ENERGI DAN MAKANAN

         

  Pembentukan energy dalam tubuh dilakukan melalui proses respirasi yang akan memasukkan oksigen untuk digunakan dalam proses oksidasi seluler. Jumlah energy (ATP) yang dihasilkan oleh satu molukul glukosa adalah 38 ATP. Jumlah energy (ATP) tersebut berasal dari proses glikolisis (2 ATP), siklus krebs (2 ATP, yang berasal dari GTP), transfer electron  (yang dihasilkan selama proses glikolisis) melalui enzim yang mengandung NAD (4 ATP), transfer electron (yang berasal dari siklus krebs) melalui enzim yang mengandung NAD (24 ATP), dan transfer electron (yang berasal dari siklus krebs) melalui enzim yang mengandung FAD (4 ATP) (Muchtadi, 2009).

Energi yang dihasilkan (dalam bentuk ATP dan senyawa berenergi tinggi lain) dipakai untuk:

1. mempertahankan gradien konsentrasi ion-ion.

2. reaksi biosintesis.

3. transport dan sekresi molekul melalui membran sel.

4. penyediaan energi sel.

Jika makanan yang kita makan melebihi kebutuhan tubuh untuk energi dan sintesis, kelebihan nutrien tersebut akan disimpan sebagai glikogen dan lemak. Simpanan ini menyediakan energi saat puasa.

A.     Satuan Energi

       Unit energy yang biasa digunakan adalah kilokalori (Kal, Cal, Kkal, Kcal), meskipun dewasa ini the international Union of Nutritional Sciences menganjurkan penggunaan unit Kilo-Jolule (KJ) atau Mega-Joule (MJ) untuk menggantikan kilokalori.

A. Kilokalori (kKal) atau kalori (Kal): 1 kKal atau 1 Kal adalah banyaknya panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 liter air dari 14,5 °C ke 15,5 °C.

1        kKal = 1000 kalori.

B.  Kilojoule (kJ): adalah banyaknya energi yg dibutuhkan untuk mengangkat benda 1 kilogram setinggi 1 meter.

1 Megajoule (MJ) = 1000 kJ.

            1 kKal = 4,2 kJ

A.     Energi Bahan Makanan

            Hanya tiga macam zat gizi yang berfungsi sebagai sumber energy bagi tubuh, yaitu karbohidrat (pati, gula), protein, dan lemak. Di dalam tubuh, karbohidrat (gula, pati), lemak (asam-asam lemak), dan protein (asam-asam amino), akan dioksidasi di dalam sel dengan bantuan enzim, koenzim (misalnya vitamin), dan hormone. Prosesnya memerlukan oksigen dan hasil yang diperoleh berupa karbondioksida, air, dan energy.

    
1. Cara Menghitung Energi.      
      Setiap makanan menghasilkan jumlah energy yang berbeda-beda, tergantung dari jumlah karbohidrat, protein, dan lemak yang terkandung di dalamnya. Banyaknya energy yang dihasilkan oleh suatu bahan makan dapat diukur atau ditentukan dengan:
       A. Cara langsung: yaitu dengan menggunakan alat yang disebut ‘bomb calorimeter’. Dengan menggunakan alat tersebut sampel makanan akan dibakar oleh aliran listrik, dan kemudian perubahan suhu air yang diakibatkannya akan dicatat. Berdasarkan perbedaan suhu sebelum dan sesudah terjadi pembakaran (oksidasi), maka energy yang terkandung dalam sampel dapat dihitung.          Gambar 1. Bomb Kalorimeter.
      

      B. Cara tidak langsung: yaitu dengan perhituingan kadar karbohidrat, lemak, dan protein.

             Tidak semua karbohidrat, protein, maupun lemak yang terkandung dalam bahan makanan yang dikonsumsi dapat digunakan oleh tubuh, karena sebelumnya harus dilakukan pencernaan dan penyerapan sehingga yang benar-benar dapat digunakan oleh tubuh adalah sejumlah tertentu yang dapat diserap tubuh. Dengan kata lain, jumlah masing-masing zat gizi yang dapat dimanfaatkan oleh tubuh tergantung dari daya cernanya. Selain itu, khusus untuk protein, tidak semua yang diserap oleh tubuh dapat dimanfaatkan, dan kelebihannya akan dibuang melalui urine sebagai urea. Oleh karena itu, nilai energy yang diukur dan dihitung dengan ‘bomb calorimeter’ harus dikoreksi oleh dua factor, yaitu:

     1. Kehilangan dalam metabolisme.      2. Daya cerna 
Nilai energy yang diperoleh setelah menghitung factor koreksi disebut “nilai energy fisiologis”.
 

