Физиологична калоричност - биология
The физиологична калоричност на храната показва специфичната енергия, която може да бъде предоставена в тялото на организма, когато се метаболизира (клетъчно дишане). От друга страна, енергийните усилия, които тялото трябва да положи за това, не се вземат предвид; така че те са брутни стойности.
Физиологичната калоричност обикновено е по-ниска от физическата калоричност при пълно изгаряне в пламък.
В етикета на хранителната стойност на ЕС информацията в kJ (килоджаули) на 100 g или за течни храни в kJ на 100 ml съответно; са допълнително kJ на порция разрешено, при условие че продуктът се порционира или се посочва предполагаемият размер на порцията. В допълнение, съответните стойности трябва да бъдат посочени и в остарялата единица калории, която все още се използва частично в хранителната наука, във всеки случай с ккал (Килокалории) вместо това kJ. [1]
Определяне на физиологичните калорични стойности
На практика възниква въпросът как могат да се определят калоричните стойности за ежедневните продукти. За да се определи термодинамична калоричност използва се бомбен калориметър, при който храната се изгаря до пепел. За физиологична калоричност изчислената калоричност на усвоените остатъци се изважда от резултата.
Следователно физическата калоричност е нещо, което може да се определи обективно; обаче, очакваната калоричност на усвоените останки зависи от индивидуалното живо същество. Стойността, определена от калориметъра, е енергията, която се отделя, когато съответното вещество се преобразува с кислород.
Калоричността на усвоените останки се изчислява, както следва: за основа се взема средно храносмилане със средна диета, след което се оценява частта от екскрементите, която идва от определена храна. В противен случай ще трябва да отделите всички чревни бактерии, съдържащи се в него (приблизително 30%), както и чревни клетки, които също се отлепват. След това можете да изгорите останалото в калориметъра и да извадите стойността от физическата калоричност на интересуващата я храна.
Физиологичната калоричност е само грубо ръководство за хората. Индивидуалната храносмилателна система играе роля. Общи стойности не се прилагат и за един човек; храносмилателната система е различно ефективна по отношение на времето и храната. В допълнение, съставът на храната понякога е подложен на значителни естествени колебания. Следователно стойностите на калоричността представляват само грубо приближение на действително извлечената специфична енергия в отделния случай.
Краен пример за разликата между топлинната и физиологичната калоричност би била консумацията на брикет от твърди въглища, който има много висока калоричност в калориметъра на бомбата, но който се отделя от човешкото тяло неразградено. Подобна е ситуацията и при консумация на целулоза, която човешкото тяло - за разлика от преживните животни - не може да разгради.
Връзка с човешкия организъм
Посочването на калоричността на храната не отчита определени енергийни компоненти, като топлинна енергия, която зависи от температурата. Човешкото тяло не може да получи никаква енергия, която да се използва директно за метаболизма от водата. Следователно тази храна винаги има нулева калоричност за хората, независимо от температурата, въпреки че топлата вода има повече запасена енергия от студената. За разлика от това, в калориметрията именно тези разлики се изразяват с помощта на същите единици, които се използват за физиологичната калоричност.
Други живи същества, като бактерии или преживни животни, могат да получават енергия от различни хранителни компоненти, които са неизползваеми за хората, тъй като техните метаболитни процеси се различават от тези на хората. Тези вещества се наричат още фибри в храносмилателната система на човека. Целулозата е несмилаема за хората и следователно няма калоричност за тях. Преживните животни, от друга страна, могат да използват микробите на червея, за да получат енергия за метаболизма си от целулозата. Следователно информацията за калоричността на храната трябва да се разглежда само във връзка със спецификата на човешкия метаболизъм.
