公共营养师基础第五讲第三章营养学基础(二)

第二节能量与宏量营养素能量蛋白质脂类碳水化合物一、能量（energy） 人体在生命活动过程中不断从外界摄取食物，其中包括碳水化合物、脂类和蛋白质，一般称之为三大营养素。三大营养素经消化转变成小分子营养素被吸收进入血液以后，由血液输送至机体细胞内，在细胞质内进行两大类代谢反应，一类是分解代谢，会释放出所蕴藏的化学能，这些化学能经过转化可以成为生命活动过程中各种能量的来源，故分解代谢是放能反应，另一类是合成代谢，通过合成代谢构成机体组织成分或更新衰老组织，合成代谢需要供给能量，因此是吸能反应。两类代谢统称为能量代谢，是生命活动的基本特征之一。（一）、能量的单位和来源 1.能量单位 ①焦耳（J）：1J相当于1牛顿的力使1kg的物质移动1m所消耗的能量。 营养学上常使用千焦耳（kJ）。 ②卡（cal）：1cal是使1g纯水由15°C升到16°C所需要的能量。 营养学上常使用千卡（kcal）。 ③单位换算：1kcal=4.184kJ 2.能量来源

人体需要的能量主要来自于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质。乙醇也可以产生能量。 3.能量系数 是每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的能量值。

碳水化合物 16.7kJ(4kcal)/g 脂肪 37.7kJ(9kcal)/g 蛋白质 16.7kJ(4kcal)/g

（乙醇29.3kJ(7kcal)/g）（二）、能量代谢和平衡 人体摄入的能量主要用于满足维持基础代谢、体力活动和食物特殊动力作用消耗的能量需要。 婴幼儿、儿童、青少年需额外增加生长发育所需能量。 孕妇需增加子宫、胎盘、胎儿、乳房和体脂储备所需能量。 乳母需增加合成分泌乳汁所需能量。 研究人体能量代谢的目的在于研究能量平衡。

能量摄入不足，机体会动用自身的能量储备甚至消耗自身组织以满足生命活动的能量需要，导致体力下降，体重减轻，发育迟缓，死亡。

能量摄入过剩，多余的能量以脂肪的形式储存，导致肥胖。 因此，能量的摄入应与需要平衡。 1.基础代谢(basalmetabolism,BM) ①定义：是维持人体最基本生命活动所必需的能量消耗。 ②测定方法：测定空腹12～14h、睡醒静卧、环境温度18～25°C时的能量消耗。 ③意义：维持体温、心跳、呼吸、各组织器官和细胞的基本功能。 ④基础代谢率（basalmetabolicrateBMR）：指单位时间内人体基础代谢所消耗的能量。 计算方法：

ⅰ采用体表面积计算（赵松山，1984）。 ⅱ直接用公式计（Harris&Benedict)。 ⅲ采用WHO（1985年）推荐的公式(Schofield)，按体重计算BMR（见表2-1）。例：男性，20岁，体重60kg，试计算BMR。 BMR=15.3m+679 =15.3×60+679 =1597（kcal/d） *该结果应用于我国人群时应减5%： BMR=1597×0.95 =1517（kcal/d） ⑤基础代谢影响因素 ⅰ体格的影响 ⅱ不同生理或病理状况的影响 ⅲ环境条件的影响 2.体力活动消耗的能量 除基础代谢外，是构成人体总能量消耗的主要部分。通常情况下，占人体总能量消耗的15%～30%。 这部分能量消耗，主要取决于体力活动的强度和持续时间。 人体能量需要量的不同主要是由于体力活动的差别。 中国成人活动水平分级，见表2-15。 3.食物特殊动力作用（SDA）

现称食物热效应（TEF），是指人体摄食过程中引起的额外的能量消耗。 原因为摄食过程中，营养素的消化、吸收、转化、合成所消耗的能量。 不同食物的TEF有所差异：脂肪为本身能量的4%～5%，碳水化合物为5%～6%，蛋白质为30%。

一般成人摄入混合膳食，TEF相当于基础代谢的10%。（三）、总能量消耗量的计算 目前应用“要因加算法”计算：

总能量消耗量=0.95BMR×PAL

PAL（体力活动水平） =24h总能量消耗/24h基础代谢率 在实际应用中，PAL常给出。中国成人PAL的范围为1.55～2.10。 中国成人活动水平分级，见表2-15。 例：男性，20岁，体重60kg，试计算总能量消耗量。 ①按表2-1计算BMR： BMR=1597（kcal/d） ②从表2-15查得：大学生为中活动水平，男性PAL为1.78。 ③总能量消耗量=0.95×1597×1.78 =2700（kcal/d）（四）、能量的膳食参考摄入量 1.能量推荐摄入量（RNI） ①成年，轻活动，男性2400(kcal/d)

