Харчова калориметрія: як виміряти калорії в їжі

калориметрія
Лора Дженнінгс
Розробник продукту


Люди, які перевіряють етикетки харчових продуктів для прийняття обґрунтованих рішень щодо того, які продукти їсти, а яких уникати, часто базують ці рішення виключно на кількості калорій на порцію. Калорія, як і джоуль, - це одиниця енергії. Одиницею вимірювання енергії Міжнародної системи одиниць (СІ) є джоуль; проте калорія зазвичай використовується для одиниці харчової енергії. Калорія дорівнює кількості енергії на одиницю маси, необхідної для підвищення температури 1 г води на 1 ° С. Одна калорія еквівалентна 4,18 джоулю. Харчові калорії, як вичитується на етикетці поживної речовини, насправді є кілокалоріями (часто позначаються як "калорії" з великою літерою С). У кілокалорії або харчовій калорії міститься 1000 калорій.

Калориметр - це обладнання, призначене для вимірювання енергії, що виділяється або поглинається під час хімічної реакції або зміни фази. Харчова калориметрія дозволяє визначити кількість калорій на грам їжі. Під час цієї діяльності шматок їжі спалюється, а виділена енергія використовується для нагрівання відомої кількості води. Потім зміна температури (∆T) води використовується для визначення кількості енергії в їжі.

Заходи безпеки

Використовуйте захисні окуляри або окуляри та будьте обережні з сірниками та спалюючими зразками їжі. Перед використанням зразків їжі перевірте наявність харчової алергії. Чутливі особи не повинні брати участі у будь-якій діяльності, яка може призвести до опромінення. Ніколи не їжте та не пийте в лабораторії.


Матеріали

  • Содова банка (порожня)
  • Перемішувальний стрижень
  • Кільцева підставка та кільце
  • Термометр
  • Градуйований балон, 100 мл
  • Велика скріпка
  • 2 скручувальні зав'язки
  • 3 харчові зразки з маркуванням харчових продуктів (від 2 до 3 г зразків, таких як горіхи; зефір; або м'які чіпси, наприклад, сирні затяжки)
  • Вода
  • Матчі
  • Алюмінієва фольга (невеликий шматок)


Принаймні 1 із наведеного нижче

  • Електронний баланс


Процедура

  1. За допомогою градуйованого балона наберіть 50 мл води і обережно налийте її в содовий балон.
  2. Визначте масу води та запишіть свої знахідки у таблиці даних (підказка: густина води = 1 г/мл).
  3. Тримайте скріпку горизонтально і згинайте зовнішній кінець вгору, доки він не буде під кутом 90 ° до решти скріпки.
  4. Отримати зразки їжі від 2 до 3 г.
  5. Покладіть зразок їжі на розтягнутий вгору кінець скріпки. Зразок повинен стояти окремо, підтримуватися внизу скріпки (див. Рис. 1). Визначте початкову масу зразка їжі та скріпки та запишіть свої висновки у таблицю даних.


Фігура 1

  1. Помістіть невеликий шматок алюмінієвої фольги під скріпку в місце, очищене від усіх легкозаймистих матеріалів.
  2. Вставте перемішуючий стрижень через виступ содової банки та розташуйте банку в кільцевій підставці так, щоб перемішуючий стрижень підтримував її (див. Рис. 2).


Малюнок 2

  1. Відрегулюйте кільцеву підставку до тих пір, поки бідон не буде приблизно на 4 см вище зразка продуктів.
  2. Підвісьте термометр всередині банки на кілька сантиметрів над дном банки. Закріпіть за допомогою 2 поворотних стяжок.
  3. Визначте початкову температуру води у бідоні та запишіть це значення у таблицю даних.
  4. Обережно запаліть сірник і використовуйте його, щоб запалити зразок їжі.
  5. Дайте запаленому зразку нагріти воду в банку. Обережно періодично перемішуйте воду термометром (див. Рис. 3).
  6. Відстежуйте зміну температури води та фіксуйте найвищу спостережувану температуру в таблиці даних.


Малюнок 3

  1. Після того, як зразок їжі згорів, знайдіть масу залишку їжі та скріпку. Запишіть це значення в таблицю даних.
  2. Повторіть кроки з 1 по 14 для кожної з решти зразків їжі.