Tylko dwie kalorie

Siłę reklam najlepiej chyba widać po tym, jak bardzo potrafią „wgryźć” się w nasze umysły i zostać już tam na zawsze. Zapewne każdy z nas od czasu do czasu zauważa, jak jakieś słowo lub obraz aktywują mu automatycznie skojarzenie z jakąś reklamą, nawet jeśli ostatni raz słyszało się ją lub widziało lata temu. Dotyczy to szczególnie sloganów, dźwięcznych haseł wpadających w ucho, które zostają w pamięci, nawet długo po tym, jak reklamowany produkt zniknie z rynku. Weźmy na przykład „Jeśli nie widać różnicy, to po co przepłacać” albo „Serce jak dzwon” (Kto wie, jakie, nieistniejące już, produkty były reklamowane tymi hasłami?).

Tytuł dzisiejszego tekstu to oczywiście również nawiązanie do pewnego produktu, w szczególności jego specyficznej marki. Ale nie chodzi o sam produkt (chemicznie trochę cukru, trochę barwnika i aromat – nic ciekawego). Dzisiejszy tekst poświęćmy tytułowym kaloriom, ale tak w ogólności a nie tylko tym „dwóm” tkwiącym w pewnym słynnym cukiereczku.

Kalorie nieodmiennie kojarzą nam się z dietą i (nie)właściwym odżywianiem. Wokół tematów z nim związanym ukuto wiele haseł zawierających w sobie „kalorie”, np. „puste kalorie” lub „spalanie kalorii”. Niby wiemy, że to tylko takie chwytliwe frazy, ale czy bylibyśmy w stanie tak krótko wyjaśnić komuś innemu, o co tak naprawdę chodzi z tymi kaloriami?

Kiedyś trochę się uczyłem hiszpańskiego i pamiętam jak w czasie jednej z lekcji słuchałem dialogu, w którym padało zdanie „¡Que calor!”, czyli „Jak gorąco!” (jak to w Hiszpanii). Od razu zapamiętałem to wyrażenie, bo skojarzyłem je właśnie z kalorią, jednostką ciepła. O cieple pisałem już jakiś czas temu i aby się nie powtarzać, pozwólcie, że odeślę Was do tego tekstu: https://chemiawolowku.pl/ciepelko/

Równoważność ciepła i energii mechanicznej została potwierdzona przez angielskiego fizyka Joula w prostym eksperymencie – opadający ciężarek powoduje obrót mieszadła, a energia mieszania zamienia się wskutek tarcia w ciepło, powodujące wzrost temperatury wody
[Public domain, via Wikimedia Commons]

Właściwie należałoby powiedzieć, że kaloria jest jednostką energii, bo ciepło, jest tylko jedną z jej form. Kalorię zdefiniowano w dziewiętnastym wieku jako ilość energii (ciepła) potrzebną do ogrzania jednego grama wody o jeden stopień Celsjusza (co odpowiada jednemu kelwinowi). Niby wszystko fajnie, definicja i prosta do zrozumienia i prosta do zilustrowania. Jednak schody zaczynają się wtedy, kiedy nieco głębiej zaczniemy analizować tę kwestię.

Otóż problem tkwi w tym, że ciepło właściwe wody, to znaczy ilość energii potrzebna do jej ogrzania zależy od… temperatury. To zresztą jest cecha wszystkich substancji. Okazuje się bowiem, że dostarczając coraz to nowe, ale takie same porcje energii, wzrost temperatury wcale nie będzie proporcjonalny. W przypadku wody, tyle samo energii, która wystarcza do ogrzania 1 g wody z 24,0°C do 25,0°C spowodowałaby podgrzanie 1 g wody z 0,0°C nie do 1,0°C ale do 0,98°C. Niby drobna różnica, ale dla naukowców taka różnica była niedopuszczalna. Dla inżynierów zresztą też, szczególnie kiedy operowali nie gramami a tonami wody, którą chcieli ogrzać.

To wymusiło bardziej precyzyjne definicje kalorii, a mianowicie uzupełnienie jej o temperaturę wody. Jakkolwiek rożne środowiska naukowców i techników stosowało różne wartości i tak w obiegu były (i do dziś są) kalorie definiowane przy 20°C, przy 4°C, albo dla średniej wartości w zakresie od 0°C do 100°C. Najpopularniejsza stała się kaloria termochemiczna. Ponieważ z punktu widzenia inżynierów kaloria (w skrócie cal) to jednostka stosunkowo mała, zaczęli stosować jej wielokrotność, czyli kilokalorię (kcal), równą 1000 cal.