Понятие за калоричността в храненето
Понятието калоричност за храната не трябва да се разбира в прекия смисъл на думата, защото храната не се „изгаря“ в организма. Терминът за количеството топлина и свързаната с него калоричност е възникнал преди 20-ти век и е бил използван за описване на преобразуването на енергия предимно на парните машини чрез нагряване на вода. За отопление се използват горивни процеси (окисляване) на подходящи горивни материали като дърва или въглища. От друга страна, живите същества, както и хората, имат напълно различен начин за генериране на енергия от парните машини: Храната не се изгаря и се използва термично разширение за постигане на механична работа, но метаболизмът в клетките я превръща в много по-сложни химически процеси. В по-голямата си част преобразуванията и генерирането на енергия се извършват на няколко етапа; генерира се само малко количество отпадъчна топлина. Ефективността на това генериране на енергия също е значително по-висока, отколкото при генерирането на топлинна енергия и нейната горна граница в процеса на Карно - особено когато се има предвид малката температурна разлика между телесната температура от 37 ° C и обичайните температури на околната среда.
Първите систематични проучвания за физиологичната калоричност на хранителните вещества са проведени в края на 19/началото на 20 век [2] .
В случай на каталитично окисляване (изгаряне), съдържанието на вода, което калоричността отчита, не пречи, а само намалява количеството на окисляемата маса. Следователно, хранителната стойност на ябълката с високото съдържание на вода е по-ниска от тази на пържените картофи.
Критика на изразителност и употреба
Поради споменатите неточности е спорно до каква степен физиологичната калоричност е изобщо значима, например за диети. Критиката накратко: Дори физическата калоричност на определена храна е много различна в отделните случаи, в зависимост от условията на отглеждане, обработка и т.н. Частите, отделяни чрез храносмилане след консумация, се изчисляват и варират значително в зависимост от човек. Останалото не се изгаря в тялото, но се разгражда по най-различни начини (често с освобождаване на енергия) и обратно, отново се сглобява (с използване на енергия), понякога също се отделя с урината. Значителни части от храната изобщо не се използват енергийно, а се използват като градивни елементи в тялото.
Взети заедно, така че критиката, физиологична калоричност, която е валидна за всички, дори наполовина правдоподобна, изобщо не може да бъде научно извлечена. Още повече, че настоящите цифри, които често се различават силно от източник до източник, не позволяват да се правят заключения относно метаболизма на мазнините. Освен това консумацията на енергия на човек, например за определени физически дейности, варира значително в отделни случаи. Като цяло всяко „изчисляване на калории“ е по-скоро шарлатанство или печалба, отколкото сериозна наука. [3]
Енергиен оборот
Количеството енергия, от което човешкото тяло се нуждае на ден в пълна почивка, за да поддържа своята функция, се нарича базална скорост на метаболизма. Като ориентир могат да се използват 100 kJ на ден и kg телесна маса, т.е. 7000 kJ (около 1,9 kWh) на ден за човек с тегло 70 kg - малко по-малко за жените, отколкото за мъжете. Разходът на енергия зависи в голяма степен от индивида, неговия физически размер, състояние, физическа активност и околната температура. Тази стойност може почти да се удвои по време на физическо натоварване чрез спорт или физическа работа. Екстремни стойности се постигат при най-добрите спортисти (напр. Колоездачи по време на Тур дьо Франс) или при работа с екстремни изисквания за терморегулация (напр. На доменни пещи).
Черният дроб и скелетните мускули представляват най-голям дял от основния метаболизъм в човешкото тяло с около 26% всеки, следван от мозъка с 18%, сърцето с 9% и бъбреците със 7%. Останалите 14% се дължат на останалата част от организма.