Tabel 1. Perhitungan Nilai Energi Fisiologis Karbohidrat, Lemak, dan Protein

Zat Gizi	Nilai Energi Pembakaran (Kkal/g)	Kehilangan selama Pencernaan (%)	Energi Tersedia Setelah Pencernaan (Kkal/g)	Kehilangan Selama Metabolisme (Kkal)	Energi Fisiologis (Kkal/g)
Karbohidrat	4,10	2	4,0	-	4,0
Lemak	9,45	5	9,0	-	9,0
Protein	5,65	8	5,2	1,2*)	4,0

^*)untuk setiap gram protein yang dikonsumsi, rata-rata sebanyak 1,2 Kkal dari energy yang dikandungnya tidak tersedia bagi tubuh karena diubah menjadi urea.

Sumber: Swaminathan (1974)

Dari table di atas terlihat bahwa energy fisiologis masing-masing zat gizi sumber energy adalah: 4 Kkal/g untuk karbohidrat (gula, pati), 4 Kkal/g untuk protein, dan 9 Kkal/g untuk lemak. Nilai-nilai tersebut dikenal sebagai factor Atwater, karena mereka inilah sebagai penemunya (Muchtadi, 2009).

Sistem penilaian energi dalam makanan ini dikemukakan oleh Dr W.O. Atwater pada tahun 1899. Atwater membuat experimen dengan menganalisis feses 3 pemuda Amerika selama 3-8 hari. Atwater menemukan bahwa hanya 92% protein, 95% lemak dan 99% karbohidrat yang diserap oleh tubuh. Perhitungan jumlah energy dalam suatu bahan makanan sangatlah mudah. Contohnya, di dalam  keju yang mengandung 39g karbohidrat, 10g protein, and 16g lemak maka jumlah energinya adalah sebagai berikut:

karbohidrat = 39 x 4=156 kkal

Protein 10 x 4 = 40 kkal

lemak 16 x 9 = 144 kkal

Jadi, selembar keju tersebut mengandung 156 +40+144 = 340 kkal energy

Berikut adalah contoh kandungan kalori dalam makanan sehari-hari:

Snack:
Kroket (1 buah) 68 Kalori

Lemper (1 buah) 95 Kalori

Siomay Ayam (3 buah) 85 Kalori

Pempek Kapal Selam 100 gr 190 kalori

Siomay 170 gr 162 kalori

Lumpia goreng satu biji: 94 kalori

Dodol satu biji: 71 kalori

Roti Naan (roti India): 308 kalori

Roti putih satu slice: 69 kalori

Chicken nugget 6 potong: 250 kalori

Mie bakso sepiring: 400 kalori

Somay satu biji: 40 kalori.

