齐鲁医学食品营养学第2章能量

1、第二章 能量没有能量就没有生命活动 2021/9/301一、能量的单位和来源1、能量单位 焦耳（joule，J）：1J相当于1牛顿的力使1kg的物质移动1m所消耗的能量。营养学上常使用千焦耳（kJ）。 卡（cal）：1cal是使1g纯水由15C升到16C所需要的能量。 营养学上常使用千卡（kcal）。 单位换算：1cal=4.184J；1J=0.239 cal 2021/9/3022、能量来源（产能营养素） 人体需要的能量主要来自于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质。 乙醇也可以产生能量。3、什么是生理有效能量（能量系数）？ 每克产能营养素在体内氧化分解后为机体供给的净能。2021/9/303食

2、物能值：是食物彻底燃烧时所测定的能值，即“物理燃烧值”，或称“总能值”。生理能值：即机体可利用的能值，在体内，碳水化合物和脂肪氧化的最终产物与体外燃烧时相同。4、食物能值与生理能值2021/9/304三大产能营养素体内、体外氧化产能比较营养素（1g）食物能值（体外燃烧）消化吸收率（%）生理能值（体内氧化）碳水化合物17.16（4.10）9816.81（4.0）脂肪39.54（9.45）9537.56（9.0）蛋白质23.64（5.65）9216.74（4.0）乙醇29.29（7.0）10029.29（7.0）不同物质的能值kJ/g（kcal/g）2021/9/305 怎样计算食物的能量？首先要

3、知道食物中三大营养素的比例其次要知道食物的重量 以100 g的瘦牛肉为例：蛋白质20.2%，脂肪2.3%，碳水化合物1.2%16.74kJ 20.2+ 37.6kJ 2.3+ 16.8kJ 1 .2= 444kJ 2021/9/306摄入能量消耗能量5、能量代谢和能量平衡摄入能量消耗能量负平衡营养不良正平衡肥胖2021/9/307人体怎样调节能量摄入？体内能量耗竭 启动饥饿信号 进食 满足 终止对食物的认知、口感等2021/9/308二、人体的能量消耗 人体能量消耗的构成？ 基础代谢 体力活动的能量消耗 食物热效应 生长发育2021/9/309（1）定义：是维持人体最基本生命活动所必需的最低能

4、量消耗。即人体在安静和恒温条件下(一般1825)，禁食12小时后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。（2）测定方法：测定空腹1216h、睡醒静卧、环境温度1825C时的能量消耗。（3）意义：维持体温、心跳、呼吸、各组织器官和细胞的基本功能。1、基础代谢 (basal metabolism, BM)人在静止时是否就不消耗能量？2021/9/3010（4）基础代谢率（BMR）： 指单位时间内人体单位表面积（m2）或单位体重（kg）基础代谢所消耗的能量。 单位：（kJ/m2h，kJ/kgh） 2021/9/3011 用体表面积进行计算（已知身高、体重、年龄、性别）体表面积(m2)0.00659身高(c

5、m)0.0126体重(kg)0.1603 BM =BMR体表面积24hBMR 查书（见表3-1） （5）计算基础代谢的能量消耗2021/9/3012人体基础代谢率年龄(岁)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

6、.051.248.445.442.842.040.337.936.335.535.335.2年龄(岁)男女KJ/m2Kcal/m2KJ/m2Kcal/m23035404550556065707580154.0152.7151.9151.5149.8148.1146.0143.9141.4138.9138.136.836.536.336.235.835.434.934.433.833.2.33.0146.9146.4146.0144.3139.7139.3136.8134.7132.6131.0129.335.135.034.934.533.933.332.732.231.731.330.920

7、21/9/3013 例：男性，20岁，身高1.75m，体重70kg，试计算BM。体表面积(m2)0.006591750.0126700.1603 1.875BMR查书得161.5KJ（38.6Kcal）一日基础代谢的能量消耗BM BMR体表面积24h 161.5 1.875 24 7267.5KJ（1737Kcal）* 该结果应用于我国人群时应减5%：BM=17370.95=1650.15（kcal/d）2021/9/3014注：m为体重(kg)。摘自Technical Report Serie 724，Geneva，WHO，1985。 我国营养学会推荐，我国儿童、青少年该公式适用，18岁以上

8、人群按公式计算结果减5%。 年龄(y)公式(男)公式(女)0331010181830306060(60.9m)-54(22.7m)+495(17.5m)+651(15.3m)+679(11.6m)+879(13.5m) +487(61.0m)-51(22.5m)+499(12.2m)+746(14.7m)+496(8.70m)+829(10.5m)+596 按体重计算BMR（kcal/d） WHO于1985年推荐使用Schofield公式(表)，计算一天的基础代谢能量消耗（kcal/d）2021/9/3015例：男性，20岁，体重60kg，试计算BMR。BMR=15.3m+679=15.360

