Ünite 5: Besinlerin Enerji Değerleri

Enerji Birimi ve Gereksinimi

Enerji bir sistemin iş yapabilme kapasitesidir. Enerji mekanik, ısıl, kimyasal, manyetik ve nükleer enerji gibi çeşitli formlarda bulunabilir. Bir sistemdeki enerjinin korunması, o sistem ile çevresi arasında herhangi bir madde ve enerji alışverişi olmamasını gerektirir.

Enerjinin yoktan var olmamasına ve farklı bir forma dönüşümüne ototrof yani kendi besinlerini sentezleyebilen canlılar olan bitkilerin içerdikleri klorofiller sayesinde güneş ışınlarındaki enerjiyi kimyasal enerji olarak organik bileşiklerde depolamasını örnek verebiliriz. Bu olay fotosentez olarak bilinir. Fotosentez ışık enerjisi ve fotosentetik pigmentler ile basit inorganik bileşiklerden organik bileşikler üretilmesini sağlar.

Fotosentez havanın karbondioksit ve oksijen dengesinin korunması açısından da çok önemlidir. Fotosentezin sonucu olarak bitkiler üretmiş oldukları besinler ile tüm ekosistemlerde beslenme zincirinin ilk halkasında yer alırlar.

Ekosistem, tüm canlı ve cansız varlıkların oluşturduğu sistemdir. Dünya bir ekosistemdir.

Enerji Birimi ve Kullanımı

Enerji birimi olarak Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) Jul kullanılmaktadır. Bir kütlenin 1 Newton’luk kuvvet uygulanması ile 1 metrelik yer değiştirmesi işi için harcanan enerji miktarı 1 Jul’e eşittir (S:88, Tablo 5.1).

Jul bilimsel olarak kabul gören enerji birimi olmasına rağmen genellikle beslenme uzmanları tarafından besin maddelerinin içerdiği enerjiyi belirtmek için jul yerine kalori birimi tercih edilmektedir. Kalori (cal) normal atmosfer basıncı (1 atm) altında bir gram saf suyun sıcaklığını 14,5 °C’den 15,5 °C sıcaklığına bir derece artırmak için gerekli olan enerji miktarı olarak tanımlanabilir.

Enerji Gereksinimi

Tüm canlılar yaşamsal faaliyetlerini gerçekleştirebilmek için enerjiye ihtiyaç duyarlar. Besinlerle vücuda alınan karbonhidrat, yağ ve proteinler sindirildikten sonra emilerek kan yoluyla hücrelere taşınır. Tepkimeler yoluyla moleküller parçalanır, kimyasal bağlar kopar ve saklı enerji açığa çıkar. Moleküllerin parçalanmasıyla serbest duruma geçen enerji yaşamın sürdürülmesi ve fiziksel hareketler için kullanılır.

Canlılarda maddelerin uğradığı tüm kimyasal değişiklikler metabolizma olarak tanımlanır. Bu değişiklikler;

• Anabolizma (sentez) ve
• Katabolizma (yıkım) olmak üzere iki çeşittir.

Metabolizma tepkimeleri anabolizma ve katabolizma sırasında meydana gelen tüm tepkimeleri içerir ve canlılığın sürekliliği bu tepkimelere bağlıdır.

Anabolizma, basit moleküllerden proteinler, yağlar, karbonhidratlar ve nükleik asitler gibi makromoleküllerin sentezlendiği metabolizma fazıdır.

Katabolizma, karbonhidrat, yağ ve proteinlerin basit moleküllere yıkımı ile serbest enerjinin elde edildiği metabolizma fazıdır.

Besinlerin Enerji Değerleri

Besinlerin enerji değeri, bileşiminde yer alan ögelerin çeşit ve miktarlarına göre farklılık gösterir. Besinlerin içeriğinde karbonhidrat, protein, yağlar gibi makro besin ögeleri; vitaminler ve mineraller gibi mikro besin ögeleri bulunur.

Makro besin ögeleri, vücut için yüksek miktarda ihtiyaç duyulan ve temel enerji kaynağı olarak kullanılan besin ögeleridir.

Mikro besin ögeleri, vücut için az miktarda ihtiyaç duyulan ve enerji içermeyen ancak birçok yaşamsal faaliyette anahtar rol oynayan besin ögeleridir.

Besin maddelerinin içerdiği toplam enerji miktarını belirlemek için “bomba kalorimetresi” kullanılmaktadır.

