Fiziológiai fűtőérték - biológia
A fiziológiai fűtőérték az élelmiszer azt a fajlagos energiát jelöli, amely a szervezet anyagában metabolizálódva elérhetővé válik (sejtlégzés). Azt az energetikai erőfeszítést, amelyet a testnek ennek érdekében meg kell tennie, nem veszik figyelembe; tehát bruttó értékek.
A fiziológiai fűtőérték általában alacsonyabb, mint a lángban történő teljes égés fizikai fűtőértéke.
Az EU tápértékjelölésében a kJ (kilojoule)/100 g vagy folyékony élelmiszerekhez kJ/100 ml illetőleg; továbbá kJ adagonként megengedett, feltéve, hogy a terméket adagolják, vagy feltüntetik a feltételezett adagméretet. Ezenkívül a megfelelő értékeket meg kell adni az elavult kalóriatartalomban is, amelyet továbbra is részben használnak a táplálkozástudományban, minden esetben kcal (Kilokalória) helyett kJ. [1]
Fiziológiai fűtőértékek meghatározása
A gyakorlatban felmerül a kérdés, hogy hogyan lehet meghatározni a fűtőértékeket a mindennapi termékeknél. A termodinamikai fűtőérték bomba kalorimétert használnak, amelyben az ételt hamuvá égetik. A fiziológiai fűtőérték az emésztett maradványok becsült fűtőértékét kivonjuk az eredményből.
A fizikai fűtőérték tehát objektíven meghatározható; az emésztett maradványok becsült fűtőértéke azonban az egyes élőlényektől függ. A kaloriméter által meghatározott érték az az energia, amely felszabadul, amikor a megfelelő anyag oxigénnel átalakul.
Az emésztett maradványok fűtőértékét a következőképpen becsüljük meg: egy átlagos emésztést és egy átlagos étrendet veszünk alapul, majd megbecsüljük az ürüléknek azt a részét, amely egy bizonyos ételből származik. Ellenkező esetben ki kell választania az összes benne lévő bélbaktériumot (kb. 30%), valamint a szintén lecsupaszított bélsejteket. Ezután a többit elégetheti a kaloriméterben, és levonhatja az értéket az érdeklődésre számot tartó élelmiszer fizikai fűtőértékéből.
A fiziológiás fűtőérték csak durva útmutató az emberek számára. Az egyéni emésztőrendszer játszik szerepet. Egyetlen emberre sem vonatkoznak általános értékek; az emésztőrendszer idő és étel szempontjából másképp hatékony. Ezenkívül az ételek összetétele néha jelentős természetes ingadozásoknak van kitéve. A fűtőértékek tehát csak durván közelítik az egyedi esetben ténylegesen kinyert fajlagos energiát.
A termikus és fiziológiai fűtőérték közötti különbség extrém példája egy kemény szénbrikett fogyasztása lehet, amelynek nagyon magas a fűtőértéke a bombakaloriméterben, de emésztetlenül távozik az emberi testből. Hasonló a helyzet a cellulóz fogyasztása során, amelyet az emberi test - kérődzőktől eltérően - nem tud lebontani.
Kapcsolat az emberi organizmussal
Az ételek fűtőértékének feltüntetése nem vesz figyelembe bizonyos energia-összetevőket, például a hőenergiát, amely a hőmérséklettől függ. Az emberi test nem nyerhet olyan energiát, amely közvetlenül felhasználható lenne az anyagcseréhez a vízből. Ennek az ételnek ezért a hőmérséklettől függetlenül az ember fűtőértéke mindig nulla, annak ellenére, hogy a meleg víz több energiát tárol, mint a hideg víz. Ezzel szemben a kalorimetriában pontosan ezeket a különbségeket fejezik ki ugyanazokkal az egységekkel, amelyeket a fiziológiai fűtőértékhez használnak.
Más élőlények, például baktériumok vagy kérődzők, energiát nyerhetnek különféle élelmiszer-összetevőkből, amelyek az ember számára használhatatlanok, mivel anyagcsere-folyamataik eltérnek az emberekétől. Ezeket az anyagokat emésztőrendszerként is ismerik az emberi emésztőrendszerben. A cellulóz az ember számára emészthetetlen, ezért számukra nincs fűtőértéke. A kérődzők viszont a bendő mikrobáival energiát nyerhetnek anyagcseréjükhöz a cellulózból. Az élelmiszerek fűtőértékére vonatkozó információkat ezért csak az emberi anyagcsere sajátosságainak összefüggésében szabad szemlélni.
