本科課件營(yíng)養(yǎng)學(xué)熱能

1、第四節(jié) 熱能一、概述能量代謝與能量需要是營(yíng)養(yǎng)學(xué)最基本的問題，人體一刻也不能離開能量，無論是維持心跳、呼吸、消化等最基本的生命活動(dòng)，還是勞動(dòng)、鍛煉等都離不開能量。所謂能量是指一個(gè)系統(tǒng)作功的能力。能量的大小可以用焦耳和卡來表示焦耳：將1Kg的物體用1牛頓的力移動(dòng)1米所作的功卡：將1g的水從15上升到16 時(shí)所消耗的能量卡與焦耳在營(yíng)養(yǎng)學(xué)的應(yīng)用上往往造成數(shù)值過大，因此多使用千卡與千焦耳。1卡=4.18焦耳千焦耳和千卡二、人體的 能量來源人體所需能量主要來源于食物中三大產(chǎn)能物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)。 它們?cè)隗w內(nèi)通過生物氧化被分解，同時(shí)釋放出化學(xué)能。每克產(chǎn)熱營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的能量稱為卡價(jià)或能量系數(shù)。食

2、物中每克糖類、脂肪和蛋白質(zhì)在體外彈式熱量計(jì)內(nèi)充分氧化燃燒可分別產(chǎn)生4.10、9.45和5.65 kcal的能量。 由于三大物質(zhì)在體內(nèi)不能被完全消化吸收，而蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能完全氧化，因此這三種產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素的凈能量系數(shù)）為：碳水化合物 4kcal、脂肪 9kcal、蛋白質(zhì)4kcal 。 二、人體能量消耗人體能量消耗從轉(zhuǎn)化形式來看主要有：化學(xué)能、機(jī)械能、熱能、電能等；從表現(xiàn)形式上看主要有：基礎(chǔ)代謝、體力活動(dòng)、食物特殊動(dòng)力效應(yīng)，在兒童，還有生長(zhǎng)發(fā)育。（一）基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝是指維持機(jī)體最基本的生命活動(dòng)所必需的能量消耗，包括心跳、呼吸、消化、代謝和排泄等。是在清醒、安靜、空腹、靜臥時(shí)，不受肌肉活動(dòng)、環(huán)境溫度

3、、精神緊張等因素影響時(shí)的代謝?；A(chǔ)代謝的大小可以用基礎(chǔ)代謝率表示，所謂基礎(chǔ)代謝率，是指每平方米體表面積每小時(shí)的產(chǎn)熱量，通常以KJ/m2.h來表示。不同個(gè)體的基礎(chǔ)代謝率不同，主要受以下因素的影響。1、身高與體重：人體基礎(chǔ)代謝的能量消耗與身高、體重有關(guān)，但單純的身高或體重與基礎(chǔ)代謝率的相關(guān)性不大。人體的基礎(chǔ)代謝率和體表面積成正比，可以利用身高與體重進(jìn)行體表面積的推斷，推斷公式如下：（1）Stevenson公式：S(m2)=0.0061 身高（cm）+0.0128 體重（kg） 0.1529（2）趙松山式：S(m2)=0.00607 身高（cm）+0.0127 體重（kg） 0.0698(3)兒童的

4、Du Bois公式:S(m2)=0.725 身高（cm） 0.425 體重（kg） 71.84何志謙式：S(cm2)=42.3356 身高（cm）175.6882 體重（kg） 272.27162、體型：體型消瘦的人瘦體組織比例較大，而體型偏胖的人的脂肪比例較大，所以體型偏瘦的基礎(chǔ)代謝率要大一些。3、年齡：年齡越小，體內(nèi)代謝越旺盛，基礎(chǔ)代謝率也越高。4、性別：男性的瘦體組織比例大，其基礎(chǔ)代謝率也高于女性。5、內(nèi)分泌:甲狀腺素、腎上腺素、腦垂體激素。年齡男女111546.741.2161746.243.4181939.736.8203037.735.0304037.935.1405036.834

5、.05035.633.1中國(guó)人基礎(chǔ)代謝率平均值（二）體力活動(dòng)體力活動(dòng)主要指勞動(dòng)、娛樂和體育運(yùn)動(dòng)等，勞動(dòng)又包括體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)。不同的體力活動(dòng)所消耗的能量不同，根據(jù)能量消耗的多少，可以分成輕、中、重體力活動(dòng)。同一種活動(dòng)，不同人的能量消耗也不同，熟練工的能量消耗要少于不熟練工。（三）食物特殊動(dòng)力效應(yīng)食物特殊動(dòng)力效應(yīng)是指由于進(jìn)食而引起的能量消耗的額外增加。食物特殊動(dòng)力效應(yīng)的機(jī)制尚未完全了解，但從碳水化合物的食物特殊動(dòng)力效應(yīng)為6%、脂肪4%、蛋白質(zhì)30%來看，可能與消化吸收及代謝有關(guān)。（四）影響能量消化的其它因素 1、情緒和精神狀態(tài) 2、環(huán)境與氣象條件三、人體能量消耗的測(cè)定（一）直接法直接法是在隔熱

