食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)第二章人體能量需要

1、第二章人體能量需要第二章人體能量需要目的要求目的要求1.1.掌握人體能量需要，能量來源掌握人體能量需要，能量來源2.2.理解生理有效能量（生理能值）的含義理解生理有效能量（生理能值）的含義3.3.理解基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率的意義及影響因素理解基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率的意義及影響因素4.4.掌握三大供能營(yíng)養(yǎng)素之間適宜的比例關(guān)系掌握三大供能營(yíng)養(yǎng)素之間適宜的比例關(guān)系第一節(jié)第一節(jié) 能量及單位能量及單位一、能量的作用及意義一、能量的作用及意義 供生長(zhǎng)、代謝、維持體溫以及從事各種體力勞動(dòng)供生長(zhǎng)、代謝、維持體溫以及從事各種體力勞動(dòng) 機(jī)體即使處于安靜狀態(tài)也要消耗一定的能量機(jī)體即使處于安靜狀態(tài)也要消耗一定的能量 心臟

2、跳動(dòng)、血液循環(huán)、心臟跳動(dòng)、血液循環(huán)、 肺的呼吸、腺體分泌、肺的呼吸、腺體分泌、 肌肉收縮肌肉收縮能量是人類賴以生存和發(fā)展以及從事各種活動(dòng)的基礎(chǔ)；能量是人類賴以生存和發(fā)展以及從事各種活動(dòng)的基礎(chǔ)；沒有能量就沒有生命活動(dòng)，也就沒有人類沒有能量就沒有生命活動(dòng)，也就沒有人類。 太太 陽陽 能能植物植物光合作用（潛能）光合作用（潛能）動(dòng)物動(dòng)物潛能潛能 自自 由由 能能 去去 向向人體人體機(jī)械能（肌肉收機(jī)械能（肌肉收縮）縮）熱能（維持體溫）熱能（維持體溫）電能（大腦活動(dòng)）電能（大腦活動(dòng)）滲透能（吸收分滲透能（吸收分泌）泌）化學(xué)能（生物合化學(xué)能（生物合成）成）（無機(jī)物：（無機(jī)物：CO2 ，H2O及及NH3等等

3、)(有機(jī)物：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)）有機(jī)物：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)）人類的能量來自食物，食物的能量最終來自太陽能人類的能量來自食物，食物的能量最終來自太陽能二、能量的單位二、能量的單位卡卡(calorie)、千卡、千卡(kilo-calorie)焦耳焦耳(jowle)、千焦耳、千焦耳(kilo-jowle)焦耳與卡的換算關(guān)系焦耳與卡的換算關(guān)系：1千卡千卡(Kcal)=4.184千焦耳千焦耳(Kj)1千焦耳千焦耳(Kj)=0.239千卡千卡(Kcal)近似計(jì)算為近似計(jì)算為：1千卡千卡=4.2千焦耳千焦耳1千焦耳千焦耳=0.24千卡千卡第二節(jié)第二節(jié) 人體能量平衡人體能量平衡一產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素和生理有效能量一產(chǎn)能

4、營(yíng)養(yǎng)素和生理有效能量 糖類、脂肪和蛋白質(zhì)這三種營(yíng)養(yǎng)素稱為糖類、脂肪和蛋白質(zhì)這三種營(yíng)養(yǎng)素稱為“產(chǎn)能產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素營(yíng)養(yǎng)素”或或“熱源質(zhì)熱源質(zhì)”。 每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的凈能分別為：每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的凈能分別為： 脂脂 肪肪 39395454 9595= 37= 376kJ6kJ 蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì) 18182 2 9292 16167kJ7kJ 糖糖 類類 17171515 989816168kJ8kJ 營(yíng)養(yǎng)學(xué)中，將每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分營(yíng)養(yǎng)學(xué)中，將每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分解后為機(jī)體供給的凈能稱為解后為機(jī)體供給的凈能稱為生理有效能量生理有效能量食物能值食物能值是食物徹底燃燒時(shí)所

5、測(cè)定的能值，亦即是食物徹底燃燒時(shí)所測(cè)定的能值，亦即“物理燃燒值物理燃燒值”或稱或稱“總能值總能值”。生理能值生理能值則是即機(jī)體可利用的能值。則是即機(jī)體可利用的能值。 二二 決定人體能量消耗的因素決定人體能量消耗的因素 人體能量的消耗與能量的需要相一致人體能量的消耗與能量的需要相一致能量的消耗能量的消耗= =基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝 + + 體力活動(dòng)體力活動(dòng) + + 食物特殊動(dòng)力作用食物特殊動(dòng)力作用 + + 生長(zhǎng)發(fā)育生長(zhǎng)發(fā)育/ /乳汁分泌乳汁分泌 能量密度：是指每克食物中所含的能量( (一一) )基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝(basal metabolism)(basal metabolism) 指維持人體基本生命

