В чем состоят калории
Содержание статьи
Калория
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 мая 2019; проверки требует 21 правка.
Кало́рия — внесистемная единица количества теплоты; энергия, необходимая для нагревания 1 грамма воды с 19.5 до 20.5 градусов Цельсия. Определены и используются три разновидности калории, немного различающиеся своей величиной. В Российской Федерации все три вида калории допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока с областью применения «промышленность»[1]. В то же время Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) относит калорию к таким единицам измерения, «которые должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются»[2]. Первым термин «калория» применил шведский физик Иоганн Вильке (1732-1796)[3].
Этимология и история[править | править код]
Само слово происходит от фр. calorie, которое, в свою очередь, происходит от лат. calor, означающего «тепло». Ранее также были распространены термины «малая калория» (соответствует современной калории) и «большая калория» (соответствует современной килокалории)[3]. «Большая» калория была впервые представлена Николёй Клеман-Дезормом как единица тепловой энергии в лекциях в 1819-1824 годах[4][5]. «Малая» калория была введена химиком Пьером Антуаном Фавром и физиком Иоганном Т. Зильберманом в 1852 году. В 1879 году Марцеллин Бертелот провел различие между грамм-калорией (современная калория) и килограммом-калорией (современная килокалория))[5].
Использование килограмма-калории (ккал) для питания было представлено профессором Уэслианского университета Уилбуром Олином Этуотером в 1887 году[4].
Современная калория (кал) была впервые признана единицей системы СГС в 1896 году[5] вместе с уже существующей единицей энергии СГС, эрг (впервые предложенный Клаузиусом в 1864 году под названием эргон, и официально принятый в 1882 году).
Уже в 1928 году были серьёзные жалобы на возможную путаницу, возникающую из-за двух основных определений калорийности, и встал вопрос о том, разумно ли использовать заглавную букву для их различения[6]. Использование калорий было официально осуждено девятой Генеральной конференцией по мерам и весам в 1948 году[7].
Определения[править | править код]
Общий подход к определению калории связан с удельной теплоёмкостью воды и состоит в том, что калория определяется как количество теплоты, необходимое для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия при стандартном атмосферном давлении 101 325 Па. Однако поскольку теплоёмкость воды зависит от температуры, то и размер определяемой таким образом калории зависит от условий нагревания. В силу сказанного и по причинам исторического характера возникли и существуют три определения трёх различных видов калории[1].
- Калория (калория международная) (русское обозначение: кал; международное: cal), 1 кал = 4,1868 Дж точно[8].
- Калория термохимическая (русское обозначение: калТХ; международное: calth), 1 калТХ ≈ 4,1840 Дж[8][9][10].
- Калория 15-градусная (русское обозначение: кал15; международное: cal15), 1 кал15 ≈ 4,1855 Дж.
Ранее калория широко использовалась для измерения энергии, работы и теплоты; «калорийностью» называлась теплота сгорания топлива. В настоящее время, несмотря на переход в систему СИ, в теплоэнергетике, системах отопления, коммунальном хозяйстве часто используется кратная единица измерения количества тепловой энергии — гигакалория (Гкал) (109 калорий). Для измерения тепловой мощности используется производная единица Гкал/ч (гигакалория в час), характеризующая количество теплоты, произведённой или использованной тем или иным оборудованием за единицу времени.
Кроме того, калория применяется при оценках энергетической ценности («калорийности») пищевых продуктов. Обычно энергетическая ценность указывается в килокалориях (ккал).
Для измерения количества энергии используются также мегакалория (1 Мкал = 106 кал) и теракалория (1 Ткал = 1012 кал).
Связь с другими единицами[править | править код]
Ниже используется стандартная международная калория: 1 кал = 4,1868 Дж.
- 1 Дж ≈ 0,2388458966 кал.
- 1 кВт·ч ≈ 0,859845 Мкал.
- 1 Гкал = 1163 кВт·ч точно.
- 1 кал ≈ 2,6131950408·1019эВ.
- 1 эВ ≈ 3,8267331155·10−20 кал.
- 1 британская тепловая единица (BTU) ≈ 252 кал.
- 1 ккал ≈ 3,968 BTU.
- 1 эквивалент барреля нефти (BOE) ≈ 1,46 Гкал.