Besinlerin verdikleri enerji miktarları hesaplanırken; sindirim, emilim, dışkı ve idrardan kaynaklanan kayıplar dikkate alınarak, kalorimetrede bulunan enerji değerlerinde düzeltmeler yapılır. Bulunan bu değerler, besin ögelerinin vücutta verdikleri gerçek enerji miktarıdır ve buna besin ögelerinin “metabolize edilebilir enerji değeri” denir. Besinlerin enerji içeriğinin hesaplanması üç basamakta gerçekleştirilir:

• Besin içinde enerji kaynağı olabilecek ögelerin (protein, yağ, karbonhidrat, alkol, poliol, organik asitler ve diğerleri) miktarının çeşitli analitik metotlarla belirlenmesi.
• Miktarı belirlenen bileşenlerin uygun enerji dönüşüm faktörleri kullanılarak metabolize edilebilir enerjiye dönüştürülmesi.
• Her bir bileşenin içerdiği enerji miktarlarının toplanarak besinin toplam enerji değerinin hesaplanması.

Bitkisel kaynaklı sindirilemeyen besinler besinsel lif olarak adlandırılır. Eksik tüketimi kabızlık, hemoroid, kalın bağırsak kanseri, şişmanlık gibi medeniyet hastalıkları olarak adlandırılan problemlere sebep olmaktadır.

Alkol, enerji değerine sahip olmasına rağmen besin olarak kabul edilmez. Alkol sindirim sırasında değişime uğramaz ve bozulmadan doğrudan karaciğere ulaşır. Burada enzimlerle asetaldehite dönüşür. Asetaldehitin karaciğer hasarının önemli bir kısmından sorumlu potansiyel toksik bir madde olduğu düşünülmektedir.

Enerji Yoğunluğu

Enerji yönünden besin kalitesi besleyici yoğunluğu, enerji yoğunluğu ve boş enerji gibi kavramlarla ifade edilir. Besleyici yoğunluğu, besinin besleyici bileşen içeriğinin verdiği enerjiye oranıdır. Meyveler, sebzeler, tam tahıllar, yağsız et ve süt ürünlerinin besleyici yoğunluğu yüksektir.

Enerji yoğunluğu ise besinle alınan enerjinin besinin ağırlığına oranıdır. Meyve ve sebzeler ağırlıklarına göre oldukça az enerji verirler. Dolayısıyla enerji yoğunlukları düşüktür. Suyun ve çözünmeyen posanın enerjisi yoktur ve günlük enerji yoğunluğunu azaltırlar. Enerji yoğunluğunu artıran en önemli besin ögesi yağlardır. Bir besinin yağ içeriği birim ağırlık başına ne kadar yüksekse enerji değeri de o kadar yüksek olur. Yüksek oranda su içeren besinlerin ise enerji değerleri düşüktür.

Vücudun Enerji Dengesi

Sağlıklı bir vücuda sahip olmak ve vücut ağırlığının dengede tutulması için alınan enerji ile harcanan enerjinin eşit olması gerekir. Bu nedenle doğru beslenme planlarının oluşturulması için kişinin harcadığı enerji miktarının ve tükettiği besinlerin enerji içeriğinin belirlenmesi önem taşımaktadır.

Vücudun harcadığı enerji;

• Doğrudan veya
• Dolaylı olmak üzere iki farklı yöntemle ölçülebilmektedir.

Vücudun harcadığı enerjinin ölçümü ile ilgili ilk çalışmalar doğrudan kalorimetri yöntemleridir. Fransız bilim adamı A.L. Lavoisier vücutta solunum sırasında bir oksidatif yanmanın oluştuğunu, aynı bir mumun yanması olayındaki gibi solunum sırasında da oksijene ihtiyaç duyulduğunu ve her iki olayın sonucu olarak ortamda karbondioksit ile birlikte suyun oluştuğunu belirtmiştir. Lavoisier, denekleri etraflarına buz yığarak küçük kutulara kapatmış ve deneğin tükettiği oksijeni ölçmüştür. Çalışmaları sonunda buzların erime hızı ile deneğin oksijen tüketimi arasında bir ilişki olduğunu göstermiştir.

Dolaylı kalorimetri yöntemlerinin temeli, kişinin belirlenen bir zaman sürecinde tükettiği oksijen miktarının ölçülmesine dayanır. Tüketilen oksijenin hesaplanmasında spirometre denilen aletler kullanılır. Bu yöntemde kişi kapalı bir oksijen deposundan solunum yapar ve harcadığı oksijen miktarından yola çıkılarak enerji tüketimi hesaplanır.

