1.3: Mik a tápanyagok?

Határozza meg a „tápanyag” szót, és azonosítsa az egészség szempontjából nélkülözhetetlen hat tápanyagcsoportot.
Sorolja fel a három energiatermelő tápanyagot és azok energiabevitelét!.

Mi van az élelmiszerben?

Az általunk fogyasztott ételek tápanyagokat tartalmaznak. Azokat a tápanyagokat, amelyek szenet tartalmaznak, szervesnek, míg azokat, amelyek nem tartalmaznak szenet, szervetleneknek. A tápanyagok olyan anyagok, amelyekre a test alapvető funkcióinak ellátásához szükséges. Mivel az emberi test nem szintetizálja a tápanyagokat, ezeket az étrendből kell beszerezni, elengedhetetlenné téve őket. A nem megfelelő mennyiség fogyasztása rossz egészségi állapotot okozhat.

A tápanyagokat energia előállítására, a környezeti környezet észlelésére és reagálására, mozgásra, hulladékok kiválasztására, lélegzésre (lélegzésre), növekedésre és szaporodásra használják. A test működéséhez és az egészségi állapot fenntartásához hat tápanyagosztály szükséges. Ezek szénhidrátok, lipidek, fehérjék, víz, vitaminok és ásványi anyagok. Az ételek tartalmaznak olyan tápanyagokat is, amelyek károsak lehetnek (például koleszterin, színezékek és tartósítószerek) vagy hasznosak (például fitokemikáliák, mint antioxidánsok és zookémiai anyagok, például omega-3 zsírsavak).

1.3.1. Ábra: A tápanyagok hat osztálya. Forrás: www.chemistry.wustl.edu/

Makrotápanyagok

A nagy mennyiségben (grammban) szükséges tápanyagokat makrotápanyagoknak nevezzük. A makrotápanyagok három osztályba sorolhatók: szénhidrátok, lipidek és fehérjék. Ezek metabolikusan feldolgozhatók sejtenergiává. A makrotápanyagok energiája kémiai kötéseikből származik. Ezt a kémiai energiát sejtenergiává alakítják, amelyet aztán felhasználnak a munka elvégzésére, lehetővé téve testünk számára alapvető funkcióik ellátását. Az élelmiszer energia mértékegysége a kalória. A táplálkozási élelmiszerek címkéin a „kalóriákra” megadott mennyiség valójában megegyezik az egyes kalóriák és az ezer szorzatával. A kilokalória (ezer kalória, kis „c” jelöléssel) szinonimája a táplálkozási élelmiszerek címkéjén szereplő „Kalória” (nagybetűvel „C”). A víz abban az értelemben is makrotápanyag, hogy nagy mennyiségre van szüksége, de a többi makrotápanyagtól eltérően nem hoz kalóriát.

Szénhidrátok

A szénhidrátok olyan molekulák, amelyek szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. A szénhidrátok fő táplálékforrásai a gabonafélék, a tej, a gyümölcsök és a zöldségek, beleértve a keményítőtartalmú zöldségeket, például a burgonyát. A nem keményítő zöldségek szénhidrátokat is tartalmaznak, de kisebb mennyiségben. A szénhidrátokat kémiai szerkezetük alapján nagyjából két formába sorolják: gyorsan felszabaduló szénhidrátokat, gyakran egyszerű cukroknak, és komplex vagy lassan felszabaduló szénhidrátokat, más néven poliszachridoknak.

A gyorsan felszabaduló szénhidrátok egy vagy két alapegységből állnak. Az egyszerű cukrok példái közé tartozik a szacharóz, az a típusú cukor, amelyet egy tálban a reggelizőasztalon lenne, és a glükóz, a vérben keringő cukor típusa.

1.3.2. Ábra: A makrotápanyagok: szénhidrátok, lipidek, fehérje és víz

A lassan felszabaduló vagy komplex szénhidrátok az egyszerű cukrok hosszú láncai, amelyek elágazók vagy elágazók lehetnek. A keményítő egy példa a lassan felszabaduló szénhidrátra. Az emésztés során a vékonybél az összes lassan felszabaduló szénhidrátot egyszerű cukrokká, többnyire glükózzá bontja. Ezután a glükóz felszívódik és minden sejtünkbe szállítódik, ahol glikogén formájában tárolják, energiát készítik vagy makromolekulákat építenek fel. A rost szintén lassan felszabaduló szénhidrát, de az emberi testben nem bontható le és emésztetlenül jut át az emésztőrendszeren, hacsak a bélben élő baktériumok nem bontják le.

