Действительно ли пища дает нашим телам энергии, которые мы определили, сжигая их в лаборатории?
Скорее всего, вы встретите такие числа, как сахара 17 кДж / г (4 ккал / г), которые предположительно доступны нашему телу после еды. Тем не менее, эти значения были определены с использованием очень искусственных средств, обычно освещая пищу раскаленным железом в стальной камере при высоком давлении кислорода.
В прошлом многие исторические энергетические ценности оказались неверными. Например, листья салата имели нулевые калории во многих исторических таблицах энергии, прежде чем мы поняли, что бактерии в нашем кишечнике могут разрушить их, и мы, в свою очередь, можем разрушить бактериальные продукты, возвращая часть химической энергии растения.
Знаете ли вы о каких-либо исследованиях, которые определили энергетическую ценность различных продуктов питания в более естественных условиях , в идеале для людей? Я ожидаю, что некоторые значения калорий изменится по сравнению с калориметром бомбы, не так ли?
bpedit
Устройство, на которое вы ссылаетесь, является бомбовым калориметром. Внутри одного из них образец материала полностью сгорел. Как правило, тепло от сгорания нагревает измеренную массу воды, а повышение температуры используется для расчета калорий / джоулей в материале.
Конечно, наши клетки не поджигают пищу и не сжигают ее до конца. Даже если бы они сделали, часть тепла от процесса избежала бы сбора. Клетки используют процесс клеточного дыхания для сбора энергии. Базовая версия клеточного дыхания описывает использование глюкозы для создания АТФ, безусловно, наиболее используемого вещества для обеспечения энергетических потребностей клетки. Вот только один источник, который проведет вас через вычисления того, насколько эффективен этот процесс: http://www.tiem.utk.edu/
Таким образом, по крайней мере, для очень распространенного уровня сахара в глюкозе, только около 40% от общего числа Джоулей, измеренных в калориметре, в конечном итоге становятся АТФ. Большинство других пищевых веществ, которые мы используем для производства энергии, имеют тот же химический путь, что и глюкоза. Я не видел расчетов их эффективности, но подозреваю, что это будет примерно одинаково.
Одним из самых основных и важных положений физики является то, что передача энергии не является 100% эффективной. (Подробнее читайте здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_conversion_efficiency ). Оставшаяся энергия в глюкозе, которая не была преобразована в энергию в АТФ, «теряется» в виде тепла. Под потерянным подразумевается, что невозможно сделать какую-либо полезную работу, кроме как разогреть нас. Конечно, быть гомеотермическими («теплокровными») животными тоже полезно.
SeanJ50% после поправки на концентрации.
SeanJ bpeditVonBeche
Я думаю, что есть две разные вещи, о которых вы спрашиваете.
Первый - это стандартная энтальпия горения, которая измеряется более или менее, как вы описали. В этом нет абсолютно никаких проблем, потому что общая энергия, выделяемая в результате метаболизма глюкозы в CO2, точно такая же, как и в результате сгорания. На пути вниз по энергетическому склону вы можете даже использовать его для создания АТФ и фактически выполнить некоторую «работу». Могут потребоваться небольшие поправки (например, при температуре 37 ° C, а не при 25 ° C), но независимо от того, какой путь вы выберете, превращение глюкозы и кислорода в углекислый газ и воду будет выделять одинаковое количество энергии. И помните, нам нужно много этой энергии только для того, чтобы согреться, поэтому отработанное тепло при метаболизме на самом деле не является тратой.
Вторая часть немного сложнее, когда вы говорите о еде. Здесь часть калориметрической бомбы немного неуместна, потому что большинство пищевых продуктов будет анализироваться с использованием других методов для определения количества углеводов, жиров и белков. Затем они сделают расчет, чтобы получить количество калорий в вашей еде. Это должно приблизить вас к реальному количеству калорий, так как продукты, которые не усваиваются человеком, не учитываются. Относительно бактерий в салате: я не уверен, нанесут ли они это на этикетки, но мы знаем, будут ли определенные волокна метаболизироваться, и вы могли бы принять их во внимание, если хотите. Это не будет иметь большого значения, хотя, почти все волокна, которые мы потребляем, выходят с другого конца.
Если вы хотите узнать больше, вы попадаете в болото определений и стандартов. Например, вы можете просмотреть этот отчет ФАО: http://www.fao.org/docrep/006/y5022e/y5022e03.htm#TopOfPage (глава 2 МЕТОДЫ ПИЩЕВОГО АНАЛИЗА) http://www.fao.org/docrep/ 006 / y5022e / y5022e04.htm # TopOfPage (глава 3 РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СОДЕРЖАНИЯ ПРОДУКТОВ - ФАКТОРЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ)
Это показывает, что люди усердно работают над проблемой, которую вы ставите, используя самые разные подходы. Это показывает, что у каждого метода есть свои проблемы, но также и то, что все значения достаточно близки друг к другу.