食品營養(yǎng)學(xué)山東師范大學(xué)教材

1、第一節(jié)第一節(jié) 能量與能量單位能量與能量單位 一、能量的作用及意義一、能量的作用及意義二、能量單位二、能量單位一、能量的作用及意義l 能量是人類賴以生存的基礎(chǔ)。人們?yōu)榱司S持生命、生長、發(fā)育、繁殖后代和從事各種活動，每天必須從外界取得一定物質(zhì)和能量。 食物能量最終來源是太陽能，這是由植物利用太陽能，通過光合作用，把CO2、水和其它無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，供生命之所需，并將生命過程的化學(xué)能直接或間接保持在ATP的高能磷酸鍵中。 除碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)是三大能量營養(yǎng)素外，酒中的乙醇也能提供較高的能量。ATP的重要性的重要性l生物體內(nèi)能量的儲存和利用都是以ATP為中心。在體外pH7.0，25條件下每摩爾

2、ATP水解為ADP和Pi時釋放的能量為30.5kj(7.3kcal)。人體內(nèi)ATP含量雖然不多，但每日經(jīng)ATP/ADP相互轉(zhuǎn)變的量相當(dāng)可觀。ATP在生物體內(nèi)可以參與肌肉收縮轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，參與物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)變成滲透能，參與合成代謝轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，維持生物電轉(zhuǎn)變成電能，維持體溫轉(zhuǎn)變成熱能等。能量單位l能量（energy）的單位，現(xiàn)國際上通用焦耳（joule，J），營養(yǎng)學(xué)上，使用最多的是其1000倍的單位，即千焦耳（Kilojoules，KJ）。傳統(tǒng)上常用千卡（kilocalories，kcal）。其換算關(guān)系如下：1kcal4.184kJ ； 1KJ=0.239kcal。l所謂1kcal即是指1kg的

3、水從15升高到16，即溫度升高1 所吸收的能量。第二節(jié)第二節(jié) 能值及其測定能值及其測定l一、食物能值與生理能值一、食物能值與生理能值二、能值的測定二、能值的測定一、食物能值與生理能值l食物能值即食物徹底燃燒時測定的能值。 即“物理燃燒值 ”，或稱“總能值”。l生理能值即機(jī)體可利用的能值，在體內(nèi)，碳水化合物和脂肪氧化的最終產(chǎn)物與體外燃燒時相同，因考慮到機(jī)體對它們的消化、吸收情況(如纖維素即不能被人類消化)，故二者的生理能值與體外燃燒時可稍有不同。l生熱營養(yǎng)素產(chǎn)生能量l 1g碳水化合物產(chǎn)生能量為16.7kJ(4.0kcal)l 1g脂肪產(chǎn)生能量為36.7kJ (9.0kcal)l 1g蛋白質(zhì)產(chǎn)生能

4、量為16.7kJ(4.0kcal)l 1g乙醇產(chǎn)生能量為29.3kJ (7.0kcal) 蛋白質(zhì)在體內(nèi)的氧化并不完全，氨基酸等中的氮并未氧化成氮的氧化物或硝酸(這些物質(zhì)對機(jī)體有害)，而以尚有部分能量的有機(jī)物如尿素、尿酸、肌酐等由尿排出。這些含氮有機(jī)物的能量均可在體外燃燒時測得。此外，再考慮到消化率的影響，便可得到機(jī)體由蛋白質(zhì)氧化而來的可利用的能值。不同食品中碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的含量各異，若需了解某種食品所含能值，可利用食物成分表或仔細(xì)分析其樣品的組成進(jìn)行計(jì)算。二、能值的測定二、能值的測定 1。食物能值測定 食物能值通常用氧彈量熱計(jì)，或稱彈式熱量計(jì)(bomb calorimeter)進(jìn)行測

5、定，這是一個彈式密閉的高壓容器，內(nèi)有一白金坩蝸，其中放入待測的食物試樣，并充以高壓氧，使其置于已知溫度和體積的水浴中。用電流引燃，食物試樣便在氧氣中完全燃燒，所產(chǎn)生的熱使水和量熱計(jì)的溫度升高，由此計(jì)算出該食物試樣產(chǎn)生的能(熱)量。 2人體能量消耗的測定人體能量消耗的測定l人體能量的消耗實(shí)際上就是指人體對能量的需要。較常用的測定方法有以下兩種。l (1)直接測定法 這是直接收集并測量人體所放散的全部熱能的方法。為此，讓受試者進(jìn)入一特殊裝備的小室。該室四周被水管包圍并與外界隔熱。機(jī)體所散發(fā)的熱量可被水吸收，并通過液體和金屬的傳導(dǎo)進(jìn)行測定，此法可對受試者在小室內(nèi)進(jìn)行不同強(qiáng)度的各種類型的活動所產(chǎn)生和放