Egy gramm szénhidrát négy kilokalória energiát ad a test sejtjeinek a munka elvégzéséhez. A nagyobb makromolekulák energiaellátása és építőkövei mellett a szénhidrátok elengedhetetlenek az idegrendszer, a szív és a vesék megfelelő működéséhez. Mint említettük, a glükóz a testben tárolható későbbi felhasználás céljából. Az embereknél a szénhidrátok tároló molekuláját glikogénnek, a növényekben pedig keményítőknek nevezik. A glikogén és a keményítők lassan felszabaduló szénhidrátok.

Lipidek

A lipidek szintén szénből, hidrogénből és oxigénből álló molekulacsaládok, de a szénhidrátokkal ellentétben vízben nem oldódnak. Ez a molekulaosztály látható (például növényi olaj) vagy láthatatlan (például tejszín) az elfogyasztott ételekben. A lipidek túlnyomórészt a vajban, olajokban, húsokban, tejtermékekben, diófélékben és magvakban találhatók, valamint számos feldolgozott élelmiszerben. A lipidek három fő típusa a triglicerid (más néven triacil-glicerin), foszfolipid és szterin. A lipidek fő feladata az energia tárolása. A lipidek több energiát szolgáltatnak grammonként, mint a szénhidrátok (kiló kalória/gramm lipid, szemben négy kilokalória/gramm szénhidráttal). Az energiatárolás mellett a lipidek sejtmembránként szolgálnak, körülveszik és megvédik a szerveket, elősegítik a hőmérséklet szabályozását és sok más funkciót szabályoznak a testben. A lipidek fő feladata az energia tárolása. A lipidek több energiát szolgáltatnak grammonként, mint a szénhidrátok (kiló kalória/gramm lipid, szemben négy kilokalória/gramm szénhidráttal). Az energiatárolás mellett a lipidek sejtmembránként szolgálnak, körülveszik és megvédik a szerveket, elősegítik a hőmérséklet szabályozását és sok más funkciót szabályoznak a testben.

Fehérjék

A fehérjék makromolekulák, amelyek aminosavaknak nevezett alegységek láncait alkotják, amelyeket a fehérje építőköveinek neveznek. Az aminosavak egyszerű alegységek, amelyek szénből, oxigénből, hidrogénből és nitrogénből állnak. Az élelmiszer-fehérjeforrások olyan állatokból származnak, mint a húsok, tejtermékek, tenger gyümölcsei, és különféle növényi eredetű élelmiszerek, például szója, bab és diófélék. A fehérje szó egy „elsődleges fontosságú” görög szóból származik, amely találóan leírja ezeket a makrotápanyagokat; köznyelven az élet „munkalovaként” is ismertek. A fehérjék grammonként négy kilokalória energiát szolgáltatnak; az energia biztosítása azonban nem a fehérje legfontosabb funkciója. A fehérjék felépítik a csontokat, az izmokat és a bőrt, és szerepet játszanak a testben lejátszódó kémiai reakciók nagy részében. A tudósok becslései szerint több mint százezer különböző fehérje létezik az emberi testben.

Víz

Van még egy tápanyag, amelynek nagy mennyiségben rendelkeznünk kell: víz. A víz nem tartalmaz szenet, de vízmolekulánként két hidrogénből és egy oxigénből áll. A teljes testtömeg több mint 60 százaléka víz. Enélkül semmit sem lehet a testbe vagy a testbe szállítani, kémiai reakciók nem fordulnak elő (oldószerként hat), a szervek nem párnázódnak, az ízületek nem kenődnek be, és a test hőmérséklete széleskörűen ingadozik. Átlagosan egy felnőtt naponta alig több mint két liter vizet fogyaszt el ételből és italból. A „hármasok szabálya” szerint a túlélési szakértők által támogatott általánosítás szerint az ember három percig képes túlélni oxigén nélkül, három napig víz nélkül és három hétig étkezés nélkül. Mivel a víz annyira kritikus az élet alapvető folyamatai szempontjából, a belépő és leadott víz mennyisége rendkívül fontos, ezt a témát részletesen a 7. fejezetben vizsgáljuk meg.

