三大产能营养素

三大产热营养素合理的摄入比：
每克脂肪在体内氧化的产热值比碳水化合 物和蛋白质高一倍多，即通过脂肪供能似乎 是最经济的。但事实上，脂肪供热必须首先 经过肝脏的代谢转化，故过分依赖脂肪供热 必然加重肝脏的负担。而且，肝脏在转化脂 肪供热的过程中还产生大量的乙酰乙酸、羟丁酸和丙酮等酸性物质（即“酮体”）， 酮体在血中大量堆积可导致“酮症酸中毒”。 因此，脂肪不宜作为主要供热来源。
在三大产热营养素中，蛋白质的特殊动力作
用耗能最多，约占本身产热的20~30%，而 碳水化合物和脂肪的特殊动力作用耗能仅分 别为其所产热量的5~6%和4~5%。因此，依 靠蛋白质提供热量远不如碳水化合物和脂肪 经济。在摄入混合膳食时，通常将食物特殊 动力作用估计为约占基础代谢所需能量的 10%，即150Kcal左右。
能量
营养素
宏量营养素：蛋白质、脂肪、碳水化合物
的摄取量较大，称为宏量营养素； 微量营养素：维生素和矿物质的需要量相 对较小，称为微量营养素； 常量元素：凡在人体内总重量大于体重的 0.01%的矿物质,钙、磷、钠、钾等； 微量元素：凡在人体内总重量小于0.01% 的矿物质,铜、铁、碘、锌、硒、铬等；
2. 食物蛋白质的消化率：食物蛋白质的消
化率反映蛋白质在胃肠道内经消化酶作用 而分解和吸收的程度，可通过动物试验和 人体实验求得。
蛋白质消化率（%）＝食物氮-（粪氮 - 粪代谢氮）
×100%
食物氮
粪代谢氮可在受试者完全不吃含蛋白质的食物
时从粪中测得。一般24小时的粪代谢氮约为 0.9～1.2g。但由于测定粪代谢氮较为困难， 故在实际测定时常常不测定粪代谢氮，这时可 按下述公式计算表观消化率：
能量是物质运动的必要条件，也是维持 地球上所有生命活动必不可少的条件。所有 生物体都需要能量（即热能）以维持正常的 生命活动，包括维持生命所需的呼吸、心跳、 血液循环、食物消化吸收与代谢，体内正常 的生化活动、肝肾等重要内脏器官的功能、 腺体分泌以及大脑和神经系统的活动等等。 各种日常活动、体育锻炼、体力和脑力劳动 等也需要能量的供给。
（3）性别：女性的基础代谢率比男性略低
5~10%（即成年女性每公斤体重每小时约 需0.9~0.95kcal） (4) 气候：生活于热带的居民，其基础代谢 率通常较生活于温带、寒带的居民约低 10%。
2．食物特殊动力作用及其影响因素
食物特殊动力作用（specific dynamic action，SDA）亦称食物热效应（thermic effect of food，TEF），是指由于摄取食物 而引起机体能量消耗增加的现象。
常见食物中蛋白质的含量范围：大米7～
10%，小麦粉9～12%，玉米7～10%，大豆 30 ～ 40% ， 绿 豆 、 豌 豆 18 ～ 25% ， 核 桃 12～17%，花生18～28%，木耳11～18%， 猪肉（肥）1～3%，猪肉（瘦）18～22%， 猪肝15～22%，鸡肉17～22%，鸭肉13～ 18%，鱼、虾15～22%，虾仁35～50%，鸡 蛋11～14%，鲜牛奶2.5～3.5%，奶粉18～ 25%，萝卜0.7～1.5%，马铃薯1.5～2.5%， 菠菜2～3%，梨、苹果、葡萄0.1～0.8%， 枣0.8～2.0%。
其在体内可完全氧化为CO2和H2O，故可避 免脂肪供能时产生的酮体和蛋白质供能时产 生的小分子含氮物对人体的危害。另外，从 生理学角度而言，体内某些重要的器官（如 大脑）只能依赖碳水化合物供能而不能利用 脂肪和蛋白质作为热源。因此，只有碳水化 合物适宜作为主要的供热营养素。
从合理营养学的角度而言，三大产热营养素
蛋白质的产热量与碳水化合物相近，但蛋白
质在体内氧化不完全，可产生尿素、肌酐、 尿酸、氨等小分子物质，这些物质在体内过 量蓄积亦对人体有害。另外，蛋白质的消化 吸收和在体内的生物转化等所消耗的热量 （即食物特殊动力作用）高于碳水化合物和 脂肪，故也不宜将蛋白质作为主要的热量来 源。
依靠碳水化合物供热不仅比较经济，而且因
3．活动的热能消耗及其影响因素
此部分能量是人体能量消耗的主要部分 之一，亦是造成不同个体和群体能量需要差 异较大的主要原因。活动时能量的消耗不仅 决定于体力活动的性质和强度，而且决定于 体重及动作的熟练程度。尤其是动作熟练程 度对能量消耗的影响很大，动作不熟练则消 耗能量较多，熟练则消耗能量较少。
的最佳供热比应为：碳水化合物供热占总热 量的55～60%，脂肪供热占总热量的20～ 30%，蛋白质供热占总热量的10～15%。
能量的供给：
人体的热能需要因其年龄、性别、身高、体 重、劳动强度、健康状况、以及外界环境因 素（如季节、气温、气压、地理位置等）的 不同而有较大差异。
能量平衡
1．能量平衡的概念
食物氮- 粪氮