6、散的熱能予以測定。此法原理簡單，類似于氧彈熱量計(jì)，但實(shí)際建造，投資很大，且不適于復(fù)雜的現(xiàn)場測定，現(xiàn)已基本不用。 (2)間接測定法間接測定法l此法廣泛應(yīng)用于人體能量的消耗。主要根據(jù)其耗氧量的多少來推算所消耗的能量。關(guān)于人體耗氧量的測定可通過收集所呼出的氣量(如用比Douglas袋等)，來分析其中氧和二氧化碳的容積百分比。由于空氣中含氧量一定，且可測定，故將吸入空氣中的含氧量減去呼出氣體中的含氧量，即可計(jì)算出一定時間內(nèi)機(jī)體的耗氧量。 還可利用自記呼吸量測定器進(jìn)行測定。如用KofranyiMichaelis儀測量耗氧率，這是用一簡單的氣箱或氣袋收集呼出的氣體，在除去所產(chǎn)生的二氧化碳后再回到原測定器中

7、，由所記下降的體積和時間得出耗氧速度，由耗氧量計(jì)算所消耗的能量。l大氣空氣成分比較恒定，O2為20.94%,C02為0.03%，N2為79.03%,其它一些微量氣體可略不計(jì)；同時，N2在人體氣體代謝過程中，既不能吸收利用，也不能從體內(nèi)增加而經(jīng)肺排出。因而有可能采用開放式間接測熱法以測定人體的能量消耗。測定時人體吸入外界空氣，只收集呼出氣進(jìn)行分析，分析所得的O2與CO2的百分比與空氣比較，結(jié)合一定時間呼出的氣體量，即可計(jì)算一定時間內(nèi)的氧耗量和CO2排出量。 l 食物在熱量計(jì)中或在人體內(nèi)氧化所消耗的氧量直接與以熱釋放的能量有關(guān)，葡萄糖不管如何氧化，其所需的氧量和所產(chǎn)生的能量基本一樣。l至于蛋白質(zhì)由

8、于其結(jié)構(gòu)和易變性等它的氧化不能用簡單方程式表示。l最近有雙標(biāo)水測量中能量消耗，用氫和氧的同位素標(biāo)記，精密度準(zhǔn)確度均高但對材料、技術(shù)設(shè)備要求較高，費(fèi)用昂貴，因此尚有局限性。l食物在體內(nèi)分解釋放能量時，必須消耗一定量的氧，產(chǎn)生一定量的CO2；CO2的產(chǎn)生量與O2的消耗量之間的比稱為呼吸商。呼吸商隨著體內(nèi)消耗的能源物質(zhì)不同而異。糖氧化時的呼吸商約為1，以葡萄糖為例：C6H12O6+6O26C02+6H20呼吸商=6mol CO2/6mol O2=622.4/622.4=1.0脂肪氧化時呼吸商約為0.7，以（三）軟脂酸甘油酯為例：2C51H98O6+145O2102C02+98H20呼吸商=102mo

9、l CO2/145mol O2=10222.4/14522.4=0.7l蛋白質(zhì)的代謝過程比較復(fù)雜，它在體內(nèi)未經(jīng)徹底氧化，仍有一部分O及C與N結(jié)合隨尿排出，即是尿素等，這部分物質(zhì)在體外還可繼續(xù)氧化放出能量。100g蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化大約需要138.18g的O2，產(chǎn)生152.17g的CO2，其呼吸商為：呼吸商=（152.17/4422.4）/（138.18/3222.4）=77.47l CO2/96.73L O2=0.8進(jìn)食混合膳食時，可先從尿氮計(jì)算蛋白質(zhì)的消耗量。1g尿氮相當(dāng)于消耗6.25g蛋白質(zhì)，同時消耗6.04LO2,產(chǎn)生4.84LCO2和釋放110kJ的能量。從總的氧耗量及CO2產(chǎn)量中減去蛋

10、白質(zhì)氧化所消耗的氧量和CO2產(chǎn)量，則可得非蛋白呼吸商。按照下式，可以計(jì)算在不同的非蛋白呼吸商情況下，每消耗1LCO2所能放出的能量。這叫做每升氧的能當(dāng)量。l每升氧的能當(dāng)量（kJ）=15.962+5.155r R為非蛋白呼吸商。l因此，測定出尿氮和氧耗量后，即可計(jì)算熱能消耗量。如果不測定尿氧，用總呼吸商計(jì)算所得的熱能消耗量與非蛋白呼吸商計(jì)算所得者相差只是1.1%，所以現(xiàn)在大多直接用總呼吸商進(jìn)行計(jì)算。一種新的食物能量計(jì)算方法在一種新的食物能量計(jì)算方法在FAO/WHO會議上提出會議上提出l2002年12月FAO/WHO/UNU召集了聯(lián)合咨詢專家委員會和各國相關(guān)專家，在羅馬組織進(jìn)行了“食物能量分析方法

