Termenul pe care îl folosim pentru a descrie energia derivată din alimente este Calorie. Cu alte cuvinte, termenii energie și Calorii, atunci când sunt aplicate pe alimente, sunt sinonime. O calorie este definită ca cantitatea de căldură necesară pentru a crește un kg (1 litru) de apă cu 1 ° C. Prin urmare, ceea ce numim calorie este de fapt un kilogram de calorii sau kilocalorii, care este prescurtat kcal. Dacă un aliment ar conține 100 kcal, atunci energia pe care a conținut-o ar crește temperatura de 100 litri de apă cu 1 ° C. O capitală C este folosit aici, în cuvântul Calorie, pentru a indica kilocaloria, deoarece o calorie ar fi de fapt cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura de 1 gram de apă cu 1 ° C. De unde știi cu adevărat câte calorii conține alimente? Cum se măsoară acest lucru într-un laborator?

Caloriile sau energia din alimente se măsoară folosind calorimetrie directă. Instrumentul folosit se numește a calorimetru bombă. Acesta este un recipient metalic în interiorul căruia proba de alimente este arsă într-un mediu de oxigen pur sigilat și presurizat. Alimentele sunt arse în interiorul camerei de reacție care este aprinsă de o siguranță electrificată care trece prin partea superioară a camerei. Aceasta aprinde oxigenul și alimentele din interiorul camerei, care, pe măsură ce arde, degajă căldură care este absorbită în rezervorul din jur. Această cameră este înconjurată de o baie de apă bine izolată de orice schimbări de temperatură cauzate de mediul exterior. Prin urmare, căldura din alimentele din camera de reacție crește, de asemenea, într-o oarecare măsură temperatura apei, care este înregistrată de un termometru foarte precis. Modificarea temperaturii apei, odată ce alimentele sunt arse, este căldura de ardere sau energia termică a alimentelor, de unde și conținutul caloric. Conținutul caloric mediu al unei largi varietăți de alimente a fost determinat prin această metodă. Aceste informații pot fi utilizate pentru a obține o valoare calorică medie pentru tipurile de alimente și pentru macronutrienți.

caloriilor
Bomb Calorimeter, configurare mai veche decât cea de mai jos.
imagine de Akshat Goel prin wikimedia

Cu toate acestea, energia termică sau valoarea brută a energiei din hrană, nu reprezintă energia netă reală pe care o ființă umană o poate obține din hrană. Un motiv este că digestia nu este sută la sută eficientă. Deoarece sută la sută din toate alimentele nu pot fi digerate și absorbite, nu toată energia poate fi extrasă din nutrienții alimentelor prin metabolism. Eficiența digestiei pentru diferite alimente se numește coeficient de digestibilitate. Aceasta este de obicei dată ca valoare procentuală. De exemplu, carnea și peștele, în medie, au 97% digestibilitate.

Bomb Calorimeter, configurare mai modernă decât cea de mai sus. Mage de Harbour1 prin wikimedia

În plus față de energia pierdută prin digestie, o cantitate de energie se pierde și în timpul procesului de metabolism. Acest lucru este valabil mai ales pentru proteine, deoarece organismul nu poate oxida componenta azotată. Azotul trebuie combinat cu hidrogen pentru a forma uree, care este excretată în urină. Această pierdere de hidrogen, pentru a face față azotului, reprezintă o pierdere de energie, care este în medie de aproximativ 19% din energia pierdută a unei molecule de proteină.

Din cauza acestei pierderi de energie, conținutul caloric mediu determinat prin calorimetrie directă și energia netă pe care o obține un om va diferi.

Lipide (grăsimi) Calorii per gram

Nu toate lipidele (grăsimile) conțin aceeași cantitate de energie, determinată prin calorimetrie. Un gram de carne de vită sau grăsime de porc produce aproximativ 9,5kcal și aceasta este media pentru un gram de lipide din carne, pește sau ouă. Un gram de grăsime de unt produce aproximativ 9,27, iar un gram de grăsime lactată dă aproximativ 9,25. Lipidele din legume și fructe sunt în medie de 9,30 kcal.

Căldura medie de ardere (calorimetrul bombei) pentru lipide este în general dată de 9,4 kcal pe gram. Energia netă (calorii medii) pentru oameni este aceeași, la 9,4 kcal pe gram de grăsime. Aceasta este de obicei rotunjită la 9 calorii pe gram.

Calorii carbohidraților

Energia brută din glucoză este de 3,74 kcal pe gram și de 4,20 pentru amidon. Media pentru carbohidrați este dată de 4,2 kcal per gram de energie brută, iar energia netă pentru oameni este aceeași. Cu toate acestea, nu există nicio modalitate de a da caloriile exacte pe gram de carbohidrați. Cantitatea reală de energie din orice carbohidrat variază în funcție de forma moleculei. Prin urmare, caloriile din carbohidrați sunt de obicei rotunjite la 4 calorii pe gram.

Calorii proteice

Energia din proteine ​​poate depinde de cantitatea de azot pe care o conține proteina, precum și de digestibilitatea alimentelor. Cu cât este mai mare conținutul de azot, cu atât este mai mică cantitatea de energie care poate fi derivată prin metabolismul uman. Proteinele din carne, ouă, fasole și porumb au aproximativ 16% azot. Proteinele din nuci și semințe și majoritatea cerealelor (cerealelor) au un conținut mai ridicat de azot de aproximativ 18,9%. Proteinele din lapte au un conținut mai scăzut de azot de aproximativ 15,7%.

Într-un calorimetru bombă, numărul mediu de calorii într-un gram de proteine ​​este de 5,65 kcal pe gram. Energia medie netă pentru oameni este în general dată de 4,2 kcal pe gram, la fel ca pentru carbohidrați. Acest lucru, din nou, este de obicei rotunjit la 4 calorii pe gram.

Calorii alcoolice

Alcoolul (etanolul) produce aproximativ 7 kcal pe gram prin calorimetrie directă. Energia netă pentru oameni este de obicei aceeași. Cu toate acestea, dacă se consumă o cantitate mare de alcool, este posibil ca mai puțină energie să fie disponibilă organismului, ceea ce se poate datora deteriorării mitocondriilor din celulele hepatice. 1 Dunford, Marie și J. Andrew Doyle. Nutriție pentru sport și exerciții fizice. Belmont, CA: Wadsworth, Cengage Learning, 2012. 45-48., 2 McArdle, William D., Frank I. Katch și Victor L. Katch. Fiziologia exercițiului: energie, nutriție și performanță umană. Baltimore: Williams & Wilkins, 1996. 83-86.