Büyük kalori karmaşası

Sol elimde açılmamış bir paket reçelli ve kremalı sandviç kurabiye var. Paketin yanındaki besin bilgileri, tek bir lezzetli kurabiyenin enerjisinin 75 kcal yani 75 kilokalori ya da 75.000 kalori olduğunu söylüyor. Fakat yukarıda her bir kurabiyenin sadece 75 kalori olduğunu söylerken aşağıda her birinin 312 kj (kilojul) enerjiye sahip olduğunu söylemesi gerçekten çok kafa karıştırıcı. Tüm bunlar ne anlama geliyor?

Bu üçlünün hepsi -kilokalori, kilojul ve kalori- aynı şeyi ölçüyor: Tek bir kurabiyenin içerisindeki enerji miktarını. Ancak her biri farklı bir birimle ifade edilmiş. Resmi enerji birimi, Uluslararası Birimler Sistemi (bkz. 55. sayfa) tarafından jul olarak tanımlanmıştır. Adını, James Prescott Joule’dan almıştır. Burada sorun enerjinin çok farklı biçimlerde ortaya çıkmasıdır ve her birinin de kendi özel ölçü birimi vardır. Dolayısıyla elektrik enerjisi birimi kilovat/saat iken gaz içindeki enerji birimi termidir. Beygirgücü/saat arabalar, İngiliz termal birimleri ise ısıtma sistemleri için kullanılmaktadır ancak benim favorim, adının muhteşem olduğunu düşündüğüm ergdir. Erg, şu anda kullanımdan kalkmış olan ve 1873’te İngiliz Teknoloji Geliştirme Birliği tarafından pek de iyi bir amaçla icat edilmemiş olan santimetre-gram-saniye sisteminin bir parçası olan enerji birimidir. Ne yazık ki, santimetre-gram-saniye sistemi, yerini son derece makul olan metre-kilogram-saniye sistemine bırakınca, erg de yerini adını daha nahoş bulduğum birine bıraktı: jul.

Besinler açısından şu anda iki sistem kullanıyoruz: kalori ve jul. Besin içindeki enerji miktarı başlarda besinin kapalı bir kapta tamamen yakılması ve küçük miktardaki bir suyun sıcaklığında yol açtığı sıcaklık artışı ölçülerek hesaplanırdı. Kalori buradan gelmektedir ve ısı birimi olarak 1824’te tanımlanmıştı. 1 gram suyun sıcaklığını tam olarak 1°C yükseltmek için gerekli ısı miktarıydı bu. Dolayısıyla 1 kilokalori de 1000 gram ya da 1 litre suyu 1°C yükseltecektir.

Ancak günümüzde besin enerjisi ölçümlerinin çoğu bu şekilde yapılmaz. Eskiden içerdikleri enerji miktarını ölçmek için besinler laboratuvarlarda gerçekten yakılıyor olsa da artık Atwatar sistemi adlı farklı bir şey kullanılıyor. Bu sistemle ilk olarak, test ettiğiniz yiyecekteki protein, yağ ve karbonhidratın ayrı ayrı toplam miktarlarını hesaplıyorsunuz. Besin içindeki enerji miktarı ise sonrasında protein, yağ ve karbonhidrattaki enerjilerin ortalama değerlerini hesaplayarak bulunuyor. Yani benim kurabiyemde her gramı 4 kilokalori edecek 10 gr karbonhidrat varsa bu da şu anlama gelir: Kurabiyemin 40 kilokalorisi karbonhidrattan alınır. Kurabiyenin üstünde her gramı 4 kilokalori edecek 1 gr protein ve her gramı 9 kilokalori edecek 3,4 gr yağ var. Tüm bunları çarpıp ardından toplayınca kurabiye başına 75 kilokalori ediyor.

