能量來源概述學習

第五章能量南京工業(yè)大學第一節(jié)概述一、能量的作用與意義

能量是人類賴以生存的物質(zhì)基礎，沒有能量就沒有生命活動，也就沒有人類。

人類的能量來自食物，食物的能量最終來自太陽能。

太陽能光合作用脂肪碳水化合物蛋白質(zhì)飲食營養(yǎng)二、能量的來源第一節(jié)概述第一節(jié)概述二、能量的來源第一節(jié)概述三、能量單位

國際通用單位是焦耳（J）及千焦（kJ）

1J：用1牛頓的力，將1千克的物體移動1米所需要的能量。營養(yǎng)學中常用的單位是卡（cal）或千卡（kcal）1Kcal：1000克的純水的溫度由15℃上升到16℃所需要的熱量。換算關系：1kcal＝4.184kJ1kJ＝0.239kcal第一節(jié)概述三、產(chǎn)能營養(yǎng)素

人體所需要的能量來源于食物中碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)，三者統(tǒng)稱為“產(chǎn)能營養(yǎng)素”或“熱源質(zhì)”。三大營養(yǎng)素經(jīng)消化轉(zhuǎn)變成可吸收的小分子營養(yǎng)物質(zhì)被吸收入血液，這些被吸收的小分子營養(yǎng)物質(zhì)在細胞內(nèi)經(jīng)過合成代謝構成機體組成成分或更新衰老組織；同時經(jīng)過分解代謝形成代謝產(chǎn)物，并釋放初所蘊藏的化學能。來自于食物中的葡萄糖合成糖原生物氧化供能肝臟肌肉ATP＋CO2＋H2O三、產(chǎn)能營養(yǎng)素

1.碳水化合物碳水化合物是人體的主要能量來源，人體所需能量的50%～60%應由碳水化合物供給。三、產(chǎn)能營養(yǎng)素

1.碳水化合物

肌糖原是骨骼肌隨時可動用的儲備能源，用于滿足骨骼肌的需要。

肝糖原也是一種儲備能源，主要用于維持血糖水平的相對穩(wěn)定。

腦組織消耗的能量較多，均來自碳水化合物的有氧氧化，代謝消耗的碳水化合物主要來自血糖，所以腦功能對血糖水平有很大的依賴性，血糖水平過低可引起抽搐甚至昏迷。三、產(chǎn)能營養(yǎng)素

2.脂肪

人體所消耗的能量的40％～50％來自體內(nèi)的脂肪，其中包括從食物中攝取的碳水化合物所轉(zhuǎn)化成的脂肪。在短期饑餓情況下，則主要由體內(nèi)的脂肪供給能量，但是不能在人體缺氧的條件下供給能量。脂肪在體內(nèi)分解代謝，需要葡萄糖的協(xié)同參與。當膳食碳水化合物供應不足，脂肪被加速分解為脂肪酸來供能。但脂肪酸往往不能徹底氧化而產(chǎn)生更多酮體在體內(nèi)蓄積，以至產(chǎn)生酮血癥和酮尿癥。三、產(chǎn)能營養(yǎng)素

3.蛋白質(zhì)人體所需能源物質(zhì)供能不足，如長期不能進食或能量消耗過多時，體內(nèi)的糖原和儲存脂肪已大量消耗之后，將依靠組織蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸變?yōu)槠咸烟牵ㄌ窃惿﹣慝@得能量，以維持必要的生理功能。但這個過程一方面浪費了構建機體組織和更新細胞所需要的大量的蛋白質(zhì)，另一方面蛋白質(zhì)代謝所產(chǎn)生的廢物也大大加重了肝腎負擔。第一節(jié)概述四、食物的熱價和生理有效能量

每克碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)在體外氧化燃燒時分別釋放17.15KJ、39.54KJ、23.64KJ的能量，稱為“食物能值”或“總能值”，又稱食物的“熱價”。產(chǎn)能營養(yǎng)素體外物理熱價千焦耳／克（kJ/g）體內(nèi)生物熱價千焦耳／克（kJ/g）碳水化合物17.1517.15脂肪39.5439.54蛋白質(zhì)23.6418.20*第一節(jié)概述食物中每克產(chǎn)能營養(yǎng)物質(zhì)徹底燃燒氧化所釋放的熱量，叫食物的熱價或能值,包括物理熱價、生物熱價。*蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能完全被氧化分解，代謝廢物有尿素、尿酸、肌酐等，隨尿液排出體外，這些物質(zhì)能產(chǎn)生5.44kJ/g。第一節(jié)概述四、食物的熱價和生理有效能量

營養(yǎng)學中，將每克產(chǎn)能營養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分解后為機體供給的凈能稱為生理有效能量或生理能值。碳水化合物：17.15×98%＝16.8KJ≈4kcal脂肪：39.54×95%＝37.6KJ≈9kcal蛋白質(zhì)：18.20×92%＝16.7KJ≈4kcal能量系數(shù)基礎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成圖解（對兒童、孕婦、乳母等）第二節(jié)影響人體能量需要的因素

