La respuesta es, como tantas cosas en la vida, es complicado. Los números comúnmente utilizados para calorías en carbohidratos, grasas y proteínas (4, 9, 4) son lo suficientemente buenos para muchos propósitos prácticos, pero no son exactos.
En primer lugar, su cuerpo quema completamente la mayoría de los alimentos. Come un poco de carbohidratos y termina en dióxido de carbono y agua en las mismas proporciones que obtienes en un calorímetro. Lo mismo es cierto para la grasa. La situación de las proteínas es más complicada porque tu cuerpo elimina el nitrógeno y lo convierte en urea antes de quemar el resto de la molécula.
Los valores de calorías obtenidos al quemar alimentos generalmente concuerdan con lo que obtienes si calculas la cantidad de moléculas de ATP que puedes generar de cada tipo de alimento si tienes en cuenta los diversos factores que voy a describir.
Algunos alimentos no se digieren en absoluto y otros solo se digieren parcialmente. Muchos de estos alimentos son fermentados en parte por las bacterias en el colon que producen ácidos grasos volátiles que su cuerpo puede usar. Si un gramo de fibra contiene 4 calorías en un calorímetro, es posible que pueda extraer aproximadamente 1,6 calorías de la fermentación bacteriana.
Una parte de la energía en los alimentos se libera en forma de calor cuando se digiere la comida. Convertir el almidón en azúcares, las proteínas en aminoácidos y las grasas en ácidos grasos en el tracto digestivo cuesta energía y eso hace que su cuerpo sea un poco más cálido. Lo mismo es cierto cuando convierte un nutriente en otro, como cuando convierte aminoácidos (proteína) en glucosa o glucosa en grasa, glucosa en glucógeno, etc. Ese calor es útil durante el invierno cuando hace frío, pero es totalmente inútil si su entorno esta caliente.
Ese costo de convertir nutrientes se vuelve especialmente importante cuando estás aumentando de peso. Se necesita más energía para convertir carbohidratos o proteínas en tejido adiposo (grasa) que para simplemente almacenar grasa en el tejido adiposo.
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Diferentes tipos de calorías son útiles en diferentes circunstancias y órganos corporales. El glucógeno es útil cuando estás corriendo pero cambias a las grasas cuando corres a larga distancia. Su cerebro requiere glucosa, aunque puede reemplazar parte de esa glucosa con cetonas derivadas de las grasas.
Diferentes alimentos de la misma clase tienen contenidos de calorías ligeramente diferentes. La glucosa no necesita modificarse antes de que se pueda oxidar, pero la fructosa y la galactosa deben modificarse. Las diferentes grasas tienen diferentes números de carbonos en sus cadenas y eso afecta el rendimiento energético. Los grupos laterales en diferentes aminoácidos tienen que modificarse de diversas maneras para que se oxiden.
Cálculo de valores de energía para ciertos alimentos puede complicarse si se manejan de una manera inusual. Esto es especialmente cierto para el alcohol y los ácidos grasos de cadena media.
La misma comida puede no tener un contenido calórico constante. Los alimentos que contienen almidón gradualmente se vuelven resistentes a la digestión. Un ejemplo de eso es que el pan se vuelve obsoleto con el tiempo. Cocinar puede aumentar las calorías disponibles para muchos alimentos.
Un científico llamado G. Livesey resolvió y resumió muchos de los problemas prácticos y teóricos. Aquí hay enlaces (algunos están detrás de paywalls).
https://www.karger.com/Article/A…
https://www.cambridge.org/core/s…
Estimación del gasto de energía, utilización neta de carbohidratos y oxidación y síntesis neta de grasas mediante calorimetría indirecta: evaluación de errores con especial referencia a la composición detallada de los combustibles.
Teoría y validez de la calorimetría indirecta durante la síntesis neta de lípidos.
