能量來(lái)源概述學(xué)習(xí)

第五章能量南京工業(yè)大學(xué)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(chǔ)，沒(méi)有能量就沒(méi)有生命活動(dòng)，也就沒(méi)有人類。

人類的能量來(lái)自食物，食物的能量最終來(lái)自太陽(yáng)能。

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

國(guó)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(dòng)1米所需要的能量。營(yíng)養(yǎng)學(xué)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(guān)系：1kcal＝4.184kJ1kJ＝0.239kcal第一節(jié)概述三、產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素

人體所需要的能量來(lái)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(yíng)養(yǎng)素”或“熱源質(zhì)”。三大營(yíng)養(yǎng)素經(jīng)消化轉(zhuǎn)變成可吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被吸收入血液，這些被吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)合成代謝構(gòu)成機(jī)體組成成分或更新衰老組織；同時(shí)經(jīng)過(guò)分解代謝形成代謝產(chǎn)物，并釋放初所蘊(yùn)藏的化學(xué)能。來(lái)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(yíng)養(yǎng)素

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

1.碳水化合物

肌糖原是骨骼肌隨時(shí)可動(dòng)用的儲(chǔ)備能源，用于滿足骨骼肌的需要。

肝糖原也是一種儲(chǔ)備能源，主要用于維持血糖水平的相對(duì)穩(wěn)定。

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

2.脂肪

人體所消耗的能量的40％～50％來(lái)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(dāng)膳食碳水化合物供應(yīng)不足，脂肪被加速分解為脂肪酸來(lái)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(yíng)養(yǎng)素

3.蛋白質(zhì)人體所需能源物質(zhì)供能不足，如長(zhǎng)期不能進(jìn)食或能量消耗過(guò)多時(shí)，體內(nèi)的糖原和儲(chǔ)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﹣?lái)獲得能量，以維持必要的生理功能。但這個(gè)過(guò)程一方面浪費(fèi)了構(gòu)建機(jī)體組織和更新細(xì)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(fù)擔(dān)。第一節(jié)概述四、食物的熱價(jià)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(shí)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(jià)”。產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素體外物理熱價(jià)千焦耳／克（kJ/g）體內(nèi)生物熱價(jià)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底燃燒氧化所釋放的熱量，叫食物的熱價(jià)或能值,包括物理熱價(jià)、生物熱價(jià)。*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(jià)和生理有效能量

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(chǔ)代謝體力活動(dòng)食物特殊動(dòng)力作用生長(zhǎng)發(fā)育人體能量消耗的構(gòu)成圖解（對(duì)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(chǔ)代謝和基礎(chǔ)代謝率

基礎(chǔ)代謝（basalmetabolism,BM）是指維持人體生命活動(dòng)所需要的最低能量需要，是指人體在清醒、靜臥、空腹（進(jìn)食12～14h后）時(shí)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(dòng)所必需消耗的能量。

基礎(chǔ)代謝率是指單位時(shí)間內(nèi)人體每平方米體表面積消耗的基礎(chǔ)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(chǔ)代謝率（basalmetabolismrate,BMR）一、基礎(chǔ)代謝和基礎(chǔ)代謝率按體重計(jì)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(yīng)激狀態(tài)、營(yíng)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(chǔ)代謝的測(cè)量在清晨未進(jìn)餐以前進(jìn)行，距離前一天進(jìn)餐12～14小時(shí)，測(cè)量前不做費(fèi)力勞動(dòng)，且靜臥半小時(shí)以上，測(cè)試時(shí)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(chǔ)代謝的測(cè)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(jì)算法：基礎(chǔ)代謝＝體表面積×基礎(chǔ)代謝率×24中國(guó)人體的體表面積計(jì)算公式第二節(jié)影響人體能量需要的因素

二、體力活動(dòng)能量消耗

（1）除基礎(chǔ)代謝外，體力活動(dòng)是影響人體能量消耗的重要因素。（2）通常各自體力活動(dòng)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(dòng)最大的一部分。

