食品營養(yǎng)學第八章營養(yǎng)與能量平衡

第八章營養(yǎng)與能量平衡第一節(jié)能量來源及能值第二節(jié)影響人體能量需要的因素

第三節(jié)能量消耗的測定方法第四節(jié)能量的供給與食物來源

第八章營養(yǎng)與能量平衡第一節(jié)能量來源及能值

一、能量的作用及意義

二、能量單位

三、能量系數

每克碳水化合物、脂肪和蛋白質在體內氧化產生的熱能值稱為能量系數（或熱能系數）。食物能量系數通常是用彈式測熱器進行測定。糖、脂肪和蛋白質的消化吸收率分別為98%、95%和92%，故三大營養(yǎng)素的能量系數為：碳水化合物：17.15kJ×98%＝16.8kJ（4kcal）脂肪：39.5kJ×95%＝37.6kJ（9kcal）蛋白質：（23.64－5.44）kJ×92%＝16.7kJ（4kcal）第八章營養(yǎng)與能量平衡第二節(jié)影響人體能量需要的因素

一、基礎代謝1．基礎代謝率(BMR)過去常用單位時間內人體每平方米體表面積所消耗的基礎代謝能量表示[kJ/(m2?h)]。基礎代謝與體表面積密切相關，計算體表面積(m2)公式為：m2＝0.00659×身高(cm)＋0.0126×體重(kg)－0.1603因此，人體一晝夜基礎代謝的能量消耗＝BMR×體表面積(m2)×24(h)。表8-1列出了不同年齡的基礎代謝率BMR。

第八章營養(yǎng)與能量平衡表8-1人體基礎代謝率BMR

年齡/歲男女kJ/(m2·h)kcal/(m2·h)kJ/(m2·h)kcal/(m2·h)1221.853.0221.853.03214.651.3214.251.25206.349.3202.548.47197.947.3190.045.49189.245.2179.142.811179.943.0167.440.015174.941.8158.637.920161.538.6147.735.325156.937.5147.335.230154.036.8146.935.140151.936.3146.034.950149.835.8141.833.960146.034.9136.832.770141.433.8132.631.780137.933.0129.230.9第八章營養(yǎng)與能量平衡2．影響基礎代謝的因素正常情況下，成年人相當體表面積1m2的基礎代謝約為16736kJ(40kcal)/h或1kg體重為1kcal/h。女性比男性約低5%，老人比成人低10%～15%。人體安靜時能量代謝在20～30℃的環(huán)境中最為穩(wěn)定。當環(huán)境溫度低于20℃時，代謝率開始增加，10℃以下時，代謝率顯著增加；超過30℃時，代謝率也會增加。中國各地區(qū)熱能攝取量與地區(qū)緯度之間呈明顯正相關。緯度每差10。，熱能攝取量相差1.853J(0.4433kcal)，相當于中等勞動強度所消耗總熱能的15%。如以北緯45。、35。、25。分別代表中國東北、華北和華南，則東北地區(qū)居民熱能攝取量比華北和華南分別高約15%和30%。第八章營養(yǎng)與能量平衡中年以后基礎代謝率逐漸下降，活動量減少，對于能量的需求也相對減少：通常40～49歲減少5%，50～59歲減少10%，60～69歲減少20%，70歲以上減少30%。同等體重情況下，瘦高體型的人體表面積大散發(fā)能量也多，其基礎代謝率高于矮胖者；人體瘦體組織消耗的熱能占基礎代謝的70%～80%，包括肌肉、心、腦、肝、腎等，所以，瘦體質量大，肌肉發(fā)達者，基礎代謝水平高。人與人之間基礎代謝水平的個體差異，遺傳因素是關鍵的影響因素之一。第八章營養(yǎng)與能量平衡二、對食物的特殊動力作用

由于攝取食物而引起的機體能量代謝的額外增高現象即為食物特殊動力作用(SDA)，又稱為食物的熱效應(TEF)。它只是增加機體能量消耗，并非增加能量來源。食物在消化過程中通過酶的參與作用，將食物中的淀粉分解成單糖，甘油三酯分解成甘油一酯、甘油和脂肪酸，蛋白質分解成氨基酸等可同化的形式，然后再完成消化、轉運、代謝和儲存等作用。在這個過程中同時引起體溫升高和散發(fā)能量都需要消耗能量，因攝食而引起的能量的額外消耗就稱為食物特殊動力作用，也就是食物在整個消化過程中能量消耗的結果。

第八章營養(yǎng)與能量平衡蛋白質的食物動力作用最強，相當于蛋白質本身所產生熱能的30%，持續(xù)時間也較長，有的可達10～12h。另外，碳水化合物約為其本身所產生熱能的5%～6%，脂肪約為4%～5%。一般情況下，成人攝入的普通混合膳食中，每日由于食物特殊動力作用所引起的額外增加的能量消耗約為627～836kJ，相當于基礎代謝的10%。激活每分子氨基酸和形成肽鏈的連結需要2mol的ATP和1mol的GTP(三磷酸鳥苷)，每個核苷酸摻入DNA(脫氧核糖核酸)，信使RNA(核糖核酸)或轉移RNA也都需要1個以上的高能磷酸鍵，每分子氨基酸轉運透過細胞膜也需要3molATP。而蛋白質被消化分解成氨基酸后，在肝臟脫氨并合成尿素時也需要消耗一定能量。第八章營養(yǎng)與能量平衡三、體力活動

