能量及计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章营养学基础,第二节 能量及宏量营养素,第二节 能量及宏量营养素,学习目标,掌握能量及能量单位,掌握宏量营养素,掌握能量的来源,掌握能量的消耗,掌握能量及膳食的摄入量,能量,1,、能量概论：,能量,存在于生物有机体和自然界，,在自然界的存在形式有多样：,如,太阳能、化学能、机械能、电能。,按照能量守恒定律,，能量既不能创造也不能消失，但可以从一种形式,转变,为另一种形式。,一、能 量,2,、人体能量,：,人体在,生命活动,过程中不断从外界环境中,摄取食物,，从中获得人体必需的营养物质，这些被,吸收,的小分子营养物质在细胞内经过,新陈代谢,，并释放出所蕴藏的化学能。这些化学能经过转化便成为人体生命活动过程中各种能量的来源。,一、能 量,3,、能量单位,-,是,对各种,不同存在形式的“能”,所制定的一个,统一的衡量标准,和,使用单位,，其单位有：焦耳,(Joule,J),和卡,(calorie),两种,单位。,1 J-,是指用,1,牛顿力,把,lkg,物体,移动,1m,所需要的,能量,；,1 kcal-,是指将,1 000 g,纯水的,温度,由,15,上升到,16,所需要的,能量,；,一、能 量,3.1,、能量单位间的关系：,1000J,等于,1,千焦耳,(kilo Joule,，,KJ),；,1000KJ,等于,1,兆焦耳,(mega Joule,MJ),。,3.2,、两种能量单位的换算如下：,1kcal=4.184 kJ 1 kj=0.239 kcal,1 000 kcal=4.184 MJ :1 MJ=239 kcal,营养学上所用的能量单位多年来一直是卡或千卡，目前国际上和我国通用的能量单位是焦耳。,能量的食物来源,2,、能量的食物来源,人体,的能量来源是,食物中,的碳水化合物、脂肪和蛋白质。这,三类,营养素,普遍存在,于各种食物中，其中：,粮谷类,和,薯类,食物含,碳水化合物,较多，是膳食能量最经济的来源；,油料,作物富含,脂肪,；,动物性食物,一般比植物性食物含有更多的,脂肪和蛋白质,；但大豆和硬果类例外，它们含丰富的油脂和蛋白质；,蔬菜和水果,一般含能量较少。几种常见啟物的能量含量见表,3-4,。,2.1,、产能营养素,：,人体所需要的能量，来源于食物中的碳水化合物、脂肪和 蛋白质，三者统称为“产能营养素”或“热源质”。,2.1.1,、碳水化合物,：碳水化合物是人体的主要能量来源，人体所需能量约,60%,以上是由食物中的碳水化合物提供的。,葡萄糖,被吸收后，一部分以,糖原,的形式,储存,在肝脏和肌肉。,肌糖原,-,是骨骼肌随时可动用的储备能源，用来满足骨骼肌的需要；,一、能 量,一、能 量,肝糖原,-,也是一种储备能源，储存量不大，主要用于,维持血糖水平,的相对稳定。,脑组织消耗,的能量较多，在通常情况下，脑组织消耗的能量均来自碳水化合物的有氧氧化，因而脑组织对缺氧非常敏感。,脑组织细胞,储存的糖原又极少,，代谢消耗的能量主要来自血糖，所以脑功能对血糖水平有很大的依赖性，血糖水平过低可引起抽搐甚至昏迷,。,2.1.2,、脂肪：,人体所消耗能量的,2,5%,3,0%,多来自体内的脂肪，其中包括从食物中摄取的碳水化合物所,转化,成的脂肪。在短期饥饿情况下，则主要由体内的脂肪供给能量。,但,它不能在人体缺氧条件下供给能量。,一、能 量,一、能 量,2.1.3,、蛋白质：,一般情况下主要是碳水化合物和脂肪氧化供能。,当,人体所需能源物质供能不足，如长期不能进食或能量消耗过多时，体内的糖原和储存脂肪已大量消耗之后，将依靠组织蛋白质,分解产生氨基酸,来获得能量，以维持必要的生理功能。,食物的卡价,2.2,食物的卡价,2.2.1,、每克,产能营养素在,体内氧化,所产生的,能量值,称为“,食物的热价”或“食物的能量卡价,”，亦称“,能量系数,”。,食物的卡价,是经,体外燃烧,实验推算而得。,2.2.2,、每克产能营养素在体外燃烧时所产生的能量值称为,“物理卡价,”,食物的卡价,物质燃烧时所释放出的热，称为,燃烧热,。