吃东西总不看「营养素」？　热量与营养素知识大揭密

▲我们可以从食物中获得热量，维持人体各种机能运作。（图／达志／示意图）

文、图／摘自《看得见的营养学》

热量是人维持生命、正常活动的关键。就算不动、什么事都不做，为了保持一定的体温，身体也会消耗热量；即使处于睡眠状态，大脑还是会运作、心脏也还在跳动。这些生理活动所需的热量，一般来说，我们会从食物里的营养素中获得。人体的热量的来源是三大营养素──糖类、脂肪、蛋白质，它们会产生足以维持人体各种机能运作的热量。

从营养素完全被燃烧所得的热量，称为物理性燃烧值，其转换公式为：一公克的糖类约4.1大卡、一公克的脂肪，热量约9.45大卡、一公克的蛋白质，热量约5.65大卡。不过在生物体内，因营养素无法完全被燃烧的关系，必须考虑到消化吸收率，故会将发生的热量估算得低一些，称为生理性燃烧值，一公克的糖类约4大卡、一公克的脂肪约9大卡、一公克的蛋白质约4大卡。此数值称之为Atwater（Wilbur Olin Atwater 博士）氏系数，在热量的计算上被广泛使用。

基础代谢率与一日的热量消耗量

为了维持心脏跳动、体温恒定等，最低限度的热量需求量，称为基础代谢率。男性每日大约需要1500大卡，女性每日大约需要1200大卡的热量，这些几乎相当于人体在睡眠时消耗的热量。一般人体处于静止不动状态时的代谢量，大约相当于基础代谢率的1.25倍。

以在空腹时安静状态下，所测定的热量消耗量为基准，求得每一公斤体重的基础代谢基准值后，再将之乘以基准体重所得的值，便是基础代谢率。一般生活一日所需的热量消耗量，为基础代谢率的1.5倍到2倍。成人一日所需消耗的热量，约为2000到3000大卡，这些热量可从食物的营养素里得到。而这些营养素产生热量的一连串反应过程，称之为能量代谢。

糖类蛋白质脂肪，哪种热量会练成肌肉？

我们已知糖类、脂肪、蛋白质为人体主要的热量来源，但这些经过消化吸收，储存于体内的营养素，是如何转换成热量的？答案是「燃烧」。

其实在体内所进行的燃烧，指的是各种营养素在分解、氧化的过程中，会产生化学能（chemical energy），这个分解、氧化的过程，会在所有的细胞内进行。产生的化学能若是转换成热能（thermal energy），就会被用来维持体温；若是用于肌肉收缩时，就会转换成运动热能。化学能储存在体内的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，简称ATP）分子当中。三磷酸腺苷会在身体的各个细胞内，作为热量分子利用。

三磷酸腺苷是由核酸构成分子──腺苷（adenosine）跟三个磷酸基所结合的磷酸化合物。热量会在磷酸与磷酸的结合部位，以结合能（编注：BindingEnergy，指两个或多个粒子结合成更大的微粒释放的能量）的方式被保存。当三磷酸腺苷的一个磷酸基断裂，变成二磷酸腺苷（ADP）时，会释放出7.3大卡／莫耳的热量。在营养素被分解、氧化的过程中，会大量产生这种能量分子三磷酸腺苷。

热量产生的过程

观察糖类、脂肪、蛋白质的热量产生路径，会发现细胞内的三磷酸腺苷是在糖解作用（糖酵解）及三羧酸循环或称柠檬酸循环（简称TCA）时产生的。

食物中的糖类被分解后所产生的葡萄糖，是人体最重要的热量来源。人的脑部、心脏等的脏器、肌肉，甚至是红血球，以至于所有的细胞，都会使用到葡萄糖。在糖解作用的过程中，不使用氧气的状况下，一个葡萄糖分子被分解到最后，成为丙酮酸（Pyruvic acid）前，会产生两个分子的三磷酸腺苷。在无氧的条件下，丙酮酸会转化成乳酸，储存于细胞内。

接着，在有氧的状况下，丙酮酸会转化为乙醯CoA（Acetyl−CoA；又称乙醯辅酶A）。乙醯CoA会进入TCA循环，与草醯乙酸（或称草乙酸，OA）结合变成柠檬酸，在TCA循环一圈，最大可产生三十六个ATP分子。TCA循环会与消耗氧气的电子传递炼（呼吸链）组合启动。像这样，一分子的葡萄糖经过糖解作用，合计会产生三十八个分子的ATP。

本文摘自《看得见的营养学》，大是文化出版社作者／川岛由起子圣马力安那医科大学医院营养部部，营养管理师，营养管理博士。1974年女子营养大学营养学部毕业，同年任职于圣马利安那医科大学营养部，其后经历营养部科长。于1996年起担任女子营养大学临床营养学研究室兼任讲师，升任大学部专任讲师，并于2001年担任研究所准教授。2003年起就任现职。有多本临床营养学相关著作。

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