遵循能量守恒定律：人體的能量需要量與其消耗量是一致的。第二節(jié)影響人體能量需要的因素

一、基礎代謝和基礎代謝率

基礎代謝（basalmetabolism,BM）是指維持人體生命活動所需要的最低能量需要，是指人體在清醒、靜臥、空腹（進食12～14h后）時維持呼吸、心跳、體溫、血液循環(huán)、腺體分泌、肝腎功能等生命活動所必需消耗的能量。

基礎代謝率是指單位時間內(nèi)人體每平方米體表面積消耗的基礎代謝能量，表示單位為kJ/(m2·h)或kcal/(m2·h)。（一）基本概念年齡BMR（兆焦耳／天，MJ/d）10-18-30-〉60男0.0732W+2.720.0640W+2.840.0485W+3.670.0565W+2.04女0.0510W+3.120.0615W+2.080.0364W+3.470.0439W+2.49基礎代謝率（basalmetabolismrate,BMR）一、基礎代謝和基礎代謝率按體重計算BMR的公式（FAO／WHO建議）W是用kg表示的平均體重第二節(jié)影響人體能量需要的因素

（二）基礎代謝率的影響因素1.年齡和性別：第二節(jié)影響人體能量需要的因素

（二）基礎代謝率的影響因素3.身高和體重：體表面積比較胖頭陀和瘦頭陀的基礎代謝率？A=0.00659H+0.0126W-0.1603

A:體表面積（m2）H：身高（cm）W：體重（kg）第二節(jié)影響人體能量需要的因素

（二）基礎代謝率的影響因素1.年齡：嬰幼兒、青春期、老年2.性別：男性、女性3.身高和體重：體表面積4.內(nèi)分泌：激素5.氣候：高溫和低溫6.其他的因素：應激狀態(tài)、營養(yǎng)狀況、疾病等第二節(jié)影響人體能量需要的因素

（三）基礎代謝的測量在清晨未進餐以前進行，距離前一天進餐12～14小時，測量前不做費力勞動，且靜臥半小時以上，測試時全身放松，室溫保持在20～25℃。第二節(jié)影響人體能量需要的因素

（三）基礎代謝的測量氣體代謝法：根據(jù)氧的消耗推算能量的消耗。體表面積計算法：基礎代謝＝體表面積×基礎代謝率×24中國人體的體表面積計算公式第二節(jié)影響人體能量需要的因素

二、體力活動能量消耗

（1）除基礎代謝外，體力活動是影響人體能量消耗的重要因素。（2）通常各自體力活動消耗的能量，占到人體總能量消耗的15%～30%。（3）人體能量消耗變動最大的一部分。

（4）影響體力活動能量消耗的因素：勞動熟練程度；體重；勞動強度和持續(xù)時間活動水平職業(yè)工作時間分配工作內(nèi)容舉例PAL男女輕75％時間坐或站立25％時間站著活動辦公室、修理儀器鐘表、售貨員、酒店服務員、化學實驗操作、講課等1.551.56中25％時間坐或站立75％時間特殊職業(yè)活動學生日?；顒印C動車駕駛、電工安裝、車床操作、金工切割等1.781.64重40％時間坐或站立60％時間特殊職業(yè)活動非機械化農(nóng)業(yè)勞動、煉鋼、舞蹈、體育運動、裝卸、采礦等2.101.82中國成年人活動水平分級(physicalactivitylevel,PAL)第二節(jié)影響人體能量需要的因素

三、食物熱效應（TEF）食物熱效應是指由于進食而引起能量消耗額外增加的現(xiàn)象，又稱食物特殊動力作用（SDA）。產(chǎn)生原因：1）食物在消化道消化、吸收、代謝過程中的能量消耗。2）食物中只有轉(zhuǎn)化為高能磷酸鍵（三磷酸腺苷，ATP）的部分才能被機體利用，其余的作為熱能向體外散發(fā)，從而使消耗部分能量。第二節(jié)影響人體能量需要的因素

三、食物熱效應（TEF）碳水化合物:5－6％脂肪:4－5％蛋白質(zhì):30％當混合膳食時，SDA＝BM×10%第二節(jié)影響人體能量需要的因素

三、生長發(fā)育的能量需要

孕婦體內(nèi)胎兒生長發(fā)育所需要的能量，乳母分泌乳汁等額外補充的能量。生長期的嬰幼兒、兒童機體生長發(fā)育中新組織及其新組織的代謝所需要的量。10％20-30％60-70％正常成人能量消耗的構成圖解第三節(jié)人體能量的需要與食物來源一、人體能量需要量的測定

