食物能量與人體能量消耗

1、食物能量與人體能量消耗Content食物的消化過程食物的消化過程食物能值的計算食物能值的計算人體能量的消耗組成人體能量的消耗組成能量總消耗的確定能量總消耗的確定人體需要的能量主要來自于食物中的人體需要的能量主要來自于食物中的碳水化合物碳水化合物、脂肪脂肪和和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)二二.食物能量的確定食物能量的確定1.供能物質(zhì)含量的確定供能物質(zhì)含量的確定碳水化合物碳水化合物：減法：食品總質(zhì)量分別減去蛋白質(zhì)、脂肪、水分、灰分和膳食纖維的質(zhì)量，即是碳水化合物的量。加法：淀粉和糖的總和即為碳水化合物。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)：食凱式定氮法、可通過“總氮量”乘以“氮折算系數(shù)”。 食品中各氨基酸含量的總和來確定。脂肪脂肪：脂肪

2、可以通過分析單個脂肪酸來計算并以脂肪酸當量來表示(FAO,1994)。營養(yǎng)學上常使用營養(yǎng)學上常使用千卡（千卡（kcal） 2.不同供能物質(zhì)能量系數(shù)不同供能物質(zhì)能量系數(shù)(1)阿特沃特通用系數(shù)系統(tǒng)阿特沃特通用系數(shù)系統(tǒng)1896該套系數(shù)是通過測定蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的燃燒熱(即總能),再通過校正這些養(yǎng)素經(jīng)消化、吸收和尿液所損失的能量后得到的。該系統(tǒng)不考慮供能成分的食物來源,而是對每一種產(chǎn)能底物采用一套固定的系數(shù)。(2)更廣泛的通用系數(shù)系統(tǒng)更廣泛的通用系數(shù)系統(tǒng)1970更廣泛的通用系數(shù)體統(tǒng)(a more extensive generalfactor system)是對阿特沃特通用系數(shù)系統(tǒng)的不斷修訂、

3、改進和補充。 (3)阿特沃特特異系數(shù)系統(tǒng)阿特沃特特異系數(shù)系統(tǒng)Merrill和Watt則認為不同食物來源和特性的三大供能營養(yǎng)素各自的燃燒熱能和消化吸收率都并非固定值。 (4)凈代謝能系統(tǒng)凈代謝能系統(tǒng)食物的代謝能(ME)經(jīng)過進一步的修正)即扣除發(fā)酵產(chǎn)熱損失和食物的必然生熱作用損失(如生成ATP代謝途徑中的熱能損失)之后,可以推算出食物的凈代謝能(NME),。2表表3 不同物質(zhì)的能值不同物質(zhì)的能值kJ/g（kcal/g）食物能值：是食物徹底燃燒時所測定的能值，即“物理燃燒值”，或稱“總能值”生理能值：即機體可利用的能值 以以100 g的的瘦牛肉瘦牛肉為例為例：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)20.2%，脂肪，脂肪2.3

4、%，碳水化合物碳水化合物1.2%通用系數(shù)系統(tǒng)：通用系數(shù)系統(tǒng)：4千卡千卡 20.2+ 9千卡千卡 2.3+ 4千卡千卡 1 .2=106.3千卡千卡舉例：一名大學生的早餐和午餐熱能舉例：一名大學生的早餐和午餐熱能二、人體的能量消耗二、人體的能量消耗 人體能量消耗的構(gòu)成？人體能量消耗的構(gòu)成？（對兒童、孕婦、乳母等）基礎(chǔ)代謝體力活動食物特殊動力作用生長發(fā)育人體能量消耗的構(gòu)成圖解約占總能量消耗的 60%70%占人體總能量消耗的 20%-30%調(diào)控 總能量消耗 最主要的方法也是調(diào)控 體力活動能量消耗（1 1）定義：）定義：是維持人體最基本生命活動所必需的最低能量消耗。即人體在安靜和恒溫條件是維持人體最基

5、本生命活動所必需的最低能量消耗。即人體在安靜和恒溫條件下下( (一般一般181825)25)，禁食，禁食1212小時后，靜臥、放松而又清醒時的能量消耗。小時后，靜臥、放松而又清醒時的能量消耗。（2 2）測定方法：）測定方法：測定空腹測定空腹121216h16h、睡醒靜臥、環(huán)境溫度、睡醒靜臥、環(huán)境溫度18182525C C時的能量消耗。時的能量消耗。（3 3）意義：）意義：維持體溫、心跳、呼吸、各組織器官和細胞的基本功能。維持體溫、心跳、呼吸、各組織器官和細胞的基本功能。（4）基礎(chǔ)代謝率（）基礎(chǔ)代謝率（BMR）：）： 指單位時間內(nèi)人體單位表面積（指單位時間內(nèi)人體單位表面積（m2）或單位體重（）或

6、單位體重（kg）基礎(chǔ)）基礎(chǔ)代謝所消耗的能量。單位：代謝所消耗的能量。單位：（kJ/m2h，kJ/kgh）n（5）計算基礎(chǔ)代謝的能量消耗）計算基礎(chǔ)代謝的能量消耗： n 用體表面積進行計算（已知身高、體重、年齡、性別）用體表面積進行計算（已知身高、體重、年齡、性別）體表面積體表面積(m2)0.00659身高身高(cm)0.0126體重體重(kg)0.1603 BM =BMR體表面積體表面積24h表4 人體每小時基礎(chǔ)代謝率 例：男性，例：男性，20歲，身高歲，身高1.75m，體重體重70kg，試計算其基礎(chǔ)代，試計算其基礎(chǔ)代謝的能量消耗謝的能量消耗 。體表面積體表面積(m2)0.006591750.0

