Fyziologická výhrevnosť - biológia
The fyziologická výhrevnosť potravy označuje špecifickú energiu, ktorá sa môže dostať k dispozícii v tele organizmu, keď je metabolizovaný (bunkové dýchanie). Energetické úsilie, ktoré pre to musí telo vyvinúť, sa na druhej strane neberie do úvahy; sú to teda hrubé hodnoty.
Fyziologická výhrevnosť je všeobecne nižšia ako fyzikálna výhrevnosť pre úplné spálenie v plameni.
Na nutričnom označení EÚ sú informácie v kJ (kilojoulov) na 100 g alebo na tekuté jedlá v kJ na 100 ml v uvedenom poradí; sú dodatočne kJ na porciu je povolené za predpokladu, že je výrobok rozdelený na časti alebo je uvedená predpokladaná veľkosť dávky. Okrem toho musia byť zodpovedajúce hodnoty uvedené aj v neaktuálnej jednotkovej kalórii, ktorá sa stále čiastočne používa vo vede o výžive, vždy s kcal (Kilokalórie) kJ. [1]
Stanovenie fyziologických výhrevností
V praxi vyvstáva otázka, ako je možné určiť výhrevnosť pre výrobky každodennej potreby. Na určenie termodynamická výhrevnosť používa sa bombový kalorimeter, v ktorom sa jedlo spaľuje na popol. Pre fyziologická výhrevnosť Od výsledku sa odpočíta odhadovaná výhrevnosť natrávených zvyškov.
Fyzikálna výhrevnosť je teda niečo, čo sa dá objektívne určiť; Odhadovaná výhrevnosť strávených zvyškov však závisí od jednotlivca. Hodnota určená kalorimetrom je energia, ktorá sa uvoľní pri premene príslušnej látky na kyslík.
Kalorická hodnota strávených zvyškov sa odhaduje takto: ako základ sa berie priemerné trávenie pri priemernej strave, potom sa odhaduje časť exkrementov, ktoré pochádzajú z určitej potraviny. V opačnom prípade by ste museli vylučovať všetky črevné baktérie v ňom obsiahnuté (asi 30%), ako aj črevné bunky, ktoré boli tiež olúpané. Potom by ste mohli spáliť zvyšok v kalorimetri a odpočítať hodnotu od fyzickej výhrevnosti sledovanej potraviny.
Fyziologická výhrevnosť je pre človeka iba hrubým vodítkom. Rolu hrá individuálny tráviaci systém. Ani pre jednu osobu neplatia žiadne všeobecné hodnoty; tráviaci systém je rôzne efektívny z hľadiska času a jedla. Okrem toho zloženie potravín niekedy podlieha značným prírodným výkyvom. Údaje o výhrevnosti sú preto iba približným priblížením konkrétnej energie skutočne extrahovanej v konkrétnom prípade.
Extrémnym príkladom rozdielu medzi tepelnou a fyziologickou výhrevnosťou by bola spotreba brikety z čierneho uhlia, ktorá má veľmi vysokú výhrevnosť v bombovom kalorimetri, ale ktorá sa vylučuje z ľudského tela nestrávená. Podobná situácia je aj pri konzumácii celulózy, ktorú ľudské telo - na rozdiel od prežúvavcov - nedokáže rozložiť.
Vzťah k ľudskému organizmu
Údaj o výhrevnosti potravín nezohľadňuje určité energetické zložky, napríklad tepelnú, ktorá závisí od teploty. Ľudské telo nemôže z vody získať žiadnu energiu, ktorú by bolo možné priamo použiť na metabolizmus. Toto jedlo má preto pre človeka vždy kalorickú hodnotu bez ohľadu na teplotu nulovú, aj keď má teplá voda viac energie ako studená voda. Naproti tomu v kalorimetrii sú to práve tieto rozdiely, ktoré sú vyjadrené pomocou rovnakých jednotiek, ktoré sa používajú pre fyziologickú výhrevnosť.
