4.2: Tápanyagok

Közreműködik Suzanne Wakim és Mandeep Grewal
Professzorok (sejtmolekuláris biológia és növénytudomány) a Butte Főiskolán

Sok háború vívta ezeket a fűszereket Indiából. A fűszerekben található vegyszerek és olajok sajátos illatot és ízt árasztanak az indiai konyhában. Az étel és a kultúra összefonódik, és az emberek magukhoz viszik kultúrájukat, amikor idegen országba telepednek. Néha elfogadják kultúrájukat, és néha a diszkrimináció okává válik, amellyel az embereknek szembe kell nézniük kultúrájuk felkarolásáért. Például az Egyesült Államokban az emberek nehezen találnak megfizethető lakást, mert sok amerikai bérbeadó úgy gondolja, hogy amikor az etnikai ételeket a házban főzik, a fűszerek és az egyedi összetevők illatát nehéz lehet eltüntetni a házból, és tönkreteheti a házukat. ingatlan.

Az indiai fűszerek ezen színes bemutatása nem csak szép. A képen látható elemek fitokémiai anyagokban is gazdagok. Fitokémiai anyagok a nemrégiben felfedezett vegyi anyagok, például olajok és színezékek nagy csoportja, amelyek természetesen előfordulnak a növényekben. Közülük sokan úgy védik a növényeket, hogy leküzdik a rovarok támadásait és a fertőző betegségeket. Szükség lehet az elfogyasztott élelmiszerekben található fitokemikáliákra is, amelyek segítenek egészségünk megőrzésében. Ha igen, néhány táplálkozási szakember úgy gondolja, hogy tápanyagként kell besorolni őket.

\ (\ PageIndex \) ábra (Indiai fűszerek; CC BY-SA 4.0; Joe mon bkk a Wikimedia.org oldalon keresztül)

Mik a tápanyagok?

Tápanyagok olyan anyagok, amelyekre a testnek szüksége van az energiához, az építőanyagokhoz és a testfolyamatok ellenőrzéséhez. A tápanyagok hat fő osztálya van a biokémiai tulajdonságok alapján: szénhidrátok, fehérjék, lipidek, víz, vitaminok és ásványi anyagok. A rostot, amely nagyrészt emészthetetlen szénhidrátokból áll, néha hetedik tápanyag-osztályként adják hozzá.

A tápanyagok biokémiai osztályozása mellett a tápanyagokat esszenciális vagy nem alapvető tápanyagokként is besorolják. Esszenciális tápanyagok az emberi test nem tudja szintetizálni, legalábbis nem elegendő mennyiségben a normális működéshez, ezért ezeket a tápanyagokat táplálékból kell beszerezni. Nem alapvető tápanyagok, ezzel szemben a szervezetben elegendő mennyiségben szintetizálhatók a normális működéshez, bár általában táplálékból is előállítják őket. Az élelmi rostok kivételével az összes étkezési szénhidrát nem tekinthető lényegesnek. A tápanyagok minden más fő osztálya több esszenciális vegyületet tartalmaz. Például kilenc esszenciális aminosav, legalább két esszenciális zsírsav, valamint sok esszenciális vitamin és ásványi anyag van. A víz és a rost szintén nélkülözhetetlen tápanyag.

A tápanyagok főbb osztályait makrotápanyagok vagy mikrotápanyagok kategóriájába is besorolják, attól függően, hogy mennyire van szükségük a testnek.

Makrotápanyagok

Makrotápanyagok olyan tápanyagok, amelyekre a testnek viszonylag nagy mennyiségben van szüksége. Ide tartoznak a szénhidrátok, a fehérjék, a lipidek és a víz. A víz kivételével minden makrotápanyagot a test használ fel energiára, bár ez nem az egyetlen fiziológiai funkciójuk. Az élelmiszerekben a makrotápanyagok által biztosított energiát kilokalóriákban mérik, ezeket általában úgy hívják Kalóriák, ahol 1 kalória az az energiamennyiség, amely szükséges 1 kilogramm víz 1 Celsius-fokkal történő felemeléséhez.

Szénhidrátok

Ábra \ (\ PageIndex \): Ez a vattacukor úgy nézhet ki, mint egy valódi pamutból készült nagy vattacsomó, amely többnyire cellulózból áll, de valójában szinte teljes egészében egyszerű cukrokból áll. (CC BY 2.0; főiskola.könyvtáry a Wikimedia Commons-on keresztül)

A szénhidrátok szerves vegyületek, amelyek egyszerű cukrokból állnak (mint az alábbi képen látható vattacukorban). A szénhidrátokat a bennük lévő monoszacharidokként (egy cukor) tartalmazó cukrok, például glükóz és fruktóz alapján osztályozzák; diszacharidok (két cukor), például szacharóz és laktóz; és poliszacharidok (három vagy több cukor), beleértve a keményítőt, a glikogént és a cellulózt (az étkezési rostok fő alkotóeleme). Az étrendi szénhidrátok főleg gabonából, gyümölcsből és zöldségből származnak. Az étrendben található összes emészthető szénhidrátot a szervezet energiára használja fel. Egy gramm étrendi szénhidrát 4 kalória energiát biztosít. Rost, mint például a növényi élelmiszerekben található cellulóz, az emberi emésztőrendszer nem emésztheti meg, így nagy része csak átjut az emésztőrendszeren. Noha nem nyújt energiát, mint más szénhidrátok, mégis élettani szerepei szempontjából alapvető tápanyagnak tekintik. Számos növényi ételben kétféle rost létezik: oldható rost és oldhatatlan rost.