7、126700.1603 1.875人體每小時基礎(chǔ)代謝率人體每小時基礎(chǔ)代謝率查表得161.5KJ（38.6Kcal）一日基礎(chǔ)代謝的能量消耗一日基礎(chǔ)代謝的能量消耗 人體每小時基礎(chǔ)代謝率人體每小時基礎(chǔ)代謝率體表體表面積面積24h 38.61.875 24 1737Kcal* 該結(jié)果應用于我國人群時應減該結(jié)果應用于我國人群時應減5%：17370.95=1650.15（kcal/d）例：男性，例：男性，20歲，體重歲，體重70kg，試計算，試計算BMR。BMR=（15.3m+679）*0.95= 1662 （kcal/d）注：m為體重(kg)。摘自Technical Report Serie 724，G

8、eneva，WHO，1985。 我國營養(yǎng)學會推薦，我國兒童、青少年該公式適用，18歲以上人群按公式計算結(jié)果減5%。 按體重計算BMR（kcal/d） 表5 WHO于1985年推薦使用Schofield(表)，計算一天的基礎(chǔ)代謝能量消耗（kcal/d） 這部分能量消耗，主要取決于這部分能量消耗，主要取決于體力活動的強度體力活動的強度和和持續(xù)時間持續(xù)時間。 體力活動測量很困難，因為它是一個包括運動類型，頻率，運動時間和強度的多維變量。同時體力活動能量消耗量還具有個體差異性，它的大小與人的體重和運動能力有關(guān)，是運隨動類型和運動時間變化的不穩(wěn)定的數(shù)值。目前應用目前應用BMR乘以體力活動水平（乘以體力活

9、動水平（physical activitylevel, PAL）來計算人體的）來計算人體的能量消耗量或需要量。能量消耗量或需要量?？偰芰肯牧靠偰芰肯牧?0.95BMR=0.95BMRPALPAL61.隨著步行速度增加，步行能耗逐步增加。速度與能耗之間呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)關(guān)系。Y（單位是 kcal /kg /min）=0.0000073627(V2weight)+0.0216 2.步頻是反映步行負荷特征的一個重要變量。步頻與能耗之間有密切的關(guān)系。舉例：步行能量消耗的研究舉例：步行能量消耗的研究3.步速越快，糖的氧化率越高，脂肪氧化率有緩慢下降的趨勢，步行中的能量更多地來源于糖。中等速度和長時間步行有

10、利于動員脂肪。4.做相同強度運動時肥胖者總能量消耗明顯高于正常體重者，這可能與肥胖者有較大的體表面積有關(guān)。5.環(huán)境氣溫和氣壓也對能量消耗有影響。78 又稱又稱食物熱效應食物熱效應(Thermic Effect of Food，TEF)，是是指人體攝食過程中引起的額外的能量消耗。指人體攝食過程中引起的額外的能量消耗。 原因：原因：攝食過程中，營養(yǎng)素的消化、吸收、轉(zhuǎn)化、攝食過程中，營養(yǎng)素的消化、吸收、轉(zhuǎn)化、合成所消耗的能量。合成所消耗的能量。19不同能量物質(zhì)的食物熱效應n嬰幼兒、兒童、青少年需額外增加生長發(fā)育所需能量。嬰幼兒、兒童、青少年需額外增加生長發(fā)育所需能量。n孕婦需增加子宮、胎盤、胎兒、乳

11、房和體脂儲備所需能量。孕婦需增加子宮、胎盤、胎兒、乳房和體脂儲備所需能量。n 乳母需增加合成分泌乳汁所需能量。乳母需增加合成分泌乳汁所需能量。孕婦孕婦+200kcal/d+200kcal/d；乳母；乳母+500kcal/d+500kcal/d 4、生長發(fā)育 計算能量消耗確定能量需要：包括基礎(chǔ)代謝、體力活動和食物熱效應三方面。1.能量消耗的測定直接測熱法：直接測熱法是讓受試者在一個相對完全隔熱的環(huán)境中，運用高精度的儀器檢測他們蒸發(fā)、輻射、對流和傳導產(chǎn)生的熱量。 在 1890 年，美國 Wesleyan 大學的兩位科學家首次運用直接測熱法的理論原理制造出人體量熱計84。它的原理是測量在單位時間內(nèi)受

12、試機體介質(zhì)的溫度變，再依照該介質(zhì)的比熱容，計算出機體在這段時間內(nèi)所散發(fā)出來的熱量 間接測熱法：間接測熱法的原理是通過計算呼入和呼出氣氛成分的改變，來計算能量的消耗。受試者需要佩戴氣體收集設(shè)備，通過分析儀器對氣體進行成分分析，然后通過軟件計算得出能量消耗。 目前較常見的是 Cosmed K4b2（Cosmed，Rome，Italy）和 MetaMax 3B（German），它們都屬于超便攜式熱量測量設(shè)備，利用遙感技術(shù)，可以準確的監(jiān)測機體在安靜和運動狀態(tài)下每次呼吸的氣體交換情況，通過計算機體消耗的氧氣含量和釋放的二氧化碳量，求出呼吸商（Respiratory Quotient，簡稱 RQ），根據(jù)相應的氧熱價，計算出單位時間的能量消耗2.能量消耗量的計算n機體進行體力活動時，由糖、蛋白質(zhì)、脂肪三種營養(yǎng)物質(zhì)提供能量。Weir JB假設(shè)糖有氧氧化耗氧量為x，蛋白質(zhì)耗氧量為y，脂肪耗氧量為z，且總耗氧量為1L。根據(jù)三種營養(yǎng)物質(zhì)的呼吸商（RQ）和氧熱。nWeir JB 經(jīng)演算得：EE（Kcal）3.941+1.106R-0.3