Wartość energetyczna produktu. Jak obliczyć kaloryczność posiłku?
Wartość energetyczna produktu spożywczego to informacja, którą można znaleźć na jego opakowaniu, zazwyczaj w tabeli podającej wartość odżywczą. Kaloryczność posiłku czy całodziennej diety oblicza się sumując wartości energetyczne poszczególnych produktów spożywczych, z których składa się posiłek. Zobacz, jak obliczyć wartość energetyczną posiłku.
Spis treści
- Wartość energetyczna brutto i netto
- Wartość energetyczna składników odżywczych
- Wartość energetyczna - żywność o największej wartości energetycznej
- Wartość energetyczna - żywność o najmniejszej wartości energetycznej
- Wartość energetyczna - jak obliczyć kaloryczność pożywienia?
- Czy kaloria to zawsze kaloria?
Wartość energetyczna pożywienia w ujęciu fizycznym to ciepło, które wydziela się w wyniku „spalenia”, utlenienia składników jedzenia. Ilość uwolnionego ciepła zależy od zawartości w pokarmie atomów węgla, wodoru, azotu i siarki oraz ich stosunku do liczby atomów tlenu. W praktyce posługujemy się wyznaczoną doświadczalnie kalorycznością białka, węglowodanów i tłuszczów.
Znając ich zawartość w produkcie, obliczamy jego wartość energetyczną. Jeśli produkt zawiera dużo wody w stosunku do innych składników, kaloryczność maleje. Gdy zawiera dużo tłuszczu – rośnie. Wartość energetyczna jedzenia zależy też od zawartości błonnika, który wpływa na jej obniżenie oraz od obróbki technologicznej, która zwiększa strawność posiłku, więc wpływa na zwiększenie jego kaloryczności.
W przypadku określania wartości energetycznej bardzo ważny jest nie tylko skład produktów (zawartość białka, tłuszczu, węglowodanów i błonnika), ale ich strawność. Dopiero strawione pożywienie staje się dla organizmu źródłem energii.
Energia jest wielkością fizyczną, którą można zmierzyć, a jej wartość wyraża się w różnych jednostkach. Jedną z takich jednostek, którą posługujemy się od ponad 130 lat jest kaloria odnosząca się obecnie do energii zawartej w pożywieniu.
Wartość energetyczna pożywienia (inaczej kaloryczność pożywienia) to ilość energii, jaką organizm może przyswoić w wyniku trawienia pokarmów. Wyrażana jest w kilokaloriach (kcal) odpowiadających 1000 kalorii (cal) bądź w kilodżulach (kJ). 1 kilokaloria (kcal) to równowartość 4,18 kilodżuli (kJ).
1 kcal = 4,184 kJ
Wartość energetyczna brutto i netto
Badania Atwatera doprowadziły do powstania pojęć „energia brutto” i „energia netto”. Energia brutto to ilość ciepła wydzielona przez pożywienie podczas jego całkowitego spalania w bombie kalorymetrycznej, poza żywym organizmem. Jest wyższa niż rzeczywista energia wydzielana podczas trawienia, gdyż organizm nie jest w stanie trawić („spalać”, utleniać) wszystkich związków organicznych doszczętnie.
Z moczem wydalany jest mocznik, który uszczupla częściowo wartość energii brutto. Ponadto na trawienie również zużywana jest energia, co wpływa na wartość energetyczną netto. Energia netto to ciepło, które wyzwala się w organizmie podczas trawienia pożywienia (przemian katabolicznych = rozpadu) i może być wykorzystane właśnie jako ciepło lub przekształcone w ATP (adenozynotrifosforan, wysokoenergetyczny związek będący nośnikiem energii dla komórek ciała).
