stringtranslate.com

Калорийность

Энергетический напиток на 710 миллилитров (24 жидких унции США) и 330 крупных калорий.

Калория – это единица энергии , возникшая из калорической теории тепла. [1] [2] Большая калория , пищевая калория , диетическая калория или килограммовая калория определяется как количество тепла, необходимое для повышения температуры одного литра воды на один градус Цельсия ( или один кельвин ). [1] [3] Малая калория или граммовая калория определяется как количество тепла, необходимое для того, чтобы вызвать такое же увеличение количества в одном миллилитре воды. [3] [4] [5] [1] Таким образом, 1 большая калория равна 1000 маленьким калориям.

В науке о питании и пищевой науке термин калория и символ кал могут относиться к большой или маленькой единице в разных регионах мира. Обычно он используется в публикациях и на этикетках упаковок для выражения энергетической ценности пищевых продуктов на порцию или на вес, рекомендуемой калорийности рациона , [6] [7] скорости метаболизма и т. д. Некоторые авторы рекомендуют писать «Калория» и символ «Кал» ( оба с большой буквы C), если имеется в виду большая калорийность, во избежание путаницы; [8] однако это соглашение часто игнорируется. [6] [7] [8]

В физике и химии слово калория и его символ обычно относятся к маленькой единице; большая из них называется килокалорией . Однако ккал официально не является частью системы СИ и считается устаревшей, [2] во многих случаях замененной единицей энергии в системе СИ — джоулем ( Дж). [9]

Точная эквивалентность калорий и джоулей менялась с годами, но в термохимии и питании сейчас принято считать, что одна (маленькая) калория ( термохимическая калория ) равна ровно 4,184 Дж, и, следовательно, одна килокалория (одна большая калория) равна 4184 Дж, или 4,184 кДж. [10] [11]

История

Термин «калория» происходит от латинского слова « тепло  ». [ нужна цитация ] Впервые она была введена Николя Клеманом как единица тепловой энергии в лекциях по экспериментальной калориметрии в 1819–1824 годах. Это была «большая» калория. [2] [12] [13] Этот термин (написанный с маленькой буквы «c») вошел во французский и английский словари между 1841 и 1867 годами.

Тот же термин использовался для «маленькой» единицы Пьером Антуаном Фавром (химиком) и Иоганном Т. Зильберманом (физиком) в 1852 году. Эту единицу использовал американский врач Джозеф Ховард Рэймонд в своем классическом учебнике 1894 года « Руководство по физиологии человека». . [14] Он предложил назвать «большую» единицу «килокалорией», но этот термин прижился лишь несколько лет спустя.

В 1879 году Марселлен Бертло провел различие между грамм-калорией и килограмм-калорией и предложил использовать «калорию» с заглавной буквы «С» для обозначения большой единицы. [2] Это использование было использовано Уилбуром Олином Этуотером , профессором Уэслианского университета , в 1887 году в влиятельной статье об энергетическом содержании пищи. [2] [12]

Малая калория (кал) была признана единицей системы СГС в 1896 году [2] [13] наряду с уже существующей единицей энергии СГС — эргом (впервые предложенным Клаузиусом в 1864 году под названием эргон и официально принят в 1882 году).

Уже в 1928 году поступали серьезные жалобы на возможную путаницу, возникающую из-за двух основных определений калории, и на то, была ли идея использовать заглавную букву для их различения. [15]

Джоуль был официально принятой единицей энергии СИ на девятой Генеральной конференции по мерам и весам в 1948 году. [16] [9] Калория упоминалась в 7-м издании брошюры СИ как пример единицы, не входящей в систему СИ. [10]

Альтернативное написание калорий считается нестандартным и устаревшим.

Определения

«Маленькая» калория в широком смысле определяется как количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды на 1 °C (или 1 К, что представляет собой то же приращение, градацию в один процент от интервала между температурой плавления и температурой плавления). и температура кипения воды). [4] [5] Фактическое количество энергии, необходимое для достижения такого повышения температуры, зависит от атмосферного давления и начальной температуры; Разный выбор этих параметров привел к нескольким различным точным определениям единицы.

  1. ^ «Термохимическая калория» была определена Россини просто как 4,1833 международных джоуля, чтобы избежать трудностей, связанных с неопределенностью относительно теплоемкости воды. Позже оно было переопределено как точно 4,1840 Дж. [21]
  2. ^ abcd Стандартное атмосферное давление можно принять равным101,325 кПа .
  3. ^ Цифра зависит от коэффициента перевода между «международными джоулями» и «абсолютными» (современными, СИ) джоулями. Используя средние международные омы и вольты (1.000 49  Ом ,1,000 34  В ), [20] «международный джоуль» составляет около1,000 19  Дж , используя международные омы и вольты США (1.000 495  Ом ,1.000 330  В ) это около1.000 165  Дж , что дает4.186 84 и4,18674  Дж соответственно .

