食品營養(yǎng)學(xué)能量

1、會計學(xué)1食品營養(yǎng)學(xué)能量食品營養(yǎng)學(xué)能量第一節(jié)第一節(jié) 能量與能量單位能量與能量單位一、能量的作用及意義一、能量的作用及意義能量是營養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)。人體的一切活動都與能量代能量是營養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)。人體的一切活動都與能量代謝分不開，如果體內(nèi)能量代謝停止了，生命也就停謝分不開，如果體內(nèi)能量代謝停止了，生命也就停止了。止了。唯有通過食物源源不斷提供能量，人體才能做機(jī)械唯有通過食物源源不斷提供能量，人體才能做機(jī)械功、滲透功和進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)，如心臟搏動、血功、滲透功和進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)，如心臟搏動、血液循環(huán)、肺的呼吸、肌肉收縮、腺體分泌，以及各液循環(huán)、肺的呼吸、肌肉收縮、腺體分泌，以及各種生物活性物質(zhì)的合成。種生物活

2、性物質(zhì)的合成。二、能量的單位、人體能量的來源及轉(zhuǎn)化二、能量的單位、人體能量的來源及轉(zhuǎn)化1.1.能量的單位能量的單位以往能量以卡（以往能量以卡（calorie,cal)calorie,cal)為單位，是指為單位，是指1 1克水從克水從1515升高到升高到16 16 所吸收的能量。營養(yǎng)學(xué)上慣用千卡所吸收的能量。營養(yǎng)學(xué)上慣用千卡（kcal)kcal)。19481948年國際上確定年國際上確定1 1卡能量相當(dāng)于卡能量相當(dāng)于4.1844.184焦焦耳（耳（Joule),Joule),焦耳與卡之間換算關(guān)系如下：焦耳與卡之間換算關(guān)系如下：1 cal = 4.184 Jcal = 4.184 J1 1 kca

3、l = 4.184 kJkcal = 4.184 kJ1 1kJ = 0.239 kcal kJ = 0.239 kcal 1MJ = 239 kcal 1MJ = 239 kcal 1MJ = 1000 kJ =101MJ = 1000 kJ =106 6 J J2.2.人體能量的來源及轉(zhuǎn)化人體能量的來源及轉(zhuǎn)化根據(jù)能量守恒定律根據(jù)能量守恒定律太陽能太陽能光合作用（光合作用（ 無機(jī)物：無機(jī)物：COCO2 2, H, H2 2O O 及及NHNH3 3 等）等）（潛能）（潛能）潛能潛能自由能去向自由能去向化學(xué)能化學(xué)能（生物合生物合成）成）滲透能滲透能（吸收分泌吸收分泌）電電 能能（大腦活動大腦活

4、動）熱熱 能能（維持體溫維持體溫）機(jī)械能機(jī)械能（肌肉收縮肌肉收縮）植物植物動物動物人體人體（有機(jī)物：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)）（有機(jī)物：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)）第二節(jié)第二節(jié) 能值及其測定能值及其測定一、食物能值與生理能值一、食物能值與生理能值食物能值食物能值指食物徹底燃燒時所測定的能值，亦稱物理指食物徹底燃燒時所測定的能值，亦稱物理燃燒值或總能值。燃燒值或總能值。糖類和脂肪徹底燃燒時的最終產(chǎn)物是糖類和脂肪徹底燃燒時的最終產(chǎn)物是COCO2 2 和和H H2 2O O。蛋白質(zhì)在蛋白質(zhì)在體外燃燒時的最終產(chǎn)物是體外燃燒時的最終產(chǎn)物是COCO2 2 、H H2 2O O和氮的氧化物等。和氮的氧化物等。生理能值生理

5、能值指機(jī)體可利用的能值。指機(jī)體可利用的能值。在體內(nèi)，糖類和脂肪氧化的最終產(chǎn)物與體外燃燒時相同，在體內(nèi)，糖類和脂肪氧化的最終產(chǎn)物與體外燃燒時相同，為為COCO2 2 和和H H2 2O O，但考慮機(jī)體對它們的消化、吸收時，故二者但考慮機(jī)體對它們的消化、吸收時，故二者稍有不同。蛋白質(zhì)在體內(nèi)的氧化并不完全，尚有部分能量稍有不同。蛋白質(zhì)在體內(nèi)的氧化并不完全，尚有部分能量的有機(jī)物如尿素、尿酸、肌酐等由尿排出。須考慮排出的的有機(jī)物如尿素、尿酸、肌酐等由尿排出。須考慮排出的能量和消化率。能量和消化率。名稱名稱食物能值食物能值尿中損失尿中損失吸收率吸收率生理能值生理能值生 理 系生 理 系數(shù)數(shù)Kcal/gKc