Ne yazık ki kalori, enerjinin görece küçük bir birimini temsil ediyor. Yediğimiz besinlerin çoğu binlerce kalori barındırıyor. Sadece benim kurabiyemde bile 75.000 kalori ya da 75 kilokalori var. İşte asıl kafa karışıklığı da burada ortaya çıkıyor. En küçüğünden bile olsa besinlerdeki enerji kilokaloriyle ölçüldüğünden kilokalori teriminin yerini sadece kalori teriminin alması besin endüstrisi için normal bir hal aldı. Herhangi bir tutarlılık çabası olmadığı için de işler iyice karışıyor. İşte bu yüzden kurabiye paketimin üzerinde hem 75 kalori, hem de 75 kilokalori içerdiği yazıyor. Enerji ölçümlerinin aynı zamanda daha bilimsel olan jul birimleriyle ifade edildiği Avrupa ülkelerinde bu durum daha da kafa karıştırıcı.

Sadece tek bir birim üzerinde karar kılıp tüm bu kafa karıştırıcı kalori, kilokalori ve jul karmaşasından kurtulsak her şey daha basit olabilirdi. Hangisini tercih edeceğimden emin değilim. İçimdeki bilim insanı jul demek istiyor, zira bu resmi Uluslararası Birimler Sistemi enerji ölçüsü. 1 kalorinin, 1 gr suda 1°C’lik bir artışa eşit olması tanımıysa bizlerin sezgisel olarak anlayabileceği bir şey. Bu bizlere ağzımıza attığımız besinlerin içerdiği enerjiyle başa çıkma yolu sağlıyor; bu da Batı beslenme biçimi için çok önemli bir mesele. En azından aslında kilokaloriyi kastediyorken kalori kullanmaktan kurtulmalıyız.

Bana öyle geliyor ki beni asıl endişelendirecek meseleden kaçıyorum. Yazarken yanımdaki açık pakette duran iki kurabiyenin, oda sıcaklığındaki 2 litre suyu neredeyse kaynama noktasına kadar ısıtabileceğini fark etmiş olduğum için gerçekten gerildim. Daha fazla kurabiye ilk ikisinin gittiği yolu takip etmeden paketi uzaklaştırmam iyi olur sanırım.

Damlatan çaydanlık

Kendimi de içlerinden biri olarak gördüğüm İngiliz toplumu için çay, kültürel mirasın bir parçasıdır. Bu yüzden damlatan bir çaydanlığın bizler için özellikle kaygılandırıcı olduğunu düşünebilirsiniz. Sonunda bu konuda çalışmaya karar verenler Lyon Üniversitesi’nden dört Fransız olmuştur. Damlatan çaydanlığın belirli özelliklerinin hidrodinamik bilimiyle öngörülemeyeceğini keşfetmişlerdir (bunun bu zamana dek keşfedilmemesinin nedeni, daha önce bir başkasının bunu incelemeye zahmet etmemesidir).

Dünya ön-çaydanlık deneyine göre, büyük miktarlarda sıvı (bir fincan çay gibi) bir boru (çaydanlık ağzı gibi) içerisinden akıtıldığında borunun yüzeyinin doğası önemli değildir. Ancak biz önemli olduğunu biliyoruz. Damlatan bir çaydanlık için geleneksel çözüm, çaydanlık ağzının ucuna küçük bir miktar yağ sürmektir; bu fikir bana her zaman saçma gelir, çünkü yağ bulaşmış çay içmektense çayımın yarısını sağa sola dökmeyi tercih ederim. Açıkça görülüyor ki çaydanlık ağzının yüzeyi onun damlatıp damlatmamasına etki etmektedir.

Fransız ekip, bu durumda etkili olan üç şey olduğunu keşfetmiştir. İlki sıvının akış hızı. Daha hızlı sıvılar damlatmaya daha az meyillidir; bu da daha dikkatli ve yavaş çay doldurmanın neden damlatmayı daha beter hale getirdiğini açıklıyor. İkincisi çaydanlığın ağzındaki kıvrımının yarıçapı. İnce, keskin uçlu ağza sahip çaydanlıklar; kalın, nazikçe kıvrılan, topraktan yapılmış çaydanlıklara göre daha az damlatma eğilimi gösterirler. Metal çaydanlıkların daha iyi doldurmasının nedeni de budur. Son olarak da su tutmaz ağız maddesi kullanımı damlatmayı tamamen kesmeyi garantiler (bu da yağın neden işe yaradığını açıklıyor).

