三、能量的轉換和利用
食物主體和微量成分雖可提供能量，但它們本身還不是能量，需要經過轉換而加以利用。
1．消化和吸收
從化學觀點看，消化作用是指被攝入的食物通過水解得到斷裂產物，進而通過腸壁吸收到體液中並參與新陳代謝的過程。這些水解反應需要酶催化，每種水解反應都有特定的酶作催化劑。糖、蛋白質和脂肪的水解分別產生單糖、氨基酸和脂肪酸，進而在酶的催化下氧化（或稱燃燒）釋放出熱量。
（1）糖。糖是快速能源。唾液中的澱粉酶作用於澱粉或糖元，產生二糖（如麥芽糖），這是消化作用的第一步。進入胃後，食物被胰髒分泌的酶作用，使糖繼續水解成麥芽糖，再水解成葡萄糖，最後形成一些單糖的混合物。然後這些單糖被吸收進入血液，成為血糖，其濃度受激素胰島素的調節和控製。如果血糖含量過高，單糖將在肝中轉化為多糖糖元，成為肝糖，在人肝中約為6％。如果血糖含量太低，則肝中貯藏的糖元被水解，從而提高血糖水平。在酶催化下，被吸收後轉化產生的單糖（如葡萄糖）才被“氧化”（燃燒），提供人體所需要的能量。葡萄糖氧化的反應式為：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋2889千焦（2）蛋白質。在胃蛋白酶的作用下，蛋白質的水解從胃中開始，並且延續到小腸中。食物蛋白質在胃酸的協助下，由胃蛋白酶分解為朊及腖。食物在胃內的滯留時間，隨蛋白質的質地而異。肉的蛋白質含量高，停留3～4小時，此時胃液酸性強；蔬菜和水果的蛋白質含量低，停留1.5～2小時，胃液酸度亦低。吃肉不容易肚子餓，就是這個原因。
經胃加工後出來的蛋白質，經多種蛋白酶的作用最後分解為氨基酸，通過腸壁吸收。
（3）脂肪。與糖和蛋白質不同，脂肪的消化主要在腸道中進行。幫助脂肪水解的酶是水溶性的，然而脂肪又不溶於水，這個矛盾怎麼解決呢？靠肝髒分泌的膽鹽使油乳化生成的小油珠，為酶提供了化學反應的表麵，其作用很像洗滌劑分子。主要的膽鹽（如甘氨膽酸鈉）就具有親油、親水的雙親結構。
唾液中不含脂肪分解酶，所以此時脂肪不被水解。進入胃後，在胃液中脂肪分解酶的作用下，一部分脂肪分解為甘油與脂肪酸。但該酶的最適宜pH為5.0，而胃液的pH約為1～2，故其作用很弱。因為嬰兒胃液的pH值比成人高，約為4.5～5.0，故易將乳汁中的脂肪分解消化。
2．能量的轉換
在能量的轉換中，酶起專一的催化作用，參與一切生化過程。
（1）酶的作用。酶的基體是蛋白質，但光有基體，還不具備活性。須有活動輔助劑存在或分子結構中有相當於此輔助劑的活性基團才可產生效力。前者稱為酶朊，後者稱為輔酶。要使酶活化（即發生作用），酶朊必須先和輔酶結合。正像要打開銀行保險箱需要兩把鑰匙一樣。被酶作用的物質稱為底物。
酶催化作用除了具有極好的專一性外，還有一個顯著的優點是速率巨大。據測算，一個β－澱粉酶分子一秒鍾能催化斷裂直鏈澱粉中4000個鍵。這不能單純用隨機碰撞或用鑰匙插入鎖孔來解釋，而要求有某種成分？“鑰匙”吸入“鎖孔”內，這種成分就是酶、輔酶或底物上的電極性區域特定的離子部位。
（2）最重要的輔酶——三磷酸腺甙（ATP）。1980年日本學者葛西道生在研究生物體運動（包括從肌肉運動到精神活動）中的能量轉換問題時指出，所有的細胞都有1～15毫摩爾的ATP。它的特點是隨時可發生反應，釋出193千焦/摩爾的反應熱：ATP＋H2OADP＋H3PO4＋193千焦這個熱量就是我們賴以生存的能量。那麼ATP又是從何而來的呢？它由葡萄糖那樣的高能物質通過能量代謝而製得：在氧存在下，葡萄糖氧化的同時生成ATP；在無氧存在時，葡萄糖能在糖酵解體係中分解生成乳酸的同時生成ATP。反應式為：C6H12O6＋6O2＋34ADP＋34H3PO46CO2＋34ATP＋40H2OC6H12O6＋2ADP＋2H3PO42CH3CHOHCOOH＋2ATP＋H2O這類反應大約和70種反應同時進行，但是生成ATP的反應是主要反應（式中ADP為二磷酸腺甙）。食物產生能量的反應可以歸結為：食物＋O2ATP（＋CO2＋H2O）△H（＋ADP＋H3PO4）