ПРИЙНЯТТЯ ЩОДІЙ ЯК ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОДИНИЦЬ

підготовлено ФАО

З перших днів калорія або кілокалорія використовувались як одиниця енергії. У деяких колах, однак, усвідомлюється, що цього не можна продовжувати нескінченно довго і що згодом джоуль повинен замінити калорію як одиницю енергії при будь-якій дієтичній роботі. Тоді калорії не повинні використовуватися.

У Міжнародній системі одиниць (Système International d'Unités), що називається SI, існує 6 основних одиниць, прийнятих у 1954 році: метр (М) довжини, кілограм (кг) маси, другий (и) часу, ампер (A) для електричного струму, кельвін (K) для термодинамічної температури та канделя (cd) для інтенсивності світла (1). Всі інші одиниці похідні від цих 6 основних одиниць, таких як одиниця сили, як ньютон (N) (Кгм/с 2), одиницею енергії в будь-якій формі є джоуль (J) (Нм) і одиниця виміру потужність як ват (Вт) (Дж/с). Джоуль був прийнятий в якості підрозділу для електромонтажних робіт, тепла, механічних робіт та енергетики в 1948 році на 9-й Генеральній конференції з ваг і мір, уникаючи калорій, наскільки це можливо. Цей підрозділ також був офіційно затверджений у 1960 році в Міжнародній системі одиниць (SI). Також Міжнародна організація зі стандартів (ISO) рекомендує прийняти її як переважну одиницю енергетики, а також Національне бюро стандартів США, Британський інститут стандартизації та Королівське товариство.

Вже було багато розглянуто доцільності заміщення джоулів калоріями. Калорію не можна отримати безпосередньо з основних одиниць СІ без використання експериментально визначеного коефіцієнта, тоді як джоуль відповідає вимірюванню енергії у всіх галузях науки, від яких залежать харчові науки. Це добре визначено з точки зору основної одиниці маси, довжини та часу. Намагання зберегти калорію як одиницю енергії, як правило, ізолюють харчові науки від досягнень у галузі фізики та хімії. Калорія зникне на майбутніх курсах базових наук.

Калорія, яка використовується в харчовій науці, також визначається по-різному, що створює плутанину: "15 ° калорій" визначається як кількість тепла, необхідного для підвищення температури води з 14,5 до 15,5 С, при цьому питома теплота води при 15 ° С і постійний тиск визначаються як одиниця. Електрична енергія, необхідна для підвищення температури води на 1 °, була визначена експериментально, але зі ступенем невизначеності. Значення для "15 калорій", таким чином, коливаються від 4,1852 Дж/кал (15 ° C) до 4,1858 Дж/кал (15 ° C), із середнім значенням, зафіксованим за стандартом ISO як 4,1855 Дж. Поживна калорія не є калорія 15 °. Міжнародна калорія столу Steam (I T калорія) було визначено в 1929 р. На Міжнародній конференції настільних парових електричних агрегатів, а саме 1/860 х міжнародних ват-годин або джоулів. Через різницю в абсолютних джоулях США та Європейський міжнародний джоуль відрізняються, один I T дорівнює 4.1868 Дж у європейських публікаціях та 4.1867 Дж в американських журналах.

"Термохімічна калорія"був визначений Россіні просто як 4,1833 міжнародних джоуля, щоб уникнути труднощів, пов'язаних з невизначеністю щодо теплоємності води (вона була перевизначена як 4,1840 Дж точно). Термохімічна калорія насправді наближається до" 17 ° калорій "на відміну від "калорія 15 °". Оскільки калориметричні вимірювання базуються на електричному калібруванні, Россіні стверджував, що було б логічним калібрувати в енергетичних одиницях, а не в теплових одиницях. Інший тип калорій, "Калорія Бунзена"також невпевнено щодо середнього значення теплоємності води у розглянутому діапазоні температур.

Хоча поживна калорія не була визначена, в основному це термохімічна калорія. Стандарти, що застосовуються в калориметричній роботі в харчуванні, - це, зрештою, теплота згоряння міжнародно оціненої стандартної бензойної кислоти. Це виражається в першу чергу як джоулі на грам молю, а в другу чергу - як термохімічні калорії на моль, отримані діленням на 4,182, коефіцієнт, який був затверджений Комітетом з номенклатури IUNS.

Хоча, як правило, дієтологи не вимірюють енергію в джоулях і, таким чином, застосовують різні фактори для перетворення різних калорій. Калориметри також калібруються шляхом вимірювання кількості електричної енергії, необхідної для дублювання теплового ефекту (теплота згоряння кількості стандартної бензойної кислоти). Вхід в електричній енергії вимірюється в одиницях, вольт × ампер × секунд (або ват × секунд). Один ват секунди = 1 ньютон-метр = 1 Дж. Питома енергія їжі, незалежно від того, це теплота згоряння або паливо, що піддається метаболізму, або інші фізіологічно визначені сутності повинна бути виражена для зручності у вигляді кілоджоулів на кілограм (кДж/кг) або мегажоулів на кілограм (МДж × кг), перехід від калорій та кілокалорій до Джоулів та КілоДжоулів. Серед цих рядків більш точну інформацію та вдосконалені концепції замінюють менш точною та менш адекватною (2).

