Andrea Suárez Avilés és Mariano López de Haro
Lic. Andrea Suarez független táplálkozási tanácsadó, táplálkozási alapképzést szerzett az Universidad Latinoamericana "Campus Ciencias de la Salud" egyetemen. Dr. Mariano López de Haro a Megújuló Energiák Intézetének kutatója, az U.N.A.M. és a Morelosi Tudományos Akadémia tagja. Ezt a kiadványt a Morelosi Tudományos Akadémia szerkesztőségi bizottsága vizsgálta felül.
Ennek a kísérletnek köszönhetően a fizikában megvan a kalória definíciója, amely annyi hőmennyiségre van szükségem, hogy egy gramm víz hőmérsékletét egy Celsius-fokkal megemeljem. Táplálkozás esetén gramm víz helyett kilogrammot használunk, tehát kalória helyett kilokalóriáról beszélünk. Emlékeztetni kell arra, hogy a huszadik században megállapították, hogy a kalória megegyezik 4186 Joule-val, annak az egyenértékűségnek köszönhetően, amelyet a szerző talált, akinek vezetékneve ennek az egységnek a nevét adja. Másrészt ez a felfedezés a termodinamika első elvének kidolgozásához vezetett.
Kalóriák, termodinamika és táplálkozás
A közelmúltban Katherine Wright (az American Physical Society online fizikai folyóiratának egyik szerkesztője) "A termodinamika védelme diétás vitában" címmel jegyzetet tett közzé, amely szerint kísérletileg kimutatták, hogy a különböző típusú élelmiszerekből származó kalóriák egyenértékű, és hogy az ellenkező állítások ellenére a termodinamika törvényei valóban érvényesek az emberi anyagcserére. A jegyzetet az Entropy című munka, a termodinamika második törvénye és az a kérdés, hogy „miért egy kalória nem lehet kalória” motiválta, egy vendégbeszélgetés, amelyet Andrew Preece fizikus táplálkozási terapeuta tartott a „Fizika az élelmiszeriparban” konferencián (http://foodphysics2019.iopconfs.org/760923), amelyre tavaly januárban, az Egyesült Királyság Chipping Campden-ben került sor. Ebben a munkában találhatunk bevezető szöveget, amelynek fordítása nagyjából a következő lenne:
„A fizika kritikus fontosságú az élelmiszer-ipari ágazat támogatásában az előtt álló kihívásokban, ideértve az egészségügyi és táplálkozási problémákat, a hulladék- és környezeti hatások minimalizálását, az élelmiszer-biztonság javítását, a népesség növekedésére való reagálást és a termelékenység növelését, valamint a sikeres termékek kifejlesztését és gyártását. E problémák megoldásához multidiszciplináris megközelítésre van szükség, és a fizikának döntő szerepe van. Az Élelmiszergyártás Fizika Csoport második éves ülését a campdeni BRI létesítményben tartják, amely az élelmiszer- és italgyártás egyik vezető független műszaki szolgáltatója. Összehozza az ipar és az egyetem fizikusait, hogy megosszák az elért eredményeket és megvitassák az Egyesült Királyság legnagyobb gyártási ágazatának kihívásait, amelyben a fizika nagyon fontos szerepet játszik. ”.
A fenti szöveg világosan megemlíti, hogy a fizika hogyan játszik fontos szerepet más területeken, és hogy a tudósok és az élelmiszeripar közös munkája hogyan eredményezhet javulást.
A termodinamika és az élelem törvényei
A fentieket keretként véve Preece beszédében rámutatott, hogy bár két darab brokkoli és egy csokoládé (2. ábra) azonos kalóriatartalommal bírhat, eltérő hatással vannak a súlygyarapodásra, és ezt az ajánlásokban gyakran figyelmen kívül hagyják. táplálkozási. Különösen azok a diéták, amelyek kizárólag a kalóriaszámon és az energiaegyensúlyon alapulnak, csak a termodinamika első törvényét veszik figyelembe. Összefoglalva, ez a törvény azt mondja nekünk, hogy a termodinamikai rendszer energiát cserélhet a környezetével munka és hő formájában, és az energiát belső energia formájában halmozza fel. A munka, a hő és az energia kapcsolatát az energiatakarékosság elve adja.
Az élelmiszerek címkézése esetén, ahol csak az ajánlott napi adagot veszik figyelembe, azt is megjegyezzük, hogy csak a termodinamika első törvényén alapszik. Preece véleménye szerint az entrópia és a termodinamika második törvényének figyelmen kívül hagyása, amelyek jobban megfelelnek az anyagcsere valóság figyelembe vételének, súlyos hiba. Anélkül, hogy sok részletességgel foglalkoznánk, a statisztikai mechanika szerint az entrópia a fizikai rendszer belső molekuláris rendellenességének mértéke. Vagy a klasszikus termodinamika azt definiálja, mint az átadott hő és az átadott hőmérséklet közötti kapcsolatot.