根據勞動強度的不同，中國將一般男性的體力勞動分為五級（因女性無極重體力勞動，故分為四級）。（1）極輕體力勞動身體主要處于坐位的工作，如辦公室、開會、讀書和裝配或修理鐘表等。（2）輕體力勞動以站立為主的工作，如商店售貨員、實驗室工作和教師講課等。（3）中等體力勞動如重型機械操作、拖拉機駕駛、汽車駕駛和一般農用勞動等。（4）重體力勞動如非機械化農業(yè)勞動、半機械化搬運工作，煉鋼和體育活動等。（5）極重體力勞動如非機械化的裝卸工作、采礦、伐木和開墾土地。

第八章營養(yǎng)與能量平衡一般而言，每日熱能的需求(包括基礎代謝和食物特殊動力作用)10032～16720kJ(2400～4000kcal)，孕婦和乳母須在原有基礎上額外補加300kcal/d。中國營養(yǎng)學會根據中國情況、勞動強度、生理特點制訂了熱量每天供給量標準，見表8-2。表8-2中國熱量每天供給量標準勞動強度熱量供給量/kcal男性女性輕體力勞動26002400中等體力勞動32002600重體力勞動34003000極重體力勞動4000孕婦、乳母＋300第八章營養(yǎng)與能量平衡另外，正處于生長發(fā)育的機體還要額外消耗能量維持機體的生長發(fā)育。如嬰幼兒、兒童、青少年生長發(fā)育需要的能量主要用于形成新的組織及新組織的新陳代謝，3～6個月的嬰兒每天有15%～23%的能量儲存于機體建立的新組織；嬰兒每增加1g體重約需要20.9kJ(5kcal)能量。第八章營養(yǎng)與能量平衡第三節(jié)能量消耗的測定方法一、直接測熱法直接測熱法是直接收集和測量人體所散發(fā)的全部熱量。此種方法數據準確度高，但儀器設備投資大，而且不適宜復雜的現場測定，因此實際工作中很少使用。二、間接測熱法

間接測熱法又稱氣體代謝法，基本原理是碳水化合物、脂肪和蛋白質在生物體內氧化分解產生二氧化碳和水，并釋放出能量滿足機體需要，因此測定一定時間內氧氣的消耗量就可計算生成的熱量。間接測熱法又可分為開放式和閉合式兩種。第八章營養(yǎng)與能量平衡三、生活觀察法

生活觀察法是詳細觀察和登記測試對象1天(24h)中各種活動的內容及時間，然后將各項活動的熱能消耗率乘以從事該活動所占用的時間；將24h內各項活動的熱能消耗量相加，得出某人一天的能量消耗。在此基礎上，再加10%的食物特殊動力作用所消耗的熱量，就是一天的熱量需要量。采用觀察法觀察的天數越多，代表性越強，偏差越小。觀察法簡單易行，但要求測試對象密切配合，各項活動須計時準確，否則會影響測試結果。

第八章營養(yǎng)與能量平衡四、體重平衡法此法只適用于健康成年人。精確地計算出一定時期（連續(xù)15天以上）所攝入的食物熱量，并測定此時期始末的體重。根據體重的變化，按每克體重相當于33.48kJ熱能計算，即可得出此時期的熱量消耗。經常測量體重是監(jiān)測能量是否平衡的最簡便的方法。中國成人標準體重可參考下列公式計算：標準體重(kg)＝身高(cm)－100(身高>165cm)

標準體重(kg)＝身高(cm)－105(男)(身高<165cm)

標準體重(kg)＝身高(cm)－110(女)(身高<165cm)如實測體重在標準體重±10%之間，屬正常；在±10%～20%之間，屬過重或瘦弱，都不能算能量的攝入平衡。

第八章營養(yǎng)與能量平衡第四節(jié)能量的供給與食物來源一、能量的供給

世界各地營養(yǎng)調查結果表明，每人每日膳食總能攝入量中碳水化合物占40%～80%不等，大于80%和小于40%是對健康不利的兩個極端，大多控制在50%～65%之間，最好不應低于55%。脂肪在各國膳食中的供能比例為15%～40%不等，尤其是西方國家食用動物脂肪量過多，隨著對脂肪與心血管疾病和癌癥發(fā)病關系的深入認識，現在大多控制在30%以下，而以15%～25%為宜。蛋白質則以15%～20%較好。第八章營養(yǎng)與能量平衡二、能量不平衡的危害

1．熱量不足的危害長期熱能攝入不足，會影響蛋白質的吸收利用，造成體內蛋白質缺乏，出現蛋白質熱能營養(yǎng)不良。表現為消瘦、貧血、神經衰弱、皮膚干燥、脈搏緩慢、免疫力、健康水平下降等。2．能量過剩的危害若攝入的食物超過需要量，即熱能過剩，多余的熱能就會在體內轉化為脂肪貯存起來，尤其容易積聚在皮下組織。長期熱能過剩，會使體脂增多，造成肥胖。肥胖不但有大量脂肪積聚在皮下，而且還有許多脂肪沉積在內臟上，影響內臟正常的生理功能。肥胖還易并發(fā)糖尿病、膽結石、胰腺炎、痛風癥和某些癌癥等。造成熱能不平衡的原因主要有：飲食和運動。第八章營養(yǎng)與能量平衡三、能量的食物來源按照等能定律，從能量供給上講，碳水化合物、脂肪和蛋白質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，1g碳水化合物＝0.45g脂肪＝1g蛋白質。碳水化合物、脂肪和蛋白質三種產能營養(yǎng)素普遍存在于各種食物中。通過實驗已經證明，在適量飲用乙醇的情況下，乙醇是可以提供一定能量的。因為乙醇全部燃燒，每克產生29.26kJ（7kcal）熱量，其中70%可被機體利用，即可提供20.9kJ（5kcal）的熱量。但是過度飲用乙醇會影響其他營養(yǎng)素。第八章營養(yǎng)與能量平衡為了滿足人們的不同需要，可把食品分為“低熱能食品”與“