French Fries ukuran Medium: 350 kalori

Minuman:
Teh Manis (1 gelas) 70 Kalori

Kopi Instan (1 cangkir) 75 Kalori

Soda (1 kaleng) 145 Kalori

Es Krim Cokelat 270 Kalori

Black coffee no sugar satu cangkir: 3,5 kalori

Cafe Latte satu cangkir: 97,4 kalori

Cafe Mocha satu gelas tinggi: 176 kalori

Satu sdm susu kental manis: 71 kalori

Milo kaleng 200 ml: 178 kalori

Frapuccino: 400-an kalori

Diet Coke: 3,6 kalori

Softdrink non diet: 151 kalori

Sport drink (kayak Gatorade) satu botol: 60 kalori

Orange Juice kemasan satu gelas: 116 kalori

Aer tebu 250 ml: 184 kalori

Juice Tomat tanpa gula 1 gelas 67 kalori

Juice Belimbing 1 gelas 51 kalori

Es Cendol 1 gelas 275 kalori

Milk Shake 1 gelas 350 kalori

Makanan:
Mie Instant Rasa Awam Bawang (1 bungkus) 330 Kalori

Nasi Putih (1 piring) 242 Kalori

Kari Ayam (1 porsi) 460 Kalori

Nasi Putih (1 piring) 242 Kalori

Soto Kudus 100 gr 38 kalori

Rujak Cingur 100 gr 153 kalori

Ketoprak 1 porsi 153 kalori

Bihun Goreng 200 gr 308 kalori

Soto Betawi 100 gr 135 kalori

Cheese Burger 1 buah 300 kalori

Ketupat Tahu 1 porsi 250 kalori

Nasi Biryani satu piring plus ayam: 800 kalori

Nasi Lemak (nasi uduk) satu mangkok: 389 kalori

Nasi goreng satu piring: 637 kalori

Capcay sayuran sepiring: 42 kalori

Big Mac satu biji: 530 kalori

Cheeseburger satu biji: 310 kalori

Double Cheese burger: 460 kalori

Fish burger satu biji: 400 kalor

Lauk-pauk:
Telur (1 buah) 70 Kalori

Satai Kambing (3 tusuk) 353 Kalori

Tenggiri Bakar + Terasi 129 Kalori

Ayam Goreng Texas 100 gr 338 kalori

Satu potong fried chicken: 118 kalori

Sate ayam 10 tusuk: 365 kalori

Buah-buahan:
Pisang ½ buah 109 kalori

Tomat 1 buah 80 kalori

Longan 2 butir 75 kalori

Leci 5 ½ butir 67 kalori

Anggur 12 butir 60 kalori

Apel 2/3 butir 55 kalori

Kiwi 1 buah 54 kalori

Semangka 1 potong 33 kalori

Pepaya 1/6 buah 30 kalori

Melon 3/10 buah 18 kalori

Plum 2/3 buah 44 kalori .

Satu biji apel: 81 kalori

5 biji kurma: 155 kalori

Duren 6 biji: 357 kalori

Jambu satu biji: 45 kalori

Mangga satu biji: 134 kalori

Jeruk satu biji: 61 kalori

Pepaya 152 gram: 59 kalori

Belimbing satu biji: 30 kalori

 

B. Karbohidrat Sebagai Salah Satu Pembentuk Energi

            Energy yang terbentuk dalam tubuh yang didapat dari energy potensial, tersimpan dalam berbagai bahan makanan berupa energy kimiawi yang dilepaskan setelah makanan tersebut mengalami proses metabolism dalam tubuh. Karbohidrat, protein, dan lemak merupakan bahan pembentuk energy dimana terbentuknya energy ini akan memaksimalkan gerakan-gerakan internal dan eksternal tubuh.

Di dalam sistem pencernaan dan juga usus halus, semua jenis karbohidrat yang dikonsumsi akan terkonversi menjadi glukosa untuk kemudian diabsorpsi oleh aliran darah dan ditempatkan ke berbagai organ dan jaringan tubuh. Molekul glukosa hasil konversi berbaga I macam j e n i s karbohidrat inilah yang kemudian akan berfungsi sebagai dasar bagi pembentukan energi di dalam tubuh. melalui berbagai tahapan dalam proses metabolisme, sel-sel yang terdapat di dalam tubuh dapat mengoksidasi glukosa menjadi CO dan H₂O dimana proses ini juga akan disertai dengan produksi energi. Proses metabolism glukosa yang terjadi di dalam tubuh ini akan memberikan kontribusi hampir lebih dari 50% bagi ketersediaan energi. Di dalam tubuh, karbohidrat yang telah terkonversi menjadi glukosa tidak hanya akan berfungsi sebagai sumber energi utama (rawan, 2007).

            Karbohidrat banyak terkandung dalam berbagai bahan makanan yang dikonsumsi, terutama bahan pangan yang banyak mengandung zat tepung/pati dan gula. Dapat dijelaskan bahwa pada bahan pangan yang dikonsumsi rakyat Indonesia kandungan karbohidratnya cukup tinggi yaitu sekitar 70% - 80%, terutama pada serealia (padi-padian) dan umbi-umbian. Selain itu terdapat pula pada bahan-bahan pangan lainnya. Untuk menentukan nilai energy, factor karbohidrat pada makanan haruslah menunjukkan angka kalori per gramnya, sebagai berikut:

Bahan makanan	Energi
Jagung	4,03 Kal/g
Gandum	4,12 Kal/g
Beras setengah giling	4,16 Kal/g
Beras pecah kulit	4,12 kal/g
Beras giling	4,16 Kal/g
Sorghum, cantel	4,03 Kal/g
Pati	4,12 Kal/g
Sereal lainnya	4,12 Kal/g
Kacang muda (belum dikupas)	4,07 Kal/g
Jamur	1,24 Kal/g
Kentang, akar berumbi/berpati lainnya	4,03 Kal/g
Sayur mayur	3,57 Kal/g
Tomat	3,60 Kal/g
Kacang kedelai dan hasilnya	1,68 Kal/g
Legume – biji-bijian dan kelapa	4,07 Kal/g
Telur	3,68 kal/g
Susu dan hasilnya	3,87 kal/g
Mentega	3,87 Kal/g
Margarine	3,87 kal/g
Gula pasir sirop	3,87 kal/g
Madu	3,68 Kal/g
Coklat	1,33 Kal/g
Cuka	2,45 Kal/g

                                         

     

Gambar 2. Sumber-sumber karbohidrat

Adapun konsumsi pangan yang representative menurut golongan pangan di Indonesia yaitu:

Bahan makanan	Energi
Padi-padian	69%
Umbi-umbian	10%
Kacang-kacangan, biji-bijian berminyak	6%
Gula dan sirop	1%
Pangan hewani	5%
Lemak dan minyak	5%
Lain-lain bahan pangan	2%

             Kebutuhan energy yang diperlukan bagi berbagai kegiatan tubuh (eksternal maupun internal) umumnya dapat terpenuhi sekitar 50% jika bahan pangan sumber-sumber karbohidrat tersebut dikonsumsi secara layak. Dimana kelebihan glukosa akan disimpan sebagai glikogen di dalam otot dan hati. Glikogen otot merupakan salah satu sumber energi tubuh saat sedang berolahraga sedangkan glikogen hati dapat berfungsi untuk membantu menjaga ketersediaan glukosa di dalam sel darah dan sistem pusat syaraf. Sintesis glikogen dari glukosa disebut glikogenesis. Simpanan glikogen terbatas sehingga kelebihan glukosa yang lain diubah menjadi lemak (lipogenesis). Jika kadar glukosa darah turun, tubuh mengubah glikogen kembali menjadi glukosa (glikogenolisis). Dengan menyeimbangkan metabolisme oksidatif, sintesis glikogen, pemecahan glikogen, dan sintesis lemak, tubuh dapat mempertahankan kadar glukosa darah dalam batas normal (Kuntarti, 2006).

C. Protein Sebagai Salah Satu Pembentuk Energi

            Protein, disamping karbohidrat dan lemak merupakan bahan-bahan pembentuk energy yang diperoleh dari berbagai bahan makanan nabati dan hewani. Kata protein berasal dari bahasa latin yang dapat diartikan sebagai bahan keperluan hidup yang menduduki tempat utama. Menurut pakar kimia belanda, Mulder, protein merupakan bahan penyusun tubuh yang mengandung nitrogen dengan unit dasarnya yaitu asam amino (karena itulah asam amino dikelompokkan sebagai satuan pembangun protein). Asam amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein. Tetapi, jika asupan glukosa rendah, asam amino dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur yang disebut glukoneogenesis yaitu pembentukan glukosa baru dari prekursor nonkarbohidrat.

            Protein terbentuk dari unsur-unsur organic yang relative sama dengan karbohidrat dan lemak, yaitu sama-sama terbentuk dari unsure-unsur karbon, hydrogen, dan oksigen, tetapi pada protein unsure-unsur ini ditambah lagi dengan unsure N (nitrogen) dan ditemukan pula unsure mineral (fosfor, belerang, besi). Molekul protein tersusun dari asam-asam amino, 12-18 macam asam amino yang saling berhubungan dalam suatu ikatan peptide. Unit-unit tersebut selanjutnya diserap oleh aliran darah ke seluruh tubuh, dan sel-sel jaringan mengambilnya untuk digunakan sebagai pembangun dan pemeliharaan kesehatan jaringan. Protein merupakan zat pembentuk tubuh yang penting disamping air, mineral, karbohidrat, dan berbagai vitamin yang terdapat di seluruh tubuh pada otot, kulit, rambut, jantung, paru-paru, otak, dan organ tubuh lainnya.