Mivel az emberi test az energiát a különböző típusú ételektől eltérően vonja ki, arra a következtetésre jut, hogy nem minden kalória egyenértékű. Ezzel szemben néhány kutató, például Kevin Hall fizikus, aki matematikai kísérleteket, valamint az anyagcsere és a testtömeg szabályozásának modelljeit végzi az amerikai Maryland-i NIH-ban (National Institute of Health), rámutat arra, hogy a kísérletek azt mutatják, hogy a kalóriaszámok a címkék valóban figyelembe veszik a különféle élelmiszerek közötti különbséget. Elmondása szerint a makrotápanyagok (például zsírok és szénhidrátok) nagyon eltérő hatással vannak a szervezetre, de azokban a kísérletekben, amelyek során az emberek azonos kalóriamennyiségű, de eltérő zsír- és szénhidráttartalmú ételeket fogyasztanak, kiderült, hogy a szervezet majdnem ugyanannyi energiát "éget" el.
Energia a táplálkozásban
Függetlenül attól, hogy kinek van igaza, az bizonyos, hogy mindkét testcsoportban a termodinamika jó hírneve a táplálkozástudományban nem túl jó a testtömeg csökkentésére vonatkozó bizonyos mítoszok miatt, bár nem értenek egyet abban, hogy megérdemelték-e az említett rossz hírnevet.
Ilyen mítosz a 3500 kilokalória-szabály, amely nagyon népszerű a táplálkozási tankönyvekben és a diétás weboldalakon. 1958-ban Max Wishnofsky orvos kiszámította, hogy az egy fontban (
450 gramm zsírszövet kb. 3500 kilokalória, tehát ez az a kalóriamennyiség, amelyet az embernek csökkentenie kell étrendjében, hogy elveszítsen egy kiló zsírt. Ez az állítás leegyszerűsített és két hátránya van: nemcsak az étrend betartása következtében csökken a zsír, másrészt a test alkalmazkodik kevesebb kalória elégetéséhez. Ezért a kapcsolat nem lehet lineáris, és a számítás nem teljes.
Mivel az emberi test egy összetett rendszer, amelynek egyensúlyban tartásához a makro- és a mikro-tápanyagok megfelelő eloszlására van szükség az étrendben, és energiaszintű szabályozása is összetett. Az elfogyasztott tápanyagok jellege anyagcsere szempontjából teljesen más hatással lesz, összetételüktől függően. Másrészt termodinamikai szempontból az emberi test egy nyitott rendszer, amely energiát cserél más rendszerekkel, így annak eloszlatásának módjai változatosak. Az energiát a bazális anyagcsere fenntartására használják; fizikai aktivitásra is; az élelmiszer fogyasztásához, emésztéséhez és felszívódásához használt. Mindez az étel termogén hatásaként ismert.
Ez az oka annak, hogy annak ellenére, hogy a termodinamika első törvénye azt mondja nekünk, hogy a kalória mindig kalória, amint arra Preece rámutat, nem ugyanaz, ha cukorkából vagy zöldségből származik az emberi anyagcseréhez, mivel ez a test nem metabolizálja őket ugyanúgy.
Nagyon sok tudomány van a táplálkozásban
Nyilvánvaló, hogy különböző tényezők határozzák meg az emberek étkezési módját: az érzékek, felhasználások és szokások szerepe, kulináris technikák, biztonság, hozzáférhetőség, érzékszervi és érzelmi érték, a mezőgazdaság hatása, az egészségi állapot és a stádium az életciklusban. Ezért ezek a tényezők mindegyike egy tudományos terület sajátos nézőpontjából tekinthető meg, például pszichológia, szociológia, orvostudomány stb.
Ezért a kalóriaszámnak csak az információk egy részét kell kitöltenie a fogyás étkezési tervének elkészítéséhez, és természetesen elengedhetetlen, hogy szakképzett szakmai segítséget vegyen igénybe annak elkészítéséhez, kombinálja mérsékelt testmozgással és ezáltal elkerülje az egészségügyi problémákat. majd később.
Ezt az oszlopot hétről hétre készítik és teszik közzé Morelos kutatóival közösen, akik meg vannak győződve a tudományos ismeretek értékéről Morelos társadalmi és gazdasági fejlődésében. A Morelosi Tudományos Akadémia részéről aggodalmunkat fejezzük ki az Innovációs, Tudományos és Technológiai Minisztérium kihalásából adódó vákuum miatt az állami innovációs ökoszisztémán belül, amely meggyengült az állami kormány részvétele nélkül.
Hivatkozások
- Nicolas Clément (1825), "Cours de Chimie appliquée aux arts", Le Producteur 1: 574. A Clément által meghatározott mennyiség valójában egy kilokalóriának felel meg.
- Benjamin gróf Rumfordból (1798) „Egy kutatás a súrlódás által gerjesztett hőforrásról”. A londoni Royal Society filozófiai tranzakciói 88: 80.
- James Prescott Joule (1845) "A hő mechanikai egyenértékéről", Brit. Assoc. Rep., Ford. Chemical Sect, 31. o., 1845 júniusában mutatták be szóban a Brit Szövetségnek Cambridge-ben.
- Julius Robert von Mayer (1842). "Bemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur", Annalen der Chemie und Pharmacie. 42 (2): 233.
- Katherine Wright, "A termodinamika védelme a diéta vitában", fizika 12:47.
- M. Wishnofsky (1958), „A hízott vagy lefogyott kalóriaértékek”, Am. J. Clin. Táplálkozás 6: 542.