Voedingswaarde en energie

Met de voedingswaarde wordt de samestelling van een voedingsmiddel bedoeld. De voedingswaarde wordt bepaald door de verscheidenheid, de hoeveelheid en de onderlinge verhouding van de aanwezige voedingsstoffen. De meeste voedingsstoffen kunnen niet of in onvoldoende mate door het lichaam worden aangemaakt. Goede voeding speelt daarbij een belangrijke rol. Voedingsstoffen worden onderverdeel in een tweetal categorieën.
Voedingsstoffen die energie leveren, zoals eiwitten, koolhydraten, vetten en alcohol en voedingsstoffen die geen energie leveren, maar bouwstenen of hulpstoffen vormen voor allerlei belangrijke lichaamsprocessen. Deze voedingstoffen zorgen ervoor dat alle processen in ons lichaam op de juiste manier verlopen. De bekendste voorbeelden zijn vitamines en mineralen. Hier beperken we ons tot die voedingsstoffen die energie leveren. In dit verband is het dan ook beter te spreken over de calorische of energetische waarde van voedingsmiddelen.

Voedingswaarde (energetische waarde) en ons lichaam

Zonder energie geen leven. Energie wordt gedefinieerd als het vermogen om arbeid te verrichten. Het is niet moeilijk te begrijpen dat als we meer bewegen en zware lichamelijke arbeid verrichten we meer energie nodig hebben. Toch hebben we de meeste energie nodig als ons lichaam in rust is om alle noodzakelijke inwendige lichaamsprocessen te kunnen verrichten. Zelfs als je slaapt heb je energie nodig. Ongeveer 25% van het totale energieverbruik verbruik je in je slaap. Energie is nodig om het hart te laten kloppen, voor de bloedsomloop, de ademhaling, de spijsvertering, de werking van lever, nieren en hersenen, de voortdurende opbouw en afbraak van cellen en voor het handhaven van de lichaamstemperatuur op 37 °C. Deze energiebehoefte van het lichaam in rust wordt de ruststofwisseling of het basaal metabolisme genoemd. De hoeveelheid energie die nodig is voor deze ruststofwisseling is afhankelijk van factoren als lichaamsgrootte, gewicht, leeftijd en geslacht. Ook individuele factoren als hormoonwerking, stress en ziekte beïnvloeden de ruststofwisseling.
Uit onderzoek is gebleken dat mannen een iets hogere ruststofwisseling hebben dan vrouwen. Dit is gelegen in het feit dat vrouwen gemiddeld een hoger percentage vetweefsel hebben en vetweefsel minder actief is dan spierweefsel. Om dezelfde reden gebruiken dikke mensen relatief minder energie dan magere mensen of mensen met een normaal gewicht. Een man van gemiddeld 75 kg verbruikt per dag voor zijn ruststofwisseling tussen 1500 - 1800 kcal, terwijl dit voor een vrouw van gemiddeld 65 kg tussen 1300 - 1500 kcal per dag bedraagt.

De spijsvertering heeft veel invloed op de ruststofwisseling. Eten activeert de spijsvertering en verhoogt daarmee de ruststofwisseling. Voor de vertering van vetten wordt de ruststofwisseling met ongeveer 4 % verhoogd, voor de vertering van koolhydraten met ongeveer 6 % en voor de vertering van eiwitten met maar liefst 25 – 30 %. Door de ingewikkelde structuur van eiwitten kost de afbraak daarvan de meeste energie.

Bij een gemengde voeding met een normale verhouding tussen eiwitten, koolhydraten en vetten verhoogt de spijsvertering de ruststofwisseling met circa 10%. Via de feces wordt ongeveer 10% energieverlies geleden doordat de uitgescheiden stoffen niet volledig zijn verteerd. Noemen we de energie nodig voor de ruststofwisseling de inwendige arbeid van het lichaam dan kunnen we alle overige activiteiten van het lichaam definiëren als de uitwendige arbeid.

Omdat we niet de hele dag rusten en in bed liggen verbruiken we naast de energie voor de ruststofwisseling ook nog energie om die dingen te doen die we willen doen. We werken, we sporten, we doen het huishouden, we spelen met de kinderen e.d. Veel onderzoek is gedaan naar het energieverbruik voor het verrichten van deze uitwendige arbeid. Met behulp van een zogenaamde respiratiecalorimeter is het eenvoudig het energieverbruik van allerlei activiteiten te meten. Zo kost zitten of staan voor een man (75 kg) en een vrouw (65 kg) respectievelijk 95 en 75 kcal per uur, aankleden 150 en 100 kcal per uur en rustig traplopen ongeveer 480 en 420 kcal per uur.

Kilocalorieën en kilojoules

Om al deze lichaamsprocessen draaiende te houden (zonder benzine loopt de motor niet) is brandstof nodig. We verbruiken dus constant energie dat zal moeten worden aangevuld. De enige manier om dit te kunnen aanvullen is via het voedsel. Koolhydraten, vetten en eiwitten uit ons voedsel zijn de belangrijkste energieleverende voedingsstoffen (de brandstof voor ons lichaam). Ze bevatten chemisch gebonden energie, die vrij komt bij verbranding. De ene brandstof levert meer energie dan de andere. Voor het meten van de hoeveelheid calorieën van een voedingsstof (koolhydraat, eiwit, vet en alcohol) wordt een calorimeter gebruikt. Dit apparaat meet de exacte hoeveelheid energie die vrijkomt bij de volledige verbranding. Voor 1 gram koolhydraat komt dit neer op 4,2 kcal, voor eiwit op 5,6 kcal en voor vet 9,4 kcal. Het verteringsproces in het menselijk lichaam is iets minder volledig.

In het lichaam worden de voedingsstoffen afgebroken tijdens het spijsverteringsproces. De hoeveelheid energie (ook wel verbrandingswaarde genoemd) die bij dit verteringsproces vrijkomt, wordt uitgedrukt in kilojoules (kJ)*) of kilocalorieën (kcal) en is voor de verschillende voedingsstoffen:

• Eén gram koolhydraat levert gemiddeld 4 kcal (17 kJoule) energie
• Eén gram eiwit levert gemiddeld 4 kcal (17 kJoule) energie
• Eén gram vet levert gemiddeld 9 kcal (37 kJoule) energie
• Eén gram alcohol levert gemiddeld 7 kcal (29 kJoule) energie
• Eén gram voedingsvezel levert gemiddeld 2 kcal (8 kJoule) energie

*) Officieel moet volgens een internationale afspraak sinds 1978 de hoeveelheid energie uitgedrukt worden in kJoules. Het begrip calorie, waarmee men dan bedoelt het aantal kilocalorieën, is echter zo ingeburgerd dat deze nog steeds het meest wordt gebruikt. Om kcal om te rekenen in kJoules moet je weten dat 1 kcal overeenkomt met 4,184 kJoules.