第二节 热能和生热营养素
维持人体正常生理功能所需营养素的数量称为营养素生理需要量(nutritional requirement)这个量使人体能够保持健康状态、达到应有发育水平和充分发挥效率以完成各项生活和劳动的人体所需要的热能和营养素的必要量，低于这个量将对机体健康产生不利影响。制定营养素生理需要量的原则依据，有许多不同主张，各营养素之间也各有不同的考虑，但不外通过人群调查难和实验研究两大方面，二者结合起来则较为全面。膳食营养素供给量(recommended dietary allowance,RDA)，是在生理需要量的基础上，考虑了人群的安全率(人群的个体差异、应激等特殊情况下需要量的波动、食物的消化率、烹调损失及各种食物因素和营养素间的相互影响等)、社会条件与经济条件等实际问题而提出的膳食中实际应该含有的热能和各种营养素的数量。因此，膳食营养素供给量自然要略高于营养素生理需要量。所以用供给量评价某个群体的膳食质量时，如果摄取的营养素平均值低于供给量，仅表示这个群体中的一些个体可能有营养素摄入不足，相差愈多则摄入不足人数年的比例愈大；对于个人而言，由于供给量已保证了绝大多数人的营养需要，故极少可能发生个人的需要量超出供给量标准。中国营养学会1988年制订推荐的每日膳食中营养素供给量见表11-1。
一、热能
(一)热能来源、功能与供给量
热能(energy)不是营养素，而是一切生物体包括人类维持生命和一切活动所必需的能量。这种能量只能来自蛋白质、脂肪和碳水化合物三大生热营养等，这些产热物质是人们每日膳食的主要部分。它们进入机体后，通过生物氧化，将其内在的化学潜能变成热能并释放出来。供人类食用的植物性食物中热能从太阳中得来，而动物性食物中的热能则又从植物中取得，二者均为人类所利用。
食物中的营养素在人体内不能被完全消化利用，一般在体内的供热量可按每g蛋白质16.8kJ(4kcal)、脂肪37.8kJ(9kcal)、碳水化合物16.8kJ(4kcal)计算，这个数值称为热能系数(caloric quotient)。
人类从食物中所取得的热能，用于生命活动的各种过程，其中包括内脏器官的化学和物理学活动、肌肉活动、体温维持及生长发育等。不同性别、年龄、职业、劳动强度的人其热能需要量各不相同(表11-1)。
各国的饮食习惯不同，热能来源不同，西方国家人民习惯以动物性食物为主，其热能主要来自蛋白质和脂肪，这种膳食结构既不经济又会因为摄入过多的动物脂肪而不利于健康。我国人民长期以来以粮食为主，动物性食物为辅，三大生热营养素占总热能的比例为：蛋白质10%～15%、脂肪20%～25%、碳水化物60%～70%。这是典型的东方人膳食，既经济实惠又有利于健康。
表11-1 推荐的每日膳食中营养素供给量(中国营养学公1988年修订)
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此值大于20%者为肥胖(20%～30%为轻度，30%～50%为中度，50%以上为重度)。 2.体重质量指数 体重质量指数= 体重(kg)/身高2(m2) WHO规定：该指数大于24者为肥胖。 二、蛋白质 蛋白质(protein)是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16.3%，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.8kg。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸，吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质，同时新的蛋白质又在不断代谢与分解，时刻处于动态平衡中。因此，食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例，关系到人体蛋白质合成的量，尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿，都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系。 当膳食蛋白质来源适宜时，机体蛋白质代谢处于平衡状态，氮的摄入量与氮的排出量相等称为氮平衡(nitrogen balance)、应当供给儿童青少年较多的蛋白质，使体内有较多的储留氮，以保证生长发育。即要求氮的摄入量大于氮的排出量，达到正氮平衡。 一般将蛋白质重要生理功能归纳为： 1.组成人体的重要成分之一。 2.人体必需氮元素的唯一来源。 3.维持机体组织更新、生长、修复的重要物质。 4.遗传信息的传递以及许多重要物质的运转都与蛋白质有关。 5.许多具有调节生理功能的物质如催化代谢反应的酶、调节体内代谢过程的激素、具有免疫功能的抗体、承担运输氧的血红蛋白、进行肌肉收缩的肌纤凝蛋白等其本身就是蛋白质。 6.还能为机体提供热能。 (二)食物蛋白质的营养价值 食物蛋白质的营养价值评价指标如下： 1.食物中蛋白质的含量 这是评价食物蛋白质营养价值的基础，只有蛋白质含量高，其他指标也较好，才能满足机体的需要。食物中蛋白质含量一般用凯氏定氮法测定，将测得的含氮量乘以6.25即得到食物中蛋白质的含量。 各种食物中蛋白质含量以大豆类最高(30%～40%)，肉类次之(12%～20%)，粮谷类较低(<10%)。 2.蛋白质消化率 是指蛋白质被消化酶分解的程度。消化率高说明该蛋白质被消化利用的可能性大，其营养价值也高。
动物蛋白质消化率一般高于植物蛋白质，如蛋白类为98%，乳类97%～98%，馒头79%。另外，不同加工方法的食品消化率也不同，如大豆为60%，加工成豆腐其消化率提高到90%。 3.蛋白质生物学价值(biological value)指蛋白质经消化吸收后，进入机体可以储留和利用的部分(表11-2)。 表11-2 常用食物蛋白质的生物学价值
吸收氮=摄入氮-(粪氮-粪内源氮)。 储留氮=吸收氮-(尿氮-尿内源氮)。 食物蛋白质的生物学价值高低主要取决于食物中必需氨基酸的含量和比值。 氨基酸是构成蛋白质的基本单位，蛋白质中含有20余种氨基酸，其中有一部分氨基酸体内能够合成，但有8种氨基酸人体内不能合成或合成速度不能满足机体的需要，必须由食物中摄取，因而称之为必需氨基酸(essential amino acid ,EAA)：即缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸、苏氨酸。对于婴幼儿来说，除这8种氨基酸外，组氨酸也是必需氨基酸。蛋白质的营养过程实际上是通过氨基酸来实现的。不同食物蛋白质所含氨基酸的种类和数量都不尽相同，而人体蛋白质对所需氨基酸的种类、数量及相互间怕比例均有一定的要求，此即为人体必需氨基酸的模式，进入人体蛋白质必需氨基酸符合这个模式的则能充分被利用，否则必然造成某种或某些必需氨基酸的浪费(表11-3)。 表11-3 人体每日必需氨基酸需要量(mg/kg)及比值
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