表观消化率（%）＝
食物氮
×100（%）
由于表观消化率低于真消化率，即对表观消
化率蛋白质的营养价值是作了较低的估计， 具有更大的安全系数，且测定方法简便，故 实际应用较多。
3. 蛋白质的利用率：反映食物蛋白质利
用率的指标有许多，常用者有： 生物学价值(BV)：即贮留的蛋白质占 吸收蛋白质的比例，表示蛋白质吸收后 在体内贮留的程度。生物学价值愈大， 说明其利用率愈高。
蛋白质的生理功能
蛋白质在体内具有极其重要的功能，是生命


的物质基础。 生理功能： 构建机体和修复组织 构成体内重要的化合物：酶、激素、抗体、 血红蛋白 ，维持渗透压 供给能量：人体每天所需能量大约10%～ 15%由蛋白质提供。
蛋白质的消化

蛋白质在人体内的消化过程中，第一阶 段的水解发生于胃，胃蛋白酶在胃酸环 境中迅速将大分子蛋白质水解成较小的 多肽片段。胰腺分泌的蛋白酶通过十二 指肠进入肠腔，作用于胃蛋白酶催化水 解产生的多肽片段，使其进一步水解成 能被吸收的二肽、三肽和氨基酸。故小 分子肽类的最终水解主要是在小肠细胞 内完成的。
非必需氨基酸: 是指机体可以利用体内已
有的物质自行合成的氨基酸，不一定必 须从食物获取，但其功能仍然是非常重 要的。 如丙氨酸（Ala）、谷氨酸（Glu）、谷 氨酰胺（Gln）、天门冬氨酸（Asp）和 天门冬酰胺（Asn）等。
条件必需氨基酸：在某些特殊条件下可变成
必需氨基酸。 如蛋氨酸和苯丙氨酸在体内分别可转变为胱 氨酸（Cys）和酪氨酸（Tyr）；如胱氨酸和 酪氨酸供给不足，将加大对蛋氨酸和苯丙氨 酸的需要量。故这两种氨基酸属于条件必需 氨基酸。 甘 氨 酸 （ Gly） 、 丝 氨 酸 （ Ser ） 、 脯 氨 酸 （Pro）和牛磺酸（Taurine）在某些特殊条 件下也是必需的。
1．三大营养素的产热系数
碳水化合物、脂肪和蛋白质在体内外完全燃 烧，生成二氧化碳和水，同时放出热量。经 测定，此三大产热营养素在体外的产热值分 别为：碳水化合物4.1kcal（17.15kJ），脂 肪9.45kcal（39.54kJ），蛋白质5.56kcal （23.64kJ）。
考虑营养素的消化吸收率因素：碳水化合物、
在一段较长的时间内，人体通过食物所摄入 的能量和所消耗的能量通常基本保持平衡， 这种人体的能量需求和能量消耗之间的平衡 状态即称之为能量平衡。
能量供给过剩与不足对人体的危害：
在正常情况下，人体的能量摄入和能量消耗 维持一个动态平衡状态。若能量摄入大于能量消耗， 则多余的能量就转化成脂肪而存留于体内。反之， 如能量需要大于摄入，则机体将分解储存的脂肪以 补充不足的能量。 若较长时期热量摄入大于消耗，则体内脂肪蓄积增 加，导致肥胖； 而若较长时热量摄入不足，则体内脂肪大量被消耗， 导致消瘦。
影响基础代谢的主要因素有：
(1) 年龄：婴幼儿生长发育很快，故其基础代 谢率最高；随着年龄的增长，基础代谢率不 断下降，12岁以前下降较快，而12岁以后下 降变慢。一般成人比儿童的BMR约低 10~12%，老年人又比中青年低10~15%。
(2) 身材大小及肥瘦程度：基础代谢随体表面
积的增大而增加，即与身体大小成正比；另 一方面，基础代谢还取决于瘦体质的多少， 瘦体质较多者其基础代谢率亦较高。
蛋白质
Biblioteka Baidu白质
1. 蛋白质的元素组成和氨基酸组成
蛋 白 质 含 碳 50-55%, 氢 6-8%, 氧 20-30%, 氮 13-19%,及硫,磷等.有些蛋白质还含有铁，碘， 锰，锌等其他元素。平均含氮量为16%。
3氨基酸根据营养功能分类 必需氨基酸（EAA）：是指机体不能合成或 合成速度不能满足机体需要，而必须从食物 获取的氨基酸。 目前已肯定的有九种，即赖氨酸（Lys）、色 氨酸（Trp）、苏氨酸（Thr）、蛋氨酸 （Met）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、 苯丙氨酸（Phe）、缬氨酸（Val）和组氨酸 （His）。组氨酸为婴儿的必需氨基酸，成人 需要较少。
单位时间（一般为每小时）内每平方米体表
面积所消耗的基础代谢能量称之为基础代谢 率（Basal Metabolism Rate ,BMR；亦称 Resting metabolism Rate RMR）。 计算体表面积的方法较为复杂，对于同性别 的不同个体，其基础代谢率是相对恒定的 ;简 便的估算是:成人BMR,男性1 kcal/(kg.h);女 性0.95 kcal/(kg.h)。
过多的热能摄入已对西方国家居民造成 严重的健康问题，如肥胖、高血压、心脏病、 糖尿病和某些癌症发病率明显高于发展中国 家。我国近年来由于经济的发展和人民生活 水平的提高，热能摄入过量的趋势及其危害 性也日渐明显。

