能量与营养素第一讲

能量和三大产能营养素
教师：吴建中
TEL:88539766
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提
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
要
人体的营养需要 蛋白质 脂类 碳水化合物 水分 维生素
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第一节 人体的营养需要
营养：是指人体摄取、消化、吸收和利用食
物中营养物质以满足机体生理需要的生物学
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能量计算举例
以从事重体力活动的某工人一天需要摄入 的能量为3200kcal计算,问分别需要摄入多少 碳水化合物、脂肪以及蛋白质，才能满足其能 量消耗的需要？
碳水化合物： 3200×65％÷4＝520 克 脂肪： 3200×25％÷9＝89 克 蛋白质： 3200×10％÷4＝80 克
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*组氨酸为婴儿必需氨基酸，成人需要量可能较少。
2014-2-8 摘自Modern
Nutrition in Health and Disease ，第9版，第14页，1999年。
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氨基酸模式：是蛋白质中各种必需氨基酸的 构成比例。计算方法是将该种蛋白质中的色 氨酸含量定为1，分别计算出其它必需氨基 酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋 白质氨基酸模式。
过程。
营养素：是指食物中能给人体提供能量、机 体构成成分和组织修复以及生理调节功能的 化学成分。
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人体的营养需要分类
营养需要
能 量
营 养 素 （蛋白质、脂类、碳水化物、矿物质、维生素、水）
膳食纤维
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能量
能量是做功的动力。人体维持心脏跳动、 血液循环、肺部呼吸、腺体分泌、物质转运等 重要的生命活动,以及从事生活和生产、体力 活动等都需要消耗能量。这些消耗的能量主要 是由食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质（三 大产能营养素）在体内代谢氧化提供。
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转运和存储作用
运输蛋白：如载脂蛋白、血红蛋白 存储蛋白：如铁蛋白
调节渗透压和酸碱平衡 血液凝固、视觉、人体的运动等 提供能量
碳水化物供应不足的情况下 分解组织蛋白质供能，导致瘦体组织消耗
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必须了解的蛋白质和氨基酸基础知识
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以核糖核酸酶为例
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构成蛋白质的氨基酸分类 必需氨基酸 非必需氨基酸 条件必需氨基酸
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必需氨基酸
概念：人体蛋白质由20种α氨基酸按不同组合构成， 其中人体不能合成或合成速度慢远不能满足机体需 要，必须由食物供给的氨基酸称必需氨基酸。
成人的必须氨基酸8种：缬aa色aa蛋aa赖aa苏aa 丙 aa亮aa异亮aa。 婴幼儿必须氨基酸9种：成人基础上加组aa。 记忆方法：甲（组）携来一本亮色书。
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能量单位是什么？
卡（Calorie）：指1毫升水从15℃升高到 16℃所需要的能量。 焦耳（Joule）：用1牛顿的力将1公斤的物 体移动1米所需的能量。 两种计量单位的换算关系： 1cal=4.18J 1J=0.239cal
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物理卡价：是指每克产热营养素在体外燃烧所 产生的热能值称为物理卡价。 生理卡价：或称为能量系数、食物的能量卡 价，，是指每克产热营养素在体内生物氧化所 产生的热能值称为卡价。碳水化合物、脂肪和 蛋白质的生理卡价分别为4、9、4 kcal/g。
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从蛋白质的氨基酸造成来看植物性蛋白质 中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸相对较少， 所以其蛋白质的营养价值较低。
赖氨酸是大米和面粉蛋白的第一限制氨基酸
蛋氨酸是豆类蛋白和荞麦的第一限制氨基酸 赖氨酸与色氨酸是玉米的第一限制氨基酸
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蛋白质互补作用：为了提高植物性蛋白质的营 养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食 用，而达到以多补少的目的，提高膳食蛋白质 的营养价值，不同食物间相互补充其必需氨基 酸不足的作用，称为蛋白质互补作用。 不同植物蛋白质合在一起食用。如八宝粥 植物蛋白质和动物蛋白质合在一起食用。
