Di dalam wadah berisi air berdiri sebuah bom baja yang tertutup rapat, dan di dalamnya sesekali sebuah sampel menyala: lingkaran cahaya jingga menyebar di sekitarnya, dan di dalam air gelembung berbagai ukuran naik dari dasar, masing-masing dengan iramanya sendiri. Permukaan air bernapas, kolom termometer di kanan naik setelah kilatan dan mencapai tanda kuning, dan pada skala di bawah tanda pembacaan berlari dari tepi ke tepi.
Lembar satuan
Di luar SI · dipertahankan untuk gizi lembar 1/1 · revisi 2026-09Kalori cal · kcal
Satuan di luar SI · besaran: energi · tepat 4,184 joule
Satuan yang kita makan
Angka pada bungkus biskuit tampak seperti hasil pengukuran, padahal tidak ada yang diukur. Tak seorang pun membakar biskuit itu di dalam kalorimeter: kandungan protein, lemak, dan karbohidrat diambil, dikalikan empat, sembilan, dan empat, dijumlahkan — lalu dicetak. Faktor-faktor itu dipilih oleh ahli kimia Amerika Wilbur Atwater pada akhir abad kesembilan belas, dengan membandingkan berapa energi makanan yang dilepaskan api dan berapa yang tersisa bagi manusia setelah pencernaan dan ginjal mengambil bagiannya.
Selisih kedua angka ini bukan perkara kecil. Putih telur kering di dalam bom baja memberi sekitar lima koma tujuh kilokalori per gram, sedangkan tubuh hanya menerima kira-kira empat, karena nitrogen keluar bersama urea tanpa terbakar habis. Serat terbakar di dalam bom sama baiknya dengan gula, tetapi di usus hampir tak sampai separuhnya dimanfaatkan, dan itu pun oleh tenaga pihak lain — kerja bakteri —, sehingga aturan Eropa hanya memberinya dua kilokalori per gram.
Satuan ini sendiri berasal dari masa ketika panas dianggap sebagai zat: kalori berarti jumlah «kalorik» yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air sebanyak satu derajat. Zat itu tak pernah ditemukan, teorinya runtuh, tetapi satuannya bertahan, karena ternyata menjadi ukuran yang praktis dalam percobaan dengan air, dan akhirnya didefinisikan begitu saja sebagai sejumlah joule — empat koma satu delapan empat, tanpa menyebut air sama sekali.
cal huruf kecil adalah kalori kecil, sedangkan Cal huruf besar dalam buku gizi Amerika berarti kilokalori, yakni tepat seribu kali lebih besar, sehingga huruf yang sama berbeda tiga orde besaran dari satu edisi ke edisi lain. Dalam teks teknis paling aman menulis kcal, tanpa titik, dan membiarkan «nilai energi» sebagai sifat makanan, bukan nama satuan.
Kalori ada lebih dari satu, dan tidak sama besar: kalori termokimia tepat empat koma satu delapan empat joule, kalori internasional empat koma satu delapan enam delapan, dan kalori lima belas derajat ditetapkan lewat percobaan nyata dengan air. Selain itu, angka pada label tidak berasal dari kalorimeter melainkan dari perhitungan, dan satuannya sendiri sudah lama digeser oleh joule di mana-mana kecuali di dapur.
01 · Definisi
satu gram air per derajat · bom · koreksi AtwaterSecara historis kalori adalah jumlah panas yang memanaskan satu gram air sebanyak satu derajat Celsius, dan definisi ini ternyata goyah, karena kapasitas panas air sendiri bergantung pada suhu. Karena itu muncul beberapa kalori sekaligus: kalori lima belas derajat yang dihitung antara empat belas setengah dan lima belas setengah derajat, kalori internasional dari tabel uap, dan kalori termokimia yang akhirnya ditetapkan begitu saja sama dengan empat koma satu delapan empat joule.