由于饥饿或疾病等原因，造成热能摄入 不足，可导致体力下降和工作效率低下。另 外，由于热能摄入不足，体内脂肪贮存太少， 可使机体对环境的适应能力和抗病能力降低； 热能摄入不足而导致体重太低的女性， 不仅性成熟延迟，而且易生产低体重婴儿； 老年人热能摄入不足可增加营养不良的 危险。
人体的能量需求和消耗主要用于以下三个方 面： （1）维持基础代谢所需的能量； （2）食物的特殊动力作用； （3）各种体力活动和脑力活动所需能量。
1．基础代谢及其影响因素
人体在适宜的气温环境（18~20℃）中，在 空腹、清醒、静卧状态下维持各种正常生命 活动所需的能量，称之为基础代谢。此部分 能量消耗主要由年龄、性别、体质、体重和 体表面积等因素决定。故对于某一个体而言， 基础代谢是相对恒定的。
脂肪、蛋白质的平均消化吸收率分别约为 98%、95%、92%。实际上食物进入体内氧 化后产热系数为: 每克碳水化合物4kcal. 每克脂肪产热9kcal 每克蛋白质产热4kcal。碳水化合物、脂肪、 蛋白质在体内氧化的产热值即称之为三大营 养素的生热系数。
2．膳食热能的来源 凡含有碳水化合物、脂肪、蛋白质这三类 营养素的食物均可提供人体所需的热能。如 富含淀粉的谷、薯类，富含蛋白质和脂肪的 肉、鱼、禽、蛋、奶等，均可作为人体所需 热能的良好来源。
简称J）、千焦耳（kJ）和兆焦耳（MJ）， 而营养学上传统使用的能量单位是卡 （calorie）和千卡（kcal）.1000g纯水从 15℃升温至16 ℃所吸收的热量即等于1kcal. 换算关系如下： 1 kcal = 4.184 kJ ; 1 kJ = 0.239 kcal;
人体的能量需要
食物蛋白质营养学评价
食物蛋白质的营养价值，决定于以下三
个因素： ①食物中蛋白质的含量 ②食物中蛋白质的消化率 ③食物蛋白质中必需氨基酸的含量
食物中蛋白质的含量：食物中蛋白质的含量
测定多采用凯氏定氮法。由于多数蛋白质的 平均含氮量为16%，故将测得的含氮量乘以 6.25(即100/16)，即可得计算出食物的蛋白 质含量（粗蛋白含量）。
人作为地球上最高层次的生物，通过摄 入各种各样的动植物性食物，如粮谷类、蔬 菜水果、肉、鱼、禽、蛋、奶等。这些食物 中的碳水化合物、脂肪和蛋白质通过消化吸 收后进入体内，经过“燃烧”（即生物氧化） 过程释放出能量，从而满足人体各种生命活 动和脑力、体力劳动的能量需要。
能量的国际单位
能量的通用国际单位是焦耳（Joule，