女性2100(kcal/d) ②50岁起，年龄增长，能量摄入递减。 ③孕妇+200kcal/d；乳母+500kcal/d。 2.三大生热营养素的供能比例：

蛋白质 10%～15% 脂肪 20%～30% 碳水化合物 55%～65%资料：我国居民膳食能量摄入状况1992年全国营养调查结果： 人均摄入能量2328kcal/日，占RDA的97.1%。 城市居民为2395kcal/日，占RDA的99.8%。 农村居民为2294kcal/日，占RDA的95.7%。二、蛋白质（protein） 生命是蛋白体的存在方式。恩格斯（一）、蛋白质的元素组成 蛋白质是主要由碳、氢、氧、氮组成的高分子化合物。 其中含碳50%～56%、氢6%～8%、氧19%～24%、氮13%～19%、硫0～4%、磷、铁、铜、锰、锌、钴、钼等。 多数蛋白质的含氮量约16%，因此，可通过测定食物样品的氮含量，再乘以6.25（蛋白质换算系数）得出样品中的蛋白质含量。（二）、蛋白质的生理功能一是构成身体组织：人体组织、器官无一不含蛋白质。细胞中，除水分外，蛋白质约占细胞内含物的80%。人体内各组织细胞的蛋白质始终在不断更新，如人血浆蛋白质的半寿期为10天，人体每天蛋白质约更新3%，身体受伤后也需要蛋白质作为修复材料。（慢性胃炎、胃溃疡的营养治疗，补充优质蛋白质，修复胃黏膜是根本；病人手术，需要补充优质蛋白质，加速伤口、创伤面的愈合，可以少留疤痕）二是调节生理功能：蛋白质在体内是构成多种具有重要生理活性物质的成分，参与调节生理功能。如所有酶类、免疫蛋白、激素等等都是由蛋白质构成或衍生的，血液中的蛋白质负责运输营养，体内渗透压的调节，食物的消化、吸收、代谢，没有蛋白质或缺乏，这些生理功能就不能发挥或者功能下降（提高人体免疫力的根本途径还是补充优质蛋白质，病人最好的医生是自己）三是供给能量：可以由碳水化合物或脂肪来代替，是次要功能。

补充优质蛋白质是提高学习成绩的重要物质基础之一。（三）、氨基酸和必需氨基酸 1.氨基酸：

是组成蛋白质的基本单位。 多个不同氨基酸组成肽（peptide)，含10个以上氨基酸称多肽(polypeptide)；10个以下氨基酸称寡肽(oligopeptide)；３个或２个氨基酸分别称为三肽(tripeptide)或二肽(dipeptide)。 构成人体蛋白质的氨基酸有21种。 2.必需氨基酸

(EAA)

是人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得的氨基酸。 共9种：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、颉氨酸、组氨酸（婴儿）。

半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而来，如果食物能够提供这两种氨基酸则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需求量会减少30—50%，因此，被称为半必需氨基酸。

其它10种氨基酸在人体可以自身合成满足需要，故称为非必需氨基酸。包括丙氨酸、精氨酸、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、胱氨酸。 3.氨基酸模式(aminoacidpattern)

是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。 计算方法：以该种蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值。 当食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体蛋白质的氨基酸模式时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，则食物蛋白质的营养价值越高。 这样的蛋白质有鸡蛋、奶、肉、鱼等动物性蛋白质和大豆蛋白质，被称为优质蛋白质。 其中氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的某种蛋白质常被作为参考蛋白，通常为鸡蛋蛋白质。 食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其它必需氨基酸在体内不能被充分利用，造成食物蛋白质营养价值降低，则这些含量较低的氨基酸称限制氨基酸。其中含量最低的称第一限制氨基酸。 植物性蛋白质中的限制性氨基酸多为赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸。 不同食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式见表1-1。氨基酸人体全鸡蛋牛奶牛肉大豆面粉大米异亮氨酸4.43.23.44.44.33.84.0亮氨酸7.05.16.86.85.76.46.3赖氨酸5.54.15.67.24.91.82.3蛋氨酸＋半胱氨酸3.53.42.43.21.22.82.3苯丙氨酸＋酪氨酸6.05.57.36.23.27.23.8苏氨酸4.52.83.13.62.82.52.9颉氨酸5.03.94.64.63.23.64.8色氨酸1.01.01.01.01.01.01.0表1-1几种食物和人体蛋白质氨基酸模式（四）、蛋白质的营养学分类

