食品营养--能量与营养素(课件)

• 统一用J为单位虽然可以消除以cal为单位的混乱，但是营养 学上的食物成分表至今仍未普遍采用J来代替cal。WHO建 议暂时在食物成分表里平行列出cal和J的数值以作过渡。 • 两种能量单位换算公式如下： • 1kcal=4.184kJ 1kJ=0.239kcal • 1000kcal=4184kJ=4.184MJ • 1000kj=239kcal（1MJ=239kcal）
二、食物能值与生理能值
• 1. 食物能值 • 食物能值时产能营养素在体外彻底燃烧时所测得的能值，， 亦即“物理燃烧值”，或称“总能值”。利用氧弹式量热 计测得三大产能营养素食物能值分别为：碳水化合物 17.2kJ／g，脂肪39.5kJ／g，蛋白质23.6kJ／g。
2. 生理能值
• 理论上产能营养素在人体内完全氧化产生的能值应等于其 食物能值，但是由于在体内消化吸收的影响及其最终产物 的不同，所以能值时不完全相同的。三大产能营养素在机 体内四季可吸收利用的能值即为生理能值。
• 一般情况下，健康人从食物摄取的能量和所消耗的能量经 常保持平衡状态，否则就引起体重的减轻或过重，但并非 任何人在任何时候摄入的和消耗的能量重视相等，一般在 5～7d内可达到平衡。
（2）能量的来源
• 食物能量的来源是太阳能，由植物利用太阳光能，通过光 合作用把二氧化碳、水和其他无机物转变成有机物如糖类、 脂肪和蛋白质，以供其生命活动之需，并将其生命过程的 化学能直接或间接保持在三磷酸腺苷（ATP）的高能磷酸 键中。
2. 能量单位
• 多年来，营养学界表示热能的单位习惯于用卡（cal）或千 卡（kcal）表示。1kcal相当于1000g水由15摄氏度身高到 16摄氏度，即温度升高1摄氏度所需要的能量。 • 现在国际上通用的单位是焦耳（J），1J是指1牛顿（N）的 力作用在一个质点上，使它在力的方向上移动1米（m）的 距离所做的功。1J的1000倍为1千焦（kJ），1kJ的1000倍 为1兆焦（MJ）。在营养学上，热能的需要量较大，故在 文献上多使用“kJ”、“MJ”。
• 动物和人则将植物的贮能（如淀粉等）变成自己的潜能， 以维持其生命活动。这本身又是通过动物和人的代谢活动 将其转变成可利用的形式（ATP）来进行。此外，人类尚可 利用动物为食。一般说来，这些食物中的产能营养素在体 内氧化分解产生二氧化碳和水，同时伴随能量的释放和转 移，其中大约一半的能量为维持体温而散发于体外，另一 半能量则转移至ATP和磷酸肌酸等高能键的物质中，储存于 体内待用，最终大部分仍变为热能而散发掉。
• 男性： A2=0.00607H+0.0127m-0.0698
• 女性： A2=0.00586H+0.0126m-0.0461
• 举例来说，一身高1.7m（H=170cm），体重65kg （m=65kg）的成年男子按照上述公式即可求得其体表面 积为1.8m2（A2=1.8）；正常情况下，查表求得该成年男 子的基础代谢率为187.2kJ（45kcal）／g；因此，我们可 以推算出该成年男子每天基础代谢能量： 187.2*24*1.8=8087kJ／（m2*h）
• 根据合理的膳食对产能营养素之间的比例要求，以及产能 营养素能量密度的不同，人们应按实际需要合理地选择食 物，使人体所需的能量和各种营养素之间保持一定的平衡 关系。
一、能量的作用与意义
• 1.能量的作用与来源 • （1）能量的作用 人类为了保持生命、生长、发育、繁养 后代和从事各种活动，每天必须从外界取得一定的物质和 能量。事实上，人体不仅在活动（劳动或运动）时需要能 量，就是机体处于安静状态时也需要消耗能量来维持人体 正常的体温和体内器官的正常生理活动，如心脏跳动、血 液循环、肺的呼吸、肌肉收缩、腺体分泌，以及各种生物 活动物质的合成等都需要能量，可以说没有能量生命就停 止了。
这些生理最基本活动包括：
维持肌 肉的紧 张状态
体温
血液 循环
细胞 代谢 腺体 分泌
呼吸 活动
1. 基础代谢率（basic metabolic rate，BMR）