Oldható rost nem emészthető komplex növényi szénhidrátokból áll, amelyek vízben oldódnak és gélt képeznek. Ez a fajta élelmi rost megvastagítja és lassítja a chyme mozgását a vékonybélben, és ezáltal lassítja a glükóz felszívódását a vérbe. Az étel konzisztenciáját, miután mechanikusan megemésztették a gyomorban, kakukknak nevezik. Ez csökkentheti az inzulin tüskéket és a 2-es típusú cukorbetegség kockázatát. Az oldható rost hozzájárulhat a vér koleszterinszintjének csökkentéséhez is. Az oldható rostok jó étrendi forrásai a zab, az alma és a bab.
Oldhatatlan rost főleg cellulózból áll, és nem oldódik vízben. Mivel az oldhatatlan rost a vastagbélben mozog, serkenti a perisztaltikát. A perisztaltika a GI traktus simaizmának önkéntelen összehúzódása, amely a traktus élelmiszer-tartalmát nyomja. Ez mozgásban tartja az élelmiszer-hulladékokat és segít megelőzni a székrekedést. Az étrendben oldhatatlan rostok csökkenthetik a vastagbélrák kockázatát is. Az oldhatatlan rostok jó étrendi forrásai a káposzta, a paprika és a szőlő.

Fehérjék

A fehérjék aminosavakból álló szerves vegyületek. Lehet, hogy a húsra és a halakra mint táplálékfehérjék fő forrásaira gondolunk - és vannak -, de sok jó növényi forrás is létezik, beleértve a szójababot (lásd az alábbi ábrát) és más hüvelyeseket. Az élelmiszerekben lévő fehérjék az emésztés során lebomlanak, hogy biztosítsák a fehérjeszintézishez szükséges aminosavakat. Az emberi testben található fehérjék számos testszerkezet alapját képezik, beleértve az izmokat és a bőrt is. A fehérjék a biokémiai reakciókat katalizáló enzimekként, a test működését más módon szabályozó hormonokként és a kórokozók elleni küzdelemben segítő antitestekként is működnek. Az élelmiszerekből származó aminosavak, amelyekre nincs szükség erre a célra, a vizelettel ürülnek, energiává glükózzá alakulnak, vagy zsírként tárolódnak. Egy gramm fehérje 4 kalória energiát biztosít.

\ (\ PageIndex \) ábra: Amint ez az ábra mutatja, a szójabab kiváló fehérjeforrás, mind esszenciális, mind nem esszenciális aminosavakat biztosít. Nagyon jó rost- és lipidforrás is. (CC BY 2.0; Egyesült Szójabab Testület a Wikimedia Commonson keresztül)

Táplálkozási szempontból a fehérje szerkezetének legfontosabb szempontja az aminosav-összetétel. Körülbelül 20 aminosav található az emberi testben, amelyek közül körülbelül 11 nem lényeges, mert belül szintetizálhatók. A másik 9 aminosav esszenciális aminosav, amelyet étrendi forrásból kell beszerezni. Az esszenciális aminosavak a fenilalanin, valin, treonin, triptofán, metionin, leucin, izoleucin, lizin és hisztidin. Az állati fehérjék, például a hús és a hal, mind a 9 esszenciális aminosav koncentrált forrásai, míg a növényi fehérjékben csak nyomokban lehet egy vagy több esszenciális aminosav.

Ábra \ (\ PageIndex \): Az ételkészítés során általában különféle zsírformákat használnak. Az itt bemutatott zsíros táplálékforrások közé tartozik a vaj, majonéz, növényi olaj és salátaöntet. (Közkincs; Bill Branson a Wikimedia Commonson keresztül)

Lipidek

A lipidek, amelyeket általában zsíroknak neveznek, főleg zsírsavakból álló szerves vegyületek. Az élelmiszerek zsírjai (\ (\ PageIndex \) ábra), valamint az emberi testben található zsírok általában trigliceridek (három zsírsav kapcsolódnak a glicerin molekulájához). A zsírok energiával látják el a testet, és más létfontosságú funkciókat is ellátnak, beleértve a sejtmembránok előállítását és fenntartását, valamint hormonként történő működést. Ha energiára használják, egy gramm zsír 9 kalória energiát biztosít.