Definisi ini sudah final, dan percobaan dengan air kini hanya menjadi pengingat asal-usulnya. Namun tetap praktis, karena hubungan sederhananya bertahan: satu kilokalori masih memanaskan satu kilogram air kira-kira satu derajat, sehingga angka gizi apa pun mudah diubah menjadi gambaran — sekaleng minuman bersoda manis yang dituang ke ketel listrik akan membuat satu liter air hampir mendidih.
Dengan makanan urusannya lebih sulit, karena manusia bukan tungku. Di dalam bom baja di bawah tiga puluh atmosfer oksigen semuanya terbakar tanpa sisa, sedangkan di dalam tubuh sebagian energi keluar tanpa tercerna, sebagian terpakai untuk penyerapan itu sendiri, dan sebagian meninggalkan tubuh bersama senyawa nitrogen. Atwater mengukur kehilangan ini pada manusia di dalam ruang respirasi dan menurunkan faktor yang hampir tak berubah sejak itu: empat kilokalori per gram protein, sembilan per gram lemak, empat per gram karbohidrat, tujuh per gram etanol.
Belakangan ternyata angka-angka ini pun dirata-rata terlalu jauh. Almon yang dihitung menurut label memberi sekitar enam kilokalori per gram, tetapi bila diukur pada manusia kira-kira empat koma enam, karena lemaknya terkunci di dalam dinding sel dan sebagian lewat begitu saja tanpa tercerna; pada kacang utuh dan polong-polongan selisihnya mencapai seperempat. Satuannya tidak bersalah — ia menghitung joule dengan jujur —, tetapi cara menerapkannya pada makanan tetap berupa perkiraan yang tidak disebut pada kemasan.
Mengapa bom selalu menaksir lebih tinggi
Di kiri sampel berada di dalam bom baja yang dicelupkan ke dalam air: saat kilatan, nyala menyebar di sekitarnya, air bergolak di dekat dinding, dan kolom termometer merayap naik tepat sejauh yang dimungkinkan panas yang dilepaskan bagi jumlah air yang dituang ke dalam mantel. Di kanan hal yang sama diurai menjadi dua kolom: seluruh panas pembakaran dan bagian yang diperhitungkan faktor Atwater bagi manusia, dan pada protein serta kacang selisihnya langsung terlihat. Ubahlah massa sampel dan jumlah air: energi tidak bergantung pada air, tetapi kenaikan suhu sangat bergantung padanya, dan di situlah seluruh kiat pengukuran.
02 · Konversi
energi · piring · gerakSatu energi dalam tiga percakapan
Tab pertama membagi angka yang dimasukkan ke satuan-satuan energi. Tab kedua mengubahnya menjadi makanan: berapa gram lemak, gula, atau protein, dan berapa bagian dari asupan harian. Tab ketiga menjawab pertanyaan yang paling sering diajukan — seberapa banyak harus bergerak untuk menghabiskannya.
Aturan yang mudah diingat: satu kilokalori sedikit lebih dari empat kilojoule, dan satu kilojoule kira-kira seperempat kilokalori.
Baris-baris gerak dihitung untuk orang berbobot tujuh puluh kilogram dan hanya berguna untuk orde besaran: pengeluaran bergantung pada massa tubuh, kebugaran, dan kecepatan, dan sebagian yang dimakan dipakai tubuh untuk pencernaan itu sendiri. Ketelitian di sini hanya semu, dan membulatkan angka seperti itu sampai persepuluhan tidak ada artinya.
| Besaran | Nilai | Catatan |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Alat ukur
kalorimeter es · bom · ruang · maskerEmpat cara menangkap panas
Alat yang ukurannya es
Lavoisier dan Laplace menempatkan sumber panas di rongga yang dikelilingi es dan, alih-alih memakai termometer, menimbang air yang mengalir dari selubung yang meleleh, karena melelehkan setiap gram es memerlukan panas yang ditetapkan dengan cermat. Di dalam mesin ini, pada musim dingin tahun seribu tujuh ratus delapan puluh dua, mereka memelihara seekor marmut untuk mengetahui berapa panas yang dilepaskan napas makhluk hidup, dan memperoleh nilai yang dekat dengan panas pembakaran arang kayu — dari sinilah pandangan bahwa bernapas adalah pembakaran yang lambat.