11、和表達(dá)模式技術(shù)工作會議”（Technical Workshop on Methods of Analysis and Modes of Expression of the Energy Content of Foods）。會議著重討論了由Livesey 等提出的一套新的食物能量換算系統(tǒng)（NME系統(tǒng)），以及在全球范圍內(nèi)統(tǒng)一應(yīng)用的可能性問題。 NME系統(tǒng)提出的背景系統(tǒng)提出的背景l(fā) 食物營養(yǎng)標(biāo)簽?zāi)芰恐档挠?jì)算、標(biāo)識和每日攝取量基準(zhǔn)的推薦，十分重要。在發(fā)達(dá)國家食物能量的評價早已引起足夠的重視，也成為世界各國和聯(lián)合國食品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不可缺少的內(nèi)容。但是，隨著科學(xué)家們對蛋白質(zhì)、碳水化合物（CHO），尤其是

12、膳食纖維、糖醇和抗性淀粉在機(jī)體中消化吸收率和能量利用率認(rèn)識的更新和加深，新型低能量食品和糖、脂肪替代添加劑的開發(fā)應(yīng)用所帶來的能量系數(shù)空白，使現(xiàn)行的Atwater食物能量評價系統(tǒng)的科學(xué)性和權(quán)威性受到了質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。事實(shí)上，目前世界各國在能量計(jì)算方面是比較混亂的，對蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪和乙醇使用ME系統(tǒng)求導(dǎo)的能量系數(shù)來換算能量值，而用NME系數(shù)來換算新型食物成分，如糖醇和葡聚糖的能量（FAO/WHO無推薦數(shù)據(jù)，Codex Alimentarius 中也無規(guī)定）。l不過目前完全采用NME系統(tǒng)能量系數(shù)的國家極少。這種現(xiàn)象充分提示1985年FAO/WHO認(rèn)定或提供的能量系數(shù)并不能滿足各個領(lǐng)域的需要，因

13、此不少營養(yǎng)學(xué)家們，按他們對人體能量代謝的理解及一些對食物能量的實(shí)際檢測結(jié)果來求導(dǎo)或制訂能量系數(shù)，用于“食物營養(yǎng)標(biāo)簽”和食物成分表。這樣一來造成各國食物成分表、食品標(biāo)簽上標(biāo)注的食物能量值沒有可比性，給應(yīng)用者如研究人員、醫(yī)生、營養(yǎng)師和消費(fèi)者以及食品生產(chǎn)和國際貿(mào)易帶來了不便和困惑 。目前，包括目前，包括NME系統(tǒng)在內(nèi)，全球至少在使系統(tǒng)在內(nèi)，全球至少在使用用4種食物能量評價系統(tǒng)和系數(shù)種食物能量評價系統(tǒng)和系數(shù) l（1）傳統(tǒng)ME系統(tǒng)MEATW = 17 kJ/g 蛋白質(zhì) + 37 kJ/g 脂肪 + 17 kJ/g 總的碳水化合物 .即Atwater 食物能量換算系數(shù)和公式，F(xiàn)AO/WHO1985年推薦，

14、1993仍然確認(rèn)繼續(xù)使用。（2）食物特異性能量系數(shù)系統(tǒng)）食物特異性能量系數(shù)系統(tǒng)l這個系統(tǒng)對不同的類別的食物原料（如谷類、蔬菜類）、加工食品（如快餐）采用特定的能量系數(shù)。如美國食物成分表就采用這種能量評價系統(tǒng)，例如蛋白質(zhì)的能量系數(shù)，在蛋類為4.36 kcal/g、乳及乳制品4.27 kcal/g、大豆和大豆面3.47 kcal/g、多種食物的混合膳食 1.83 kcal/g;蔬菜及制品蛋白質(zhì)的能量換算系數(shù)在2.03.7kcal/g之間。美國的有關(guān)專家認(rèn)為這個系統(tǒng)比Atwater系統(tǒng)更精確，但應(yīng)用和計(jì)算較繁瑣，與其它國家數(shù)據(jù)無可比性。（3）實(shí)驗(yàn)測定或總能量為基礎(chǔ)的能量評價）實(shí)驗(yàn)測定或總能量為基礎(chǔ)的

15、能量評價系統(tǒng)（系統(tǒng)（empirical or gross energy-based system）l這個系統(tǒng)的系數(shù)是建立在每種食物實(shí)驗(yàn)檢測的基礎(chǔ)上，并且每次要測定被檢食物的燃燒熱作為一個必要的參照指標(biāo)。這個系統(tǒng)試圖擯棄Atwater系統(tǒng)的機(jī)械性，其推行者們認(rèn)為對所有食物中同一種營養(yǎng)素采用一成不變的系數(shù)是不科學(xué)的，食物各成分之間的能量吸收利用存在內(nèi)在聯(lián)系和相互影響。（4）修訂）修訂/改進(jìn)的改進(jìn)的ME系統(tǒng)能量系數(shù)和公式系統(tǒng)能量系數(shù)和公式lMEMOD = 16.7 kJ/g 蛋白質(zhì) + 37.4 kJ/g 脂肪 + 15.7 kJ/g 可利用的碳水化合物 + 8 kJ/g 不可利用的碳水化合物. 這