6、活動(dòng)的能量。即當(dāng)機(jī)體處于清醒、指維持人體基本生命活動(dòng)的能量。即當(dāng)機(jī)體處于清醒、靜臥（不受肌肉活動(dòng)力和精神緊張的影響）和空腹?fàn)顟B(tài)下（飯靜臥（不受肌肉活動(dòng)力和精神緊張的影響）和空腹?fàn)顟B(tài)下（飯后后12-14h12-14h，不受食物特殊動(dòng)力作用的影響）以及一定的環(huán)境條，不受食物特殊動(dòng)力作用的影響）以及一定的環(huán)境條件下（室溫），維持生命所必需的最低熱能需要量。件下（室溫），維持生命所必需的最低熱能需要量?；旧顒?dòng)包括維持體溫、呼吸、血液循環(huán)、腺體分泌、基本生命活動(dòng)包括維持體溫、呼吸、血液循環(huán)、腺體分泌、肌肉的一定緊張度等。肌肉的一定緊張度等?；A(chǔ)代謝率基礎(chǔ)代謝率(basal metabolic ra

7、te(basal metabolic rate，BMR)BMR) 指單位時(shí)間內(nèi)人體基礎(chǔ)代謝所消耗的能量。指單位時(shí)間內(nèi)人體基礎(chǔ)代謝所消耗的能量。 BMRBMR的表示單位為的表示單位為kJkJ(m(m2 2 h)h)、kJkJ(kg h)(kg h)或或 MJMJd d等等 趙松山趙松山19841984年建議的公式計(jì)算：年建議的公式計(jì)算：體表面積體表面積 M0.00659身高身高(cm)+0.0126 體重（體重（kg） 0.1603，單位為，單位為m2 因此，人體一日基礎(chǔ)代謝的能量消耗因此，人體一日基礎(chǔ)代謝的能量消耗=BMR 體表面積體表面積(m2) 24(h) 表3-2 WHO建議的計(jì)算基礎(chǔ)代

8、謝公式 注：m為體重(kg)。摘自Technical Report Serie 724，Geneva，WHO，1985。 我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦，我國(guó)兒童、青少年該公式適用，我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦，我國(guó)兒童、青少年該公式適用，1818歲以上人群按公式計(jì)算歲以上人群按公式計(jì)算結(jié)果減結(jié)果減5%5%。 WHO于1985年推薦使用Schofield公式(表3-2)，計(jì)算一天的基礎(chǔ)代謝能量消耗。 影響基礎(chǔ)代謝能量消耗的因素影響基礎(chǔ)代謝能量消耗的因素 體表面積和體型體表面積和體型 年齡及生理狀態(tài)年齡及生理狀態(tài) 性別性別 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 種族種族 營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài) 疾病疾病 內(nèi)分泌內(nèi)分泌（二）各種體力活動(dòng)的能量消耗各

9、種體力活動(dòng)的能量消耗 （三）食物特殊動(dòng)力作用的能量消耗（三）食物特殊動(dòng)力作用的能量消耗（specific dynamic action,SDAspecific dynamic action,SDA）是指人體由于攝食所引起的一種額外能量消耗。出現(xiàn)此是指人體由于攝食所引起的一種額外能量消耗。出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因可能是：種現(xiàn)象的原因可能是：u食物在消化道進(jìn)行消化、吸收、代謝過程中增加了能量消耗食物在消化道進(jìn)行消化、吸收、代謝過程中增加了能量消耗u各種食物中所含的能量，只有轉(zhuǎn)變成各種食物中所含的能量，只有轉(zhuǎn)變成ATPATP的部分，才能被機(jī)體的部分，才能被機(jī)體利用，其余的則作為熱能向體外散發(fā)，從而使安靜狀