• 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 即为基础代谢率。单位是kJ／（m2*h）。 • 近年来，我国采用以下线性回归方程求得体表面积（A2）：
办公室工作 修理电器钟表
中等体力劳动
学生 电工安装
重体力劳动
舞蹈 体育运动
教师讲课
车床操作
采矿
（四）生长发育所需要的能量消耗
• 未成年人和孕妇所消耗的能量还包括生长发育所需的能量。 例如，新生儿按千克体重与成年人比较，能量消耗多2～3 倍；3～6个月的婴儿，每日用于生长发育的能量占摄入能 量的15%～23%，体内每增加18g新组织约需20kJ能量； 孕妇除了供给胎儿生长发育所需的能量外，还有自身生殖 系统发育的特殊需要；乳母则应补偿分泌乳汁所需的能量。 • 因此，人体所需能量应等于基础代谢的能量消耗、食物特 殊动力作用的能量消耗、体力活动的能量消耗以及生长发 育所需的能量消耗之和。
第一节 营养与能量平衡
• 合理的膳食要求产能营养素之间比例适当，根据我国人民 的饮食习惯和生理需要，碳水化合物提供的能量应占总能 量的60%～70%，脂肪占20%～25%，蛋白质占10%～ 15%。食物产生能量的高低取决于他的能量密度（即每克 食物所含的能量）：脂肪>蛋白质和碳水化合物。
第一节 营养与能量平衡
2. 影响基础代谢能量消耗的因素
体表面积 与体型 性别 环境温度
种族
年龄
能量 消耗
其他
• （1）年龄 • 儿童高，青壮年稳定；老年人低 • （2）性别 • 同年龄组的男性的基础代谢高于女性5%-10%；妊娠率妇 女的基础代谢随胎儿生长相应增高。
• （3）体表面积与体积
• 体表面积大基础代谢较强。瘦体质者BMR高于胖体型者。
第二章 能量与营养素
学习目标
• 1. 重点掌握各类营养素的基本概念及其生理功能。 • 2. 掌握营养与能量平衡之间的关系、人体的能量需求、各 类营养素的供给。
• 3. 了解各类营养素与人体健康之间的关系。
第一节 营养与能量平衡
• 一切生物都需要能量来维持生命活动。人体对能量的需求 手劳动强度、年龄、性别、生理状况、气候和体型等的影 响。人体所需要的能量主要来源于食物中的碳水化合物， 其次是食物中的脂肪和蛋白质（即三大产能营养素）。
• 蛋白质是复杂大分子，种类繁多。因氨基酸的种类、数目、 排列的不同而形成不同结构、特性和功能的蛋白质。人体 内的蛋白质可达10万种以上，其分类方法有多种。 • 1. 根据蛋白质的食物来源分类： • 植物性蛋白质（玉米蛋白质、大豆蛋白质）；动物性蛋白 质（乳类的奶蛋白、鱼类的鱼蛋白）；菌体（微生物）蛋 白质（酵母蛋白质）
• 实验证明，摄入不同的营养素，特殊动力作用不同。蛋白 质的特殊动力作用最显著，消耗相当于该蛋白质所产生热 能的30%，碳水化合物5%～6%，脂肪为4%～5%，正常 人摄入混合食物而产生的特殊动力作用的热能每日月627kJ 左右，相当于基础代谢能量消耗的10%。
• 食物特殊动力作用消耗热能主要是因为营养素摄入后在体 内的消化吸收需要能量，如蛋白质、脂肪的合成、氨基酸 的转运、葡萄糖和脂肪间的转变等，因此，也有人把食物 特殊动力作用的能量消耗称为食物代谢作用的能量消耗。
习题
• 4、下列哪些营养素不属于非产热营养素。( C • A．维生素 • A．蛋白质 B．水 B．脂肪 C．碳水化合物 C．碳水化合物 • 5、下列那些营养素不属于产热营养素。( D ) D．维生素 • 6、碳水化合物和脂肪在体内燃烧时的最终产物为（ C ） ) D．矿物质
• A尿素
B肌酐
C二氧化碳和水
• 实际上，它们在体内可被吸收利用的能值均低于其食物能 值，即生理能值>食物能值，其原因有以下两点： ①由于食物在消化吸收过程中不能完全被消化吸收，碳水化 合物、脂肪、蛋白质的消化吸收率分别是98%、95%、 92%； ②由于碳水化合物、脂肪在体内与体外氧化的最终产物都是 二氧化碳和水，而蛋白质在体内的氧化并不完全，其最终 产物不是二氧化碳和水，而是一些含氮化合物，这些含氮 化合物含有部分能值平均为5.2kJ（1.25kcal）／g。
三、人体的能量需求
• 人体能量需要量应与其消耗量相一致。人体每日的能量消 耗主要受四个方面的影响： a.基础代谢的能量消耗
b.食物特殊动力作用的能量消耗
