食品营养学3-1..ppt

1 第三章第三章 营养与能量平衡营养与能量平衡 第一节第一节 体内能量的来源体内能量的来源、转移转移、贮存和利用贮存和利用 一、能量的来源一、能量的来源 (一一)碳水化合物、脂肪和蛋白质碳水化合物、脂肪和蛋白质 体内的能量平衡取决于能体内的能量平衡取决于能 量消耗与能量摄入量。量消耗与能量摄入量。(二二)机体储备的能量机体储备的能量 1.糖原：存在肝脏和肌肉中。的糖原可糖原：存在肝脏和肌肉中。的糖原可维持机体维持机体1248小时的能量消耗。小时的能量消耗。2.脂肪组织：尽管体内的脂肪储备多于脂肪组织：尽管体内的脂肪储备多于糖原，但个体间差异较大。糖原，但个体间差异较大。3.肌肉组织；肌肉组织；蛋白质作为能量的储备蛋白质作为能量的储备形式，仅以有限的数量存在于肌肉组织中，形式，仅以有限的数量存在于肌肉组织中，并且机体必须保持肌肉组织的健康。仅在并且机体必须保持肌肉组织的健康。仅在长期禁食或饥饿时，身体才动用这些组织长期禁食或饥饿时，身体才动用这些组织提供能量。提供能量。人体能量消耗变化最大、控制能量消耗人体能量消耗变化最大、控制能量消耗和保持能量平衡是维持健康最重要的部分。和保持能量平衡是维持健康最重要的部分。体力活动所消耗能量与体力活动所消耗能量与4个因素有关：个因素有关：肌肉越发达者，活动消耗能量越多；肌肉越发达者，活动消耗能量越多；体重越重者，做相同的运动所消耗的体重越重者，做相同的运动所消耗的能量越多；能量越多；工作热情程度，相同工作不热情者消工作热情程度，相同工作不热情者消耗能量较多。耗能量较多。活动时间越长、强度越大，消耗能量活动时间越长、强度越大，消耗能量越多；越多；二二、能量转移能量转移、贮存和利用贮存和利用 （一一）ATPATP与磷酸肌酸与磷酸肌酸 贮存在体内营养物质中的能量主要贮存在体内营养物质中的能量主要是通过氧化磷酸过程转移给是通过氧化磷酸过程转移给ATPATP。ATPATP存在场所有细胞的胞浆和核浆中，存在场所有细胞的胞浆和核浆中，在生命活动如合成代谢、运动等需要能量在生命活动如合成代谢、运动等需要能量时，时，ATPATP可很方便的提供能量，随后细胞可很方便的提供能量，随后细胞内产能营养素继续逐步氧化放能在合成内产能营养素继续逐步氧化放能在合成ATPATP，因此，因此ATPATP常被称为体内能量的常被称为体内能量的“通通货货”。ATPATP生成后当其浓度很高时生成后当其浓度很高时，它可将它可将高能磷酸键转移给肌酸生成磷酸肌酸高能磷酸键转移给肌酸生成磷酸肌酸，使使能量暂时能量暂时 贮存与磷酸肌酸中贮存与磷酸肌酸中，而当细胞而当细胞内内ATPATP有少量消耗时有少量消耗时，磷酸肌酸又生成新磷酸肌酸又生成新的的ATPATP，虽然磷酸肌酸不能象虽然磷酸肌酸不能象ATPATP那些直接那些直接为生理机能系统提供能量为生理机能系统提供能量，但机体内磷酸但机体内磷酸肌酸的贮存量远比肌酸的贮存量远比ATPATP为多为多，在肌肉中含在肌肉中含量更为丰富量更为丰富，约占肌肉重量的约占肌肉重量的0 0.5 5%。由此可见由此可见ATPATP在能量代谢过程中起着在能量代谢过程中起着营养物质与生理机能系统之间能量传递作营养物质与生理机能系统之间能量传递作用用，而磷酸肌酸则由于它能量暂时贮存高而磷酸肌酸则由于它能量暂时贮存高能磷酸键能磷酸键，因此在能量的释放和利用之间因此在能量的释放和利用之间起着缓冲作用起着缓冲作用。（二二）体内能量的转移体内能量的转移、贮存和利用贮存和利用 产能营养素在体内氧化分解为产能营养素在体内氧化分解为CO2和和H2O，同时伴随能量的释放和转移，其中，同时伴随能量的释放和转移，其中约一半的能量为维持体温而散发体外，另约一半的能量为维持体温而散发体外，另一半能量则转移到一半能量则转移到ATP和磷酸肌酸等含高和磷酸肌酸等含高能键的物质中，需要时再转移到细胞的功能键的物质中，需要时再转移到细胞的功能系统而被利用，其大部分仍转变为热散能系统而被利用，其大部分仍转变为热散发掉，如肌肉收缩所需要的能量用于克服发掉，如肌肉收缩所需要的能量用于克服肌肉本身和组织的粘度使机体运动，同时肌肉本身和组织的粘度使机体运动，同时引起组织内的摩擦而产生热。