16、個公式中采用了近年來對碳水化合物分類及消化吸收率和大腸發(fā)酵特點(diǎn)的研究認(rèn)識成果，將碳水化合物劃分為可利用和不可利用（不在小腸內(nèi)消化吸收，但在大腸內(nèi)發(fā)酵，產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可給機(jī)體提供能量）兩部分，分別采用約4kcal/g（15.7 kJ/g）和1.9kcal/g(8 kJ/g)的能量系數(shù)。 （5）Livesey 提出的提出的NME系統(tǒng)系統(tǒng)l（如對一般膳食的通用能量系數(shù)和計(jì)算式）NME = 13.3 kJ/g 蛋白質(zhì) + 36.6 kJ/g 脂肪 + 15.7 kJ/g 可利用的碳水化合物 + 6.2 kJ/g 不可利用的碳水化合物 . lFAO/WHO確定的Atwater能量換算系數(shù)并沒有限制住科

17、學(xué)界對食物能量的繼續(xù)思考，他們也不滿足于能量系數(shù)經(jīng)驗(yàn)性求導(dǎo)或矯正的方式，而是從根本上對用食物代謝能（Metabolisable energy, ME）理論產(chǎn)生了懷疑。NME食物能量評價系統(tǒng)食物能量評價系統(tǒng)l上世紀(jì)90年代初，Livesey等用雙標(biāo)水示蹤技術(shù)等新手段，研究了能量在機(jī)體內(nèi)的流程，對食物能量的消耗、機(jī)體能量平衡和凈能量系數(shù)提出了不同的認(rèn)識。Livesey等提出的NME系統(tǒng)充分體現(xiàn)或強(qiáng)調(diào)了代謝能的利用效率。膳食纖維和蛋白質(zhì)的能量系數(shù)明顯低于傳統(tǒng)和矯正的ME系統(tǒng)，他們認(rèn)為機(jī)體對蛋白質(zhì)能量利用率實(shí)際沒有以往估測的高，蛋白質(zhì)異生成糖供能的效率是很低的，而且其食物特殊動力作用，即食物必然生熱作

18、用（obligatory dietary thermogenesis）損耗的熱能約為20%，也遠(yuǎn)比CHO和脂肪高；食物中一些脂類，如臘、類脂的消化吸收率和能量利用性都不高，因此脂肪的能量系數(shù)也略有下調(diào)，但四舍五入后還是37kJ/g（9kcal/g）。 Livesey認(rèn)為應(yīng)該用認(rèn)為應(yīng)該用NME系統(tǒng)替代和統(tǒng)一系統(tǒng)替代和統(tǒng)一食物能量評價系統(tǒng)。主要理由為兩方面：食物能量評價系統(tǒng)。主要理由為兩方面：l（1）客觀理由，能量評價系統(tǒng)和方法需要統(tǒng)一，需要合理化、科學(xué)化。尤其是新型食物添加劑、脂肪和糖的替代物的能量系數(shù)需要制訂，能量值合理計(jì)算和標(biāo)識勢在必行。（2）在理論上，Livesey等認(rèn)為代謝能（ME）并沒

19、有被機(jī)體有效地利用，而凈代謝能才是最大限度地被機(jī)體有效利用的能量，因此ME到NME的轉(zhuǎn)化率kee（kee = NME/ME）是求導(dǎo)食物能量換算系數(shù)的重要參數(shù)。NME能量系數(shù)可由下面的公式求導(dǎo)：NME = P(H Up)D kee + FHD kee + ACHD kee +DFHDkdkee公式中P 代表蛋白質(zhì)，F(xiàn) 代表脂肪，AC代表可充分利用碳水化合物，DF代表膳食纖維；D 代表每一種供能營養(yǎng)素各自的消化率，H表示每一種營養(yǎng)素各自的物理燃燒熱，Up 是尿氮損失的能量；kee 即每一種營養(yǎng)素的ME轉(zhuǎn)化為NME的系數(shù)，據(jù)Livesey，數(shù)值可由ATP的產(chǎn)量推算，kd 不消化的碳水化合物在大腸發(fā)酵

20、時能量的吸收率系數(shù)，是吸收的短鏈脂肪酸能量與碳水化合物糞能及可燃?xì)怏w能之和的比值；式中NME 可以通過試驗(yàn)檢測的方法確定。 l目前，NME 系統(tǒng)或其個別系數(shù)已在歐洲和其它一些國家開始比較研究和試用。Livesey等認(rèn)為NME系統(tǒng)已經(jīng)成熟、并形成了自己的體系，向FAO/WHO相關(guān)機(jī)構(gòu)和專門專家顧問委員會呼吁在全球范圍內(nèi)推行該系統(tǒng)。但由于一方面在理論上人體能量的需要和代謝概念和認(rèn)識比較混亂，缺乏明確統(tǒng)一的定義；另一方面能量檢測手段還不統(tǒng)一，怎樣求導(dǎo)能量系數(shù)的指導(dǎo)性和總結(jié)性資料十分稀少。NME系統(tǒng)理論和不充分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還一時無法說服懷疑者和反對者。因此在2002年12月召開的專門技術(shù)工作會議上未獲得

