Az energia felszabadítása az élelmiszerekben

Az általunk fogyasztott ételek biztosítják a test számára szükséges energiát komplex kémiai, mechanikai és elektromos rendszereinek működtetéséhez. Honnan származik ez az energia, hogyan záródik be az élelmiszer-molekulákba és hogyan szabadul fel?

A Nap energiája

Az összes élelmiszer-molekula energiatartalma a Napra vezethető vissza. A fotoszintézis folyamata a Nap energiáját egyszerű szénhidrátokba zárja, mint a glükóz. Noha a növényi sejtekben jelenlévő kloroplasztokban végzett fotoszintetikus folyamat számos lépést tartalmaz, az alábbi egyenletben összefoglalható.

A kloroplasztokban jelen lévő klorofill csapdájába kerülő napfényből származó energia

Ez a reakció csak egy napenergia bevitelével megy végbe, és a glükóztermék ezt az energiát kémiai potenciális energiaként tárolja.

A növények képesek a képződött glükóz egy részét keményítővé és más makrotápanyagokká, például fehérjékké és lipidekké alakítani. Az ezekbe a molekulákba zárt energia a Napból származik.

Az animáció célja, hogy vizuálisan bemutassa, hogyan állíthatók össze a glükózmolekulák egyszerű cukrok és nagyméretű makromolekuláris szénhidrátok, például keményítő és cellulóz képződésével.

Ennek az interaktívnak a használatához válassza ki az 1–5.

A lezárt energia felszabadítása

Az elfogyasztott étel energiában gazdag molekulákkal látja el a testet, mint például a glükóz. A test sejtjeibe kerülve ezeket a molekulákat a szén-dioxid és a víz megreformálásához szükséges lépések sorozatában bontják, felszabadítva ezzel a test által felhasználandó energiát.

Az adenozin-trifoszfát szerkezete 3 foszfátcsoportot mutat, amelyek kapcsolódnak a ribózhoz, egy 5 szénatomos cukorhoz, amely viszont kötődik az adeninhez.

Az ezekbe a molekulákba zárt kémiai potenciális energia egy része a sejtben átkerül egy adenozin-trifoszfát (ATP).

ADP + P + energia → ATP

Az ATP-t gyakran a sejt energia pénznemének nevezik, mivel a test komplex kémiai, mechanikai és elektromos rendszereinek meghajtására szolgál.

Ezt az energiaátadási utat, amely az összes testsejtben előfordul, aerob légzésnek nevezzük, és a szénhidrátok, például a glükóz esetében ez a fotoszintézis fordítottja.

Az egyes elfogyasztott glükózmolekulákra felszabaduló energiamennyiség 36 és 38 közötti ATP-molekulát eredményez.

Amikor a sejtnek energiára van szüksége komplex kémiai, mechanikai és elektromos rendszereinek vezetéséhez, az ATP lebomlik, felszabadítva a szükséges energiát.

ATP → ADP + P + energia

Az aerob légzés hatékonysága

Az ATP energia felszabadítása

Az ATP átalakítása ADP -vé olyan energiát szabadít fel, amely felhasználható a test sejtjein belül és között működő komplex kémiai, mechanikai és elektromos rendszerek meghajtására.

A fotoszintézis révén a glükózba zárt energia nem minden szabadul fel aerob légzéssel. Több különböző folyamatról van szó, amelyek mindegyike több lépésből áll. Ennek eredményeként az energia egy része hővé alakul, és nem ATP -vé.

A glükóz energiaátalakítási hatékonysága a sejttípustól függően 38–44% között mozog. A karosszéria mint gép szempontjából ez nagyon jól hasonlítható a legtöbb gép 20–25% -os hatékonyságával.

Az ételek energiájának számlálása

A standard energiaegység a joule. Ezt a következőképpen határozzák meg: 4,18 joule az az energia, amely 1g víz 1 ° C-os melegítéséhez szükséges.

A joule egy kicsi egység mindennapi használatra, ezért az élelmiszer-kémia területén a kilojoule az előnyben részesített egység (1000J = 1kJ).

Az általunk fogyasztott élelmiszerek makrotápanyagainak elemzésére a szervezetben metabolizálódva rendelkezésre álló energiatartalmukat elemeztük. A számított energiaértékek a következők:

szénhidrát - 17kJ/g
fehérje - 17 kJ/g
zsír - 37kJ/g.

Ha egy adott ételt gondosan elemeznek annak makroelem-összetétele szempontjából, akkor kiszámítható az általa adott energiabevitel.