6、al/gkJ/gkJ/gKcal/g Kcal/g kJ/gkJ/g% %Kcal/gKcal/gkJ/gkJ/g蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂肪脂肪糖類糖類乙醇乙醇5.655.659.459.454.14.17.17.123.623.639.539.517.217.229.729.71.25 1.25 5.25.2- - -微量微量9292959598981001004.04.09.09.04.04.07.17.117173838171730304 49 94 47 7幾種營養(yǎng)素的食物能值和生理能值幾種營養(yǎng)素的食物能值和生理能值* *純酒精的吸收快，但在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的能量只以熱的形式出現(xiàn)，不能用純酒精的吸收

7、快，但在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的能量只以熱的形式出現(xiàn)，不能用于機(jī)體作功，故又稱為空熱。于機(jī)體作功，故又稱為空熱。二、能值的測定二、能值的測定1.1.食物能值的測定食物能值的測定食物能值通常采用食物能值通常采用氧彈量熱計氧彈量熱計( (bomb calorimeter)bomb calorimeter)進(jìn)行測定。進(jìn)行測定。2.2.人體能量消耗的測定人體能量消耗的測定人體能量的消耗實(shí)際上就是指人體對能量的需要。方法有：人體能量的消耗實(shí)際上就是指人體對能量的需要。方法有：1 1）直接測熱法（現(xiàn)已少用）直接測熱法（現(xiàn)已少用）2 2）間接測熱法）間接測熱法間接法就是不直接測量熱量本身，而是以測量機(jī)體在代間接法就是

8、不直接測量熱量本身，而是以測量機(jī)體在代謝過程中謝過程中O O2 2的被利用的被利用( (V OV O2 2) )與與COCO2 2的生成的生成( (V COV CO2 2 ) )，以及氮以及氮在尿中的排出等來精確計算。在尿中的排出等來精確計算。間接測熱法的經(jīng)典方法是間接測熱法的經(jīng)典方法是多氏裝置法多氏裝置法（Douglas),Douglas),通過裝通過裝有呼吸活瓣的口鼻罩，把受試者一定時間內(nèi)呼出的氣體集有呼吸活瓣的口鼻罩，把受試者一定時間內(nèi)呼出的氣體集于多氏袋內(nèi)，可知被利用于多氏袋內(nèi)，可知被利用O2(V O2)O2(V O2)與與CO2CO2的生成的生成(V CO2 )(V CO2 )。閱讀

9、材料間接法的基本原理：三大產(chǎn)能營養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分解釋放能量時，間接法的基本原理：三大產(chǎn)能營養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分解釋放能量時，必須消耗必須消耗O O2 2 和生成和生成COCO2 2。 呼吸商（呼吸商（RQ) =RQ) =V COV CO2 2V OV O2 2體內(nèi)消耗的能源物質(zhì)不同，其呼吸商也不同。體內(nèi)消耗的能源物質(zhì)不同，其呼吸商也不同。碳水化合物的呼吸商為碳水化合物的呼吸商為1 1，以葡萄糖，以葡萄糖( (分子量為分子量為180180）為例：）為例：C C6 6H H1212O O6 6 + 6O + 6O2 2 6CO 6CO2 2 + 6H + 6H2 2O + 673.2 kcalO +

10、673.2 kcal6 6molCOmolCO2 2RQ =RQ =6 6molOmolO2 2= =6 622.422.46 622.422.4= 1.0= 1.0每克葡萄糖：每克葡萄糖： O O2 2 消耗量消耗量 = =6 622.422.4 180 180 =0.75 (=0.75 (L/g)L/g)=0.75 (=0.75 (L/g)L/g)COCO2 2 產(chǎn)生量產(chǎn)生量 = =6 622.422.4 180 180 葡萄糖產(chǎn)能量葡萄糖產(chǎn)能量 = =673.2673.2 180 180=3.74 (=3.74 (kcal/g)kcal/g)把每消耗把每消耗1 1L OL O2 2或產(chǎn)生