В старой литературе наиболее распространены два определения: калория при 15 °C и термохимическая калория . До 1948 года последняя определялась как 4,1833 международных джоуля; текущий стандарт 4,184 Дж был выбран для того, чтобы новая термохимическая калория представляла то же количество энергии, что и раньше. [18]

Применение

Питание

В Соединенных Штатах в контексте питания почти исключительно используется «большая» единица. [22] Обычно слово «калория» пишется со строчной буквы «с» и символом «кал», даже в правительственных публикациях. [6] [7] Вместо этого в юридическом или научном контексте может использоваться единица измерения энергии в системе СИ — килоджоуль (кДж). [23] [24] Большинство диетологов предпочитают единицу измерения килокалория единице килоджоуля, тогда как большинство физиологов предпочитают использовать килоджоули. В большинстве других стран диетологи предпочитают килоджоуль килокалории. [25]

В Европейском Союзе энергия на этикетках с информацией о пищевой ценности выражается как в килоджоулях, так и в килокалориях, сокращенно «кДж» и «ккал» соответственно. [26]

В Китае указаны только килоджоули. [27]

Пищевая энергия

Единица чаще всего используется для выражения энергии пищи , а именно удельной энергии (энергии на массу) метаболизма различных типов пищи. Например, жиры (липиды) содержат 9 килокалорий на грамм (ккал/г), а углеводы (сахар и крахмал) и белки — примерно 4 ккал/г. [28] Алкоголь в пище содержит 7 ккал/г. [29] «Большая» единица также используется для выражения рекомендуемого потребления или потребления питательных веществ, например, «калорий в день».

Диета — это практика регулируемого употребления пищи для снижения, поддержания или увеличения массы тела , а также для предотвращения и лечения таких заболеваний, как диабет и ожирение . Поскольку потеря веса зависит от снижения потребления калорий, было доказано, что различные виды диет с пониженным содержанием калорий в целом эффективны. [30]

Химия и физика

В других научных контекстах термин «калория» и символ «кал» почти всегда относятся к маленькой единице; «большую» единицу обычно называют «килокалорией» с символом «ккал». Чаще всего он используется для выражения количества энергии, выделяемой в химической реакции или фазовом переходе , обычно на моль вещества, например, в килокалориях на моль . [31] Его также иногда используют для указания других энергетических величин, которые связаны с энергией реакции, таких как энтальпия образования и размер активационных барьеров . [32] Однако его все чаще вытесняет единица СИ — джоуль (Дж); и их метрические кратные, такие как килоджоуль (кДж). [ нужна цитата ]

