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营养素是指食物中可给人体提供能量、构成机体和修复组织以及具有生理调节功能的化学成分，机体所需的能量是由产能营养素在体内代谢产生的。产能营养素由碳水化合物、脂肪和蛋白质构成。碳水化合物是人体必需的宏量营养素之一，是人类膳食能量的主要来源。膳食碳水化合物是人类获取能量最经济和最主要的来源，每克葡萄糖在体内氧化可以产生16.74千焦（4千卡）的能量。在维持人体健康所需要的能量中，55%～65%由碳水化合物提供。
脂肪占正常人体重的10%～20%，是构成人体成分的重要物质。脂肪是人体重要的能量来源，合理膳食能量中的20%～30%由脂肪供给。每克脂肪在体内氧化可产生37.67千焦（9千卡）的能量。
供给能量是蛋白质的次要功能，只有当机体能量供应严重不足，特别是碳水化合物严重不足时，蛋白质才被代谢分解释放能量，1克蛋白质在体内产生16.74千焦（4千卡）的能量。
碳水化合物、脂类和蛋白质广泛存在于各类食物中。动物性食物含有较多的脂肪和蛋白质，是膳食热量的重要构成部分。植物性食物中粮谷类和根茎类含有大量的碳水化合物，是较经济的能量来源，也是中国膳食热量的主要来源；大豆和坚果类如花生、核桃等含有丰富的脂肪和蛋白质，是膳食热量辅助来源之一；而蔬菜、水果含热量较少。