21、通過。FAO和大部分專家們認(rèn)為在全球范圍內(nèi)推廣NME食物能值評價系統(tǒng)尚需大量不同人群研究結(jié)果和數(shù)據(jù)的證實(shí)。 第三節(jié)第三節(jié) 影響人體能量需要的因素影響人體能量需要的因素l一、基礎(chǔ)代謝二、對食物的代謝反應(yīng)三、體力活動一、基礎(chǔ)代謝一、基礎(chǔ)代謝 基礎(chǔ)代謝是維持生命最基本活動所必須的能量需要。具體說，按照FAO的方法是在機(jī)體處于空腹1214h，睡醒靜臥，室溫保持在2630，無任何體力活動和緊張思維活動，全身肌肉松弛，消化系統(tǒng)安靜狀態(tài)下測定的能量消耗。這實(shí)際上是機(jī)體處于維持最基本的生命活動狀態(tài)下，即用于維持體溫、脈搏、呼吸，各器官組織和細(xì)胞基本功能等最基本的生命活動所需的能量消耗. 在上述條件下測定的基礎(chǔ)

22、代謝速率稱為基礎(chǔ)代謝率（basal metabolic rate BMR） 基礎(chǔ)代謝率：基礎(chǔ)代謝率： 基礎(chǔ)代謝所消耗的能量通常以每h、每m2體表面積所消耗的能量來表示，稱BMR。即單位時間內(nèi)人體每平方米體表面積所消耗的基礎(chǔ)代謝能量。（1）用體表面積進(jìn)行計(jì)算 體表面積(m2)=0.0071 X身高+0.0133 X體重-0.1971人體基礎(chǔ)代謝率年齡(歲)男女KJ/m2Kcal/m2KJ/m2Kcal/m21357911131517192025221.8214.6206.3197.7189.9179.9177.0174.9170.7164.0161.5156.953.051.349.347.34

23、5.243.042.341.840.839.238.637.5221.8214.2202.5200.0179.1175.7168.6158.8151.91485147.7147.353.051.248.445.442.842.040.337.936.335.535.335.2年齡(歲)男女KJ/m2Kcal/m2KJ/m2Kcal/m23035404550556065707580154.0152.7151.9151.5149.8148.1146.0143.9141.4138.9138.136.836.536.336.235.835.434.934.433.8146.9146.

24、4146.0144.3139.7139.3136.8134.7132.6131.0129.335.135.034.934.533.933.332.732.231.731.330.9l（2）直接用公式計(jì)算）直接用公式計(jì)算 l現(xiàn)在則多用單位時間內(nèi)每千克體重所消耗的基礎(chǔ)代謝能量表示kI(kgh)或每天所消耗的能量表示。一般情況下，每kg 體重、每h 基礎(chǔ)代謝所消耗的能量為1kcal。l通常女性BMR 約比男性低5%這可能是女性肌肉不發(fā)達(dá)、脂肪組織相對較多之故。兒童和青少年正處在生長、發(fā)育時期，其基礎(chǔ)代謝比成人高10-15。一般情況下基礎(chǔ)代謝可以有10-15的正常波動。至于基礎(chǔ)代謝率，年齡越小相對越高

25、。隨著年齡的增加，基礎(chǔ)代謝率緩慢降低。http:/ l 成人男性按每公斤體重每小時1kcal(4.18kJ)l 女性按0.95kcal(3.97kJ)，和體重相乘直接計(jì)算 l WHO于1985年推薦使用Schofield公式(表)，計(jì)算一天的基礎(chǔ)代謝能量消耗。Percentage of Body Weight from Specific Tissues Body Tissues Male Female Muscle 45% 36% Bone 15% 12% Total Fat Essential Fat (women need more) Storage Fat 15% 3% 12% 27%

26、12% (mainly for reproduction) 15% Other Tissues 25% 25% Total 100% 100% WHO建議的計(jì)算基礎(chǔ)代謝公式 注：w為體重(kg)。摘自Technical Report Serie 724，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)0331010181830306060(60.9w)-54(22.7w)+495(17.5w)+651(15.3w)+679(11.6w)+879(13.5w) +487(61.0w)-51(22.

27、5w)+499(12.2w)+746(14.7w)+496(8.7w)+829(10.5w)+596 2基礎(chǔ)代謝率的測定基礎(chǔ)代謝率的測定l過去一直認(rèn)為基礎(chǔ)代謝率與體表面積有關(guān)。盡管人們對此并沒有很好的理論加以說明，但實(shí)際上卻給出較恒定的數(shù)值。由于體表面積與身高、體重密切相關(guān)，因而可根據(jù)不同個體，按回歸方程計(jì)算其體表面積，然后再由體表面積進(jìn)一步查表計(jì)算基礎(chǔ)代謝的能量。 l 此外，為了簡化上述由身高、體重按一定公式計(jì)算體表面積和查表等。人們曾設(shè)計(jì)由身高、體重通過列線圖求得體表面積，或直接由身高(cm)、體重(kg)、體表面積(m2)和正常的標(biāo)準(zhǔn)代謝率kJ(m2h)直接確定其基礎(chǔ)代謝的能量。但此列線

