калория что это за единица

Калория

Содержание

Кало́рия (кал, cal) — внесистемная единица количества работы и энергии, равная количеству тепла, необходимого для нагревания 1 грамма воды на 1 кельвин при стандартном атмосферном давлении 101 325 Па. В зависимости от принимаемой эталонной температуры воды, существует несколько слегка различных определений калории:

1 кал_м = 4,1868 Дж (1 Дж ≈ 0,2388459 кал_м) — международная калория, 1956 г.; 1 кал_т = 4,184 Дж (1 Дж = 0,23901 кал_т) — термохимическая калория; 1 кал₁₅ = 4,18580 Дж (1 Дж = 0,23890 кал₁₅) — калория при 15 °C. 1 кал ≈ 2.6132·10 19 эВ. 1 ккал = 1000 кал. 1 ккал = 1,163 ватт час

Ранее калория широко использовалась для измерения энергии, работы и теплоты, «калорийностью» называлась теплота сгорания топлива. В настоящее время она используется главным образом лишь для оценки энергетической ценности («калорийности») пищевых продуктов. Обычно энергетическая ценность указывается в килокалориях («ккал»).

Производная от калории единица измерения количества тепловой энергии — гигакалория (Гкал) (10 9 калорий) используется для оценки в теплоэнергетике, системах отопления, коммунальном хозяйстве. Также для этих целей используется производная единица Гкал/ч (гигакалория в час), характеризующая количество теплоты произведённой или использованной тем или иным оборудованием за единицу времени. Данная величина эквивалентна тепловой мощности.

Калорийность

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. [1] Подобным способом можно определить расход энергии на жизнедеятельность и активность для любого человека. Таблица справа 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.

Этимология

Источник

Гкал что это, как перевести Гкалчас в Гкал

Что такое калории

При сооружении зданий все замеры и теплотехнические расчеты производятся в гигакалориях. Коммунальные хозяйства также предпочитают эту единицу измерения, за её приближённость к реальной жизни и возможность вычислений в промышленных масштабах.

Из школьного курса помним, что калория – это та работа, которая нужна для подогрева 1 грамма воды на одну единицу °C (при определённом атмосферном давлении).

В квитанциях за отопление может быть использовано измерение:

В первом случае, имеется в виду поставленное тепло за какой-то период (это может быть месяц, год или же сутки). Гкал/час – это характеристика мощности прибора или процесса (такая единица измерения может сообщать о производительности отопительного прибора или о скорости теплопотерь здания зимой). В квитанциях подразумевается тепло, которое отпустили за 1 час. Тогда для пересчёта на сутки нужно умножить число на 24, а на месяц ещё на 30 / 31.

1 Гкал/час = 40 м3 воды, которые нагрели до 25 °С за 1 час.

Также гигакалория может быть привязана к объёмам топлива (твёрдого или жидкого) Гкал/м3. И показывает, сколько тепла можно получить с кубометра этого топлива.

Как перевести Гкал в кВтч и Гкалч в кВт

На различных устройствах сферы теплоэнергетики указывают различные метрические величины. Так, на отопительных котлах и обогревателях чаще указывают киловатт и киловатт в час. На счётных приборах (счётчиках) чаще встречаются Гкал. Разница в величинах мешает правильному расчёту искомой величины по формуле.

Чтобы облегчить расчётный процесс, необходимо научиться переводить одну величину в другую и наоборот. Поскольку величины имеют постоянное значение, то это несложно – 1 Гкал/ч равен 1162,7907 кВт.

Если величина представлена в мегаваттах, её можно перевести обратно в Гкал/ч, умножив на постоянное значение 0,85984.

Ниже представлены вспомогательные таблицы, позволяющие быстро переводить величины из одной в другую:

Таблица обратная предыдущей:

Использование данных таблиц значительно упростит процесс расчёта стоимости тепловой энергии. Кроме того, для упрощения действий, можно воспользоваться одним из предложенных в сети Интернет онлайн-конвертеров, преобразующих физические величины одна в другую.

Самостоятельный расчёт потребляемой энергии в Гигакалориях позволит владельцу жилого/нежилого помещения контролировать стоимость коммунальных услуг, а также – работу коммунальных служб. С помощью проведения простых подсчётов появляется возможность сверить результаты с аналогичными в получаемых платёжных квитанциях и обратиться в соответствующие органы в случае разности показателей.

Вот в каком соотношении Кал и Гкал друг с другом.

1 Кал
1 гектоКал= 100 Кал
1 килоКал (ккал)= 1000 Кал
1 мегаКал (Мкал)= 1000 ккал = 1000000 Кал
1 гигаКал (Гкал)= 1000 Мкал = 1000000 ккал = 1000000000 Кал

Когда, говоря или пишут в квитанциях, Гкал – речь идет о том сколько тепла всего вам отпустили или отпустят за весь период – это может быть день, месяц, год, отопительный сезон и т.д.Когда говорят или пишут Гкал/час – это означает, сколько тепла нам с вами отпустят за один час. Если расчет идет за месяц значит эти злополучные Гкал умножаем на количество часов в день (24 если не было перебоев в теплоснабжении) и дней в месяц (например, 30), но тоже когда мы получали тепло по факту.

А теперь как посчитать эту самую гигакалорию или гекокалорию (Гкал) отпущенную лично Вам.