Na podstawie badań w bombie kalorymetrycznej wyznaczono, że energia brutto spalania 1 g składników odżywczych wynosi:
- białko – 5,65 kcal
- tłuszcz – 9,45 kcal
- węglowodany – 4,15 kcal
Następnie wyznaczono fizjologiczne równoważniki energetyczne, które uwzględniały przemiany metaboliczne zachodzące rzeczywiście podczas trawienia w organizmie. Ustalonow współczynnik strawności składników odżywczych dla ludzi:
- białko – 92%
- tłuszcz – 95%
- węglowodany – 98%
Oceniono także, że w wyniku spożycia 1 g białka wraz z moczem jest wydalane 1,25 – 1,3 kcal w postaci związków azotowych. W ten sposób wyliczyono energię netto ze spożycia składników odżywczych, która wynosi:
- 1 g białka – (5,65 – 1,3)*0,92 = 4,0 kcal
- 1 g tłuszczu – 9,45*0,95 = 8,98 kcal
- 1 g węglowodanów – 4,1*0,98 = 4,0 kcal
Wartość energetyczna składników odżywczych
Obecnie przyjmuje się, że składniki odżywcze dostarczają następujących ilości energii:
- 1 g białka = 4 kcal = 17 kJ
- 1 g tłuszczu = 9 kcal = 37 kJ
- 1 g węglowodanów = 4 kcal = 17 kJ
- 1 g alkoholu = 7 kcal = 29 kJ
- 1 g błonnika = 2 kcal = 8 kJ
- 1 g alkoholi wielowodorotlenowych, np. ksylitolu = 2,4 kcal = 10 kJ
- 1 g kwasów organicznych = 3 kcal = 13 kJ
- 1 g erytrytolu = 0 kcal = 0 kJ
Polecany artykuł:
Wartość energetyczna - żywność o największej wartości energetycznej
Największą wartość energetyczną mają produkty o wysokiej zawartości tłuszczu. Przedstawiamy krótką listę produktów spożywczych o największej kaloryczności w 100 g.
Produkt spożywczy | kcal w 100 g |
Oliwa z oliwek, olej rzepakowy i inne oleje roślinne bez dodatków | 884 |
Masło | 735 |
Orzechy macadamia (inne orzechy podobnie, ok. 650 kcal) | 718 |
Majonez | 711 |
Wiórki kokosowe | 698 |
Masło orzechowe | 695 |
Sezam | 673 |
Jajeczka czekoladowe z nadzieniem | 666 |
Smalec | 651 |
W zestawieniu najbardziej kalorycznej żywności znajdziemy oleje, masło, margaryny, mixy do smarowania itp. W dalszej kolejności orzechy, nieco dalej pestki. Zdecydowaną większość stanowią tu słodycze ze sklepu: ciastka, wafelki, batoniki, orzeszki w czekoladzie, cukierki nadziewane, czekolady itp., a także chipsy.
Czekolada 86% | 645 |
Raffaello | 628 |
Kabanos wieprzowy | 611 |
Czekolada 70% | 599 |
Migdały w czekoladzie | 597 |
Pestki dyni, pestki słonecznika | ok. 580 |
Pieczony boczek | 548 |
Nutella | 546 |
Orzeszki ziemne w polewie wasabi | 537 |
Chipsy | 535 |
Ciastka jaglane z siemieniem lnianym | 526 |
- Diety dostępne bez wychodzenia z domu
- Listy zakupowe dostosowane do typu diety
- Baza ponad 2000 posiłków
- Niezbędne informacje na temat składników
- Opieka specjalistów ds. żywienia
- Możliwość integrowania diety z planem treningowym
Wartość energetyczna - żywność o najmniejszej wartości energetycznej
Produkt | kcal w 100 g |
Woda, herbata | 0 |
Napoje light | 0 |
Stewia, erytrytol | 0 |
Kawa czarna | 2 |
Ogórki kiszone | 11 |
Kapusta pak choi | 13 |
Ogórek świeży | 14 |
Sałata | 14 |
Sok pomidorowy | 14 |
Żadnych wątpliwości nie budzi fakt, że produktami spożywczymi o najmniejszej wartości energetycznej są warzywa. Surowe warzywa i ich przetwory (zupy, surówki itp.) przygotowane jedynie z dodatkiem przypraw zajmują pierwszych kilkaset miejsc na liście żywności o najmniejszej zawartości kalorii. Wynika to z ich składu – warzywa to głównie woda i błonnik. Do tego zestawienia wkraczają jedynie napoje słodzone słodzikami, herbata, kawa i bezkaloryczne słodziki.
Biała rzodkiew | 14 |
Rabarbar | 15 |
Kapusta kiszona | 16 |
Wino bezalkoholowe czerwone półsłodkie | 16 |
Seler naciowy | 17 |
Cukinia | 17 |
Kubuś Waterrr | 18 |
Barszcz czerwony czysty | 18 |
Pomidor | 19 |
Piwo bezalkoholowe | 21 |
Do produktów o niskiej wartości energetycznej (do 50 kcal w 100 g) należą mało słodkie owoce, np. wiśnie, truskawki, porzeczki, poziomki, arbuz, grejpfrut, papaja, maliny, agrest, śliwki, jabłka, brzoskwinie. Około 100 kcal w 100 g mają białe ryby, owoce morza, chude mięsa drobiowe bez skóry, chudy twaróg.
Wartość energetyczna - jak obliczyć kaloryczność pożywienia?