11、或產(chǎn)生1 1L COL CO2 2所釋放的能量稱為所釋放的能量稱為O O2 2或或COCO2 2的的能當(dāng)量能當(dāng)量。O O2 2能當(dāng)量能當(dāng)量= = 673.2 673.26 622.422.4=5.01(=5.01(kcal/L)kcal/L)COCO2 2能當(dāng)量能當(dāng)量= =5.01(=5.01(kcal/L)kcal/L) 673.2 673.26 622.422.4脂肪氧化的呼吸商為脂肪氧化的呼吸商為0.70.7，以軟脂酸甘油脂（分子量為，以軟脂酸甘油脂（分子量為806806）為例）為例2C2C5151H H9898O O6 6 + 145O + 145O2 2 102CO 102CO2 2

12、 +98H +98H2 2O +15249.5kcalO +15249.5kcal用同樣的方法可以計算蛋白質(zhì)在代榭中的能量釋放。用同樣的方法可以計算蛋白質(zhì)在代榭中的能量釋放。RQ=RQ=102102mol COmol CO2 2 145mol O 145mol O2 2= 0.7= 0.710210222.422.4 145 14522.422.4= =在實(shí)驗(yàn)對象實(shí)測的在實(shí)驗(yàn)對象實(shí)測的O O2 2的消耗與的消耗與COCO2 2的產(chǎn)生總量，是由糖、脂肪及蛋白質(zhì)的產(chǎn)生總量，是由糖、脂肪及蛋白質(zhì)的代謝形成的，那么如何計算它們提供的能量呢？的代謝形成的，那么如何計算它們提供的能量呢？如果已知尿中排出的

13、氮量，就可求出蛋白質(zhì)被代謝的數(shù)量。如果已知尿中排出的氮量，就可求出蛋白質(zhì)被代謝的數(shù)量。然后在然后在O O2 2及及COCO2 2的總量中減去蛋白質(zhì)分解的那一部分的總量中減去蛋白質(zhì)分解的那一部分O O2 2及及COCO2 2，余下的余下的為糖與脂肪在代謝中為糖與脂肪在代謝中O O2 2的消耗與的消耗與COCO2 2的產(chǎn)生量及相應(yīng)的呼吸商，稱的產(chǎn)生量及相應(yīng)的呼吸商，稱非蛋非蛋白呼吸商白呼吸商（non-protein respiratory quotient,NPRQ)non-protein respiratory quotient,NPRQ)。例：某一被測對象正在進(jìn)行車床操作，經(jīng)用口罩及氣袋收集例

14、：某一被測對象正在進(jìn)行車床操作，經(jīng)用口罩及氣袋收集1010分鐘呼分鐘呼 出氣出氣100100L L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），同時收尿測定標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），同時收尿測定1010分鐘內(nèi)尿氮排出分鐘內(nèi)尿氮排出0.060.06g g。 測定呼出氣中測定呼出氣中O O2 2含量含量17.20%17.20%及及COCO2 23.20%3.20%，空氣中空氣中O O2 2 含量含量20.94%20.94%， CO CO2 20.03%0.03%。O O2 2的總消耗量的總消耗量=100=100(20.94%(20.94%17.20%)=3.74 (17.20%)=3.74 (L)L)COCO2 2的總產(chǎn)生量的總產(chǎn)生量=100

15、=100(3.20%(3.20%0.03)=3.17 (0.03)=3.17 (L)L)蛋白質(zhì)代謝量蛋白質(zhì)代謝量=0.06=0.066.25=0.375(g)6.25=0.375(g)查表得出每克蛋白質(zhì)耗查表得出每克蛋白質(zhì)耗O O2 2量量1.0101.010，COCO2 2產(chǎn)生量產(chǎn)生量0.8440.844L L。蛋白質(zhì)代謝消耗蛋白質(zhì)代謝消耗O O2 2=0.375=0.3751.010=0.379(L)1.010=0.379(L)蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生的蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生的COCO2 2 =0.375=0.3750.844=0.316(L)0.844=0.316(L)NPRQ=NPRQ=3.173.17