Bazal Metabolizma Hızı

Tam istirahat halinde organların çalışması için harcanan enerji miktarı, bazal metabolizma hızı (BMR) olarak ifade edilmektedir. BMR yerine dinlenme metabolik hız deyimi de kullanılmaktadır. Bazal metabolizma hızı kişiler arasında farklılık gösterir. Çünkü;

• Vücut büyüklüğü arttıkça harcanan enerji miktarı artar.
• Büyüme dönemlerinde metabolizma hızlı olduğundan daha fazla enerji harcanır.
• Vücut hastalıklarla mücadele ederken daha fazla enerji harcar.
• Tiroid bezinin fazla çalışması bazal metabolizma hızını artırır. 5. Erkeklerin bazal metabolizma için harcadıkları enerji daha yüksektir.

BMR’nin belirlenmesi için kişi 12 saat açlıktan sonra tam istirahat halinde iken 10 dakika sürede tükettiği oksijen miktarı ölçülür, oksijen miktarı günlük tüketim miktarına çevrilir ve oksijenin enerji eşdeğeri olan 4.825 ile çarpılarak harcanan enerji hesaplanır. Bulunan değer aynı yaş, cinsiyet ve vücut yüzeyindeki ideal kişi değeri ile karşılaştırılır ve yüzde olarak ideallikten sapması belirlenir. Bu değerin ideal rakamlardan %±10-15 oranında sapması normal kabul edilir.

Toplam Enerji Gereksiniminin Hesaplanması

Vücudun günlük enerji gereksinimi bazal metabolizma hızı (BMR), fiziksel aktivite (PA) ve besinlerin termik etkisinin (TEF) toplamıdır. BMR, toplam metabolizma hızının %60’ına eşittir. Geriye kalan enerjinin %10-15’lik kısmı almış olduğumuz gıdaların emilimi sırasında harcanır. Kalan %15-30’luk kısmı ise gün içindeki fiziksel faaliyetler için harcanır.

Özellikle çalışma hayatında yapılan işin türü ve süresine bağlı olarak günlük enerji gereksinimi değişiklik gösterir. Enerji gereksinimini etkileyen parametreler vücut ağırlığı ve hacmi, yaş, özel yaşam dönemleri (gelişme, gebelik, emzirme vb.) ve iklim koşullarıdır.

Enerjinin dengede alınması için toplam enerji ihtiyacı hesaplanırken, bireyin gerçek ağırlığı değil, boyuna göre standart olması gereken ağırlığı baz alınmalıdır. Bunun için günlük enerji ihtiyacı hesaplanırken kişilerin çalışma durumuna göre kg başına harcanan günlük enerji tüketim standartları ve kişilerin boyuna göre ideal ağırlıklar kullanılır.

Enerji Dengesizliği Sorunları

Sağlıklı bir yaşam sürdürmek için enerji dengesinin sağlanması gerekmektedir. Kişilerin vücut ağırlıklarını dengede tutmaları için besinlerden aldıkları enerji ile harcadıkları enerji miktarının eşit olması gerekir. Beslenme düzeniyle alınan enerjinin vücudun toplam enerji ihtiyacından az olması zayıflığı, çok olması ise şişmanlığı ortaya çıkmaktadır.

Şişmanlık

Beslenme sonucu alınan enerjinin harcanan enerjiden fazla olması durumunda enerjinin fazlası vücutta yağ olarak depolanmaktadır. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) vücutta sağlığı bozacak şekilde anormal veya aşırı yağ birikmesini obezite yani şişmanlık olarak tanımlamıştır. Yetişkin erkeklerin vücut ağırlığının %15-18’i, kadınların ise %20- 25’ini yağ dokusu oluşturmaktadır. Obezitede bu oranın erkeklerde %25, kadınlarda %30’un üstüne çıkmaktadır.

Zayıflık

Beslenme sonucu alınan enerjinin harcanan enerjiden az olması durumunda vücutta depolanmış yağların harcanması söz konusu olmaktadır. Vücut yeterli enerjiyi besinlerden alamadığı zaman hareketlerini yavaşlatmak suretiyle enerji dengesi sağlamaya çalışır. Ancak bu yavaşlamanın yetmediği durumlarda depolanmış olan enerjiyi kullanır. Uzun süreli yetersiz enerji ile beslenme sonucunda zayıflık oluşmaktadır.