Wartość energetyczną, czyli kaloryczność produktu spożywczego lub całego posiłku, można obliczyć bez problemu, dopiero znając zawartość makroskładników odżywczych – białka, tłuszczu, węglowodanów i błonnika. Jak to zrobić krok po kroku? Przedstawiamy przykład dla pojedynczego produktu i całego posiłku złożonego z kilku elementów. [W obliczeniach pominięto zapis dzielenia przez 1 g bądź 1 kcal, które pokazuje prawidłowość uzyskanej jednostki. Dzielenie jednak wykonano według zawsze tego samego schematu, przykładowo:
- 1 g – 4 kcal
- 16 g – x kcal
- 1 g * x kcal = 16 g * 4 kcal
- x kcal = 16 g * 4 kcal / 1 g
- 1 kcal – 4,18 kJ
- 75,3 kcal – x kJ
- 1 kcal * x kJ = 75,3 kcal * 4,18 kJ
- x kJ = 75,3 kcal * 4,18 kJ / 1 kcal]
Gruszka o masie 130 g
Zawartość makroskładników | Kaloryczność makroskładników | Wartość energetyczna produktu | Wartość energetyczna w 100 g |
Białko = 0,8 g | 0,8 g * 4 kcal = 3,2 kcal | 75,3 kcal | 75,3 kcal *100 g / 130 g = 57,9 kcal |
Tłuszcz = 0,3 g | 0,3 g * 9 kcal = 2,7 kcal | 75,3 kcal * 4,18 kJ = 314,75 kJ | 57,9 kcal * 4,18 kJ = 242 kJ |
Węglowodany = 16 g | 16 g * 4 kcal = 64 kcal | ||
Błonnik = 2,7 g | 2,7 g * 2 kcal = 5,4 kcal |
Koktajl kakaowy z bananem na mleku kokosowym. Składniki:
- Mleczko kokosowe 80% (200 g)
Zawartość makroskładników | Kaloryczność makroskładników | Wartość energetyczna produktu |
Białko = 4,2 g | 4,2 g * 4 kcal = 16,8 kcal | 405,6 kcal |
Tłuszcz = 36 g | 36 g * 9 kcal = 324 kcal | 405,6 kcal * 4,18 kJ = 1695,4 kJ |
Węglowodany = 16,2 g | 16,2 g * 4 kcal = 64,8 kcal | |
Błonnik - 0 g | 0 kcal |
Banan (120 g)
Zawartość makroskładników | Kaloryczność makroskładników | Wartość energetyczna produktu |
Białko = 1,2 g | 4,2 g * 4 kcal = 16,8 kcal | 117,2 kcal |
Węglowodany = 26,2 g | 36 g * 9 kcal = 324 kcal | 117,2 kcal * 4,18 kJ = 489,9 kJ |
Węglowodany = 16,2 g | 16,2 g * 4 kcal = 64,8 kcal | |
Błonnik = 2 g | 2 g * 2 kcal = 4 kcal |
Kakao (10 g - łyżka)
Zawartość makroskładników | Kaloryczność makroskładników | Wartość energetyczna produktu |
Białko = 1,8 g | 1,8 g * 4 kcal = 7,2 kcal | 48,6 kcal |
Tłuszcz = 2,2 g | 2,2 g * 9 kcal = 19,8 kcal | 48,6 kcal * 4,18 kJ = 203,2 kJ |
Węglowodany = 5,1 g | 5,1 g * 4 kcal = 20,4 kcal | |
Błonnik = 0,6 g | 0,6 g * 2 kcal = 1,2 kcal |
Nasiona chia (10 g - łyżka)
Zawartość makroskładników | Kaloryczność makroskładników | Wartość energetyczna produktu |
Białko = 1,7 g | 1,7 g * 4 kcal = 6,8 kcal | 44,7 kcal |
Tłuszcz = 3,1 g | 3,1 g * 9 kcal = 27,9 kcal | 44,7 kcal * 4,18 kJ = 186,9 kJ |
Węglowodany = 0,8 g | 0,8 g * 4 kcal = 3,2 kcal | |
Błonnik = 3,4 g | 3,4 g * 2 kcal = 6,8 kcal |
Miód (12 g - łyżeczka)
Zawartość makroskładników | Kaloryczność makroskładników | Wartość energetyczna produktu |
Białko = 0 g | 0 kcal | 38 kcal |
Tłuszcz = 0 g | 0 kcal | 38 kcal * 4,18 kJ = 158,9 kJ |
Węglowodany = 9,5 g | 9,5 g * 4 kcal = 38 kcal | |
Błonnik = 0 g | 0 kcal |
Wartość energetyczna całego posiłku to 654,1 kcal = 2734,1 kJ
Masa całego posiłku = 200 g + 120 g + 10 g + 10 g + 12 g = 352 g
Wartość energetyczna 100 g posiłku to 100 g * 654,1 kcal / 352 g = 185,8 kcal (185,8 kcal = 776,6 kJ)
Polecany artykuł:
Polecany artykuł:
Czy kaloria to zawsze kaloria?
