1、食品营养学,Food Nutriology,第三章 能量与宏量营养素,专题1 能量,喝水都胖？,狂吃不胖？,1,4,2,3,5,能量的来源与能值,人体的能量消耗,能量代谢测定,能量平衡,能量的供给,本章内容,新陈代谢生命基本特征,新陈代谢,物质代谢,同化作用,能量代谢,异化作用,同化作用：同化作用(又叫做合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的变化过程。即生物体利用能量将小分子合成为大分子的一系列代谢途径。异化作用：简单说，异化作用就是把自己变成非己。异化作用就是生物的分解代谢。是生物体将体内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。呼吸作用是异化作用
2、中重要的过程。,人体只能利用食物中蕴藏的化学能（C-H）。ATP既是体内重要的贮能物质，又是直接的供能物质，肌酸磷酸（CP）是ATP的主能库。单位：卡（cal，kcal），焦耳(J，kJ)能量来源：蛋白质、脂肪、碳水化合物。,一、能量来源,Sarccharide糖类,体内的主要供能物质:供给量70%的人体所需能量。特殊重要性：脑组织的唯一来源 贮能形式：肝糖原：量少，维持血糖水平 肌糖原：量多，骨骼肌运动 供能途径：有氧氧化 无氧酵解,一、能量来源,FAT 脂肪,一、能量来源,特点：各种能源贮存的主要形式；氧化时放能多，短期饥饿时供能。存在形式：组织脂质：细胞成分，以类脂为主，不是能源。贮存脂
3、质：供能物质。,Protein 蛋白,各种细胞主要成分，供能不如糖、脂重要。特点：特殊情况下供能，体内氧化不彻底，释放能量少。,一、能量来源,能值：能量值，或热能值。,食物能值（热能系数）：食物彻底燃烧（体外燃烧）所测得的能值。,生理有效能量值：食物中人体可利用的能值。,生理有效能值=（食物能值代谢废物能值）相应的消化吸收率,一、能量来源,如：蛋白质的食物能值为23.64kJ，代谢产物中含有具有一定能量的尿素、尿酸、肌酐，它们的能值为5.44kJ，蛋白质的消化率92%。蛋白质的生理能值为,（23.64-5.44）92%=16.7(kJ),一、能量来源,不同的营养素蕴含的能量不同，它们为人体提供
4、能量的多少还受消化因素的影响。,一、能量来源,不同物质的能值kJ/g(kcal/g),一、能量来源,二、人体的能量消耗,？,基础代谢(BM)&基础代谢率(BMR)影响基础代谢（率）的因素,（一）基础代谢,二、人体的能量消耗,指维持机体最基本生命活动所消耗的能量。即人体在安静和恒温（18-25）条件下，禁食12h后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。此时能量仅用于维持体温、呼吸、血液循环及其他器官的生理需要.,基础代谢(basal metabolism,BM)：,二、人体的能量消耗,BM估算,（a）用体表面积计算（b）直接计算（c）粗算法,二、人体的能量消耗,（a）用体表面积计算 BM=体表面积B
5、MR24其中：体表面积(m2)=0.0059身高（cm）+0.0126体重（kg）-0.1603BMR查书（P38）例：某男生20岁，1.75m，70kg，求其BM?,BM=(0.0059175+0.012670-0.1603)161.524=6799(kJ)（1625kcal）,二、人体的能量消耗,（b）直接计算：kcal男BM=66+13.7体重（kg）+5.0身高（cm）-6.8年龄（y）女BM=65.5+9.5体重（kg）+1.8身高（cm）-4.7年龄（y）再用上例：某男生20岁，1.75m，70kg，求其BM?,二、人体的能量消耗,（c）粗算法：成人男性B M=1kcal(4.18
6、kJ)体重（kg）成人女性M=0.95kcal(3.97kJ)体重（kg）,二、人体的能量消耗,基础代谢率（basal metabolic rate,BMR）,基础代谢的水平用基础代谢率表示，是指单位时间内人体基础代谢所消耗的能量，单位为kJ/（m2.h）、kJ/（kg.h）或MJ/d。基础代谢与体表面积密切相关，体表面积又与身高体重有密切关系，根据体表面积或体重可以推算出人体一日基础代谢能量消耗。,二、人体的能量消耗,静息代谢率（resting metabolic rate,RMR）,指人体在禁食4h、全身处于休息状态下，每小时每平方米体表面积（或每千克体重）的能量消耗。RMR略高于BMR，
7、但可行。,二、人体的能量消耗,我国人正常基础代谢率,方括号内数值为“kcal/m2.h”,二、人体的能量消耗,影响基础代谢（率）的因素,体格：肌肉发达者脂肪丰富者。,二、人体的能量消耗,年龄：随年龄增长而下降，儿童青壮年中年人老年人。,二、人体的能量消耗,性别：男女，5%-10%。,二、人体的能量消耗,环境：气温低高。一般热带居民比温带同类居民约低10%，严寒地区约比温带高10%。当人受寒冷刺激时，反射性地首先起肌紧张增加，继而出现寒颤反应，BMR较平时高4-5倍。气温过高（3545）时，产热也增加（可能是体内代谢加强）。在饥饿、禁食时降低。,二、人体的能量消耗,内分泌：,许多腺体分泌的激素对
