Podcast o Energetická hodnota potravín a jej meranie

Kapitoly

Ako zmerať energiu v jedle?

Experiment s orechom

Výpočet a skutočnosť

Od spálenia k tráveniu

Přepis

Šimon: Predstav si Mateja. Práve dobehol z tréningu, je totálne hladný a pozerá do chladničky. Na jednej strane má hrsť vlašských orechov, na druhej malú čokoládovú tyčinku. Oboje mu dodá energiu, ale koľko presne? A ako to vôbec vieme zistiť? Napadlo ti niekedy, ako sa meria energia v jedle, ktoré ješ?

Lenka: Presne táto otázka je základom dnešnej témy. Tie čísla na obaloch potravín nie sú len tak vymyslené. Je za tým celkom zaujímavá veda.

Šimon: A o tej sa dnes budeme rozprávať. Toto je Studyfi Podcast.

Šimon: Dobre, Lenka, tak poďme na to. Ako teda zistíme, koľko energie je, povedzme, v tom vlašskom orechu?

Lenka: Je to vlastne celkom priamočiare, aj keď to znie trochu drasticky. V laboratóriu by sme ten orech jednoducho spálili.

Šimon: Spálili? Akože na popol?

Lenka: Presne tak! Všetko živé, vrátane rastlín a živočíchov, ktoré jeme, obsahuje uskladnenú energiu. A najlepší spôsob, ako túto energiu uvoľniť a zmerať, je spáliť ju a odmerať teplo, ktoré sa pri tom vyprodukuje.

Šimon: Aha, takže energetická hodnota je v podstate teplo, ktoré jedlo vydá pri spálení. A v akých jednotkách to meriame?

Lenka: Najčastejšie sa stretneš s kilojoulmi, označujeme ich kJ. Niekedy sa ešte používajú staršie jednotky, kilokalórie, alebo kcal. Ale jouly a kilojouly sú štandard.

Šimon: V učebnici sa spomína experiment, kde si môžeme takýto malý test urobiť aj sami. Potrebujeme plechovku, skúmavku, vodu a, samozrejme, ten orech.

Lenka: Áno, je to vlastne výroba veľmi jednoduchého kalorimetra. V podstate si vytvoríme zariadenie, kde teplo z horiaceho orecha bude zohrievať presne odmerané množstvo vody v skúmavke.

Šimon: Takže odvážime kúsok orecha, napríklad 0,2 gramu, napichneme ho na špendlík, zapálime a vložíme pod skúmavku s vodou.

Lenka: Presne! A kľúčové je odmerať teplotu vody pred začiatkom a potom tesne po tom, ako orech dohorí. Ten rozdiel teplôt nám povie všetko.

Šimon: Takže čím viac sa voda ohreje, tým viac energie v tom kúsku orecha bolo. To dáva zmysel.

Lenka: A potom prichádza na rad trocha fyziky. Použijeme vzorec, ktorý už možno poznáte: Q sa rovná c krát m krát delta t.

Šimon: Počkaj, pripomeňme si to. Q je teplo, ktoré hľadáme. m je hmotnosť vody, ktorú sme zohrievali. A delta t je ten rozdiel teplôt, ktorý sme namerali. Čo je to c?

Lenka: c je hmotnostná tepelná kapacita vody, čo je konštanta – jej hodnota je 4200 joulov na kilogram a stupeň Celzia. Vynásobíš tieto tri hodnoty a zistíš, koľko tepla prijala voda.

Šimon: Super. A keďže sme pálili len malý kúsok orecha, musíme to prepočítať, napríklad na 100 gramov, aby sme to mohli porovnať s tabuľkami, však?

Lenka: Áno. Ale je tu jeden háčik. Náš experiment nebude nikdy úplne presný. Prečo myslíš?

Šimon: Hmmm... Možno preto, že nie všetko teplo z horiaceho orecha prejde do vody? Veľa z neho asi unikne do okolia, do vzduchu a samotnej plechovky.

Lenka: Bingo! Práve preto naša vypočítaná hodnota bude pravdepodobne nižšia ako tá oficiálna, tabuľková, ktorá je pre 100 gramov vlašských orechov okolo 2700 kilojoulov.

Šimon: Zaujímavé. A čo by sa stalo s tou energiou, keby som ten orech nezapálil, ale zjedol?

Lenka: Tvoje telo by urobilo niečo veľmi podobné, len oveľa pomalšie a kontrolovanejšie. Procesom trávenia by postupne uvoľnilo tú istú energiu a použilo ju na všetko – od pohybu cez udržiavanie teploty až po myslenie.

Šimon: Takže moje telo je vlastne taký veľmi efektívny spaľovací motor.

Lenka: Dá sa to tak povedať. Ale pamätaj, denná potreba energie závisí od veku, aktivity aj prostredia. A nie je to len o kilojouloch. Strava musí byť vyvážená – bielkoviny, tuky, cukry, vitamíny... všetko má svoje miesto.

Šimon: A počul som, že profesionálne kalorimetre, v ktorých sa to meria, sa volajú „bombové“. To znie dosť výbušne!

Lenka: Je to preto, lebo vzorka jedla sa hermeticky uzavrie do nádoby, ktorá sa volá bomba, a zapáli sa elektrickým prúdom. Takže je to taký malý, kontrolovaný „výbuch“ energie.

Šimon: Super! Takže dnes sme zistili, že za číslami na obaloch potravín sa skrýva doslova ohnivá veda. Vďaka, Lenka!

Lenka: Rada som pomohla. A nezabudnite, jedlo je palivo, tak si vyberajte to najlepšie! Majte sa.