Dieses Projekt wurde mit Unterstützung des Erasmus-Programms + finanziert
8 ORGANISMEN BRAUCHEN ENERGIE UND BESTIMMTE SUBSTANZEN ZUM LEBEN
- Theorie
- 2.1 Zusammensetzung der Organismen
- 2.2 Photosynthese
- 2.3 Keimung der Samen und Wachstum der Pflanzen
- 2.4 Wasseraufnahme bei Pflanzen
- 2.5 Die Umwandlung von Energie im Organismus
- 2.6 Energiewert von Lebensmitteln
- 2.7 Atmung
- 2.8 Beziehungen zwischen Organismen im Ökosystem – Nahrungskette (trophisch)
- 2.9 Abhängigkeit von Organismen
- Arbeitsauftrag
- Arbeitsblätter
Energiewert von Lebensmitteln
Der Wert von Lebensmitteln kann in zwei Untergruppen unterteilt werden, nämlich den biologischen und energetischen Wert des Lebensmittels. Der energetische und biologische Wert bildet den sogenannten Nährwert, d. h. der Anteil der Nahrung, um die Ernährungsbedürfnisse des menschlichen Organismus zu befriedigen. Z. B. Karotte hat einen hohen biologischen, aber niedrigen Energiewert. Im Gegenteil, der süße Lutscher hat einen hohen Energiewert, aber einen niedrigen biologischen Wert (sogenannte leere Energie).
Der Energiewert eines Lebensmittels ist die Energiemenge, die durch die Verbrennung von Nährstoffen (Eiweiße, Fette, Kohlenhydrate) während der Verdauung freigesetzt wird. Die Menge an Energie, die der Körper aus der Nahrung freisetzen kann, ist der physiologisch nützliche Energiewert. Es wird in Joule (J), Kilokalorie (kcal) umgerechnet – älter, aber in der Praxis noch verwendet:
Beispiele: 8 000 kJ = 1 900 kcal
1 600 kJ = 380 kcal
Der Energieverbrauch wird normalerweise in kJ / 24 Stunden angegeben. Einzelne Organe und Gewebe unterscheiden sich in der Stoffwechselaktivität (hoch: Gehirn, Leber, arbeitender Muskel).
Kaloriengehalt
• Fett: 1 Gramm = 9 Kalorien
• Protein: 1 Gramm = 4 Kalorien
• Kohlenhydrate: 1 Gramm = 4 Kalorien
In der folgenden Tabelle ist der Energiewert ausgewählter Lebensmittel (100 g) in kJ:
100 g Lebensmittel | Protein/g | Fett/g | Kohlenhydrate/g | kJ |
Fleisch und Fleischprodukte | ||||
Rindfleisch | 20,8 | 7,8 | 0 | 668 |
Schweinefleisch mageres | 17,3 | 18,2 | 0 | 992 |
Kalbfleisch | 21,8 | 3 | 0,5 | 508 |
Hähnchen | 22,5 | 3,2 | 0 | 521 |
Gänse | 16 | 33 | 0 | 1533 |
Karpfen | 16 | 4,2 | 0 | 445 |
Fischfilet | 16,5 | 0,4 | 0 | 311 |
Sardinen in Öl | 21,2 | 27 | 0 | 1407 |
Presswurst helle | 18 | 24,4 | 0 | 1243 |
Würste | 14 | 27,7 | 1,2 | 1319 |
Salami-Schinken | 16,3 | 13,6 | 0,1 | 806 |
Milch und Milchprodukte | ||||
Halbfettmilch | 3,2 | 2 | 4,4 | 202 |
Creme – 12% Fett | 3,2 | 12 | 4,2 | 567 |
Schlagsahne – 33% Fett | 2,4 | 33 | 2,7 | 1306 |
Naturjoghurt | 5,7 | 4,5 | 9,7 | 424 |
Kefir | 3,3 | 3,6 | 1,7 | 218 |
Weicher Quark fettfrei | 19,4 | 0,3 | 4,8 | 437 |
Weicher Quark | 13,7 | 12 | 2,8 | 735 |
Schmelzkäse | 19,6 | 11,4 | 0,8 | 785 |
Schmelzkäse cremig | 15,9 | 18 | 1,2 | 970 |
Blauschimmelkäse | 19,8 | 26,5 | 0,8 | 1344 |