6、的情況下，將受試者所散發(fā)的能量全部收集量取。（二）間接法間接法不測(cè)定能量本身，而是通過代謝物質(zhì)的測(cè)定，計(jì)算受試者的能量消耗。1、能量代謝中的參數(shù)（1）熱價(jià)（卡價(jià)）（2）呼吸商（RQ）：是指營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)進(jìn)行生物氧化時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳和消耗的氧氣的比例。（3）能當(dāng)量(EE)：是指營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)進(jìn)行生物氧化時(shí)，每消耗1升氧所能產(chǎn)生的能量。體內(nèi)代謝時(shí)的參數(shù)值Carbo.FatPro.卡價(jià)494產(chǎn)CO20.751.430.78耗O20.752.030.97RQ10.700.8EE5.04.74.52、計(jì)算過程例題：某受試者在進(jìn)行活動(dòng)時(shí)，用氣囊收集30分鐘呼出的氣體為300L(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，收集的尿液為80

7、ml。經(jīng)分析測(cè)定：（1）吸入空氣的氧含量為0.94%, CO2含量為0.03%。（2）呼出空氣的氧含量為17.19%, CO2含量為3.23%。（3）尿中氮含量為0.15g。請(qǐng)計(jì)算該受試者的能量消耗。（1）計(jì)算氧氣消耗量、CO2產(chǎn)量及蛋白質(zhì)消耗量。O2消耗量=300 （20.94% 17.19%）=11.25LCO2產(chǎn)量=300 （3.20% 0.03%）=9.51L蛋白質(zhì)消耗=0.15 6.25=0.94g（2）計(jì)算蛋白質(zhì)的耗氧量及CO2產(chǎn)量氧耗量=0.97 0.94=0.91LCO2產(chǎn)量=0.78 0.94=0.73(3)計(jì)算脂肪與碳水化合物的氧耗量與CO2產(chǎn)量的總和。氧耗量=11.25

8、0.91 =10.34LCO2產(chǎn)量=9.51 0.73 =8.78L(4)計(jì)算碳水化合物或脂肪的氧耗量與CO2產(chǎn)量設(shè)脂肪的氧耗量為x，則其CO2產(chǎn)量為0.7x。而碳水化合物的氧耗量為10.34x，CO2產(chǎn)量為8.78 0.78X。由于碳水化合物的呼吸商為1.0，因此可以列出以下方程：解方程：x=5.28.78-0.7X10.34-X=1脂肪的耗氧量為5.2，碳水化合物的耗氧量為10.34-5.2=5.14（5）計(jì)算蛋白質(zhì)、脂肪與碳水化合物的產(chǎn)熱量：蛋白質(zhì)的產(chǎn)熱量 =0.94 4 =3.76脂肪產(chǎn)熱量 =5.2 4.7 =24.44碳水化合物的產(chǎn)熱量 =5.14 5.0=25.7（6）計(jì)算人體能

9、量消耗人體能量消耗=3.76+24.44+25.7=53.9Kcal四、能量的需要與供給 每天的能量需要=基礎(chǔ)代謝+體力活動(dòng)+食物特殊動(dòng)力效應(yīng) 人體能量的需要量存在明顯的個(gè)體差異，主要影響因素是基礎(chǔ)代謝的大小?；A(chǔ)代謝旺盛的人的能量需要大于基礎(chǔ)代謝較低的人。 在大量人群調(diào)查的基礎(chǔ)上制定的供給量標(biāo)準(zhǔn)適用于大多數(shù)人，但對(duì)一個(gè)具體的個(gè)體，特別是需要糾正體重的個(gè)體來說，可能是不合適的。我國(guó)的能量供給量標(biāo)準(zhǔn)為：年齡男女年齡男女01958190018001110010509200019002120011501021002000313501300112400220041450140012240022005160015001324002200617001600141729002400718001700中國(guó)兒童、青少年能量供給標(biāo)準(zhǔn)kcal/d中國(guó)成人能量供給量標(biāo)準(zhǔn)（男65 、女58）男女1849輕體力活動(dòng)24002100中體力活動(dòng)27002300重體力活動(dòng)32002700孕46個(gè)月+200 79個(gè)月+200乳+500本節(jié)重點(diǎn)：人體熱能消耗及測(cè)定幾個(gè)概念