28、圖解法不適用于嬰兒和6歲以下兒童，因?yàn)樗麄兊幕A(chǔ)代謝率太高。實(shí)際上，測定基礎(chǔ)代謝率最有用的指標(biāo)是體重。l 由體重按上述公式計(jì)算人體基礎(chǔ)代謝率簡單方便，且與過去習(xí)慣上由體表面積(或包括身高)的計(jì)算法無較大差別，頗為實(shí)用。但是近年的研究結(jié)果表明，上述計(jì)算公式可能高估了某些地區(qū)人群的基礎(chǔ)代謝率，因而導(dǎo)致高估了他們的能量需要。例如亞洲人的基礎(chǔ)代謝率就可能比歐洲人約低10。http:/ for males = 66 + (13.7 x w) + (5 x h) - (6.8 x y)BMR for females = 655 + (9.6 x w) + (1.8 x h) - (4.7 x y) whe

29、re:h = height in centimeters (inches x 2.54)w = weight in kilograms (pounds 2.2)y = age in years我國基礎(chǔ)代謝率實(shí)情我國基礎(chǔ)代謝率實(shí)情l我國不同的研究報告表明，對成人和兒童實(shí)測的基礎(chǔ)代謝率比用叩仍建議的相同年齡組基礎(chǔ)代謝率計(jì)算公式算出的結(jié)果均有一定程度的降低。中國營養(yǎng)學(xué)會認(rèn)為，在目前還沒有足夠的中國人群基礎(chǔ)代謝率數(shù)值時，建議仍采用上述建議的計(jì)算公式，并按中國和亞洲實(shí)測的結(jié)果和情況，將公式計(jì)算出的結(jié)果減5作為中國1844歲成年人群及4559歲人群的基礎(chǔ)代謝率是符合實(shí)際的。3影響基礎(chǔ)代謝的因素影響基礎(chǔ)代謝

30、的因素l影響人體基礎(chǔ)代謝的因素很多，主要有以下幾種：l (1)年齡 這主要是因生長、發(fā)育和體力勞動強(qiáng)度隨年齡增加而變化所致。兒童從出生到2歲相對生長速度最高，青少年身高、體重和活動量與日俱增，放所需能量增加。中年以后基礎(chǔ)代謝逐漸降低、活動量也逐漸減少，需能下降，至于老年人的基礎(chǔ)代謝較成年人低10一15，因其活動更少、所需能量也更少。l 年齡不同，身體組成差別很大?；A(chǔ)代謝主要取決于身體各組織的代謝活動，每種組織在身體中的比例，以及它們在整個身體能量代謝中的作用。顯然，身體組成的變化將影響到能量的需要。因?yàn)樯眢w的某些器官和組織比另一些在代謝上更為活潑。 (2)性別性別l 男孩和女孩在青春期以前，

31、其基本的能量消耗按體重計(jì)差別很小。成長后男性有更多的肌肉組織。這在以去脂組織表示時，可降低其基礎(chǔ)代謝率，因?yàn)榧∪饣A(chǔ)代謝率較低，但是女性體脂含量較多，其基礎(chǔ)代謝率比男性低約5%。女性在月經(jīng)、懷孕、哺乳時可增加。（3）營養(yǎng)及機(jī)能狀況和氣候）營養(yǎng)及機(jī)能狀況和氣候l嚴(yán)重饑餓和長期營養(yǎng)不良期間、身體基礎(chǔ)代謝率的降低可多達(dá)50%。疾病和感染可提高基礎(chǔ)代謝率。甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)，腎上腺素可增加基礎(chǔ)代謝。l長期處于寒冷、炎熱地區(qū)人基礎(chǔ)代謝率不同、后者基礎(chǔ)代謝率較低。例如印度人的基礎(chǔ)代謝率比北歐人平均低約10% Age: In youth, the BMR is higher; age brings less l

32、ean mass and slows the BMR. Height: Tall, thin people have higher BMRs. Growth: Children and pregnant women have higher BMRs. Body Composition: The more lean tissue, the higher the BMR. The more fat tissue, the lower the BMR. Fever: Fevers can raise the BMR. Stress: Stress hormones can raise the BMR

33、. Environmental Temperature: Both the heat and cold raise the BMR. Fasting/Starvation: Fasting/starvation hormones lower the BMR. Malnutrition: Malnutrition lowers the BMR. Thyroxin: The thyroid hormone thyroxin is a key BMR regulator; the more thyroxin produced, the higher the BMR. 二、對食物的代謝反應(yīng)二、對食物的

