能量与营养素第一讲

2023/2/11能量和三大产能营养素教师：吴建中TEL:885397662023/2/12提要第一节人体的营养需要第二节蛋白质第三节脂类第四节碳水化合物第五节水分第六节维生素2023/2/13第一节人体的营养需要营养：是指人体摄取、消化、吸收和利用食物中营养物质以满足机体生理需要的生物学过程。营养素：是指食物中能给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。2023/2/14人体的营养需要分类膳食纤维2023/2/15能量

能量是做功的动力。人体维持心脏跳动、血液循环、肺部呼吸、腺体分泌、物质转运等重要的生命活动,以及从事生活和生产、体力活动等都需要消耗能量。这些消耗的能量主要是由食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质（三大产能营养素）在体内代谢氧化提供。2023/2/16

三大产能物质在体内进行生物氧化释放的能量，45％形成三磷酸腺苷（ATP）储存于高能磷酸键中,然后在生理条件下释放出能量供机体各种活动之需,其他55％用于维持体温并向外环境散发。2023/2/17

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。

“能量平衡与体重控制直接有关”2023/2/18能量单位是什么？

卡（Calorie）：指1毫升水从15℃升高到

16℃所需要的能量。焦耳（Joule）：用1牛顿的力将1公斤的物体移动1米所需的能量。两种计量单位的换算关系：

1cal=4.18J1J=0.239cal2023/2/19物理卡价：是指每克产热营养素在体外燃烧所产生的热能值称为物理卡价。生理卡价：或称为能量系数、食物的能量卡价，，是指每克产热营养素在体内生物氧化所产生的热能值称为卡价。碳水化合物、脂肪和蛋白质的生理卡价分别为4、9、4kcal/g。2023/2/110人体能量的消耗2023/2/111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％。

2023/2/112基础代谢的测量一般是在安静和松弛休息条件下，清醒静卧舒适环境中，室温18～20℃，禁食12小时，无体力和脑力劳动，采用直接或间接测热法进行测量。此时的代谢基本维持循环、呼吸及体温等最基本的能量需要。2023/2/113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％。

2023/2/114C.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％。2023/2/115D.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％。

2023/2/116E.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。2023/2/117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。2023/2/118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。

你能否利用生热效应？2023/2/119能量供给量和来源能量供给量能量供给量的制定,主要以体力劳动的强度和性别不同为依据。中国居民DRIs

膳食营养素参考摄入量(2000):成年男女（18-50岁）能量RNIs推荐摄入量(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；2023/2/120能量的来源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25％～30％,蛋白质为10％～15％。

乙醇在体内代谢可产生热能7Kcal/克碳水化物、蛋白质4Kcal/克脂肪9Kcal/克2023/2/121能量计算举例以从事重体力活动的某工人一天需要摄入的能量为3200kcal计算,问分别需要摄入多少碳水化合物、脂肪以及蛋白质，才能满足其能量消耗的需要？碳水化合物：3200×65％÷4＝520克脂肪：3200×25％÷9＝89克蛋白质：3200×10％÷4＝80克2023/2/122第二节蛋白质

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2023/2/123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2023/2/124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碳水化物供应不足的情况下分解组织蛋白质供能，导致瘦体组织消耗2023/2/125必须了解的蛋白质和氨基酸基础知识以核糖核酸酶为例2023/2/126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2023/2/127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。成人的必须氨基酸8种：缬aa色aa蛋aa赖aa苏aa丙aa亮aa异亮aa。婴幼儿必须氨基酸9种：成人基础上加组aa。记忆方法：甲（组）携来一本亮色书。2023/2/128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。

2023/2/129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→半胱氨酸如果酪氨酸和半胱氨酸的摄入充足，就可以节省苯丙氨酸和蛋氨酸，因此酪氨酸和半胱氨酸被称为条件必需氨基酸。