Для этого мы должны знать:

— температуру на подаче (подающем трубопроводе тепловой сети) – среднее значение за час;
— температуру на обратке (обратном трубопроводе тепловой сети) – тоже среднее за час.
— расход теплоносителя в системе отопления за этот же промежуток времени.

Считаем разницу температур между тем, что к нам в дом пришло и тем, что от нас вернулось в тепловую сеть.

Например: 70 градусов пришло, 50 градусов мы вернули, у нас осталось 20 градусов.
И еще нам обязательно знать расход воды в системе отопления.
Если у вас есть теплосчетчик, прекрасно ищем на экране величину в т/час. Кстати, по хорошему теплосчетчику, можете сразу же найти Гкал/час – или как иногда говорят мгновенный расход, тогда и считать не надо, просто умножите его на часы и дни и получите тепло в Гкал за необходимый вам диапазон.

Правда это будет тоже приблизительно, точно теплосчетчик считает за каждый час сам и слаживает в свой архив, где вы всегда можете их посмотреть. В среднем разные теплосчетчики хранят часовые архивы 45 суток, а месячные до трех лет. Показания в Гкал всегда можно найти и проверить по ним управляющую компанию или обслуживающую организацию.

Ну а как быть, если теплосчетчика нет. У вас есть договор, там всегда есть эти злополучные Гкал. По ним посчитаем расход в т/час.
Например, в договоре написано – разрешенный максимум теплопотребления – 0,15 Гкал/час. Может быть написано и по другому, но Гкал /час будут всегда.
0,15 умножаем на 1000 и делим на разницу температур из того же договора. У вас будет указан температурный график – например 95/70 или 115/70 или 130/70 со срезом на 115 и т.д.

0,15 х 1000/(95-70) = 6 т/час, вот эти 6 тон в час нам и нужны, это наша плановая прокачка (расход теплоносителя) к которому необходимо стремится, что бы не иметь перетопа и недотопа (если конечно в договоре вам правильно указали величину Гкал/час)

И, наконец считаем тепло, полученные ранее — 20 градусов (разница температур между тем, что к нам в дом пришло и тем, что от нас вернулось в тепловую сеть) умножаем на плановую прокачку (6 т/час) получаем 20 х 6/1000 = 0,12 Гкал/час.

Посчитать приблизительно тепло за месяц теперь легко – 0,12х24х30 (30 это число дней в месяце)=86,4 Гкал.

Эта величина тепло в Гкал отпущенное всему дому, лично Вам его посчитает управляющая компания, обычно это делается по соотношению общей площади квартиры к отапливаемой площади всего дома, подробнее об этом напишу в другой статье.

Описанный нами способ конечно грубый, но проверить как работает теплосчетчик за каждый час эти способом можно, только учтите, что некоторые теплосчетчики усредняют значения по расходу за разные промежутки времени от нескольких секунд до 10 минут. Если расход воды меняется, например кто разбирает воду, или у вас стоит погодозависимая автоматика, показания в Гкал могут немного отличаться от полученных вами. Но это уж на совести разработчиков теплосчетчиков.

И еще одно небольшое замечание, значение потребленной тепловой энергии (количества теплоты) на вашем счетчике тепла (теплосчетчике, вычислителе количества тепла) может выводиться в различных единицах измерения – Гкал, ГДж, МВтч, кВтч. Соотношение единиц Гкал, Дж и кВт я привожу для Вас в таблице: А еще лучше, точнее и проще, если вы скачаете программу пересчета Гкал к себе на компьютер, и будете пользоваться калькулятором, для перевода единиц измерения энергии из Гкал в Дж или кВт.

Читать далее — Кто имеет право изменять настройки счетчика тепла (теплосчетчика)

Что еще почитать по теме:

Для любознательных

Источник

Что такое калория?

Исторически сложилось так, что ученые определили калорию как единицу энергии или тепла, которая может поступать из различных источников

Калория — это единица энергии. Исторически сложилось так, что ученые определили «калорию» как единицу энергии или тепла, которая может поступать из различных источников, таких как уголь или газ. С точки зрения питания, все виды пищи — будь то жиры, белки, углеводы или сахар — являются важными источниками калорий, которые необходимы людям для жизни и функционирования.

Нашему мозгу, нашим мышцам — каждой клетке нашего тела — требуется энергия, чтобы функционировать в оптимальном состоянии.

Физика калорий

В 1863 году калория определялась как количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 килограмма воды с 0 до 1 градуса Цельсия. В 1925 году калории получили научное определение в джоулях — единицах, обычно используемых физиками для описания количества работы, необходимой для того, чтобы заставить один ньютон пройти один метр.

Вот почему иногда калории называют килоджоулями. Одна калория равна 4,18 джоуля; 1 джоуль равен 0,000239006 калории.

Количество тепла, необходимое для получения калорий, различается при разных температурах, поэтому ученые решили создавать разные типы калорий в зависимости от температуры воды. Разные температуры дают разные типы калорий, такие как малые калории, также называемые граммовыми калориями или 15-градусными калориями. Эта калория означает количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды с 14,5 до 15,5 градусов по Цельсию.

На самом деле калорийность питания составляет 1000 из этих небольших калорий. Некоторые исследователи используют термин килокалории для обозначения пищевой единицы в 1000 маленьких калорий. Эти единицы из 1000 малых калорий также иногда называют большими калориями, диетическими калориями или пищевыми калориями.

