一、能量
人体为了维持生命活动和从事劳动，必须从食物中获得能量，以满足机体需要。
人的一生，从初生的婴儿到即将离开人世的老人，每时每刻都需要利用从食物中摄取的能量，以供生长、发育、维持正常生理功能和从事体力活动等的需要。即使在静止不动的情况下，为了维持心跳、呼吸、体温等重要生理功能，也需要能量。人活着就需要能量，如同一部机器得不到能源就会停止运转一样，人如果得不到能量，生命也将停止。由此可见，能量对生命活动是极为重要的。
一般情况下，健康成人从食物摄取的能量与消耗的能量经常保持平衡状态，否则就会导致体重的增加或减少，也就造成人体的肥胖或消瘦。如果能量摄入大于能量消耗，多余的能量就会转化成脂肪而蓄积在体内，这样就形成了肥胖。如果能量的消耗大于能量的摄入，就会动员自身脂肪产热供能，脂肪不足时则消耗体内的蛋白质而产热供能，这样就造成了人体消瘦。肥胖或消瘦均会影响人的体质和体能。所以，保持能量摄入与消耗的平衡是非常重要的。
（一）能量的来源及其单位
1.能量的来源 人体所需要的能量，来源于食物中的糖类、脂类和蛋白质。所以，这三类营养素统称为“产热营养素”或“热源质”。通常所说的三大产热营养素，也就是指糖类、脂类和蛋白质。
这三类营养素的产热量是不同的，每克糖类的产热量为16.7Kj（4.0KCal），每克脂类的产热量为37.6Kj（9.0KCal），每克蛋白质的产热量为16.7Kj（4.0KCal）。所以，这三类营养素中脂类的产热量最高，而糖类与蛋白质产热量基本一致。了解这一常识，就可以通过增加或减少这三类营养素的摄入量来控制能量的平衡。
2.能量的单位 多年来，能量的单位一直用卡（Cal）或千卡（KCal）来表示。目前，国际上已将能量的单位统一用焦耳（j）表示，我国现已将能量的单位由卡改为焦耳（j）。但为了照顾习惯用法，有些人同时应用卡和焦耳。1j指用1牛顿（N）力把1KG物体移动1m所需要的能量。1000j等于1“千焦耳”（Kj）；1000Kj等于1“兆焦耳”（Mj）。两种能量的单位换算如下：
1KCal＝4.184Kj1Kj＝0.239KCal
1000KCal＝4.184Mj1Mj＝239KCal
（二）能量的消耗
机体能量消耗主要用于维持基础代谢、从事体力活动、食物特殊动力作用和生长发育4个方面。
1.基础代谢 基础代谢指人体在基础状态下的能量代谢，即排除肌肉活动、环境温度、食物和精神紧张等因素影响条件下的新陈代谢。基础代谢消耗的能量，就是指人体在空腹、清醒、安静不动时的能量消耗。这时的能量消耗主要用于维持体温、心跳、呼吸、分泌腺活动和细胞代谢等基础的生命活动。基础代谢率的高低受很多因素的影响，其中主要是年龄、性别、体型和环境温度。
基础代谢可根据体表面积按下式计算。
基础代谢（Kj）＝体表面积（m2）×基础代谢率［Kj／（m2H）］×24H体表面积（m2）＝0.00659×身高（Cm）＋0.0126×体重（KG）－0.16032.从事体力活动 除了基础代谢以外，体力活动是影响人体能量消耗的主要因素。因为生理情况相近的人，基础代谢消耗的能量是相近的，而体力活动情况相差很大。体力活动所消耗的能量与劳动强度、持续时间以及工作的熟练程度有关。其中，劳动强度为主要影响因素。而劳动强度主要涉及劳动时牵动的肌肉多少和负荷的大小。
3.食物特殊动力作用 食物特殊动力作用指由摄取食物而引起能量代谢额外增加的现象。它是由于摄入食物而引起的身体能量消耗，即身体在消化、吸收、运转、代谢和储存过程中所需要的能量。食物特殊动力作用所消耗的能量，约占总能量消耗的10％，有人称它为热效应。任何来源的能量摄入均会产生热效应，而蛋白质最高。
4.生长发育 处于生长发育期的儿童和青少年，他们的生长发育需要能量来构建新的组织。有人曾经测定过，每增加1G新组织，约需要4.78KCal能量。同样，孕妇为了满足胎儿的生长发育和自身生殖器官在孕期的增生需要，也要消耗相应的能量。能量消耗必须与生长速度相适应，能量不足，生长便会减慢甚至停止。
