Что такое Килокалория (kcal)?
Килокалория (обозначение: ккал, международное: kcal) — единица энергии, равная 1000 малых калорий или точно 4184 джоулям (4,184 кДж). В диетологии её обычно называют пищевой Калорией (с заглавной буквы) — стандартная единица для измерения энергетической ценности продуктов питания и напитков в США и многих других странах.
Пищевая Калория
Когда этикетки продуктов, диетические планы и рекомендации по здоровью упоминают «Калории» (с заглавной буквы), они имеют в виду килокалории. Этикетка «200 Калорий» означает 200 ккал = 200 000 малых калорий = 836,8 кДж.
Практическая единица питания
Килокалория обеспечивает человекоразмерную меру пищевой энергии. Одна пищевая Калория — значимое количество диетической энергии: сжигание 1 ккал может нагреть 1 килограмм воды на 1 градус Цельсия. Суточное потребление колеблется от примерно 1500 до 3000 ккал для большинства взрослых в зависимости от возраста, пола, уровня активности и размера тела.
Этимология
Составной термин
Слово «килокалория» объединяет греческую приставку «кило-» (тысяча) с «калорией» (от латинского «calor» — жар). Буквально означает «одна тысяча калорий». Сокращённая форма «Калория» (с заглавной буквы) была введена для отличия от малой калории (со строчной буквы).
Влияние Уилбура Атуотера
Американский химик Уилбур Олин Атуотер (1844–1907) популяризировал Калорию как единицу пищевой энергии благодаря своим новаторским исследованиям в области питания в 1890-х годах. Атуотер измерил калорийность сотен продуктов с помощью бомбовой калориметрии и опубликовал результаты в бюллетенях USDA.
Конвенция заглавной буквы
Конвенция написания «Калория» с заглавной буквы для обозначения килокалории, по-видимому, возникла в американской диетологической литературе около 1900 года. Хотя технически полезная, эта конвенция применяется непоследовательно.
Точное определение
Одна килокалория определяется как ровно 1000 термохимических калорий, что равно точно 4184 джоулям (4,184 килоджоуля). Это количество энергии, необходимое для нагрева одного килограмма воды на один градус Цельсия при давлении в одну атмосферу.
Ключевые пересчёты
1 ккал = 4,184 кДж = 4184 Дж = 1000 кал = 3,968 BTU = 1,163 Вт·ч. Обратно: 1 кДж = 0,239 ккал, 1 BTU = 0,252 ккал, 1 кВт·ч = 860,4 ккал. Быстрый пересчёт: ккал × 4,2 ≈ кДж.
Коэффициенты Атуотера
Система Атуотера назначает энергетические значения макронутриентам: белок = 4 ккал/г, углеводы = 4 ккал/г, жиры = 9 ккал/г, алкоголь = 7 ккал/г. Эти упрощённые коэффициенты, установленные в 1890-х годах, остаются основой для расчёта калорийности продуктов по всему миру.
История
Истоки в химии XIX века
Килокалория возникла как практическая единица, когда химики, работавшие с калориями граммового масштаба, нуждались в более крупной единице. Никола Клеман первоначально определил свою «калорию» на килограммовом масштабе в 1824 году, что делало раннюю калорию эквивалентом современной килокалории. Путаница между ними сохраняется до сих пор.
Атуотер и наука о питании
Работа Уилбура Атуотера в USDA в 1890-х годах утвердила килокалорию как стандарт пищевой энергии в США. Используя калориметр всего тела (респираторный калориметр Атуотера-Розы), он измерил энергетические расходы человека и калорийность продуктов, опубликовав первые комплексные таблицы состава пищи.
Питание XX века
На протяжении XX века килокалория стала универсальным языком диетологии. Диеты, этикетки продуктов и кампании общественного здравоохранения — все приняли Калорию (ккал). Американский закон о маркировке пищевой продукции 1990 года обязал указывать Калории на всех упакованных продуктах.
Международный переход
ЕС начал требовать маркировку в килоджоулях в 1990-х годах, обязав двойную маркировку (кДж и ккал) в 2011 году. Австралия и Новая Зеландия приняли кДж как основную единицу. Несмотря на эти сдвиги, килокалория остаётся глубоко укоренённой по всему миру.
Современное применение
Маркировка продуктов
Килокалория — основная или со-основная единица энергетической ценности на этикетках в США, Канаде, большей части Латинской Америки и частях Азии. ЕС требует и кДж, и ккал, при этом на практике большинство европейских потребителей мыслят в Калориях.
Диета и контроль веса
Подсчёт калорий — отслеживание суточного потребления килокалорий — краеугольный камень диетического контроля веса. Фундаментальный принцип: снижение веса происходит, когда расход энергии превышает потребление (калорийный дефицит). Дефицит около 500 ккал/день теоретически ведёт к потере примерно 0,45 кг (1 фунт) в неделю.
Упражнения и фитнес
Фитнес-оборудование (беговые дорожки, велотренажёры, эллиптические тренажёры) отображает сожжённые калории, имея в виду килокалории. Бег сжигает около 400–800 ккал в час, велосипед — около 300–600 ккал в час, плавание — около 400–700 ккал в час.
Общественное здравоохранение
Рекомендации на основе калорий — основа государственной политики в области питания. Эталонная диета FDA в 2000 калорий, рекомендации ВОЗ и национальные пищевые пирамиды — все используют килокалории. Рестораны во многих юрисдикциях США обязаны указывать калорийность в меню.
