Aula3_EnergiaeNutrientes

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Aula 3
Energia e nutrientes
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
Profa. Dra. Severina de Sousa
Energia
• “Capacidade de realizar trabalho”;
• Fonte primária de toda energia dos organismos vivos:
Sol;
Organismos autotróficos: obtêm energia, pelo processo
de fotossíntese;
Organismos heterotróficos:
– Os seres humanos, obtêm energia, por meio da degradação de
nutrientes orgânicos biossintetizados pelos autotróficos, pelo
consumo dos alimentos;
• Na nutrição, se refere a maneira pela qual o corpo faz
uso da energia contida na ligação química dentro no
alimento.
• Alimentos são constituídos de vários grupos de
nutrientes, entre os quais, aqueles que sob sua forma
monomérica, são passíveis de reações catabólicas com
geração de energia sob a forma de ATP (adenosina
trifosfato), sendo chamados de nutrientes energéticos.
– Carboidratos: sob a forma de glicose
– Triacilgliceróis: sob a forma de ácido graxo e glicerol
– Proteínas: sob a forma de aminoácido
– Etanol: não é considerado nutriente (não promove
manutenção, crescimento ou reparo das células).
• O organismo consome energia de forma contínua, mas a
ingestão alimentar não se dá da mesma forma.
Dois períodos:
- de jejum:
 estado catabólico: o organismo depende de substratos
endógenos (reservas orgânicas de massa corporal) para
obtenção de energia.
- Pós absortivo:
 estado anabólico: o organismo utiliza os substratos exógenos
(nutrientes vindos da alimentação) para obtenção de energia.
Utilização dos alimentos como fonte de energia:
• Praticamente todos os alimentos possuem carboidratos, lipídios e
proteínas, exceto açúcar (fonte exclusiva de carboidratos) e óleos
(fonte exclusiva de lipídios).
• Para que a energia disponível nesses nutrientes possa ser
utilizada, é necessário 3 etapas básicas:
– Digestão
– Absorção
– Metabolismo
 Essas etapas são extremamente específicas para cada
nutriente, porém convergem para uma via única, que é a
liberação do acetil e a posterior formação de moléculas de
acetil coenzima A.
 Essas moléculas entram no ciclo de Krebs, liberando átomos
de hidrogênio que serão oxidados na cadeia respiratória para
que então haja liberação de água, gás carbônico e energia sob
a forma de ATP.
Utilização dos alimentos para armazenamento de energia:
• O organismo é extremamente econômico no uso de substrato
energético disponível.
• Mesmo no período pós absortivo, o organismo utiliza para oxidação
apenas a quantidade de nutrientes necessária para suprir suas
necessidades fisiológicas.
• Independentemente do substrato energético ingerido, tudo o que
não é prontamente utilizado não é excretado (exceto o
grupamento amino dos aminoácidos), mas armazenado sob a forma
de triacilglicerol, que poderá ser usado no período de jejum.
• Esses nutrientes são convertidos em moléculas de acetil (os
aminoácidos precisam perder o grupamento amino) que, em
seguida, são ligados a coenzima A, para que ocorra a síntese de
ácidos graxos no fígado e o transporte até o local de depósito (o
adipócito).
Determinação do conteúdo energético disponível no
alimento:
• Cada alimento tem seu valor energético específico, ou seja,
determinada quantidade de alimento libera certa quantidade de
energia quando metabolizada, e esta depende da composição do
alimento.
• Conceito de gasto energético:
– Análogo a um forno de lenha, que na presença de O2 queima
madeira para liberar calor de forma controlada.
– O alimento consumido é oxidado (presença de O2), liberando
CO2, H2O e calor.
– Processo contínuo corpo terá reserva gradual e constante
de energia.
Ex.: combustão de glicose
C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 + Calor
• Reações químicas semelhantes ocorrem para a combustão de outras
fontes de energia (proteínas e lipídios).
• Para estimar a quantidade de energia oferecida por uma refeição:
– bomba calorimétrica ou calorímetro e a unidade energética utilizada
é cal ou Kcal.
- Lavoisier (França, sec. 18)
- queima ou combustão dos alimentos pelo corpo
- primeiro aparelho para medir produção de calor
– Energia:
– Em nutrição: Quantidade de calor produzida por um grama de
amostra purificada de carboidrato, lipídios e proteínas (queimados no
calorímetro):
» Carboidratos: 4,10
» Lipídios: 9,45
» Proteínas: 5,65
» Álcool: 7,10
• Digestibilidade dos nutrientes:
– O organismo não é tão eficiente quanto o calorímetro, sendo
importante a quantidade do nutriente ingerido disponível ou sua
digestibilidade.