Mikroelemek

A mikroelemek olyan tápanyagok, amelyekre a test kisebb mennyiségben szükséges, de mégis nélkülözhetetlenek a testi funkciók ellátásához. A mikroelemek tartalmazzák az összes nélkülözhetetlen ásványi anyagot és vitamint. Tizenhárom vitamin és tizenhat esszenciális ásványi anyag található (a teljes listát és főbb funkcióikat lásd az 1.3.1. És az 1.3.2. Táblázatban). A szénhidrátokkal, lipidekkel és fehérjékkel ellentétben a mikroelemeket nem közvetlenül használják fel energia előállítására, hanem az enzimek (azaz koenzimek) részeként segítik a folyamatot. Az enzimek olyan fehérjék, amelyek kémiai reakciókat katalizálnak a testben, és részt vesznek a test funkcióinak minden aspektusában, az energiatermeléstől a tápanyagok emésztésén át a makromolekulák felépítéséig. A mikrotápanyagok sok szerepet játszanak a testben.

Vitaminok

A tizenhárom vitamin szerves vegyületek (szénalapú), amelyek vízben vagy zsírban oldhatók. A vízben oldódó vitaminok a C-vitamin és az összes B-vitamin, amelyek közé tartozik a tiamin, a riboflavin, a niacin, a pantoténsav, a piroxidin, a biotin, a folát és a kobalamin. A zsírban oldódó vitaminok A, D, E és K. A vitaminok a test számos funkciójának (szabályozási és anyagcsere-képességének) elvégzéséhez szükségesek, például a vörösvérsejtek előállításához, a csontszövet szintetizálásához és a normális látáshoz, az idegrendszer működését és az immunrendszer működését. Néhány olyan kémiai reakcióban működik, amely szénhidrátokból, zsírból, fehérjéből és alkoholból származik. Vitaminok ne energiát közvetlenül szolgáltatnak, és nem strukturálisak; lehetővé teszik a kémiai reakciók bekövetkezését.

1.03.1. Táblázat: Vitaminok és főbb funkcióik Vitaminok főbb funkciói

Vízben oldódó
B1 (tiamin)	Koenzim, energia-anyagcsere segítség
B2 (riboflavin)	Koenzim, energia-anyagcsere segítség
B3 (niacin)	Koenzim, energia-anyagcsere segítség
B5 (pantoténsav)	Koenzim, energia-anyagcsere segítség
B6 (piroxidin)	Koenzim, aminosav szintézis elősegítése
Biotin	Koenzim
Folsav	Koenzim, elengedhetetlen a növekedéshez
B12 (kobalamin)	Koenzim, vörösvértest szintézis
C	Kollagén szintézis, antioxidáns
Zsírban oldódó
A	Látás, reprodukció, immunrendszer működése
D	A csontok és a fogak egészségének fenntartása, az immunrendszer működése
E	Antioxidáns, sejtmembrán védelem
K	A csontok és a fogak egészségének fenntartása, véralvadás

A vitaminhiány súlyos egészségügyi problémákat okozhat. Például a niacin hiánya a pellagra nevű betegséget okozza, amely Amerika egyes részein a huszadik század elején gyakori volt. A pellagra gyakori jelei és tünetei a „4D-k - hasmenés, dermatitis, demencia és halál” néven ismertek. Amíg a tudósok meg nem tudták, hogy a jobb étrend enyhíti a pellagra jeleit és tüneteit, sok betegségben szenvedő ember őrült menedékházba került, és halálra várt (1.3.1. Videó). Más vitaminok szintén megakadályozták bizonyos rendellenességeket és betegségeket, például skorbut (C-vitamin), éjszakai vakság (A-vitamin) és az angolkór (D-vitamin).

Ásványok

Az ásványi anyagok szilárd szervetlen anyagok, amelyek kristályokat képeznek, és attól függően osztályozódnak, hogy mennyire van szükségünk ezekre. Az ásványi anyagokra, például a molibdénre, a szelénre, a cinkre, a vasra és a jódra csak néhány milligramm vagy kevesebb, a makromineral-anyagokra, például a kalciumra, magnéziumra, káliumra, nátriumra és foszforra több száz milligrammra van szükség. Az ásványok szerkezeti, szabályozási és metabolikus kapacitásukban működnek. A csont és a fogak építése a strukturális funkció példája; a folyadék egyensúlyának fenntartása, a csontszövet felépítése, a hormonok szintetizálása, az idegi impulzusok továbbítása, az izmok összehúzódása és ellazulása, valamint a káros szabad gyökök elleni védelem a szabályozási és anyagcsere folyamatok példái. Ásványok ne ellátja az energiát közvetlenül.