（三）能量消耗的测定
能量消耗的测定通常有直接测热法、间接测热法、生活观察法和能量平衡观察法。直接测热和间接测热均需要专用仪器、设备，方法烦琐、复杂，下面仅介绍能量平衡观察法。
能量平衡观察法的依据原理是，健康成人在普通劳动和生活条件下，并按机体需要进食，其体重经常维持在恒定水平。体重恒定，即为能量平衡。故可用计算每日摄取食物的能量及测量体重的变化，以确定人体能量消耗量。当能量摄取超过消耗时，机体可将多余的能量储存，体重增加，每增加1KG体重，就意味着储存25～33Mj（6000～8000KCal）的能量；如摄入低于消耗时，就将动用储存能量，体重则下降。
可以根据不同情况，按下式计算能量消耗。
体重不变：能量消耗量（Mj）＝能量摄入量（Mj）
体重增加：能量消耗量（Mj）＝能量摄入量（Mj）－平均体重增加量（KG）×29Mj／调查天数
体重减少：能量消耗量（Mj）＝能量摄入量（Mj）＋平均体重减少量（KG）×29Mj／调查天数
（四）能量供给量
能量的需要和人体不同的生理状况、生长时期、劳动强度、周围环境等因素有关。
如一个正常的成年人，应该是摄入的能量与消耗的能量基本相等。如果长期摄入的能量超过消耗的能量，多余的能量在机体内转化成脂肪储存起来使身体肥胖。反之，如摄入能量过低，会造成机体的消瘦。婴幼儿、儿童、青少年处于生长发育阶段，摄入的能量就要高于消耗，以保证有充足的能量供生长发育需要。孕妇和乳母也要有较高的能量，以满足婴儿的需要。患有疾病的病人，如发热、失血、严重感染、败血症、肺结核、创伤、烧伤、手术等消耗性疾病病人，都要不同程度地增加能量供给。
正常成人用于基础代谢和维持体温所消耗的能量，差别并不显着，而体力劳动是能量消耗的主要原因，成年人能量供给量是按体力劳动强度制定的。
中国营养学会按体力活动量的差异，提出了不同人群的能量供给量标准。将18～44岁的男性的体力活动度，分为5级。
1.极轻劳动 以坐姿为主的工作，如办公室工作、组装和修理小电器等工作，业余时间有一定的文体活动。
2.轻劳动 以站立或少量走动为主的工作，如店员售货、一般实验室工作、教师讲课等。
3.中等劳动 如学生日常活动、机动车的驾驶、电工安装等。
4.重劳动 如非机械化农业劳动、体育运动等。
5.极重劳动 如非机械化的装卸、伐木、采矿等劳动。
女性可分4级（无极重体力劳动一级）。
中国营养学会修订的我国膳食营养素供给量，确定成年男子按劳动的强度每日能量供给标准为：极轻度劳动能量供给量为10.0Mj（2400KCal）；轻度劳动为10.9Mj（2600KCal）；中度劳动为12.6Mj（3000KCal）；重度劳动为14.2Mj（3400KCal）；极重度劳动为16.7Mj（4000KCal）。女性按劳动的强度能量供给，比男性相应减少1255Kj（300KCal）。
婴儿时期体重增加较快，0～6个月的婴儿每千克体重每日供给0.5Mj（120KCal）的能量，能量供给不足将影响婴儿的发育，但如果能量供给过多将造成婴儿肥胖，婴儿期造成的肥胖，由于形成脂肪细胞数量和体积都增加，长大以后，纠正肥胖将很困难。6～12个月的婴儿每千克体重每日供给0.46Mj（110KCal）能量。
儿童、青少年正处于生长发育时期，要保证充分的能量供给。目前，城市中由于能量供给不足造成营养不良的儿童已经很少见，相反能量过剩问题比较突出。在一些山区或贫困地区，还存在少数儿童能量营养不良问题。青少年时期，由于活动量较大，能量消耗增加，需要较高的能量供给。一般来说，根据中国营养学会专家制定的供给量摄入能量，就可以保证青少年生长发育的需要，过多或过少都不合适。
中年以后，基础代谢率降低，体力活动减少，能量供给量应适当减少，以防肥胖。
孕妇和乳母也应适当增加能量供给。以保证胎儿正常生长和补偿分泌乳汁所消耗的能量。孕妇要负担胎儿的营养供给，所以孕妇随孕期的增加，要增加能量的供给。一般4～9个月孕妇，在没有怀孕时的能量基础上每日增加0.84Mj（200KCal）。