            Protein sebagai pembentuk energy, angka energy yang ditunjukkan akan tergantung dari macam dan jumlah bahan makanan nabati dan hewani yang dikonsumsi manusia setiap harinya. Proporsi protein sebagai sumber energi  dalam diet yang dianjurkan adalah sebesar 15%. Sebagai patokan untuk menentukan nilai energy yang diberikan oleh protein dalam tubuh manusia,dapat dilihat dari angka-angka protein tiap-tiap bahan makanan berikut ini:

Bahan makanan	Energi
Jagung	2,73 Kal/g
Gandum	4,05 Kal/g
Beras setengan giling	3,73 Kal/g
Beras pecah kulit	3,41 Kal/g
Beras giling	3,82 Kal/g
Sorghum (cantel)	0,91 Kal/g
Pati/tepung	3,87 Kal/g
Sereal (padi-padian) lainnya	3,87 Kal/g
Kacang-kacangan muda, belum dikupas	3,47 Kal/g
Jamur	2,43 Kal/g
Kentang, umbi-umbian lainnya	2,47 kal/g
Sayuran	3,44 Kal/g
Tomat	3,36 Kal/g
Kedelai dan hasil olahannya	3,47 kal/g
Legume: biji-bijian	3,47 Kal/g
Daging, ikan	4,27 kal/g
Telur	4,36 kal/g
Susu dan hasil olahannya	4,27 Kal/g
Mentega	4,27 Kal/g
Margarin	4,27 Kal/g
Madu	3,36 Kal/g
Coklat	1,83 Kal/g

 

Gambar 3. Sumber-sumber Protein

 Perbedaan protein dengan karbohidrat dan lemak adalah, bahwa protein tidak dapat disimpan, melainkan hanya digunakan sebagai pengganti molekul protein sel/jaringan. Disamping itu, protein tidak dapat langsung dimetabolisasi, tetapi harus diubah dulu menjadi karbohidrat atau lemak. Dengan demikian protein tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi dalam keadaan mendadak.

            Umumnya, protein akan berfungsi sebagai sumber energy apabila tersedianya karbohidrat dan juga lemak di dalam tubuh tidak mencukupi kebutuhan energy yang diperlukan tubuh untuk melakukan kegiatan internal maupun eksternal. Dalam keadaan tersedianya karbohidrattidak mencukupi, maka untuk menyediakan energy, sejumlah karbon yang terkandung dalam protein akan dimanfaatkan seperlunya untuk melangsungkan pembakaran, dan sejumlah protein lainnya digunakan untuk memenuhi fungsi yang sebenarnya yaitu untuk pembentukan jaringan. Dalam membantu terpenuhinya kebutuhan energy tadi ternyata menurut penelitian, protein untuk tiap gramnya mensuplai 4 kalori. Dengan demikian, untuk mencukupi kekurangan energy 210 kalori maka diperlukan sekitar 52,5 gram protein.

D. Lemak sebagai Bahan Pembentuk Energi

            Tahap awal penggunaan lemak sebagai sumber energi adalah hidrolisis triasilgliserol oleh lipase yang akan menghasilkan gliserol dan asam lemak. Triasilgliserol merupakan cadangan energi yang sangat besar karena dalam bentuk tereduksi dan bentuk anhidrat. Oksidasi sempurna asam lemak menghasilkan energi sebesar 9 kkal/g dibandingkan karbohidrat dan protein yang menghasilkan energi sebesar 4 kkal/g. Ini disebabkan karena asam lemak jauh lebih tereduksi. Lagi pula triasilgliserol sangat non polar sehingga tersimpan dalam keadaan anhidrat, sedangkan protein dan karbohidrat jauh lebih polar, sehingga bersifat terhidratasi. Satu gram glikogen kering akan mengikat sekitar dua gram air maka satu gram lemak anhidrat menyimpan energi enam kali lebih banyak dari pada energi yang dapat disimpan oleh satu gram glikogen yang terhidratasi . Ini menyebabkan bahwa triasilgliserol dijadikan simapanan energi yang lebih utama disbanding glikogen.Sel adipose dikhususkan untuk sintesis dan penyimpanan triasilgliserol serta untuk mobilisasi triasilgliserol menjadi molekul bahan bakar yang akan dipindahkan ke jaringan lain oleh darah (Rusdiana, 2004).