» Carboidratos: 98%
» Lipídios: 95% Absorvidos
» Proteínas: 92%
- Digestibilidade da proteína: ampla variação
- Após o processo absortivo: Toda energia disponível na glicose e
nos triacilgliceróis está disponível para ser oxidada, o mesmo não
ocorre com os aminoácidos, pois o grupamento amino dos
aminoácidos não pode ser oxidado (igual no calorímetro), e sim são
excretados na urina principalmente sob a forma de uréia.
-Desta forma, para estima do valor energético dos alimentos que
compõem uma refeição, aceitam-se valores aproximados:
 4 kcal/g de carboidratos e de proteínas, 9kcal/g de lipídio e
7kcal/g de álcool.
Energia do alimento
Kcal/g
CHO Lip Prot Alcool
4,10 9,45 5,65 7,10
Energia digerível
Kcal/g
CHO Lip Prot Alcool
4,0 9,0 5,20 7,10
Energia metabolizável
Kcal/g
CHO Lip Prot Alcool
4,0 9,0 4,0 7,0
Perdas nas fezes 
e gases de 
energia
Perdas na urina 
de energia
Energia disponível nos nutrientes 
após processos fisiológicos:
Gasto de energia
• Nosso corpo é movido pela energia gerada na
combustão orgânica dos alimentos que comemos
diariamente;
• A alimentação básica e equilibrada de um brasileiro
adulto e sadio deve lhe oferecer 2000 kcal/dia;
• Quando ingerimos mais alimentos do que somos
capazes de gastar diariamente  as calorias a mais se
acumulam no corpo sob a forma de gordura.
Gasto de Energia 
Valor energético do alimento
• QUILOCALORIA (kcal) são 1.000 calorias.
• Ou
1 caloria = 0,001 kcal
1 kcal = 1000 cal
1 kcal = 4,2 kJ
0,24 kcal = 1 kJ
OBS: Para evitar números extensos, as rotulagens de alimentos
se referem a Kcal
A caloria escrita com letra maiúscula (Cal) equivale à kcal.
A caloria escrita com letra minúscula (cal) é a pequena caloria,
mil vezes menor que a outra.
METABOLISMO
• Conjunto de reações químicas responsáveis
pelos processos de síntese e degradação
dos nutrientes na célula.
Conjunto de reações químicas responsáveis 
pelos processos de síntese e 
degradação dos nutrientes na célula. 
Metabolismo?
Anabolismo 
• É a síntese de compostos
grandes a partir de
unidades pequenas
• Por exemplo, a formação
de proteínas a partir de
aminoácidos.
Catabolismo 
• É a degradação de
compostos grandes em
unidades pequenas
• Por exemplo, a quebra da
proteína em suas
unidades estruturais, que
são os aminoácidos.
Metabolismo Energético: 
Compreende todas as vias utilizadas pelo
organismo para obter e usar a energia química
oriunda do rompimento das ligações químicas
presentes nos nutrientes que compõem os
alimentos.
GASTO ENERGÉTICO:
Independentemente do momento do dia, o corpo gasta
energia para viver.
O gasto energético varia durante dia (atividade física,
digestão, respiração, funcionamento dos órgãos, etc.), ao
longo da vida (crescimento da criança, gravidez, etc.)
diferindo, inclusive de pessoa para pessoa durante o repouso.
Estima-se que o gasto energético diário resulte
essencialmente de três metabolismos principais:
- os gastos associados ao repouso
- os gastos associados à atividade física
- os gastos associados à digestão
• Fontes principais do gasto energético visam:
- Abastecer a Taxa Metabólica Basal
- Efeito térmico dos alimentos
- Atividade física
Componentes do gasto
energético de 24 horas
 TMB: O mínimo de energia gasta em 24 horas, correspondendo a
energia dispendida para a manutenção dos processos corporais
vitais:
- respiração
- metabolismo celular
- circulação
- atividade glandular
- conservação da temperaturacorpórea
- sistema nervoso
Determinação:
 A medida da TMB deve ser feito pela manhã, logo após acordar,
antes de qualquer atividade física, após jejum de 12 a 18 horas.
 GER: equivocadamente como sinônimo da TMB. A diferença básica
é que permite que o indivíduo se dirija até o local onde será
realizado o exame. Deve-se obedecer um repouso de 30 minutos
no mínimo.
Componentes do gasto energético
• A energia é despendida pelo corpo humano na forma:
 Taxa metabólica basal
 Efeito térmico do alimento
 Termogênese por atividade
Gasto energético total (GET)
Taxa metabólica basal: Quantidade de energia utilizada em 24 horas por uma
pessoa em repouso físico e mental para manutenção das atividades das
funções corporais vitais (respiração, circulação, sistema nervoso, e etc).
