.
Η θερμίδα είναι μία μονάδα μέτρησης ενέργειας (διεθνώς calorie, από τον γαλλικό όρο, που προέρχεται από τη λατινική λέξη calor = θερμότητα και αυτή από το ρήμα calere = είμαι ζεστός). Στους περισσότερους τομείς έχει αντικατασταθεί από τη μονάδα ενέργειας του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων (SI), που είναι το Τζάουλ (J). Παρόλα αυτά, η θερμίδα παραμένει σε κοινή χρήση για τη μέτρηση της ενέργειας που θεωρητικά αποδίδουν τα τρόφιμα στον ανθρώπινο οργανισμό.
Ορισμός
Θερμοδυναμική
Η θερμίδα ή γραμμοθερμίδα ή μικρή θερμίδα είναι (περίπου) η ενέργεια που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 γραμμαρίου καθαρού και απεσταγμένου νερού κατά 1 βαθμό Κελσίου, με τη σημείωση ότι η μεταβολή αυτή πρέπει να γίνει μεταξύ των 15 και 16 βαθμών Κελσίου. Αυτή ισούται περίπου με 4,184 Τζάουλ.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, με το όνομα «θερμίδα» ή μεγάλη θερμίδα αποκαλείται η χιλιοθερμίδα προσεγγιστικά η ενέργεια που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός χιλιογράμμου νερού κατά 1 βαθμό Κελσίου. Αυτή ισούται με περίπου 4,2 χίλιοΤζάουλ, ή ακριβώς με 1000 μικρές θερμίδες (γραμμοθερμίδες).
Στη Φυσική και τη Χημεία, ο όρος θερμίδα αναφέρεται πάντα στη μικρή θερμίδα, η οποία έχει σύμβολο cal. Ο ακριβής παράγοντας μετατροπής μεταξύ θερμίδας και Joule είναι 4,184 (1 cal = 4,184 J), αριθμητικά ισοδύναμος με την ειδική θερμότητα του υγρού νερού σε μονάδες SI (Τζουλς ανά γραμμάριο).
Διατροφολογία
Στις ιατρικές επιστήμες, τη Διατροφολογία-Διαιτολογία και στον καθημερινό γραπτό και προφορικό λόγο η θερμίδα μετράει την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται όταν μια δεδομένη ποσότητα φαγητού αντιδρά με οξυγόνο (καίγεται).[1] Η διατροφική θερμίδα αντιστοιχεί στη χιλιοθερμίδα (kilocalorie) της Φυσικής και συμβολίζεται με κεφαλαίο Θ ή C ή kcal.[2] Η ενέργεια αυτή αφορά την ενέργεια που θεωρητικά αποδίδουν τα τρόφιμα χωρίς να συνυπολογίζονται οι ενεργειακές απώλειες του πεπτικού και ουροποιητικού συστήματος.[3]
Τέτοιοι υπολογισμοί χρησιμοποιούν διεθνώς συμφωνημένους συμβατικούς παράγοντες μετατροπής, οι οποίοι είναι «γενναιόδωρα» στρογγυλοποιημένες τιμές που προσεγγίζουν απλώς τη μέση ενεργειακή πυκνότητα ενός μεγάλου αριθμού διαφορετικών δειγμάτων της κάθε τροφής. Η ακριβής σύσταση των γεωργικών προϊόντων ποικίλλει πολύ περισσότερο από τη διαφορά του 0,1% μεταξύ των παραπάνω ορισμών της θερμίδας ως φυσικής μονάδας μετρήσεως της ενέργειας.
Αυτός ο διαχωρισμός είναι μάλλον αναποτελεσματικός, καθώς η σύμβαση αυτή δεν χρησιμοποιείται έξω από τέτοια κείμενα, αλλά και επειδή αυτό φέρει σύγχυση όταν απαντάται στην αρχή ενός καταλόγου, οπότε πρέπει να βγει από τα συμφραζόμενα ότι δεν εννοείται η μικρή θερμίδα.