,食物,可在动物,体外,燃烧，也可在动物,体内,氧化。,体外燃烧和体内氧化的化学本质是一致的,，食物在体内氧化亦可放出,燃烧热,。,体外燃烧,是在,高温,作用下完成的，化学反应激烈，伴随着光和热。,体内,的燃烧（,生物氧化,）过程是在,酶的作用,下缓慢进行的，,比较温和。,体外燃烧,的物理卡价：,1g,碳水化合物,-,-,平均产生能量,17.15,kj,(4.1 kcal),；,1g,脂肪,-,-,平均产能,39.54,kj,（,9.45,kcal),；,1g,蛋白质,-,-,平均产能,23.64,kJ(,5.65,kcal),。,食物的卡价,食物的卡价,产能营养物质,代谢产物：,在体内氧化时,:,碳水化合物和脂肪,与体外燃烧时的,最终产物,都是二氧化碳和水，,所产生的能量,相同,；,蛋白质,在体内氧化时的最终产物为二氧化碳、水、尿素、肌酐及其他含氮有机物；,而在体外燃烧时的最终产物则为二氧化碳、水、氨和氮等，体内氧化不如体外燃烧完全，若将,lg,蛋白质在体内氧化的最终产物收集起来，继续在体外燃烧，还可产生能量,5.44 kJ (1.3 kcal),即,1g,蛋白质的产能为,23.64 kJ(5.65 kcal)-5.44kJ(1.3kcal),=18.2kj,(4.35kcal),。,2.2.3,、三大营养物质生理卡价,食物中的营养素在消化道内,并非,100%,吸收,。一般,混合膳食,中碳水化合物的吸收率为,98%,、脂肪为,95%,、蛋白质为,92%,，,即“生理卡价”,则为：,1g,碳水化合物,：,17.15kjX98%=16.81 kJ(4.o kcal),I g,脂肪,:39.54 kjX95%=37.56 kJ (9.0 kcal),1 g,蛋白质,:18.2 kjX92%=16.74 kJ (4.0kcal),食物的卡价,2.3,、能量来源（略）及分配,：,三大产能营养素,在体内都有其,特殊的生理功能,，虽能相互转化，但不能完全代替，三者在总能量供给中应有一个恰当的比例，,即合理的分配,。根据我国的饮食习惯：,成人碳水化合物以占总能量的,55%,65%,；,脂肪占,20%,一,30%,；,蛋白质占,16%,20%,为宜，年龄小，蛋白质及脂肪供能占的比例应适当增加。,成人,脂肪摄入量一般,不宜超过总能量的,30%,能量来源分配,3,、能量消耗：,能量从一种形式,转化,为另一种形式的过程中，既不增加也不减少，这是所有形式的能量互相转化的一般规律，,即能量守恒定律,。在理想的平衡状态下，个体的能量需要量等于其消耗。,成年人,的,能量消耗,主要用于维持,基础代谢,、,体力活动,和,食物热效应,；,孕,妇,还包括子宫、乳房、胎盘、胎儿的生长及体脂储备；,乳母,则需要合成乳汁；,儿童、青少年,则应包括生长发育的能量需要；,创伤等病人,康复,期,间也需要补充能量。,能量消耗,3.1,、基础代谢：,基础代谢,-,-,是指人体在,维持,呼吸、心跳等,最基本生命活动情况,下的能量代谢。即在清晨而又极端安静的状态下，不受精神紧张、肌肉活动、食物和环境温度等因素影响时的能量代谢。,单位时间内,的基础代谢，,称,为,基础代谢率,(BMR,),一般是,以每小时、每平方米体表面积所发散的热量来表示,(kj/,h,或,kcal/,h),。,能量消耗,能量消耗,3.1.1,、,基础代谢测量,的条件,：,一般都在,清晨未进餐,以前进行，,距离,前一天晚餐,12,14,h,，,而且,测量前的最后一次进餐不要吃得太饱，膳食中的脂肪量也不要太多，这样可以排除食物热效应作用的影响。测量前不应做费力的劳动或运动，而且必须静卧半小时以上，测量时采取平卧姿势，并使全身肌肉尽量松弛，以排除肌肉活动的影响。测量时的室温应保持在,20,25,，,以排除环境温度的影响。,3.1.2,、基础代谢的测量方法,a,、气体代谢法：,能量代谢始终伴随着,氧的消耗,和,二氧化碳,的产生。故可根据氧的消耗量推算能量消耗量。