Üç etki birleştiğinde damlatma şu şekilde gerçekleşir: Çayın buharı, çaydanlık ağzının ucuna vurduğunda, ağzın ucuna küçük bir miktar sıvı sıkışır. Ağız yeterli derecede su tutmazsa çay ağza yapışır ve sıvının buharını arkaya, ağzın alt taraflarına doğru iter. Arkaya itilen buharın miktarı, temas açısına da bağlıdır ve bu da ağzın kalınlığı ve kıvrık oluşuyla ilişkilidir. İkisi birlikte, çay buharını ağzın altına yapışıp damlamasını sağlayacak kadar arkaya iter. Sıvının akma hızı arttıkça, bu etki daha hızlı akan çayın yönünü değiştirebilmek için yetersiz kalacak ve damlama kesilecek ya da en azından azalacaktır.

Ancak çaydanlığın damlatmasının arkasındaki hidrodinamik nedenleri anlamak, çaydanlığınız damlatıyorsa çok da değerli bir bilgi değildir. Çayı daha hızlı doldurmayı deneyebilirsiniz ancak bardaktan taşıracağınız için masanın üstüne çok daha fazla çay dökülebilir. Çin restoranlarında gördüğüm bir diğer numarada da çaydanlığınızın ağzının kalınlığı değiştirilir. Ağız içine kısa boylu, temiz, plastikten bir boru iterek ve bunu doğru bir açıda keserek, daha yeni, ince, keskin kenarlı ve su tutmaz bir çaydanlık ağzı elde edebilirsiniz. Ancak elbette bu gerçekten çirkin görünecek ve çaydanlığınızın tasarımının güzel çizgilerini mahvedecektir.

Eğer hiçbir çözüm ilginizi çekmediyse ağza bir süper-hidrofob (son derece su tutmaz) madde tabakası uygulamanızı önerebilirim. Klasik yağ sürme de aynı şeyi yapar ancak çayın yüzeyinde ince bir yağ tabakası bırakır. Modern bilimin elinde birçok süper-hidrofob madde çeşidi var, ancak maalesef çok pahalılar ve bir tanesi hariç bunları elde etmesi de oldukça zor: kurum. Bir mumdan alacağınız kurum tabakası ıslanmayan bir yüzey oluşturur; herhangi bir sıvı kayar gider. Çaydanlığınızın ağzını, kararıncaya kadar mum alevinin üzerine tutun, dış yüzeydeki karalıkları silin, iç tarafında ise kurum kaldığından emin olun. Böylece çaydanlığınız artık damlatmayacak. Gerçi çayınızın üzerinde kurum parçacıkları olacak ama yağ olmasından daha iyidir.

Mutfak terazileri ve kilogram

Dijital mutfak terazileri bana göre yirmi birinci yüzyılın insanlığa en büyük hediyelerinden birisidir. Çok az yer kaplıyorlar, kullanımları oldukça kolay, İngiliz ölçü biriminden metrik sisteme kolayca geçiyorlar ve üzerine bir kap koyup kolayca darasını alabiliyorsunuz; ama yine de kesinlikle yalan söylüyorlar.

Terazimin üstene bir dilim peynir koyup 153 gr geldiğini söylediğimde, peynirin ağırlığı gerçekten 153 gr mıdır? Terazilere daha yakından baksam ya da kullanma kılavuzunu okusam, bir doğruluk derecesi olduğunu görürüm; benimkinde artı eksi 5 gr olduğunu söylüyor. Yani peynirin ağırlığı aslında 148 ila 158 gr arasında değişiyor. Bu fark, pişirdiğim yemekte çok da bir farklılığa yol açmasa da bu türde bir ağırlık yelpazesinin bile doğru olup olmadığı sorusunu ortaya çıkarır. Herhangi bir şeyin ağırlığını kati ve yüzde yüz kesinlikle bilebilir miyiz? Cevap evet, ama sadece dünya üzerindeki küçük bir nesnenin yardımıyla.

