Concetti Chiave
- La calorimetria permette di valutare l'energia degli alimenti attraverso la misura del calore generato dalla loro ossidazione in una bomba calorimetrica.
- Ogni litro di ossigeno consumato produce diverse quantità di energia: 5,04 Kcal dai carboidrati, 4,69 Kcal dai lipidi e 4,82 Kcal dalle proteine.
- Il metabolismo degli aminoacidi genera urea, la cui misurazione nelle urine consente di determinare la quantità di amminoacidi catabolizzati.
- La quantità di energia liberata dall'ossidazione di proteine è inferiore rispetto a quella misurata con la bomba calorimetrica a causa della perdita di energia durante il processo di deaminazione.
- I lipidi forniscono più energia (9,5 Kcal per grammo) rispetto a glucidi e proteine, che liberano entrambi 4,1 Kcal per grammo.
Calorimetria, metabolismo intermedio e digeribilità ci consentono di fare una prima valutazione su cosa aspettarci da un alimento e cosa si potrebbe migliorare. Il concetto di energia degli alimenti è un concetto importante.
Indice
Funzionamento della bomba calorimetrica
Se l’energia viene misurata sottoforma di calore, posso usare il sistema della bomba calorimetrica: una sorta di scatola che contiene un foro cilindrico delle dimensioni di una lattina grande, che a sua volta contiene un cilindro cavo chiuso da un tappo ermetico ed una valvola; sulle pareti interne ci sono delle termocoppie (misuratori della temperatura). Nel cilindro si inserisce un quantitativo noto di un campione e si introducono 40atm di ossigeno puro, facendo scoccare una scintilla all’interno del cilindro. Grazie alla presenza dell’ossigeno tutti i composti all’interno del cilindro vengono ossidati e si genera calore, che viene misurato dalle termocoppie. La quantità di calore rilevata si misura in calorie e la rapporto alla quantità di campione che era presente.
Energia degli alimenti e ossidazione
Per ogni litro di ossigeno consumato si hanno:
• 5,04 Kcal nell’ossidazione dei carboidrati
• 4,69 Kcal nell’ossidazione dei lipidi
• 4,82 Kcal nell’ossidazione delle proteine
Il gruppo amminico viene trasformato in urea, che a sua volta viene eliminata dal rene. Misurando l’urea nelle urine si determina il numero di amminoacidi che sono stati catabolizzati; eliminando l’ossigeno necessario alla catabolizzazione, si ottiene il quoziente respiratorio aproteico. Grazie a questo parametro si può risalire a quanti glicidi e lipidi siano stati metabolizzati.
Entrambi si misurano in Kjuole (sistema internazionale) o Kcal, queste due unità di misura sono reciprocamente convertibili.
Energia e metabolismo animale
Studiando si è scoperto che, nell’organismo animale, l’energia che si libera dall’ossidazione di questi composti è:
- da 1 gr di glucidi 4,1 Kcal (che è sovrapponibile all’energia della bomba calorimetrica)
- da 1 gr di lipidi 9,5 Kcal (che è sovrapponibile all’energia della bomba calorimetrica): I lipidi liberano 2,3/2,5 volte l’energia liberata da una quantità di glucidi o di proteine.
- da 1 gr di proteine 4,1 Kcal. Il fatto che le Kcal delle proteine siano diverse da quella della bomba calorimetrica è perché si tiene in conto che, nel momento in cui nell’organismo vengono bruciate delle proteine, una parte dell’energia di quest’ultime non viene utilizzata. Questo succede perché le proteine per essere utilizzate a scopo energetico devono essere deamminante.
Il gruppo amminico Nh2 non è ossidato e viene convertito in urea, la quale a sua volta non è completamente ossidata.
Per questo una parte dell’energia degli Aa si perde con le urine e non viene contata. Questo fa sì che l’energia che si libera dall’ossidazione delle proteine in un organismo sia inferiore che nella bomba calorimetrica. Nei ruminanti il rendimento è inferiore per la spesa energetica ruminale.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo della bomba calorimetrica nella misurazione dell'energia degli alimenti?
- Qual è l'energia liberata dall'ossidazione di carboidrati, lipidi e proteine?
- Come si determina il numero di amminoacidi catabolizzati nell'organismo?
- Perché l'energia liberata dall'ossidazione delle proteine è inferiore rispetto a quella misurata nella bomba calorimetrica?
La bomba calorimetrica è un dispositivo che misura l'energia degli alimenti sotto forma di calore, ossidando un campione in presenza di ossigeno e registrando il calore generato, che si misura in calorie (come descritto nel testo).
L'ossidazione dei carboidrati libera 5,04 Kcal per litro di ossigeno, i lipidi 4,69 Kcal e le proteine 4,82 Kcal, evidenziando differenze significative tra i vari macronutrienti (come indicato nel testo).
Misurando l'urea nelle urine, si può determinare il numero di amminoacidi catabolizzati, poiché il gruppo amminico viene trasformato in urea e successivamente eliminato (come spiegato nel testo).
L'energia liberata dalle proteine è inferiore perché parte di essa non viene utilizzata a scopo energetico e si perde con le urine, poiché il gruppo amminico non è completamente ossidato (come descritto nel testo).
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