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)。
直接测热法装置我们在此只介绍比较简便易行的间接测热法(indirect calorimetry)。
(一) 间接测热法的原理:
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。
间接测热法装置
(二) 计算产热量的常用参数和概念
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。
三种营养物质氧化时的有关数据
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 |