34、代謝反應(yīng)(Thermic Effect of Food )l進(jìn)食后，機(jī)體向外散失的熱量比進(jìn)食前有所增加，即人體熱能消耗增加，這種由于攝取食物而引起機(jī)體能量代謝額外增加的現(xiàn)象就是食物特殊動力作用。食用普通混合膳食時，食物特殊動力作用相當(dāng)于每日基礎(chǔ)代謝的10%或全日總能耗的6%，約150-200 kcal 的能量。l不同的產(chǎn)能營養(yǎng)素其食物熱效應(yīng)不等不同的產(chǎn)能營養(yǎng)素其食物熱效應(yīng)不等l 脂肪：消耗本身產(chǎn)生能量的4%5%l 碳水化物: 消耗本身產(chǎn)生能量的5%6%，l 蛋白質(zhì): 消耗本身產(chǎn)生能量的30%。 The term thermic effect of food is used to describ

35、e the energy expended by our bodies in order to eat (bite, chew and swallow) and process (digest, transport, metabolize and store) food. We expend energy by burning calories. Processing protein requires the greatest amount of energy, with estimates ranging as high as 30%. Dietary fat, on the other h

36、and, is so easily processed and turned into body fat that there is little thermic effect, perhaps only 2 or 3%. The amount of energy required to process carbohydrates falls between that of protein and fat. 三、體力活動三、體力活動l也稱運(yùn)動的生熱效應(yīng)。體力活動一般包括職業(yè)活動、社會活動、家務(wù)活動和休閑活動等，因職業(yè)不同造成的能量差別最大。l有關(guān)專家委員會將勞動強(qiáng)度粗略分為輕、中等、重體力活動

37、三級，并在此基礎(chǔ)上測定了青年男女三級活動的能量需要。（見下表）l體力活動體力活動極輕的體力活動：以坐姿或站立為主的活動，如開會、開車、打字、縫紉、烹調(diào)、打牌、聽音樂、油漆、繪畫及實(shí)驗(yàn)室工作等。 l 輕體力活動：輕體力活動：指在水平面上走動，掃衛(wèi)生、看護(hù)小孩、打高爾夫球、飯店服務(wù)等。l 中等體力活動：中等體力活動：這類活動包括行走、除草、負(fù)重行走、打網(wǎng)球、跳舞、滑雪、騎自行車等。l 重體力活動：重體力活動：負(fù)重爬山、伐木、手工挖掘、打籃球、登山、踢足球等。l 極重體力活動：極重體力活動：運(yùn)動員高強(qiáng)度的職業(yè)訓(xùn)練或世界級比賽等。 能量的供給量l 中國營養(yǎng)學(xué)會將1844歲的男性的體力活動強(qiáng)度分為五級，

38、按體力活動強(qiáng)度的差異提出了不同的能量供給量標(biāo)準(zhǔn)。（1）極輕勞動：以坐著為主的工作，如辦公室工作、組裝和修理收音機(jī)與鐘表等工作，業(yè)余有一定的文體活動；（2）輕勞動：以站著為主的工作，有少量走動，如一般實(shí)驗(yàn)室操作，教師講課等；（3）中等勞動：如學(xué)生的活動和汽車司機(jī)的工作；（4）重勞動：如煉鋼工人、農(nóng)民的勞動；（5）極重勞動：如非機(jī)械化的裝卸、伐木、采礦等。l女性僅分四級（無極重體力活動一級）。兒童、青少年和孕婦、乳母的能量供給量應(yīng)相應(yīng)地增多。中年以后，基礎(chǔ)代謝率降低，體力活動減少，能量供給量應(yīng)適當(dāng)減少以免肥胖。 活動水平工作內(nèi)容舉 例PAL系數(shù)男女輕中重辦公室工作、修理電器鐘表、售貨員、酒店服務(wù)員

39、、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、講課等學(xué)生日?；顒印C(jī)動車駕駛、電工安裝、車床操作、金工切割等非機(jī)械化農(nóng)業(yè)勞動、煉鋼、舞蹈、體育運(yùn)動、裝卸、采礦等1.551.782.101.561.641.82中國營養(yǎng)學(xué)會建議的我國成人活動水平分級中國營養(yǎng)學(xué)會建議的我國成人活動水平分級(2001年年) 體力勞動的特點(diǎn)體力勞動的特點(diǎn)l 體力勞動的特點(diǎn)是以肌肉、骨骼的活動為主，體內(nèi)物質(zhì)代謝旺盛，需氧量多，能量消耗大。以男性為例，一個從事中等強(qiáng)度體力勞動的青壯年，每天要消耗2700千卡的能量；重體力勞動者每天約消耗3200千卡以上，比從事腦力勞動者多出300800千卡。 各種強(qiáng)度的體力活動及能量消耗 活動強(qiáng)度能量消耗極輕BMR1.

