Номер 11, страница 128 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 18. Определение тепловых эффектов химических реакций. Закон Гесса - номер 11, страница 128.

Условие.

11. На основании данных с упаковки любого продукта по содержанию жиров, белков и углеводов определите его калорийность (энергетическую ценность) в расчёте на 100 г. Сравните полученные данные с теми, что приведены на упаковке. Попробуйте найти продукт, для которого расчётные значения резко отличаются от заявленных на этикетке.

Решение.

Решение 2.

Для определения калорийности (энергетической ценности) продукта на основе данных о содержании белков, жиров и углеводов (БЖУ) используется система Атуотера, согласно которой усреднённая энергетическая ценность для каждого из нутриентов составляет:

• Белки: 4 ккал/г (или 17 кДж/г)
• Жиры: 9 ккал/г (или 37 кДж/г)
• Углеводы: 4 ккал/г (или 17 кДж/г)

Общая калорийность рассчитывается по формуле:

$E = (Масса\_белков \cdot 4) + (Масса\_жиров \cdot 9) + (Масса\_углеводов \cdot 4)$

Пример 1: Продукт с близкими значениями (Молочный шоколад)

Возьмём для примера типичные данные с упаковки молочного шоколада.

Дано:
Содержание нутриентов в 100 г продукта:
Масса белков, $m_б = 8.0$ г
Масса жиров, $m_ж = 30.0$ г
Масса углеводов, $m_у = 55.0$ г
Энергетическая ценность с упаковки, $E_{уп} = 530$ ккал

Найти:
Расчётную энергетическую ценность $E_{расч}$ и сравнить её с $E_{уп}$.

Решение:

Воспользуемся формулой для расчёта общей калорийности:

$E_{расч} = m_б \cdot 4 + m_ж \cdot 9 + m_у \cdot 4$

Подставим данные значения:

$E_{расч} = (8.0 \cdot 4) + (30.0 \cdot 9) + (55.0 \cdot 4) = 32 + 270 + 220 = 522$ ккал

Сравним расчётное значение с заявленным на упаковке:

$|E_{расч} - E_{уп}| = |522 - 530| = 8$ ккал

Расхождение составляет всего 8 ккал, что является незначительной погрешностью. Она может возникать из-за округления производителем данных о БЖУ или использования уточнённых коэффициентов для конкретных видов сырья.

Ответ: Расчётная калорийность (522 ккал) практически совпадает с указанной на упаковке (530 ккал).

Пример 2: Продукт со значительно отличающимися значениями

Резкие отличия расчётных значений от заявленных на этикетке часто встречаются в продуктах, содержащих пищевые волокна (клетчатку) или сахарозаменители (полиолы), например, в диетических или "sugar-free" товарах. Это связано с тем, что калорийность этих компонентов отличается от стандартной:

• Пищевые волокна (вид углеводов): ~2 ккал/г
• Сахароспирты (полиолы, вид углеводов): ~2.4 ккал/г (у эритрита почти 0 ккал/г)

Производители при расчёте калорийности учитывают эти особенности, в то время как простой расчёт по формуле "4-9-4" этого не делает, что и приводит к расхождениям.

Рассмотрим в качестве примера протеиновый батончик "без сахара".

Дано:
Содержание нутриентов в 100 г продукта:
Масса белков, $m_б = 30$ г
Масса жиров, $m_ж = 15$ г
Масса углеводов, $m_у = 35$ г (из них 30 г — полиолы)
Энергетическая ценность с упаковки, $E_{уп} = 320$ ккал

Найти:
Расчётную энергетическую ценность по стандартной формуле $E_{расч}$ и сравнить её с $E_{уп}$.

Решение:

Рассчитаем калорийность по стандартной формуле, считая все углеводы по 4 ккал/г:

$E_{расч} = (30 \cdot 4) + (15 \cdot 9) + (35 \cdot 4) = 120 + 135 + 140 = 395$ ккал

Сравним расчётное значение с заявленным на упаковке:

$|E_{расч} - E_{уп}| = |395 - 320| = 75$ ккал

Расхождение очень существенное. Причина в том, что производитель правильно учёл низкую калорийность полиолов. Если мы пересчитаем, используя коэффициент 2.4 ккал/г для полиолов и 4 ккал/г для остальных углеводов (35 г - 30 г = 5 г), то получим:

$E_{уточн} = (30 \cdot 4) + (15 \cdot 9) + (5 \cdot 4) + (30 \cdot 2.4) = 120 + 135 + 20 + 72 = 347$ ккал

Это значение (347 ккал) гораздо ближе к заявленному на этикетке (320 ккал). Оставшаяся разница может объясняться наличием пищевых волокон или использованием полиолов с ещё более низкой калорийностью.

Ответ: Для продуктов, содержащих сахарозаменители (полиолы) или большое количество клетчатки, расчётная калорийность по стандартной формуле (395 ккал) может резко отличаться от заявленной на этикетке (320 ккал), так как производитель использует более точные коэффициенты для таких компонентов.