Следовательно, то, что мы видим на этикетках продуктов питания, на самом деле является килокалориями или килоджоулями. То есть, если одно яблоко среднего размера содержит 95 калорий, на самом деле оно содержит 95 килокалорий. (В этой статье используется термин калория вместо килокалорий.)

Различные типы макроэлементов имеют стандартное количество калорий. Один грамм белка содержит 4 калории. Один грамм углеводов содержит 4 калории, в одном грамме жира содержится 9 калорий.

Сколько калорий нужно есть каждый день?

Количество калорий, необходимых человеку в день, зависит от его уровня активности и скорости метаболизма в состоянии покоя, которые можно измерить в кабинете врача или диетолога.

Существует расхожее мнение, что мужчины не должны потреблять менее 1500 калорий, а женщины — 1200 калорий, чтобы обеспечить баланс основных питательных веществ и микроэлементов.

Какими должны быть эти калории? Официальные диетические справочные нормы рекомендуют, чтобы для взрослого от 45 до 65 процентов калорий приходилось на углеводы, от 20 до 25 процентов — на жиры и от 10 до 35 процентов — на происходят из белка. Детям нужно больше жира, от 25 до 40 процентов их калорий. Не более 25 процентов калорий должно приходиться на добавленный сахар.

Какие продукты калорийны?

Продукты, которые считаются высококалорийными или калорийными, содержат большое количество калорий по сравнению с другими на размер порции. Масла, сливочное масло и прочие жиры; жареная еда; сладости — высококалорийные продукты. Хотя высококалорийные продукты часто ассоциируются с нездоровой пищей, некоторые из них также богаты питательными веществами.

К здоровым продуктам с высоким содержанием калорий относятся авокадо (227 калорий каждый), семена киноа (222 калории на чашку), орехи (828 калорий на чашку арахиса), оливковое масло (119 калорий на столовую ложку), цельнозерновые продукты и, в умеренных количествах, темный шоколад (648 калорий на плитку).

Изюм — пример высококалорийной пищи, которая может удивить некоторых людей; по данным исследования, вы можете съесть 1 стакан винограда и получить такое же количество калорий, как и четверть стакана изюма. Сухофрукты обычно калорийны; по этой причине они популярны среди путешественников, сжигающих много калорий.

Что такое низкокалорийные продукты?

Продукты, которые считаются низкокалорийными, содержат мало калорий по сравнению с размером их порции. Фрукты и особенно овощи обычно относительно низкокалорийны.

Например, в 2 чашках измельченного салата ромэн или шпината содержится 16 калорий, в большом стебле сельдерея — 10 калорий, в 1 большом початке кукурузы — 123 калории, в 1 чашке брокколи — 15 калорий, а в апельсине — 70 калорий.

Что такое пустые калории?

Пустые калории содержат мало питательных веществ или вообще не содержат их. Они часто поступают из добавленных сахаров и твердых жиров. Твердые жиры — это жиры, которые затвердевают при комнатной температуре, например масло и жиры, содержащиеся в некоторых видах мяса. Они могут возникать естественным путем, но их часто добавляют в пищу.

Многие продукты фаст-фуда содержат пустые калории. Мороженое, газированные напитки, сыр, пицца и мясные продукты, такие как хот-доги и сосиски выступают в качестве примеров популярных продуктов с высоким содержанием пустых калорий.

Некоторые из этих продуктов, такие как сыр и пицца, также содержат питательные вещества (сыр с высоким содержанием кальция и содержит белок; соусы для пиццы, начинки и корки могут содержать питательные вещества), но другие продукты, такие как газированные напитки и большинство конфет, содержат только пустые калории.

Калории и потеря веса

Хотя важно потреблять достаточное количество калорий, подсчет и сокращение калорий может помочь многим людям похудеть. Калории расходуются за счет физической активности. Например, по данным журнала Runner’s World, забег на два километра может сжечь около 112 калорий.

Ученые относятся к балансу сожженных и потребленных калорий как к калорийному балансу. Он функционирует как весы; когда вы находитесь в равновесии, потребляемые калории уравновешиваются сожженными калориями. Это означает, что вы сохраните свой вес.

Если вы поддерживаете свой вес, у вас сохраняется баланс калорий. Это означает, что каждый день вы потребляете примерно столько же калорий, сколько сжигаете. Если у вас избыток калорий, вы потребляете больше калорий, чем сжигаете, и вы набираете вес. Если у вас дефицит калорий, вы сжигаете больше калорий, чем едите, и вы худеете.

Когда люди хотят похудеть, они часто пытаются добиться дефицита калорий. Но даже человеку с дефицитом калорий необходимо потреблять достаточно калорий, чтобы функционировать и оставаться здоровым. По словам исследователей, потребление достаточного количества калорий помогает поддерживать мышечную массу в процессе похудания. Это также помогает сделать потерю веса устойчивой.

Потребление достаточного количества калорий во время процесса похудения также важно для поддержания нормального метаболизма. «Хроническое недоедание — потребление 800 или 1000 калорий в день с течением времени — снижает уровень метаболизма в состоянии покоя, что влияет на количество сжигаемых калорий и на ваш метаболический механизм», — говорят ученые.