Παραλλαγές
Η ενέργεια που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός γραμμαρίου νερού κατά 1 °C εξαρτάται από την αρχική θερμοκρασία του νερού και σε κάθε περίπτωση είναι δύσκολο να μετρηθεί με ακρίβεια. Για τον λόγο αυτό υπάρχουν πολλοί ακριβείς ορισμοί της θερμίδας:
| Όνομα | Σύμβολο | Ισοδυναμία με Τζάουλ | Σημειώσεις |
|---|---|---|---|
| Θερμοχημική θερμίδα | calth | ≡ 4,184 J | [4] |
| Θερμίδα των 4 °C | cal4 | ≈ 4,204 J | Το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 γραμμαρίου καθαρού νερού χωρίς διαλυμένο αέρα από τους 3,5 °C στους 4,5 °C σε σταθερή πίεση 101,325 kPa. |
| Θερμίδα των 15 °C | cal15 | ≈ 4,1855 J | Το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 γραμμαρίου καθαρού νερού χωρίς διαλυμένο αέρα από τους 14,5 °C στους 15,5 °C σε σταθερή πίεση 101,325 kPa (1 φυσική ατμόσφαιρα). Οι πειραματικές τιμές για αυτή τη θερμίδα κυμαίνονται από 4,1852 J ως 4,1858 J. Το CIPM δημοσίευσε το 1950 μια μέση πειραματική τιμή 4,1855 J, με σφάλαμα 0,0005 J.[4] |
| Θερμίδα των 20 °C | cal20 | ≈ 4,182 J | Το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 γραμμαρίου καθαρού νερού χωρίς διαλυμένο αέρα από τους 19,5 °C στους 20,5 °C σε σταθερή πίεση 101,325 kPa. |
| Μέση θερμίδα | calmean | ≈ 4,190 J | Το 1/100 του ποσού της ενέργειας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 γραμμαρίου καθαρού νερού χωρίς διαλυμένο αέρα από τους 0 °C στους 100 °C σε σταθερή πίεση 101,325 kPa. |
| Διεθνής Θερμίδα Πίνακα Ατμού (1929) | ≈ 4,1868 J | 1/860 της βατώρας = 180/43 J ακριβώς ή 4,1860 J.[5] | |
| Διεθνής Θερμίδα Πίνακα Ατμού (1956) | calIT | ≡ 4,1868 J | 1,163 χιλιοστό της βατώρας = 4,1868 J. Αυτός ο ορισμός υιοθετήθηκε από το 5ο Διεθνές Συνέδριο Ιδιοτήτων του Ατμού (Λονδίνο, Ιούλιος 1956).[4] |
| Θερμίδα IUNS | ≡ 4.182 J | Αυτός ο ορισμός είναι από την επιτροπή ονοματολογίας της Διεθνούς Ενώσεως Επιστημών της Διατροφής.[6] |
Οι δύο ευρύτερα χρησιμοποιούμενοι από τους παραπάνω ορισμούς στη βιβλιογραφία είναι η «Θερμίδα των 15 °C» και η «Θερμοχημική θερμίδα». Επειδή οι πολλοί διαφορετικοί ορισμοί προκαλούν σύγχυση και λάθη, όλες οι θερμίδες τείνουν να καταργηθούν και να αντικατασταθούν από τη Διεθνή Μονάδα για τη θερμότητα και την ενέργεια, το joule (J).
Ιστορία
Η θερμίδα ορίσθηκε αρχικά από τον Καθηγητή Νικολά Κλεμάν (Nicolas Clément) το 1824 όπως η «μεγάλη θερμίδα», και αυτός ο ορισμός μπήκε στα γαλλικά και στα αγγλικά λεξικά μεταξύ 1842 και 1867. Η θερμίδα δεν ήταν ποτέ μονάδα του Διεθνούς Συστήματος. Αρχικώς ορίσθηκε ως μονάδα θερμότητας, πριν κατανοηθεί ότι η θερμότητα είναι μία μορφή ενέργειας.
Στη Διατροφολογία η θερμίδα εισήχθηκε από το 1880 και μετά, από τον Γουίλμπουρ Όλιν Ατγουώτερ, ως λύση για τα εργατικά και κοινωνικά προβλήματα της εποχής και για να αναθεωρηθούν οι θεωρίες των Μαρξ και Ένγκελς.[7][8] Σε μια σειρά άρθρων στο περιοδικό "The Century" από το 1887 ως το 1888, υποστηριζόταν ότι η φτώχεια είχε αιτία "την άγνοια στην αγορά" των τροφών και "το κακό μαγείρεμα", που δημιουργούσαν "μεγάλες σπατάλες", "αρκετές για να συντηρήσουν άλλο ένα έθνος με τον ίδιο πληθυσμό"[7]. Ο Ατγουώτερ πίστευε ότι η διατροφολογία θα πρόσφερε λύση στα εργατικά προβλήματα, για δύο λόγους:
- στην ουσία είχε ασχολία τη μετατροπή ενέργειας από το φαγητό σε εργατική μυϊκή δύναμη και
- θα προέκυπταν διάφορες κοινωνικές εφαρμογές από τη νέα επιστήμη οι οποίες μπορούσαν να εφαρμοσθούν στην οικονομική συμπεριφορά.