2023/2/130

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，这些随机体外界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。特殊情况下的条件必需氨基酸2023/2/131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)Glutamicacid(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。2023/2/132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。参考蛋白质：是指可用来测定其它蛋白质质量的标准蛋白。2023/2/133氨基酸人体全鸡蛋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4.07.05.53.56.04.05.01.02.54.03.12.33.62.12.51.03.35.64.33.96.32.74.01.03.06.45.42.46.12.73.51.03.46.35.72.56.03.53.91.03.25.65.82.84.93.03.21.03.05.14.41.76.42.73.51.02.34.41.52.75.11.82.71.02.55.12.32.45.82.33.41.0人体蛋白质和几种食物蛋白质的氨基酸模式2023/2/134限制氨基酸：是指食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的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。

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从蛋白质的氨基酸造成来看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和荞麦的第一限制氨基酸赖氨酸与色氨酸是玉米的第一限制氨基酸

2023/2/136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。如八宝粥植物蛋白质和动物蛋白质合在一起食用。

2023/2/137

CC

AAAA

RRR

CCCC

AA

RRRCAR

CAR

CAR

CAR

CAR

CAR+食物1食物22023/2/138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）2023/2/139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）

2023/2/140蛋白质消化、吸收和代谢蛋白质消化胃：胃酸→蛋白变性利于酶消化；胃酸激活胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶分解蛋白质。小肠：胰蛋白酶和糜蛋白酶（胰腺）分泌，分解蛋白质为氨基酸、2肽或3肽。蛋白质吸收小肠粘膜细胞：三种主动转运系统，分别转运中性、酸性和碱性氨基酸，同性质氨基酸之间存在竞争作用。2023/2/141

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、谷氨酸碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸

2023/2/142肠道15gN2g粪氮(包括1.0g粪代谢氮)吸收蛋白质14g氨基酸池肌体蛋白质2.0g(尿氮-尿内源性氮）储留氮12g2023/2/143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。2023/2/144

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2023/2/145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2023/2/146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）。2023/2/147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2023/2/148食物真消化率食物真消化率食物真消化率鸡蛋牛奶肉、鱼玉米97±395±394±385±6大米面粉(精致)燕麦小米88±496±486±779大豆粉菜豆花生酱中国混合膳87±7788896几种食物蛋白质的消化率(%)2023/2/149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2023/2/150生物价（BV）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)2023/2/151蛋白质净利用率(NPU(%))

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%

食物氮氮2023/2/152

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)

实验组功效比值

被测蛋白质功效比值＝×2.5

对照组功效比值

蛋白质功效比值（PER)2023/2/1532.5被测蛋白质功效比值＝实验组功效比值×

对照组功效比值2023/2/154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（见中国营养师培训教材29页）进行比较，因此是反映蛋白质构成和利用的关系。

被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg)氨基酸评分=

×100

理想模式或参考蛋白质中每克氮(或蛋白质)中氨基酸量(mg）2023/2/155确定某一食物蛋白质氨基酸评分步骤计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值。在上述计算结果中，找出第一限制氨基酸评分值，即为该蛋白质的氨基酸评分。2023/2/156食物BVNPU(%)PERAAS全鸡蛋全牛奶鱼牛肉大豆精制面粉大米土豆948783747352636784828173665163603.923.094.552.302.320.602.16-1069810010063345948常见几种食物蛋白质质量2023/2/157

必需成人儿童(10-12岁)婴幼儿氨基酸需要量比值需要量比值需要量比值缬氨酸10.0

2.8

33.0

8.3

93.0

5.5

亮氨酸14.0

4.0

45.0

11.3

161.0

9.5

异亮氨酸10.0

2.8

30.0

7.5

87.0

5.1

苏氨酸7.0

2.0

35.0

8.8

87.0

5.1

苯丙氨酸+酪氨酸14.0

4.0

27.0

6.8

125.0

7.4

色氨酸3.5

1.0

4.0

1.0

17.0

1.0

蛋氨酸+脱氨酸13.0

3.7

27.0

6.8

58.0

3.4

赖氨酸12.0

3.4

60.0

15.0

103.06.0

组氨酸0

028.01.6

人体每日必需氨基酸需要量(mg/kg)及比值2023/2/158调配膳食的原