Источник

[Лишний вес] Калория и килокалория: в чем разница и 5 способов снизить потребление калорий

Калория, кал, cal (от лат. calor – «тепло») – это мера измерения теплоты; энергия, затрачиваемая для нагревания 1 г воды с 19,5℃ до 20,5℃. Часто применяется в продуктах питания и напитках, а также для измерения количества энергии, сжигаемого во время тренировок. В зависимости от того, где вы живете, энергия также может измеряться в килокалориях (ккал) и килоджоулях (кДж). Это может создать путаницу, особенно если вы подсчитываете калории или сравниваете калорийность различных продуктов и напитков.

В этой статье объясняется, что такое калории, как их считать, сколько калорий нужно в день и 5 научно обоснованных советов о том, как устойчиво снизить потребление калорий.

Основные отличия

Ранее были распространены 2 термина калории:

Согласно этим определениям, 1 «большая калория» равна 1000 маленьких калорий, а 1 кг равен 1000 г. Чтобы избежать путаницы между большой и малой калориями, считается, что термин «килокалория» – с префиксом «кило», означающая 1000 – был создан для обозначения больших калорий. Однако термин «малая калория» сегодня редко используется за пределами исследований физики и химии.

Вместо этого термин «калория» и «ккал» используются взаимозаменяемо и относятся к одному и тому же количеству энергии по отношению к еде или энергии, сжигаемой во время упражнений. Следовательно, их не нужно преобразовывать, поскольку 1 килокалория равна 1 калории в питании.

Калории также могут быть выражены в килоджоулях (кДж):

1 калория (ккал) – 4,1868 кДж или 4184 Дж

Как используются эти термины?

Этикетка с информацией о пищевой ценности помогает проинформировать покупателя о полезности упакованных продуктов и напитков, а также о том, содержат ли они ингредиенты, которых вам, возможно, следует избегать из-за аллергии, непереносимости или личных предпочтений.

В зависимости от того, где вы живете, эта этикетка может выражать энергетическую ценность продукта питания или напитка в калориях, ккал, кДж или их комбинации. Ниже приведен список стран и обозначений, которые они используют для обозначения энергии:

Алкоголь также содержит 7 калорий (29,3 кДж) на грамм.

Сколько калорий нужно потреблять в день?

Женщины

Эти оценки не применимы к беременным или кормящим женщинам, поскольку у них значительно более высокие потребности в калориях.

Мужчины

Потребности детей в калориях сильно различаются в зависимости от их возраста, размера и уровня активности.

В то время как среднему малышу требуется 1200-1400 калорий в день, среднему умеренно активному подростку требуется 2000-2800 калорий в день. Активным подросткам требуется еще больше. Детям, которые нормально растут и развиваются и регулярно занимаются физическими упражнениями, обычно не нужно считать калории. Когда у них есть доступ к здоровым продуктам, большинство активных детей естественным образом съедают то количество пищи, которое требуется их организму.

5 советов, как устойчиво снизить вес

Калории – это просто единица измерения энергии. Чтобы набрать вес, нужно потреблять больше калорий, чем расходуется и, наоборот, чтобы похудеть – нужно расходовать больше калорий, чем потребляется. Но почему большинство людей остаются голодными и в конечном итоге возвращаются к своим старым привычкам питания?

Сокращение калорий без учета того, какие продукты вы едите, как правило, не является устойчивым способом похудения. Например, выбор продуктов, содержащих больше питательных веществ, принесет больше пользы вашему здоровью, чем выбор продуктов с низким содержанием питательных веществ.

Помимо снижения потребления калорий мы настоятельно рекомендуем внести несколько постоянных изменений, которые помогут вам поддерживать дефицит калорий в долгосрочной перспективе, не чувствуя голода. Было доказано, что следующие научно обоснованные изменения в питании и образе жизни помогают людям похудеть.

1. Ешьте белок

2. Избегайте сладких безалкогольных напитков и фруктовых соков

Еще одно относительно простое изменение, которое вы можете сделать, – это исключить жидкий сахар из своего рациона. Это: газированные напитки, фруктовые соки, шоколадное молоко и другие напитки с добавлением сахара.

Физиологическая потребность в этих напитках отсутствует, и долгосрочная выгода от их отказа может быть огромной.

3. Пейте воду

В сочетании со здоровой диетой употребление воды, особенно перед едой, может быть полезным.

4. Делайте упражнения и поднимайте тяжести

Когда вы потребляете меньше калорий, ваше тело компенсирует это экономией энергии, заставляя вас сжигать меньше калорий. Вот почему длительное ограничение калорий может значительно снизить скорость метаболизма. Кроме того, это может привести к потере мышечной массы.

5. Сократите потребление рафинированных углеводов

Убедитесь, что вы едите качественные, богатые клетчаткой продукты, сосредотачиваясь на цельных продуктах. Если вы будете придерживаться употребления цельных продуктов, точный состав вашего рациона станет менее важным.

Уменьшение калорий не означает голодание. Несколько простых изменений в диете и образе жизни, в том числе упражнения, правильное увлажнение и увеличение потребления белка, могут помочь вам похудеть и почувствовать удовлетворение.

Источник

Калория и ее история

Тучные земли

Нигде и никогда прежде я не видела такого количества огромных, тучных людей, как в штате Техас несколько лет назад. В толпе на улицах Остина я чувствовала себя дистрофиком.

