人的生活,即生存、發展,首先需要解決溫飽問題。我們首先探討的是“化學與食品”問題,了解如何從食品(物)中獲取展開生命活動所必需的、足夠的能量和營養。
生活能量包括維持人體生化反應所需的化學能,保證這些反應正常進行的環境所需的熱能(體溫),以及日常活動所消耗的能量等,這些能量都靠食物供給。
一、日常活動的能量消耗
1.基礎代謝率
人體空腹靜臥於18℃~25℃環境中,維持體溫和器官最基本生命活動所需的能量稱為基礎代謝能量。每千克體重每小時所耗的能量稱為基礎代謝率(BMR)。相當於人絕對休息時的能耗,正常成年人的相應功率為67焦/秒~87焦/秒。
2.一些主要活動的能量消耗
開展一般活動的成年人,每天約消耗1萬千焦能量。對學生而言,一個50千克體重的男生,平均每天能量消耗大約為12600千焦(按1千卡=4.184千焦,大約為3000千卡)能量。一個40千克體重的女生,平均每日能量消耗大約為8820千焦(2100千卡)。
國際衛生組織規定人均日攝取熱量達到1萬千焦(合約2400千卡),就算達到了溫飽線。美、俄、法、加、澳為1.4萬千焦~1.5萬千焦,日本為1.2萬千焦。我國於1982年第二次營養調查結果顯示,全國男女老少平均日攝入熱量為1.04萬千焦,表明我國人民的溫飽問題早已基本解決。
二、能量的來源
人體能量來源於食物。食物通常包括主食、維生素和無機物質(特別是微量元素)三種成分。其中食物主體指糖、蛋白質和脂肪,是它們提供人體正常能量需求。維生素及微量元素則在能量的轉換和保證機體的正常運行中發揮獨特作用。
1.主食
糖、蛋白質和脂肪都屬於碳水化合物。這些碳水化合物被氧氣氧化成二氧化碳和水,同時放出大量的熱。我們平時講的“消化”,實質上就是這種氧化。由於每種成分作用不同,因而食物需要保證適當的配比。按上述溫飽水平的日攝取能量要求,一個成年人每天需要攝取:(1)糖,300~400克。1克糖約提供17千焦能量,300~400克糖理論上可提供5100~6800千焦能量,即可滿足人體需要。其中1/3為食糖,2/3為澱粉,占總能量的35%~45%。
(2)蛋白質,80~120克。1克蛋白質也大約可提供17千焦能量,每天攝入46~56克蛋白質(相當於310克瘦肉或3個雞蛋)就可達到要求。但考慮到實際吸收效率,一般每天應供給80~120克蛋白質,放出1360~2040千焦能量,相當於飲食總熱量的10%~15%。
(3)脂肪,100~150克。每克脂肪可提供37千焦能量,每天攝取100~150克脂肪,可放出3700~5550千焦,占總能量的35%~50%。由於脂肪的攝入量與心髒病有關,故有人建議應將其降至30%~35%。
2.微量成分
維生素和微量元素被稱為生物催化劑,起促進化學反應、轉換能量及維持各種代謝的重要作用。
(1)維生素。20世紀初就認識到吃蔬菜、水果不僅是為了調味,而且是為了吸取維生素。1907年維丹斯(德,1928年諾貝爾獎得主)在研究膽固醇過程中合成了維D3,從而開創了維生素研究的新紀元。維生素在機體內的作用與酶有密切關係,缺乏某種維生素會引起特定的疾病。例如,缺維生素A會導致夜盲症;缺維生素D會生佝僂病;缺維生素E導致不孕;缺維生素B、C會貧血等。
(2)微量元素。通常指鐵、鋅、銅、錳、鉻、鈷、鉬、釩、硒、氟、硼、碘等元素,是動植物生命體係的營養元素或必需元素,它們都有重要的生理功能。例如,人們早就知道缺鐵會導致耳聾,缺碘會導致甲狀腺腫。近來報道長期飲用含鎘量較高的水會“隻生女,不生男”,即影響到染色體的活動能力。