（4）影響體力活動(dòng)能量消耗的因素：勞動(dòng)熟練程度；體重；勞動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間活動(dòng)水平職業(yè)工作時(shí)間分配工作內(nèi)容舉例PAL男女輕75％時(shí)間坐或站立25％時(shí)間站著活動(dòng)辦公室、修理儀器鐘表、售貨員、酒店服務(wù)員、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、講課等1.551.56中25％時(shí)間坐或站立75％時(shí)間特殊職業(yè)活動(dòng)學(xué)生日?；顒?dòng)、機(jī)動(dòng)車駕駛、電工安裝、車床操作、金工切割等1.781.64重40％時(shí)間坐或站立60％時(shí)間特殊職業(yè)活動(dòng)非機(jī)械化農(nóng)業(yè)勞動(dòng)、煉鋼、舞蹈、體育運(yùn)動(dòng)、裝卸、采礦等2.101.82中國(guó)成年人活動(dòng)水平分級(jí)(physicalactivitylevel,PAL)第二節(jié)影響人體能量需要的因素

三、食物熱效應(yīng)（TEF）食物熱效應(yīng)是指由于進(jìn)食而引起能量消耗額外增加的現(xiàn)象，又稱食物特殊動(dòng)力作用（SDA）。產(chǎn)生原因：1）食物在消化道消化、吸收、代謝過(guò)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(jī)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(yīng)（TEF）碳水化合物:5－6％脂肪:4－5％蛋白質(zhì):30％當(dāng)混合膳食時(shí)，SDA＝BM×10%第二節(jié)影響人體能量需要的因素

三、生長(zhǎng)發(fā)育的能量需要

孕婦體內(nèi)胎兒生長(zhǎng)發(fā)育所需要的能量，乳母分泌乳汁等額外補(bǔ)充的能量。生長(zhǎng)期的嬰幼兒、兒童機(jī)體生長(zhǎng)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(gòu)成圖解第三節(jié)人體能量的需要與食物來(lái)源一、人體能量需要量的測(cè)定

直接測(cè)熱法一、人體能量需要量的測(cè)定

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

間接測(cè)熱法呼吸商食物的氧熱價(jià)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(cè)熱法

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗氧量CO2產(chǎn)量氧熱價(jià)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(jià)

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)間機(jī)體狀態(tài)產(chǎn)熱量平均機(jī)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(kāi)會(huì)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(lái)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(chǔ)代謝率（BMR）×不同勞動(dòng)強(qiáng)度值（PAL）即按照體重計(jì)算基礎(chǔ)代謝率，并查詢不同勞動(dòng)強(qiáng)度PAL值表。（2）膳食能量推薦攝入量我國(guó)輕體力勞動(dòng)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(dòng)24002100756520-30%中體力勞動(dòng)270023008070重體力勞動(dòng)32002700908050-輕體力勞動(dòng)23001900756520-30%中體力勞動(dòng)26002000重體力勞動(dòng)3100220060-輕體力勞動(dòng)19001800756520-30%中體力勞動(dòng)2200200070-20-30%輕體力勞動(dòng)190018007565中體力勞動(dòng)2100190080-190017007565評(píng)價(jià)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(guó)成人體質(zhì)指數(shù)評(píng)價(jià)表體型體力勞動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)體重＝實(shí)際身高（cm）－105膳食能量＝標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體重）第三節(jié)人體能量的需要與食物來(lái)源

三、能量的食物來(lái)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(jì)的來(lái)源油料作物富含脂肪。動(dòng)物性食物含有較多的脂肪和蛋白質(zhì)。大豆和堅(jiān)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?lái)，生物學(xué)家在延長(zhǎng)動(dòng)物壽命方面取得了三項(xiàng)重大成果:(1)應(yīng)用選擇性繁殖的方法,將果蠅的壽命延長(zhǎng)了1倍。(2)通過(guò)抑制一種叫age-1的基因活動(dòng),使線蟲(chóng)的壽命增加了70％。(3)喂飼嚙齒類動(dòng)物超低熱量飲食,使其壽命相當(dāng)于人類160歲。

閱讀材料

當(dāng)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(méi)病身體好)”的飲食哲學(xué)有很大的關(guān)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(yíng)養(yǎng)),他們中百歲老人的出現(xiàn)率是日本的其他任何一個(gè)島嶼的居民的多倍,而他們患心臟病、中風(fēng)、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(guó)和世界其他地區(qū)的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果表明,在攝食熱量低的人群中某些癌癥(尤其是乳腺癌、結(jié)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