1、食品營(yíng)養(yǎng)學(xué),Food Nutriology,第三章 能量與宏量營(yíng)養(yǎng)素,專(zhuān)題1 能量,喝水都胖？,狂吃不胖？,1,4,2,3,5,能量的來(lái)源與能值,人體的能量消耗,能量代謝測(cè)定,能量平衡,能量的供給,本章內(nèi)容,新陳代謝生命基本特征,新陳代謝,物質(zhì)代謝,同化作用,能量代謝,異化作用,同化作用： 同化作用(又叫做合成代謝)是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),并且儲(chǔ)存能量的變化過(guò)程。即生物體利用能量將小分子合成為大分子的一系列代謝途徑。 異化作用： 簡(jiǎn)單說(shuō)，異化作用就是把自己變成非己。異化作用就是生物的分解代謝。是生物體將體內(nèi)的大分子轉(zhuǎn)化為小分子并釋放出能量的過(guò)程。呼吸作用是異

2、化作用中重要的過(guò)程。,人體只能利用食物中蘊(yùn)藏的化學(xué)能（C-H）。 ATP既是體內(nèi)重要的貯能物質(zhì)，又是直接的供能物質(zhì)，肌酸磷酸（CP）是ATP的主能庫(kù)。 單位：卡（cal，kcal），焦耳(J，kJ) 能量來(lái)源：蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物。,一、能量來(lái)源,Sarccharide糖類(lèi),體內(nèi)的主要供能物質(zhì):供給量70%的人體所需能量。 特殊重要性：腦組織的唯一來(lái)源 貯能形式： 肝糖原：量少，維持血糖水平 肌糖原：量多，骨骼肌運(yùn)動(dòng) 供能途徑： 有氧氧化 無(wú)氧酵解,一、能量來(lái)源,FAT 脂肪,一、能量來(lái)源,特點(diǎn)： 各種能源貯存的主要形式； 氧化時(shí)放能多，短期饑餓時(shí)供能。 存在形式： 組織脂質(zhì)：細(xì)胞成分，以

3、類(lèi)脂為主，不是能源。 貯存脂質(zhì)：供能物質(zhì)。,Protein 蛋白,各種細(xì)胞主要成分，供能不如糖、脂重要。 特點(diǎn)： 特殊情況下供能， 體內(nèi)氧化不徹底， 釋放能量少。,一、能量來(lái)源,能值：能量值，或熱能值。,食物能值（熱能系數(shù)）：食物徹底燃燒（體外燃燒）所測(cè)得的能值。,生理有效能量值：食物中人體可利用的能值。,生理有效能值= （食物能值代謝廢物能值）相應(yīng)的消化吸收率,一、能量來(lái)源,如：蛋白質(zhì)的食物能值為23.64kJ，代謝產(chǎn)物中含有具有一定能量的尿素、尿酸、肌酐，它們的能值為5.44kJ，蛋白質(zhì)的消化率92%。蛋白質(zhì)的生理能值為,（23.64-5.44）92%=16.7(kJ),一、能量來(lái)源,不同

4、的營(yíng)養(yǎng)素蘊(yùn)含的能量不同，它們?yōu)槿梭w提供能量的多少還受消化因素的影響。,一、能量來(lái)源,不同物質(zhì)的能值kJ/g(kcal/g),一、能量來(lái)源,二、人體的能量消耗,？,基礎(chǔ)代謝(BM) & 基礎(chǔ)代謝率(BMR) 影響基礎(chǔ)代謝（率）的因素,（一）基礎(chǔ)代謝,二、人體的能量消耗,指維持機(jī)體最基本生命活動(dòng)所消耗的能量。即人體在安靜和恒溫（18-25）條件下，禁食12h后，靜臥、放松而又清醒時(shí)的能量消耗。此時(shí)能量?jī)H用于維持體溫、呼吸、血液循環(huán)及其他器官的生理需要.,基礎(chǔ)代謝(basal metabolism, BM)：,二、人體的能量消耗,BM估算,（a）用體表面積計(jì)算 （b）直接計(jì)算 （c）粗算法,二、人體

5、的能量消耗,（a）用體表面積計(jì)算 BM=體表面積BMR24 其中： 體表面積(m2)= 0.0059身高（cm）+0.0126體重（kg）-0.1603 BMR查書(shū)（P38） 例：某男生20歲，1.75m，70kg，求其BM?,BM=(0.0059175+0.012670-0.1603) 161.524=6799(kJ)（1625kcal）,二、人體的能量消耗,（b）直接計(jì)算：kcal 男BM=66+13.7體重（kg）+5.0身高（cm）-6.8年齡（y） 女BM=65.5+9.5體重（kg）+1.8身高（cm）-4.7年齡（y） 再用上例：某男生20歲，1.75m，70kg，求其BM?,二

