A energia que vem dos alimentos

Atividade de reposição

Prof Glaucia Perez(Artigo de Profª Dra. Regina Helena P. Francisco - Universidade de São Paulo)

É fácil entender que as máquinas funcionam à

custa do consumo de combustível. Afinal se está

familiarizado com postos de gasolina, que

vendem o combustível que mantém os carros

funcionando, utilizando a energia liberada no

processo de combustão.

O ser humano também precisa

de combustível para "funcionar"

e aproveita a energia liberada no

processo de combustão dos

alimentos, de modo similar ao

que acontece nos carros, isto é,

através de reação com oxigênio

e produção de substâncias mais

simples, geralmente gás

carbônico e água.

A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos,

substâncias compostas apenas de hidrogênio e

carbono, em diferentes quantidades e

proporções. O principal componente é o octano,

C8H18. A reação envolvida é: 

8 CO2(g) + 9 H2O(l)  C8H18(g) + 12½ O2(g) 

A principal fonte de energia do ser humano são os

alimentos, compostos basicamente de

carboidratos, proteínas e gorduras.

Aliás, cerca de 50% do que ingere é de

carboidratos, mas boa parte não sofre o processo

de digestão e, portanto a energia que está

armazenada nestas substâncias não é aproveitada.

Por exemplo, a celulose, que é o material

estrutural da madeira, é uma fonte primária de

fibras na dieta do homem.

As fibras são necessárias e auxiliam no

movimento de material através dos intestinos,

mas não fornecem energia porque não são

digeridas.

C6H12O6(aq) + 6 O2(g)   6 CO2(g) + 6 H2O(l)

Os carboidratos digeríveis são os açúcares e

amidos. O organismo transforma estas

substâncias em glucose, que se dissolve na

corrente sanguínea e pode ser transportada até

as células.

Nos animais, inclusive humanos, a glucose passa

por reação de combustão e fornece a energia

necessária para o organismo.

O calor liberado durante este processo é igual a 16

mil joules (ou 16 kilojoules) por grama de glucose

queimada. O número parece assustadoramente alto,

principalmente para quem deseja emagrecer!

Este calor é suficiente para aquecer 1 litro de água

em 4ºC.

O ser humano queima 1 grama de glicose em um

minuto andando de bicicleta ou em 2 minutos

estudando química. Uma batida do coração consome

a energia de aproximadamente 1 joule.

Na média considera-se que a queima dos açúcares e

amidos no organismo libera a energia

correspondente de 17 mil joules (ou 17 kJ) por grama

do carboidrato.

Simplificando. Habitualmente o conteúdo energético

dos alimentos é descrito em calorias alimentares,

que na verdade são kilocalorias (kcal).

Passando para esta outra unidade, observa-se que

o calor liberado pela queima dos carboidratos é de

cerca de 4 kcal por grama.

Outro combustível alimentar importante são as

proteínas que são substâncias compostas

principalmente de carbono, hidrogênio, oxigênio e

nitrogênio, formadas por enormes sequências de

unidades simples, os aminoácidos.

As proteínas desempenham várias e importantes

funções nos seres vivos e também são usadas

como fonte de energia.

Boa parte das proteínas que se come é

decomposta em partes durante o processo de

digestão e estas partes são aproveitadas para a

construção de outras proteínas, como músculos,

por exemplo. 

Entretanto, uma parte é queimada, isto é, reage com

oxigênio e tem como produto final a ureia CO(NH2)2.

Neste processo, a energia liberada, em média, é de

17 mil joules por grama, aproximadamente a mesma

quantidade de energia liberada com a queima dos

açúcares. 

As gorduras são a principal fonte de energia.

Estes compostos têm longas cadeias do grupo

CH2 e, neste aspecto, são similares aos

hidrocarbonetos que compõem a gasolina,

comportando-se de modo parecido. Por exemplo, a

tristearina, C57H110O6, componente da gordura da

carne bovina, consiste de três longas cadeias do

grupo CH2 ligadas entre si em uma das extremidades

por grupos que contém oxigênio.

A queima desta substância libera 38 mil joules por

grama, ou seja, 9 kcal por grama, mais do que o

dobro do calor liberado pelos carboidratos e

proteínas, e próximo do calor liberado na queima da

gasolina que é de 48 mil joules por grama (12 kcal

por grama).