Niemniej z czasem wspomniane rozbieżności w definiowaniu kalorii stawały się coraz bardziej kłopotliwe. Poza tym z czasem poznano lepiej naturę różnych form energii (w tym ciepła), co spowodowało potrzebę wprowadzenia nowej jednostki ciepła i energii. Podobnie było z jednostkami innych wielkości fizycznych, np. masy, czasu, długości. To wszystko zaowocowało powstaniem Międzynarodowego Układu Jednostek Miar, zwanego układem SI. W nim jednostką energii został dżul (J), będący pochodną jednostek podstawowych, to znaczy kilograma, metra i sekundy. Dla ścisłości dodam, że kaloria termochemiczna odpowiada 4,184 J.

Podstawowe jednostki Międzynarodowego Układu Jednostek Miar
[User:DePiep, via Wikimedia Commons]

Międzynarodowy Układ Jednostek Miar powstał w 1960 roku i został przyjęty przez wszystkie kraje świata. No prawie wszystkie. Stany Zjednoczone i Wielka Brytania (podobnie jak cały tzw. świat anglosaski) dalej operują calami, funtami i tym podobnymi jednostkami, które resztę świata przyprawiają o ból głowy, ponieważ nie da się tych ich, anglosaskich jednostek, prosto przeliczać na nasze metry i kilogramy. Co więcej, Anglosasi rozróżniają „wielką” i „małą” kalorię, przy czym „mała” kaloria to nasza stara dobra kaloria (i zapisują ją skrótem cal) a „duża” kaloria to po prostu kilokaloria (ale zapisywana z wielkiej litery: Cal). Trochę zamieszania robią, czyż nie?

Wróćmy jednak do kalorii w naszym pożywieniu. Czasem można spotkać stwierdzenia, w których te kalorie wymienione na opakowaniu produktu spożywczego to ilość energii, jakie można wygenerować spalając dany produkt. To nie do końca prawda. Na etykiecie podana jest tzw. wartość energetyczna produktu, a więc ilość energii jaką przyswaja organizm podczas jego trawienia. To sprawia, że zjadając, powiedzmy, kawałek drewna (dajmy na to kawałek wykałaczki nieopatrznie połknięty) to jego wartość energetyczna wyniesie praktycznie zero (ponieważ nie trawimy celulozy), ale gdybyśmy spalili ten kawałeczek to z pewnością jakąś ilość energii byśmy uwolnili.

Według obowiązujących przepisów wartość energetyczną produktów należy podawać zarówno w kilokaloriach jak i kilodżulach
[https://dompelenpomyslow.pl/wp-content/uploads/2020/01/roznica-miedzy-kcal-i-kj.jpg]

Pojęcie przyswajalności jest tu kluczowe. To prowadzi nas do wniosku, że podane wartości energetyczne są wartościami uśrednionymi i teoretycznymi w pewnym sensie. Różni ludzie mogą różnie przyswajać różne produkty, a jeśli uwzględnimy jeszcze fakt, że wiek, stan zdrowia, przyjmowane leki także zmieniają przyswajalność pokarmów, to wyjdzie nam, że realna ilość „energii” jaką wchłaniamy z pokarmem może znacząco się różnić od wartości podanej na opakowaniu.

Dlatego myślę, że samo skupianie się na liczeniu kalorii nie powinno być jedynym zajęciem dla dbających o masę swojego ciała, planujących treningi itp. To oczywiście parametr najprostszy do oceny, ale może prowadzić do błędnych wniosków. Zresztą poza samym faktem wartości energetycznej produktu ważne jest m. in. Dostarczenie organizmowi odpowiednich dawek poszczególnych biocząsteczek, to znaczy węglowodanów, białek, tłuszczy itd. Ale na ten temat z pewnością wiele ciekawego mogą powiedzieć np. dietetycy albo lekarze. Ja tymczasem będę już kończył. Zbliża się pora śniadania, więc trzeba dostarczyć organizmowi kilka kalorii, no, powiedzmy nie kilka a kilkaset i nie kalorii, a kilokalorii, ale nie czepiajmy się szczegółów 😉

Wojciech Smułek

25.04.2022 r.