食物能量與人體能量消耗

關(guān)于食物能量與人體能量消耗第2頁,共24頁，2024年2月25日，星期天人體需要的能量主要來自于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)第3頁,共24頁，2024年2月25日，星期天二.食物能量的確定1.供能物質(zhì)含量的確定碳水化合物：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)：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：脂肪可以通過分析單個脂肪酸來計算并以脂肪酸當(dāng)量來表示(FAO,1994)。營養(yǎng)學(xué)上常使用千卡（kcal）

第4頁,共24頁，2024年2月25日，星期天2.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)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)1970更廣泛的通用系數(shù)體統(tǒng)(amoreextensivegeneralfactorsystem)是對阿特沃特通用系數(shù)系統(tǒng)的不斷修訂、改進和補充。(3)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)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),。第5頁,共24頁，2024年2月25日，星期天2第6頁,共24頁，2024年2月25日，星期天營養(yǎng)素（1g）食物能值（體外燃燒）消化吸收率（%）生理能值（體內(nèi)氧化）碳水化合物17.16（4.10）9816.81（4.0）脂肪39.54（9.45）9537.56（9.0）蛋白質(zhì)23.64（5.65）9216.74（4.0）表3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100g的瘦牛肉為例：蛋白質(zhì)20.2%，脂肪2.3%，碳水化合物1.2%通用系數(shù)系統(tǒng)：4千卡×20.2+9千卡×2.3+4千卡×1.2=106.3千卡第7頁,共24頁，2024年2月25日，星期天舉例：一名大學(xué)生的早餐和午餐熱能第8頁,共24頁，2024年2月25日，星期天二、人體的能量消耗

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第9頁,共24頁，2024年2月25日，星期天（1）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下(一般18～25℃)，禁食12小時后，靜臥、放松而又清醒時的能量消耗。（2）測定方法：測定空腹12～16h、睡醒靜臥、環(huán)境溫度18～25°C時的能量消耗。（3）意義：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（BMR）：指單位時間內(nèi)人體單位表面積（m2）或單位體重（kg）基礎(chǔ)代謝所消耗的能量。單位：（kJ/m2·h，kJ/kg·h）（5）計算基礎(chǔ)代謝的能量消耗：

①用體表面積進行計算（已知身高、體重、年齡、性別）體表面積(m2)＝0.00659×身高(cm)＋0.0126×體重(kg)－0.1603BM=BMR×體表面積×24h1、基礎(chǔ)代謝(basalmetabolism,BM)第10頁,共24頁，2024年2月25日，星期天表4人體每小時基礎(chǔ)代謝率年齡(歲)男女KJ/m2Kcal/m2KJ/m2Kcal/m21357911131517192025221.8214.6206.3197.7189.9179.9177.0174.9170.7164.0161.5156.953.051.349.347.345.243.042.341.840.839.238.637.5221.8214.2202.5200.0179.1175.7168.6158.8151.91485147.7147.353.051.248.445.442.842.040.337.936.335.535.335.2年齡(歲)男女KJ/m2Kcal/m2KJ/m2Kcal/m23035404550556065707580154.0152.7151.9151.5149.8148.1146.0143.9141.4138.9138.136.836.536.336.235.835.434.934.433.833.2.33.0146.9146.4146.0144.3139.7139.3136.8134.7132.6131.0129.335.135.034.934.533.933.332.732.231.731.330.9第11頁,共24頁，2024年2月25日，星期天

例：男性，20歲，身高1.75m，體重70kg，試計算其基礎(chǔ)代謝的能量消耗。體表面積(m2)＝0.00659×175＋0.0126×70－0.1603

＝1.875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＝人體每小時基礎(chǔ)代謝率×體表面積×24h

＝38.6×1.875×24

＝1737Kcal*該結(jié)果應(yīng)用于我國人群時應(yīng)減5%：

1737×0.95=1650.15（kcal/d）12第12頁,共24頁，2024年2月25日，星期天例：男性，20歲，體重70kg，試計算BMR。

BMR=（15.3m+679）*0.95 =1662（kcal/d）

注：m為體重(kg)。摘自TechnicalReportSerie724，Geneva，WHO，1985。我國營養(yǎng)學(xué)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%。年齡(y)公式(男)公式(女)0～33～1010～1818～3030～60>60(60.9×m)-54(22.7×m)+495(17.5×m)+651(15.3×m)+679(11.6×m)+879(13.5×m)+487(61.0×m)-51(22.5×m)+499(12.2×m)+746(14.7×m)+496(8.70×m)+829(10.5×m)+596

②

按體重計算BMR（kcal/d）

表5WHO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）第13頁,共24頁，2024年2月25日，星期天這部分能量消耗，主要取決于體力活動的強度和持續(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(yīng)用BMR乘以體力活動水平（physicalactivitylevel,PAL）來計算人體的能量消耗量或需要量?？偰芰肯牧?0.95BMR×PAL2、體力活動消耗的能量6第14頁,共24頁，2024年2月25日，星期天1.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(V2×weight)+0.02162.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。第15頁,共24頁，2024年2月25日，星期天7第16頁,共24頁，2024年2月25日，星期天8第17頁,共24頁，2024年2月25日，星期天

又稱食物熱效應(yīng)(ThermicEffectofFood，TEF)，是指人體攝食過程中引起的額外的能量消耗。

原因：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。食物成分食物熱效應(yīng)（占成分能值）脂肪4%~5%碳水化合物5%~6%蛋白質(zhì)30%~40%混合性食物10%183、食物特殊動力作用不同能量物質(zhì)的食物熱效應(yīng)第18頁,共24頁，2024年2月25日，星期天嬰幼兒、兒童、青少年需額外增加生長發(fā)育所需能量。孕婦需增加子宮、胎盤、胎兒、乳房和體脂儲備所需能量。乳母需增加合成分泌乳汁所需能量。 孕婦+200kcal/d；乳母+500kcal/d4、生長發(fā)育第19頁,共24頁，2024年2月25日，星期天

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(yīng)三方面。

以20歲50kg女生為例，一天活動耗能685kcal，其總熱量需求為？設(shè)總能耗為Z基礎(chǔ)代謝（14.7×50+496）×0.95=1170kcal

活動耗能：685kcal

食物熱效應(yīng)：10%×Z

需要攝入Z=1170+685+10%×Z計算得出Z=2061kcal人體一日能量需要量的確定第20頁,共24頁，2024年2月25日，星期天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(dǎo)產(chǎn)生的熱量。

在1890年，美國Wesleyan大學(xué)的兩位科學(xué)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CosmedK4b2（Cosmed，Rome，Italy）和MetaMax3B（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（RespiratoryQuotient，簡稱RQ），根據(jù)相應(yīng)的氧熱價，計算出單位時間的能量消耗四.人體能量消耗量的測定和計算第21頁,共24頁，2024年2月25日，星期天2.能量消耗量的計算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。WeirJB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。WeirJB經(jīng)演算得：EE（Kcal）＝3.941+1.106R-0.365y，再利用蛋白與尿氮的關(guān)系，產(chǎn)生1g的尿氮的過程耗氧量為5.941L，則y＝5.941