引起组织内的摩擦而产生热。第二节第二节 决定人体能量消耗的因素决定人体能量消耗的因素 能量消耗主要由维持基础代谢，食物能量消耗主要由维持基础代谢，食物的特殊动力作用以及从事各种活动所消耗的特殊动力作用以及从事各种活动所消耗的能量等三种方面构成。的能量等三种方面构成。一、基础代谢的能量消耗一、基础代谢的能量消耗 基础代谢指人体在清醒、静卧、空腹基础代谢指人体在清醒、静卧、空腹（食后（食后1214小时）、思想放松、室温适小时）、思想放松、室温适宜（宜（20左右）时为维持必须的生理过程左右）时为维持必须的生理过程所消耗的能量。必须生理过程包括呼吸、所消耗的能量。必须生理过程包括呼吸、循环、腺体分泌、肌肉的一定紧张度和维循环、腺体分泌、肌肉的一定紧张度和维持正常体温等，没有这些过程生命将会停持正常体温等，没有这些过程生命将会停止。止。（）基础代谢率基础代谢率 单位时间内人体每平方米体表面积所消单位时间内人体每平方米体表面积所消耗的基础代谢能量称为基础代谢率耗的基础代谢能量称为基础代谢率（BMR），单位是），单位是kcal/m2/h （二）基本代谢率的测定（二）基本代谢率的测定 基础代谢与人体表面基础代谢与人体表面M、身高、身高H及体重及体重W相关，表面积计算公式：相关，表面积计算公式：M=0.00659H+0.0126W-0.1603 【面积面积（m2）、身高）、身高（cm）、体重、体重（Kg）】。每日的基础代谢能量消耗每日的基础代谢能量消耗（BME）BME=BMR M 24（kcal）或静息能量消耗（或静息能量消耗（REE）计算：）计算：男：男：REE=10 体重（体重（kg）+6.25 身高（身高（cm）-5 年龄（年）年龄（年）+5 女：女：REE=10 体重（体重（kg）+6.25 身高（身高（cm）-5 年龄（年）年龄（年）-161 1985年年WHO提出以提出以RMR或或REE代替代替BMR。一个一个60公斤体重，公斤体重，165cm身高，身高，40岁男岁男性人，他的性人，他的REE为：为：REE=10 60+6.25 165-5 40+5 =1436（kcal/日）日）（三）（三）影响基础代谢能量消耗的因素影响基础代谢能量消耗的因素 1.年龄：年龄：儿童较高，增加儿童较高，增加15-20%；青；青壮年期较稳定；老年人应较低。壮年期较稳定；老年人应较低。2.性别：男性高于女子；妇女妊娠期随性别：男性高于女子；妇女妊娠期随生理变化而增高，生理变化而增高，BMR增加增加20-25%。3.体型：瘦长者高于胖体型。体型：瘦长者高于胖体型。4.环境温度：环境温度：寒冷气温高于温热气温。寒冷气温高于温热气温。5.种族：爱斯基摩人和印第安人的基础种族：爱斯基摩人和印第安人的基础代谢率最高；欧美人次之；亚洲人较低。代谢率最高；欧美人次之；亚洲人较低。此外人体激素分泌、神经紧张程度，营此外人体激素分泌、神经紧张程度，营养状况及疾病等影响基础代谢。养状况及疾病等影响基础代谢。二、食物特殊力作用的能量消耗二、食物特殊力作用的能量消耗 进食后人体热能消耗比进食前有所增进食后人体热能消耗比进食前有所增加，这种由于摄食而引起能量消耗额外增加，这种由于摄食而引起能量消耗额外增加的现象称为食物特殊力作用。加的现象称为食物特殊力作用。若食物是蛋白质则这种“额外”增加若食物是蛋白质则这种“额外”增加的能量消耗占蛋白质供能的的能量消耗占蛋白质供能的30%；若是糖和脂肪则增加的能量约占其供若是糖和脂肪则增加的能量约占其供能能46%。普通混合膳食的特殊动力作用约消耗普通混合膳食的特殊动力作用约消耗能量能量150KCal，相当于人体每日基础代谢，相当于人体每日基础代谢的的10%。