calorii

Un sărut tipic de ciocolată conține 26 de calorii și oferă suficientă energie mecanică pentru a ridica un SUV mare. Lawrence Lucier/Getty Images ascunde legenda

Pentru a măsura caloriile, oamenii de știință folosesc un dispozitiv numit calorimetru bombă. Incinerarea alimentelor determină creșterea temperaturii apei. Deoarece cantitatea de energie din sistem rămâne aceeași, diferența de temperatură indică câtă căldură (sau energie) este eliberată în alimente. Gary Lane Bertland/Universitatea din Missouri-Rolla ascunde legenda

Nu v-ați crede niciodată că consumul unui singur sărut de ciocolată ar putea furniza suficientă energie pentru a ridica un SUV de 8.600 de lire sterline peste zece metri în aer. La urma urmei, conform etichetei, există doar 26 de calorii în acea bucată de ciocolată. Dar există un mod diferit de a privi caloriile și energia. Iar rezultatul final ilustrează faptul că există mult mai multă energie în mâncarea voastră decât ceea ce ați putea crede.

(În acest moment, dacă nu sunteți un aspirant la chimie, știți că ceea ce urmează este potențialul dvs. cel mai rău coșmar: explicații științifice dense. Nu vă simțiți rușinați și treceți rapid la antetul îndrăzneț. Toți aspiranții la chimie și prieteni, înainte!)

„Când ridici 2,2 kilograme [o carte mică] la un metru [adică aproximativ 40 de centimetri] de la sol, cheltuiești 10 Jouli de energie”, explică Joe Cifelli, care predă educație științifică la St. Universitatea Josephs din Philadelphia, Pa. El folosește analogii pentru a ilustra câtă energie conține alimentele.

Cifelli remarcă faptul că Jouli sunt folosiți pentru a măsura cheltuielile de energie, cum ar fi determinarea efortului necesar pentru ridicarea unei mașini mari. Caloriile, pe de altă parte, sunt utilizate pentru măsurarea energiei alimentare. O calorie este egală cu 4,18 Jouli.

Confuz încă? Stai, mai sunt multe. Cu toții suntem obișnuiți să ne gândim la caloriile „c mici” - caloriile de pe etichetele alimentelor americane. O calorie este energia necesară pentru a crește temperatura de 1 gram de apă cu 1 grad Celcius. Dar există un alt tip de calorii - cu un „C capital” - care este egal cu 1.000 de calorii „mici”. Un măr care conține 50 de calorii conține de fapt 50.000 de calorii. Când exersezi și arzi 200 de calorii, arzi 200.000 de calorii. Dar aproape fiecare referință nutrițională din Statele Unite se referă la calorii, dar le numește calorii. (Procesul este diferit în Europa, unde etichetele alimentelor listează lucrurile în kiloJoules.) Este teribil de complicat. Ardem calorii doar gândindu-mă la asta.

Deci, cele 26 de calorii din bucata de ciocolată (de pe etichetă) conțin de fapt 26 de calorii - sau 26.000 de calorii.

Convertiți asta în Jouli și veți ajunge cu mai mult de 108.000 Jouli. Și dacă cheltuiți 10 J de fiecare dată când (teoretic) ridicați o carte mică la un metru de la sol, veți suferi 10.800 de ascensoare pentru a arde 26 de calorii. Sau puteți încerca să ridicați un SUV mare o dată, la aproximativ 6 picioare în aer. Așadar, fă-te să crape.

(Desigur, nu ar trebui să fii prea îngrijorat - scenariul SUV presupune două lucruri: în primul rând, că nu se ard calorii prin digestia umană normală și două, că toată energia este disponibilă pentru ridicarea mașinii. De fapt, majoritatea din caloriile pe care le consumați sunt utilizate de corpul uman pentru a menține funcțiile normale ale corpului. Scenariul SUV ilustrează doar câtă energie este disponibilă în consumul zilnic de calorii.)

Cum măsoară oamenii de știință 26 de calorii

Pentru a măsura caloriile, oamenii de știință folosesc un dispozitiv numit calorimetru bombă, care calculează schimbarea căldurii într-un recipient închis. Într-un laborator de chimie din liceu, elevii ar putea folosi un calorimetru simplu dintr-o cutie de cafea acoperită (cu două compartimente) și un termometru, spune Cifelli.

„Dacă introduceți un element electric care determină arderea alimentelor într-un compartiment”, spune Cifelli, „și dacă aveți apă în celălalt recipient, puteți măsura temperatura înainte și după arderea alimentelor pentru a determina cantitatea de energie pierdută. de mâncare. "

Cifelli explică faptul că cantitatea de energie dintr-un container închis, acoperit, nu se va schimba. Deoarece energia rămâne aceeași, apa trebuie să câștige căldura pierdută de alimente. Dacă măsurați diferența de temperatură, puteți determina câte calorii sunt în alimente.

Timp de decenii, oamenii de știință au folosit această metodă a containerului pentru calculele calorimetrului brut. Dar oamenii de știință și chimiștii din domeniul alimentar folosesc acum un proces de măsurare mai precis pentru a determina conținutul caloric din articolele din magazinele alimentare.

William Ikins, director chimic al Silliker Labs, un laborator de testare a alimentelor, explică faptul că există metode specifice de cuantificare a cantității de umiditate, grăsimi și proteine ​​din orice substanță alimentară.

Luați un sărut de ciocolată, de exemplu.

Umiditate și grăsimi:

În primul rând, oamenii de știință folosesc un cuptor pentru a determina cantitatea de umiditate dintr-un sărut cu ciocolată. După îndepărtarea umezelii, sărutul trece printr-un proces numit cromatografie gazoasă, care separă esențial grăsimea de restul sărutului cu ciocolată. Folosind o ecuație matematică, oamenii de știință pot măsura apoi cantitatea de grăsime, în grame, într-un sărut de ciocolată.

Pentru a determina cantitatea de proteine ​​dintr-un sărut de ciocolată, sărutul este analizat folosind metoda Kjeldahl: eșantionul este digerat chimic și apoi transformat într-o substanță care conține ioni de amoniu. Cantitatea de amoniu - care conține unul dintre elementele de bază pentru toate proteinele - este apoi izolată și măsurată.

În cele din urmă, se analizează conținutul mineral al sărutului cu ciocolată. După incinerarea sărutului într-un cuptor cu căldură ridicată, oamenii de știință pot calcula cantitatea de cenușă (mineralele esențiale rămân în cenușă; orice altceva arde.)

Glucidele sunt determinate printr-un proces de eliminare. Să presupunem că ceea ce a rămas este egal cu cantitatea de carbohidrați.

Ikins explică faptul că fiecare gram de grăsime conține 9 calorii și fiecare gram de proteine ​​și carbohidrați conține 4 calorii. Prin urmare, cantitatea de calorii din orice produs alimentar este egală cu cantitatea de (grăsimi * 9) + cantitatea de (proteine ​​* 4) + cantitatea de (carbohidrați * 4) (în grame).

Revenind la sărutul nostru imaginar de ciocolată, care conține 1,3 grame de grăsimi, 0 grame de proteine ​​și 3,6 carbohidrați.

(1,3 g grăsime) (9cal/g) + (3,6 g) (4cal/g) + (0 g) (4 cal/g) = 26 calorii. da!

Dar, cu cantitatea de muncă pe care tocmai am făcut-o, cred că voi avea acel sărut de ciocolată. Nu, fă ​​două.