6、、人體的能量消耗,（c）粗算法： 成人男性B M=1kcal(4.18kJ) 體重（kg） 成人女性M=0.95kcal(3.97kJ) 體重（kg）,二、人體的能量消耗,基礎(chǔ)代謝率（basal metabolic rate, BMR）,基礎(chǔ)代謝的水平用基礎(chǔ)代謝率表示，是指單位時(shí)間內(nèi)人體基礎(chǔ)代謝所消耗的能量，單位為kJ/（m2.h）、kJ/（kg.h）或MJ/d?；A(chǔ)代謝與體表面積密切相關(guān)，體表面積又與身高體重有密切關(guān)系，根據(jù)體表面積或體重可以推算出人體一日基礎(chǔ)代謝能量消耗 。,二、人體的能量消耗,靜息代謝率（resting metabolic rate, RMR）,指人體在禁食4h、全身處于

7、休息狀態(tài)下，每小時(shí)每平方米體表面積（或每千克體重）的能量消耗。RMR略高于BMR，但可行。,二、人體的能量消耗,我國(guó)人正常基礎(chǔ)代謝率,方括號(hào)內(nèi)數(shù)值為“kcal/m2.h”,二、人體的能量消耗,影響基礎(chǔ)代謝（率）的因素,體格：肌肉發(fā)達(dá)者脂肪豐富者。,二、人體的能量消耗,年齡：隨年齡增長(zhǎng)而下降，兒童青壯年中年人老年人。,二、人體的能量消耗,性別：男女，5%-10%。,二、人體的能量消耗,環(huán)境：氣溫低高。一般熱帶居民比溫帶同類(lèi)居民約低10%，嚴(yán)寒地區(qū)約比溫帶高10%。當(dāng)人受寒冷刺激時(shí)，反射性地首先起肌緊張?jiān)黾樱^而出現(xiàn)寒顫反應(yīng)，BMR較平時(shí)高4-5倍。氣溫過(guò)高（3545）時(shí)，產(chǎn)熱也增加（可能是體內(nèi)代

8、謝加強(qiáng)）。在饑餓、禁食時(shí)降低。,二、人體的能量消耗,內(nèi)分泌：,許多腺體分泌的激素對(duì)細(xì)胞代謝起調(diào)節(jié)作用，如甲狀腺、腎上腺。甲狀腺素增加組織耗氧率，增加產(chǎn)熱率。甲狀腺功能亢進(jìn)者的BMR增加35%-80%。腎上腺素使細(xì)胞內(nèi)氧化反增強(qiáng)，血糖增加，血糖利用率提高，產(chǎn)熱增加。,二、人體的能量消耗,精神因素：緊張時(shí)增加。 外源物質(zhì)：尼古丁、咖啡因等使BMR增高。 種族：相同身高和體重人相比， 愛(ài)斯基摩人和印第安人歐美人亞洲人。,二、人體的能量消耗,體力活動(dòng)消耗的能量在人體總能量消耗中占主要部分。體力活動(dòng)不僅消耗大量機(jī)械能，而且還要消耗用于修整組織及合成細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的能量。 （表2）,二、人體的能量消耗,（二）

9、體力活動(dòng),勞動(dòng)強(qiáng)度的等級(jí)劃分,二、人體的能量消耗,（三）食物特殊動(dòng)力作用（SDA）,又稱(chēng)食物熱效應(yīng)（thermic effect of food, TEF），指因攝食物而引起的能量額外消耗的現(xiàn)象。這是由于在攝食過(guò)程中，人體對(duì)食物進(jìn)行消化、營(yíng)養(yǎng)素吸收、代謝轉(zhuǎn)化等需要額外消耗能量，同時(shí)引起體溫升高和散發(fā)熱量。 不同能量物質(zhì)的食物熱效應(yīng)不同：,二、人體的能量消耗,不同能量物質(zhì)的食物熱效應(yīng),二、人體的能量消耗,不同能量物質(zhì)的食物熱效應(yīng)不同的原因,各營(yíng)養(yǎng)素消化吸收后轉(zhuǎn)變成ATP貯存的量不同，蛋白質(zhì)為32%34%，低于脂肪和碳水化合物的38%40%，而其余的則變成熱量。,由食物脂肪經(jīng)消化吸收后變成脂肪組織

10、的脂肪其消耗的能量要低于消化吸收的葡萄糖轉(zhuǎn)變成糖原或脂肪消耗的能量，而由食物蛋白質(zhì)中的氨基酸合成人體蛋白質(zhì)，或代謝轉(zhuǎn)化為脂肪，其消耗的能量更多。,二、人體的能量消耗,二、人體的能量消耗,“0”卡食品,（四）生長(zhǎng)發(fā)育,兒童和孕婦所消耗的能量還包括生長(zhǎng)發(fā)育的能量。其中： 新生兒：按體重計(jì)，消耗能量為成人的23倍。 36個(gè)月嬰兒：生長(zhǎng)發(fā)育消耗能量占總消耗能量的15%30%。 兒童：每增加1g體重約需4.8kcal (20kJ)能量。 孕婦：額外的能量供胎兒生長(zhǎng)發(fā)育及自身生殖系統(tǒng)的特殊需要。,二、人體的能量消耗,二、人體的能量消耗,三、能量代謝測(cè)定,能量代謝的測(cè)定一般是測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)機(jī)體所釋放的能量，