9、+679=1597（kcal/d）* 该结果应用于我国人群时应减5%：BMR=15970.95=1517（kcal/d）2021/9/3016 直接用公式计算：kcal 男BM66+13.7体重(kg)+5.0身长(cm)6.8年龄(y) 女BM65.5+9.5体重(kg)+1.8身长(cm)4.7年龄(y) 简单的方法 成人男性按每公斤体重每小时1kcal(4.18kJ)， 女性按0.95kcal(3.97kJ)，和体重相乘直接计算。2021/9/3017 WHO于1985年提出用静息代谢率(resting metabolic rate，RMR)代替BMR ，计算一天的基础代谢能量消耗。 人

10、体24小时静息代谢参考值(kcal) 摘自Nutrition Science and Applications，第二版，第190页，1997年。 年龄(y)体 重(kg)4050576470778491100男性10181830306060135112911343102715261444145911621648155115401256177116581621135118761750169114231998185717721526212119641853162122432071193517162401220920391837女性1018183030606012341084117710161356

11、12311264112114411334132511951527143713861268160015251438133116851628149914041771173115601478185618331621155219661966169916462021/9/3018年龄：儿童、孕妇高，30岁以上每10年降2%。性别：男性高于女性5%10%。体格：同等体重，瘦高者矮胖者。 环境条件的影响 炎热、寒冷、过多摄食、精神紧张升高；禁食、少食、饥饿降低。 季节与劳动强度：寒季暑季，劳动强度高则高。 不同生理、病理状况；激素；应激状态尼古丁和咖啡因可以刺激基础代谢水平升高 （6） 基础代谢影响因素20

12、21/9/3019 除基础代谢外，是构成人体总能量消耗的主要部分。通常情况下，占人体总能量消耗的15%30%。 这部分能量消耗，主要取决于体力活动的强度和持续时间。 目前应用BMR乘以体力活动水平（physical activitylevel, PAL）来计算人体的能量消耗量或需要量。2、体力活动消耗的能量2021/9/30202021/9/3021 又称食物热效应(Thermic Effect of Food，TEF)，是指人体摄食过程中引起的额外的能量消耗。 原因：摄食过程中，营养素的消化、吸收、转化、合成所消耗的能量。 3、食物特殊动力作用（SDA）不同能量物质的食物热效应食物成分食物热

13、效应（占成分能值）脂肪4%5%碳水化合物5%6%蛋白质30% 40%混合性食物10%2021/9/3022婴幼儿、儿童、青少年需额外增加生长发育所需能量。孕妇需增加子宫、胎盘、胎儿、乳房和体脂储备所需能量。 乳母需增加合成分泌乳汁所需能量。 4、生长发育2021/9/3023（一）食物能值的测定 常用氧弹量热计，或称弹式热量计进行测定。弹式测热计 (bomb calorimeter) 原理示意图三、人体能量消耗量的测定2021/9/30241、测量法 直接测热法：人体释放热量的多少可反映机体能量代谢情况，进而可求出机体的能量需要。 间接测热法：产热营养素在体内氧化产生CO2和H2O，并释放能量

14、满足机体需要，因此只需测出氧气消耗量或产生水量的多少，就可以计算能量的消耗，进而确定能量的需要量。 （二）人体能量消耗量的测定和计算2021/9/30252、计算法 （1）计算能量消耗确定能量需要：包括基础代谢、体力活动和食物热效应三方面。 以20岁50kg女生为例，一天活动耗能685kcal，其总热量需求为？ 基础代谢：(0.0615w)+2.08=5.155MJ=1232kcal 活动耗能：685kcal 食物热效应：123210%=123kcal 需要摄入量= 1232+ 685+ 123=2040kcal人体一日能量需要量的确定2021/9/3026（2）体力活动水平计算法目前应用“要

15、因加算法”计算：总能量消耗量=0.95BMRPALPAL（体力活动水平）=24h总能量消耗/24h基础代谢率在实际应用中，PAL常给出。中国成人PAL的范围为1.552.10。 中国成人活动水平分级，见表3-3。2021/9/3027例：男性，20岁，体重60kg，试计算总能量消耗量。 按表3-2计算BMR：BMR=1597（kcal/d） 从表3-3查得：大学生为中活动水平，男性PAL为1.78。 总能量消耗量=0.9515971.78 =2700（kcal/d）2021/9/30283、膳食调查 正常成人摄食量与能量的消耗基本持平，通过膳食调查，可间接估计人群的能量需要。2021/9/30

16、29四、能量的参考摄入量及食物来源1、能量推荐摄入量（RNI） 成年，轻活动，男性 2400 (kcal/d) 女性 2100 (kcal/d) 50岁起，年龄增长，能量摄入递减。 孕妇+200kcal/d；乳母+500kcal/d。2021/9/3030膳食能量摄入量达到RNI的90%以上视为正常，低于80%为摄入不足。在膳食能量摄入比例中，碳水化合物供能占总能量的55%65%、脂肪占20%30%、蛋白质占11%15%为宜。三餐能量分配一般认为一日中每餐所含热量占全日总热量符合以下比例为合理：早餐30%、午餐40%、晚餐30%。2、三大生热营养素的供能比例2021/9/3031三种产能营养物质的供能比例10-15%55-65%20-30%碳水化合物蛋白质脂肪能量供应比例2021/9/3032 粮谷类和薯类含碳水化合物多，是我