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El conteo de calorías es una práctica fundamental en nutrición y dietética que permite a individuos y profesionales de la salud entender y gestionar la ingesta energética. Conocer cómo se calculan las calorías de un alimento es esencial para promover hábitos alimenticios saludables y manejar condiciones como la obesidad y la diabetes.
En este artículo analizamos los métodos utilizados para calcular las calorías de los alimentos, incluyendo el uso de la bomba calorimétrica, el sistema de Atwater, su historia y relevancia actual.
Un poco de historia..
👉 A finales del siglo XIX, los científicos comenzaron a investigar cómo medir el contenido energético de los alimentos.
Uno de los primeros métodos desarrollados fue la bomba calorimétrica, un dispositivo que mide el calor liberado durante la combustión completa de una muestra de alimento en un ambiente controlado. Este método proporcionó una forma precisa de determinar el valor calórico bruto de los alimentos. (Merrill & Watt, 1973).
La Bomba calorimétrica
👉 La bomba calorimétrica es un instrumento que determina el contenido energético de una muestra al quemarla en una atmósfera de oxígeno puro dentro de un recipiente resistente a altas presiones.
La muestra se coloca en una cápsula, se sella dentro de la bomba y se sumerge en un baño de agua. Al iniciar la combustión, el calor liberado se transfiere al agua circundante.
Midiendo el aumento de temperatura del agua, se calcula la cantidad de calor liberado por la muestra, expresada en kilocalorías (kcal).
Aunque este método es altamente preciso para determinar la energía total de un alimento, tiene limitaciones. No considera la digestibilidad del alimento ni la energía realmente disponible para el organismo humano, ya que no todos los nutrientes se absorben completamente durante la digestión. (FAO, 2003).
El sistema de Atwater
👉 Para abordar estas limitaciones, el químico y fisiólogo estadounidense Wilbur Olin Atwater desarrolló a finales del siglo XIX el sistema de Atwater.
Basándose en estudios de metabolismo humano y experimentos con bombas calorimétricas, Atwater asignó valores calóricos promedio a los macronutrientes, teniendo en cuenta la digestibilidad y las pérdidas metabólicas.
Los factores de Atwater asignan:
4 kcal/g para proteínas
4 kcal/g para carbohidratos
9 kcal/g para grasas
7 kcal/g para alcohol (añadido posteriormente)
Estos factores permiten estimar la energía metabolizable de los alimentos, es decir, la cantidad de energía que el cuerpo puede utilizar después de la digestión y absorción. (Atwater & Bryant, 1900).
¿Cómo se calculan las calorías de un alimento?
👉 El cálculo de calorías utilizando el sistema de Atwater se basa en la composición nutricional del alimento. Se multiplica la cantidad de cada macronutriente por su factor de Atwater correspondiente y luego se suman los resultados para obtener el total calórico.
Ejemplo:
Un alimento contiene:
10 g de proteínas
20 g de carbohidratos
5 g de grasas
El cálculo sería:
Proteínas: 10 g x 4 kcal/g = 40 kcal
Carbohidratos: 20 g x 4 kcal/g = 80 kcal
Grasas: 5 g x 9 kcal/g = 45 kcal
Total: 40 kcal + 80 kcal + 45 kcal = 165 kcal
Este método proporciona una estimación práctica de la energía que un alimento aporta al ser consumido.
👁️👨⚕️ Estudios en humanos y validación de los métodos
Investigaciones en humanos han evaluado la precisión tanto de la bomba calorimétrica como del sistema de Atwater.
🔎 Livesey (2001) analizó cómo la digestibilidad y el metabolismo pueden variar entre individuos y tipos de alimentos, afectando la energía realmente absorbida.
Variabilidad en la digestibilidad de carbohidratos, grasas y proteínas entre individuos según el estudio de Livesey (2001). Se observa la variabilidad en la capacidad digestiva de cada macronutriente, lo cual puede afectar la energía realmente disponible
🔎 Novotny, Gebauer y Baer (2012) encontraron que las almendras proporcionan menos calorías de lo estimado por el método de Atwater debido a que una parte de la grasa no es absorbida, lo que demuestra que la estructura física del alimento influye en la disponibilidad energética.
Estos estudios sugieren que, aunque los métodos actuales son útiles, pueden existir discrepancias entre las calorías estimadas y las realmente disponibles para el organismo, especialmente en alimentos con alta fibra o estructuras complejas que afectan la digestión y absorción.
Diferencia entre las calorías estimadas por el sistema de Atwater y las calorías medidas empíricamente para almendras (Novotny et al., 2012). Se evidencia que la energía disponible es menor que la estimada, debido a factores como la absorción incompleta de nutrientes
⚠️ Limitaciones en los estudios y métodos de cálculo
Los métodos como la bomba calorimétrica y el sistema de Atwater presentan limitaciones:
- Digestibilidad variable: No todos los nutrientes son completamente digeridos y absorbidos. Factores como la fibra dietética pueden reducir la disponibilidad energética.
- Variaciones individuales: La eficiencia digestiva puede variar entre individuos debido a diferencias en la microbiota intestinal y la salud digestiva.
- Efecto de procesamiento de alimentos: El cocinado y procesamiento pueden alterar la estructura de los alimentos, afectando la digestibilidad y el contenido energético real.
- Interacciones entre nutrientes: La presencia de ciertos nutrientes puede influir en la absorción de otros, modificando la energía disponible. (FAO, 2003).
La mayoría de los datos se basan en estudios antiguos, y aunque se han realizado actualizaciones, aún se requiere investigación más detallada que refleje las dietas y poblaciones actuales. (Monsivais et al., 2011).
Conclusiones
El cálculo de calorías es una herramienta esencial en nutrición que se basa en métodos como la bomba calorimétrica y el sistema de Atwater.
Si bien estos métodos proporcionan estimaciones útiles, es crucial reconocer sus limitaciones y entender que las calorías absorbidas pueden variar según el alimento y el individuo.
La consideración de factores como la digestibilidad, el procesamiento de los alimentos y las variaciones individuales es importante para una evaluación más precisa de la ingesta energética.
Futuros estudios deben enfocarse en mejorar la precisión de estos cálculos para reflejar mejor la energía disponible y apoyar decisiones alimentarias más informadas.