8、细胞代谢起调节作用，如甲状腺、肾上腺。甲状腺素增加组织耗氧率，增加产热率。甲状腺功能亢进者的BMR增加35%-80%。肾上腺素使细胞内氧化反增强，血糖增加，血糖利用率提高，产热增加。,二、人体的能量消耗,精神因素：紧张时增加。外源物质：尼古丁、咖啡因等使BMR增高。种族：相同身高和体重人相比，爱斯基摩人和印第安人欧美人亚洲人。,二、人体的能量消耗,体力活动消耗的能量在人体总能量消耗中占主要部分。体力活动不仅消耗大量机械能，而且还要消耗用于修整组织及合成细胞内物质的能量。（表2）,二、人体的能量消耗,（二）体力活动,劳动强度的等级划分,二、人体的能量消耗,（三）食物特殊动力作用（SDA）,又称食
9、物热效应（thermic effect of food,TEF），指因摄食物而引起的能量额外消耗的现象。这是由于在摄食过程中，人体对食物进行消化、营养素吸收、代谢转化等需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热量。不同能量物质的食物热效应不同：,二、人体的能量消耗,不同能量物质的食物热效应,二、人体的能量消耗,不同能量物质的食物热效应不同的原因,各营养素消化吸收后转变成ATP贮存的量不同，蛋白质为32%34%，低于脂肪和碳水化合物的38%40%，而其余的则变成热量。,由食物脂肪经消化吸收后变成脂肪组织的脂肪其消耗的能量要低于消化吸收的葡萄糖转变成糖原或脂肪消耗的能量，而由食物蛋白质中的氨基酸合
10、成人体蛋白质，或代谢转化为脂肪，其消耗的能量更多。,二、人体的能量消耗,二、人体的能量消耗,“0”卡食品,（四）生长发育,儿童和孕妇所消耗的能量还包括生长发育的能量。其中：新生儿：按体重计，消耗能量为成人的23倍。36个月婴儿：生长发育消耗能量占总消耗能量的15%30%。儿童：每增加1g体重约需4.8kcal(20kJ)能量。孕妇：额外的能量供胎儿生长发育及自身生殖系统的特殊需要。,二、人体的能量消耗,二、人体的能量消耗,三、能量代谢测定,能量代谢的测定一般是测定单位时间内机体所释放的能量，即能量代谢率,通常以单位时间内每平方米体表面积的产热量表示,kJ/m2.h直接测定法：精确，复杂，须专用
11、设备间接测定法（气体代谢法）：较精确，研究工作中最常用。心率推算法：根据心率与热能消耗成正比的关系，简便，但个体差异大。,三、能量代谢测定,心率推测法,用心率检测器和Douglas袋法同时测量各种活动的心率和能量消耗，推算出心率-能量的多云回归方程，通过连续一端时间(3-7d)监测实际生活中的心率，可参照回归方程推算受试者每天能量消耗平均值。心率易受环境和心理影响，目前仅限于实验室应用。,三、能量代谢测定,体重平衡法：最简单，只适于成人，结果供参考。,三、能量代谢测定,生活观察法,详细记录每天各项活动的时间查出各项活动能量消耗率算出各项活动能量消耗量合计。注意记录时间不少于一周。例如：前例男生
12、20岁，1.75m,70kg，他一天活动和能量消耗如下：,三、能量代谢测定,（1）体力活动所消耗的能量估算,注：体力活动能耗=时间*能耗率*体表面积（本例体表面积按1.754）,三、能量代谢测定,要因计算法,应用BMR乘以体力活动水平（physical activity level,PAL）来计算人体的能量消耗量或需要量。能量需要量或消耗量=BMR*PAL,三、能量代谢测定,能量平衡重要性 能量平衡性的判断 理想体重,四、能量平衡,能量平衡重要性,不足：由于饥饿或疾病等原因，造成能量摄入不足，可造成蛋白质-热能营养不良症。表现为体力下降，工作效率低下。而能量摄入不足造成太少的脂肪贮存，身体对不
13、幸的适应能力和抗病能力也因此而下降。体重太低的女性，性成熟延迟，易生产低体重婴儿。年老时，能量摄入不足会增加营养不良的危险。过量：过多的能量摄入，会增加肥胖、高血压、心脏病、糖尿病和某些癌症的发生率，这一点已被西方国家所证实，我国近年来也有类似的危险趋势。,四、能量平衡,理想体重(kg)=身高(cm)-105,四、能量平衡,BMI，Body Mass Index，体质指数,体质指数（BMI）=体重（kg）身高（m）2,四、能量平衡,依据能量的需要量来供给1、生活观察法 体力活动所消耗的能量 BM估算 食物特殊动力作用2、体重平衡法3、要因计算法4、参考能量DRIs。三大产能物质占总能量供应的比
14、例：碳水化合物55%65%（原60%70%），脂肪20%25%（原20%30%），蛋白质10%14%。,五、能量的供给,能量来源于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质，按照等能定律从能量供给上讲，3种物质比例的变化并不影响能量的摄取，可以在一定程度上相互代替。不同营养素有各自特殊的生理作用，长期摄取单一会造成营养不平衡，影响健康。一般条件下，碳水化合物是主要能量来源，其次是脂肪，蛋白质的主要作用不是供热。,五、能量的供给,碳水化合物、脂类和蛋白质广泛存在于各类食物中,粮谷类和薯类含碳水化合物较多，是我国膳食热能主要来源；油料作物中富含脂肪，大豆和硬果类含丰富的油脂和蛋白质，是膳食热能辅助来源之一；蔬菜、水果含热能较少。动物性食品含较多的动物脂肪和蛋白质，也是膳食热能的重要构成部分。既保持植物性膳食结构特点，防止高热能高脂肪膳食的滥用，又在满足机体对能量的需求，同时保持动植物食品的均衡适宜，是合理营养与健康的关键。,五、能量的供给,附学生食堂食物参考重量（均以生计）,五、能量的供给,Thank you！,