食品營養(yǎng)學(xué)第二章人體能量需要

食品營養(yǎng)學(xué)第二章人體能量需要第1頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二目的要求1.掌握人體能量需要，能量來源2.理解生理有效能量（生理能值）的含義3.理解基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率的意義及影響因素4.掌握三大供能營養(yǎng)素之間適宜的比例關(guān)系第2頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)能量及單位一、能量的作用及意義供生長、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

心臟跳動(dòng)、血液循環(huán)、

肺的呼吸、腺體分泌、

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)；沒有能量就沒有生命活動(dòng)，也就沒有人類。第3頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

太陽能植物光合作用（潛能）動(dòng)物潛能

自由能去向人體機(jī)械能（肌肉收縮）熱能（維持體溫）電能（大腦活動(dòng)）滲透能（吸收分泌）化學(xué)能（生物合成）（無機(jī)物：CO2，H2O及NH3等)(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第4頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二二、能量的單位卡(calorie)、千卡(kilo-calorie)焦耳(jowle)、千焦耳(kilo-jowle)焦耳與卡的換算關(guān)系：1千卡(Kcal)=4.184千焦耳(Kj)1千焦耳(Kj)=0.239千卡(Kcal)近似計(jì)算為：1千卡=4.2千焦耳1千焦耳=0.24千卡第5頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)人體能量平衡一

產(chǎn)能營養(yǎng)素和生理有效能量

糖類、脂肪和蛋白質(zhì)這三種營養(yǎng)素稱為“產(chǎn)能營養(yǎng)素”或“熱源質(zhì)”。每克產(chǎn)能營養(yǎng)素在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的凈能分別為：

脂

肪39．5495％=37．6kJ

蛋白質(zhì)18．292％＝16．7kJ糖類17．1598％＝16．8kJ第6頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

營養(yǎng)學(xué)中，將每克產(chǎn)能營養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分解后為機(jī)體供給的凈能稱為生理有效能量食物能值是食物徹底燃燒時(shí)所測定的能值，亦即“物理燃燒值”或稱“總能值”。生理能值則是即機(jī)體可利用的能值。第7頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二二

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能量的消耗

=基礎(chǔ)代謝

+

體力活動(dòng)

+

食物特殊動(dòng)力作用

+

生長發(fā)育/乳汁分泌

能量密度：是指每克食物中所含的能量第8頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二(一)基礎(chǔ)代謝(basalmetabolism)

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（飯后12-14h，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?；旧顒?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?；A(chǔ)代謝率(basalmetabolicrate，BMR)

指單位時(shí)間內(nèi)人體基礎(chǔ)代謝所消耗的能量。BMR的表示單位為kJ／(m2h)、kJ／(kgh)或MJ／d等第9頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二趙松山1984年建議的公式計(jì)算：體表面積M＝0.00659身高(cm)+0.0126體重（kg）0.1603，單位為m2

因此，人體一日基礎(chǔ)代謝的能量消耗=BMR體表面積(m2)24(h)

第10頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二表3-2WHO建議的計(jì)算基礎(chǔ)代謝公式注：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(jì)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(8.7×m)+829(10.5×m)+596WHO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。第11頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二影響基礎(chǔ)代謝能量消耗的因素體表面積和體型年齡及生理狀態(tài)性別環(huán)境溫度種族營養(yǎng)狀態(tài)疾病內(nèi)分泌第12頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（二）各種體力活動(dòng)的能量消耗

第13頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二（三）食物特殊動(dòng)力作用的能量消耗

（specificdynamicaction,SDA）

是指人體由于攝食所引起的一種額外能量消耗。出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因可能是：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各種食物中所含的能量，只有轉(zhuǎn)變成ATP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)，從而使安靜狀態(tài)下機(jī)體向外散失的能量增加。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5%-6%，脂肪為4%-5%，蛋白質(zhì)為30%。一般認(rèn)為進(jìn)食普通混合膳食時(shí)，SDA相當(dāng)于基礎(chǔ)代謝的10%，每日約628kJ.第14頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

人體在攝食過程中，由于要對食物中營養(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，這種因攝食而引起的熱能的額外消耗稱食物熱效應(yīng)。第15頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二(四)生長發(fā)育的能量需要

生長期的嬰幼兒、兒童的生長發(fā)育的能量需要量，主要包括機(jī)體生長發(fā)育中新組織的形成、新生長組織進(jìn)行代謝所需的能量。

孕婦體內(nèi)胎兒的生長發(fā)育、乳母分泌乳汁等也需額外補(bǔ)充能量。第16頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二三、人體能量需要量的