乳母每日应增加3.34Mj（800KCal）。
二、营养素
（一）糖类（碳水化合物）
提起糖，有些人的唾液可能就会增多。因为在一般人的观念中糖总是和甜味联系在一起的，糖类就是各种各样的糖的总称，葡萄糖、水果糖、白糖、红糖、冰糖等，糖的种类繁多，品种各异。但在营养学上，糖类的范围可不止这些，也不是所有甜味的东西都是糖，营养学中所谓的糖类，是一大类由碳、氢、氧3种元素按一定比例组成的有机化合物，不仅包括日常生活中所提到的糖，粮食中的淀粉也属于糖类。多数糖的分子内氢、氧两种元素的比例是2∶1，所以又把糖类叫碳水化合物。
1.糖类的种类与营养价值 糖类的分类方法有多种，根据其分子构成一般分为单糖、双糖和多糖。单糖和双糖一般都略带甜味是日常生活中所说的糖。多糖主要指淀粉，是粮食的主要成分，另外还有动物糖原也属多糖类。
（1）单糖：单糖的分子结构最简单，含碳原子数为3～7个，最常见的为六碳糖，如葡萄糖、果糖和半乳糖。单糖具有甜味，易溶于水，可不经消化直接被机体吸收利用。
①葡萄糖：葡萄糖是绿色植物的叶绿体在日光作用下，把从空气中吸收的二氧化碳和从根部吸收的水分结合在一起而形成的。这个过程就是常说的光合作用，通过光合作用，太阳能转化成化学能，这些能量就储存在葡萄糖中。葡萄糖在植物体内经过一系列变化，再变成复杂的多糖和脂肪，所以说葡萄糖是人类和动物摄取能量的源泉。
②果糖：果糖在所有糖类中最甜，主要存在于水果和蜂蜜中，果糖被机体吸收后，转化为葡萄糖，供人体利用。
③半乳糖：半乳糖是乳糖的组成成分，在自然界中极少单独存在。半乳糖为白色晶体，有甜味，在体内被吸收后转化为葡萄糖。它主要是与葡萄糖组成乳糖，存在于乳汁中，神经组织和软骨组织中也含有半乳糖的成分。
单糖还有许多衍生物用于食品工业，如山梨醇，它在肠道吸收比较缓慢，所以临床用于需要控制血糖的糖尿病患者。甘露醇在食品工业中常用作食品品质改良剂。
（2）双糖：双糖是由两个分子的单糖结合在一起，再脱去一分子水而组成的。双糖易溶于水，需经分解为单糖以后，才能被吸收利用。常见双糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖。
①蔗糖：蔗糖是人类主要的食用糖，是烹饪中很重要的调味品。纯蔗糖（白糖）为白色晶体，易溶于水，甜味仅次于果糖。在甘蔗和甜菜中含量丰富。在制取蔗糖时如纯度较低，含有少量矿物质，色泽发红或发黑者，称为红糖或黑糖。蔗糖在加热至熔点时，开始分解脱水，成为褐色的非结晶物质，即糖色，烹调中常用此法使红烧肉上色。
②麦芽糖：麦芽糖又称饴糖，是由两分子葡萄糖缩合而成。在谷类种子发芽时含量较多，所以称为麦芽糖。麦芽糖是白色晶体，味甜，易溶于水。含淀粉的食物在口腔中经唾液淀粉酶的作用，即可部分地变为麦芽糖。人们在吃馒头时，在慢慢咀嚼过程中感到甜味，这就是麦芽糖的甜味。
③乳糖：乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，为哺乳动物所特有的糖。乳糖为白色晶体，有甜味，难溶于水。乳糖比蔗糖容易消化，对幼畜、婴儿具有较重要的意义。有些人在喝牛奶时发生腹泻、腹胀、胃肠充气，是因为体内乳糖酶缺乏，乳糖不能分解，反被肠道中其他微生物用来发酵，并刺激肠道蠕动加快所致。这在医学上称为乳糖不耐受症。
上述的糖类都有一个共同的特点，能刺激味蕾产生甜味的感觉。
（3）多糖：多糖结构复杂，是由许多个葡萄糖分子组成的长链，无甜味，不溶于水，主要有淀粉和糖原。
①淀粉：淀粉是多糖的主要存在形式，是人们日常膳食的主要成分。在谷类、薯类、豆类、坚果类食物中含量都很丰富。淀粉不易溶于水，加热即膨胀为糊化物，此糊化物易被酶所消化。淀粉经酶的消化，依次分解为糊精、麦芽糖和葡萄糖，最后以葡萄糖的形式被机体吸收利用。