- 1 Гкал ≈ 0,684 BOE.
- 1 килотонна тротилового эквивалента = 1 ТкалТХ ≈ 1 Ткал.
Связанные единицы[править | править код]
Фригория[править | править код]
Принятая в холодильной технике единица измерения холода, численно равная одной килокалории, взятой с обратным знаком. Одна фригория равна минус одной килокалории[11].
Термия[править | править код]
Единица измерения теплоты, численно равная 106 калорий[12].
Британская тепловая единица[править | править код]
BTU (британская тепловая единица) — единица, применяемая для измерения тепловой энергии в англоязычных странах. Её определение методологически близко к определению калории, но опирается на имперские единицы: 1 BTU равна энергии, необходимой для нагревания 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта.
Килотонна ТНТ[править | править код]
Для измерения энерговыделения взрывных процессов используется тротиловый эквивалент. Ввиду почти точного, в пределах процентов, совпадения энергии взрывного разложения 1 грамма тротила (тринитротолуола, ТНТ) и 1 килокалории, условно принимается, что 1 килотонна ТНТ в энергетическом выражении соответствует 1 термохимической теракалории.
Калорийность[править | править код]
Под калорийностью, или энергетической ценностью пищи, подразумевается количество энергии, которое получает организм при полном её усвоении. Чтобы определить полную энергетическую ценность пищи, её сжигают в калориметре и измеряют тепло, выделяющееся в окружающую его водяную баню. Аналогично измеряют и расход энергии человеком: в герметичной камере калориметра измеряют выделяемое человеком тепло и переводят его в «сожжённые» калории — таким образом можно узнать физиологическую энергетическую ценность пищи[15]. Подобным способом можно определить энергию, требующуюся для обеспечения жизнедеятельности и активности любого человека. Таблица отражает эмпирические результаты этих испытаний, по которым и рассчитывается ценность продуктов на их упаковках. Искусственные жиры (маргарины) и жиры морепродуктов имеют эффективность 4-8,5 ккал/г, поэтому можно примерно узнать их долю в общем количестве жиров.
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации. Архивная копия от 2 ноября 2013 на Wayback Machine Утверждено Постановлением Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879.
- ↑ Международный документ МОЗМ D2. Узаконенные (официально допущенные к применению) единицы измерений. Приложение В (недоступная ссылка). Дата обращения: 14 октября 2013. Архивировано 14 октября 2013 года.
- ↑ 1 2 Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 56. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
- ↑ 1 2 Hargrove, James L (2007). «Does the history of food energy units suggest a solution to «Calorie confusion»?». Nutrition Journal. 6 (44): 44. DOI:10.1186/1475-2891-6-44. PMC 2238749. PMID 18086303.
- ↑ 1 2 3 JL Hargrove, «History of the calorie in nutrition», J Nutr 136/12 (December 2006), pp. 2957-2961.
- ↑ Marks, Percy L. (January 14, 1928). «The Two Calories, Percy L. Marks». Nature. 121 (3037): 58. DOI:10.1038/121058d0. Дата обращения November 9, 2019.
- ↑ 9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a fixed point; unit of quantity of heat (joule)., bipm.org.
- ↑ 1 2 International Standard ISO 31-4: Quantities and units, Part 4: Heat. Annex B (rmative): Other units given for rmation, especially regarding the conversion factor. International Organization for Standardization, 1992.
- ↑ Rossini, Fredrick (1964). «Excursion in Chemical Thermodynamics, from the Past into the Future». Pure and Applied Chemistry. 8 (2): 107. DOI:10.1351/pac196408020095. Дата обращения 21 January 2013. both the IT calorie and the thermochemical calorie are completely independent of the heat capacity of water.
- ↑ Lynch, Charles T. Handbook of Materials Science: General Properties, Volume 1. — CRC Press, 1974. — P. 438.
- ↑ Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 159.
- ↑ Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 158.
- ↑ How Do Food Manufacturers Calculate the Calorie Count of Packaged Foods? (англ.), Scientific American.
- ↑ Calories — Fat, Protein, Carbohydrates, Alcohol. Calories per gram.
- ↑ Поскольку обмен веществ в живом организме не способен к абсолютному окислению, второй показатель всегда меньше первого в определённой пропорции, отражающей эффективность обмена веществ.