直接測熱法一、人體能量需要量的測定

直接測熱裝置示意圖第三節(jié)人體能量的需要與食物來源一、人體能量需要量的測定

間接測熱法呼吸商食物的氧熱價生活觀察能量平衡觀察法

糖的呼吸商約為1，以葡萄糖為例：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2ORQ=6molO2/6molO2=6×22.4/6×22.4=1.0

脂肪呼吸商約為0.7，以軟脂酸甘油酯為例：2C51H98O6+145O2→102CO2+98H2ORQ=102molO2/145molO2=102×22.4/145×22.4=0.7

蛋白質(zhì)的呼吸商約為0.8：RQ=（152.17/44×22.4）/（138.18/32×22.4）=77.47LCO2/96.73LO2=0.8間接測熱法

營養(yǎng)物質(zhì)耗氧量CO2產(chǎn)量氧熱價呼吸商(L/g)(L/g)(kJ/g)(RQ)

糖0.830.83211.00

蛋白質(zhì)0.950.7618.80.80

脂肪2.031.4319.70.71

產(chǎn)熱量＝20.2(kJ／L)×O2(L)食物的氧熱價

能量消耗＝∑活動種類能量系數(shù)×該項活動持續(xù)時間機體狀態(tài)產(chǎn)熱量平均機體狀態(tài)產(chǎn)熱量平均（kJ/m2·min）（kJ/m2·min）躺臥2.73掃地11.37開會3.40打排球17.05擦窗子8.30打籃球24.22洗衣9.98踢足球24.98生活作業(yè)觀察法第三節(jié)人體能量的需要與食物來源

二、能量平衡與能量需要量的推算

（1）能量需要量的確定能量需要量=基礎代謝率（BMR）×不同勞動強度值（PAL）即按照體重計算基礎代謝率，并查詢不同勞動強度PAL值表。（2）膳食能量推薦攝入量我國輕體力勞動的成年男子與女子膳食能量推薦攝入量（RNI）分別為2400、2100kcal/日。年齡能量的RNI(kcal/日）蛋白質(zhì)的RNI（g/日）脂肪供能比男女男女18-輕體力勞動24002100756520-30%中體力勞動270023008070重體力勞動32002700908050-輕體力勞動23001900756520-30%中體力勞動26002000重體力勞動3100220060-輕體力勞動19001800756520-30%中體力勞動2200200070-20-30%輕體力勞動190018007565中體力勞動2100190080-190017007565評價體質(zhì)指數(shù)正常18.5～23.9消瘦<18.5超重24～27.9肥胖>28二、能量平衡與能量需要量的推算

（3）膳食能量的估算體質(zhì)指數(shù)（BMI）＝體重（kg）/身高（m）2中國成人體質(zhì)指數(shù)評價表體型體力勞動極輕輕度中度重度消瘦35404545～55正常25～30354045超重20～25303540肥胖15～2020～253035二、能量平衡與能量需要量的推算

標準體重＝實際身高（cm）－105膳食能量＝標準體重（Kg）×單位體重膳食能量系數(shù)成人每日能量供給量估算表（Kcal/Kg標準體重）第三節(jié)人體能量的需要與食物來源

三、能量的食物來源食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)。糧谷類和薯類食物，富含碳水化合物，是能量最經(jīng)濟的來源油料作物富含脂肪。動物性食物含有較多的脂肪和蛋白質(zhì)。大豆和堅果含有豐富的油脂和脂肪。高熱量食物(＞400kcal/100g);低熱量食物(＜40kcal/100g)?！埑园朔诛柦陙?，生物學家在延長動物壽命方面取得了三項重大成果:(1)應用選擇性繁殖的方法,將果蠅的壽命延長了1倍。(2)通過抑制一種叫age-1的基因活動,使線蟲的壽命增加了70％。(3)喂飼嚙齒類動物超低熱量飲食,使其壽命相當于人類160歲。

閱讀材料

當今,日本人的平均壽命是世界之最,其原因是多種多樣的,但與日本人奉行“腹八分目に醫(yī)者ぃなち(飯吃八分飽,沒病身體好)”的飲食哲學有很大的關系。日本沖繩群島的居民,他們攝入的熱量比其他日本人要少(但仍能提供必需的營養(yǎng)),他們中百歲老人的出現(xiàn)率是日本的其他任何一個島嶼的居民的多倍,而他們患心臟病、中風、癌癥、糖尿病和老年性大腦疾病的比例比其他日本人低。此外,美國和世界其他地區(qū)的流行病學調(diào)查結果表明,在攝食熱量低的人群中某些癌癥(尤其是乳腺癌、結腸癌和胃癌)的發(fā)病率較低。這類資料都表明，人類的健康和壽命很可能也能得益于低熱量飲食。

正常飲食低熱量飲食平均壽命50d90d最高壽命100d139d

正常飲食低熱量飲食平均壽命23m33m最高壽命