Termen vi använder för att beskriva energin som härrör från livsmedel är Kalori . Med andra ord, termerna energi och Kalori, när de tillämpas på livsmedel, är synonyma. En kalori definieras som den mängd värme som krävs för att höja ett kg (1 liter) vatten 1°C. Det vi kallar en kalori är därför faktiskt en
kilogram kalori eller kilokalori, som förkortas kcal. Om ett livsmedel innehöll 100 kcal så skulle energin maten innehöll öka temperaturen på 100 liter vatten med 1°C. Ett stort k används här, i ordet Kalori, för att indikera kilokalorien eftersom en kalori faktiskt skulle vara den mängd värme som behövs för att höja temperaturen på 1 gram vatten med 1°C. Hur vet man egentligen hur många kalorier mat innehåller? Hur mäts detta i ett labb?
Kalorierna, eller energin, från livsmedel mäts med direkt kalorimetri
Instrumentet som används kallas en bombkalorimeter. Detta är en metallbehållare inuti vilken matprovet bränns i en förseglad och trycksatt ren syremiljö. Maten bränns inne i reaktionskammaren som antänds av en elektrifierad säkring som går genom kammarens övre del. Detta antänder syret och maten inuti kammaren, som, när den brinner, avger värme som absorberas i den omgivande tanken. Denna kammare är omgiven av ett vattenbad som är välisolerat från alla temperaturförändringar på grund av den yttre miljön. Därför höjer värmen från maten i reaktionskammaren också vattnets temperatur i viss mån, vilket registreras av en mycket noggrann termometer. Förändringen i vattnets temperatur, när maten väl har förbränts, är förbränningsvärme eller värmeenergi av maten, därav kaloriinnehållet. Det genomsnittliga kaloriinnehållet i en mängd olika livsmedel har bestämts med denna metod. Denna information kan användas för att härleda ett genomsnitt kalorivärde för typer av livsmedel och för makronäringsämnen.
Men den termiska energin, eller bruttoenergi värdet av maten, representerar inte det faktiska nettoenergi som en människa kan få från maten. En anledning är att matsmältningen inte är hundra procent effektiv. Eftersom hundra procent av all mat inte kan smältas och absorberas, kan inte all energi utvinnas från matens näringsämnen genom ämnesomsättningen. Effektiviteten av matsmältningen för olika livsmedel kallas koefficienten av smältbarhet. Detta anges vanligtvis som ett procentuellt värde. Till exempel har kött och fisk i genomsnitt 97 % smältbarhet.
Förutom energi förloras genom matsmältningen, en viss mängd energi går också förlorad under metabolismprocessen. Detta gäller särskilt protein eftersom kroppen inte kan oxidera kvävekomponenten. Kvävet måste kombineras med väte för att bilda urea, som utsöndras i urinen. Denna förlust av väte, för att hantera kvävet, representerar en energiförlust, som i genomsnitt är cirka 19 % av en proteinmolekyls energiförlust.
På grund av denna energiförlust kommer det genomsnittliga kaloriinnehållet, bestämt genom direkt kalorimetri och nettoenergin som en människa får, att skilja sig.
Lipid (fett) kalorier per gramAlla lipider (fetter) innehåller inte samma mängd energi, som bestäms genom kalorimetri. Ett gram nöt- eller fläskfett ger cirka 9,5 kcal och detta är genomsnitt för ett gram lipider från kött, fisk, eller ägg. Ett gram smörfett ger cirka 9,27 och ett gram mejerifett ger cirka 9,25. Lipider från grönsaker och frukter i genomsnitt 9,30 kcal.
Den genomsnittliga förbränningsvärmen (bombkalorimeter) för lipid anges i allmänhet som 9,4 kcal per gram. Nettoenergin (genomsnittliga kalorier) för människor är densamma, 9,4 kcal per gram fett. Detta avrundas vanligtvis till 9 kalorier per gram.
Kolhydratkalorier
Bruttoenergi från glukos är 3,74 kcal per gram och 4,20 för stärkelse. Genomsnittet för kolhydrater anges som 4,2 kcal per gram bruttoenergi, och nettoenergin för människor är densamma. Det finns dock inget sätt att ge exakta kalorier per gram kolhydrater. Den faktiska mängden energi från någon kolhydrat varierar beroende på formen på molekylen. Därför avrundas kalorierna från kolhydrater vanligtvis till 4 kalorier per gram.
Proteinkalorier
Energi från protein kan bero på mängden kväve proteinet innehåller, samt matens smältbarhet. Ju högre kväveinnehåll, desto lägre mängd energi kan erhållas genom människans ämnesomsättning. Proteiner från kött, ägg, bönor och majs har cirka 16 % kväve. Protein från nötter och frön, och de flesta spannmål (spannmål) har en högre kvävehalt på cirka 18,9%. Protein från mjölk har en lägre kvävehalt på ca 15,7%.
I en bombkalorimeter, det genomsnittliga antalet kalorier i ett gram protein är 5,65 kcal per gram. Den genomsnittliga nettoenergin för människor anges i allmänhet till 4,2 kcal per gram, samma som för kolhydrater. Detta, återigen, avrundas vanligtvis till 4 kalorier per gram.AlkoholkalorierAlkohol (etanol) ger cirka 7 kcal per gram genom direkt kalorimetri. Nettoenergin för människor är vanligtvis densamma. Om man däremot konsumerar en stor mängd alkohol är det möjligt att mindre energi blir tillgänglig för kroppen, vilket kan bero på skador på mitokondrierna i levercellerna.