الطاقة الغذائية

الطاقة الغذائية هي الطاقة الكيميائية  التي تستمدها الحيوانات والبشر، من الطعام خلال عملية التنفس الخلوي. يتم التنفس الخلوي عن طريق ردة  فعل كيميائية لجزيئات الطعام مع الاكسجين الجزيئي التنفس الهوائي أوعملية إعادة تنظيم جزيئات الطعام دون إضافة الهواء.
يحتاج البشر والحيوانات إلى حد أدنى لتناول الطاقة الغذائية للحفاظ على عملية التمثيل الغذائي و ايصاله إلى العضلات حيث يتألف الطعام من كربوهيدرات وبروتين وماء وفيتامينات ومعادن . تمثل الكربوهيدرات والدهون والبروتين والماء تقريبا وزن الغذاء بالإضافة إلى ان الفيتامينات والمعادن تشكل نسبة ضئيلة من الوزن. تشكل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات  تسعين بالمئة من وزن الغذاء الجاف. وتستمد الكائنات الحية الطاقة الغذائية من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات وكذلك تستمده من الأحماض العضوية والبوليولات والإيثانول الموجود في النظام الغذائي. بعض مكونات الدايت التي تحتوي على كمية قليلة من الطاقة الغذائية أو خالية منها  مثل الماء والمعادن والفيتامينات والكوليسترول الألياف قد تكون ضرورة صحية لعدة اسباب. فالماء والمعادن والفيتامينات والكولسترول لا يمكن ان تتجزأفالجسم يستخدمها بشكل يمكن امتصاصه و لا يمكن الكولسترول استخدامها كطاقة. لا يمكن هضم الألياف تماما من قبل الانسان والحيوان ومع ذلك يمكن للحيوانات المجترة استخراج الطاقة الغذائية من خلال السيليلوز عن طريق التنفس بسبب البكتيريا المتواجدة في الكرش. 
وباستخدام النظام الدولي للوحدات، يقوم الباحثون بقياس الطاقة في جول أو بمضاعفتها وغالبا ما يستخدمون الكيلو جول للكميات المتعلقة بالأغذية. لا تزال تستخدم وحدة النظام المتري القديم للطاقة على نطاق واسع في السياقات المتعلقة بالسعرات الحرارية للغذاء و بشكل أوضح السعرات الحرارية الغذائية , السعرات الحرارية الكبيرة او الكيلو كالوري والذي يعادل 4.184 كيلو جول. بدلا من السعرات الحرارية الصغيرة والتي تدعى بكال وتعادل 1\1000 في الغذاء و غالبا تستخدم في الكيمياء والفيزياء. وفي الاتحاد الأوروبي يظهر على البطاقة الغذائية كلا من الكيلو كالوري والكيلو جول. في العديد من المدن يقومون بعرض جزء واحد من الوحدات فمثلا الولايات المتحدة وكندا يسمونها بالسعرات الحرارية .  
فالدهون والايثانول لهم النصيب الأكبر في الطاقة الغذائية على التوالي و  لكل جرام 37 و 29 كيلوجرام و 8.8 و 6.9 كيلوجرام.   تحتوي البروتينات والكربوهيدرات على حوالي 17 كيلوجرام (4 كيلوجرام).حيث  أن هناك بعض الأطعمة التي تختلف كثافتها بشكل رئيسي عن غيرها مثل الدهون والكحول والكاربو هيدرات والبروتين الا ان الكربون والهايدروجين وذرات الاكسجين تختلف عن ما سبق في الكثافة .  وتتكون عناصر الاغذية من CcHhOoNn فان حرارة الاحتراق الكامنة وراء الطاقة الغذائية هي 100 كيلوجرام أي (c + 0.3 h – 0.5 o)( (12 c + h + 16 o +14 n وبالتقريب الجيد(±3%)    والكربوهيدرات  التي لا يمكن امتصاصها  مثل الألياف واللاكتوز فالأشخاص الذين يعانون من اللاكتوز يتناولون كمية قليلة منها. وتساهم البوليولات (بما في ذلك كحول السكر) والأحماض العضوية بشكل  متوالي على 10 كيلوجرام (2.4كيلوجرام) و 13 كيلوجرام اي (3.1 كيلوجرام). تحدد كمية الماء والدهون الألياف كثافة الطاقة الغذائية.  نظريا, يمكن للمرء ان يقيس الطاقة الغذائية بطرق مختلفة باستخدام الطاقة المحترقة الحرة لجيبس او استخدام كمية اتب الناتجة عن استقلاب الطعام.   ومع ذلك , فان الاتفاقية تنص على استخدام الحرارة الناتجة عن الاكسدة المسؤولة عن إنتاج الماء. تستند الطاقة الغذائية التقليدية على درجة حرارة الاحتراق في قنبلة السعرات و التصحيحات التي تأخذ بعين الاعتبارككفاءة الهضم والامتصاص و إنتاج البول.  وفي أواخر قرن 19 عمل الكيميائي الأمريكي هذه التصحيحات التي تعتمد على عمل اتواتر , و أصبح من الشائع حساب محتوى طاقة الأغذية باستخدام 4 كالوري للكربوهيدرات و9كالوري للبروتينات  . وقد تم تطوير النظام في وقت لاحق والذي استمد نظامه باقتراح عوامل تحويل السعرات الحرارية المحددة لمختلف الأغذية.