Sains di Balik Angka: Bagaimana Kalori Makanan dan Olahraga Dihitung?

Pernahkah Anda bertanya-tanya saat melihat label nutrisi di balik kemasan biskuit atau melihat angka yang berkedip di layar treadmill, dari mana angka-angka itu berasal? Apakah itu hanya sekadar estimasi acak, atau ada perhitungan matematis yang presisi di baliknya?

Dalam dunia sains dan kesehatan, menghitung energi bukanlah tebak-tebakan. Ada perpaduan antara eksperimen laboratorium yang “brutal” hingga algoritma canggih yang bekerja di pergelangan tangan Anda. Yuk, kita bedah rahasianya!

1. Menghitung Kalori Makanan: Dari Ledakan ke Tabel Nutrisi

Bagaimana kita tahu sepotong donat mengandung 250 kalori? Di masa lalu, ilmuwan benar-benar “meledakkan” makanan tersebut.

Alat Bernama Bomb Calorimeter

Secara historis, peneliti menggunakan alat bernama Bomb Calorimeter. Makanan dikeringkan, diletakkan dalam wadah berisi oksigen murni, lalu dibakar di dalam air.

• Prinsip Fisika: 1 Kalori (kkal) adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1∘C.

• Dengan mengukur kenaikan suhu air setelah makanan terbakar habis, ilmuwan tahu persis berapa energi total yang tersimpan di dalamnya.

Sistem Atwater (Metode Modern)

Untungnya, sekarang kita tidak perlu membakar setiap makanan. Kita menggunakan Sistem Atwater. Berdasarkan ribuan eksperimen, ditemukan rata-rata energi dari makronutrien utama:

• Protein: 4 kkal/gram

• Karbohidrat: 4 kkal/gram

• Lemak: 9 kkal/gram

Produsen cukup menghitung berat masing-masing komponen ini dalam produk mereka untuk mendapatkan total kalori.

2. Kalori Olahraga: Bagaimana Smartwatch “Membaca” Tubuh Anda?

Jika Anda menggunakan smartwatch atau aplikasi kebugaran, mereka menggunakan pendekatan yang berbeda: Termodinamika Manusia.

Analisis Gas (Indirect Calorimetry)

Ini adalah standar emas di laboratorium olahraga. Saat berolahraga, tubuh menggunakan oksigen (O2​) untuk membakar bahan bakar (glukosa/lemak) dan melepaskan karbon dioksida (CO2​). Dengan mengukur volume gas yang Anda hirup dan buang, peneliti bisa menghitung pengeluaran energi secara akurat.

Algoritma MET (Metabolic Equivalent of Task)

Karena tidak mungkin kita memakai masker oksigen setiap kali lari pagi, perangkat konsumsi publik menggunakan skor MET. Ini adalah konstanta beban kerja untuk aktivitas tertentu:

• Bersepeda santai: 4 MET

• Lari (10 km/jam): 10 MET

Rumus yang digunakan oleh aplikasi:

Kalori = MET * Berat Badan (kg) * Durasi (jam)

3. Apakah Angka Ini 100% Akurat?

Sebagai individu yang akrab dengan dunia data, penting untuk memahami adanya variabel error. Kalori yang tertera di label makanan bisa memiliki margin kesalahan sekitar 20% menurut regulasi FDA. Selain itu, Basal Metabolic Rate (BMR) setiap orang berbeda tergantung pada massa otot, usia, dan genetik.

Otot adalah jaringan yang aktif secara metabolik. Semakin banyak massa otot yang Anda miliki, semakin tinggi “mesin” Anda membakar kalori, bahkan saat Anda sedang tidur.

Kesimpulan

Menghitung kalori adalah jembatan antara biologi dan matematika. Meskipun angka yang kita lihat di aplikasi atau kemasan adalah estimasi, mereka adalah panduan yang sangat berguna untuk menjaga keseimbangan energi tubuh.