            Proporsi lemak dalam diet dianjurkan sebanyak 30% dari total kalori, berasal dari saturated fat 10%, monosaturated fat 10%, dan dari  polisaturated fat 10%. Untuk menentukan angka energy dari tiap bahan makan yang dikonsumsi dapat dilihat dari data dibawah ini:

Bahan makanan	Energi
Jagung	8,37 Kal/g
Gandum	8,37 Kal/g
Beras setengah giling	8,37 Kal/g
Beras pecah kulit	8,37 Kal/g
Beras giling	8,37 Kal/g
Sorghum (cantel)	8,37 Kal/g
Pati/tepung	8,37 Kal/g
Sereal (padi-padian) lainnya	8,37 Kal/g
Kacang muda belum dikupas	8,37 Kal/g
Jamur	8,37 Kal/g
Kentang, umbi-umbian	8,37 Kal/g
Sayuran	8,37 Kal/g
Tomat	8,37 Kal/g
Kacang kedelai dan produknya	8,37 Kal/g
Legume penghasil biji-bijian, minyak	8,37 Kal/g
Daging, ikan	9,02 Kkal/g
Telur	9,02 Kkal/g
Susu dan produknya	8,79 Kkal/g
Mentega	8,79 Kkal/g
Lemak dan hewan lain	9,02 Kkal/g
Margarine, minyak, dan lemak nabati	8,84 Kkal/g
Coklat	8,37 Kkal/g

Gambar 4. Makanan yang Banyak Mengandung Lemak

            Baik asam lemak nabati maupun asam lemak hewani merupakan asam lemak yang membantu proses pertumbuhan, pembentukan struktur tubuh, juga sangat menunjang penyediaan energy jika energy yang dihasilkan karbohidrat ternyata kurang mencukupi (Kartasapoetra, 2008). Proporsi lemak dalam diet dianjurkan sebanyak 30% dari total kalori, berasal dari saturated fat 10%, monosaturated fat 10%, dan dari  polisaturated fat 10%.

E. Kalorimeter Respirasi

            Hubungan antara energy yang dihasilkan dengan jumlah oksigen yang dikonsumsi seseorang dapat ditentukan dengan menggunakan alat “calorimeter respirasi” (Atwater-Benedict respiration calorimeter).

            Alat tersebut terdiri dari ruangan yang kedap udara, dibuat dari logam tembaga yang diinsulasi dengan dinding kayu dengan pemisah berupa udara. Didalamnya disediakan tempat tidur, meja, dan kursi. Seseorang dapat berdiam diruangan tersebut selama beberapa hari dan mengerjakan pekerjaan ringan seperti membaca, menulis, dan sebagainya. Suatu jendela disediakan untuk tempat memasukkan makanan dan minuman serta mengeluarkan ekskreta.

 

Gambar 5. Alat Atwatter-Benedict Respiration Calorimeter

            Ruangan diberi ventilasi dengan oksigen yang bergerak, sedangkan CO₂ dan air yang dihasilkan akan diisap ke dalam tabung yang berisi asam sulfat dan NaOH. Oksigen yang digunakan oleh subyek diganti dengan oksigen yang berasal dari tabung, sehingga jumlahnya diketahui. Dengan cara ini jumlah oksigen yang dikeluarkan dari tabung dapat dihitung.

            Panas yang dihasilkan subyek dihitung berdasarkan jumlah air yang mengalir serta perbedaan suhunya. Sehingga jumlah panas yang dihasilkan dapat dihitung (seperti halnya menghitung dengan menggunakan bomb calorimeter). Dengan kedua data ini, dapat ditentukan antara hubungan oksigen yang dikonsumsi dengan panas yang dihasilkan. Sebagai contoh: subyek laki-laki dengan berat 65 kg. jumlah panas yang dikeluarkan selama 24 jam sebanyak 2.400 Kkal, sedangkan jumlah oksigen yang dikonsumsi selama 24 jam sebanyak 500 liter. Maka panas yang dikeluarkan adalah 2.400/500 = 4,8 Kkal per liter oksigen yang dikonsumsi.

