Energia alimentară este cantitatea de energie obținută din alimente care este disponibilă prin respirația celulară.

caloriile

La fel ca alte forme de energie, energia alimentară este exprimată în calorii sau jouli. Unele țări folosesc calorii alimentare, care este egală cu 1 kilocalorie (kcal), sau 1.000 de calorii. În contextul nutriției și, în special, al etichetării alimentelor, caloriile sunt calorii mari, aproximativ egale cu 4,1868 kilojuli (kJ). Kilojoule este unitatea recomandată oficial de Organizația Mondială a Sănătății și de alte organizații internaționale. În unele țări, numai kilojoul este utilizat în mod normal pe ambalajul alimentelor, în timp ce în altele caloria este cea mai comună unitate.

Fibrele, grăsimile, proteinele, acizii organici, poliolii și etanolul eliberează energie în timpul respirației - aceasta este adesea numită „energie alimentară”. Când alimentele (care furnizează combustibil) reacționează cu oxigenul din celulele ființelor vii, energia este eliberată. O cantitate mică de energie este disponibilă prin respirația anaerobă. Nutriționiștii vorbesc de obicei despre numărul de calorii dintr-un gram de nutrient, dar acest lucru implică faptul că alimentele „conțin” de fapt energie. Este mai bine să spunem că fiecare gram de alimente (combustibil) este asociat cu o anumită cantitate de energie (eliberată atunci când alimentele sunt respirate). Grăsimile și etanolul au cea mai mare cantitate de energie alimentară pe masă, 9 și 7 kcal/g (38 și respectiv 30 kJ/g). Proteinele și majoritatea carbohidraților au aproximativ 4 kcal/g (17 kJ/g). Carbohidrații care nu sunt ușor absorbiți, cum ar fi fibrele sau lactoza la persoanele cu intoleranță la lactoză, contribuie cu mai puțină energie alimentară. Poliolii (inclusiv alcoolii din zahăr) și acizii organici au mai puțin de 4 kcal/g.

Fiecare produs alimentar are un aport specific de energie metabolizabil (MEI). În mod normal, această valoare se obține înmulțind cantitatea totală de energie asociată cu un produs alimentar cu 85%, care este cantitatea tipică de energie efectiv obținută de un om după ce respirația a fost finalizată.

Cantitatea de energie alimentară asociată cu un anumit aliment ar putea fi măsurată prin arderea completă a alimentelor uscate într-un calorimetru bombă, o metodă cunoscută sub numele de calorimetrie directă. Cu toate acestea, valorile date pe etichetele alimentelor nu sunt determinate în acest fel, deoarece supraestimează cantitatea de combustibil care intră efectiv în sânge prin digestie, deoarece arde și fibrele dietetice nedigerabile, astfel încât nu toate alimentele consumate să fie absorbite de fapt de organism. (pierderi fecale). În schimb, se utilizează teste chimice standardizate sau o analiză a rețetei folosind tabele de referință pentru ingredientele obișnuite pentru a estima componentele digestibile ale produsului (proteine, carbohidrați, grăsimi etc.). Aceste rezultate sunt apoi convertite într-o valoare energetică echivalentă pe baza unui tabel standardizat al densităților de energie.

Calorimetre

Calorimetria este știința măsurării căldurii reacțiilor chimice sau a modificărilor fizice. Calorimetria se efectuează cu un calorimetru. Cuvântul calorimetrie este derivat din cuvântul latin calor, care înseamnă căldură. Medicul și omul de știință scoțian Joseph Black, care a fost primul care a recunoscut distincția dintre căldură și temperatură, se spune că este fondatorul calorimetriei.

Calorimetria indirectă calculează căldura pe care o produc organismele vii din producția lor de dioxid de carbon și deșeuri de azot (frecvent amoniac în organismele acvatice sau uree în cele terestre), SAU din consumul lor de oxigen. Lavoisier a remarcat în 1780 că producția de căldură ar putea fi prezisă din consumul de oxigen în acest fel, folosind regresia multiplă. Teoria bugetului energetic dinamic explică de ce această procedură este corectă. Desigur, căldura generată de organismele vii poate fi măsurată și prin calorimetrie directă, în care întregul organism este plasat în interiorul calorimetrului pentru măsurare.

Calorimetria cu volum constant este calorimetria efectuată la un volum constant. Aceasta implică utilizarea unui calorimetru cu volum constant. Nici o lucrare nu se efectuează în calorimetrie cu volum constant, astfel că căldura măsurată este egală cu modificarea energiei interne a sistemului.