10、態(tài)下機(jī)利用，其余的則作為熱能向體外散發(fā)，從而使安靜狀態(tài)下機(jī)體向外散失的能量增加。體向外散失的能量增加。u不同食物增加的能耗量不等，進(jìn)食碳水化合物時(shí)可增加其本不同食物增加的能耗量不等，進(jìn)食碳水化合物時(shí)可增加其本身所產(chǎn)熱能的身所產(chǎn)熱能的5%5%- -6%6%，脂肪為，脂肪為4%4%- -5%5%，蛋白質(zhì)為，蛋白質(zhì)為30%30%。一般認(rèn)。一般認(rèn)為進(jìn)食普通混合膳食時(shí)，為進(jìn)食普通混合膳食時(shí)，SDASDA相當(dāng)于基礎(chǔ)代謝的相當(dāng)于基礎(chǔ)代謝的10%10%，每日約，每日約6 62828kJ. kJ. 人體在攝食過程中，由于要對(duì)食物中營(yíng)養(yǎng)素進(jìn)行消化，吸收、代謝轉(zhuǎn)化等，需要額外消耗能量，同時(shí)引起體溫升高和散發(fā)熱能，這

11、種因攝食而引起的熱能的額外消耗稱食物熱效應(yīng)。( (四四) ) 生長(zhǎng)發(fā)育的能量需要生長(zhǎng)發(fā)育的能量需要生長(zhǎng)期的嬰幼兒、兒童的生長(zhǎng)發(fā)育的能量需生長(zhǎng)期的嬰幼兒、兒童的生長(zhǎng)發(fā)育的能量需要量，主要包括機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育中新組織的形成、要量，主要包括機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育中新組織的形成、新生長(zhǎng)組織進(jìn)行代謝所需的能量。新生長(zhǎng)組織進(jìn)行代謝所需的能量。孕婦體內(nèi)胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育、乳母分泌乳汁等孕婦體內(nèi)胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育、乳母分泌乳汁等也需額外補(bǔ)充能量。也需額外補(bǔ)充能量。 三、三、 人體能量需要量的人體能量需要量的 測(cè)定及推算測(cè)定及推算人體能量需要量實(shí)際就是能量的消耗量人體能量需要量實(shí)際就是能量的消耗量1、氣體代謝法、氣體代謝法碳水化合物

12、、脂肪和蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解時(shí)，碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解時(shí)，0 02 2的消耗量、的消耗量、C0C02 2及熱的產(chǎn)生量是固定的，生物學(xué)上通常稱及熱的產(chǎn)生量是固定的，生物學(xué)上通常稱為呼吸商為呼吸商(C0(C02 20 02 2值值) )和氧熱價(jià)和氧熱價(jià)( (消耗消耗1LO1LO2 2產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量) )，測(cè)，測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)定一定時(shí)間內(nèi)O O2 2的消耗量就可計(jì)算生成的熱量。實(shí)際應(yīng)用的消耗量就可計(jì)算生成的熱量。實(shí)際應(yīng)用中，因受試者食用的是混合膳食，此時(shí)呼吸商相應(yīng)的氧熱中，因受試者食用的是混合膳食，此時(shí)呼吸商相應(yīng)的氧熱價(jià)是價(jià)是20202kJ2kJ，產(chǎn)熱量很容易計(jì)算出來：，

13、產(chǎn)熱量很容易計(jì)算出來： 產(chǎn)熱量產(chǎn)熱量=20=202(kJ2(kJL)L) 0 02 2(L)(L)理想體重（Kg）(18.523.9)身高的平方 (單位m) 體重指數(shù)(BMI)=體重身高的平方根據(jù)世界衛(wèi)生組織定下的標(biāo)準(zhǔn)，亞洲人的根據(jù)世界衛(wèi)生組織定下的標(biāo)準(zhǔn)，亞洲人的BMI（體重指標(biāo)（體重指標(biāo)Body Mass Index)若高于若高于22.9便屬于過重。便屬于過重。MI 分類分類WHO 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)亞洲標(biāo)準(zhǔn)亞洲標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)參考標(biāo)中國(guó)參考標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)相關(guān)疾病發(fā)相關(guān)疾病發(fā)病的危險(xiǎn)性病的危險(xiǎn)性偏瘦偏瘦18.518.518.5低（但其它低（但其它疾病危險(xiǎn)性疾病危險(xiǎn)性增加增加正常正常18.524.918.522.918