Respiratory Quotient

            Respiratory Quotient adalah perbandingan antara volume CO₂ yang dikeluarkan dengan volume oksigen yang dikonsumsi oleh subyek.

            RQ = Volume CO₂ yang diproduksi/Volume O₂ yang dikonsumsi

Bila karbohidrat saja yang dioksidasi dalam tubuh, maka RQ = 1, bila lemak saja yang dioksidasi maka RQ = 0,7 sedangkan bila protein saja yang dioksidasi maka RQ = 0,82. Nilai RQ yang diperhitungkan dalam penentuan metabolism basal (post absorptive, yaitu kira-kira 12 jam setelah makan) adalah sekitar 0,82. Pada kondisi ini, tubuh memperoleh energy yang berasal dari oksidasi karbohidrat  (50%), lemak (40%), dan protein (10%).

            Setelah mengkonsumsi makanan yang kira-kira mengandung 10% protein, 20% lemak, dan 70% karbohidrat, nilai RQ adalah sekitar 0,82. Pada penderita diabetes mellitus nilai RQ lebih rendah yaitu sekitar 0,07 karena lebih banyak lemak yang dikosidasi dalam tubuhnya. Data tentang karbohidrat dan lemak yang dioksidasi per liter oksigen dan nilai RQ non-protein serta jumlah kalori yang diproduksi dapat dilihat pada table 2.

Tabel 2. RQ non-protein, jumlah karbohidrat dan lemak yang dioksidasi serta jumlah kalori yang diproduksi, per liter oksigen yang dikonsumsi

RQ non-protein	Karbohidrat (g)	Lemak (g)	Kalori (Kkal)
1,00	1,232	0	5,047
0,95	1,010	0,091	4,995
0,90	0,793	0,180	4,924
0,85	0,580	0,167	4,862
0,80	0,375	0,350	4,801
0,75	0,178	0,443	4,739
0,70	0	0,502	4,686

Sumber: Swaminathan (1974)

Jumlah Energi yang Dioksidasi

            Dari data jumlah nitrogen yang diekskresikan dalam urin serta jumlah C)₂ yang diproduksi dan jumlah O₂ yang dikonsumsi dalam 24 jam, memungkinkan untuk menghitung jumlah protein, lemak, dan karbohidrat yang dioksidasi dalam tubuh. Contoh dibawah ini memberikan gambaran tentang perhitungan contoh tersebut.

            Misalkan seorang dewasa mengekskresikan 8 gram nitrogen (ekivalen dengan 50g protein) dalam urin dan menggunakan 400 liter oksigen serta mengeluarkan 320 liter CO₂ dalam 24 jam. Diketahui bahwa untuk menghasilkan 1 gram N urin, sebanyak 6,25 gram protein harus dioksidasi, dan ini memerlukan 5,92 liter ) O₂ serta memproduksi 4,754 liter CO₂. Sehingga untuk 8 gram N urin tersebut di atas, diperlukan 47,4 liter ) O₂ dan memproduksi 38,0 liter CO₂. Oleh karena itu, O₂ yang dikonsumsi untuk mengoksidasi hanya karbohidrat dan lemak saja adalah 400 – 47,4 liter = 352,6 liter; sedangkan CO₂ yang diproduksi adalah 320 – 38 liter = 282,0 liter. Sehingga RQ non-protein = 282,0/352,6 = 0,80.

            Dari table 2 di atas, dapat dilihat bahwa untuk RQ non protein = 0,80, setiap liter oksigen yang dikonsumsi akan mengoksidasi 0,375 g karbohidrat dan 0,350 gram lemak. Karena itu, untuk 352,6 liter oksigen  yang digunakan akan dioksidasi sebanyak 352,8 x 0,375 gram karbohidrat dan 352,6 x 0,350 = 123,4 gram lemak. Jadi dalam periode 24 jam tersebut jumlah zat gizi yang dioksidasi di dalam tubuh subyek adalah; protein 50 gram, lemak 123,4 gram, dan karbohidrat 132,2 gram.