Литература[править | править код]
- Химическая энциклопедия, ISBN 5-85270-008-8
Ссылки[править | править код]
Источник
Для чего нужны калории и в чём их польза – всё о калорийности продуктов
Что мы знаем о калориях? Ну, во-первых, что их усиленно считают, сражаясь с лишними сантиметрами на талии. А еще их считают, когда нужно, напротив, набрать вес — например, спортсмены. А вот в том, что же дают калории организму, и что они собой представляют, мало кто задумывается. Разбираемся в вопросе!
Что такое калории и чем они отличаются от килокалорий?
Вопреки стереотипам, калории далеки от понятия единицы «полноты». До 20-го века с помощью этой единицы осуществляли измерение тепловой энергии, а сегодня ею обозначают энергетическую ценность продуктов.
Экскурс в историю
Появился термин «калории» во 2-й половине 19-го века, благодаря французским ученым, назвавшим единицу исчисления теплоты сгорания словом «calor» — термохимикам Фавру Зильберману. В 90-х годах того же века пищевые продукты были «разложены» на углеводы и белки с жирами с легкой руки химика Вильбура Этуотера, после чего именно в калориях начали измерять энергоценность каждой пищевой группы. А уже с 20-го века все, мечтающие поправиться либо экстренно похудеть, приступили к подсчету калорий в своих рационах.
Что такое калория?
Этот термин подразумевает определенное количество тепла, с помощью которого температура 1-го г воды подрастает на 1 г по Цельсию. В традиционной физике принято измерять тепловую энергию в джоулях, а вот в быту эти измерения происходят посредством калорий. К слову, 1 калория, как известно, будет равняться 4,1868 джоулям.
Отличие калории от килокалории
Каждый, кто следит за своим весом, знает слово «калории». С этими загадочными единицами ведут борьбу на всех фронтах, не особо понимая — в чем ее действие, откуда она берется и куда девается. И главное — чем отличается от килокалорий.
- Для понимания вопроса: 1 килокалория (ккал) = 1 тысяче калорий. Аналогия понятна и проста: 1 кг = 1 тысяче грамм.
- На упаковках продуктов указывается энергоценность пищи именно в килокалориях. Слово «N калорий» на упаковке — неграмотность производителей.
- Неграмотными считаются и указания о затрачиваемых «калориях» на тренажерах в отдельных спортклубах. Речь идет именно о килокалориях.
Для чего нужны калории — польза калорий для организма
Чтобы жить, нам нужна энергия. Без нее невозможно двигаться, «качать» кровь по своему организму, дышать и пр. А энергия к нам приходит из нашей пищи: сколько калорий — столько и энергии.
- 1 г углеводов = 4 ккал.
- 1 г белков — аналогично, 4 ккал.
- 1 г жиров — 9 ккал.
Из данных компонентов и состоит наша пища.
Зная, сколько этих компонентов в рационе, можно подсчитать — сколько калорий/энергии получит организм. Например, самый популярный продукт — овсянка.
В 100 г продукта:
- 6 г жиров х 9 ккал = 54 ккал
- 51 г углеводов х 4 ккал = 204 ккал
- 12 г белка х 4 ккал = 48 ккал
Итого, всего в 100 г продукта — 306 ккал, которые организм при обмене веществ истратит, преобразовав белки в аминокислоты, углеводы — в глюкозу и иные сахара, а жиры — в жирные кислоты и глицерин.
Что дальше? Куда идут калории?
- Аминокислоты из белков — на формирование новых клеток. В частности, мышечной ткани.
- Глюкоза из углеводов (в разложенном на простые сахара виде) — на питание клеток. В свою очередь, запасы глюкозы организм «прячет» в мышечных тканях и в печени.
- Жиры организмом применяются в качестве горючего. Частично они отправляются в печень и преобразуются в холестерин. Избыток жиров организм складирует под кожей — с ним-то и сражаются красотки всех возрастов (сразу после чашечки чая с тортиком).
При диете для повышения веса идеальная схема калорийности рациона выглядит следующим образом:
- До 30 процентов рациона — белки
- До 45 процентов рациона — углеводы
- До 35 процентов рациона — жиры
Для снижения веса:
- До 30 процентов рациона — белки
- До 50 процентов — углеводы
- До 20 процентов — жиры
Как измеряется калорийность продуктов?