16、0.3160.3163.743.740.3790.379=0.85=0.85查表得出查表得出O O2 2的能當(dāng)量為的能當(dāng)量為4.863(4.863(kcal/L)kcal/L)；或或COCO2 2的能當(dāng)量為的能當(dāng)量為5.721(5.721(kcal/L)kcal/L) 受試者的能量消耗量受試者的能量消耗量=4.863=4.863kcal/Lkcal/L(3.74(3.740.379)L+0.379L0.379)L+0.379L4.66kcal/L4.66kcal/L =18.11(kcal) =18.11(kcal)第三節(jié)第三節(jié) 人體能量消耗人體能量消耗人體能量需要與消耗是一致的，在理想的平衡

17、狀態(tài)下人體能量需要與消耗是一致的，在理想的平衡狀態(tài)下，個體的能量需要量等于其消耗量。成年人的能量消，個體的能量需要量等于其消耗量。成年人的能量消耗主要用于維持：耗主要用于維持：1 1）基礎(chǔ)代謝，）基礎(chǔ)代謝，2 2）體力活動，）體力活動，3 3）食）食物特殊動力作用。物特殊動力作用。一、基礎(chǔ)代謝及其影響因素一、基礎(chǔ)代謝及其影響因素1.1.基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝( (basal metabolism)basal metabolism)是維持人體最基本生命活動是維持人體最基本生命活動所必需的能量消耗。所必需的能量消耗。即在清晨、空腹、靜臥于舒適的環(huán)境下，無任何體力活動即在清晨、空腹、靜臥于

18、舒適的環(huán)境下，無任何體力活動和緊張的思維活動、全身肌肉松弛、消化系統(tǒng)處于靜止?fàn)詈途o張的思維活動、全身肌肉松弛、消化系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)下，用于維持體溫、心跳、呼吸、各器官組織和細(xì)胞基態(tài)下，用于維持體溫、心跳、呼吸、各器官組織和細(xì)胞基本功能等生命活動的能量消耗。本功能等生命活動的能量消耗?；A(chǔ)代謝的水平用基礎(chǔ)代謝率基礎(chǔ)代謝的水平用基礎(chǔ)代謝率( (basal metabolic rate, basal metabolic rate, BMR)BMR)來表示，指單位時間內(nèi)人體基礎(chǔ)代謝所消耗的能量。來表示，指單位時間內(nèi)人體基礎(chǔ)代謝所消耗的能量。BMRBMR的表示單位為：的表示單位為：kJ/(mkJ/(m2

19、 2h)h)、kJ/(kg kJ/(kg h) h) 、MJ/dMJ/d。2.2.基礎(chǔ)代謝率的計算基礎(chǔ)代謝率的計算1)1)基礎(chǔ)代謝率與體表面積有關(guān)基礎(chǔ)代謝率與體表面積有關(guān)M(mM(m2 2)=0.00659H(cm)+)=0.00659H(cm)+0.0126W(kg0.0126W(kg)-0.1603 ()-0.1603 (趙松山趙松山,1984),1984)根據(jù)體表面積根據(jù)體表面積, ,查表基礎(chǔ)代謝率計算查表基礎(chǔ)代謝率計算如體表面積為如體表面積為 1.75 1.75 m m2 2的男性的男性, ,年齡為年齡為3030歲歲1.75m1.75m2 2 36.836.8 kcal/mkcal/m

20、2 2.h=64.4 kcal/h.h=64.4 kcal/h64.4 64.4 24=1546 kcal/d24=1546 kcal/d根據(jù)列線圖解求得根據(jù)列線圖解求得( (見圖見圖) )2)2)基礎(chǔ)代謝率與體體重有關(guān)基礎(chǔ)代謝率與體體重有關(guān)還可以用體重求得還可以用體重求得( (見表見表) )臨床上粗略估計臨床上粗略估計 男性男性 BMR=1.0 kcal /kg.hBMR=1.0 kcal /kg.h 女性女性 BMR=0.95 kcal /kg.hBMR=0.95 kcal /kg.h3.3.影響基礎(chǔ)代謝的因素影響基礎(chǔ)代謝的因素1)1)年齡：年齡： 青少年青少年 2)2)性別性別( (le

