преобразуване енергията

Ако някога сте се опитвали да изчислите общите калории, съдържащи се в храната, според съдържанието на макроелементи, но след това сте се разделили с окончателната си цифра, тази статия може да обясни защо.

Фактори за преобразуване на енергия

Системата Atwater [1] се използва в хранително-вкусовата промишленост за определяне на общата калоричност на храната чрез използване на метода 4-9-4. Тази система прилага фактори за преобразуване на енергията към макронутриентите въглехидрати, мазнини, протеини и фибри. Средните стойности на енергията се изразяват като брой калории на 1 грам макронутриент. Системата с общ фактор Atwater включва енергийни стойности от 4 kcal на грам (kcal/g) (17 kJ/g) за протеини, 4 kcal/g за въглехидрати и 9 kcal/g (37 kJ/g) за мазнини [2]. Алкохолът също се счита технически за макронутриент и съдържа 7 kcal/g (29 kJ/g) [2]. Например, ако имате храна, която съдържа 20g протеин, ще умножите 20 по 4, за да дадете 80 калории, доставени от протеина в тази храна.

Изведена е по-обширна обща факторна система, която включва органични киселини, използвани за консервиране на храни, при 3 kcal/g (13 kJ/g) и полиоли при 2,4 kcal/g (10 kJ/g) [3] .

Тези цифри първоначално бяха определени с помощта на бомбен калориметър и измерване на топлината на изгаряне на храната и произтичащото количество енергия, която храната произвежда [4] .

Практически съображения

Има редица недостатъци при използването на системата Atwater за определяне на общата калоричност на храната. Коефициентите на преобразуване на енергия са приблизителни и следователно е вероятно да бъдат свързани с известна неточност в сравнение с метода на директна оценка, бомбо калориметрия. Коефициентите на преобразуване на енергията за макронутриентите като цяло не са ясни.

Протеин

Установено е, че съдържанието на калории в отделните аминокиселини (АА) е различно, когато се изчислява чрез корекция на топлинното изгаряне [5]. Коефициентът на конверсия на протеини от 4 калории на грам обаче е изведен като среден за енергийния добив на всички аминокиселини [6]. Това означава, че ако храната съдържа голямо количество аминокиселина фенилаланин, която дава 6.7 kcal/g (28 kJ/g) [5], относително висока енергийна стойност в сравнение с други АА, тогава общата енергийна стойност на храната може да бъде по-високо от това, което се изчислява чрез използване на коефициента на конверсия на протеина. Таблицата по-долу показва топлината на горене, произведена от всеки АА, използван като коефициент на преобразуване на енергията.

Фигура 1: Топлина на изгаряне на аминокиселини [5]

Аминокиселина Топлина на горене (kcal/g)
Аланин 4.341
Аргинин 5.129
Аспарагин 3.488
Аспарагинова киселина 2.875
Цистеин 3.256
Цистин 3.015
Глутаминова киселина 3.646
Глутамин 4.207
Глицин 3.097
Хистидин 4.851
Изолевцин 6.523
Левцин 6.524
Лизин 6.038
Метионин 4.456
Орнитин 5.493
Фенилаланин 6.723
Пролин 5.681
Серин 3.308
Треонин 4.120
Триптофан 6.588
Тирозин 5.859
Валин 5.963

Въглехидрати

Предположенията, базирани на въглехидратите, са още по-проблематични. Първо, конверсионният фактор не прави разлика между захари, нишесте и диетични фибри. Например, монозахаридите имат топлина на горене от около 3,75 kcal/g (16 kJ/g), дизахариди 3,95 (17 kJ/g) и полизахариди 4,15–4,20 kcal/g (17–18 kJ/g) [7]. Има и захарни алкохоли, които трябва да се вземат предвид, органични съединения, получени от захари - известни също като полиоли - всички с различен коефициент на преобразуване на енергията; например, ксилитолът осигурява 2,4 kcal/g (10 kJ/g), докато глицеролът осигурява 4,3 kcal/g (18 kJ/g), а еритритолът е 0 kcal/g [2]. Въпреки това, 2,4 kcal/g (10 kJ/g) е общо правило за коефициентите на преобразуване на захарен алкохол, с изключение на еритритола [2] .