Ostatné živé bytosti, ako napríklad baktérie alebo prežúvavce, môžu získavať energiu z rôznych zložiek potravy, ktoré sú pre človeka nepoužiteľné, pretože ich metabolické procesy sa líšia od procesov ľudí. Tieto látky sú tiež známe ako vláknina v ľudskom tráviacom systéme. Celulóza je pre človeka nestráviteľná, a preto pre ňu nemá žiadnu výhrevnosť. Na druhej strane prežúvavci môžu využiť bachorové mikróby na získanie energie pre svoj metabolizmus z celulózy. Informácie o výhrevnosti potravín by sa preto mali vnímať iba vo vzťahu k zvláštnostiam ľudského metabolizmu.
Pojem výhrevnosť vo výžive
Pojem výhrevnosť pre potraviny sa nemá chápať v priamom zmysle slova, pretože jedlo sa v organizme „nespaľuje“. Koncept množstva tepla a s ním spojenej výhrevnosti vznikol pred 20. storočím a bol použitý na popísanie premeny energie predovšetkým u parných strojov na ohrev vody. Na vykurovanie sa používajú spaľovacie procesy (oxidácia) zodpovedajúcich palivových materiálov, ako je drevo alebo uhlie. Na druhej strane, živé bytosti a ľudia majú úplne iný spôsob výroby energie ako parné stroje: Potraviny sa nespaľujú a na dosiahnutie mechanickej práce sa používa tepelná rozťažnosť, ale metabolizmus v bunkách ich premieňa na chemicky oveľa zložitejšie procesy. Premeny a výroba energie sa z väčšej časti uskutočňujú v niekoľkých stupňovitých fázach; vzniká len malé množstvo odpadového tepla. Účinnosť tejto výroby energie je tiež výrazne vyššia ako pri výrobe tepelnej energie a jej hornej hranici v Carnotovom procese - najmä keď sa vezme do úvahy malý teplotný rozdiel medzi teplotou tela 37 ° C a obvyklými teplotami okolia.
Prvé systematické štúdie o fyziologickej výhrevnosti výživných látok sa uskutočňovali na konci 19. a na začiatku 20. storočia [2] .
V prípade katalytickej oxidácie (spaľovania) podiel vody, ktorý sa zohľadňuje vo výhrevnosti, neprekáža, iba znižuje podiel oxidovateľnej hmoty. Preto je napríklad výživová hodnota jablka s vysokým obsahom vody nižšia ako v prípade hranoliek.
Kritika expresivity a použitia
Z dôvodu uvedených nepresností je sporné, do akej miery je vôbec fyziologická výhrevnosť zmysluplná, napríklad pri diétach. Stručná kritika: Dokonca aj fyzická výhrevnosť určitej potraviny je v jednotlivých prípadoch veľmi odlišná, v závislosti od podmienok pestovania, spracovania atď. Pomery vylučované trávením po konzumácii sa iba odhadujú a od človeka k človeku sa veľmi líšia. Zvyšok sa nespaľuje v tele, ale štiepi sa rôznymi spôsobmi (často s uvoľňovaním energie) a naopak sa znova zhromažďuje (s využitím energie), niekedy sa vylučuje aj močom. Významné časti potravy sa nepoužívajú vôbec energeticky, ale slúžia ako stavebné kamene v tele.
Spolu s tým teda nemožno vedecky odvodiť kritiku, fyziologickú výhrevnosť, ktorá platí pre každého, aj keď je to možné z polovice. A čo viac, súčasné údaje, ktoré sa často veľmi líšia od zdroja k zdroju, neumožňujú vyvodiť závery o metabolizme tukov. Okrem toho sa spotreba energie človeka, napríklad pri určitých fyzických činnostiach, veľmi líši od prípadu k prípadu. Celkovo je akýkoľvek „výpočet kalórií“ skôr šarlatánstvom alebo ziskom ako vážna veda. [3]
Obrat energie
Množstvo energie, ktoré ľudské telo potrebuje denne na udržanie svojej funkcie v úplnom pokoji, sa nazýva bazálny metabolizmus. Orientačnú hodnotu je možné nastaviť na 100 kJ za deň a kg telesnej hmotnosti, t. J. 7000 kJ (okolo 1,9 kWh) za deň pre osobu s hmotnosťou 70 kg - o niečo menej pre ženy ako pre mužov. Výdaj energie závisí vo veľkej miere od jednotlivca, jeho fyzickej veľkosti, stavu, fyzickej aktivity a teploty okolia. Táto hodnota sa môže pri fyzickej námahe prostredníctvom športu alebo fyzickej práce takmer zdvojnásobiť. Extrémne hodnoty sa dosahujú s vrcholovými športovcami (napr. Cyklistami počas Tour de France) alebo pri práci s extrémnymi požiadavkami na termoreguláciu (napr. Na vysokých peciach).