Массовое ожирение в США остается предметом постоянных дискуссий в печати уже более десятка лет. Однако проблема эта возникла отнюдь не в начале ХХI века. Еще полвека назад, в 1958 году, Джон Кеннет Гэлбрейт, известный экономист из Гарварда, впервые написал в своем бестселлере «Общество изобилия», что все больше американцев умирает от переедания, а не от истощения. Он усматривал в этом экономические причины. Поскольку к середине пятидесятых годов основные потребности американцев в еде, крове и одежде были удовлетворены, корпорации начали придумывать и навязывать с помощью рекламы новые потребности, которые они спешили удовлетворить. Главное, чтобы покупали.

В результате к началу XXI века у 61% американцев уже появились проблемы со здоровьем, вызванные избытком веса. А ежедневное потребление энергии каждым жителем США с 1977 по 1995 год выросло почти на двести килокалорий, как пишет Грег Крицер в книге «Тучные земли: как американцы стали самыми толстыми людьми в мире» (“Fat Land: How Americans Became the Fattest People in the World”, Boston, MA: Houghton Mifflin, 2003).

Ожирение в США приняло характер эпидемии. Это не просто метафора: о «пандемии ожирения» заявляет и Всемирная организация здравоохранения. А в США скорость его распространения — самая высокая в мире: 13% населения в 1962 году, 19,4% — в 1997, 24,5% — в 2004, 26,6% — в 2007, 33,8% взрослых и 17% детей — в 2008, 35,7% взрослых и 17% детей — в 2010-м.

Подробные статистические данные по России найти нелегко. Часто пишут о 15–16% взрослого населения, но эти цифры относятся, вероятно, к началу 2000-х. В декабре 2012 года директор НИИ питания РАМН, главный диетолог Минздрава РФ В. А. Тутельян сообщил на пресс-конференции, что ожирением страдают более 25% россиян, избыточный вес наблюдается у 50%. Такое впечатление, что мы изо всех сил опять стараемся догнать Америку.

Ожирение убивает 100–400 тысяч американцев каждый год и обходится американскому обществу в 117 миллиардов долларов. Эти расходы сопоставимы с затратами на решение медицинских проблем, связанных с курением и алкоголизмом.

В чем же дело? Только ли в переедании, о котором писал Гэлбрейт? Грег Крицер в своей книге анализирует возможные причины, политические, социальные и экономические. Например, когда цены на продукты питания в 70-х годах достигли пика, президент Ричард Никсон потребовал принять меры. В результате реформ министра сельского хозяйства Эрла Буца были сняты ограничения на импорт дешевого пальмового масла, а из кукурузы было дозволено делать с помощью новых технологий сладкий глюкозо-фруктозный сироп. Эти дешевые, но высококалорийные продукты стали использовать при изготовлении подавляющего большинства продуктов питания, чтобы сделать их доступными.

Маркетологи фастфуда тоже не остались в стороне. Они просто заставили своих покупателей есть больше, начав выпускать бигмаки и прочие блюда суперразмера. В результате калорийность одного блюда в «Макдональдсе» возросла с 200 килокалорий в 1960 году до 610. А покупатели усердно поглощали раздувшиеся супербургеры — никто не может устоять против подаренной еды.

Наконец, Крицер описывает появление «новой культуры без границ», которая облегчает и делает модным потребление всех этих богатых жиром и бедных питательными веществами продуктов. Если в прежние времена приготовление домашних обедов было традицией, то в 80-х хозяйки перестали тратить на это время: можно ведь пойти куда-нибудь или заказать готовую еду на дом. Тем временем популярные книги и передачи навязывали теории, утверждающие, что ребенок сам знает, когда он или она сыт, когда и что надо есть. В результате родители перестали контролировать, что и когда их ребенок ест, даже если это только картофель фри и гамбургеры.

Чтобы как-то исправить ситуацию, американское правительство стало принимать меры, среди которых — закон 1990 года о маркировке (Nutrition Labling and Education Act, NLEA), обязывающий производителей писать калорийность продуктов и их состав на всех упаковках. А в 2008 году Нью-Йорк стал первым городом, где в ресторанных меню начали указывать калорийность блюд, чтобы посетитель мог сделать осознанный выбор, который не причинит вреда здоровью. Все в очередной раз заговорили о калориях и начали их подсчитывать.

Калория и калориметр

Раньше любой школьник знал, что такое калория: количество тепла, которое необходимо, чтобы нагреть один грамм воды на один градус. Термин «калория» (от латинского calor — тепло) ввел в научный оборот французский химик Николя Клеман-Дезорм (1779–1842). Его определение калории как единицы измерения тепла было впервые опубликовано в 1824 году в журнале «Le Producteur», а во французских словарях оно появилось в 1842 году. Однако задолго до появления этого термина были сконструированы первые калориметры — приборы для измерения теплоты. Первый калориметр изобрел английский химик Джозеф Блэк и в 1759–1763 годах с его помощью определил теплоемкости разных веществ, скрытую теплоту плавления льда и испарения воды.

Изобретением Д. Блэка воспользовались знаменитые французские ученые Антуан Лоран Лавуазье (1743–1794) и Пьер Симон Лаплас (1749–1827). В 1780 году они начали серию калориметрических экспериментов, которые позволили измерить тепловую энергию. Это понятие встречается еще в XVIII веке в трудах шведского физика Иоганна Карла Вильке (1732–1796), который занимался исследованием электрических, магнитных и тепловых явлений и задумывался об эквивалентах, в которых можно измерять тепловую энергию.