Η μετατροπή του φαγητού σε παραγωγική ενέργεια άρχισε να μετριέται σε θερμίδες, την ίδια μονάδα που χρησιμοποιούνταν για τη μέτρηση του έργου των μηχανών.[7] Τη δεκαετία του 1890 ο Ατγουώτερ μαζί με έναν επιχειρηματία των Δημοκρατικών στη Βοστώνη, τον Έντουαρντ Άτκινσον, άρχισαν να προωθούν διατροφές που θα επέτρεπαν στους εργάτες των Η.Π.Α. να παράγουν περισσότερο σε σχέση με τους Γερμανούς ομόλογούς τους.[7][8]
Δυστυχώς, συχνά ισχύει ότι οι πιο σπάταλοι είναι αυτοί που ελάχιστα μπορούν να το αντέξουν οικονομικά. Από την άλλη πλευρά, υπάρχει συχνά διάθεση για οικονομία, αλλά λείπει η γνώση για την καλύτερη μέθοδο να το πράξουν.
— Γουίλμπουρ Ατγουώτερ, Αρχές της διατροφής και διατροφικής αξίας των τροφών, Γεωργικό Δελτίο Νο 142, σελ. 44 (Αγγλικά)
Παρά τα άρθρα στο περιοδικό "The Century" η θερμίδα δεν ήταν γνωστή στο ευρύ κοινό. Για να προωθήσουν τις ιδέες τους οι Άτκινσον και Ατγουώτερ συνεργάστηκαν με φιλανθρωπικές οργανώσεις, κληρικούς, γιατρούς και δασκάλους, που ενημέρωναν τον κόσμο για την οικονομία στη μαγειρική και τη διατροφή. Αυτή η κίνηση θεωρούσε αιτία της φτώχειας την έλλειψη διαχειριστικών ικανοτήτων των φτωχών.[9][7] Ο εργατικός ηγέτης Γιουτζήν Ντεμπς, έγραψε ότι οι εργάτες θα αντιστέκονταν στην "επιστημονική υποβάθμιση" και κατηγόρησε τους διατροφολόγους ότι ήθελαν να φτάσει να αμοίβεται ο εργάτης των Η.Π.Α. όσο ένας Κινέζος εργάτης της εποχής. Μερικοί εργάτες είτε αρνούνταν να πάρουν μέρος στις έρευνες του Ατγουώτερ είτε έτρωγαν περισσότερο όσο έπαιρναν μέρος στις έρευνες της στατιστικής υπηρεσίας. Προσπαθούσαν να ανεβάσουν το μέσο όρο των εκτιμήσεων για τις δαπάνες στα τρόφιμα, φοβούμενοι περικοπές των μισθών.[7]
Σημαντική οδός μέσω της οποίας βρήκε το δρόμο της η θερμίδα στη διατροφή, ήταν οι δημοσιεύσεις στα γεωργικά δελτία του Τμήματος Αγροκαλλιέργειας των Η.Π.Α. (USDA)[10]. Η Λούλου Χαντ Πήτερς, ένθερμη υποστηρίκτρια της νέας, επιστημονικής μεθόδου μέτρησης, βασίστηκε στο γεωργικό δελτίο Νο 142 του Ατγουώτερ για τη συγγραφή του πρώτου βιβλίου ολιγοθερμιδικής δίαιτας το 1918.[11]. Στο βιβλίο της αναγκάστηκε να εξηγήσει την προφορά της λέξης "θερμίδα"[12], για να μην είναι δυσνόητη στο αναγνωστικό κοινό. Στο θερμιδομετρητή που συμπεριλάμβανε το βιβλίο, η θεωρητική ενεργειακή απόδοση αρκετών τροφών στρογγυλοποιήθηκε για να καταστεί ευκολομνημόνευτος ο αριθμός.[13][11] Το βιβλίο έγινε ευπώλητο και η θερμίδα βρήκε τη θέση της στην καθημερινή διατροφή και τις ετικέτες των προϊόντων.[10]
Χημεία τροφίμων
Πολλές φορές η θερμαντική αυτή αξία των τροφών χαρακτηρίζεται εσφαλμένα και ως θρεπτική αξία αυτών. Η πραγματική όμως αξία μιας τροφής δεν εξαρτάται μόνο από τη ποσότητα των θερμίδων που μπορεί αυτή να παράσχει, αλλά και από πολλούς άλλους παράγοντες αναφορικά με τη σύστασή της, αλλά και μέχρι του τρόπου παρασκευής ή μαγειρικής της. Από τις πολλές και διάφορες ύλες που απαντούνται στις τροφές τρεις τάξεις ενώσεων παρέχουν αξιοσημείωτη ποσότητα θερμίδων: οι υδατάνθρακες (άμυλο και σάκχαρα), τα λίπη και τα λεύκώματα. Ο αριθμός των θερμίδων που απαιτείται ημερησίως για κάθε άτομο εξαρτάται από το φύλο, την ηλικία, το βάρος και το ύψος καθώς και με το είδος της κύριας απασχόλησης ή εργασίας του.
