胞和组织的重要原料成年人的组织更新、修复和维持调节生理功能构成体内各种重要的生理活性物质酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶等抗体：免疫球蛋白激素：胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等转运和存储作用运输蛋白：如载脂蛋白、血红蛋白存储蛋白：如铁蛋白调节渗透压和酸碱平衡血液凝固、视觉、人体的运动等提供能量不是主要功能碳水合物供应不足时，分解组织蛋白质供能，导致瘦体组织消耗蛋白质

R｜

H-C-NH2｜COOH

α－氨基酸氨基酸是蛋白质的基本构成单位20种α－氨基酸排列组合连接成蛋白质芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸杂环氨基酸脯氨酸组氨酸色氨酸脂肪族氨基酸剩余15种氨基酸必需氨基酸（EAA）构成蛋白质的氨基酸分类必需氨基酸非必需氨基酸条件必需氨基酸必需氨基酸概念：人体蛋白质由20种α氨基酸按不同组合构成，其中人体不能合成或合成速度慢远不能满足机体需要，必须由食物供给的氨基酸称必需氨基酸。种类：缬aa色aa蛋aa赖aa苏aa

苯丙aa亮aa异亮aa

组aa（婴幼儿）非必需氨基酸：除必需氨基酸外的其他氨基酸称为非必需氨基酸，并不是人体不需要它们，而是它们可以在体内合成，不一定要从膳食中得到。

条件必需氨基酸：半胱氨酸和酪氨酸。苯丙氨酸→酪氨酸；蛋氨酸→半胱氨酸

如果膳食中半胱氨酸和酪氨酸的摄入充足，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要可分别减少30%和50%。因此酪氨酸和半胱氨酸被称为条件必需氨基酸。

此外，人体在严重的应激状态或创伤、感染及某些消耗性疾病情况下，体内某些氨基酸的需要量大大增加，一些本能自身合成的氨基酸在此时也会发生缺乏，这些随机体条件的变化而需要量增加的氨基酸称为条件性必需氨基酸。包括牛磺酸、精氨酸和谷氨酰胺等。氨基酸英文氨基酸英文必需氨基酸异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋氨酸苯丙氨酸苏氨酸色氨酸缬氨酸组氨酸*非必需氨基酸丙氨酸精氨酸

Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)

Alanine(Ala)Arginine(Arg)天门冬氨酸天门冬酰胺谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸丝氨酸条件必需氨基酸半胱氨酸酪氨酸Asparticacid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamic

acid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)

Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)构成人体蛋白质的氨基酸*组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。摘自ModernNutritioninHealthandDisease，第9版，第14页，1999年。氨基酸模式：是蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式。氨基酸人体鸡蛋白牛奶猪瘦肉牛肉大豆面粉大米异亮氨酸亮氨酸赖氨酸蛋氨酸+半胱氨酸苯丙氨酸+酪氨酸苏氨酸缬氨酸色氨酸4.07.05.53.56.04.05.01.03.35.64.33.96.32.74.01.03.06.45.42.46.12.73.51.03.46.35.72.56.03.53.91.03.25.65.82.84.93.03.21.03.05.14.41.76.42.73.51.02.34.41.52.75.11.82.71.02.55.12.32.45.82.33.41.0人体蛋白质和几种食物蛋白质的氨基酸模式参考蛋白质：是指可用来测定其它蛋白质质量的标准蛋白。鸡蛋蛋白质。限制氨基酸：是指食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量较低，导致其它必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸，称为限制氨基酸。其中含量最低的称第一限制氨基酸，依此类推。

比说人体组织蛋白质每100克中含有苯丙氨酸1克、蛋氨酸1克、亮氨酸1克，这三种必需氨基酸组成比为1∶1∶1。如果某种食物蛋白质每100克中含有苯丙氨酸1克、蛋氨酸1克，而亮氨酸只有0.5克，即这三种必需氨基酸组成比为1∶1∶0.5，当该食物蛋白质摄入体内，经消化分解成氨基酸吸收到体内后，人体只能按1∶1∶1的比例利用其苯丙氨酸0.5克、蛋氨酸0.5克、亮氨酸0.5克，即由于亮氨酸的不足影响了苯丙氨酸和蛋氨酸的利用，那么亮氨酸就是这种食物的限制氨基酸。木桶理论

植物性蛋白质中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸相对较少，所以其蛋白质的营养价值较低。

赖氨酸是大米和面粉蛋白的第一限制氨基酸

蛋氨酸是豆类蛋白的第一限制氨基酸蛋白质互补作用：为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，而达到以多补少的目的，提高膳食蛋白质的营养价值，不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用，称为蛋白质互补作用。不同植物蛋白质合在一起食用。植物蛋白质和动物蛋白质合在一起食用。如八宝粥蛋白质互补作用的原则①食物的生物学属性相隔愈远愈好，这样才能保证不会发生缺乏同一种必需氨基酸的问题。②搭配的食物种类愈多愈好，这样必需氨基酸互补就会越完全。③各类食物要同时食用，因为食物中氨基酸吸收到体内后，一般在血液中停留不超过四个小时，然后到达组织器官再合成蛋白质，不同食物的必需氨基酸必须同时到达组织器官才能发挥互补作用。

