انرژی شیمیایی غذا

غذا همواره نقش محوری در رشد، تندرستی و زندگی انسان داشته است. بررسی ها نشان می دهد كه نیاكان ما بیشتر وقت خود را صرف تهیه وعده های غذایی می كردند؛ آنچنان كه در طول روز اغلب در جست و جوی غذا و جمع آوری دانه های خوراكی بودند. آنها به تدریج یاد گرفتند كه دانه ها را بكارند و فراورد هها را درو كنند. فرایندی كه نخستین انقلاب در كشاورزی بود و باعث شد انسان ها حبوبات، غلات و... را به مقدار زیادی تولید كنند. اما افزایش جمعیت جهان عاملی تعیین كننده بوده و هست، به طوری كه امروزه تأمین غذای حدود 5/7 میلیارد نفر ساكن كرۀ زمین بسیار پیچیده و دشوار است، زیرا برای انجام این مهم سالانه بایستی حجم انبوهی از غلات، حبوبات، مواد پروتئینی و... تولید شود.

یكی از مهمترین و شاید دشوارترین مسئولیت هر دولت، تأمین غذای افراد جامعه است. مسئولیتی كه یكی از چالش های نگران كننده در عصر كنونی است.

برای تولید غذا در حجم انبوه به فعالیت های صنعتی گوناگونی مانند تولید، حمل و نقل، نگهداری، فراوری و... نیاز است؛ مجموعه حوزه هایی كه صنایع غذایی نامیده می شوند. در این صنعت نیز همانند دیگر صنایع منابع شیمیایی بسیاری، سطح وسیعی از زمین های بایر و حجم عظیمی از آب های قابل استفاده در كشاورزی مصرف می شود. این نیازها تأیید می كند كه یكی از مهمترین و شاید سنگین ترین مسئولیت های هر دولت، تأمین غذای افراد جامعه است. مسئولیتی كه در گذشته با قحطی و جنگ غذا تهدید می شد و امروزه نیز چالشی نگران كننده به شمار می رود.

پژوهش ها و یافته های تجربی نشان می دهند كه مصرف غذا، انرژی مورد نیاز بدن برای حركت ماهیچه ها، ارسال پیام های عصبی، جا به جایی یون ها و مولكول ها از دیوارۀ هر یاخته را تأمین می كند. غذا همچنین مواد اولیه برای ساخت و رشد بخش های گوناگون بدن مانند سلول های خونی، استخوان، پوست، مو، ماهیچه ها، آنزیم ها و... را فراهم می كند. همۀ این فرایندها وابسته به انجام واكنش های شیمیایی هستند كه هر یک آهنگ ویژهای دارند؛ واكنش هایی كه دمای بدن را نیز كنترل و تنظیم می كنند. غذا به عنوان معجونی از مواد شیمیایی، محتوی ذره های گوناگون است. بخش عمدۀ اتم ها، مولكول ها و یون های موجود در بدن شما از غذایی كه می خورید، تأمین می شود. با این توصیف، تغذیۀ درست شامل وعده های غذایی است كه مخلوط مناسبی از انواع ذره ها را در برمی گیرد و سوء تغذیه هنگامی خودنمایی می كند كه وعده های غذایی با كمبود نوع خاصی از آنها همراه باشد. در این شرایط، بدن به تدریج ضعیف شده و شرایط بیماری فراهم خواهد شد. بدیهی است كه افزایش نامتناسب برخی مولكول ها و یون ها در وعده های غذایی سبب افزایش وزن و دیگر بیماری ها خواهد شد.

علم شیمی برای هر یک از این پرسش ها پاسخی دارد. گرماشیمی و سینتیک شیمیایی شاخه هایی از علم شیمی هستند كه می توان پاسخ پرسشهایی از این دست را در آنها جست و جو كرد.

بدن ما برای انجام فعالیت های ارادی و غیر ارادی گوناگون به ماده و انرژی نیاز دارد. برای نمونه هنگامی که قند خون پایین باشد می توان با خوردن سیب یا نوشیدن شربت آبلیمو و عسل و هنگامی که بدن دچار كمبود آهن باشد می توان با خوردن اسفناج و عدسی بدن را به حالت طبیعی بازگرداند. توجه كنید كه ارزش مواد غذایی در تأمین ماده و انرژی مورد نیاز بدن یكسان نیست.

یكی از راه های آزادشدن انرژی مواد، سوزاندن آنهاست. سوخت هایی مانند گاز شهری، بنزین، الكل و زغال هنگام سوخنت انرژی آزاد می كنند و این انرژی برای گرم كردن خانه، پخت و پز و نیز به حركت درآوردن خودروها مصرف می شود. همچنین مواد غذایی مانند ماكارونی و گردو نیز هنگام سوختن، انرژی آزاد می كنند. در واقع هر مادۀ غذایی انرژی دارد و میزان انرژی آن به جرمی بستگی دارد كه می سوزد، انرژی ای که می تواند باعث تغییر دما شود. اما اینكه دمای یک ماده چه چیزی را نشان می دهد و با انرژی چه رابطه ای دارد، هدفی است كه در ادامه دنبال خواهد شد.