測定及推算

人體能量需要量實(shí)際就是能量的消耗量1、氣體代謝法

第17頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解時(shí)，02的消耗量、C02及熱的產(chǎn)生量是固定的，生物學(xué)上通常稱為呼吸商(C02／02值)和氧熱價(jià)(消耗1LO2產(chǎn)生的熱量)，測定一定時(shí)間內(nèi)O2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)的氧熱價(jià)是20．2kJ，產(chǎn)熱量很容易計(jì)算出來：

產(chǎn)熱量=20．2(kJ／L)02(L)第18頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第19頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第20頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二3.1經(jīng)典直接測熱法

在隔熱的特制小室內(nèi)，被測對象進(jìn)行特定的活動(dòng)，測定循環(huán)進(jìn)入和流出小室的空氣溫差，即通過直接測定人體整個(gè)能量代謝過程中散發(fā)的所有熱量，計(jì)算特定時(shí)間內(nèi)機(jī)體的總能量消耗量。因?qū)嶒?yàn)室建造昂貴，影響因素多，現(xiàn)存的實(shí)驗(yàn)室已很少，故基本上無人使用。第21頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第22頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第23頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二3.2氣體代謝法

氣體代謝法又稱呼吸氣體分析法，是常用直接測熱法。被測對象在一個(gè)密閉的氣流循環(huán)裝置內(nèi)進(jìn)行特定活動(dòng)，通過測定裝置內(nèi)的氧氣和二氧化碳濃度變化，得到氧氣的消耗量，并可求出呼吸商(respiratoryquotient，即RQ)，按每升氧氣產(chǎn)熱可計(jì)算出熱量消耗量，又稱Douglas袋法。

第24頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二3.3雙標(biāo)記水法

雙標(biāo)記水法(DLW)法是將受試者喝入定量的雙標(biāo)記水，在一定時(shí)間內(nèi)(8-15d)連續(xù)收集尿樣，通過測定尿樣中穩(wěn)定的雙標(biāo)記同位素及消失率，計(jì)算能量消耗量。適用于任何人群和個(gè)體的測定，無毒無損傷，但費(fèi)用高，需要高靈敏度、準(zhǔn)確度的同位素質(zhì)譜儀及專業(yè)技術(shù)人員，近年主要用于測定個(gè)體不同活動(dòng)水平(PAL)的能量消耗值。

第25頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二3.4心率監(jiān)測法

用心率監(jiān)測器和Douglas袋法同時(shí)測量各種活動(dòng)的心率和能量消耗量，推算出心率—能量消耗的多元回歸方程，通過連續(xù)一段時(shí)間(3-7d)監(jiān)測實(shí)際生活中的心率，可參照回歸方程推算受試者每天能量消耗的平均值。此法可消除一些因素對受試驗(yàn)者的干擾，但心率易受環(huán)境和心理的影響，目前僅限于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。

第26頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二3.5活動(dòng)時(shí)間記錄法

此法是了解能量消耗最常用的方法。它是通過詳細(xì)記錄每人一天各種活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，然后按每種活動(dòng)的能量消耗率計(jì)算全天的能量消耗量。各種活動(dòng)的能量消耗率可以采取他人的測定結(jié)果或用直接測定法測定。此法優(yōu)點(diǎn)是可以利用已有的測定資料，不需昂貴的儀器和較高的分析技術(shù)手段，但影響測定結(jié)果的因素較多，職業(yè)外活動(dòng)紀(jì)錄難以準(zhǔn)確，結(jié)果不準(zhǔn)確。

第27頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二3.6要因計(jì)算法

要因計(jì)算法是將某一年齡和不同的人群組的能量消耗結(jié)合他們的BMR來估算其總能量消耗量。能量消耗量或需要量=BMR×PAL根據(jù)一天的各項(xiàng)活動(dòng)可推算出綜合能量指數(shù)

(integrativeenergy，

index，IEI)，從而推算出一天的總能量需要量。推算出全天的活動(dòng)水平(PAL)可進(jìn)一步簡化全天能量消耗量的計(jì)算(表3-3)。PAL=24h總量消耗量／24h的BMR(基礎(chǔ)量)。

第28頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第4節(jié)能量代謝失衡

正常成人可自動(dòng)調(diào)節(jié)并能有效地從食物中攝取到自身消耗的能量，滿足能量的需要，維持能量代謝平衡。如果受客觀條件及主觀因素的影響，造成能量攝取量長期低于或高于能量消耗量，人體會處于能量失衡狀態(tài)，首先反映到體質(zhì)量的變化，進(jìn)而發(fā)展到影響健康。因此維持能量平衡和理想體質(zhì)量是人體處于良好營養(yǎng)與健康狀態(tài)的前提。

第29頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二4.1體質(zhì)量評價(jià)方法

常用評價(jià)體質(zhì)量的方法來評價(jià)能量平衡，在營養(yǎng)調(diào)查中通常將體質(zhì)量、皮褶厚度或測定脂肪與其他組織的相對構(gòu)成來綜合評價(jià)人體的胖瘦程度。常用體質(zhì)指數(shù)(bodymassindex，BMI)評價(jià)體重：BMI＝體質(zhì)量(Kg)／身高(m)2。