Енергийни нужди на хората
Потребността от енергия зависи от основния метаболизъм и ефективността, които варират в зависимост от възрастта, пола и други фактори. Според ФАО средните енергийни нужди на жена на възраст между 20 и 30 години - с тегло 55 кг и умерена физическа активност - са 10 090 kJ (2410 килокалории) на ден. За мъж на възраст между 20 и 25 години - с тегло 68 кг и умерена физическа активност - енергийните нужди са 13 000 kJ (3 105 килокалории). [4]
Таблица за калоричност
| питка | 0 795-1045 | 190-250 |
| Паста, ориз (суров) | 1465 | 350 |
| Картофи, царевица, боб, леща (суха) | 0 315-630 | 0 75-150 |
| Зеленчуци (сурови) | 0 105-167 | 0 25-40 |
| Месо (сурово) | 0 835-1130 | 200-270 |
| Риба (сурова) | 0 335-835 | 0 80-200 |
| Пилешко яйце | 0 627 | 150 |
| Масла | 3430-3810 | 820-910 |
| Пчелен мед | 1390 | 332 |
| Какао (леко обезмаслено) | 1885 г. | 450 |
| Мляко (в зависимост от съдържанието на мазнини) | 0 193-268 | 0 46-64 |
| Кола/лимонада | 0 188-250 | 0 45-60 |
| плодов сок | 0 167-230 | 0 40-55 |
| Бира (пилс) | 0 200 | 0 48 |
| Плодове/плодове | 0 188-272 | 0 45-65 |
| банан | 0 400 | 0 95 |
| ядки | 2090-2635 | 500-630 |
| торта | 1255-1885 | 300-450 |
| Млечен шоколад | 2345 | 560 |
| Плодови венци (гумени мечки) | 1255-1465 | 300-350 |
Забележка: Колебанията в калорийните стойности в дадена категория понякога са значително по-големи. Това е груб преглед, базиран на обичайните храни. Трябва също да се отбележи, че калоричността може да варира значително поради производството, преработката и степента на зрялост на естествените продукти. В допълнение, специфичната калоричност също се различава от човек на човек, тъй като храносмилането не получава точно същото количество енергия от определена храна във всеки човек.
Информация за калоричността в етикета за хранителна стойност на ЕС
Етикетирането на хранителната стойност на ЕС не показва калоричността на храната, измерена с бомбен калориметър (вж. По-горе). По-скоро калоричните стойности на компонентите на дадена храна (мазнини, въглехидрати, протеини и др.) Се сумират според техния дял в храната. Калоричните стойности на съответните компоненти (вж. Таблицата по-долу) са определени в член 5, параграф 1 от насоките за етикетиране на хранителните вещества на храните [1].
| въглехидрати | 17-ти | 4-ти |
| Многоатомни алкохоли (полиоли) | 10 | 2.4 |
| протеин | 17-ти | 4-ти |
| дебел | 37 | 9 |
| Етанол (алкохол) | 29 | 7-ми |
| Органични киселини | 13 | 3 |
| Salatrims (нискокалорични мазнини, "къси и дълги вериги ацил триглицеридни молекули") | 25-ти | 6-то |
| Фибри | 8-ми | 2 |
| Еритритол | 0 | 0 |
Моля, обърнете внимание, че двете стойности са закръглени поотделно и следователно водят до аритметични съотношения от 4,0 (диетични фибри) до 4,333 (органични киселини) kJ/kcal - диапазон, който ясно надвишава този на различните определения за калории. В зависимост от състава, информацията за продуктите често дава две много различни енергийни стойности, въпреки че 3 до 4-цифрените числа предполагат висока степен на точност.
Потреблението на енергия като показател за просперитет
Потреблението на енергия на храна на глава от населението може да се използва, за да се определи колко добра е ситуацията с храните в даден регион. Следователно това може да бъде индикатор за просперитет за класифициране на държави.
Отрицателна калоричност
За някои храни, особено за различни видове зеленчуци, понякога се твърди, че имат отрицателна калоричност, тъй като тялото би използвало повече енергия за храносмилането, когато се консумира, отколкото поема от тях. Всъщност усилията, които тялото трябва да положи за прием на храна и нейното усвояване, по дефиниция са напълно пренебрегнати при определяне на физиологичните калорични стойности; следователно става въпрос за груба информация. В това отношение не могат да възникнат отрицателни калорични стойности, дори ако енергийната полза за тялото трябва да бъде отрицателна в отделни случаи.
Студената вода също се споменава като пример за отрицателна калоричност, тъй като тялото трябва да генерира енергия, за да затопли студената вода, която е била изпита, до телесна температура. За да донесете един литър чешмяна вода при 12 ° C до 37 ° C, например, са необходими 105 kJ. В зависимост от околната температура и активност, тялото не е задължително да генерира това допълнително количество топлина, но вместо това може да намали разсейването на топлината към околната среда чрез намаляване на притока на кръв към външните слоеве на кожата (терморегулация).