La bomba calorimetrica di Berthelot-Mahler

UNIT 8 L ENERGIA DEGLI ALIMENTI LA BOMBA CALORIMETRICA DI BERTHELOT-MAHLER L energia chimica, ovvero l energia contenuta nei legami chimici delle grosse molecole organiche, non è misurabile direttamente, ma è possibile quantificarla ricorrendo alla bomba calorimetrica. termometro ome In questo dispositivo il campione di cui si vuole misurare il valore energeticavetti elettrici co, per esempio 1 g di proteine, si posiziona dentro la camera di combustione. agitatore a In seguito, tramite una scossa elettrica il campione viene bruciato; al termine della combustione si ottengono solo ceneri, anidride carbonica e vapore acqueo, tutti prodotti che non possono più fornire energia. Riassumendo: acqua campione Rappresentazione della bomba calorimetrica. camera di combustione nutrienti + O2 CO2 + H2O + ceneri + calore L energia contenuta inizialmente negli alimenti si trasforma, durante la combustione, in energia termica, la quale si trasferisce prima alle pareti di platino della camera di combustione e in seguito all acqua circostante, ossigeno aumentandone la temperatura. L aumento viene misurato con un termoatmosferico metro: quanto più il campione contiene energia, tanto più l energia stessa farà salire la temperatura dell acqua. Nella seguente tabella sono elencati i valori energetici ottenuti bruciando con la bomba calorimetrica 1 g di varie sostanze nutritive. NUTRIENTI carboidrati proteine grassi alcol (etanolo) KCAL/GRAMMO 4,1 5,6 9,5 7,1 I valori riportati non rappresentano l energia messa a disposizione dai nutrienti contenuti negli alimenti, bensì l energia totale contenuta in ciascuna sostanza nutritiva. Infatti, nel calorimetro avviene una combustione; in vivo, cioè nel nostro organismo, l ossidazione dei principi nutritivi avviene invece tramite reazioni biologiche, che hanno come prodotto molecole organiche (per esempio l urea, nel caso dell ossidazione delle proteine) che contengono ancora una parte di energia, la quale però non può essere utilizzata dall organismo umano. I nutrienti, inoltre, non vengono assorbiti completamente dall intestino; in particolare, la percentuale di assorbimento di carboidrati e lipidi è di circa il 97-98%, e per le proteine circa il 90% (mentre per l alcol è il 100%). Sulla base di queste considerazioni, si può assumere che, in media, per ogni grammo di nutriente assunto si ottengono i valori calorici riportati nella seguente tabella. NUTRIENTI carboidrati proteine grassi alcol (etanolo) KCAL/GRAMMO 4 4 9 7 Il contenuto calorico dei singoli macronutrienti e quello complessivo di alcuni alimenti, assieme ad altri dati numerici relativi al loro profilo nutrizionale, sono stati raccolti, verificati e pubblicati dall INRAN (Istituto Nazionale di Ricerca per gli Alimenti e la Nutrizione) e vengono periodicamente integrati dal CREA (vedi Unità 9, Gruppi alimentari e dieta equilibrata, p. 253). Esistono dunque delle tabelle calorimetriche che riportano il contenuto energetico dei più svariati alimenti. 226