Θρεπτικό συστατικό Θερμίδες ανά γραμμάριο
Υδατάνθρακες 4 kcal
Πρωτεΐνες 4 kcal
Λίπη 9 kcal
Οινόπνευμα 7 kcal
Δείτε επίσης
Θερμιδομετρία
Κενή θερμίδα
Θερμότητα καύσης
ISO 31-4
Διατροφή
Εξωτερικοί σύνδεσμοι
USDA National Nutrient Database Επίσημη δημόσια βάση δεδομένων του Υπουργείου Αγροκαλλιέργειας των ΗΠΑ.
Παραπομπές
John W. Moore, Conrad L. Stanitski, Peter C. Jurs, Principles of Chemistry: The Molecular Science, Cengage Learning, 2009, σελ. 180
Ralph H. Petrucci, William S. Harwood, Jeffry D. Madura, General Chemistry, Pearson/Prentice Hall, 2007, σελ. 234
U.S. Department of Agriculture, Composition of Foods, USDA National Nutrient Database for Standard Reference, έκδοση 23, Σεπτέμβριος 2010, σελ. 11
International Standard ISO 31-4: Quantities and units – Part 4: Heat. Annex B (informative): Other units given for information, especially regarding the conversion factor. International Organization for Standardization, 1992.
Το μέγεθος εξαρτάται από τη μετατροπή ανάμεσα σε διεθνείς μονάδες Τζάουλ και απόλυτες μονάδες Τζάουλ. Χρησιμοποιώντας τη μέση διεθνή μονάδα Ωμ (ohm) και Βολτ (volt) (1,00049 Ω, 1,00034 V [1]), η διεθνής μονάδα Τζάουλ είναι περίπου 1,00019 J, χρησιμοποιώντας τις διεθνείς μονάδες Ωμ και Βολτ των Η.Π.Α (1,000495 Ω, 1,000330 V) είναι περίπου 1.000165 J, δίνοντας 4.18684 J and 4.18674 J, αντιστοίχως
FAO (1971). «The adoption of joules as units of energy». «While the nutritional calorie has not been defined, basically it is the thermochemical calorie. The standards used in calorimetric work in nutrition is ultimately the heat of combustion of an internationally graded standard benzoic acid. This is primarily expressed as joules per gramme mole and secondarily as thermochemical calories per mole derived by dividing by 4.182, a factor which has been approved by the Committee on Nomenclature of the IUNS.»
Naomi Aronson, Nutrition as a social problem, περιοδικό SOCIAL PROBLEMS, Τόμος 29, Τεύχος 5, Ιούνιος 1982
Jane Dixon, From the imperial to the empty calorie, Springer, 2009, σελ. 325
Harvey A. Levenstein, The politics of nutrition in North America, Neuroscience & Biobehavioral Reviews, Τόμος 20, Τεύχος 1, 1996, σελ. 75-78
James L. Hargrove, History of the Calorie in Nutrition, περιοδικό The Journal of Nutrition, Δεκέμβριος 2006, σελ. 2960
S. Bryn Austin, FAT, LOATHING AND PUBLIC HEALTH, περιοδικό Culture, Medicine and Psychiatry, Kluwer Academic Publishers, 1999, σελ. 250
Sander L. Gilman (2008). Diets and dieting. Routledge, σελ. 38. ISBN 0415974208, 9780415974202.
Lulu Hunt Peters (1918). Diet and health, with key to the calories. The Reilly and Lee Co., σελ. 53.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Calorie της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