Устройство, которое впоследствии начали называть калориметром, Лавуазье и Лаплас использовали, чтобы измерять количество теплоты, выделяющееся в различных физических, химических и биологических процессах. Тогда еще не было точных термометров, поэтому для измерения теплоты приходилось идти на ухищрения. Первый калориметр был ледяным. Внутренняя полая камера, куда помещали объект, излучающий тепло (например, мышку), была окружена рубашкой, заполненной льдом или снегом. А ледяная рубашка, в свою очередь, была окружена воздушной, чтобы лед не плавился под действием внешнего нагрева. Тепло от объекта внутри калориметра нагревало и плавило лед. Взвешивая талую воду, стекавшую из рубашки в специальный сосуд, исследователи определяли теплоту, выделенную объектом.

Простенький, казалось бы, прибор позволил Лавуазье и Лапласу измерить теплоту многих химических реакций: сгорания угля, водорода, фосфора, черного пороха. Этими работами они заложили основы термохимии и сформулировали ее основной принцип: «Всякие тепловые изменения, которые испытывает какая-нибудь материальная система, переменяя свое состояние, происходят в порядке обратном, когда система вновь возвращается в свое первоначальное состояние». Иными словами, чтобы разложить воду на водород и кислород, надо затратить столько же энергии, сколько выделяется при реакции водорода с кислородом с образованием воды.

В том же 1780 году Лавуазье поместил в калориметр морскую свинку. Тепло от ее дыхания растапливало снег в рубашке. Потом последовали и другие эксперименты, которые имели огромное значение для физиологии. Тогда-то Лавуазье высказал мысль, что дыхание животного подобно горению свечи, за счет которого в организме поддерживается необходимый запас тепла. Он также впервые связал три важнейшие функции живого организма: дыхание, питание и транспирацию (испарение воды). Видимо, с тех пор и заговорили о том, что пища сгорает в нашем организме.

Видимо, в похожем калориметре в тридцатых годах XIX века проводил первые опыты с пищей знаменитый немецкий химик Юстус фон Либих (1803–1873), который разделял идеи Лавуазье о том, что пища — это топливо для организма, как дрова для печки. Причем Либих назвал эти дрова: белки, жиры и углеводы. Он сжигал навески пищи в калориметре и измерял выделившееся тепло. На основании результатов этих опытов Либих вместе со своим коллегой Юлиусом фон Майером составил первые в мире таблицы калорийности продуктов питания и на их основе попытался рассчитать научно обоснованный рацион для прусских солдат.

Знаменитым последователем Юстуса фон Либиха стал американский агрохимик Уилбур Олин Этуотер (1844–1907). Он первым додумался измерять энергоемкость компонентов пищи и придумал схему подсчета калорийности любых продуктов питания. Ему не пришлось начинать с нуля. Три года (1869–1871) Этуотер провел в Германии, где изучал опыт европейских коллег-агрохимиков. Здесь он не только вдохновился идеями физиологической калориметрии, посеянными Либихом, но и освоил некоторые методики эксперимента.

Сегодня его называют отцом диетологии. «Большую часть сведений о пище и ее компонентах, которыми мы пользуемся сегодня, мы почерпнули из экспериментов Этуотера», — говорит Эрика Тэйлор, профессор химии Веслеанского колледжа в Коннектикуте, где в свое время работал У.О.Этуотер. Действительно, столь хорошо знакомые нам значения калорийности углеводов (4 ккал/г), белков (4 ккал/г) и жиров (9 ккал/г) впервые экспериментально получил Этуотер. Но и теперь, спустя сто двадцать лет, диетологи используют эти цифры при подсчете энергетической ценности продуктов питания. Система Этуотера по сей день лежит в основе маркировки продуктов. И в этом смысле, как верно подметил кто-то из журналистов, Уилбур Этуотер — самый цитируемый ученый в мире.

Основные факторы Этуотера

Однако одной теплоты сгорания недостаточно. Необходимо знать, сколько каждого из этих компонентов содержится в продуктах. Решение было найдено сугубо химическое. С помощью эфира Этуотер экстрагировал жир из измельченного кусочка пищи, вес которого ему был точно известен. А затем определял вес вещества (жира), перешедшего в эфир. Так можно было подсчитать содержание липидов в продукте. Кстати, этот же несложный метод применяют и в наши дни.

С белками пришлось повозиться, поскольку нет анализа, позволяющего определить общее количество белков в том или ином продукте. Однако Этуотер знал, что в среднем около 16% массы белка приходится на азот. Он придумал, как определять количество азота в пище, и через него рассчитывал содержание белка.

С углеводами похожая проблема: определять их общее содержание в пище тогда не умели. Здесь выручила арифметика. Этуотер сжигал навеску пищи и определял количество образовавшегося пепла, содержащего только неорганические вещества. Теперь не составляло труда определить общее содержание органики (исходный вес пищи минус пепел). Вычитая из этого значения массу жира и белка, Этуотер получал содержание углеводов.

Однако не вся съедаемая пища усваивается нашим организмом. Сколько же проскакивает вхолостую? Это важно было знать и учитывать при оценке энергетической ценности продукта. Чтобы ответить на этот вопрос, Этуотеру пришлось обследовать фекалии людей, чей рацион питания был точно известен. По его расчетам оказалось, что в среднем доля неусвоенной пищи составляет не более 10%.

