食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)第三章能量

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1、食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)FOODNUTRITION第三章?tīng)I(yíng)養(yǎng)與能量平衡第一節(jié)能量與能量單位一、能量的作用及意義能量是營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)。人體的一切活動(dòng)都與能量代謝分不開(kāi)，如果體內(nèi)能量代謝停止了，生命也就停止了。唯有通過(guò)食物源源不斷提供能量，人體才能做機(jī)械功、滲透功和進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)，如心臟搏動(dòng)、血液循環(huán)、肺的呼吸、肌肉收縮、腺體分泌，以及各種生物活性物質(zhì)的合成。二、能量的單位、人體能量的來(lái)源及轉(zhuǎn)化1.能量的單位以往能量以卡（calorie,cal)為單位，是指1克水從15℃升高到16℃所吸收的能量。營(yíng)養(yǎng)學(xué)上慣用千卡（kcal)。1

2、948年國(guó)際上確定1卡能量相當(dāng)于4.184焦耳（Joule),焦耳與卡之間換算關(guān)系如下：1cal=4.184J1kcal=4.184kJ1kJ=0.239kcal1MJ=239kcal1MJ=1000kJ=106J2.人體能量的來(lái)源及轉(zhuǎn)化根據(jù)能量守恒定律……太陽(yáng)能光合作用（無(wú)機(jī)物：CO2,H2O及NH3等）（潛能）潛能自由能去向化學(xué)能（生物合成）滲透能（吸收分泌）電能（大腦活動(dòng)）熱能（維持體溫）機(jī)械能（肌肉收縮）植物動(dòng)物人體（有機(jī)物：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)）第二節(jié)能值及其測(cè)定一、食物能值與生理能值食物能值——指食物

3、徹底燃燒時(shí)所測(cè)定的能值，亦稱物理燃燒值或總能值。糖類和脂肪徹底燃燒時(shí)的最終產(chǎn)物是CO2和H2O。蛋白質(zhì)在體外燃燒時(shí)的最終產(chǎn)物是CO2、H2O和氮的氧化物等。生理能值——指機(jī)體可利用的能值。在體內(nèi)，糖類和脂肪氧化的最終產(chǎn)物與體外燃燒時(shí)相同，為CO2和H2O，但考慮機(jī)體對(duì)它們的消化、吸收時(shí)，故二者稍有不同。蛋白質(zhì)在體內(nèi)的氧化并不完全，尚有部分能量的有機(jī)物如尿素、尿酸、肌酐等由尿排出。須考慮排出的能量和消化率。名稱食物能值尿中損失吸收率生理能值生理系數(shù)Kcal/gkJ/gKcal/gkJ/g%Kcal/gkJ/g蛋白

4、質(zhì)脂肪糖類乙醇5.659.454.17.123.639.517.229.71.255.2--微量9295981004.09.04.07.1173817304947幾種營(yíng)養(yǎng)素的食物能值和生理能值*純酒精的吸收快，但在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的能量只以熱的形式出現(xiàn)，不能用于機(jī)體作功，故又稱為空熱。二、能值的測(cè)定1.食物能值的測(cè)定食物能值通常采用氧彈量熱計(jì)(bombcalorimeter)進(jìn)行測(cè)定。2.人體能量消耗的測(cè)定人體能量的消耗實(shí)際上就是指人體對(duì)能量的需要。方法有：1）直接測(cè)熱法（現(xiàn)已少用）2）間接測(cè)熱法間接法就是不直接測(cè)

5、量熱量本身，而是以測(cè)量機(jī)體在代謝過(guò)程中O2的被利用(VO2)與CO2的生成(VCO2)，以及氮在尿中的排出等來(lái)精確計(jì)算。間接測(cè)熱法的經(jīng)典方法是多氏裝置法（Douglas),通過(guò)裝有呼吸活瓣的口鼻罩，把受試者一定時(shí)間內(nèi)呼出的氣體集于多氏袋內(nèi)，可知被利用O2(VO2)與CO2的生成(VCO2)。閱讀材料間接法的基本原理：三大產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分解釋放能量時(shí)，必須消耗O2和生成CO2。呼吸商（RQ)=VCO2VO2體內(nèi)消耗的能源物質(zhì)不同，其呼吸商也不同。碳水化合物的呼吸商為1，以葡萄糖(分子量為180）為例：C6H

6、12O6+6O2→6CO2+6H2O+673.2kcal6molCO2RQ=6molO2=6×22.46×22.4=1.0每克葡萄糖：O2消耗量=6×22.4180=0.75(L/g)=0.75(L/g)CO2產(chǎn)生量=6×22.4180葡萄糖產(chǎn)能量=673.2180=3.74(kcal/g)把每消耗1LO2或產(chǎn)生1LCO2所釋放的能量稱為O2或CO2的能當(dāng)量。O2能當(dāng)量=673.26×22.4=5.01(kcal/L)CO2能當(dāng)量==5.01(kcal/L)673.26×22.4脂肪氧化的呼吸商為0.7，以軟脂

7、酸甘油脂（分子量為806）為例2C51H98O6+145O2→102CO2+98H2O+15249.5kcal用同樣的方法可以計(jì)算蛋白質(zhì)在代榭中的能量釋放。RQ=102molCO2145molO2=0.7102×22.4145×22.4=在實(shí)驗(yàn)對(duì)象實(shí)測(cè)的O2的消耗與CO2的產(chǎn)生總量，是由糖、脂肪及蛋白質(zhì)的代謝形成的，那么如何計(jì)算它們提供的能量呢？如果已知尿中排出的氮量，就可求出蛋白質(zhì)被代謝的數(shù)量。然后在O2及CO2的總量中減去蛋白質(zhì)分解的那一部分O2及CO2，余下的為糖與脂肪在代謝中O2的消耗與CO2的產(chǎn)生量及

8、相應(yīng)的呼吸商，稱非蛋白呼吸商（non-proteinrespiratoryquotient,NPRQ)。例：某一被測(cè)對(duì)象正在進(jìn)行車床操作，經(jīng)用口罩及氣袋收集10分鐘呼出氣100L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），同時(shí)收尿測(cè)定10分鐘內(nèi)尿氮排出0.06g。測(cè)定呼出氣中O2含量17.20%及CO23.20%，空氣中O2含量20.94%，CO20.03%。O2的總消耗量=100×(20.94%－17.20%)=