Один из самых сегодня популярных и эффективных методов избавления от лишних сантиметров — подсчет калорий. При нем не нужно отказываться от любимой еды — достаточно просто сохранять баланс калорий в рационе.
Основные принципы:
- Количество ккал на сутки = количеству килокалорий, которое израсходуется за день.
- Что вы будете кушать — не имеет значения. Главное — не перескочить за тот предел, что дозволен вашей нормой калорийности.
- Не снижаем число ккал/сутки относительно нормы в день, чтобы не получить «бонусом» хронические болячки и сбои в организме.
Как измерить калорийности в продуктах?
Число ккал в блюде измеряют следующим образом (на примере овсянки с молоком):
- Продукты: 200 г овсянки, 1 л молока, 2 ст/л сахара, ½ ч/л соли и 1 ст/л масла сливочного.
- Калорийность продуктов: овсянка — 732 ккал, молоко — 640 ккал, соль — 0 ккал, сахар — 199 ккал, масло — 149,6 ккал.
- Калорийность блюда, итоговая — 1720,6 ккал. Калорийность 100 г каши — 134,9 ккал.
Найти калорийность того или иного продукта можно в специальных таблицах, благо, сегодня в них недостатка нет. Но стоит помнить, что…
- Калорийность вареных макарон/круп в 3 раза меньше, чем до их приготовления (сырых).
- Вес мяса при варке значительно уменьшается, а риса, напротив — увеличивается.
- Калорийность сушеных продуктов (например, сухарей, фруктов, грибов или ягод) значительно выше, чем у сырых. В этом случае сначала выясняем значение «Х» (на сколько уменьшилась масса продукта после его сушки), а уже потом значение продукта из таблицы калорийность умножаем на число «Х».
- Если вы варите суп, то учитывается не только калорийность каждого компонента, но приправы, сметана и другие мелочи, которые обычно мы забываем посчитать.
Считаем дневную норму калорий
Для определения данной нормы в первую очередь выясняем основные показатели:
- Обмен веществ (ОВ). Он зависит от режима работы/движения/питания. Формула вычисления: вес х 20 ккал = показатель ОВ.
- Возраст. Формула вычисления: на каждое десятилетие после 20-ти лет уменьшаем объем калорий на 2 процента.
- Пол. Мужчине нужно больше калорий.
- Ритм жизни (процент его активности): сидячий (офисно-компьютерный) — 20%, сидячий с легкой активностью (прогулки, шопинг, уборка и пр.) — 30%, средняя активность — 40%, высокая (с тренировками, с физической работой) — 50%.
- Физическая активность (ФА). Формула исчисления: показатель обмена веществ х на процент активности ритма жизни.
- Процент энергии при переваривании пищи (ПЭПП). Формула исчисления: (физ/активность + показатель обмена веществ) х 10%.
Итак, формула суточной нормы калорийности будет равна: ПЭПП + ФА + ОВ. Далее полученный результат следует откорректировать по показателю возрастной категории (то есть, минус 2% за каждое десятилетие после 20-ти). Если подсчеты ведутся для схемы похудения, то уточняем результат далее: 1 суточная порция калорий — (свой вес х 7 ккал).
Следует помнить, что только лишь заглянуть в таблицу калорийности — мало. Следует сопоставлять калорийность блюд с энергетическими потребностями человека. То есть, для будущей мамы это будет одно суточное значение, для ребенка — другое, для спортсмена — третье, и т.д.
Где калорий больше?
Энергоценность продуктов зависит исключительно от их химического состава. Наиболее низкокалорийными считаются продукты с энергоценностью ниже 40 ккал/100 г.
Из самых низкокалорийных можно отметить:
- Овощи: листовой салат, репчатый лук и свекла, огурцы, сладкий перец, чеснок с петрушкой и хрен.
- Фрукты/ягоды: апельсины и земляника, ежевика, грейпфрут, ананасы, айва с алычой, вишня, гранаты, брусника и киви, яблоки, малина, черешня.
- Мясо: кролик и курятина, почки, легких сортов телятина и говядина.
- Рыба: минтай и путассу, креветки, хек и камбала, корюшка, щука и судак, карась с окунем, карп.