14、.523.9平均水平平均水平超重超重252324偏胖偏胖25.029.92324.92426.9增加增加肥胖肥胖30.034.92529.92729.9中度增加中度增加重度肥胖重度肥胖35.039.93030嚴(yán)重增加嚴(yán)重增加極重度肥胖極重度肥胖40.0非常嚴(yán)重增非常嚴(yán)重增加加二，能量需要量的計(jì)算二，能量需要量的計(jì)算 ( (一一) )生活作業(yè)觀察法生活作業(yè)觀察法 選擇具有代表性的一段時(shí)間，對(duì)調(diào)查對(duì)象進(jìn)行選擇具有代表性的一段時(shí)間，對(duì)調(diào)查對(duì)象進(jìn)行24h24h的的跟蹤觀察，詳細(xì)記錄各項(xiàng)活動(dòng)和持續(xù)的時(shí)間，參照各種活跟蹤觀察，詳細(xì)記錄各項(xiàng)活動(dòng)和持續(xù)的時(shí)間，參照各種活動(dòng)的能量消耗系數(shù)，計(jì)算動(dòng)的能量消耗系數(shù)，

15、計(jì)算1d1d的能量消耗。的能量消耗。 能量消耗能量消耗活動(dòng)種類能量系數(shù)活動(dòng)種類能量系數(shù) 該項(xiàng)活動(dòng)持續(xù)時(shí)間該項(xiàng)活動(dòng)持續(xù)時(shí)間( (二二) )體力活動(dòng)水平體力活動(dòng)水平(Plysical activity level(Plysical activity level，PAL)PAL)計(jì)算法計(jì)算法 采用采用PALPAL的數(shù)值來計(jì)算人群總能量消耗是最簡(jiǎn)單的方的數(shù)值來計(jì)算人群總能量消耗是最簡(jiǎn)單的方法之一，我國(guó)也將法之一，我國(guó)也將PALPAL分為輕、中、重三級(jí)，具體數(shù)據(jù)見分為輕、中、重三級(jí)，具體數(shù)據(jù)見下表下表 ：能量消耗量或需要量能量消耗量或需要量= BMR= BMR PAL PAL (三)食物攝入量的能量計(jì)算

16、法食物攝入量的能量計(jì)算法正常成人攝食量與能量的消耗基本持平，通正常成人攝食量與能量的消耗基本持平，通過膳食調(diào)查，可間接估計(jì)人群的能量需要，盡管過膳食調(diào)查，可間接估計(jì)人群的能量需要，盡管該法不夠準(zhǔn)確，但由于其簡(jiǎn)單易行，現(xiàn)場(chǎng)被廣泛該法不夠準(zhǔn)確，但由于其簡(jiǎn)單易行，現(xiàn)場(chǎng)被廣泛采用。采用。 第四節(jié)第四節(jié) 膳食能量推薦攝入量膳食能量推薦攝入量中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)20002000年年1010月修定了月修定了19881988年的年的“推薦的每日膳食中營(yíng)養(yǎng)素供給量推薦的每日膳食中營(yíng)養(yǎng)素供給量(RDA)”(RDA)”，并用，并用“中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝人量中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝人量(Chinese (Ch

17、inese DRIs)”DRIs)”代替沿用已久的代替沿用已久的RDARDA，用以說明中國(guó)居民，用以說明中國(guó)居民不同人群對(duì)膳食中各種營(yíng)養(yǎng)素的每日推薦量不同人群對(duì)膳食中各種營(yíng)養(yǎng)素的每日推薦量(RN(RNI I) )或每日適宜攝人量或每日適宜攝人量(AI)(AI)，以及每日可耐受最高攝，以及每日可耐受最高攝人量人量(UL)(UL)，并以此來指導(dǎo)并評(píng)價(jià)我國(guó)居民的營(yíng)養(yǎng)，并以此來指導(dǎo)并評(píng)價(jià)我國(guó)居民的營(yíng)養(yǎng)狀況。狀況。 在膳食能量推薦攝人量在膳食能量推薦攝人量(RNI)中，中，1849歲成人輕歲成人輕體力活動(dòng)男子為體力活動(dòng)男子為10.04MJd、女子為、女子為8.8MJd；中等體力活動(dòng)男子為中等體力活動(dòng)男子

18、為11.3MJd、女子為、女子為9.62 MJd。 在膳食能量攝入比例方面，碳水化合物供能占總在膳食能量攝入比例方面，碳水化合物供能占總能量的能量的5565、脂肪占、脂肪占2030、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)占占1114為宜為宜第五節(jié)第五節(jié) 能量的供給與食物來源能量的供給與食物來源一、能量的供給熱能的供給量應(yīng)依個(gè)體的消耗量而定，不同熱能的供給量應(yīng)依個(gè)體的消耗量而定，不同人群的需要和供給量各不相同。人群的需要和供給量各不相同。糖類，脂肪和蛋白質(zhì)三大產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)糖類，脂肪和蛋白質(zhì)三大產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)各有其特殊的生理作用，且又相互影響。尤其是各有其特殊的生理作用，且又相互影響。尤其是糖類與脂肪在很大程度上可