Esneyen ve büzülen bir folyo gerinim ölçer

Benim terazim kesinlikle Uzakdoğu’da bir yerlerde yapılmıştır. Terazinin içinde, terazinin üstüne konan ağırlığı elektrik sinyaline çeviren gerinim ölçer adlı bir alet bulunur. Gerinim ölçerler, paralel, son derece ince metal folyo şeritlerinden oluşmaktadır. Terazi bir ağırlık tarafından ezildiğinde, folyo şeritler daha da incelecek şekilde esner. Esnedikçe, elektriğe karşı dirençleri değişir. Terazilerin içindeki mikroişlemcilerin tespit edip ekranda numaralara dönüştürdüğü şey de budur. Fabrikalardaki imalatları esnasında mikroişlemciler, gerinim ölçerin okumasını 0 gr ve 1 kg olarak tanımlayacak şekilde kalibre edilmişlerdir. Bu noktadan, mikroişlemciler üzerlerine konulan herhangi bir şeyin ağırlığını hesaplayabilirler. Kalibrasyon esnasında fabrika tam olarak 1 kilogram gelen bir test ağırlığı kullanır; bunun tam olarak 1 kilogram geldiğini biliyorlar, çünkü onu başka bir fabrikada yapılmış daha doğru bir dizi tartı üzerinde ölçmüşlerdir. Bu şekilde her ölçüm cihazı, daha doğru bir alet tarafından ölçülmüş standart bir kilogram kullanılarak kalibre edilir. Her bir terazi, doğal olarak bir yanılma payına sahip olduğu için her bir ardışık standart kilogram, ölçülen ağırlıkta daha büyük bir çeşitlilik üretecektir. Peki bunun sonu yok mu? Bu zincirden geriye doğru gitmeye başlarsanız ne bulursunuz? Sonuç olarak, terazilerimin kalibrasyonu Uzakdoğu üreticisinden Paris’in banliyölerine kadar gider.

1960’da on birinci Conférence Générale des Poids et Mesures’de (Ağırlık ve Uzunluklar Genel Konferansı) toplanan ileri gelenler, Le Système International d’Unités ya da bilinen haliyle SI birimlerini tanıttı. Bu standart, yedi temel birim ve onların nasıl ölçüleceğine dairdir. Bu sistem o günden bu yana güncellenmiştir ve birimlerden biri hariç hepsi için bu sistem büyük ölçüde güvenilirdir. Örneğin, metre artık ışığın boşlukta saniyenin 299.792.458’de birinde katettiği mesafedir. Saniye, belirli bir türde sezyum atomundan gelen ışınımın 9.192.631.770 devrinde geçen zamandır. Tek düzensiz ölçü birimi kilogramdır. Mutlak terimde kilogram, 1889 yılında yüzde 90’ı platinden ve yüzde 10’u iridyumdan oluşan bir yığının ağırlığı olarak tanımlanmıştır; bu yığın şu anda Paris’in banliyölerinden Sèvre’de bir kasada bulunmaktadır. Bunu bir platin ve iridyum yığını olarak tanımlamak aslında biraz hafife almak gibi oluyor. Uluslararası Kilogram Prototipi olarak adlandırılan bu yığın, 39,17 mm uzunluğunda ve aynı şekilde 39,17 mm çapında mükemmel, kusursuz bir silindirdir. UKP’nin kopyaları yapılmış ve dünyaya dağıtılmıştır; böylece ulusal ağırlık ve ölçü kurumları bu ilk nesil kopyalarını, daha fazla ve kaçınılmaz olarak daha az doğru ikinci nesil kopyaları yapmak için kullanmışlardır. Bu durum bu şekilde devam etmiştir, ta ki benim mutfak terazime kadar. Prototipten uzağa atılan her adımda, tartma cihazı giderek daha az doğru olmaya başlar. Mutfak terazim peynir diliminin kesinkes 153 gr geldiğini söylediğinde bunun gerçekten doğru olma olasılığı inanılmaz derecede azdır.