目前临床常用的是,一种特制的代谢车,.,b,、用体表面积计算：,基础代谢消耗的能量常根据体表面积或体重和基础代谢率计算。,能量消耗,能量消耗,b,、用体表面积计算：,基础代谢,=,体表面积,(m,2,)X,基础代谢率,(kj/m,2,h,或,kcal/m2h)X 24,人体的体表面积，可根据身高和体重来推算。,男性,:A-O.006 07H+O.012 7W-O.069 8,女性,:A=O.00568H+O.012 6W-0.046 1,式中,A,体表面积，,m2,；,H,身高，,cm;,W,体重，,kg,；,3.1.3,、基础代谢的影响因素,a,、体表面积,：,基础代谢率的高低与体表面积基本上成正比。因此，用每平方米体表面积为标准来衡量能量代谢率是比较合适的。,b,、年龄：,在人的一生中，婴幼儿阶段是代谢最活跃的阶段，其中包括基础代谢率，以后到青春期又出现一个较高代谢的阶段。,c,、性别：,女性基础代谢率低于男性。,能量消耗,能量消耗,d,、激素：,激素对细胞的代谢及调节都有较大影响。,如,甲状腺功能亢进可,使基础代谢率明显升高；,相反,，患黏液水肿时，基础代谢率低于正常。去甲肾上腺素可使基础代谢率下降,25%,e,、季节与劳动强度：,基础代谢率在不同季节和不同劳动强度人群中存在一定差别，,如,寒季基础代谢率高于暑季，劳动强度高者高于劳动强度低者。,3.2,、体力活动：,机体耗氧量的增加与肌肉活动的强度,呈正比关系,。耗氧量,最多,可达到,安静时的,10-20,倍。,通常各种,体力活动,所消耗的能量约占人体,总能量消耗的,15%,一,30%,。,能量消耗,能量消耗,影响体力活动能量消耗的因素如下：,A,、,肌肉越发达者，活动能量消耗越多。,B,、,体重越重者，能量消耗越多。,C,、,劳动强度越大、持续时间越长，能量消耗越多。,D,、,与工作的熟练程度有关，对工作熟练程度高者能量消耗较少。,3.3,、食物热效应：,食物热效应,(TEF),是指,由于进食,，,而引起能量消耗额外增加的现象，过去称为,食物特殊动力,作用,(SDA),。例如,：,进食,碳水化合物,可使能量消耗增加,5%,一,6%,；,进食,脂肪,增加,4%,一,5%,；,进食,蛋白质,增加,30%,一,40%,；,进食,一般混合膳食,约增加基础代谢的,10%,。,能量消耗,3.4,、,生长发育及孕妇、乳母对能量的需求,：,儿童,-,-,其一天的能量消耗还应包括生长发育所需要的能量。,孕妇,-,-,的能量消耗则应,包括,胎儿由于迅速发育所需的能量，,还要,加上自身器官及生殖系统的孕期发育特殊需要的能量，尤其在怀孕后半期。,能量消耗,能量消耗,3.5,、情绪与精神状态：,情绪和精神状态,影响代谢。,如：,脑的,重量,只占体重的,2%,，但脑组织的代谢水平是很高的。在精神紧张地工作状态下，可使大脑的活动加剧，能量代谢约增加,3%,一,4%,，在情绪激动时代谢增加。,4,、,能量需要量及膳食推荐摄入量,：,4,、能量需要量及膳食推荐摄入量：,人体能量代谢的,最佳状态,是达到,能量消耗,与,能量摄人,的,平衡,。,能量代谢,失衡,，即能量,缺乏,或,过剩,都对身体,健康不利,。,推荐摄人量,(RNI),a、能量需要量的确定：,基础代谢,约占总能量消耗的,60%,70%,，,故近年多以,基础代谢率,(BMR),乘,以,体力活动水平,(PAL),计算能量需要量，,即：,能量需要量,=,BMR(,基础代谢率）,X PAL,（体力活动水平）,BMR,可由表,3-1,查得，也可根据表,3-2,的公式计算得知，,PAL,可由表,3-3,查知,能量需要量及膳食推荐摄入量：,能量需要量及膳食推荐摄入量：,b,、膳食能量推荐摄入量,中国营养学会根据,基础代谢率,(BMR),和,体力活动水平,(PAL),的计算方法，推算我国成年男子、轻体力劳动膳食能量推荐摄入量,(RNI),为,10.03,MJ,日,(,2400kcal/,日,),。,5,、常见食物能量含量（每百克）,6,、热量概述及其计算,6.1,、热能（热量）的定义,：,维持人的体温需要一定的热能，各种体力、脑力劳动及体内一切生理活动过程也都需要消耗热能。