21、an body mass)lean body mass)： 男性男性3)3)營養(yǎng)及機(jī)能狀況：營養(yǎng)及機(jī)能狀況： 營養(yǎng)不良營養(yǎng)不良 疾病和感染疾病和感染4)4)氣候：氣候： 低氣溫低氣溫二、體力活動二、體力活動在人體的整個能量消耗中，肌肉活動或體力活動這一部分往往占較大的在人體的整個能量消耗中，肌肉活動或體力活動這一部分往往占較大的比例。而在體力活動中，體力勞動是影響個體能量需要的重要因素。勞比例。而在體力活動中，體力勞動是影響個體能量需要的重要因素。勞動強(qiáng)度越大，動強(qiáng)度越大， 持續(xù)時間越長，其所需能量越多。我國對男性的勞動強(qiáng)度持續(xù)時間越長，其所需能量越多。我國對男性的勞動強(qiáng)度分為五級。分為五級。

22、關(guān)于某些特定活動的能量消耗關(guān)于某些特定活動的能量消耗如表所示。其能量為估計值，如表所示。其能量為估計值，并以并以 BMRBMR代謝系數(shù)表示。代謝系數(shù)表示。三、對食物的代謝反應(yīng)三、對食物的代謝反應(yīng)又稱又稱食物的特殊動力作用食物的特殊動力作用( (specific dynamic action,SDA)specific dynamic action,SDA)或食物的或食物的熱效應(yīng)熱效應(yīng)( (thermic effect of food, TEF)thermic effect of food, TEF)。雖然產(chǎn)生能量的食物都為人體提供能量，但攝入這些食物本身同時雖然產(chǎn)生能量的食物都為人體提供能量，但

23、攝入這些食物本身同時也出現(xiàn)能量消耗額外地增加也出現(xiàn)能量消耗額外地增加, ,這種現(xiàn)象稱為食物的特殊動力作用。這種現(xiàn)象稱為食物的特殊動力作用。各種營養(yǎng)素中蛋白質(zhì)的這種反應(yīng)最強(qiáng)，相當(dāng)于其本身產(chǎn)能的各種營養(yǎng)素中蛋白質(zhì)的這種反應(yīng)最強(qiáng)，相當(dāng)于其本身產(chǎn)能的30%30%，糖，糖類僅占類僅占56%56%，脂肪約，脂肪約45%45%。當(dāng)攝入一般的混合膳食時。當(dāng)攝入一般的混合膳食時 RDA=10%BMRRDA=10%BMR。SDASDA只能用于機(jī)體的產(chǎn)熱與熱的調(diào)節(jié)，而不能用于機(jī)體做機(jī)械功等耗只能用于機(jī)體的產(chǎn)熱與熱的調(diào)節(jié)，而不能用于機(jī)體做機(jī)械功等耗能。能。人體能量消耗人體能量消耗= = BMR + k BMR + S

24、DABMR + k BMR + SDA第三節(jié)第三節(jié) 人體能量平衡人體能量平衡人體能量代謝的最佳狀態(tài)是達(dá)到能量消耗與能量攝入的平衡。人體能量代謝的最佳狀態(tài)是達(dá)到能量消耗與能量攝入的平衡。這種能量平衡（這種能量平衡（energy balance)energy balance)能使機(jī)體保持健康。能使機(jī)體保持健康。思考題思考題: :1.1.一克蛋白質(zhì)、脂肪和糖類的生理能值是多少？一克蛋白質(zhì)、脂肪和糖類的生理能值是多少？2.2.什么是基礎(chǔ)代謝？影響的因素有哪些？什么是基礎(chǔ)代謝？影響的因素有哪些？3.3.什么是食物的特殊動力作用？什么是食物的特殊動力作用？4.4.人體能量平衡的意義是什么？人體能量平衡的意義是什么？第一節(jié)第一節(jié) 能量與能量單位能量與能量單位一、能量的作用及意義一、能量的作用及意義能量是營養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)。人體的一切活動都與能量代能量是營養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)。人體的一切活動都與能量代謝分不開，如果體內(nèi)能量代謝停止了，生命也就停謝分不開，如果體內(nèi)能量代謝停止了，生命也就停止了。止了。唯有通過食物源源不斷提供能量，人體才能做機(jī)械唯有通過食物源源不斷提供能量，人體才能做機(jī)械功、滲透功和進(jìn)行各種化學(xué)