Bom baja di dalam ember air
Sampel seberat pecahan gram dinyalakan dengan seutas kawat di dalam wadah berdinding tebal yang diisi oksigen murni, dan seluruh panas yang dilepaskan berpindah ke air di sekitarnya, yang suhunya dibaca sampai seperseribu derajat. Alat itu tidak tahu apa yang dibakar — biskuit, batu bara, atau kertas —, sehingga memberikan seluruh panas pembakaran, yang tak pernah diterima manusia secara utuh. Tetapan kalorimeter ditentukan lebih dulu dengan asam benzoat, yang panas pembakarannya dijadikan acuan.
Ruangan yang mengukur manusia
Atwater membangun ruang kedap udara tempat seorang sukarelawan tinggal berhari-hari, dan mengukur segalanya: yang dimakan, diembuskan, dikeluarkan, serta panas yang dilepaskan. Dari percobaan-percobaan inilah lahir faktor empat, sembilan, dan empat, sekaligus penegasan tepercaya pertama bahwa hukum kekekalan energi juga berlaku di dalam manusia. Ruang masa kini melakukan hal yang sama, tetapi menghitung energi bukan dari panas melainkan dari pertukaran gas, karena perbandingan oksigen yang dihirup dengan karbon dioksida yang diembuskan mengungkap apa yang sedang dibakar tubuh pada menit itu.
Gelang yang tidak mengukur apa pun
Gelang kebugaran tidak melihat oksigen maupun panas; ia membaca denyut dan percepatan lalu memasukkannya ke persamaan regresi yang dibangun dari orang lain, sehingga angkanya bukan pengukuran melainkan taksiran dengan sebaran puluhan persen. Perbandingan dengan ruang respirasi menunjukkan bahwa alat semacam itu cukup baik menangkap detak jantung, tetapi buruk menangkap pengeluaran energi, dan galatnya membesar justru di tempat yang paling diminati pengguna: latihan kekuatan dan saat istirahat. Sebaiknya dipakai seperti timbangan yang menunjukkan kecenderungan, bukan seperti alat ukur.
05 · Aturan penulisan
cal dan Cal · kcal · kJ berdampinganSatu huruf yang bernilai seribu
Hampir semua kesalahan di sini berasal dari tertukarnya kalori kecil dengan kilokalori, dan dalam tulisan tentang gizi salah ketik semacam itu harus dibayar tiga orde besaran.
Baris pertama dan keempat menukar kalori kecil dengan kilokalori, sehingga menjanjikan bahwa sebuah apel akan memanaskan lima puluh dua gram air sebanyak satu derajat, padahal sebenarnya ia memanaskan lima puluh dua liter. Baris kedua sudah ambigu dari cara penulisannya, sehingga dalam teks ilmiah sebaiknya Cal huruf besar tidak dipakai sama sekali. Baris ketiga berhemat pada faktor justru di tempat yang kelihatan: pembulatan ke empat koma dua menambah sepertiga persen, dan dalam neraca sebuah penelitian besar hal remeh semacam itu akan muncul ke permukaan. Baris kelima merusak simbol yang ditulis dengan huruf kecil dan tanpa titik, dan baris keenam menggabungkan kedua cacat sekaligus, menjanjikan pada makanan nilai kalor kertas basah.
06 · Satuan tetangga
joule · kilowatt-jam · satuan panas InggrisSemua tetangga kalori adalah energi yang sama, hanya ditakar untuk keperluan berbeda: joule lahir dari mekanika, kilowatt-jam dari meteran listrik, satuan panas Inggris dari pemanasan, dan kalori dari percobaan dengan air. Di antara mereka hanya ada faktor, dan yang membedakan mereka hanyalah kebiasaan tiap bidang.