В результате всех этих экспериментов и расчетов, которые заняли не один год, Этуотер наконец провозгласил: энергетическая ценность белков и углеводов, съедаемых человеком, составляет 4 ккал/г, а жиров — 9 ккал/г. Эти магические цифры назвали факторами Этуотера, его подход — системой Этуотера. К 1896 году он разработал таблицы калорийности. Именно ими пользовались составители справочника Министерства сельского хозяйства США «Национальная база данных питательных веществ» и справочника «Состав пищевых продуктов».

Система Этуотера оказалась на редкость универсальной и живучей. Достаточно сказать, что общие факторы и по сей день остаются неизменными. Но при этом система гибкая и открытая для разных дополнений и уточнений. Сам Этуотер со временем добавил в свою схему спирт (7 ккал/г), обоснованно считая его калорийным источником энергии. Правда, после того, как ученый опубликовал результаты исследования, производители алкогольной продукции немедленно ухватились за тезис «спирт дает много калорий человеческому организму» и стали активно использовать его в рекламе своей продукции. Это сильно огорчило Этуотера, и он посчитал необходимым каждый год обязательно читать студентам одну лекцию о вреде алкоголя и пользе умеренности во всем.

В ХХ веке биохимия питания развивалась чрезвычайно активно, позволяя исследователям получать все новые данные. Уже во второй половине прошлого столетия в систему внесли новые факторы для пищевых волокон (некрахмалистых полисахаридов). Известно, что эта группа веществ усваивается намного хуже углеводов, поэтому их энергетическая ценность была заметно ниже — 2 ккал/г. Удалось даже учесть энергию, которую расходует организм на производство мочи и газов.

В 1955 году общие факторы дополнили конкретными: белок яйца — 4,36 ккал/г, белок коричневого риса — 3,41 ккал/г и т. д. То же и с содержанием азота в белке: вместо среднего показателя в 16% стали использовать конкретные цифры — например, 17,54% для белка макарон и 15,67% для белка молока.

Впрочем, эффект от всех этих мелких уточнений оказался настолько мал, что многие диетологи по-прежнему используют общие факторы Этуотера. Гораздо более серьезные проблемы этой системы связаны с другим.

Неучтенные факторы

Первый крупный недостаток заключается в том, что система Этуотера не учитывает расход энергии на пищеварение. Люди тратят на пищеварение, конечно, значительно меньше энергии, чем, скажем, змеи и рыбы. Но тем не менее эти траты заметны. За переваривание пищи нам приходится расплачиваться энергией. Легче всего переваривается жир, затем углеводы, хуже всего — белки. Чем больше доля белка в пище, тем выше расходы на пищеварение. Рэнгем в своей книге упоминает одно исследование 1987 года, которое показало, «что люди, в рационе которых содержалось много жиров, получали такую же прибавку в весе, что и те, кто употреблял почти в пять раз больше калорий, но в виде углеводов». Однако значение имеет не только химический состав продукта, но и его физическое состояние. Очевидно, что организм будет тратить больше энергии на переваривание сырой пищи, а не вареной, жесткой, а не мягкой, состоящей из крупных частиц, а не из мелких, холодной, а не горячей. Получается, что калорийность пищи многократно обработанной, измельченной, пропаренной-проваренной и максимально размягченной выше, чем у приготовленной из тех же продуктов, но обработанной менее интенсивно.

Когда мы отправляемся в больницу навестить заболевшего друга или родственника, мы приносим с собой куриный бульон и отварную куриную грудку, или паровые котлетки, или пюре. Не потому, что это вкусно и просто приготовить (кто-то не любит куриные грудки). А потому, что это самое нежное мясо у курицы, где практически нет соединительных тканей. Оно очень мягкое, поэтому легко усваивается, не отбирая у больного лишней энергии на переваривание (она пригодится ему для выздоровления) и давая при этом больше калорий. В этом смысле калорийность куриных грудок выше, чем куриных окорочков.

Хорошая иллюстрация к сказанному — известное исследование, выполненное японским ученым Киоко Ока с соавторами (K.Oka et al, «Food texture Differences Affect Energy Metabolism in Rats», «Journal of Dental Research», 2003, 82, 491–494). Исследователи содержали 20 крыс в разных режимах питания: половине давали обычный гранулированный корм, над которым надо было потрудиться, чтобы его разгрызть, вторую половину животных кормили теми же гранулами, только вздутыми, как хлопья для завтрака. Условия содержания животных и их нагрузки были одинаковыми. Казалось бы, как может повлиять способ приготовления пищи на рост животных? Еще как может.

Крысы перешли на рацион с разными гранулами в возрасте четырех недель. На 22-й неделе различия стали заметны невооруженным глазом. Крысы, питавшиеся мягкой пищей, в среднем весили на 37 граммов (примерно на 6%) больше тех, кого кормили твердыми гранулами, а жира у них было больше в среднем на 30%, что уже классифицируется как ожирение. От мягкой, сильно переработанной пищи крысы толстели, потому что тратили значительно меньше энергии на пищеварение. Получается, что воздушные хлопья калорийнее твердых гранул.