三、体力活动的能量消耗三、体力活动的能量消耗 体力活动所消耗的能量占总热量的体力活动所消耗的能量占总热量的15-20%。五级：。五级：1.极轻体力劳动：极轻体力劳动：办公室工作、开会、办公室工作、开会、读书和装配或修理钟表等。读书和装配或修理钟表等。2.轻体力劳动：轻体力劳动：教师讲课、实验室操教师讲课、实验室操作、商店售货员等。作、商店售货员等。3.中等体力劳动：重型机械操作、机中等体力劳动：重型机械操作、机车驾驶及学生的日常活动等。车驾驶及学生的日常活动等。4.重体力劳动：非机械化的农业劳动、重体力劳动：非机械化的农业劳动、半机械化搬运工作、炼钢和体育活动。半机械化搬运工作、炼钢和体育活动。活動活動3030分鐘所消耗的热能：分鐘所消耗的热能：游泳游泳 518 518 Kcal；騎自行車騎自行車 92 92 Kcal；爬樓梯；爬樓梯 141 141 Kcal；洗衣服洗衣服 57 57 Kcal；打掃；打掃 114 114 Kcal；快步走快步走 114 114 Kcal；跳繩跳繩 224 224 Kcal ；跳舞；跳舞 150 150 Kcal 活動活動60 60 分鐘所耗的热能：分鐘所耗的热能：跑步跑步 352 352 Kcal；開車開車 82 82 Kcal；打網球打網球 352 352 Kcal；打拳打拳 450 450 Kcal；打台球打台球 300 300 Kcal；騎馬騎馬 276 276 Kcal ；滑雪滑雪 354 354 Kcal；郊遊郊遊 240 240 Kcal ；散步散步 132 132 Kcal ；仰臥起坐仰臥起坐 432 432 Kcal；打高爾夫球打高爾夫球 186 186 Kcal ；5.极重体力劳动：极重体力劳动：非机械化装卸工作、非机械化装卸工作、采矿、伐木和开垦土地等。采矿、伐木和开垦土地等。四、生长发育四、生长发育 能量消耗还包括生长发育所需的能量。能量消耗还包括生长发育所需的能量。新生儿按千克体重计算时，比成人多消耗新生儿按千克体重计算时，比成人多消耗2 4倍的能量。倍的能量。36个月的婴儿，每天约有个月的婴儿，每天约有1523所摄入的能量被机体用于生长发育，即所摄入的能量被机体用于生长发育，即为新组织的形成而贮存下来。机体每增加为新组织的形成而贮存下来。机体每增加1克体重所需能量的估计克体重所需能量的估计57.5 kcal。第三节第三节 能量需要量的测定及推算能量需要量的测定及推算 一、产能营养素的能量系数一、产能营养素的能量系数 1g产能营养素在体外氧化燃烧时糖产能营养素在体外氧化燃烧时糖类、脂肪和蛋白质分解释放类、脂肪和蛋白质分解释放4.10kcal、9.45 kcal和和5.65 kcal的能量。的能量。由于消化吸收率分别为由于消化吸收率分别为98%、95%和和92%，所以，能量系数是：，所以，能量系数是：糖类糖类 4.198%=4kcal/g 脂肪脂肪 9.4595%=9 kcal/g 蛋白质蛋白质(5.65-1.3)92%=4 kcal/g 二、能量需要量的测定二、能量需要量的测定 （一）直接测热法（一）直接测热法 使测定对象进入一间绝缘良好的小室使测定对象进入一间绝缘良好的小室中，小室四周被水包围，人体在室内作不中，小室四周被水包围，人体在室内作不同强度的各种活动所产生和放散的热能即同强度的各种活动所产生和放散的热能即被水吸收，通过附设的仪表可推确测出在被水吸收，通过附设的仪表可推确测出在一定时间内水温上升的读书，即表示该时一定时间内水温上升的读书，即表示该时间内机体所放散的热量。间内机体所放散的热量。（二）间接测热法（二）间接测热法 间接测热法的原则使测定机体在一定间接测热法的原则使测定机体在一定时间内的时间内的O2消耗和消耗和CO2产生量，推算呼吸产生量，推算呼吸商商（CO2/O2）值，根据相应的氧热价间接）值，根据相应的氧热价间接计算出这段时间内机体的能量消耗。即消计算出这段时间内机体的能量消耗。即消耗耗1L氧产生的热量为氧产生的热量为4.825 kcal。只要测定出