19、相互轉(zhuǎn)化，并具有節(jié)糖類與脂肪在很大程度上可相互轉(zhuǎn)化，并具有節(jié)約蛋白質(zhì)作用，故三者在總熱能的供給中應(yīng)有一約蛋白質(zhì)作用，故三者在總熱能的供給中應(yīng)有一個(gè)適宜的比例。個(gè)適宜的比例。過去西方國(guó)家的高脂肪，高蛋白的膳食結(jié)構(gòu)給當(dāng)?shù)剡^去西方國(guó)家的高脂肪，高蛋白的膳食結(jié)構(gòu)給當(dāng)?shù)厝藗兊纳眢w健康帶來許多不良影響。世界各地營(yíng)養(yǎng)調(diào)查表人們的身體健康帶來許多不良影響。世界各地營(yíng)養(yǎng)調(diào)查表明，每人每日膳食總能攝入量中糖類占明，每人每日膳食總能攝入量中糖類占404080%80%不等，一不等，一般認(rèn)為糖類的供給以占機(jī)體總能攝入量的般認(rèn)為糖類的供給以占機(jī)體總能攝入量的606070%70%為好，為好，我國(guó)則以我國(guó)則以5555- -6

20、5%65%為宜；脂肪在各國(guó)膳食中的供能比例為為宜；脂肪在各國(guó)膳食中的供能比例為1515- -40%40%不等；在我國(guó)則以不等；在我國(guó)則以15-2515-25% %為宜。蛋白質(zhì)的供能比率為宜。蛋白質(zhì)的供能比率則多認(rèn)為以則多認(rèn)為以1 15-205-20% %較好，年齡越小相對(duì)需要量越大，故應(yīng)較好，年齡越小相對(duì)需要量越大，故應(yīng)采取上述范圍的高限，成年人則相對(duì)可以低一些。當(dāng)然，采取上述范圍的高限，成年人則相對(duì)可以低一些。當(dāng)然，上述這些比率并不一定適合于在特殊環(huán)境條件下從事特殊上述這些比率并不一定適合于在特殊環(huán)境條件下從事特殊作業(yè)的人群。作業(yè)的人群。 二 能量的食物來源糖類，脂肪和蛋白質(zhì)普遍存在于各種食

21、物中。糖類，脂肪和蛋白質(zhì)普遍存在于各種食物中。但是動(dòng)物性食物但是動(dòng)物性食物般比植物性食物含有較多的脂般比植物性食物含有較多的脂肪和蛋白質(zhì)，至于植物性食物中，糧食以糖類和肪和蛋白質(zhì)，至于植物性食物中，糧食以糖類和蛋白質(zhì)為主，油料作物則含有豐富的脂肪，其中蛋白質(zhì)為主，油料作物則含有豐富的脂肪，其中大豆更含有大量油脂與優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。至于水果、大豆更含有大量油脂與優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。至于水果、蔬菜類植物一般含能較少，但硬果類例外，如花蔬菜類植物一般含能較少，但硬果類例外，如花生，核桃等含有大量油脂從而具有很高的熱能。生，核桃等含有大量油脂從而具有很高的熱能。 工業(yè)食品中含能的多少是其營(yíng)養(yǎng)學(xué)方面的一項(xiàng)重要指工業(yè)食

22、品中含能的多少是其營(yíng)養(yǎng)學(xué)方面的一項(xiàng)重要指標(biāo)。為了滿足人們的不同需要：在許許多多的食品中尚有標(biāo)。為了滿足人們的不同需要：在許許多多的食品中尚有所謂所謂“低熱能食品低熱能食品”與與“高能食品高能食品”之不同。前者主要由之不同。前者主要由含熱能低的食物原料含熱能低的食物原料( (包括人類不能消化、吸收的食物纖包括人類不能消化、吸收的食物纖維等維等) )所制成，用以滿足肥胖癥、糖尿病患者的需要，后所制成，用以滿足肥胖癥、糖尿病患者的需要，后者則是由含能量高的食物，特別是含脂肪量高而含水量少者則是由含能量高的食物，特別是含脂肪量高而含水量少的原料制成，如奶油，干酪、巧克力制品及其它含有高比的原料制成，如奶油，干酪、巧克力制品及其它含有高比例的脂肪和糖所制成的食品。它們的能量密度高，可以滿例的脂肪和糖所制成的食品。它們的能量