第30頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二理想體重（Kg）＝(18.5～23.9)×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BMI（體重指標(biāo)BodyMassIndex)若高于22.9便屬于過重。第31頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二MI分類WHO標(biāo)準(zhǔn)亞洲標(biāo)準(zhǔn)中國參考標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)疾病發(fā)病的危險(xiǎn)性偏瘦<18.5<18.5<18.5低（但其它疾病危險(xiǎn)性增加正常18.5～24.918.5～22.918.5～23.9平均水平超重≥25≥23≥24

偏胖25.0～29.923～24.924～26.9增加肥胖30.0～34.925～29.927～29.9中度增加重度肥胖35.0～39.9≥30≥30嚴(yán)重增加極重度肥胖≥40.0

非常嚴(yán)重增加第32頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二4.2能量不足

能量長期攝入不足:

人機(jī)體儲存的糖原及脂肪被動(dòng)用，發(fā)生蛋白質(zhì)能量營養(yǎng)不良（PEM）

，臨床主要表現(xiàn)消瘦、貧血、神經(jīng)衰弱、皮膚干燥、脈搏緩慢、工作能力下降、體溫低、抵抗力低，兒童出現(xiàn)生長停頓等。

第33頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二蛋白質(zhì)-熱能營養(yǎng)不良第34頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第35頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二4.3能量過剩

長期能量攝入過多：

會造成人體超重或肥胖，血糖升高，脂肪沉積，肝脂增加，肝功能下降，過度肥胖還造成肺功能下降，易造成組織缺氧。

肥胖并發(fā)癥主要有脂肪肝、糖尿病、高血壓、膽結(jié)石、心腦血管疾病及某些癌癥。

控制飲食性肥胖良好的方法是控制飲食中能量，增加體力活動(dòng)量。

第36頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第37頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二第5節(jié)

能量的參考攝入量(DRIs)及食物來源

5.１能量的推薦攝入量

能量需要量是指維持機(jī)體正常生理功能所需要的能量，即長時(shí)間保持良好的健康狀況、具有良好的體型、機(jī)體構(gòu)成和活動(dòng)水平的個(gè)體達(dá)到能量平衡，并能勝任必要的經(jīng)濟(jì)和社會活動(dòng)所需要的能量攝入。

對于孕婦、乳母、兒童等存在生長的人群，還包括滿足組織生長和分泌乳汁的能量儲備的需要。

能量的推薦攝入量是以平均需要量(EAR)為基礎(chǔ)，不增加安全量。

第38頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二5.2能量的食物來源與構(gòu)成

能量來源于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)，1g碳水化合物=0.45g脂肪=1g蛋白質(zhì)。

學(xué)者們建議成人的碳水化合物占能量的55％-65％，脂肪20％-30％，蛋白質(zhì)11％-15％。

中國營養(yǎng)學(xué)會推薦，碳水化物、脂肪和蛋白質(zhì)占總能量的適宜比例分別為60%-70%

、20%-25%和10%-14%

。

糧谷類和薯類是我國膳食能量主要來源；油料作物中富含脂肪是膳食能量輔助來源之一；蔬菜、水果含能量較少。動(dòng)物性食品含較多的動(dòng)物脂肪和蛋白質(zhì)，也是膳食能量的重要構(gòu)成部分。第39頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二二，能量需要量的計(jì)算

(一)生活作業(yè)觀察法

選擇具有代表性的一段時(shí)間，對調(diào)查對象進(jìn)行24h的跟蹤觀察，詳細(xì)記錄各項(xiàng)活動(dòng)和持續(xù)的時(shí)間，參照各種活動(dòng)的能量消耗系數(shù)，計(jì)算1d的能量消耗。能量消耗＝∑活動(dòng)種類能量系數(shù)該項(xiàng)活動(dòng)持續(xù)時(shí)間(二)體力活動(dòng)水平(Plysicalactivitylevel，PAL)計(jì)算法

采用PAL的數(shù)值來計(jì)算人群總能量消耗是最簡單的方法之一，我國也將PAL分為輕、中、重三級，具體數(shù)據(jù)見下表：第40頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

能量消耗量或需要量=BMRPAL第41頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二(三)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，但由于其簡單易行，現(xiàn)場被廣泛采用。

第42頁，共46頁，2023年，2月20日，星期二

第四節(jié)

膳食能量推薦攝入量

中國營養(yǎng)學(xué)會2000年10月修定了1988年的“推薦的每日膳食中營養(yǎng)素供給量(RDA)”，并用“中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝人量(ChineseDRIs)”代替沿用已久的RDA