- Молочные: любые, но обезжиренные.
- Сладости: пастила, зефир и мармелад.
- Ржаной хлеб.
Чем выше количество клетчатки в продукте, тем ниже калорийность.
Максимально высокая калорийность — 500-900 ккал на 100 г. Такими продуктами злоупотреблять не рекомендуется:
- Масло (любого вида)
- Жирная свинина и шпик
- Различные с/к колбасы
- Кремовые пирожные
- Орехи (любые)
- Шоколад
Калорийность продуктов и энергия — как оставаться стройным?
От калорий не худеют и не толстеют. Это лишь единица измерения. Но между повышением/снижением веса и калорийностью пищи, конечно же, существует прямая связь. Суть процесса проста — человек съедает продукт, и происходит переработка полученной энергии в тепло (в те самые килокалории). Причем, в 1-м г жиров килокалорий больше, чем в 1-м г углеводов, а именно 9 ккал. Вот почему жирные блюда способствуют повышению веса (особенно, при накапливании данных ккал организмом, а не грамотном их расходовании).
Расход калорий должен соответствовать их полученному количеству. Поэтому обильный рацион спортсмена совершенно не подойдет хрупкой девушке с сидячим образом жизни — во всем должна быть гармония!
Расчет калорийности в рационе — кому какая подходит?
Суточный рацион с расчетом калорий для взрослого человека с легкой физической нагрузкой.
Завтрак
- 2 яйца всмятку — 149,15 ккал.
- Мюсли (орехи, фрукты, молоко) — 225,5 ккал/порция.
- Чай с молоком и сахаром — 43 ккал.
- Булочка — 335,7 ккал.
Обед
- Уха — 92-100 ккал/порция.
- Пюре (молоко, масло) — около 200 ккал/порция.
- Отварная говядина (150 г) — 381 ккал.
- Салат из овощей с маслом — около 130 ккал/порция.
- Компот из сухофруктов (200 г) — 120 ккал.
- Тосты — 293 ккал.
Ужин
- Куриная грудка отварная (150 г) — 205,5 ккал.
- Салат из овощей с маслом — 130 ккал/порция.
- Кофе с сахаром и молоком — 113,7 ккал.
- + кефир перед сном — 80 ккал (200 мл, 1%).
Итого: 2426,55 ккал/сутки.
Суточный рацион с расчетом калорий в рационе будущей мамы
- Завтрак. Легкий кофе с молоком + свежие фрукты + яйцо + хлеб (грубый помол) + масло + варенье. Всего — около 800 ккал.
- Обед. Салат овощной с маслом + 100 г печени + вермишель с сыром + тосты + клюквенный морс + груша. Всего — около 850 ккал.
- Полдник. Пара запеченных яблочек + творог со сметаной — 350 ккал.
- Ужин. Пюре + яблочный компот + хлеб + отварная рыба. И кефир перед сном. Всего — около 700 ккал.
Итого: 2700 ккал/сутки.
Суточный рацион с расчетом калорий для спортсмена
Завтрак
- 2 яйца вкрутую — около 170 ккал.
- 2 ломтика подсушенного хлеба (мультизлак) — 272.00 ккал, с джемом — 130 ккал.
- 150 г овсянки с молоком — 466,6 ккал.
2-й завтрак
- Энергетический батончик с протеином — 300 ккал.
- Чай с сахаром — 56 ккал.
Обед
- Овощной салат, 300 г — 202,5 ккал.
- Куриный суп, 500 мл — 121,5 ккал.
- Говядина отварная, 250 г — 635 ккал.
- Апельсиновый сок — 86 ккал.
- Крекеры, 50 г — 352 ккал.
Полдник
- Ягодный компот, 200 мл — 72 ккал.
- Сдобная булочка, 200 г — 678 ккал.
Ужин
- Отварная треска (соль, укроп, масло) — около 200 ккал/порция.
- Овощи тушеные, 200 г — около 99 ккал.
- 2 яйца вкрутую — 170 ккал.
- Зеленый чай с сахаром, кружка — 85,2 ккал.
Перед сном
- Ломтик подсушенного хлеба — 136 ккал.
- Молочно-фруктовый коктейль, 250 мл — 215,6 ккал.
Итого: 4175,4 ккал.
Источник