第二节 能量

三大产能营养素。 人体所需的能量通常由食物提供。食物摄入体内，经过一系列的消化、吸收，转化为人体的营养素和能量。 我们已经讲过，营养素分为六大类（有人将膳食纤维列为第七类营养素），有蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质和水。 人类膳食中还含有其他许多未知晓的功能成分，有待于进一步研究探讨。 机体所需的能量来源于蛋白质、脂类、碳水化合物，因此，这三种营养素称为: 三大产能营养素。

一、能量单位 能量的单位，国际上通用的是焦耳(J)，营养学上使用最多的是其1000倍的单位，即千焦(kJ)；另外，还有兆焦(MJ)，即1000倍kJ。过去通用的能量单位是卡(cal)和千卡(kcal)。 两种能量单位的换算关系为：1cal=4.184J；1J=0.239cal。

二、能量来源和能量系数 碳水化合物、脂肪和蛋白质这三类营养素在体内代谢后可产生能量，因此将这三种营养素称为产热营养素或生热营养素。 产热营养素可以产生的能量多少可以通过仪器进行测定。经测定，每1g碳水化合物、脂肪和蛋白质分别能产生16.7kJ (4kcal)、37.6kJ (9Kcal)、16.7kJ(4kcal)的能量。我们将1g产热营养素在体内完全氧化所产生的能量称为产热系数或者生热系数，也可以称为能量系数。所以糖类、脂肪和蛋白质的生热系数分别为16.7kJ/g (4kcal/g)、37.6kJ/g (9kcal/g)、16.7KJ/g (4kcal/g)。此外酒精也可产生能量，1g纯酒精可以产生能量29.3 kJ(7 kcal)。

三、人体的能量消耗 人体的能量消耗包括基础代谢、体力活动、食物特殊动力作用和生长发育四个方面。 （一）基础代谢 1、基础代谢和基础代谢率概念 基础代谢是指维持人体生命活动最基本的能量消耗，即人体在清醒、静卧、空腹（进食12h～14h）、安静和恒温条件下(一般18～22℃ )用于维持持体温、呼吸、心跳、血液循环等生理活动所消耗的能量。

三、人体的能量消耗 机体的能量消耗主要在三个方面： ①维持基础代谢； ②体力活动 ； ③食物特殊动力作用。 对于处于生长发育的机体，还应考虑生长发育所需要的能量。

1、基础代谢和基础代谢率概念 基础代谢是指维持人体生命活动最基本的能量消耗，即人体在清醒、静卧、空腹（进食12h～14h）、安静和恒温条件下(一般18～22℃ )用于维持持体温、呼吸、心跳、血液循环等生理活动所消耗的能量。 基础代谢率指单位时间内人体单位体表面积的能量消耗，是表示基础代谢水平的常用指标，一般占人体能量总消耗的60%～75%。

2.影响基础代谢率的因素 （1）体表面积。基础代谢率的高低与体重并不成比例关系，而与体表面积基本上成正比。 （2）年龄。在人的一生中，婴幼儿阶段是代谢最活跃的阶段。成年以后，随着年龄的增加，基础代谢会缓慢的降低。 （3）性别。在同一年龄、同一体表面积的情况下，女性基础代谢率低于男性。

2.影响基础代谢率的因素 （4）激素。某些激素对基础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提高；相反，患粘液水肿时，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%。 （5）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，说明气候和劳动强度对基础代谢率有一定影响。例如，寒季基础代谢率高于夏季，劳动强度高者高于劳动强度低者。

（二）体力活动 人们每天都从事着各种各样的体力活动，活动强度的大小、时间的长短、动作的熟练程度的都会影响到能量的消耗。通常体力活动所消耗的能量占人体总能量消耗的15%-30%。 体力活动的种类很多，在营养学上根据能量消耗的多少，将成年人活动强度分为轻度、中度和重度三个等级 。

表1-2 建议我国成年人活动水平分级 活动 水平 职业工作 与时间分配 工作内容 举例 轻 中 重 75%时间坐或站立 25%时间站着活动 40%时间坐或站立 60%时间特殊职业活动 25%时间坐或站立 75%时间特殊职业活动 办公室工作、修理电器钟表、售货员、酒店服务员、化学实验操作、讲课等 学生日常活动、机动车驾驶、电工安装、车床操作、金工切割等 非机械化农业劳动、炼钢、舞蹈、体育运动、装卸、采矿等

（三）食物特殊动力作用 人体在摄食过程中，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，这种由于摄食而引起能量消耗额外增加的现象称为食物特殊动力作用，又称为食物热效应。人体食物特殊动力作用的能量消耗，约相当于总能量消耗的10%。不同食物的特殊动力作用也会因为食物成分而异。

各种营养素的热效应 各种营养素中：⑴蛋白质的这种热效应最强，相当于其自身产能的30%； ⑵糖类则少得多，仅占其所产能量的5%～6%； ⑶脂肪更少，占4%～5%。 ⑷普通混合膳食的热效应约为基础代谢所需能量的10%。

（四）生长发育 对于婴幼儿、儿童、青少年来说，生长发育需要一定的能量。此外，孕妇、哺乳期妇女以及疾病恢复期的病人等，也会由于新生组织的增加而引起能量的额外消耗。

人体能量的来源是碳水化合物、脂肪和蛋白质。根据中国营养学会制定的《中国居民膳食营养素参考摄入量》，结合我国人民的生活习惯和食物来源，成年人碳水化合物所提供的能量占全日总能量需要的55%～65%，脂肪占20%～30%，蛋白质占10%～15%。

三大产能营养素普遍存在于各种食物中。粮谷类、杂豆类和薯类的碳水化合物含量比较高，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，但大豆和坚果例外，它们富含脂肪和蛋白质；蔬菜和水果一般含能量较少。