A fűtőérték fogalma a táplálkozásban
Az étel fűtőértékének fogalma nem értendő a szó közvetlen értelmében, mert az étel nem "ég meg" a szervezetben. A hőmennyiség és a hozzá tartozó fűtőérték kifejezés a 20. század előtt keletkezett, és elsősorban a gőzgépek vízmelegítéssel történő energiaátalakításának leírására használták. A fűtéshez a megfelelő tüzelőanyagok, például fa vagy szén égési eljárásait (oxidációját) használják. Másrészt az élőlények és az emberek teljesen más módon termelik az energiát, mint a gőzgépek: Az ételt nem égetik el, és a hőtágulást használják a mechanikai munka előállításához, de a sejtekben zajló anyagcsere kémiailag sokkal összetettebb folyamatokká alakítja. Az átalakítások és az energiatermelés többnyire több, szakaszos szakaszban zajlik; csak kis mennyiségű hulladékhő keletkezik. Ennek az energiatermelésnek a hatékonysága szintén jelentősen magasabb, mint a hőenergia-termelésnél, és annak felső határa a Carnot-folyamatban - különösen, ha figyelembe vesszük a testhőmérséklet 37 ° C és a szokásos környezeti hőmérséklet közötti kicsi hőmérséklet-különbséget.
A tápanyagok élettani fűtőértékének első szisztematikus vizsgálatát a 19. század végén és a 20. század elején végezték el [2]. .
Katalitikus oxidáció (égés) esetén a víz fűtőértékében figyelembe vett aránya nem avatkozik be, csupán csökkenti az oxidálható tömeg arányát. Ezért például a magas víztartalmú alma tápértéke alacsonyabb, mint a sült krumplié.
Az expresszivitás és a használat kritikája
Az említett pontatlanságok miatt ellentmondásos, hogy az élettani fűtőérték egyáltalán mennyire értelmes, például a diéták esetében. Dióhéjban a kritika: Még egy adott étel fizikai fűtőértéke is nagyon eltérő az egyes esetekben, a termesztési körülményektől, a feldolgozástól stb. Függően. A többit nem égetik el a testben, hanem sokféle módon lebontják (gyakran az energia felszabadulásával), és fordítva, újra összeszerelik (energia felhasználásával), néha a vizelettel is kiválasztódnak. Az étel jelentős részeit egyáltalán nem energetikailag használják, hanem építőelemként használják a testben.
Összességében elmondható, hogy a kritika szerint egy mindenki számára érvényes, akár félig hihető fiziológiai fűtőérték tudományos szempontból egyáltalán nem vezethető le. Sőt, a jelenlegi adatok, amelyek forrásonként gyakran nagy eltéréseket mutatnak, nem engednek következtetéseket levonni a zsíranyagcseréről. Ezenkívül az ember energiafogyasztása, például bizonyos fizikai tevékenységek esetében, esetenként nagyon eltérő. Összességében elmondható, hogy minden "kalóriaszámítás" inkább veszekedés vagy haszonszerzés, mint komoly tudomány. [3]
Energiaforgalom
Azt az energiamennyiséget, amelyre az emberi testnek naponta szüksége van ahhoz, hogy teljes nyugalomban működjön, bazális anyagcserének nevezzük. Irányadó értékként napi 100 kJ és testtömeg-kg állítható be, azaz 7000 kJ (körülbelül 1,9 kWh) naponta egy 70 kg-os személy esetében - a nőknél valamivel kevesebb, mint a férfiaknál. Az energiafelhasználás nagymértékben függ az egyéntől, fizikai méretétől, állapotától, fizikai aktivitásától és a környezeti hőmérséklettől. Ez az érték szinte megduplázódhat a fizikai erőfeszítések során sport vagy fizikai munka révén. A legmagasabb értékeket a legjobb sportolók (pl. Kerékpárosok a Tour de France alatt) vagy a hőszabályozással szemben támasztott rendkívüli követelmények esetén érik el (pl. Kohókon).
A máj és a vázizmok teszik ki az emberi szervezetben a bazális anyagcsere arányának legnagyobb részét (körülbelül 26% -kal), ezt követi az agy 18% -kal, a szív 9% -kal és a vese 7% -kal. A fennmaradó 14% -ot a szervezet többi része teszi ki.