1、完全蛋白质：必需AA种类齐全、数量充足，各种AA的比例也与人体所含比例相似，作为唯一蛋白质来源时，不但能保证人体生长的正常需要，而且也能促进儿童的生长发育。

2、半完全蛋白质是指蛋白质所含必需氨基酸种类齐全，但数量不足或比例不适当。如小麦、大麦中的麦胶蛋白，它仅能维持生命，但不能促进生长发育。

3、不完全蛋白质是指所含必需氨基酸种类不全，如玉米的玉米胶蛋白；动物结缔组织和肉皮中的胶蛋白；豌豆中的豆球蛋白等，它既不能维持生命，也不能促进生长发育。

4.蛋白质的互补作用几种营养价值较低的蛋白质混合摄入时，其中的限制氨基酸得到了互相补充，从而使混合蛋白质中的必需氨基酸比例更接近人体蛋白质的氨基酸模式，提高了膳食蛋白质的营养价值。 如大豆和米或面混合食用时，大豆蛋白富含的赖氨酸与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充，可明显提高米面蛋白质的营养价值（表1-1-4）。为了使食物蛋白质的互补作用能充分发挥，要注意以下几点。第一，食物的生物学属性愈远愈好，如动物性与植物性食物混合食用；第二，搭配的食物种类愈多愈好；第三，各种食物要同时食用。富含蛋白质食物与需要量动物食物中蛋白质含量一般较高，畜、禽、鱼、肉类10％～20％，禽肉约20％，高于猪肉；鱼肉蛋白质也在20％左右：蛋类12％～14％，奶类(鲜牛奶)3％~3．5％。（五）、蛋白质的消化、吸收和代谢 1.消化吸收 胃：胃酸使蛋白质变性，激活胃蛋白酶分解蛋白质。

小肠：蛋白质被胰蛋白酶、糜蛋白酶分解为氨基酸、二肽、三肽，被小肠粘膜细胞吸收。 小肠粘膜细胞：二肽、三肽被酞酶分解为氨基酸，入肝门静脉至肝脏。 2.必要氮损失

机体每天由于皮肤、毛发、粘膜脱落，经期失血，及肠道菌体死亡排出，损失的氮量，成人平均为53mg/kg体重，相当于每人每天丢失20g蛋白质。此种氮损失是不可避免的。 因此，相当于必要氮损失的蛋白质量是人体最低生理需要量。 3.氮平衡是反映机体摄入氮和排出氮的关系。关系式：

I=U+F+S （I：摄入氮， U：尿氮，F：粪氮，S：皮肤等氮损失）零氮平衡：摄入氮=排出氮（正常人）正氮平衡：摄入氮＞排出氮（儿童，青少年，孕妇，疾病恢复期等）负氮平衡：摄入氮＜排出氮（饥饿，疾病，老年）（六）、蛋白质营养失调1.蛋白质缺乏：若膳食蛋白质长期供给不足可发生蛋白质缺乏症状。临床表现：消化不良→腹泻→血浆白蛋白下降→水肿→肌肉萎缩→体重减轻→贫血→女性月经障碍、乳汁分泌减少、生殖功能障碍。若蛋白质摄入严重不足，导致“蛋白质恶性营养不良症(Kwashiorkor)”，主要表现为水肿。若蛋白质和热能同时严重缺乏时，导致“干瘦型营养不良(Marasmus)”,主要表现为消瘦。 阜阳奶粉事件

2004年5月，安徽省阜阳市对当地2003年3月1日以后出生、以奶粉喂养为主的婴儿进行的营养状况普查和免费体检显示，因食用劣质奶粉造成营养不良的婴儿229人，其中轻、中度营养不良的189人。 经国务院调查组核实，阜阳市因食用劣质奶粉造成营养不良而死亡的婴儿共计12人。 国务院调查组通过卫生学调查证实，不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，婴儿生长发育所必需的蛋白质、脂肪以及维生素和矿物质含量远低于国家相关标准。 经初步调查，阜阳市查获的55种不合格奶粉共涉及10个省(自治区、直辖市)的40家企业，既有无厂名、厂址的黑窝点，也有的是盗用其他厂名，还有证照齐全的企业。这些劣质奶粉主要通过郑州万客来市场、合肥长江批发市场、蚌埠市太平街新市场、阜阳元丰市场等批发市场和生产厂家批量购进并批发到各县(市)、区的奶粉经销商、超市、百货商店、日杂店和行政村的小卖部，销售范围主要是阜阳市各区县的乡镇和农村市场。 在国务院调查组的统一组织下，阜阳市对制售劣质奶粉违法犯罪行为依法进行了严厉打击。截至目前，共抽检各类奶粉586组，扣留、封存、暂停销售奶粉10多万袋；立案查处涉嫌销售不合格奶粉案件39起，打掉生产及分装窝点4个，刑事拘留47人，留置审查59人，宣布正式逮捕31人，依法传讯203人。(央视国际2004年05月16日)

2.蛋白质摄入过多：蛋白质分解为氨由尿排出时，需要大量水分，从而增加肾脏负担。（肾炎病人一定要掌握低蛋白和低盐饮食） 若过多含硫氨基酸（动物蛋白）摄入，可加速骨钙丢失，易致骨质疏松。（七）、食物蛋白质的营养学评价 食物蛋白质营养价值的优劣可从三方面评价：蛋白质含量蛋白质消化率蛋白质利用率

1.蛋白质含量 用凯氏(Kjeldahl)定氮法，测定食物中的氮含量，乘以蛋白质换算系数(6.25),