Spesifik Dynamic Action (SDA) Makanan

            Suatu penelitian yang dilaksanakan oleh seorang ahli gizi, Rubner, dilakukan untuk menentukan nilai SDA makanan, dengan menggunakan anjing sebagai hewan percobaan. Anjing tersebut ditempatkan dalam suatu kandang khusus yang didesain seperi respiration calorimeter. Rubner mengobservasi bahwa karbohidrat, lemak, maupun protein yang diberikan pada anjing yang dipuasakan, menghasilkan energy metabolisme yang lebih besar dari energy basal. Dia menemukan bahwa pada anjing puasa yang memerlukan 400 Kkal, pemberian 100 gram karbohidrat menghasilkan 425 Kkal, pemberian 44,4 gram lemak menghasilkan 416 Kkal dan pemberian 100 gram protein menghasilkan 520 Kkal energy (panas).

Tabel 3. Energi yang Diproduksi Anjing yang Dipuasakan dan yang Diberi Ransum Karbohidrat, Protein, dan Lemak (“Specific Dinamyc Action” Makanan)

Ransum	Nilai energy Pakan (Kkal)	Energi yang Diproduksi (Kkal)	Tambahan Energi (Kkal)	SDA Pakan (%)
Puasa		400	-	-
+100g karbohidrat	400	425	25	6,2
+44,4 g lemak	400	416	16	4,0
+100g protein (kasein)	400	520	120	30,0
+62,5g karbohidrat, 10g lemak, 10g protein	400	432	32	8,0

Sumber: Swaminathan (1974)

            Energy tambahan yang diproduksi diperoleh dari hasil oksidasi komponen jaringan tubuh anjing, sehingga hewan percobaan tersebut berasa dalam keadaan keseimbangan energy yang negative. Pengaruh stimulasi karbohidrat, lemak, dan protein terhadap energy metabolism tersebut disebut “spesifik dynamic action” (SDA) makanan atau “thermic effect of food”.

            Dari table 3. Di atas dapat dilihat bahwa protein mempunyainilai SDA yang tertinggi (30 persen), sedangkan karbohidrat dan lemak masing-masing memberikan nilai SDA sekitar 6 dan 4 persen. Ransum yang mengandung campuran karbohidrat, lemak, dan protein memberikan nilai SDA 8 persen.

            Banyak sekali penelitian yang telah dilakukan untuk mengetahui mengapa protein mempunyai SDA setinggi itu. Menurut Krebs, dua factor utama bertanggungjawab terhadap tingginya SDA protein, yaitu: (a). Energy yang diperlukan untuk reaksi deaminasi asam amino yang diperoleh dari hasil oksidasi metabolit lain, dan (b). Energi yang diperlukan untuk sintesis urea (metabolism protein) juga diperoleh dari hasil oksidasi metabolit yang terdapat dalam jaringan (Muchtadi, 2009). 

Sources : 

Dewi. 2009. Daftar Kandungan Kalori. http://www.dewi.co.id/index.php?option

      =com_content&view=article&id=10&Itemid=12  [10 0kt0ber 2010]

Guthrie, H. A. 1986. Introductory Nutrition and Diet. Marcel Dekker, Inc.:

      New York

Irawan, Anwari. 2007. Karbohidrat. Sports Science Brief: 01(03): 1.

Kartasapoetra, G. dan Marsetyo. 2008. ILMU GIZI (Korelasi Gizi dan Produksi

      Kerja). Jakarta: Rineka Cipta.

Kuntarti. 2006. Metabolisme. http://staff.ui.ac.id/internal/139903001/

      material/metabolisme.ppt [13 Oktober 2010]

Muchtadi, Deddy. 2009. Pengantar Ilmu Gizi. Bandung: Alfabeta.

Muhilal dan Sulaeman A. 2004. Angka Kecukupan Vitamin  Larut Lemak.

      Prosiding Widyakarya Nasional Pangan dan Gizi VIII. Ketahanan Pangan dan

      Gizi di Era Otonomi Daerah dan Globalisasi.  Jakarta 17 – 19 Mei 2004.

Rusdiana. 2004. Metabolisme Asam Lemak. http://library.usu.ac.id/download/fk/

      biokimia-rusdiana.pdf [14 oktober 2010]

Swaminathan, M., 1974. Essential of Food and Nitrition. Vol 1. Fundamental

      Aspects. Ganesh & Co.: Madras.