蛋白质的分类完全蛋白质：又称优质蛋白质，是指食物中的蛋白质所含的必需氨基酸种类齐全,数量充足,比例适当,不仅能维持人体健康,也能促进生长发育。如大多数动物性食物蛋白质和大豆蛋白质。（必需氨基酸的质和量都满足）半完全蛋白质：食物中的蛋白质所含的必需氨基酸种类齐全,但含量多少不均,比例不合适,若膳食只食用此种蛋白,可以维持生命,但不能促进生长发育。如米、面的蛋白质。（必需氨基酸质完全，量不足）不完全蛋白质：指食物蛋白质所含的必需氨基酸种类不全,不能维持人体正常发育和健康。如胶原蛋白、鱼翅蛋白。（质和量均不足）一、蛋白质的消化（一）胃中的消化酶：胃蛋白酶蛋白质胃蛋白酶多肽+少量氨基酸胃蛋白酶原胃蛋白酶或胃酸胃蛋白酶蛋白质消化、吸收和代谢(二)小肠中的消化1.胰液中的蛋白酶及其作用内肽酶:水界蛋白质内部肽键外肽酶:水解多肽键末端氨基酸蛋白酶2.肠液中肠激酶的作用和小肠粘膜细胞的消化作用(1)肠激酶对胰酶的激活胰蛋白酶原肠激酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶羧基肽酶原(A及B)羧基肽酶(A及B)

胰腺最初分泌出来的各种蛋白酶和肽酶均以无活性的酶原形式存在，胰液中还存在胰蛋白酶抑制剂，能保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。（2）小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用胃液和胰液中蛋白酶水解蛋白质产物：1/3氨基酸，2/3寡肽小肠粘膜细胞的刷状缘及胞液中存在寡肽酶，把寡肽水解成氨基酸二、氨基酸的吸收（一）氨基酸吸收载体肠粘膜细胞上有运输氨基酸的载体蛋白载体蛋白氨基酸Na+三联体氨基酸、Na+进细胞Na+借钠泵，消耗ATP排出氨基酸载体：中性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体

中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸

酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸（2个羧基）

碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸（2个氨基）、组氨酸（含氮杂环具有碱性）

血液氨基酸组织氨基酸(AA代谢库)食物蛋白体内合成的非必需AA组织蛋白其他含氮物(嘌呤、嘧啶等)胺类CO2(脱羧)

其他含氮物

氨

α-酮酸糖谷氨酰胺尿素CO2+H2O

脂肪脱氨基TCACO2+H2O氨基酸代谢概况氮平衡：是反应机体摄入氮(食物蛋白质含氮量约为16%)和排出氮的关系。

B＝I-(U+F+S)B：氮平衡；I：摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S：皮肤等氮损失。

摄入氮和排出氮相等为零氮平衡：健康成年人摄入氮多于排出氮为正氮平衡：儿童、青少年、妇女怀孕期、疾病恢复期摄入氮少于排出氮为负氮平衡：饥饿、疾病蛋白质营养价值的评价蛋白质的含量蛋白质消化率蛋白质利用率蛋白质含量

食物蛋白质的含量多少是其营养价值的基础。一般食物的蛋白质含氮量是恒定的为16%，实际应用中是用凯氏定氮法测出含氮量，再乘以换算系数6.25即为蛋白质含量（不同食物此换算系数有一定差异）。名称蛋白质名称蛋白质名称蛋白质小麦12黄豆36海参76.5面粉9.6花生仁（生）26油条8大米8花生仁（炒）27水豆腐7高粱8猪肉（肥）2.2南豆腐5小米9.7猪肉（瘦）17霉豆腐10荞麦面9.2猪肉（肥瘦）9.5豆腐脑5玉米8.5大排骨16豆腐干19挂面9.6牛肉（瘦）20土豆2馒头（富强粉）6.1牛肉（肥瘦）20红薯2馒头（标准粉）9.9羊肉（瘦）17南瓜0.2面条7.4羊肉（肥瘦）13黄瓜1面筋22牛乳3.3西瓜1绿豆23.8鸡肉24苹果0.4赤小豆21.7鸡蛋14.7大白菜1豌豆24.6刀鱼18.2红萝卜1黄豆芽11.5带鱼18香蕉l绿豆芽3.2鲳鱼11.6海带8鲫鱼19.5草鱼18鲤鱼17.3蛋白质消化率：食物蛋白质被人体消化吸收的程度真消化率食物氮－(粪氮－粪代谢氮)蛋白质真消化率(%)＝×100%食物氮表观消化率食物氮－粪氮蛋白质表观消化率(%)＝×100%食物氮食物消化率食物消化率食物消化率鸡蛋牛奶肉、鱼玉米97±395±394±385±6大米面粉燕麦小米88±496±486±779大豆粉菜豆花生酱混合膳87±7788896几种食物蛋白质的消化率(%)影响因素：蛋白质在食物中的存在形式和加工方式（如整粒大豆60%，加工为豆腐90%）蛋白质利用率★生物价★蛋白质净利用率★蛋白质功效比值★氨基酸评分相对蛋白质值净蛋白质比值氮平衡指数生物价：是反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用程度的指标。

储留氮

生物价＝×100

吸收氮

吸收氮=食物氮－(粪氮－粪代谢氮)储留氮=吸收氮－(尿氮－尿内源性氮)蛋白质净利用率：是反应食物中蛋白质被利用的程度，即机体利用的蛋白质占食物中蛋白质的百分比。（结合蛋白质的消化率）

储留氮

蛋白质净利用率＝消化率×生物价＝×100%食物氮蛋白质功效比值：是用处于生长阶段中的幼年动物(一般用刚断奶的雄性大白鼠)，在实验期内其体重增加和摄入蛋白质的量的比值来反映蛋白质营养价值的指标。

动物体重增加(g)

蛋白质功效比值＝摄入食物蛋白质(g)

氨基酸评分：是用被测食物蛋白质的必需氨基酸评分模式和推荐的理想的模式或参考蛋白的模式进行比较。

被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量氨基酸