Спільний експертний комітет ФАО/ВООЗ з питань харчування (3) розглянув наслідки заміщення джоулів калоріями в 1966 році. З огляду на його важливість було вирішено передати це питання Комітету з номенклатури Міжнародного союзу харчових наук (IUNS) та до інших відповідних організацій. Перетворення калорій у джоулі розглядався Комітетом IUNS на своїх засіданнях перед конгресом у Белграді 20-23 серпня 1969 р. Та знову в Празі 26 серпня 1969 р. (4). Офіційно рекомендувалося перехід від калорійності до джоуля, проте така зміна повинна бути поступовою. Коефіцієнт перерахунку, який буде використовуватися, є спірним; для тих, хто займається дослідженням енергетичних змін за допомогою калориметрії, потрібна точна цифра 4,1840 Дж = 1 калорія, тоді як для більшості дієтологів та дієтологів, мабуть, буде достатньо менш точного співвідношення 4,19 або навіть 4,2 кілоджоуля на кілокалорію.

Також Робоча група Британського національного комітету з питань харчування Британського королівського товариства (5) погодилася з тим, що калорії не повинні використовуватися, а джоуль повинен бути прийнятий як єдність енергії у всіх харчових роботах. Для перетворення калорій в джоулі рекомендується коефіцієнт перерахунку 4,1840 Дж = 1 калорія, який також ідентифікує калорію, яку використовують дієтологи, з термохімічною калорією. Для зручності його слід виражати як МДж/кг. Вимовляння одиниці джоуль має відбуватися відповідно до стислого Оксфордського словника "Jool". Зміна завершиться через кілька років. Він уже розпочатий у британських школах і повинен бути завершений на початку 1970-х. Однак міжнародна угода з цього питання є важливою. Комітет з питань дієтичного харчування Ради з питань харчування та харчування Національної дослідницької ради також запропонував висловити енергетичні надбавки як у кілокалоріях, так і в кілоДжоулях під час наступного перегляду.

Процедури перетворення

Без сумніву, перетворення таблиць енергетичного вмісту продуктів харчування та енергетичних норм та потреб з калорій у джоулі (J) займе час. Конференція редакторів Королівського товариства запропонувала спочатку в журналах та інших публікаціях давати неметричні одиниці плюс метричний еквівалент у дужках, наприклад "55 ккал (230 кДж)" і змінити процедуру дещо пізніше як "230 кДж (55 ккал)". Зрештою значення будуть наведені лише в джоулях. Спочатку перетворення буде здійснено шляхом множення поточних калорій на коефіцієнт перерахунку. Тим часом метаболізуючі енергетичні цінності їжі можуть бути повторно досліджені і можуть бути покращені. Фактори, що використовуються сьогодні для перетворення харчових білків, жирів та вуглеводів у корисні калорії, базуються на роботі, виконаній переважно десятиліття тому, і різні значення також використовуються в різних країнах.

Коефіцієнт перетворення

Комітет з номенклатури Міжнародного союзу харчових наук дійшов висновку, що більшість дієтологів використовують термохімічну калорію, яка точно дорівнює 4,1840 Дж. Точну цифру неможливо округлити, особливо тим, хто займається дослідженнями енергетичних змін за допомогою калориметрії. Для більшості харчових та дієтичних потреб менш точний показник перерахунку між калорією та кілоДжоулем, ймовірно, буде достатнім, такий як показник 4,19 або навіть 4,2 кілоДжоуля на кілокалорію. Тому було рекомендовано, щоб на першому етапі коефіцієнт перерахунку 4,19 між калорією та джоулем повинен бути включений в літературу незалежно від зазначеної одиниці - перехід повинен бути поступовим.

Фізіологічні енергетичні цінності

При розрахунку енергетичної цінності їжі, що піддається метаболізму, в приблизних підрахунках використовуються майбутні 4 ккал на грам вуглеводів та білків та 9 ккал на грам жиру. Якщо такі значення перераховані з кілокалорій у кілоджоулі, пропонуються округлені цифри 17 кДж на грам для вуглеводів та білків та 38 кДж на грам для жирів.

Також, перетворюючи потреби в калоріях і норми в джоулі, цифри можуть бути округлені, як це вже було зроблено в останній редакції Рекомендованого споживання поживних речовин для Сполученого Королівства (6), в якій енергетичні надбавки даються як у кілокалоріях, так і в мегажоулях, наприклад чоловіки від 18 до 35 років, сидячі, вагою 65 кг., 2700 ккал або 11,3 МДж (мегаджоулі) та жінки від 18 до 55 років для більшості занять, вагою 55 кг., 2200 ккал або 9,2 МДж.

Жодних змін не передбачається, таких як калориметр, калориметрія та калорійність, але "енергетична цінність" може бути замінена на "цінність калорій".

(1) Еймс, С. Джоуль - одиниця енергії. Дж. Амер. Дієта. Доц., 57, 415 (1970).

(2) Харпер, А. Е. Зауваження щодо Джоуля. Дж. Амер. Дієта. Доц., 57, 416 (1970).

(3) Експертний комітет ФАО/ВООЗ з питань харчування. Сьомий звіт, Рим, 12–20 грудня 1966 р. Стор. 8. Продовольча та сільськогосподарська організація ООН, Рим, 1967 р.

(4) Міжнародний союз з питань харчування, Комітет з номенклатури. (1969). Статус джоуля та калорій як одиниць енергії. Особисте спілкування.

(5) Робоча група, Британський національний комітет з питань харчування, Королівське товариство (1969). Прийняття джоуля як одиниці енергії та одиниць СІ в харчових науках. Особисте спілкування.