Camembert-Käse | 20,2 | 20,2 | 1,6 | 1134 |
Eidam-Käse | 30,1 | 15 | 1,8 | 1121 |
Emmentaler | 26,8 | 27 | 2,2 | 360 |
Butter | 0,5 | 81,1 | 0,3 | 3011 |
Mayonnaise | 2 | 80 | 3 | 3058 |
Eier (100 g = 2 Stück) | 13 | 11 | 0 | 655 |
Fette, Nüsse | ||||
Salbe | 0,3 | 99,3 | 0 | 3756 |
Speck | 2 | 85,3 | 0 | 3259 |
Öl | 0 | 98,2 | 0 | 3650 |
Esskastanien | 2,3 | 2,7 | 42,6 | 857 |
Mandeln | 18,6 | 54,1 | 19,6 | 2482 |
Walnüsse | 15 | 64,4 | 15,6 | 2726 |
Haselnüsse | 14,4 | 64,9 | 11 | 2692 |
Mohn | 19,5 | 40,8 | 24,3 | 2104 |
Kartoffeln, Gemüse, Pilze | ||||
Kartoffeln gekocht | 2 | 0,2 | 20,1 | 370 |
Kohl | 3,3 | 0,6 | 7,8 | 193 |
Kohlrabi | 2,1 | 0,2 | 6,2 | 139 |
Blumenkohl | 2,4 | 0,2 | 4,9 | 118 |
Karotte | 1,1 | 0,2 | 9,1 | 172 |
Der Nährwert des Lebensmittels muss gemäß Gesetz Nr. 152/1995 Slg. auf Lebensmitteln sichtbar auf der Verpackung von Lebensmitteln sein. Zusätzlich ist seit 2016 auf der Verpackung Folgendes anzugeben:
Abbildung 105: Nährwert von Lebensmitteln
Der biologische Wert von Lebensmitteln ist der Gehalt an Nährstoffen, Nährstofffaktoren und deren relativen Verhältnissen in Lebensmitteln, die die Erhaltung und Entwicklung aller physiologischen Funktionen im menschlichen Körper gewährleisten.
Makronährstoffe
Im Folgenden konzentrieren wir uns auf die Bedeutung von Makronährstoffen (Kohlenhydraten, Fetten, Proteinen) in der menschlichen Ernährung.
• Proteine = Polypeptide bestehend aus mehr als 100 Aminosäuren, die durch eine Peptidbindung verbunden sind – spezifisch räumlich angeordnet. Ihre tägliche Einnahme sollte für 24 Stunden 0,75 g pro kg Körpergewicht pro Person betragen. In der Kindheit, Schwangerschaft, Stillzeit, bei hoher körperlicher Aktivität und Genesung sollte ihre Aufnahme auf 2,5 g erhöht werden. Dank ihrer komplexen Konstruktion können sie eine Vielzahl von Aufgaben im Körper wahrnehmen, von der Gewebestruktur über den Nährstofftransport, die Immunabwehr bis hin zur Kodierung der genetischen Information. Wichtige Eiweißquellen sind Fleisch (insbesondere Rindfleisch), Eier, Milch und Milchprodukte, aber auch Soja.
• Fette – organische Verbindungen aus Glycerin und höheren Carbonsäuren (sogenannte Fettsäuren). Fette machen etwa 30% des Energiebedarfs des Körpers aus. Sie bilden den Grundbestandteil jeder Zellstruktur (einschließlich Nervenzellen). Sie sind auch eine bedeutende Energiereserve des Organismus. Ohne eine gewisse Menge an Fettreserven würden Frauen keinen geregelten Menstruationszyklus haben. Sie bieten auch einen mechanischen und thermischen Schutz für den Körper. Ihre Anwesenheit in Lebensmitteln ist auch aufgrund der Löslichkeit einiger Vitamine (A, D, E, K) wichtig. Die Quelle für mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind hauptsächlich Walnüsse, Sonnenblumen, Sesam, Leinsamen und Kürbiskerne sowie Seefische (Lachs, Thunfisch, Makrele).