As gorduras contêm uma proporção muito pequena

de átomos de oxigênio e durante a combustão

liberam mais calor do que as proteínas e os

carboidratos.

Quando se come mais combustível do que se utiliza,

o excesso é armazenado na forma de gordura para

uso futuro.

Animais e máquinas precisam ser muito eficientes em

estocar combustível para uso futuro.

O acúmulo de gordura no corpo humano exerce o

mesmo papel dos depósitos de petróleo na Terra. Ambos

correspondem a energia armazenada de modo

altamente compacto, à espera de utilização. 

 A tabela a seguir mostra o conteúdo calórico de

alguns alimentos.

As dietas recomendadas para jovens adultos

homens de 18 a 20 anos correspondem à cerca de

2500 kcal ou 10 milhões de joules por dia.

Para mulheres da mesma idade são recomendadas

2000 kcal ou cerca de 8 milhões de joules.

ALIMENTOCOMPOSIÇÃO (porcentagem) ENTALPIA

ESPECÍFICAÁgua Proteína Gordura Carboidrato (kJ/g)

Maçã 84,3 0,3 0,0 11,9 2,5Carne bovina 54,3 23,6 21,1 0,0 13,1Pão 39,0 7,8 1,7 49,7 12,6Queijo 37,0 26,0 33,5 0,0 17,0Hamburguer 40,9 15,8 14,2 29,1 17,3Leite 87,6 3,3 3,8 4,7 2,6Batata 80,5 1,4 0,1 19,7 3,5

Entretanto, a quantidade de combustível necessária

para um indivíduo depende das suas atividades e

do seu preparo físico.

Quanto mais ativos for, mais combustível necessita.

Uma pessoa muito ativa pode consumir o dobro da

energia de uma pessoa sedentária.

Além de simplesmente consumir energia, a

atividade física viabiliza a construção de músculos

e a diminuição de gordura no corpo.

Como o tecido muscular requer mais energia para a

sua própria manutenção do que o tecido gorduroso,

a pessoa ativa e com musculatura bem

desenvolvida, apenas respirando, queima mais

combustível do que a pessoa sedentária e isto

também colabora para evitar o ganho de peso.

EXERCÍCIOS (RESPONDA NO CADERNO)

1. O que é combustão?2. O que é hidrocarboneto?3. Qual o principal componente da gasolina? (nome e fórmula)4. Que substância fornece a energia necessária aos humanos e animais?5. Quanto calor é liberado por grama de glicose queimada?6. Qual a energia consumida para uma batida de coração? Expresse o valor também em cal, usando 1 cal = 4,18 J.7. Que unidades simples e que elementos químicos formam as proteínas?8. Qual o nome da substância formada na combustão das proteínas?9. Quantos Carbonos tem a estearina? Qual a energia liberada em sua combustão?10. Qual o papel do acúmulo de gordura no corpo humano?

Continua...

11. Responda de acordo com as tabelas:

TABELA A TABELA BValor energético em alimentos Energia consumida em

atividades físicas

Alimento kJ/g Atividade física

kJ/hora

Manteiga 30,41 Futebol 2300Arroz 15,36 Voleibol 1500

Repolho verde 0,92 Tênis 1950Bife grelhado 14,0 Corrida 2550Batata frita 24,0 Caminhada 1150

Maçã 1,96

a. Durante o almoço, uma pessoa come 50 g de repolho, 150 g de

arroz, 30 g de bife grelhado, 60 g de batata frita e 1 maçã.

Determine o valor energético fornecido por esta refeição, em kj e

em kcal. (1 cal = 4,18J)

b. Determine quantas horas esta pessoa teria de correr para

consumir a quantidade de energia fornecida pelo almoço.

c. Suponha que o médico lhe prescreva uma dieta alimentar de

3000 kJ e que, em uma refeição, você comeu 100 g de arroz, 50 g

de batata frita e 150 g de bife grelhado. Você conseguiu seguir a

recomendação médica? Justifique com os cálculos.

d. Em relação ao item anterior, qual atividade física você escolheria,

para que no espaço de 1 hora fosse consumido o excesso de

calorias durante a refeição?

Bibliografia

http://www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/sala_de_aula/quimica/quimica_organica/bioquimica/energia_dos_alimentos