c. 体力活动的能量消耗
Fra Baidu bibliotekd.生长发育所需要的能量消耗
（一）基础代谢的能量消耗
• 基础代谢消耗是维持生命最基本活动所必需的能量需要。 • 具体地说，它是指机体处于清醒、空腹（进食后12～16h） 无消化活动、静卧状态，环境温度在室温（20摄氏度左右） 时所需能量的消耗。这些生理最基本活动包括：
（2）结合蛋白质
• 结合蛋白质是由单纯蛋白质与 非蛋白质成分结合而成，其非 蛋白质部分称为辅基，根据与 蛋白质结合的辅基又可分为磷 蛋白、金属蛋白、脂蛋白、糖 蛋白、色蛋白、核蛋白等。例 如，磷蛋白是以磷酸为辅基， 金属蛋白是以金属离子为辅基。
3. 根据蛋白质的营养价值分类
• 在营养学上，根据所含必需氨基酸的种类、数量及比例可 将蛋白质分为3大类，即完全蛋白质、半完全蛋白质和不完 全蛋白质。 • （1）完全蛋白质 完全蛋白质是一种质量优良的蛋白质， 所含的必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例合理，不但 能维持人体的生命和健康，还能促进儿童的生长和发育。 完全蛋白质主要是动物蛋白，以及少数植物蛋白
第二节 蛋白质与氨基酸
• 一、蛋白质的类型 • 蛋白质（protein）主要由碳（50%～55%）、氢（5%～ 7%）、氧（19%～24%）、氮（14%～19%）4种元素构 成，一部分蛋白质还含有硫、磷、铁和铜等元素。氮元素 在各种蛋白质中含量是最稳定的，平均含量为16%，所以 常以食物中氮的含量来测定蛋白质的含量。蛋白质的基本 组成单位是氨基酸，氨基酸之间是以肽键相连接。
（三）体力活动的能量消耗
• 人们在日常的生活和工作中，要从事各种体力活动，都需 要消耗一定的能量。除了基础代谢外，体力活动是人体能 量消耗的主要因素。体力活动所消耗的能量与活动强度、 持续时间、环境条件以及动作的熟练程度等有关。WHO将 成人职业劳动强度分为轻、中和重体力活动3个等级。
成人职业劳动强度 轻体力劳动
• （4）环境温度 • 寒冷气温下的人BMR高于温热带气温下的人 • （5）种族
• 相同身高体重的人种以因纽特人和印第安人的BMR最高， 欧美人次之，亚洲人较低。
• （6）其他 • 人体激素分泌、精神状态、营养状况及疾病等都会影响基 础代谢能量消耗。
（二）食物特殊动力作用的能量消耗
• 食物特殊动力作用，也称为食物的代谢反应，是指人体摄 入任何事物后，都可使安静状态下的机体发生能量代谢增 高，使机体向外界散失的热量比进食前有所增加，这种由 于人体摄入食物而引起机体内能量消耗额外增高的现象称 为食物特殊动力作用。
2. 根据蛋白质的结构分类
• 根据结构可将蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两大类。 • （1）单纯蛋白质 单纯蛋白质是指基本上只由氨基酸组成 的蛋白质，此类蛋白质水解后只产生氨基酸。单纯蛋白质 按照理化性质，特别是溶解度、热凝性质、盐析等差别， 又可分为白蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、硬蛋白、 组蛋白、精蛋白等7类，其中白蛋白与球蛋白在自然界中分 布最广。
D含氮有机物
习题
• 7、239千卡相当于（ C ） • A．1kJ B．4.18kJ C．1MJ D．18MJ • 8、一名23岁女子（正常基础代谢率按35.1kcal/(m2.h)计 算），身高160cm，体重49kg，按照Stevenson提出的体 表面积公式计算后，其基础代谢是：( D ) kcal。 • A.1.45 B.50.91 C.35.1 D.53.01
习题
• 1、人体每天消耗的能量来自三大产能营养素， 即 碳水化合物 、 脂肪 、 蛋白质 ，其摄入量分 别占总能量的 60%-70% 、 20%-25% 、 10%-15% 。 • 2、人体所需的能量来源于食物中的产热营养素，即碳水化 合物、 脂肪 和 蛋白质 。 • 3、从化学性质和生理功能可将营养素分 碳水化合物、 维生素 、 脂肪 为 蛋白质 、 、 矿物质 、 和水 这七大类。 膳食纤维