• Kohlenhydrate – organische Verbindungen, die aus Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff bestehen. Die tägliche Einnahme von Kohlenhydraten sollte durchschnittlich 200 bis 500 g betragen. Insgesamt machen sie etwa 0,3 – 1% des menschlichen Körpergewichts aus. Der Energiebedarf beträgt bis zu 60%, wobei zuerst Kohlenhydrat-Energie verwendet wird. Man unterscheidet Monosaccharide (Glucose, Fructose und Galactose), Oligosaccharide (bestehend aus 2-10 Saccharideinheiten, z. B. Saccharose, Maltose, Lactose) und Polysaccharide (mehr als 10 Kohlenhydrateinheiten, z. B. Stärke). Kohlenhydrate werden im Überschuss vorrätig gehalten (z. B. in Form von Glykogen). Monosaccharide und Disaccharide sind einfache Kohlenhydrate, die als schnelle Energiequelle dienen (sie können jedoch den Menschen lange nicht satt machen – sogenannte schnelle Kohlenhydrate). Wenn Nahrungsmitteln als zuckerhaltig bezeichnet werden, geht es hauptsächlich Glukose, Fruktose und Saccharose.
Vitamine
Vitamine sind organische Substanzen, die in minimalen Mengen für das Leben wichtig sind. Der tierische Organismus bildet sie nicht (oder nur unzureichend). Ihre Bedeutung im menschlichen Körper haben sie im Hinblick auf das Energiemanagement und den Gewebeaufbau. Wir kennen ungefähr 20 Vitamine, von denen 15 für den Menschen wichtig sind.
A) Fettlösliche Vitamine – A, D, E, K.
B) Wasserlösliche Vitamine – z. B. B1-Thiamin, B2-Riboflavin, H-Biotin, B12 usw.
Grundumsatz
Neben dem Energiestoffwechsel unterscheiden wir den Grundumsatz, unter dem wir die geringste Menge an Energie verstehen, die zur Aufrechterhaltung der Vitalfunktionen (Atmung, Verdauung, Körpertemperaturkontrolle usw.) erforderlich ist. Beim vollkommenen körperlichen und geistigen Ruhezustand, ohne Bewegung, im Schlaf. Daraus ergibt sich, dass eine Person, auch in einem kompletten Ruhezustand (z. B. während des Schlafes), eine bestimmte Menge Energie benötigt, um Lebensfunktionen zu gewährleisten.
Grundumsatz und sein Niveau werden beeinflusst von Faktoren wie:
• Geschlecht – Männer haben ein höheres BM (+5 – 7%)
• VAlter – nimmt mit Alter ab (Abnahme um etwa 2% in 10 Jahren), das Kind verbraucht zwischen dem 6. und 12. Lebensjahr 50% der Energie für den Basalstoffwechsel
• Körperoberfläche – der direkte Anteil der Körperoberfläche am Metabolismusniveau; auch verbunden mit Wärmeregulierung/Wärmeverlust
• Hormoneller Status – z.B. Stress – das Hormon Adrenalin erhöht den Stoffwechsel
Der Gesamtenergieverbrauch eines durchschnittlichen Erwachsenen während des Tages, einschließlich des Grundumsatzes, kann wie folgt dargestellt werden:
Abbildung 106: Verbrauch von Energie eines Erwachsenen während des Tages
Wie aus der Grafik ersichtlich, wird während des Tages die meiste Energie vom Grundumsatz verbraucht. Der zweithöchste Wert des Energieverbrauchs hängt mit der Bewegung zusammen, d. h. eine körperliche Aktivität, die zwischen 25 und 30% Energie verbraucht. Ein Teil der Energie (etwa 7%) wird verwendet, um die Wärmeregulierung zu „produzieren“ (während der Wintersaison neigt man dazu, kalorienhaltige Nahrungsmittel zu sich zu nehmen oder deren Menge zu erhöhen). Ungefähr 8% ist die so genannte spezifisch-dynamische Wirkung von Lebensmitteln, d. h. die Energie, die für Prozesse wie Verdauung, Nährstoffaufnahme, deren Transport und Zellnutzung aufgewendet wird.
- Theorie
- 2.1 Zusammensetzung der Organismen
- 2.2 Photosynthese
- 2.3 Keimung der Samen und Wachstum der Pflanzen
- 2.4 Wasseraufnahme bei Pflanzen
- 2.5 Die Umwandlung von Energie im Organismus
- 2.6 Energiewert von Lebensmitteln
- 2.7 Atmung
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- 2.9 Abhängigkeit von Organismen
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