CỦA CƠ THỂ SỐNG
Phương phỏp đo nhiệt lượng của Lavoadie và Laplace dựng trong thớ nghiệm chứng minh tớnh đỳng đắn của định luật I nhiệt động học khi ỏp dụng vào hệ sinh
dựa vào lượng khớ ụxy tiờu thụ hoặc lượng khớ CO2 do cơ thể thải ra ở động vật mỏu núng (động vật cú vỳ và người), cú liờn quan chặt chẽ với nhiệt lượng chứa trong thức ăn.
Vớ dụ: Quỏ trỡnh ụxy húa glucose, phản ứng diễn ra như sau:
kCal O H CO O O H C6 12 6 6 2 6 2 6 2 678 (180gam) (134,4 l) (134,4 l)
Từ phản ứng trờn cho thấy cứ ụxy hoỏ hoàn toàn 1 phõn tử gam glucose thỡ cần phải tiờu thụ 6 phõn tử gam ụxy đồng thời thải ra 6 phõn tử gam khớ CO2 và giải phúng ra 678 KCal. Ở điều kiện tiờu chuẩn, mỗi phõn tử gam chất khớ đều chứa 22,4 lớt. Do vậy 6 phõn tử gam ụxy hoặc CO2 đều chứa: 6 x 22,4 lớt = 134,4 lớt.
Từ đú suy ra, cơ thể cứ tiờu thụ 1 lớt O2 để ụxy hoỏ hoàn toàn một phõn tử gam glucose đồng thời thải ra 1 lớt CO2 thỡ kốm theo giải phúng một nhiệt lượng là: 678 kCal.
134,4 lớt = 5,047 KCal/lớt và gọi là đương lượng nhiệt của ụxy. Dựa vào phương phỏp nhiệt lượng kế giỏn tiếp, cú thể xỏc định được sự thải nhiệt của bất kỡ động vật mỏu núng nào thụng qua số lớt ụxy tiờu thụ (hoặc số lớt CO2 thải ra). Từ phản ứng ụxy húa glucose ở trờn và sau này ỏp dụng chung cho Gluxit khi ụxy hoỏ hoàn toàn sẽ giải phúng ra nhiệt lượng được tớnh theo cụng thức:
Q(KCal) = số lớt O2 ( hoặc số lớt CO2) x 5,047 (3.4)
Khi ụxy húa Protein, nhiệt lượng giải phúng ra được tớnh theo cụng thức: Q(KCal) = số lớt O2 x 4,46 (3.5)
Khi ụxy hoỏ Lipit, nhiệt lượng giải phúng ra được tớnh theo cụng thức: Q(KCal) = số lớt O2 x 4,74 (3.6)
Mối quan hệ giữa thức ăn, số lớt O2 tiờu thụ và số lớt CO2 thải ra cựng đương lượng nhiệt của ụxy được thể hiện qua bảng 3.1.
Bảng 3.1: Đương lượng nhiệt của ụxy đối với cỏc loại thức ăn. Thức ăn Số lớt O2 cần để
ụxy hoỏ 1 gam thức ăn
Số lớt CO2 thải ra sau khi ụxy hoỏ 1g thức ăn
Đương lượng nhiệt của ụxy
Gluxit 0,83 0,83 5,047
Protein 0,97 0,77 4,46
Lipit 2,03 1,42 4,74
Đối với thức ăn hỗn hợp gồm cả Gluxit, Protein và Lipit khi bị ụxy hoỏ, nhiệt lượng giải phúng ra được tớnh theo cụng thức:
Q(KCal) = số lớt O2 x 4,825 (3.7)
Phương phỏp nhiệt lượng kế giỏn tiếp cũn cú thể xỏc định được nhiệt lượng giải phúng ra khi ụxy hoỏ thức ăn thụng qua:
Thương số hụ hấp là tỉ lệ khớ CO2 trờn khớ O2.
Thương số hụ hấp cũng thay đổi tuỳ thuộc vào loại thức ăn được ụxy hoỏ. - Đối với phản ứng ụxy hoỏ glucose
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O
Thương số hụ hấp của glucose được sử dụng cho cả Gluxit.
- Đối với phản ứng ụxy húa Lipit cú thương số hụ hấp bằng 0,7, đối với Protein bằng Thương số hụ hấp Số lớt khớ COSố lớt O 2 = 6 22,4 lớt = 1
0,8 cũn với thức ăn hỗn hợp cú giỏ trị nằm trong khoảng từ 0,85 đến 0,9.