إن أحدًا لم يرغب في الحفاظ على الوزن الصحي إلّا واتبع حمية غذائية لها عدد محدد من السعرات الحرارية، بجانب اقتنائه لقائمة طويلة من صنوف الطعام والشراب وعدد الحُريرات التي يحتويها كل نوع، لكن ما هو تعريف السعرات الحرارية أو كما تُعرف بالحُريرات من ناحية فيزيائية؟

كمية الحريرات في بعض الأغذية

الحريرة أو السعرة الحرارية (Calorie) هي وحدة قياس الطاقة، على مدار التاريخ، عرَّف العلماء الحريرة على أنها وحدة طاقة أو حرارة تنتج من مصادر مختلفة مثل الفحم أو الغاز، وعلى صعيد التغذية فيمكن اعتبار جميع صنوف الطعام بما فيها من الدهون والبروتينات والكربوهيدرات أو السكريات على أنها مصادر ضرورية لإنتاج الحريرات اللازمة لتأدية الجسم جميع وظائفه على أكمل وجه ومن ثَم الحفاظ على حيوات البشر.

يتطلب عمل الدماغ والعضلات وكل خلية من خلايا الجسم طاقة، ونحن بحاجة لأن نتغذى غذاءً صحيًا يضمن توفير جميع العناصر الضرورية علاوة على إنتاج الطاقة، وإن لم يحدث ذلك سوف يُلاقي الفرد عواقب وخيمة مثل الإصابة بوهن العضلات التي من الممكن أن تفقد قدرتها على الانقباض.

في عام 1863 عرّفت الحريرة على أنها كمية الطاقة الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كيلوجرام من الماء من صفر إلى 1 درجة سيليزية، وفي عام 1925 أصبحت تُعرف الحريرات علميًا بمصطلح الجولات (joules)، وهي نفس الوحدات التي يستخدمها الفيزيائيون لوصف كمية الشغل اللازمة لبذل قوة مقدارها 1 نيوتن خلال متر واحد. ولهذا السبب يتم تسمية الحريرات أحيانًا بالكيلوجولات (kilojoules) خاصةً في أوروبا وأستراليا، وتعادل الحريرة الواحدة 4.18 جول، ويعادل الجول الواحد 0.000239006 حريرة.

تختلف كمية الحرارة اللازمة لإنتاج حريرة واحدة باختلاف درجات الحرارة، ولهذا السبب عزم العلماء على ابتكار أنواع مختلفة من السعرات الحرارية بناءً على درجات حرارة الماء الذي يجب أن تُرفع حرارته درجة واحدة فقط، وتنتج درجات الحرارة المختلفة أنواع متنوعة من الحريرات، مثل الحريرة الصغيرة والتي تُعرف أيضًا بحريرة الجرام (gram calorie) أو حريرة الـ 15 درجة، وتشير هذه الحريرة إلى كمية الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة 1 جرام ماء من 14.5 إلى 15.5 درجة سيليزية.

وتُحسب السعرات الحرارية الموجودة في الغذاء بمعدل 1000 حريرة صغيرة، يستخدم بعض الباحثين مصطلح كيلو سعر حراري (Kilocalories) أو حريرة كبيرة للإشارة إلى الوحدة الغذائية التي تحتوي على 1000 سعر حراري صغير. وتسمى الوحدات التي تحتوي على 1000 حريرة صغيرة في بعض الأحيان بالسعرات الحرارية الكبيرة أو الحريرات الغذائية، لذلك، ما يراه الأمريكيون على ملصقات الطعام هو في الواقع وحدات حرارية تُقدر بالكيلو سعر أو الكيلوجول وليس سُعر فقط.

ولكننا عندما نشير إلى الكيلو سعر بالسعر الحراري فالأمر لا يعدو على أن يكون اختصارًا، فعندما تقول وزارة الزراعة الأمريكية مثلًا أن تفاحة متوسطة الحجم تحتوي على 95 حريرة فإنها تحتوي بالفعل على 95 كيلو سعر حراري.

تحتوي الأنواع المختلفة من المغذيات على مقادير قياسية من السعرات الحرارية، فيحتوي جرام واحد من البروتين على 4 سعر حراري، كما تحتوي نفس الكمية من الكربوهيدرات على 4 حريرات أيضًا، ويحتوى جرام واحد من الدهون على 9 سعر حراري.

نعود إلى السؤال المُلِح في ذهن الجميع، كم عدد السعرات الحرارية التي يجب أن نتناولها بشكل يومي؟

في الحقيقة يعتمد عدد السعرات الحرارية التي يحتاجها الشخص في اليوم الواحد على مستوى النشاط ومعدل التمثيل الغذائي، والذي يمكن حسابه عند الطبيب أو خبراء التغذية، وهناك حكمة تقليدية مفادها أنه لا يجب على الرجال تناول أقل من 1500 سعر حراري، وكذلك لا يجب على النساء تناول أقل من 1200 حريرة يوميًا؛ لضمان حصولهم على توازن سليم بين العناصر الغذائية الرئيسية والمغذيات الدقيقة (micronutrients).