Като пример, ако храната е съставена предимно от монозахариди, коефициентът на преобразуване на енергията от 4 kcal/g може да доведе до надценяване на общите калории. На второ място, методът Atwater не отчита варианти на фибри и получените калории. Фибрите могат да бъдат частично разградени и абсорбирани в дебелото черво и се предполага, че са 70% ферментиращи [3], като по този начин осигуряват известна метаболизираща се енергия. Степента на това разграждане зависи от индивида и източника на фибри. Понастоящем няма ясни данни, които да предоставят насоки за това как да се вземе предвид влиянието на фибрите, въпреки че 2 kcal/g (8 kJ/g) [8] обикновено се използват като коефициент на конверсия за фибри в хранителната промишленост.

Мастните киселини също се различават по своята топлина на горене; разликата обаче е относително малка. Дълговерижните триглицериди имат стойност 9 kcal/g, докато средноверижните триглицериди (MCTs) имат стойност 8.3 kcal/g (35 kJ/g) [9] и салатрими, които се използват като заместители на намалените калории на мазнини [ 9], имат стойност от 6 kcal/g (25 kJ/g) [3]. Въпреки че цифрата от 9 kcal/g се използва като стандарт в хранителната промишленост като коефициент на преобразуване на мазнините.

Преобразуване на енергия за въглехидрати в САЩ в сравнение с Великобритания и ЕС

Като цяло преобразуването на енергия за хранителни вещества в САЩ е същото, както за Обединеното кралство и Европа. Въглехидратите обаче се изчисляват по различен начин в САЩ от метода „въглехидрати чрез изваждане“ [10]. Получената стойност на „общ въглехидрат“ съдържа захари, нишесте и фибри [10]. За етикетиране на хранителните стойности в ЕС въглехидратите се определят като „наличен въглехидрат“, който не включва фибрен компонент и вместо това се получава чрез изчисляване на сумата на захарите и нишестето в храната [10] .

Заключение

Засега използването на фактори за преобразуване на енергия осигурява метод за оценка на наличния енергиен прием, въпреки че техните ограничения не могат да бъдат пренебрегнати. Обратно, струва си да се разгледа значението на тези недостатъци и приложението им в реалния живот. Въпреки че може да има малки вариации в енергийния добив на храна чрез изчисление спрямо измерване чрез топлина на изгаряне на храна, разликите могат да бъдат толкова малки, че стойностите да станат незначителни.

Препратки

  1. Merrill A, et al. Енергийна стойност на храните: основа и извличане. Вашингтон DC: ARS Министерство на земеделието на САЩ; 1973 г.
  2. Храна и напитки Европа. Ръководство за предоставяне на информация за храните на потребителите (ЕС) № 1169/2011. 2013.
  3. Организация по прехрана и земеделие на ООН. Хранителна енергия - методи за анализ и коефициенти на преобразуване; 2003 г.
  4. Widdowson E. Бележка за изчисляването на енергийната стойност на храните и диетите. В: Paul AA, Southgate DA, eds. Съставът на храните. 4 изд. Ню Йорк. 1978 г.
  5. May ME, et al. Енергийно съдържание на диети с променлив аминокиселинен състав. Am J Clin Nutr. 1990; 52 (5): 770-6.
  6. Sands R. Бърз метод за изчисляване на енергийната стойност на хранителните компоненти. Хранителна технология. 1974: 29-40.
  7. Съвместно FAO/WHO/UNU. Връзката между състава на храната и наличната енергия. Рим. 1981 г.
  8. Ingle DL, et al. Диетична енергийна стойност на триглицеридите със средна верига. Вестник на науката за храните. 1999; 64: 960-3.
  9. Sørensen LB, et al. Ефектът на салатрим, нискокалоричен модифициран триацилглицерол, върху апетита и енергийния прием. Am J Clin Nutr. 2008; 87 (5): 1163-9.
  10. ESHA изследвания. Как се изчисляват въглехидратите в различните страни. 2015 г. [Налично от: https://www.esha.com/how-carbs-are-calculated-in-different-countries/].

Моля, влезте във вашия акаунт в магазина

За да споделите с приятелите си, трябва да влезете, за да можем да потвърдим вашата самоличност и да ви възнаградим за успешни препоръки.