Componentes do gasto energético
• O efeito térmico do alimento (ETA) é o aumento no
gasto energético associado ao consumo de alimento.
• A termogênese por atividade (TA) é a energia gasta
durante exercício físico e esportes;
• A energia gasta durante as atividades do dia a dia é
chamada de termogênese por atividade de não-
exercício (TANE).
Componentes do gasto energético
Componentes do Gasto
Energético
Energia dispendida Gasto Energético Diário
Taxa Metabólica Basal Durante os processos 
corporais vitais
60 a 75%
Efeito Térmico do Exercício 
Físico
Durante a atividade física 15 a 30%
Efeito Térmico do 
Alimento
Decorrente do processo de 
digestão, absorção e 
metabolismo de alimentos 
e armazenamento de 
reserva de glicogênio e 
gordura
10%
Termogênese Facultativa Adaptação as condições 
ambientais que podem 
modificar o gasto de 
energia, estresse 
emocional, etc.
≤ 10 a 15 %
Fatores que influenciam o gasto 
energético
• Tamanho corporal
- As pessoas maiores possuem taxas
metabólicas maiores que as pessoas menores;
EX: Se duas pessoas tem o mesmo peso,
mas uma delas é mais alta, a pessoa mais alta
(área de superfície corporal maior) possui uma
taxa metabólica maior;
Fatores que influenciam o gasto 
energético
• Composição corporal
- A massa livre de gordura (MLG), tecido metabolicamente
ativo no corpo, é o principal determinante do gasto
energético basal;
- Devido a sua maior MLG, os atletas possuem um
metabolismo basal aproximadamente 5% maior que
indivíduos não atletas.
 Medição: antropometria de dobras cutâneas (ADC) e
bioimpedância elétrica (BIA).
É utilizada para determinar o
percentual de gordura corporal
pela medida do tecido gorduroso
subcutâneo com um compasso
de dobras cutâneas.
Fatores que influenciam o gasto 
energético
• A Técnica BIA determina a MLG (massa livre
de gordura) nas extremidades;
• Colocação de eletrodos no punho e
tornozelo;
• Determina a água total corporal de uma
pessoa (ACT);
• A partir da ACT, a MLG é estimada porque é
composta principalmente de água;
• Uma aproximação da massa gorda (MG) é
estimada entre a diferença do peso corporal
e a MLG.
MG = Peso - MLG
Fatores que influenciam o gasto 
energético
• Idade
- é mais alta durante os períodos de rápido crescimento,
principalmente durante o primeiro e o segundo anos de
vida.
• Gênero
- As mulheres geralmente possuem mais gordura em
proporção ao músculo que os homens;
- Tem taxas metabólicas de 5 a 10% menores que as dos
homens de mesmo peso e estatura.
Fatores que influenciam o gasto 
energético
• Estado hormonal
- estado hormonal pode afetar a taxa metabólica, particularmente naquelas
pessoas com distúrbios endócrinos, como hiper e hipotireoidismo, os quais
aumentam ou diminuem o gasto energético, respectivamente;
- A taxa metabólica das mulheres flutua com o clico menstrual;
- Alguns estudos mostraram que durante a fase lútea (p. ex., período de um
tempo entre a ovulação e o início da menstruação), a taxa metabólica
aumenta levemente;
- Durante a gravidez, o crescimento uterino, placentário e do tecido fetal,
junto à frequência cardíaca aumentada da mãe, contribui para um aumento
gradual na Taxa Metabólica Basal;
- Em média, a Taxa Metabólica Basal aumenta 11 calorias por semana durante
a gestação.
Cálculo da taxa metabólica basal
FAO/OMS
- parâmetros: Idade, Sexo, Altura, Peso
TMB 
Idade (anos) Masculino Feminino 
10-18 16.6 P + 77 A + 572 7.4 P + 482 A + 217 
18-30 15.4 P +27 A + 717 13.3 P + 334 A + 35 
30-60 11.3 P + 16 A + 901 8.7 P – 25 A + 862 
> 60 8.8 P + 11 A +1071 9.2 P + 637 A – 302 
Para indivíduos sadios ou em acompanhamento ambulatorial com doenças leves 
GET = TMB x FA 
Obs: Se o paciente for sedentário, multiplicar a TMB por 1,2 para o cálculo do GET.
Cálculo da taxa metabólica basal
Harris-Benedict baseia-se em cinco parâmetros diferentes
para calcular o numero de calorias recomendado: Sexo, Altura,
Peso, Idade e Atividade Física.