,即使,人体,完全处于睡眠状态时,，也仍需要热能维持心跳、呼吸、血液循环等活动。,人的生命只要存在,，就一刻也离不开热能。,热量及其计算,6.2,、热量的单位,6.2.1,、,卡、千卡或大卡,6.2.2,、,焦耳、千焦或兆焦,单位换算：,1,千卡,=4.184,千焦耳,热量及其计算,6.3,、人体热量的来源,凡,在人体内,氧化,产生热量的营养素称,产热营养素,。人体内有,三大产热营养素,：碳水化合物、蛋白质、脂肪。每克碳水化合物在人体内氧化燃烧可产生,17.15,千焦（,4.1,千卡）的热量。每克蛋白质在人体内氧化燃烧可产生,23.64,千焦（,5.65,千卡）的热量。每克脂肪在人体内氧化燃烧可产生,39.54,千焦（,9.45,千卡）的热量。,热量及其计算,但,以上营养素,在计算中,一般按照,4,、,4,、,9,千卡,来算。,因为,体内热源质并不完全氧化生成二氧化碳和水，尚余有含氮有机物（尿素、肌酐）等，排出体外。,扣除,食物热源质未被消化吸收部分，,每克碳水化合物、蛋白质、脂肪分别产热,4,、,4,、,9,千卡。,热量及其计算,以上营养素在体内消化过程中不能完全被吸收，习惯上三者的消化率为,98%,、,92%,、,95%,来计算。,碳水化合物：,17.1598%=16.81,千焦,=4,千卡,蛋白质：,(23.64-5.44)92%=16.74,千焦,=4,千卡,脂肪：,39.5495%=37.56,千焦,=9,千卡,热量及其计算,6.4,、人体热量的消耗,6.4.1,、,基础代谢,影响因素：体表面积、年龄、性别、,内分泌、其它因素,热量及其计算,6.4.2,、体力活动,包括脑力劳动及体育活动，是机体能量消耗的主要部分。,世界卫生组织将,成人职业劳动强度,分为轻、中、重体力,活动三个等级。,轻度,体力活动：,75%,坐或站，,25%,时间活动,中度,体力活动：,25%,坐或站，,75%,时间从事特殊职业活动。,重度,体力活动：,40%,坐或站，,60%,时间从事特殊职业活动。,热量及其计算,6.4.3,、,食物特殊动力作用,指食物消化、转运、代谢和储存过程中能量消耗的总结果。指由于摄入食物引起能量消耗增加的现象。,进食碳水化合物、脂肪分别增加,6%,、,4%;,蛋白质增加,30%;,三者混食增加,6-10%;,按照,10%,计算。,热量及其计算,6.4.4,、,生长发育需要消耗的能量,未成年人和孕妇消耗的能量包括此项。,热量及其计算,6.5,、,人体能量的需要,人体需要的能量,来自,食物中的三大产热营养素。,6.5.1,、,摄取食物应遵循,膳食供给量标准,：,膳食中,蛋白质,应占膳食总热量的,10-15%,膳食中,脂肪,应占膳食总热量的,20-30%,膳食中,糖类,应占膳食总热量的,55-65%,热量及其计算,6.5.2,、,热量的计算,人体热量的计算,食物热量的计算,热量及其计算,6.5.2.1,、人体热量的计算方法,A,、根据成人的身高、计算标准体重,标准体重,=,身高,-105,或标准体重,=,（身高,-100,）,0.9,B,、对照成人的体质指数,，判断其体重正常,肥胖还是消瘦。公式：,体质指数（,kg/m,）,=,实际体重（千克）,/,身高的平方（米的平方）,中国人,的体质指数在,18.5-23,之间为,正常,，,24-27,为,超重,，,28-30,为,肥胖,，,30,重度肥胖。,C,、根据,成人日能量供给表，即可确定能量的需要量,全日能量需要量（,kcal,）,=,标准体重（,kg,）,单位标准体重能量需要量（,kcal/kg,）,成年人每日能量供给量（,kcal/kg,）,体型,体力活动量,极轻体力活动,轻体力活动,中体力活动,重体力活动,消瘦,30,35,40,40,45,正常,20,25,30,35,40,肥胖,15,20,20,25,30,35,热量及其计算,例：,某人中年，身高,172cm,，体重,68kg,，从事中等体力劳动，其每日所需能量为：,1,、标准体重,=172-105=67kg,标准体重,=,（,172-100,）,0.9=64.8kg,2,、体质指数,(BMI)=68/1.72=23,属正常体重,3,、查表,正常体重 中体力劳动,单位标准体,重能量供给,为,35kcal/kg,总能量,=6735=2345,（,kcal,）,总能量,=64.835=2268,（,kcal,）,热量及其计算,练习,:,某男，,中等体力劳动，身高,180cm,体重,78kg,，求其每日所需的热量及三大产热营养素的需要量。