Az emberi energiaigény
Az energiaigény az alap- és a teljesítmény-anyagcserétől függ, amelyek kortól, nemtől és egyéb tényezőktől függően változnak. A FAO szerint egy 20 és 30 év közötti - 55 kg súlyú és mérsékelt fizikai aktivitású - nő átlagos energiaigénye napi 10 090 kJ (2410 kilokalória). Egy 20-25 év közötti - 68 kg súlyú és mérsékelt fizikai aktivitású - férfi energiaigénye 13 000 kJ (3105 kilokalória). [4]
Fűtőérték-táblázat
| cipó | 0 795-1045 | 190-250 |
| Tészta, rizs (nyers) | 1465 | 350 |
| Burgonya, kukorica, bab, lencse (száraz) | 0 315-630 | 0 75-150 |
| Zöldségek (nyers) | 0 105-167 | 0 25–40 |
| Hús (nyers) | 0 835-1130 | 200-270 |
| Hal (nyers) | 0 335-835 | 0 80-200 |
| Tyúk tojás | 0 627 | 150 |
| Olajok | 3430-3810 | 820-910 |
| Méh édesem | 1390 | 332 |
| Kakaó (kissé olajtalanítva) | 1885 | 450 |
| Tej (zsírtartalmától függően) | 0 193-268 | 0 46-64 |
| Kóla/limonádé | 0 188-250 | 0 45-60 |
| gyümölcslé | 0 167–230 | 0 40-55 |
| Sör (pils) | 0 200 | 0 48 |
| Gyümölcs/bogyós gyümölcsök | 0 188-272 | 0 45-65 |
| banán | 0 400 | 0 95 |
| diófélék | 2090-2635 | 500-630 |
| torta | 1255-1885 | 300-450 |
| Tejcsokoládé | 2345 | 560 |
| Gyümölcsmézga (gumicukor) | 1255-1465 | 300-350 |
Megjegyzés: A fűtőértékek ingadozásai egy kategórián belül néha lényegesen nagyobbak. Ez egy átfogó áttekintés a közös ételek alapján. Azt is meg kell jegyezni, hogy a fűtőérték jelentősen ingadozhat a természetes termékek gyártásának, feldolgozásának és érettségi fokának köszönhetően. Ezenkívül a fajlagos fűtőérték személyenként is eltér, mivel az emésztés nem minden embernél ugyanannyi energiát nyer ki egy bizonyos ételből.
A fűtőértékre vonatkozó információk az EU tápértékjelzésében
Az EU tápértékjelölése nem jelzi az élelmiszer fűtőértékét, amelyet bomba kaloriméterrel mérnek (lásd fent). Inkább az élelmiszer alkotóelemeinek (zsír, szénhidrát, fehérje stb.) Fűtőértékét adják hozzá az ételben való arányuk szerint. A megfelelő összetevők fűtőértékeit (lásd az alábbi táblázatot) az élelmiszerek tápértékjelölésére vonatkozó iránymutatások [1] 5. cikkének (1) bekezdése határozza meg.
| szénhidrátok | 17-én | 4 |
| Többértékű alkoholok (poliolok) | 10. | 2.4 |
| fehérje | 17-én | 4 |
| zsír | 37 | 9. |
| Etanol (alkohol) | 29. | 7. |
| Szerves savak | 13. | 3 |
| Szalatrimok (alacsony kalóriatartalmú zsír, "rövid és hosszú láncú acil-triglicerid molekulák") | 25-én | 6. |
| Rost | 8. | 2 |
| Eritrit | 0 | 0 |
Felhívjuk figyelmét, hogy a két értéket külön-külön kerekítik, ezért 4,0 (rost) és 4,333 (szerves savak) kJ/kcal aritmetikai arányát eredményezik - ez a tartomány egyértelműen meghaladja a kalória különböző meghatározásait. Összetételtől függően a termékekre vonatkozó információk gyakran két nagyon eltérő energiaértéket adnak, bár a 3-4 jegyű számok nagyfokú pontosságra utalnak.
Az energiafogyasztás mint a jólét mutatója
Az egy főre eső élelmiszerek energiafogyasztása felhasználható arra, hogy meghatározzuk, mennyire jó az élelmiszer-helyzet egy régióban. Ezért az államok osztályozásához a jólét mutatója lehet.
Negatív fűtőérték
Egyes ételek, különösen a különféle zöldségek, néha azt állítják, hogy fűtőértékük negatív, mert a test több energiát használna fel az emésztéshez, ha elfogyasztja, mint amennyit abszorbeál. Valójában azonban a test táplálékfelvételére és annak felhasználására irányuló erőfeszítéseket definíció szerint teljesen figyelmen kívül hagyják a fiziológiai fűtőértékek meghatározása során; ezért durva információról van szó. Ebben a tekintetben nem fordulhat elő negatív fűtőérték, még akkor sem, ha a test energetikai előnyeinek egyes esetekben negatívnak kell lenniük.
A hideg vizet a negatív fűtőérték egyik példájaként is említik, mert a testnek energiát kell termelnie az itatott hideg víz testhőmérsékletre történő felmelegítésére. Például 105 kJ szükséges egy liter csapvíz 12 ° C-on 37 ° C-ra való elhozásához. A környezeti hőmérséklettől és aktivitástól függően a testnek nem feltétlenül kell előállítania ezt a további hőmennyiséget, ehelyett a külső bőrrétegek véráramának csökkentésével csökkentheti a környezetbe történő hőelvezetést (hőszabályozás).