Élelmiszer-energia és élelmiszer-minőség

Videó 1.03.2: Ez a videó egy kalóriát ír le. Folyamatosan hallunk a kalóriákról: Hány kalória van ebben a sütiben? Hány ember ég meg 100 ugró emeléssel, hosszú távú futással vagy ficánkolással? De mi is az a kalória, valójában? És hányukra van szükségünk valójában? Emma Bryce elmagyarázza, hogyan kell néhány különböző tényezőt meghatározni az egyes személyek számára ajánlott mennyiség meghatározásához.

Az élelmiszerminőség egyik mérése a benne lévő tápanyagok mennyisége az energiához (kalóriákhoz) viszonyítva. A kiváló minőségű ételek tápanyagdúsak, vagyis sok tápanyagot tartalmaznak az általuk biztosított kalóriák mennyiségéhez képest. A tápanyagokban sűrű ételek ellentétesek az „üres kalóriatartalmú” ételekkel, például a szénsavas cukros üdítőkkel, amelyek sok kalóriát és nagyon kevés egyéb tápanyagot tartalmaznak, ha vannak ilyenek. Az élelmiszerek minősége ezen felül az ízével, az állagával, a megjelenésével, a mikrobiális tartalmával és az, hogy a fogyasztók mennyire kedvelik. Az élelmiszerekben lévő tápanyagok mennyiségét befolyásolhatják a gazdálkodási körülmények, a növények érettsége betakarításkor, főzési folyamatok és a tárolás időtartama.

Étel: jobb tápanyagok forrása

Jobb, ha az összes mikrotápanyagot az elfogyasztott ételekből szerzi be, szemben a kiegészítőkkel. A kiegészítők csak a címkén felsoroltakat tartalmazzák, de az ételek sokkal több makrotápanyagot, mikrotápanyagot és más vegyi anyagot tartalmaznak, például az egészségre kedvező antioxidánsokat. Míg a vitaminok, multivitaminok és étrend-kiegészítők 20 milliárd dolláros iparágat képeznek ebben az országban, és az amerikaiak több mint 50 százaléka naponta vásárolja és használja őket, nincs következetes bizonyíték arra, hogy az egészség elősegítésében és a betegségek megelőzésében jobbak, mint az élelmiszer. Dr. Marian Neuhouser, a seattle-i Fred Hutchinson Rákkutató Központ munkatársa azt mondja, hogy „... hiányoznak a tudományos adatok a kiegészítők hosszú távú egészségügyi előnyeiről. Meglepetésünkre azt tapasztaltuk, hogy a multivitaminok nem csökkentették a leggyakoribb rákos megbetegedések kockázatát, és a szívbetegségekre sem voltak hatással. ” Woodward, K. „A multivitaminok minden nap nem tartják távol a gyakori rákokat; A legnagyobb ilyen jellegű tanulmány egyértelmű bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy a multivitaminok nem csökkentik a posztmenopauzás nőknél a rák vagy a szívbetegség kockázatát. " Fred Hutchinson Rákkutató Központ. Center News 16 (2009. február). http://www.fhcrc.org/about/pubs/center_news/online/2009/02/multivitamin_study.html

Key Takeaways

Az ételek olyan tápanyagokat tartalmaznak, amelyek elengedhetetlenek a testünk működéséhez.
A testi működéshez szükséges tápanyagosztályok közül négyre van szükség nagy mennyiségben. Ezek szénhidrátok, lipidek, fehérjék és víz, makroelemeknek nevezik őket.
A tápanyagok osztályai közül kettőre kisebb mennyiségben van szükség, de ezek továbbra is nélkülözhetetlenek a testi működéshez. Vitaminok és ásványi anyagok.
Az élelmiszerminőség egyik mérése az esszenciális tápanyagok mennyisége, amelyet egy étel tartalmaz az energiamennyiséghez képest (tápanyagsűrűség).

Vitaindítók

Készítsen listát néhány kedvenc ételéről, és keresse fel a „Mit tartalmaz az Ön által fogyasztott ételek?” az USDA által biztosított kereső eszköz. Melyek azok a tápanyagok, amelyek megtalálhatók a kedvenc ételeiben?

Tartson megbeszélést az osztályon a „tudomány fejlődéséről” és annak jelentőségéről az emberi egészség szempontjából, amint azt a pellagra című videó mutatja (1.3.1. Videó).