Физическое состояние пищи — это ловушка для системы Этуотера. Он полагал, и это заложено в его системе в качестве одного из основных факторов, что в организме не переваривается 10% пищи, которая выводится с фекалиями. Этуотер думал, что эта величина постоянная и не зависит от консистенции пищи. Возможно, в его времена не было белоснежной муки невероятно тонкого помола. Но сегодня мы знаем, что именно эта мука усваивается на 100%. А если мы едим выпечку из муки крупного помола, то треть ее выводится из организма непереваренной.

У системы Этуотера есть еще один подводный камень, который можно назвать «биоразнообразием». Все мы очень разные, разные генетически, а значит — биохимически и метаболически. Сколько раз нам доводилось удивляться волчьему аппетиту худых людей, которые, несмотря на большие объемы поглощаемой пищи, не толстеют. А дело в том, что худые люди в норме затрачивают на пищеварение больше энергии, чем полные. Поэтому, съев пищу той же калорийности, полный человек прибавит в весе больше, чем худой.

Итак, в системе Этуотера не учтен весомый вклад, который вносят в калорийность пищи ее физические свойства и способы приготовления, наконец — метаболический портрет каждого из нас. А значит, мы не можем оценить с помощью этой системы реальную питательную ценность собственного рациона. На прилавках все больше калорийных продуктов, хотя они не выглядят таковыми, если судить по составу и заявленной калорийности на этикетках. Они вводят нас в заблуждение, потому что ничто из того, о чем мы говорили в этой главе, в этих надписях не учтено. А мы тем временем продолжаем толстеть от пищи, которую легко переваривать.

Можно ли все эти дополнительные, но столь важные факторы учесть в системе Этуотера? Чрезвычайно трудно, если вообще возможно. Методически это невероятно сложная задача. Ведь потребуется провести гигантское количество экспериментов, чтобы получить реальные значения питательной ценности конкретных продуктов, учитывающие их консистенцию, способ приготовления, сочетания с другими продуктами и нашу биохимическую индивидуальность.

Обойдемся без калорий?

А сколько человеку нужно калорий? На этот вопрос, который поставил перед собой Этуотер в самом начале своих исследований, он смог дать исчерпывающий ответ. Вместе со своими коллегами по Веслеанскому колледжу Эдвардом Росой и Френсисом Бенедиктом он сконструировал специальную вентилируемую камеру-калориметр, в которой мог находиться человек, работать и отдыхать. Выделяемое им тепло определяли по разности температур воды, которая протекала через систему трубок, проложенных в камере, — на входе и на выходе. С ее помощью в 1896 году он начал исследовать, сколько энергии человек тратит в состоянии покоя, бодрствования и при разного рода деятельности, сколько потребляет кислорода и сколько производит углекислого газа. Объектами исследования в первую очередь становились его студенты.

На основании результатов этих измерений Этуотер впервые подсчитал баланс между энергией, поступающей в организм с пищей и расходуемой человеком. Он подтвердил, что и в человеческом организме работает закон сохранения энергии: она никуда не исчезает, а переходит из одной формы в другую. Интересно, что до Этуотера в научных кругах бытовало мнение, будто первый закон термодинамики применим к животным, но никак не к человеку, поскольку человек уникален. Этуотер не только опроверг это заблуждение, но и впервые доказал: если человек не использует полностью энергию, поступающую в его организм с пищей, то она запасается в виде избыточных килограммов.

Этуотер изучал рационы огромного количества самых разных семей разных слоев общества. Анализируя результаты, он с грустью отмечал, что люди все больше едят жирного и сладкого и все меньше двигаются. Уже тогда он говорил о важности дешевой и эффективной диеты, которая включает больше белков, бобов и овощей вместо углеводов.

Этуотер внес огромный вклад в науку о питании. Это не только результаты более 500 научных работ и полутора сотен статей. Он сумел добиться создания Федерального фонда США по исследованию пищи. В 1894 году впервые по законопроекту правительство США ассигновало десять тысяч долларов на исследования пищевых продуктов и рационов. Большую их часть выполнил Этуотер. Спустя сто лет федеральная поддержка этих программ возросла до 82 миллионов долларов. И он предвидел то, что мы начнем толстеть, потому что больше едим и меньше двигаемся. Предвидел в конце XIX века.

Калорийность и химический состав по-прежнему подсчитывают по системе Этуотера, пусть и подправленной в ХХ веке. Да, сегодня мы понимаем, что она дает грубые оценки. Но это лучше, чем ничего.

Судя по всему, скрупулезный подсчет калорий в магазине и ресторане теряет смысл. На что же ориентироваться? На простые правила, которые прошли испытание временем и не нуждаются в корректировке: быть умеренным в еде, больше двигаться, избегать фастфуда и сладких напитков, больше овощей и фруктов, самому готовить домашнюю еду из свежих продуктов. Все это вы знаете не хуже меня.

Но вот еще один аргумент, достойный внимания. Джуди Макбрайд из Научно-исследовательской сельскохозяйственной службы Министерства сельского хозяйства США очень верно подметила: «Кто знает, сколько неизвестных компонентов, полезных и необходимых для нашего организма, мы еще не открыли или не заметили в пищевых продуктах? Именно поэтому крайне важно получать питательные вещества вместе со свежими натуральными продуктами, а не с витаминными добавками».

Напоследок предлагаю вам несколько правил (всего их 64), взятых из книги популярного американского журналиста Майкла Поллана «Библия питания», которую выпустило издательство «Астрель» в ушедшем году.

Источник