参考蛋白质：是指可用来测定其它蛋白质质量 的标准蛋白。
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人体蛋白质和几种食物蛋白质的氨基酸模式
氨基酸 异亮氨酸 亮氨酸 人体 4.0 7.0 全鸡蛋 2.5 4.0 鸡蛋白 3.3 5.6 牛奶 3.0 6.4 猪瘦肉 3.4 6.3 牛肉 3.2 5.6 大豆 3.0 5.1 面粉 2.3 4.4 大米 2.5 5.1
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特殊情况下的条件必需氨基酸
此外，人体在严重的应激状态或创伤、 感染及某些消耗性疾病情况下，体内氨基酸 的需要量大大增加，一些本能自身合成的氨 基酸在此时也会发生缺乏，这些随机体外界 条件的变化而需要量增加的氨基酸称为条件 性必需氨基酸。包括牛磺酸、精氨酸和谷氨 酰胺。
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赖氨酸
蛋氨酸+半胱氨酸 苯丙氨酸+酪氨酸 苏氨酸 缬氨酸 色氨酸
5.5
3.5 6.0 4.0 5.0 1.0
3.1
2.3 3.6 2.1 2.5 1.0
4.3
3.9 6.3 2.7 4.0 1.0
5.4
2.4 6.1 2.7 3.5 1.0
5.7
2.5 6.0 3.5 3.9 1.0
5.8
2.8 4.9 3.0 3.2 1.0
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非必需氨基酸：除必需氨基酸外的其他氨
基酸称为非必需氨基酸，并不是人体不需
要它们，而是它们可以在体内合成，不一
定要从膳食中得到。
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条件必需氨基酸：半胱氨酸和酪氨酸。
苯丙氨酸→酪氨酸；
蛋氨酸→半胱氨酸
如果酪氨酸和半胱氨酸的摄入充足，就可以节 省苯丙氨酸和蛋氨酸，因此酪氨酸和半胱氨酸 被称为条件必需氨基酸。
构成人体蛋白质的氨基酸
氨基酸 必需氨基酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸 组氨酸* 非必需氨基酸 丙氨酸 精氨酸 英文 Isoleucine(Ile) Leucine(Leu) Lysine(Lys) Methionine(Met) Phenylalanine(Phe) Threonine(Thr) Tryptophan(Trp) Valine(Val) Histidine(His) Alanine(Ala) Arginine(Arg) 氨基酸 天门冬氨酸 天门冬酰胺 谷氨酸 谷氨酰胺 甘氨酸 脯氨酸 丝氨酸 条件必需氨基酸 半胱氨酸 酪氨酸 英文 Aspartic acid(Asp) Asparagine(Asn) Glutamic acid(Glu) Glutamine(Gln) Glycine(Gly) Proline(Pro) Serine(Ser) Cysteine(Cys) Tyrosine(Tyr)
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食物的生热效应（食物特殊动力作用）
人体在进餐后数小时内，由于要对食物中营养素进 行消化，吸收、代谢转化，需要额外消耗能量，同时引 起体温升高和散发热量，这种因摄食而引起的能量额外 消耗称食物的热效应。一般来说，食物的生热效应约占 每天总能量消耗的10％。碳水化合物的生热效应为自身 供能的 6％，脂肪和蛋白质分别为 4％～ 5％和30％，其 中蛋白质的作用最强。
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C.性别。在同一年龄,同一体表面积的情况下, 女性机体所消耗的能量比男性低。女性体内 脂肪组织比例大于男性,而去脂肪组织的比 例则相反。一般女性比男性基础代谢平均低 5％～10％,妇女孕期基础代谢率有所增加, 其增加率可达28％。
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D.内分泌。内分泌腺分泌的激素不仅对物 质代谢起调节作用,而且对能量代谢也起 一定作用,其中以甲状腺素的影响为最大。 甲状腺机能亢进,基础代谢率升高40％～ 80％，而甲状腺机能低下，基础代谢率 下降40％～50％。
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三大产能物质在体内进行生物氧化释 放的能量，45％形成三磷酸腺苷（ATP）储 存于高能磷酸键中,然后在生理条件下释放 出能量供机体各种活动之需,其他55％用于 维持体温并向外环境散发。
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一般情况下,在较长时间内健康成年人摄 入的能量与所消耗的能量经常保持着平衡。一 旦出现不平衡，摄入能量过多或过少就会引起 人的体重增加或减轻，而不利于人体健康。 “能量平衡与体重控制直接有关”
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第二节 蛋白质
蛋白质是一切生命的物质基础，没有蛋 白质就没有生命。 正常成人体内蛋白质比例16％～19％， 每天约有3％的蛋白质被更新。
分解
蛋白质
合成
氨基酸