Wielu naukowców z tradycyjnym podejściem jest nieprzejednanych i twierdzi, że kaloria to kaloria, zawsze dostarcza tej samej porcji energii, zawsze w ten sam sposób przyczynia się do kontroli masy ciała i jedynie ilość zjadanych kalorii odpowiada za tycie lub chudnięcie. Trzeba jednak pamiętać, że ludzki organizm to nie maszyna parowa czy inne urządzenie mechaniczne.
W nim nic nie jest „na pewno”. Przełomowe w zmianie matematycznego podejścia do kontroli masy ciała były badania dra Davida Ludwiga, który w doświadczeniach stosował różne typy diet (np. wysokobiałkowa, wysokotłuszczowa, wysokowęglowodanowa) o tej samej kaloryczności. Odkrył on, że różne typy diet wpływają odmiennie na masę ciała. Z takimi wnioskami można spotkać się w licznych publikacjach naukowych, które najczęściej pokazują, że diety wysokotłuszczowe są znacznie skuteczniejsze w odchudzaniu niż diety niskotłuszczowe o tej samej kaloryczności.
Przeciwnicy liczenia kalorii podkreślają, że rzeczywista wartość energetyczna nie wynika tylko z ilości energii, która uwalnia się z pożywienia, ale też z czasu, w jakim jedzenie pokonuje przewód pokarmowy oraz nakładów energii potrzebnych na trawienie. Diety bogate w węglowodany i ubogie w tłuszcz składają się z produktów, które trawione są bardzo szybko, a do ich rozpadu potrzeba małych nakładów energii. Natomiast produkty bogatotłuszczowe przechodzą przez przewód pokarmowy wolniej, a ich strawienie jest procesem zużywającym dużo energii.
Z tego płynie wniosek, że efekt energetyczny po zjedzeniu posiłku węglowodanowego i tłuszczowego lub białkowego jest inny dla organizmu. Czas wchłaniania pokarmu wpływa na masę ciała. Zatem wartość energetyczna posiłku to nie tylko prosta matematyka wynikająca z zawartości białka, tłuszczu, węglowodanów i błonnika. Dla każdego człowieka wartość energetyczna poszczególnych pokarmów może być inna, a zależy to od jego predyspozycji, wydzielania enzymów trawiennych, hormonów i wielu innych czynników.
Pojęcie „kaloria” do świata nauki wprowadził XIX – wieczny francuski uczony Nicolas Clement-Desormes, którego przedmiotem zainteresowania były maszyny parowe. Poszukiwał on adekwatnego wskaźnika pomiaru energii cieplnej w tychże maszynach. Wartości jednej kalorii przyporządkował ilość energii potrzebną do ogrzania 1 grama czystej chemicznie wody o 1oC, dokładniej od temperatury 14,5oC do 15,5oC. Nazwa jednostki „kaloria” wzięła się od łacińskiego „calor” czyli ciepło.
Badania Clementa wykorzystał w latach 80-tych XIX wieku amerykański żywieniowiec-amator Wilburg O. Atwater, który dążył do uzyskania wiedzy o tym, które produkty spożywcze dostarczają najwięcej energii. Skonstruował urządzenie o nazwie bomba kalorymetryczna, które jest stosowane do dziś w celu wyznaczania kaloryczności produktów spożywczych. Bomba kalorymetryczna to mały piec otoczony wodną osłoną. Produkty spala się w nim doszczętnie i mierzy wydzielone ciepło.
W naukach o żywieniu pod potocznym określeniem „kaloria” kryje się „kilokaloria” czyli ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury 1 litra wody o 1oC. Atwater w swoim urządzeniu spalał dziesiątki produktów, co doprowadziło go do wniosków o kaloryczności żywności obowiązujących w dietetyce po dziś dzień.
Źródła: 1. dr M. Schlegel – Zawadzka, Bromatologia – wykład, http://www2.chemia.uj.edu.pl/dydaktyka/bromatologia/bromatologia2.pdf 2. Tobias D.K. i in., Effect of low-fat diet interventions versus other diet interventions on long-term weight change in adults: a systematic review and meta-analysis, The Lancet, Diabetes & Endocrinology, 2015, 3 (12), 969-979 3. Ebbeling C.B. i in., Effects of dietary composition on energy expenditure during weight-loss maintenance, JAMA, 2012, 307 (24), 2627-2634 4. Bujko J., Jak się mierzy zawartość kaloryczną produktów spożywczych, Świat Nauki, https://www.swiatnauki.pl/8,724.html 5. www.ilewazy.pl