Energia alimentare

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August 17, 2022

L'energia alimentare è l'energia chimica che gli animali (compreso l'uomo) ottengono dal cibo attraverso la respirazione cellulare. La respirazione cellulare può comportare la reazione chimica delle molecole di cibo con l'ossigeno molecolare (respirazione aerobica) o il riarrangiamento delle molecole di cibo senza bisogno di ossigeno aggiuntivo (respirazione aerobica).

Panoramica

Gli esseri umani e altri animali hanno bisogno di una quantità minima di energia alimentare per mantenere il metabolismo e controllare i muscoli. Il cibo è costituito principalmente da carboidrati, grassi, proteine, acqua, vitamine e minerali. Carboidrati, grassi, proteine ​​e acqua costituiscono quasi l'intero peso del cibo, con vitamine e minerali che costituiscono solo una piccola percentuale del peso. (Carboidrati, grassi e proteine ​​costituiscono il novanta per cento del peso secco del cibo.) Gli organismi traggono la loro energia alimentare da carboidrati, grassi e proteine, nonché da acidi organici, polioli ed etanolo presenti nella dieta. Alcuni componenti dietetici che forniscono poca o nessuna energia alimentare, come acqua, minerali, vitamine, colesterolo e fibre insolubili, possono essere ancora necessari per la salute e la sopravvivenza per altri motivi. Acqua, minerali, vitamine e colesterolo non vengono scomposti (vengono utilizzati dall'organismo nella forma in cui vengono assorbiti) e quindi non possono essere utilizzati per produrre energia. La fibra non può essere completamente digerita dalla maggior parte degli animali, compreso l'uomo, che può estrarre solo 2 kcal/g (8,4 kJ/g) di energia alimentare per peso. I ruminanti possono estrarre quasi 4 kcal/g (17 kJ/g) dalle fibre grazie ai batteri nel loro rumine. Utilizzando il Sistema Internazionale di Unità, i ricercatori misurano l'energia in joule (J) o nei suoi multipli; kilojoule (kJ) è comunemente usato per quantità legate al cibo. Un'unità energetica sistematica più antica, ancora ampiamente utilizzata in contesti legati al cibo, è la caloria; più precisamente "calorie alimentari", "calorie abbondanti", o chilocalorie (kcal o Cal), che equivalgono a 4184 joule. (Contrasto tra "piccola caloria" (cal), equivalente a 1/1000 di una caloria alimentare, comunemente usata in chimica e fisica.) Nell'Unione Europea, sia kilocalorie ("kcal") che kilojoule ("kJ") compaiono su etichette nutrizionali. In molti paesi viene visualizzata solo una delle unità; in Canada e negli Stati Uniti si scrive l'unità come "calorie" o "calorie". Grassi ed etanolo hanno la più grande energia alimentare per grammo, 37 e 29 kilojoule per grammo (8,8 e 6,9 ​​kcal/g). Le proteine ​​e la maggior parte dei carboidrati hanno un rapporto energetico di circa 17 kJ/g (4 kcal/g). Le diverse densità energetiche degli alimenti (grassi, alcoli, carboidrati e proteine) risiedono principalmente in diversi rapporti di atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. I carboidrati che non vengono facilmente assorbiti, come le fibre o il lattosio nelle persone con intolleranza al lattosio, contribuiscono poco all'energia alimentare. I polioli (compresi gli alcoli di zucchero) e gli acidi organici contribuiscono con rapporti energetici di 10 kJ/g (2,4 kcal/g) e 13 kJ/g (3,1 kcal/g).

Misura

In teoria, si può misurare l'energia