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蛋白质的生理功能
构成和修补组织 人体细胞、组织、器官的构成成分 儿童生长期形成新细胞和组织的重要原料 成年人的组织更新、修复和维持 构成体内各种重要的生理活性物质 酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶等 抗体：免疫球蛋白 激素：胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等
2ห้องสมุดไป่ตู้14-2-8
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人体能量的消耗
能量消耗去路
10% 基础代谢 体力活动 食物生热效应
30% 60%
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维持基础代谢 基础代谢是维持人体最基本生命活 动所必需的能量消耗，亦即用于维持体 温、心跳、呼吸、各器官组织基本功能 等最基本的生命活动的能量消耗，约占 机体总能量消耗的60％～75％。
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基础代谢的测量 一般是在安静和松弛休息条件下，清醒 静卧舒适环境中，室温18～20℃，禁食12小 时，无体力和脑力劳动，采用直接或间接测 热法进行测量。此时的代谢基本维持循环、 呼吸及体温等最基本的能量需要。
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基础代谢的影响因素 A.体表面积和体型。体表面积越大,散热面积 越大。瘦高的人较矮胖的人相对体表面积较 大,故基础代谢率也较高。 B.年龄。在人的一生中,婴幼儿阶段整个代谢 最为活跃。以后随年龄增加,基础代谢率下 降，成年以后年龄每隔10年,基础代谢下降2 ％。
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半完全蛋白质：食物中的蛋白质所含的必 需氨基酸种类齐全,但含量多少不均,比例 不合适,若膳食只食用此种蛋白,可以维持 生命,但不能促进生长发育。如米、面的 蛋白质。（必需氨基酸质完全，量不足） 不完全蛋白质：指食物蛋白质所含的必需 氨基酸种类不全,不能维持人体正常发育 和健康。如胶原蛋白、鱼翅蛋白。（质和 量均不足）
你能否利用生热效应？
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能量供给量和来源
能量供给量
能量供给量的制定,主要以体力劳动的强 度和性别不同为依据。中国居民DRIs 膳食营养素参考摄 入量(2000):成年男女（18-50岁）能量RNIs 推荐摄入 量(Kcal/d)
轻体力劳动：
重体力劳动：
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男2400，女2100；
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食物1 CC AAAA RRR
食物2 CCCC AA RRR CAR CAR CAR CAR CAR CAR
+
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蛋白质的分类
完全蛋白质：又称优质蛋白质，是指食物 中的蛋白质所含的必需氨基酸种类齐全,数 量充足,比例适当,不仅能维持人体健康,也 能促进生长发育。如大多数动物性食物蛋 白质和大豆蛋白质。（必需氨基酸的质和 量都满足）
男3200，女2700；
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中等体力劳动：男2700，女2300；
能量的来源
我国建议供能三大营养素的合理分配百分比为碳水 化合物占55％～65％,脂肪占25％～30％,蛋白质为10 ％～15％。
乙醇在体内代谢可产生热能 碳水化物、蛋白质 7 Kcal/克 4 Kcal/克
脂肪
9 Kcal/克
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4.4
1.7 6.4 2.7 3.5 1.0
1.5
2.7 5.1 1.8 2.7 1.0
2.3
2.4 5.8 2.3 3.4 1.0
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限制氨基酸：是指食物蛋白质中一种或几种必 需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基 酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白 质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨 基酸，称为限制氨基酸。其中含量最低的称第 一限制氨基酸，依此类推。
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E.环境温度与气候。炎热地带、严寒地区居民 基础代谢率升高。
F.尼古丁、咖啡因刺激基础代谢升高。
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体力活动的消耗
它代表高于基础代谢水平的体力活动所 产生的能量消耗。对一个中等活动强度的人 来说,体力活动的消耗约占总能量需要的15 ％～30％。在所有引起能量消耗的组成部分 中,体力活动的消耗的变异最大,因而也最容 易使之发生改变。