本科課件營養(yǎng)學熱能

1、第四節(jié) 熱能一、概述能量代謝與能量需要是營養(yǎng)學最基本的問題，人體一刻也不能離開能量，無論是維持心跳、呼吸、消化等最基本的生命活動，還是勞動、鍛煉等都離不開能量。所謂能量是指一個系統(tǒng)作功的能力。能量的大小可以用焦耳和卡來表示焦耳：將1Kg的物體用1牛頓的力移動1米所作的功卡：將1g的水從15上升到16 時所消耗的能量卡與焦耳在營養(yǎng)學的應用上往往造成數(shù)值過大，因此多使用千卡與千焦耳。1卡=4.18焦耳千焦耳和千卡二、人體的 能量來源人體所需能量主要來源于食物中三大產能物質：糖類、脂肪、蛋白質。 它們在體內通過生物氧化被分解，同時釋放出化學能。每克產熱營養(yǎng)素在體內氧化產生的能量稱為卡價或能量系數(shù)。食

2、物中每克糖類、脂肪和蛋白質在體外彈式熱量計內充分氧化燃燒可分別產生4.10、9.45和5.65 kcal的能量。 由于三大物質在體內不能被完全消化吸收，而蛋白質在體內不能完全氧化，因此這三種產能營養(yǎng)素的凈能量系數(shù)）為：碳水化合物 4kcal、脂肪 9kcal、蛋白質4kcal 。 二、人體能量消耗人體能量消耗從轉化形式來看主要有：化學能、機械能、熱能、電能等；從表現(xiàn)形式上看主要有：基礎代謝、體力活動、食物特殊動力效應，在兒童，還有生長發(fā)育。（一）基礎代謝基礎代謝是指維持機體最基本的生命活動所必需的能量消耗，包括心跳、呼吸、消化、代謝和排泄等。是在清醒、安靜、空腹、靜臥時，不受肌肉活動、環(huán)境溫度

3、、精神緊張等因素影響時的代謝?；A代謝的大小可以用基礎代謝率表示，所謂基礎代謝率，是指每平方米體表面積每小時的產熱量，通常以KJ/m2.h來表示。不同個體的基礎代謝率不同，主要受以下因素的影響。1、身高與體重：人體基礎代謝的能量消耗與身高、體重有關，但單純的身高或體重與基礎代謝率的相關性不大。人體的基礎代謝率和體表面積成正比，可以利用身高與體重進行體表面積的推斷，推斷公式如下：（1）Stevenson公式：S(m2)=0.0061 身高（cm）+0.0128 體重（kg） 0.1529（2）趙松山式：S(m2)=0.00607 身高（cm）+0.0127 體重（kg） 0.0698(3)兒童的

4、Du Bois公式:S(m2)=0.725 身高（cm） 0.425 體重（kg） 71.84何志謙式：S(cm2)=42.3356 身高（cm）175.6882 體重（kg） 272.27162、體型：體型消瘦的人瘦體組織比例較大，而體型偏胖的人的脂肪比例較大，所以體型偏瘦的基礎代謝率要大一些。3、年齡：年齡越小，體內代謝越旺盛，基礎代謝率也越高。4、性別：男性的瘦體組織比例大，其基礎代謝率也高于女性。5、內分泌:甲狀腺素、腎上腺素、腦垂體激素。年齡男女111546.741.2161746.243.4181939.736.8203037.735.0304037.935.1405036.834

5、.05035.633.1中國人基礎代謝率平均值（二）體力活動體力活動主要指勞動、娛樂和體育運動等，勞動又包括體力勞動和腦力勞動。不同的體力活動所消耗的能量不同，根據(jù)能量消耗的多少，可以分成輕、中、重體力活動。同一種活動，不同人的能量消耗也不同，熟練工的能量消耗要少于不熟練工。（三）食物特殊動力效應食物特殊動力效應是指由于進食而引起的能量消耗的額外增加。食物特殊動力效應的機制尚未完全了解，但從碳水化合物的食物特殊動力效應為6%、脂肪4%、蛋白質30%來看，可能與消化吸收及代謝有關。（四）影響能量消化的其它因素 1、情緒和精神狀態(tài) 2、環(huán)境與氣象條件三、人體能量消耗的測定（一）直接法直接法是在隔熱

6、的情況下，將受試者所散發(fā)的能量全部收集量取。（二）間接法間接法不測定能量本身，而是通過代謝物質的測定，計算受試者的能量消耗。1、能量代謝中的參數(shù)（1）熱價（卡價）（2）呼吸商（RQ）：是指營養(yǎng)素在體內進行生物氧化時所產生的二氧化碳和消耗的氧氣的比例。（3）能當量(EE)：是指營養(yǎng)素在體內進行生物氧化時，每消耗1升氧所能產生的能量。體內代謝時的參數(shù)值Carbo.FatPro.卡價494產CO20.751.430.78耗O20.752.030.97RQ10.700.8EE5.04.74.52、計算過程例題：某受試者在進行活動時，用氣囊收集30分鐘呼出的氣體為300L(標準大氣壓)，收集的尿液為80

7、ml。經(jīng)分析測定：（1）吸入空氣的氧含量為0.94%, CO2含量為0.03%。（2）呼出空氣的氧含量為17.19%, CO2含量為3.23%。（3）尿中氮含量為0.15g。請計算該受試者的能量消耗。（1）計算氧氣消耗量、CO2產量及蛋白質消耗量。O2消耗量=300 （20.94% 17.19%）=11.25LCO2產量=300 （3.20% 0.03%）=9.51L蛋白質消耗=0.15 6.25=0.94g（2）計算蛋白質的耗氧量及CO2產量氧耗量=0.97 0.94=0.91LCO2產量=0.78 0.94=0.73(3)計算脂肪與碳水化合物的氧耗量與CO2產量的總和。氧耗量=11.25

8、0.91 =10.34LCO2產量=9.51 0.73 =8.78L(4)計算碳水化合物或脂肪的氧耗量與CO2產量設脂肪的氧耗量為x，則其CO2產量為0.7x。而碳水化合物的氧耗量為10.34x，CO2產量為8.78 0.78X。由于碳水化合物的呼吸商為1.0，因此可以列出以下方程：解方程：x=5.28.78-0.7X10.34-X=1脂肪的耗氧量為5.2，碳水化合物的耗氧量為10.34-5.2=5.14（5）計算蛋白質、脂肪與碳水化合物的產熱量：蛋白質的產熱量 =0.94 4 =3.76脂肪產熱量 =5.2 4.7 =24.44碳水化合物的產熱量 =5.14 5.0=25.7（6）計算人體能

9、量消耗人體能量消耗=3.76+24.44+25.7=53.9Kcal四、能量的需要與供給 每天的能量需要=基礎代謝+體力活動+食物特殊動力效應 人體能量的需要量存在明顯的個體差異，主要影響因素是基礎代謝的大小。基礎代謝旺盛的人的能量需要大于基礎代謝較低的人。 在大量人群調查的基礎上制定的供給量標準適用于大多數(shù)人，但對一個具體的個體，特別是需要糾正體重的個體來說，可能是不合適的。我國的能量供給量標準為：年齡男女年齡男女01958190018001110010509200019002120011501021002000313501300112400220041450140012240022005160015001324002200617001600141729002400718001700中國兒童、青少年能量供給標準kcal/d中國成人能量供給量標準（男65 、女58）男女1849輕體力活動24002100中體力活動27002300重體力活動32002700孕46個月+200 79個月+200乳+500本節(jié)重點：人體熱能消耗及測定幾個概念