Esta fórmula é utilizada habitualmente para pacientes internados
ou em acompanhamento ambulatorial que apresentam doenças
crônicas.
GET = TMB X FA X FI X FT Em que: Fator de atividade;
Fator de injúria; e Fator
térmico são Tabelados.
Cálculo da taxa metabólica basal
GET: TMB x FA
Fonte: FAO E OMS
Essas equações não são consistentes!
Vamos calcular sua TMB?
Índice de massa corporal (IMC)
• Este valor é dado por uma equação muito simples e
indica, através do uso de uma tabela, se a pessoa está
com peso adequado, com sobrepeso ou obeso
Cálculo da energia do alimento
• A energia total disponível a partir de um alimento é
medida com uma bomba calorimétrica;
Valor energético do alimento
Energia Bruta do alimento (calor de combustão) (kcal/g)
Carboidratos 4,10
Gordura 9,45
Proteína 5,65
Álcool 7,10
Energia digerida (kcal/g)
Carboidratos 4,0
Gordura 9,0
Proteína 5,20
Álcool 7,10
Energia metabolizável (kcal/g)
Carboidratos 4,0
Gordura 9,0
Proteína 4,0
Álcool 7,0
Desta forma, considera-se no cálculo energético que:
-Cada grama de Açúcar produz 4 kcal
-Cada grama de Proteína produz 4 kcal
-Cada grama de Álcool produz 7 kcal
-Cada grama de Gordura produz 9 kcal
E o valor 2 kcal/g foi proposto para fibra devido ao
“carboidrato não disponível” que resiste a digestão e
absorção
Cálculo da energia do alimento
• Embora o valor energético de cada nutriente seja
precisamente conhecido, apenas alguns alimentos como
óleos e açúcares são constituídos de um único nutriente;
• Comumente, os alimentos contêm uma mistura de proteína
gordura e carboidrato.
O valor energético de um ovo
tamanho médio (50 g) que
contém 13% de proteína, 12%
de gordura e 1% de
carboidrato.
Proteína: 13% x 50 g= 6,5 g x 4 kcal/g = 26 kcal
Gordura: 12% x 50 g=6 g x 9 kcal/g= 54 kcal/g
Carboidrato: 1% x 50 g= 0,5 g x 4 kcal/g = 2 kcal
Total = 82 kcal
Exercício
• Calcule o valor energético
Calcular o valor energético de um lanche: 
Nutrientes
Porção do 
lanche
Fonte de 
conversão 
(kcal/g)
Carboidrato 21g 4
proteína 14g 4
gordura 6g 9
Cálculo do valor energético de bebidas 
alcoólicas e misturas
• Pode ser determinado pela seguinte equação
(Gastineau, 1976):
Quilocalorias = quantidade de bebida (mL) x Teste x 0,8 kcal/teste/mL
Onde:
Teste= proporção de álcool na água ou outro líquido em uma bebida alcoólica.
Quilocalorias = 7 x quantidade de bebida (mL) x graduação alcóolica x 0,8/100
Onde: graduação alcóolica = a proporção de álcool e água ou outros líquidos e a
bebida alcóolica. (Define-se que uma graduação alcóolica de 100 é igual a 50%
de álcool etílico por volume. O número de graus é igual a porcentagem em
volume de álcool etílico, quer dizer, 50° é igual a 50% de álcool etílico por
volume).
O valor energético das bebidas alcóolicas, que se expressa em quilocalorias, pode-
se determinar com a seguinte equação (Gastineau, 1976):
Cálculo do valor energético de bebidas alcoólicas e 
destilados
Para determinar a porcentagem de álcool etílico em uma bebida, deve-se dividir
o valor da graduação alcóolica por 2. Por exemplo: um uísque com uma
graduação alcóolica de 86 contem 43% de álcool etílico.
A última parte da equação (0,8 quilocalorias/grau alcóolico/mL) é o fator
densidadecalórica do álcool (7 kcal/g) e que nem todo álcool do licor está
disponível para converter-se em energia.
http://www.nutricionistarafael.com.br/2014/04/calculo-do-valor-energetico-de-bebidas.html
Por exemplo: o número de quilocalorias em 45 mL de uísque com uma graduação
alcóolica de 43 se determinaria da seguinte maneira:
7 x 45 mL x 43 graus alcóolicos x 0,8/100 kcal = 108 kcal
Referência:
MAHAN, L. Kathleen e Strump Escott Sylvia. Krause: Alimentos, Nutrição e 
Dietoterapia. 12. ed. São Paulo: editora Elsevier, 2010. 1358p. ISBN:9788535229844.