تقدم المعاهد الوطنية للصحة (NIH) إرشادات عامة حول متطلبات السعرات الحرارية لمختلف الأعمار طبقًا لمستويات النشاط. وصرّحت بوجوب استهلاك الأنثى متوسطة العمر حوالي 2000 سعر حراري في اليوم، واستهلاك الذكر متوسط العمر من 2400 إلى 2600 سعر حراري يوميًا.

أكمل القراءة

الحريرة

الحريرة أو السعرة الحرارية؛ تعرف بأنها وحدة طاقة أو حرارة محددة، وقد تم تعريف الحريرات أو السعرات الحرارية على أنها تساوي كمية الحرارة اللازمة عند الضغط الجوي 1 ضغط جوي، لرفع حرارة غرام  واحد من الماء بمقدار درجة مئوية واحدة (سيلسيوس)، ويُطلق على الحريرات باللغة الانجليزية اسم calories، ويُختصر الاسم ليصبح cal، بحرف الـ c الصغير للدلالة على هذا المقدار الفيزيائي، والتي تختلف عن معناها في علوم التغذية كما سنجد لاحقًا.

وفي عام 1948، تم إعادة تعريف الحريرة بالاستناد إلى واحدة الجول؛ حيث أن كل حريرة تساوي 4.2 جول تقريبًا، وهي ليست قيمة ثابتة لأن كمية الحرارة التي تمثلها السعرات الحرارية معروفة وتختلف بحسب اختلاف قياس درجات الحرارة المختلفة ولو كانت بنسبة الاختلاف لاتتعدى 1%، فمثلًا من الضروري تحديد درجة حرارة الماء التي يتم عندها رفع حرارة الماء المحددة بمقدار سعرةٍ حراريةٍ واحدة، على سبيل المثال سوف يلزمنا لرفع درجة حرارة غرام واحد من الماء من الدرجة 14.5 إلى الدرجة 15.5 طاقة مقدارها 4.1855 حريرة، وفي تعريفٍ آخر فإنه يلزمنا لرفع درجة حرارة 1غرام من الماء من الدرجة 19.5 إلى الدرجة 20.5، طاقةً مقدارها 4.18190.

بلغةٍ أخرى نستطيع أن نعرف متوسط السعرات الحرارية (4.19002) بأنه 1/100 من الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة 1 غرام من الماء من الدرجة 0 حتى الدرجة 100 مئوية.

لنستعرض بعض التعريفات الأخرى، مثلًا وحدة الطاقة الحرارية هي السعرات الحرارية في الواحدة الدولية (IT calorie ) والتي تم تعريفها بالأصل على أنها 1/860 واط/ساعة دولية وتساوي 4.1868 جول وتُستخدم هذه الواحدة في مجالات الدراسة لبعض الهندسات.

أما وحدة الطاقة الحرارية المستخدمة في الكيمياء الحرارية، هي السعرات الحرارية الكيميائية وتساوي 4.187 جول وتستخدم بشكل شائع كوحدة للقدرات الحرارية والحرارة الكامنة.

من الاستخدامات الشائعة لمصطلح السعرات الحرارية، يستخدمه أخصائيو التغذية بشكلٍ موسع حيث يستخدمون الكيلو من الحريرات أو السعرات الحرارية (كيلو كالوري)  أو 1000 حريرة أو سعرة حرارية واحدة ويُشار إليها بالاختصار التالي Cal حرف الـ C كبير، وهي تستخدم في قياس التسخين والأيض للأطعمة، وهذا يدلنا على أن السعرات الحرارية المستخدمة في مجالات التغذية هي سعرات حرارية محذوفة البادئة “كيلو”؛ أي بمعنى آخر يمكننا القول بأنها حريرات، إذًا في علوم الأغذية الحريرة الواحدة Cal=1000 cal

فمثلًا عندما نقول بأن هذا الطعام أو هذه الوجبة تحتوي على 40 سعرة حرارية فهذا يشير إلى أن هذه الوجبة تحتوي على 40000 حريرة (أربعون ألفًا).

تم اقتراح بأن يحل مصطلح كيلو جول مكان الكيلو كالوري أو السعرات الحرارية في مجال التغذية لمناقشة قيمة الطاقة للأطعمة. مثل هذا الاتفاق يجعل من علماء الاغذية أقرب إلى اتفاق العلماء الآخرين.

عامل التحويل للتعبير عن السعرات الحرارية بالكيلو جول كما أوصت به لجنة التسميات التابعة للاتحاد الدولي لعلوم التغذية، هو 1 كيلو كالوري المحدد عند 14.5 إلى 15.5 درجة مئوية تحسب الطاقة بالكيلو جول والسعرات الحرارية (الحريرات)، ولكن لا تزال السعرات الحرارية هي وحدة الطاقة الغذائية الأكثر استخدامًا حول العالم.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي الحُريرة في الفيزياء؟"؟