Sfeervol rekenen aan de vetvertering

Foto NRC Fotodienst

Dit wordt het jaar van de strijd tegen de vetzucht. Je kon het in de kwaliteitskranten lezen: dik is uit. Er moet minder gegeten en meer bewogen worden. Niet gewoon bewogen maar echt bewogen, al hoeft het geen sporten te worden. Ramen lappen, gras maaien, in een drumband spelen, raar dansen, gepassioneerd seksen, die dingen volstaan. Maar dan wel elke dag.

Voedsel en voeding zijn hot. Ook de AW-groep zal voortaan geregeld over de gevaren van het teveel en te weinig rapporteren. Wetmatigheden blootleggen, inzichten versterken, oplossingen aanreiken. Vandaag vragen we ons af of de consument ook zelf de calorische waarde van zijn voedsel kan bepalen. Is tastbaar te krijgen dat de energetische waarde van vet en eetbare olie 9 kcal per gram is? Dat is de uitdaging.

Het is een kwestie met een theoretische en een praktische kant, het moet dus kort. Al in de 18de eeuw ontstond het vermoeden dat de vertering van voedsel binnen het zoogdierlichaam als een verbranding beschouwd kon worden. De warmte van het warme lichaam moest toch érgens vandaan komen en het viel op dat uitgeademde lucht gassen bevatte (waterdamp en CO2) die ook in rookgassen voorkwamen. In de loop van de 19de eeuw werd het onderzoek aan de warmteproductie van het lichaam en de samenstelling van de ademlucht geïntensiveerd. Rond 1850 is de eenheid van warmte, de ‘calorie’, ingevoerd, werd de wet van energiebehoud geformuleerd en kwam vast te staan dat alle voedsel is samengesteld uit drie hoofdbestanddelen: vetten, koolhydraten en eiwitten. Ze worden elk op hun eigen manier verbrand, zij het in een lange keten van kleine chemische stapjes. Maar Germain Hess had al in 1840 uitgelegd dat daarbij in totaal precies evenveel energie vrijkomt als bij een verbranding in één keer.

Dat betekende dat je de calorische waarde van vetten en koolhydraten kon bepalen door ze, voor zover mogelijk, gewoon met lucht of zuurstof te verbranden en te meten hoeveel warmte het opleverde. (Voor eiwitten ging dat minder goed, die verbranden aan de lucht anders dan in het lichaam.) De Brit Edward Frankland maakte als eerste ernst met dit soort proeven. Ze zijn vervolmaakt door Wilbur Atwater en Max Rubner. Sinds 1900 staan de waarden grotendeels vast – er waren wat latere aanpassingen. Eetbare vetten en oliën worden aangeslagen voor 9 kcal per gram. In de moderne eenheden is dat 38 kJ (kilojoule) – een calorie is 4,2 joule. Maar je onthoudt makkelijker wat een calorie is: de hoeveelheid warmte die één gram water één graad warmer maakt.

Foto NRC Fotodienst

De foto hier toont een aluminium limonadeblikje dat tot de rand gevuld is met water, zo’n 300 gram in totaal. Eronder brandt een Hema-sfeerlichtje van paraffine. Het witte kastje bestaat uit piepschuim (verschuimd polystyreen) van 18 mm dik. De samenstellende panelen zijn met een broodmes uit een grotere plaat gezaagd en met plasticlijm verlijmd. Hier en daar zijn er satéstokjes in gestoken. Het rooster onder het blikje bestaat uit een verknipte fietsspaak. Wat je niet ziet is het voorste paneel dat het kastje-in-werking afsluit. Dat laat aan de onderzijde een spleet van 1 cm over voor de aanvoer van lucht en de afvoer van verbrandingsgassen. Je zou een aparte afvoer bovenin verwachten, maar zonder die schoorsteen werkte het kastje beter.

Ziehier de AW-calorimeter. Met deze meter moest de calorische waarde van olijfolie bepaald worden. Maar eerst is onderzocht hoe hij reageerde op paraffine, die onverteerbare was uit aardolie die zo goed brandt. De verbrandingswarmte van paraffine (paraffin wax) wordt op 42 kJ per gram gesteld. De verschillende proefjes, die alle precies twee uur duurden, leverden nog niet de helft van deze waarde op: onder een verbruik van 4,5 gram paraffine steeg de watertemperatuur ongeveer 70 graden. Je leidt er een rendement van 47 procent uit af. Secuur was de meting allerminst, het paraffine-verbruik kon maar tot op 1 gram precies gemeten worden. Maar de door bol.com razendsnel bezorgde ‘precisieweegschaal’ bleek Chinese shit.

Verantwoordelijk voor het lage rendement is de amper belemmerde afvoer van hete rookgassen. Misschien is ook de verbranding van de paraffine niet volledig. Andere verliesposten zijn, in volgorde, de verdamping van water, het smelten en opwarmen van de paraffine en de warmte-opname van het aluminium. Samen net goed voor een verlies van 6,5 procent.

De ontdekking van de week was dat ook de Albert Heijn-olijfolie (type ‘traditioneel’) mooi en reukloos brandde uit de lonten van de sfeerlichtjes. Die waren makkelijk uit de lichtjes los te smelten en lieten de laatste resten paraffine los als je ze een paar minuten in hete olijfolie bracht. De olijfolievlam was iets minder fel dan de paraffinevlam en bleek een klein beetje roet af te geven. Ook bracht hij minder calorieën in het water (dat steeg ongeveer 65 graden in temperatuur), terwijl het olieverbruik aan de hoge kant was. We schatten het op 5 gram per proef. Nemen we aan dat het verbrandingsrendement gelijk bleef, dan vinden we voor de olijfolie een verbrandingswaarde van 35 kJ per gram. De voedingstabellen noteren 37 kJ per gram of liever: 884 kcal per 100 gram. Dat is die 9 kcal per gram. We zaten er niet ver naast.