Вимірюйте калорії їжі, використовуючи саморобний калориметр - Food Science Fair Project

Харчова енергія - це кількість енергії, отриманої з їжею, яка доступна завдяки клітинному диханню.

Як і інші форми енергії, харчова енергія виражається в калоріях або джоулях. У деяких країнах використовується калорія їжі, яка дорівнює 1 кілокалорії (ккал), або 1000 калоріям. У контексті харчування, особливо маркування харчових продуктів, калорії становлять великі калорії, приблизно рівні 4,1868 кілоджоулі (кДж). Кілоджоуль - це одиниця, офіційно рекомендована Всесвітньою організацією охорони здоров’я та іншими міжнародними організаціями. У деяких країнах на упаковці харчових продуктів зазвичай використовується лише кілоджоуль, тоді як в інших калорійність є найбільш поширеною одиницею.

Клітковина, жири, білки, органічні кислоти, поліоли та етанол виділяють енергію під час дихання - це часто називають „харчовою енергією”. Коли їжа (забезпечуючи паливо) реагує з киснем у клітинах живих істот, виділяється енергія. Через анаеробне дихання доступна невелика кількість енергії. Дієтологи зазвичай говорять про кількість калорій в грамі поживної речовини, але це означає, що їжа насправді `` містить '' енергію. Краще сказати, що кожен грам їжі (палива) пов’язаний з певною кількістю енергії (виділяється при вдиху їжі). Жири та етанол мають найбільшу кількість харчової енергії на масу - 9 та 7 ккал/г (38 та 30 кДж/г) відповідно. Білки та більшість вуглеводів мають близько 4 ккал/г (17 кДж/г). Вуглеводи, які не легко засвоюються, такі як клітковина або лактоза у людей, які не переносять лактозу, вносять менше їжі. Поліоли (включаючи цукрові спирти) та органічні кислоти мають менше 4 ккал/г.

Кожна їжа має певне споживання енергії, що піддається метаболізму (MEI). Зазвичай це значення отримують шляхом множення загальної кількості енергії, пов'язаної з продуктом харчування, на 85%, тобто типової кількості енергії, фактично отриманої людиною після завершення дихання.

Кількість харчової енергії, пов’язаної з певною їжею, можна виміряти, повністю випаливши висушену їжу в бомбовому калориметрі, метод відомий як пряма калориметрія. Однак значення, зазначені на етикетках продуктів, не визначаються таким чином, оскільки це завищує кількість палива, яке насправді потрапляє в кров через травлення, оскільки воно також спалює неперетравлювані харчові волокна, так що не вся з'їдена їжа насправді засвоюється організмом (фекальні втрати). Натомість для оцінки засвоюваних складових продукту (білків, вуглеводів, жиру тощо) використовуються стандартизовані хімічні тести або аналіз рецептів із використанням довідкових таблиць загальних інгредієнтів. Потім ці результати перетворюються в еквівалентну енергетичну цінність на основі стандартизованої таблиці щільностей енергії.

Калориметрія

Калориметрія - це наука про вимірювання теплоти хімічних реакцій або фізичних змін. Калориметрія проводиться за допомогою калориметра. Слово калориметрія походить від латинського слова calor, що означає тепло. Шотландський лікар і вчений Джозеф Блек, який першим визнав різницю між теплом і температурою, вважається засновником калориметрії.

Непряма калориметрія обчислює тепло, яке живі організми виробляють в результаті виробництва вуглекислого газу та відходів азоту (часто аміак у водних організмах або сечовина у наземних), АБО від споживання кисню. Лавуазьє зазначив у 1780 р., Що виробництво тепла можна передбачити із споживання кисню таким чином, використовуючи багаторазову регресію. Теорія динамічного енергетичного бюджету пояснює, чому ця процедура є правильною. Звичайно, тепло, що виробляється живими організмами, також може вимірюватися прямою калориметрією, при якій весь організм поміщається всередину калориметра для вимірювання.

Постійнооб’ємна калориметрія - це калориметрія, що проводиться при постійному об’ємі. Це передбачає використання калориметра постійного об’єму. Жодна робота не виконується в калориметрії з постійним обсягом, тому виміряне тепло дорівнює зміні внутрішньої енергії системи.