Продолжающееся использование в химии во многом связано с тем, что энергия, выделяемая при реакции в водном растворе , выраженная в килокалориях на моль реагента, численно близка к концентрации реагента в молях на литр , умноженной на изменение температура раствора в кельвинах или градусах Цельсия. Однако эта оценка предполагает, что объемная теплоемкость раствора равна 1 ккал/ л / К , что неточно даже для чистой воды. [ нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Кристофер В. Моррис (1992) Словарь академической прессы по науке и технологиям . 2432 страницы. ISBN  9780122004001
  2. ^ abcdef Эллисон Марш (2020): «Как подсчет калорий стал наукой: калориметры определяют пищевую ценность продуктов питания и мощность парогенераторов. Архивировано 21 января 2022 г. в Wayback Machine ». Интернет-статья в IEEE Spectrum. Архивировано 1 января 2022 г. -20 на веб-сайте Wayback Machine от 29 декабря 2020 г. Доступ: 20 января 2022 г.
  3. ^ ab «Определение калорий». Мерриам-Вебстер . 1 августа 2017 года . Проверено 4 сентября 2017 г.
  4. ^ ab «Кембриджский словарь: калории» . Проверено 9 ноября 2019 г.
  5. ^ ab «Определение существительного калории из Оксфордского продвинутого американского словаря» . Проверено 9 ноября 2019 г.
  6. ^ abc Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (2019): «Калории в меню - информация заархивирована 20 января 2022 г. в Wayback Machine ». Онлайн-документ на веб-сайте FDA. Архивировано 15 сентября 2013 г. на Wayback Machine от 5 августа 2019 г. Доступ осуществлен 20 января 2022 г.
  7. ^ abc Национальная служба здравоохранения Великобритании (2019): «Каким должно быть мое ежедневное потребление калорий? Архивировано 21 января 2022 г. в Wayback Machine ». Онлайн-документ на веб-сайте Национальной службы здравоохранения. Архивировано 2 мая 2020 г. на Wayback Machine от 24 октября 2019 г. Доступ осуществлен 20 января 2022 г.
  8. ^ аб Конн, Кэрол; Лен Кравиц. «Замечательная калорийность». Университет Нью-Мексико . Проверено 1 марта 2019 г.
  9. ^ ab Bureau International des Poids et Mesures (2019): Международная система единиц (СИ). Архивировано 20 января 2022 г. в Wayback Machine , 9-е издание.
  10. ^ ab Bureau International des Poids et Mesures (1998): Международная система единиц (СИ). Архивировано 20 января 2022 г. в Wayback Machine , 7-е издание.
  11. ^ ab Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (2003): «Документ ФАО по продовольствию и питанию 77: Энергия пищевых продуктов - методы анализа и коэффициенты преобразования. Архивировано 24 мая 2010 г. в Wayback Machine ». Доступ осуществлен 21 января 2022 г.
  12. ^ аб Харгроув, Джеймс Л. (2007). «Предлагает ли история единиц пищевой энергии решение «путаницы калорий»?». Журнал питания . 6 (44): 44. дои : 10.1186/1475-2891-6-44 . ПМЦ 2238749 . ПМИД  18086303. 
  13. ^ ab JL Hargrove, «История калорий в питании», J Nutr 136/12 (декабрь 2006 г.), стр. 2957–2961.
  14. ^ Джозеф Ховард Рэймонд (1894): Руководство по физиологии человека: подготовлено специально для студентов-медиков. Архивировано 21 января 2022 г. в Wayback Machine . У. Б. Сондерс, 376 страниц.
  15. ^ Маркс, Перси Л. (14 января 1928 г.). «Две калории, Перси Л. Маркс». Природа . 121 (3037): 58. дои : 10.1038/121058d0 . S2CID  4068300.
  16. ^ 9-я ГКМВ, Резолюция 3: Тройная точка воды; термодинамическая шкала с одной фиксированной точкой; единица количества тепла (джоуль). Архивировано 14 июня 2021 г. на Wayback Machine , bipm.org.
  17. ^ abc Международный стандарт ISO 31-4 : Величины и единицы, Часть 4: Тепло. Приложение B (справочное): Другие единицы приведены для информации, особенно относительно коэффициента пересчета. Международная организация по стандартизации , 1992.
  18. ^ аб Россини, Фредрик (1964). «Экскурсия по химической термодинамике из прошлого в будущее». Чистая и прикладная химия . 8 (2): 107. doi : 10.1351/pac196408020095 . Проверено 21 января 2013 г. как ИТ-калория, так и термохимическая калория совершенно не зависят от теплоемкости воды.
  19. ^ Линч, Чарльз Т. (1974). Справочник по материаловедению: Общие свойства, Том 1. CRC Press. п. 438. ИСБН 9780878192342. Проверено 8 марта 2014 г.
  20. ^ Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) (1997). «1.6 Таблицы перевода единиц измерения» (PDF) . Сборник аналитической номенклатуры (3-е изд.). Институт каталонских исследований. ISBN 0-86542-615-5. Архивировано (PDF) из оригинала 16 октября 2003 г. Проверено 31 августа 2013 г.
  21. ^ ФАО (1971). «Принятие джоулей в качестве единиц энергии».
  22. ^ Питание, Центр безопасности пищевых продуктов и прикладных технологий (7 марта 2022 г.). «Изменения на этикетке с указанием пищевой ценности». FDA .
  23. ^ «Перспективы улучшения маркировки энергоэффективности пищевых продуктов с использованием единиц СИ» . Метрические представления . Метрическая ассоциация Великобритании . 24 февраля 2012 года . Проверено 17 апреля 2013 г.
  24. ^ «Конвенции СИ». Национальная физическая лаборатория . Проверено 8 февраля 2016 г.
  25. ^ Кевин Т. Паттон; Гэри А. Тибодо (11 января 2017 г.). Человеческое тело в здоровье и болезни - Электронная книга. Elsevier Науки о здоровье. п. 537. ИСБН 978-0-323-40206-4.
  26. ^ «Регламент ЕС № 1169/2011 Европейского парламента и Совета от 25 октября 2011 г. о предоставлении потребителям информации о пищевых продуктах» . ЭУР-Лекс . Проверено 18 апреля 2022 г.
  27. ^ Министерство сельского хозяйства США (2013). «Китай, Общие правила маркировки пищевой ценности расфасованных пищевых продуктов» (PDF) . Проверено 18 апреля 2022 г.
  28. ^ «Как производители продуктов питания рассчитывают калорийность упакованных продуктов?». Научный американец . Проверено 8 сентября 2017 г.
  29. ^ «Калории - жиры, белки, углеводы, алкоголь. Калории на грамм» . Нутристратегия .
  30. ^ Стричар, И. (3 января 2006 г.). «Диета в управлении потерей веса». Журнал Канадской медицинской ассоциации . 174 (1): 56–63. дои : 10.1503/cmaj.045037. ISSN  0820-3946. ПМЦ 1319349 . ПМИД  16389240. 
  31. ^ Изд. Цви Раппопорта. (2007), «Химия пероксидов», том 2, стр. 12.
  32. ^ Багаван, Невада (2002). Медицинская биохимия. Академическая пресса. стр. 76–77. ISBN 9780120954407. Проверено 5 сентября 2017 г.