8.1: Bevezetés az energiába

Közreműködött a Hawaiʻi Egyetem
Emberi táplálkozás a Hawai’i Egyetemen, Mānoa-ban

Írja le a test energiafelhasználását, tárolását és egyensúlyát
Írja le a testtömeg-index (BMI) kiszámításának folyamatát
Írja le azokat a tényezőket, amelyek hozzájárulnak a súlykezeléshez
Határozza meg a bizonyítékokon alapuló táplálkozási ajánlásokat

Hoʻā ke ahi, kōʻala ke ola

Gyújtsd meg a tüzet, mert van életet adó anyag

Ábra \ (\ PageIndex \)

Az energia elengedhetetlen az élethez. Az emberi test normális működéséhez állandó energia be- és kimenetre van szükség az élet fenntartásához. Az ételek különféle kémiai összetevői biztosítják a test energiaellátását. Ezeknek a vegyi anyagoknak a kémiai lebontása biztosítja azt az energiát, amely a testfunkciók ezreinek elvégzéséhez szükséges, amelyek lehetővé teszik a test számára mindennapi funkciók és feladatok, például légzés, lépcsősoron történő járás és teszt elvégzését.

Az energiát potenciálisnak vagy kinetikusnak minősítik. A potenciális energia tárolt energia, vagy a történésre váró energia. A kinetikus energia mozgásban lévő energia. Ennek szemléltetésére gondoljon egy olimpiai úszóra, aki a medence szélén áll, és várja a síp hangját a verseny megkezdéséhez. Amíg a jelre vár, potenciális energiája van. Amikor megszólal a síp, és belemerül a medencébe, és úszni kezd, energiája kinetikus (mozgásban).

Az élelmiszerekben és az emberi test összetevőiben a potenciális energia meghatározott molekulák, például szénhidrátok, zsírok, fehérjék és alkohol kémiai kötéseiben rejlik. Ez a potenciális energia kinetikus energiává alakul át a testben, amely számos testfunkciót vezérel, az izom- és idegműködéstől kezdve a testfehérje szintézisének növekedésig tartó hajtásáig. Miután kinetikus energiát szolgáltatva felszabadul a potenciális energia, végül hőenergiává vagy hővé válik. Észreveheti ezt, amikor edz, és a teste felmelegszik.

A kalória energiaegység

A tápanyagok energiamennyisége vagy a test által elfogyasztott energia mennyisége az energia mérésére használt különféle egységekkel számszerűsíthető. Az Egyesült Államokban a kilokalóriát (kcal) használják leggyakrabban, és gyakran csak kalóriának nevezik. Szigorúan véve a kcal 1000 kalória. A táplálkozásban a kalória kifejezés szinte mindig a kcal-ra utal. Előfordul, hogy a kcal-t a kalória nagybetűs írásával „Kalória” jelöli. A kilokalória az az energiamennyiség hő formájában, amely egy kilogramm víz egy Celsius fokos fűtéséhez szükséges.

A legtöbb más ország a kilojoule-t (kJ) használja standard energiaegységként. A Joule az elvégzett munkán alapuló energia mértéke - az az energia, amely egy bizonyos mennyiségű erő előállításához szükséges. Mivel a kalória és a joule egyaránt energiamérő, az egyik átalakítható a másikra - 1 kcal = 4,18 kJ.

A kalóriatartalom becslése

Az energiát adó tápanyagok energiája azért különbözik egymástól, mert az energiát termelő tápanyagok különböző típusú kémiai kötésekből állnak. Az élelmiszer szénhidrátja vagy fehérje hozzávetőlegesen 4 kilokalóriát eredményez grammonként, míg az élelmiszerben a zsírt alkotó trigliceridek 9 kilokalóriát/gramm. A kilokalória energia ezerszer több munkát végez, mint egy kalória. A csomagolt ételeken található Táplálkozási tények panelen az adott ételhez felsorolt kalóriák valójában kilokalóriák.

A kereskedelemben elkészített élelmiszerekben a kalóriák számának becslése meglehetősen egyszerű, mivel egy adott étel adagjában szereplő összes kalória száma szerepel a Táplálkozási tények panelen. Ha meg akarta tudni a ma reggel elfogyasztott reggeli kalóriáinak számát, csak adja össze az egyes ételek kalóriáinak számát. Például, ha elfogyasztott egy adag 150 kalóriát tartalmazó joghurtot, amelyre meghintett egy csésze 209 kalóriát tartalmazó alacsony zsírtartalmú granola gabonafélét, és megitt egy pohár 100 kalóriát tartalmazó narancslét, akkor az összes a reggelinél elfogyasztott kalória 150 + 209 + 100 = 459 kalória. Ha nincs táplálkozási tények panelje egy bizonyos ételhez, például egy fél csésze áfonyához, és meg szeretné tudni, hogy mennyi kalóriát tartalmaz, látogasson el az USDA által fenntartott Food-a-pedia webhelyre. Az élelmiszerek összetételére vonatkozó adatokról az USDA Food Composition Databases oldalán olvashat bővebben.

Egy szervezet energiát és tápanyagot igényel

Energiára van szükség ahhoz, hogy a molekulák nagyobb makromolekulákká (például fehérjékké) épüljenek, és a makromolekulákból organellákká és sejtekké váljanak, amelyek aztán szövetekké, szervekké és szervrendszerekké, végül pedig organizmuszá alakulnak. A megfelelő táplálkozás biztosítja a szükséges tápanyagokat az élet folyamatait támogató energia előállításához. A tested új makromolekulákat épít az ételben lévő tápanyagokból.

Tápanyag- és energiaáramlás

Az energiát egy tápanyag kémiai kötéseiben tárolják. Az energia a napfényből származik, amelyet a növények megfognak, és fotoszintézis útján felhasználják a levegőben lévő szén-dioxid glükóz molekulává történő átalakítására. A glükózkötések megszakadásakor energia szabadul fel. A baktériumok, a növények és az állatok (beleértve az embereket is) a glükóz energiáját egy sejtlégzésnek nevezett biológiai eljárással gyűjtik be. Ebben a folyamatban oxigénre van szükség, és a glükóz kémiai energiája fokozatosan szabadul fel kémiai reakciók sorozatában. Ennek az energiának egy része az adenozin-trifoszfát (ATP) molekulában van csapdában, egy része pedig hőveszteségként elveszik. Az ATP szükség esetén felhasználható kémiai reakciók hajtására olyan sejtekben, amelyek energiaigényt igényelnek. A sejtes légzés oxigént igényel (aerob), és a fotoszintézis melléktermékeként szolgál. A sejtlégzés melléktermékei a szén-dioxid (CO2) és a víz, amelyet a növények a fotoszintézis ismételt elvégzésére használnak. Így a szén folyamatosan kering a növények és állatok között.

\ (\ PageIndex \) ábra: Az energia áramlása a naptól a növényekig az állatokig.

A növények energiát gyűjtenek a napból, és megfogják a glükóz molekulában. Az emberek glükózban gyűjtik be az energiát és ragadják meg az ATP molekulába.

Élelmiszer minőség

Az élelmiszerminőség egyik mérése a benne lévő tápanyagok mennyisége az általa nyújtott energia mennyiségéhez viszonyítva. A kiváló minőségű ételek tápanyagdúsak, vagyis sok tápanyagot tartalmaznak az általuk biztosított kalória 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.

Közreműködők és hozzárendelések

Hawaii Egyetem, Mānoa Élelmiszertudomány és emberi táplálkozási program: Allison Calabrese, Cheryl Gibby, Billy Meinke, Marie Kainoa Fialkowski Revilla és Alan Titchenal