,每日热量：,1,、标准体重,=180-105=75kg,或标准体重,=,（,180-100,）,0.9=72kg,2,、,BMI=78/,（,1.81.8,）,=24.07,体形肥胖,热量及其计算,3,、每日总热量：,查表肥胖体形中体力劳动单位标准体重能量供给为,30kcal/kg,每日总热量：,3075=2250,千卡,或每日总热量：,3072=2160,千卡,三大产热营养素需要量：,蛋白质：,225015%4=84,克,2160 15%4=81,克,脂肪：,225025%9=62.5,克,216025%9=60,克,碳水化物：,225060%4=337.5,克,216060%4=324,克,热量及其计算,例：某男轻体力劳动身高,176CM,，体重,70KG,，每日所需热量是多少？,直接查表,为,2400,千卡,计算：,标准体重（,176,100,）,0.9,68.4Kg,体质指数,=70/,（,1.76 1.76,）,=22.58,体型正常,每日热量,3068.4,2052Kcal,（千卡）,6.5.2.2,、,食物热量的计算,食物成分表的应用,由,原料,做成膳食，其营养成分的含量都,或多或少,地发生变化。如果要精确地计算主食和菜肴的营养成分方法复杂，还需一定的设备。,现实，我们可将,烹饪,对营养素的影响,不计,，而简单计算其食物所需原料的实际重量营养素食量并进行分析。,食物热量的计算方法：,食部,是,100%,的情况：,食物,每百克热量,（,所求食物质量,/100,）,食部,不是,100%,的情况：,食物,每百克热量,食部,（,所求食物质量,/100,）,练习题：食部是,100%,的情况,1,盒酸奶,250,克，可提供多少热量，多少钙？,查表已知：酸奶每,100,克含热量,72,千卡、钙,118,毫克。,酸奶热量,=72,（,250,/100,）,=180,千卡,酸奶含钙量,=118,（,250,/100,）,=295,毫克,食部不是,100%,的情况,练习题：,1,个松花蛋,70,克，可提供多少热量？,查表已知：,松花蛋,100,克食部,90%,，提供热量,171,千卡。,松花蛋热量,=17190%,（,70/100,）,=108,千卡,求一份红烧鲤鱼（鲤鱼,500,克）的热量及三大热量营养素的含量。,查表已知鲤鱼的可食部分,54%,。每,100,克含蛋白质,17.6,克、脂肪,4.1,克、碳水化合物,0.5,克。每,100,克鲤鱼的热量是,109,千卡。,鲤鱼三大产热营养素量：,蛋白质：,17.6 54%(500/100)=47.52,(g),脂类：,4.1,54%,(,500,/100)=11.07(g),碳水化物：,0.5,54%,(,500,/100)=1.35(g),500,克鲤鱼的总热量：,47.524+11.079+1.354=295.11(kcal),或,109 54%,（,500/100,）,=294.3(kcal),一份土豆烧牛肉提供多少热量？多少钾？,（牛肉,100,克，土豆,100,克）,查表已知：,土豆食部,94%,，每,100,克提供热量,76,千卡，钾,342,毫克。,牛肉食部,99%,，每,100,克提供热量,125,千卡，钾,216,毫克。,土豆热量：,7694%=71,千卡,牛肉热量：,12599%=124,千卡,土豆烧牛肉热量：,71+124=195,千卡,牛肉含钾：,21699%=214,毫克,土豆含钾：,34294%=321,毫克,土豆烧牛肉含钾量：,214+321=535,毫克,谢 谢！,