依据“能量守恒定律”,将体内的能量利用全部折算成热能。 即测定机体在单位时间内发散的总热量,即能量代谢率(energy
metabolic rate)。一般可用直接测热法(direct calorimetry)(图)和间接测热法(indirect calorimetry)。
我们在此只介绍比较简便易行的间接测热法(indirect calorimetry)。
在化学反应中,反应物的量与产物的量之间呈一定的比例关系,这称为定比定律。 例如,氧化1mol葡萄糖,需要6mol O2,同时产生6mol CO2和6mol H2O,并释放一定量的热能(ΔH),其反应式如下:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+ΔH
同一种化学反应, 无论中间过程及条件有多大差异,这种定比关系是不变的。定比定律也适用于人体内营养物质氧化供能的反应,因此定比定律成为间接测热法的重要理论依据。
1.食物的热价(caloric value):指1克食物氧化时所释放出来的能量。
2.食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen):某种营养物质氧化时,消耗1升氧所产生的热量。
3.呼吸商(respiratory quotient RQ):营养物质在体内氧化时,一定时间内二氧化碳产生量与耗氧量的比值。脂肪的RQ为0.71,蛋白质的RQ为0.80,糖的RQ为1。摄入混合食物的呼吸商常在0.82左右。
热价(kJ/g) | O2耗量 (L/g) | CO2产量 (L/g) | 呼吸商 | 氧热价 (kJ/L) | ||
物理热价 | 生理热价 | |||||
糖 | 17.2 | 17.2 | 0.83 | 0.83 | 1.00 | 20.9 |
脂肪 | 39.7 | 39.7 | 2.03 | 1.43 | 0.71 | 18.8 |
蛋白质 | 23.4 | 18.0 | 0.95 | 0.76 | 0.80 | 19.7 |
1.测得单位时间内的耗氧量和二氧化碳产生量
2.计算出混合食物的呼吸商,即RQ=CO2的产生量/O2的消耗量
3.根据呼吸商查表得出混合食物的氧热价
非蛋白呼吸商 | 氧化百分比(%) | 氧热价(kJ) | |
糖 | 脂肪 | ||
0.71 | 1.10 | 98.9 | 19.6230 |
0.75 | 15.6 | 84.4 | 19.8280 |
0.80 | 33.4 | 66.6 | 20.0874 |
0.81 | 36.9 | 63.1 | 20.1376 |
0.82 | 40.3 | 59.7 | 20.1878 |
0.83 | 43.8 | 56.2 | 20.2422 |
0.84 | 47.2 | 52.8 | 20.2924 |
0.85 | 50.7 | 49.3 | 20.3426 |
0.86 | 54.1 | 45.9 | 20.3970 |
0.87 | 57.5 | 42.5 | 20.4472 |
0.88 | 60.8 | 39.2 | 20.4974 |
0.89 | 64.2 | 35.8 | 20.5476 |
0.90 | 67.5 | 32.5 | 20.6020 |
0.95 | 84.0 | 16.0 | 20.8573 |
1.00 | 100.0 | 0.0 | 21.1166 |
4.产热量=氧热价×耗氧量
5.所求出的单位时间内的产热量即为能量代谢率
6.单位体表面积的能量代谢率可消除个体差异。
能量代谢率的单位是:kJ/h/m2。kJ/h/m2。