Telített és telítetlen zsírok

A zsírokat telített vagy telítetlen kategóriába sorolják, a zsírsavakban lévő kötések típusától függően.

Telített zsírokban a szénatomok csak egyszeres kötéseket kötnek, így minden szénatom a lehető legtöbb hidrogénatomhoz kötődik. A telített zsírok általában szilárdak szobahőmérsékleten. Az étrendben a legtöbb telített zsír állati eredetű élelmiszerekből származik, például húsból és vajból.
Telítetlen zsírokban legalább egy szénatom pár kettős kötéssel rendelkezik, így ezek a szénatomok nem kapcsolódnak a lehető legtöbb hidrogénatomhoz. Egyetlen kettős kötéssel rendelkező telítetlen zsírokat egyszeresen telítetlen zsíroknak nevezünk. A többszörös kettős kötéssel rendelkezőeket többszörösen telítetlen zsíroknak nevezzük. A telítetlen zsírok általában szobahőmérsékleten folyékonyak. Az étrendben a telítetlen zsírok főleg bizonyos halakból származnak, mint például a lazac, és növényi élelmiszerekből, például magvakból és diófélékből.

Alapvető zsírsavak

A legtöbb zsírsav nem elengedhetetlen. A test szükség szerint előállíthatja őket, általában más zsírsavakból, bár ez energiát igényel. Csak két zsírsavról ismert, hogy esszenciálisak, az úgynevezett omega-3 és omega-6 zsírsavak. A szervezetben nem szintetizálhatók, ezért ételből kell őket beszerezni. A feldolgozott élelmiszerekben leggyakrabban használt étolajok gazdag omega-6 zsírsavakban vannak, ezért a legtöbb ember rengeteg ilyen zsírsavat kap az étrendjében. Az omega-3 zsírsavak nem annyira elterjedtek az élelmiszerekben, és az emberek többsége nem kap elegendő mennyiséget az ételekben. Az omega-3 zsírsavak jó táplálékforrásai az olajos halak, például a lazac, a dió és a lenmag.

Transzzsírok

Transzzsírok telítetlen zsírok, amelyek olyan típusú kötéseket tartalmaznak, amelyek ritkák a természetben. A transzzsírok jellemzően egy részleges hidrogénezésnek nevezett ipari folyamatban jönnek létre. Különféle feldolgozott élelmiszerekben alkalmazhatók (például az alábbi fotón láthatóak), mert általában hosszabb eltarthatóságúak, avasodás nélkül. A transzzsírok köztudottan károsak az emberi egészségre.

\ (\ PageIndex \) ábra: Az itt látható összes élelmiszer káros transzzsírokat tartalmaz. (Közkincs; az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala a Wikimedia Commonson keresztül)

Víz

A víz elengedhetetlen az élethez, mert a biokémiai reakciók a vízben játszódnak le. A víz folyamatosan izzad a testből, többféle módon, beleértve a vizeletet és az ürüléket, izzadás közben, valamint vízgőzként a kilégzett levegőben. Ez az állandó vízvesztés a vizet alapvető tápanyaggá teszi, amelyet gyakran pótolni kell.

A túl kevés vizet dehidrációnak nevezzük. Gyengeséget, szédülést és szívdobogást okozhat. A súlyos kiszáradás halálhoz vezethet. Forró időben könnyű kiszáradni, különösen edzés közben. Nehezebb túl sok vizet fogyasztani, de túlfolyás is lehetséges. Vízmérgezést, súlyos és potenciálisan halálos kimenetelt eredményezhet.

Mikroelemek

Mikroelemek olyan tápanyagok, amelyekre a testnek viszonylag kis mennyiségben van szüksége. A mikrotápanyagok nem szolgáltatnak energiát. Ehelyett szükségesek az anyagcsere biokémiai reakcióihoz, más létfontosságú funkciók mellett. Vitaminokat, ásványi anyagokat és esetleg fitokémiai anyagokat is tartalmaznak.

Vitaminok

Vitaminok szerves vegyületek, amelyek általában koenzimként működnek. A koenzim egy olyan „segítő” molekula, amely a fehérje enzim működéséhez szükséges. Ebben a minőségben a vitaminok számos szerepet játszanak jó egészségi állapotban, kezdve a normális látás fenntartásától (A-vitamin) a véralvadásig (K-vitamin). Ezeknek és számos más vitaminnak néhány funkcióját az alábbi táblázat sorolja fel. A legtöbb vitamin elengedhetetlen tápanyag, amelyet ételtől kell beszerezni. A gyümölcsök, zöldségek, hús és halak egy vagy több nélkülözhetetlen vitamint tartalmaznak. Csak néhány nem esszenciális vitamin létezik. A B7 és K vitamint a vastagbél baktériumai termelik, és a D-vitamin szintetizálódik a bőrben, ha UV-fénynek van kitéve.