40、3 輕 BMR1.6（男）BMR1.5（女） 中重BMR1.7（男）BMR1.6（女） 重BMR2.1（男）BMR1.9（女） 極重BMR2.4（男）BMR2.2（女） 第四節(jié)第四節(jié) 能量在食品加工中的變化能量在食品加工中的變化l一、能量密度二、能量在食品加工中的變化食品的食品的 能量密度能量密度l能量密度的定義是指每單位重量的食物和飲料內(nèi)可利用的能量(kJ/g)。計(jì)算膳食能量密度時通常不包括非熱能飲料和飲用水。由于水對食物重量的影響遠(yuǎn)大于任何一種宏量營養(yǎng)素，所以能量密集食物可能不一定是那些富含糖和脂肪的食物，而可能是那些干燥的食物。能量密度的特性能量密度的特性l食品的水分含量高則能量密度低、

41、脂肪含量高則能量密度高。l 有關(guān)能量密度的另一特性是食品的稠度。它與食品的適口程度和是否滿足能量需要有關(guān)。例如玉米粥易呈黏稠狀，若加水變稀則能量密度自然降低。如添加少量植物油，可明顯降低其黏度，同時也可增加其能量密度。但是，在添加脂肪和糖以增加食品的能量密度和可口性時，必須注意保證蛋白質(zhì)和其它營養(yǎng)素的濃度，使之不至于降低到不適宜的水平二、能量在食品加工中的變化二、能量在食品加工中的變化l 能量既不能創(chuàng)造也不能消滅，它只能由一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式。但是，食物所含能量則有可消化、利用，與不可消化、利用之分。植物的纖維素、木質(zhì)素不能被人體消化、利用。動物的毛發(fā)、骨骼等雖也含有一定能量，但卻不可食用

42、。 食品加工中，應(yīng)盡量剔除不可食用的部分，以增加可食性比例和提高其可利用的食物能量，因?yàn)槭澄锼芰坑锌上?、利用，與不可消化、利用之分。l食品加工通常應(yīng)盡量剔除不可食用的部分，以增加可食性比例和提高其可利用的食物能量。谷類的碾磨加工、由于去除不能食用的顆粒外殼，使其可利用的能量提高。此外，為了滿足某些人群對高能量的需要，在食品加工時還可增加食品配方中油脂的比例以制成高能量食品等。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l一、能量的供給二、能量的食物來源 一、能量的供給一、能量的供給l飲食中蛋白含量相應(yīng)提高，占總能量的15%20%，蛋白質(zhì)供應(yīng)不少于1g/kg ，優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)應(yīng)占50

43、%以上，以減少機(jī)體組織的分解。l相應(yīng)減少碳水化合物和脂肪。減少總能量的供給又保證蛋白質(zhì)的攝入量，就必須相應(yīng)減少飲食中碳水化合物和脂肪的供給量。碳水化合物約占總能量50%，每天通常為100200g，盡量減少精制糖的供給。l限制脂肪的攝入，主要減少動物脂肪和含飽和脂肪酸高的油脂但要保證必需脂肪酸的供給，飲食脂肪通常應(yīng)占總能量的20%左右。膽固醇的攝入量也應(yīng)減少。l我國建議供能三大營養(yǎng)素的合理分配百分比為碳水化合物占5565,脂肪占2530,最好控制在30以下，而以15一25為好。蛋白質(zhì)則以15一20較好。能量和蛋白質(zhì)的能量和蛋白質(zhì)的RNIs及脂肪供能比及脂肪供能比 續(xù)上表二、能量的食物來源二、能量

44、的食物來源 碳水化合物，脂肪和蛋白質(zhì)三種產(chǎn)能營養(yǎng)素普遍存在于各種食物中。 但是動物性食物一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，糧食以碳水化合物和蛋白質(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、蔬菜類植物一般含能較少，但硬果類例外，如花生、核桃等可含有大量油脂，從而具有很高的熱能?！暗蜔崮苁称返蜔崮苁称贰迸c與“高能食品高能食品”之不同之不同l工業(yè)食品中含能的多少是其營養(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所謂“低熱能食品”與“高能食品”之不同。l但是，不管是哪種食品，都應(yīng)有一定的營養(yǎng)密度。而且從總的情況來看，

45、在人體所需熱能和各種營養(yǎng)素之間應(yīng)保持一定的平衡關(guān)系。l前者主要由含能量低的食物原料(包括人類不能消化、吸收的膳食纖維等)所制成，用以滿足肥胖癥、糖尿病等患者的需要。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，可以滿足熱能消耗大、持續(xù)時間長、特別是對處于高寒地區(qū)工作和從事考察、探險、運(yùn)動時的需要。The End第一節(jié)第一節(jié) 能量與能量單位能量與能量單位 一、能量的作用及意義一、能量的作用及意義二、能量單位二、能量單位l生熱營養(yǎng)素產(chǎn)生能量l 1g碳水化合物產(chǎn)生能量為16.7kJ(4.0kcal)l 1g脂肪產(chǎn)生能量為36.7kJ (9.0kcal)l 1g蛋白質(zhì)產(chǎn)生能量為16.7kJ(4.0kcal)l 1g乙醇產(chǎn)生能量為29.3kJ (7.0kcal)一種新的食物能量計(jì)算方法在一種新的食物能量計(jì)算方法在FAO/WHO會議上提出會議上提出l2002年12月FAO/WHO/UNU召集了聯(lián)合咨詢專家委員會和各國相關(guān)專家，在羅馬組織進(jìn)行了“食物能量分析方法和表達(dá)模式技術(shù)工作會議”（Technical Workshop on Methods of Analysis and Modes of Express