Pengertian Kalorimeter
Kalorimeter adalah pengukuran jumlah panas yang dikeluarkan. Nilai energy bahan makanan dan pengeluaran energy sehari seseorang diukur dengan cara kalorimetri dan diucapkan dengan kilokalori. Satuan energy dinyatakan dalam unit panas atau kilokalori. (kkal). Satu kilokalori adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebanyak 1oC , sering juga digunakan istilah kalori. Satu kalori adalah 0,001 kkal. Istilah kilokalori sering digunakan untuk menyatakan jumlah kilokalori tertentu, sedangkan istilah kalori digunakan untuk menyatakan energy secara umum. Di eropa dan Canada ada kecenderungan untuk menggunakan unit kilojoule (Kj). Satu kilojoule adalah energy yang diperlukan untuk menggeser suatu benda dengan berat 1kg sejauh 1 meter dengan 1 newton (unit kekuatan)
1kkal = 4,1 Kj.
Metode asli yang digunakan untuk menentukan jumlah kalori dalam makanan yang diberikan secara langsung untuk mengukur energi makanan yang terbentuk. Makanan ditempatkan dalam sebuah wadah tertutup dikelilingi oleh air – sebuah alat yang dikenal sebagai bom kalorimeter. Makanan benar-benar dibakar dan mengakibatkan kenaikan pada suhu air yang akan diukur.
Pelabelan Nutrisi dan Undang-undang Pendidikan 1990 (NLEA / The Nutrition Labeling and Education Act of 1990) sedang menentukan informasi apa yang disajikan pada label makanan. NLEA mensyaratkan bahwa tingkat Kalori dimuat pada kemasan makanan yang dihitung dari komponen makanan. Menurut National Data Lab (NDL), sebagian besar nilai-nilai kalori di USDA dan tabel-tabel industri makanan didasarkan pada estimasi kalori yang tidak langsung dibuat dengan menggunakan system yang kita kenal sebagai system Atwater. Dalam sistem ini, kalori tidak dideterminasi secara langsung dengan membakar makanan. Sebaliknya, total nilai kalori dihitung dengan menambahkan kalori yang disediakan oleh energi yang mengandung zat gizi: protein, karbohidrat, lemak dan alkohol. . Karena karbohidrat mengandung beberapa serat yang tidak dicerna dan dimanfaatkan oleh tubuh, komponen serat biasanya dikurangi dari total karbohidrat sebelum menghitung kalori.
Sistem Atwater menggunakan nilai rata-rata dari 4 Kkal / g untuk protein, 4 Kkal / g untuk karbohidrat, dan 9 Kkal / g untuk lemak. Alkohol dihitung pada 7 Kkal / g. (Angka-angka ini awalnya ditentukan dengan membakar dan kemudian dirata-ratakan.) Jadi energi label pada bar yang berisi 10 g protein, 20 g karbohidrat dan 9 g lemak akan membaca 201 kkal atau Kalori.
Kandungan Energy Makanan
Kandungan energy makanan ditentukan dengan calorimeter langsung dengan menggunakan alat calorimeter bom/bomb calorimeter. Alat ini merupakan kotak yang diisolasi, berukuran kurang lebih 30,5 cm3.
Nilai energy kasar makanan perlu dikoreksi dengan nilai energy makanan yang tidak dimanfaatkan tubuh. Nilai energy yang dikoreksi ini disebut nilai energy faali makanan.
Kebutuhan energy seseorang menurut FAO/WHO (1985) adalah konsumsi energy berasal dari makanan yang diperlukan untuk menutupi pengeluaran energy seseorang bila ia mempunyai ukuran dan komposisi tubuh dengan tingkat aktivitas yang sesuai dengan kesehatan jangka panjang , dan yang memungkinkan pemeliharaan aktivitas fisik yang dibutuhkan secara social dan ekonomi. Pada anak-anak, ibu hamil, dan ibu menyusui kebutuhan energy termasuk kebutuhan untuk pembentukan jaringan-jaringan baru atau untuk sekresi asi yang sesuai dengan kesehatan. Kebutuhan energy total orang dewasa diperlukan untuk:
1. metabolism basal
2. aktivitas fisik
3. efek makanan atau pengaruh dinamik khusus
Cadangan Pengambilan Kalori Setiap Hari
Dewasa
Umur (tahun)
Tenaga (kalori)
Laki-laki
Perempuan
20-39
40-49
50-60
>60
0-39
40-49
50-60
>60
2,530
2,400
2,280
2,020
2,000
1,900
1,800
1,600
1.3 kalorimeter langsung
pengukuran metabolism basal dengan cara calorimeter langsung dilakukan dalam ruang pernafasan atau alat calorimeter bom. Dengan mengukur perubahan panas sejumlah air yang diketahui volumenya dan dialirkan melalui pipa pada bagian atas ruangan, dapat diukur jumlah panas yang dikeluarkan seseorang. Pada praktek pembuatan dan penggunaan ruangan semacam ini adalah sukar dan hanya digunakan untuk keperluan eksperimen yang membutuhkan ketelitian.
1.4 kalorimeter tidak langsung
kalorimetri tidak langsung lebih sederhana dan lebih murah. Teori yang digunakan adalah bahwa bila makanan dioksidasi dan menghasilkan panas di dalam tubuh, proporsi jumlah oksigen yang digunakan dan karbondioksida yang dihasilkan sebanding dengan jumlah panas yang dikeluarkan. Jumlah panas yang dihasilkan tidak saja dapat dihitung dari jumlah oksigen yang digunakan dan jumlah karbondioksida. Yang dihasilkan, akan tetapi juga bergantung pada rasio jumlah mol karbon dioksida yang dihasilkan dan jumlah mol oksigen yang digunakan. Rasio ini dinamakan respiratory quotient (RQ).
RQ =
RQ untuk karbohidrat, protein, dan lemak berbeda, karena perbedaan komposisi kimianya yang menentukan jumlah oksigen yang diperlukan dan karbondioksida yang dihasilkan pada pembakaran. RQ karbohidrat adalah 1, karena pada pembakaran pada karbohidrat jumlah molekul oksigen yang diperlukan sama dengan jumlah molekul karbondioksida yang dihasilkan. Lemak membutuhkan lebih banyak oksigen untuk pembakaran daripada karbohidrat karena lemak relative lebih sedikit mengandung oksigen daripada karbon dan hydrogen. RQ lemak adalah 0,70. Perhitungan RQ protein lebih kompleks, karena, protein didalam tubuh tidak dioksidasi secara sempurna. Sebagian dari karbon dan oksigen pada pembakaran protein dikeluarkan melalui urin, terutama sebagai ureum. Bila dilakukan penyesuain terhadap pengeluaran ureum melalui urin, rasio antara karbondioksida yang dihasilkan dan oksigen yang digunakan adalah 1:1,2 atu RQ untuk protein adalah 0,80. RQ untuk rata-rata hidangan ditaksir dengan 0,85.
Contoh:
Pada pengujian ditemukan angka-angka sebagai berikut:
Volume O2 digunakan : 14,4 L/jam
Volume CO2 dihasilkan : 12,0 L/jam
Jawab:
RQ = = 0,83