Satuan sistem yang kini dipakai untuk mendefinisikan kalori: usaha gaya satu newton sepanjang satu meter, yang juga panas, juga energi elektron di dalam medan.
Satuan meteran: menampung energi sebanyak tiga kali makan siang yang mengenyangkan, dan perbandingan ini menyadarkan siapa pun yang melakukannya pertama kali.
Gagasan yang persis sama dengan kalori, tetapi dengan satu pon air dan satu derajat Fahrenheit; ia hidup dalam lembar spesifikasi AC dan ketel uap.
Di antara kartu data Simetrium, yang berdiri di sebelahnya adalah kilowatt jam dan daya kuda: keduanya lahir bukan dari teori melainkan dari perdagangan — yang satu untuk tagihan listrik, yang lain untuk menjelaskan manfaat mesin uap —, dan keduanya, seperti kalori, hidup lebih lama daripada sistem yang semestinya menggantikannya.
07 · Bagian sejarah
arsip · dari kalorik ke labelBagaimana zat yang lenyap tetap tertinggal di kemasan
{title}
{text}
Pada lemak selisihnya kecil, pada protein mencapai sepertiga, dan serat oleh aturan Eropa diberi tepat separuh dari yang ia serahkan kepada api.
Satuan tanpa standar dan tanpa klaim ketelitian
Kalori tidak punya dan tidak mungkin punya standar, karena sejak awal ia bukan besaran yang berdiri sendiri, melainkan joule pada skala lain, dan yang dapat diuji hanyalah alat pengukur panas. Kalorimeter bom diuji dengan asam benzoat, ruang respirasi dengan membakar alkohol yang jumlahnya diketahui di dalamnya, tetapi angka pada kemasan tidak diuji siapa pun, karena ia dihitung, bukan diukur.
Dari sinilah kedudukan aneh satuan ini. Dalam fisika ia sudah tersingkir sepenuhnya: perhitungan panas dilakukan dalam joule, dan kalori hanya bertahan di tabel-tabel lama dan dalam definisi satu ton TNT, yang menurut kesepakatan tepat satu miliar kalori. Namun dalam gizi ia bertahan lebih kokoh daripada di mana pun, karena angka dalam orde empat kilojoule terasa asing, sedangkan orde «dua ribu sehari» sudah berakar dalam kehidupan sehari-hari sekuat derajat Celsius.
Cukup diingat bahwa ketelitian angka-angka ini tidak seperti kelihatannya. Hukum membolehkan nilai energi sebenarnya menyimpang dari yang dicantumkan sampai seperlima, komposisi makanan berubah dari satu partai ke partai lain, faktor Atwater dirata-rata untuk semua makanan sekaligus, dan penyerapan juga bergantung pada apakah makanan dihaluskan dan dimakan bersama apa. Satuannya tidak bersalah: ia menghitung joule dengan jujur, tetapi aritmetika yang menerapkannya tetap berupa perkiraan, dan mengharapkan angka penting ketiga darinya sama saja dengan mengukur tinggi badan dari bayangan.
Katalog besaran
energi, panas, dan metabolismeSatuan dasar SI
disorot kilogram, meter, dan detik — dari ketiganya joule tersusunApa yang ada di piring dan berapa harganya dalam gerak
semua kolom dihitung dari komposisi, bukan diisi tangan| Porsi | kcal | kJ | Bagian | Jalan kaki | Lari |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {kcal} | {kj} | {share} | {walk} | {run} |
Dua kolom terakhir menjelaskan mengapa hitungan «makan lalu bakar» hampir tak pernah pas: seribu kilokalori bisa dimakan dalam sepuluh menit, tetapi menghabiskannya dengan bergerak butuh beberapa jam, sehingga makan dan kerja fisik tak sebanding dalam kecepatan, meski diukur dengan satuan yang sama. Lagi pula, saat istirahat tubuh sendiri memakai sebagian besar energi harian untuk bernapas, peredaran darah, dan menjaga suhu, sehingga gerak menambahkan lebih sedikit daripada yang biasanya dikira.