11、即能量代謝率,通常以單位時(shí)間內(nèi)每平方米體表面積的產(chǎn)熱量表示,kJ/m2.h 直接測(cè)定法：精確，復(fù)雜，須專(zhuān)用設(shè)備 間接測(cè)定法（氣體代謝法）：較精確，研究工作中最常用。 心率推算法：根據(jù)心率與熱能消耗成正比的關(guān)系，簡(jiǎn)便，但個(gè)體差異大。,三、能量代謝測(cè)定,心率推測(cè)法,用心率檢測(cè)器和Douglas袋法同時(shí)測(cè)量各種活動(dòng)的心率和能量消耗，推算出心率-能量的多云回歸方程，通過(guò)連續(xù)一端時(shí)間(3-7d)監(jiān)測(cè)實(shí)際生活中的心率，可參照回歸方程推算受試者每天能量消耗平均值。 心率易受環(huán)境和心理影響，目前僅限于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。,三、能量代謝測(cè)定,體重平衡法：最簡(jiǎn)單，只適于成人，結(jié)果供參考。,三、能量代謝測(cè)定,生活觀察法,詳

12、細(xì)記錄每天各項(xiàng)活動(dòng)的時(shí)間查出各項(xiàng)活動(dòng)能量消耗率算出各項(xiàng)活動(dòng)能量消耗量合計(jì)。注意記錄時(shí)間不少于一周。例如： 前例男生20歲，1.75m, 70kg，他一天活動(dòng)和能量消耗如下：,三、能量代謝測(cè)定,（1）體力活動(dòng)所消耗的能量估算,注：體力活動(dòng)能耗=時(shí)間*能耗率*體表面積（本例體表面積按1.754）,三、能量代謝測(cè)定,要因計(jì)算法,應(yīng)用BMR乘以體力活動(dòng)水平（physical activity level, PAL）來(lái)計(jì)算人體的能量消耗量或需要量。 能量需要量或消耗量 = BMR*PAL,三、能量代謝測(cè)定,能量平衡重要性 能量平衡性的判斷 理想體重,四、能量平衡,能量平衡重要性,不足：由于饑餓或疾病等原

13、因，造成能量攝入不足，可造成蛋白質(zhì)-熱能營(yíng)養(yǎng)不良癥。表現(xiàn)為體力下降，工作效率低下。而能量攝入不足造成太少的脂肪貯存，身體對(duì)不幸的適應(yīng)能力和抗病能力也因此而下降。體重太低的女性，性成熟延遲，易生產(chǎn)低體重嬰兒。年老時(shí)，能量攝入不足會(huì)增加營(yíng)養(yǎng)不良的危險(xiǎn)。 過(guò)量：過(guò)多的能量攝入，會(huì)增加肥胖、高血壓、心臟病、糖尿病和某些癌癥的發(fā)生率，這一點(diǎn)已被西方國(guó)家所證實(shí)，我國(guó)近年來(lái)也有類(lèi)似的危險(xiǎn)趨勢(shì)。,四、能量平衡,理想體重(kg) =身高(cm) - 105,四、能量平衡,BMI，Body Mass Index，體質(zhì)指數(shù),體質(zhì)指數(shù)（BMI）= 體重（kg） 身高（m）2,四、能量平衡,依據(jù)能量的需要量來(lái)供給 1、

14、生活觀察法 體力活動(dòng)所消耗的能量 BM估算 食物特殊動(dòng)力作用 2、體重平衡法 3、要因計(jì)算法 4、參考能量DRIs。 三大產(chǎn)能物質(zhì)占總能量供應(yīng)的比例：碳水化合物55%65%（原60%70%），脂肪20%25%（原20%30%），蛋白質(zhì)10%14%。,五、 能量的供給,能量來(lái)源于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)，按照等能定律從能量供給上講，3種物質(zhì)比例的變化并不影響能量的攝取，可以在一定程度上相互代替。不同營(yíng)養(yǎng)素有各自特殊的生理作用，長(zhǎng)期攝取單一會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)不平衡，影響健康。一般條件下，碳水化合物是主要能量來(lái)源，其次是脂肪，蛋白質(zhì)的主要作用不是供熱。,五、 能量的供給,碳水化合物、脂類(lèi)和蛋白質(zhì)廣泛存在于各類(lèi)食物中,糧谷類(lèi)和薯類(lèi)