Применение в быту
Ежедневное питание
Килокалория — пожалуй, наиболее часто упоминаемая единица энергии в повседневной жизни миллиардов людей. Типичные суточные потребности: малоподвижные женщины — около 1600–2000 ккал, малоподвижные мужчины — около 2000–2400 ккал, активные женщины — около 2000–2400 ккал, активные мужчины — около 2400–3000 ккал.
Калорийность популярных продуктов
Знакомые значения: яблоко — около 95 ккал, банан — около 105 ккал, ломтик хлеба — около 70 ккал, куриная грудка (100 г) — около 165 ккал, Биг Мак — около 550 ккал, кусок пиццы — около 285 ккал, банка газировки — около 140 ккал, шоколадный батончик — около 250 ккал.
Маркировка в меню
В США рестораны с 20 и более точками обязаны указывать калорийность в меню. Типичное блюдо в ресторане — от 500 до 1500 ккал, а фастфуд-комбо часто превышает 1000 ккал.
Фитнес-культура
Фраза «калории внутрь, калории наружу» стала культурным сокращением для управления весом. Фитнес-трекеры отображают сожжённые калории в течение дня — обычно 1500–2500 ккал для малоподвижных взрослых и 2500–4000+ ккал для активных.
В науке и промышленности
Наука о питании
Исследования питания используют килокалории как стандартную единицу энергии. Метаболические исследования измеряют основной обмен (ОО) в ккал/день — обычно 1200–1800 ккал/день для взрослых. Термический эффект пищи (энергия на переваривание, абсорбцию и обработку нутриентов) составляет около 10 % суточного потребления.
Пищевая наука
Учёные-пищевики используют бомбовую калориметрию для измерения валовой энергетической ценности продуктов в ккал/г. Коэффициенты Атуотера (4-9-4 ккал/г для белков-жиров-углеводов) — упрощения этих измерений.
Физиология упражнений
Физиологи упражнений измеряют энерготраты методом непрямой калориметрии — анализируя потребление кислорода и выделение углекислого газа для расчёта ккал/мин. VO₂max связан с максимальной скоростью энерготрат: приблизительно 5 ккал на литр потреблённого O₂.
Эпидемиология
Эпидемиологические исследования питания коррелируют паттерны калорийного потребления с исходами для здоровья. Исследования связи потребления калорий с рисками заболеваний (ожирение, диабет, сердечно-сосудистые, рак) используют килокалории как основную переменную.
Интересные факты
Средний американец потребляет около 2100 ккал в день, но этот показатель колебался от примерно 1500 ккал во время нормирования Второй мировой войны до примерно 2500 ккал в начале 2000-х.
Майкл Фелпс, по сообщениям, потреблял около 12 000 ккал в день на пике олимпийских тренировок — примерно в шесть раз больше среднего потребления взрослого — для обеспечения 5–6 часов ежедневного плавания.
Один килограмм жировой ткани хранит приблизительно 7700 ккал энергии. Теоретически дефицит в 500 ккал/день должен привести к потере примерно 0,45 кг (1 фунт) в неделю.
Самый калорийный натуральный продукт — орехи макадамия (около 718 ккал на 100 г), а наименее калорийный — сельдерей (около 14 ккал на 100 г).
Мозг человека, составляя лишь около 2 % массы тела, потребляет примерно 20 % суточного потребления калорий — около 400–500 ккал в день.
Калорийность на этикетках продуктов в США может отклоняться до 20 % от указанного значения согласно рекомендациям FDA — то есть продукт с маркировкой 200 ккал может содержать до 240 ккал.
Велогонщики Тур де Франс сжигают около 6000–8000 ккал за этап и должны потреблять близкое количество в течение гоночного дня, постоянно питаясь на велосипеде.
Понятие «пустых калорий» относится к продуктам, обеспечивающим энергию (ккал) без значимых витаминов, минералов или других нутриентов — обычно сахар и насыщенные жиры.
Региональные особенности
Соединённые Штаты
США используют Калории (ккал) исключительно на этикетках продуктов. Термин «Calorie» (с заглавной буквы) — официальное обозначение FDA. Большинство американцев понимают пищевую энергию только в Калориях.
Европейский союз
Регламент ЕС требует указания и кДж, и ккал на этикетках, причём кДж — на первом месте. Однако большинство европейских потребителей по-прежнему мыслят в Калориях/ккал.
Австралия и Новая Зеландия
Эти страны используют кДж как основную единицу энергии продуктов на этикетках. Ккал может отсутствовать вовсе. Кампании общественного здравоохранения используют кДж. Тем не менее многие люди по-прежнему мыслят в Калориях из-за американского культурного влияния.
Восточная Азия
Япония и Китай преимущественно используют ккал на этикетках продуктов. Килокалория остаётся доминирующей единицей пищевой энергии по всей Восточной Азии.
Научные публикации
Международные научные журналы всё чаще требуют единицы СИ (кДж), но многие журналы по питанию и медицине по-прежнему принимают или предпочитают ккал. Двойная запись (кДж и ккал) становится стандартом.
Таблица конвертаций
| Единица | Значение | |
|---|---|---|
| Джоуль (J) | 4 184 | Конвертировать → |
| Килоджоуль (kJ) | 4,184 | Конвертировать → |
| Калория (cal) | 1 000 | Конвертировать → |
| Ватт-час (Wh) | 1,16222 | Конвертировать → |