Pečeňové a kostrové svaly tvoria najväčší podiel bazálneho metabolizmu v ľudskom tele, každý s asi 26%, nasledovaný mozgom s 18%, srdcom s 9% a obličkami so 7%. Zvyšných 14% pripadá na zvyšok organizmu.
Energetické potreby človeka
Energetická potreba závisí od základného a výkonového metabolizmu, ktorý sa líši v závislosti od veku, pohlavia a ďalších faktorov. Podľa FAO je priemerná energetická potreba ženy vo veku od 20 do 30 rokov - s hmotnosťou 55 kg a miernou fyzickou aktivitou - 10 090 kJ (2 410 kilokalórií) denne. Pre muža vo veku od 20 do 25 rokov - s hmotnosťou 68 kg a miernou fyzickou aktivitou - je energetická náročnosť 13 000 kJ (3 105 kilokalórií). [4]
Výhrevná tabuľka
| bochník | 0 795-1045 | 190-250 |
| Cestoviny, ryža (nevarené) | 1465 | 350 |
| Zemiaky, kukurica, fazuľa, šošovica (suché) | 0 315-630 | 0 75 - 150 |
| Zelenina (surová) | 0 105-167 | 0 25-40 |
| Mäso (surové) | 0 835-1130 | 200-270 |
| Ryba (surová) | 0 335-835 | 0 80-200 |
| Kuracie vajce | 0 627 | 150 |
| Oleje | 3430-3810 | 820-910 |
| Včelí med | 1390 | 332 |
| Kakao (mierne naolejované) | 1885 | 450 |
| Mlieko (v závislosti od obsahu tuku) | 0 193-268 | 0 46-64 |
| Cola/limonáda | 0 188-250 | 0 45-60 |
| ovocný džús | 0 167-230 | 0 40-55 |
| Pivo (čapované) | 0 200 | 0 48 |
| Ovocie/bobule | 0 188-272 | 0 45-65 |
| banán | 0 400 | 0 95 |
| orechy | 2090-2635 | 500-630 |
| koláč | 1255-1885 | 300-450 |
| Mliečna čokoláda | 2345 | 560 |
| Ovocné gumy (gumené medvede) | 1255-1465 | 300 - 350 |
Poznámka: Kolísanie výhrevnosti v rámci kategórie je niekedy podstatne väčšie. Toto je hrubý prehľad založený na bežných potravinách. Je tiež potrebné poznamenať, že výhrevnosť môže významne kolísať v dôsledku výroby, spracovania a stupňa zrelosti prírodných produktov. Okrem toho sa špecifická výhrevnosť tiež líši od človeka k človeku, pretože trávenie neextrahuje presne to isté množstvo energie z určitej potraviny u každého človeka.
Informácie o výhrevnosti na výživovom štítku EÚ
Označenie výživovej hodnoty EÚ neuvádza kalorickú hodnotu potraviny meranú bombovým kalorimetrom (pozri vyššie). Kalorické hodnoty zložiek potravy (tuky, sacharidy, bielkoviny atď.) Sa skôr spočítavajú podľa ich podielu v potrave. Výhrevnosť príslušných zložiek (pozri tabuľku nižšie) sú definované v článku 5 ods. 1 usmernení o nutričnom označovaní potravín [1].
| sacharidy | 17 | 4 |
| Viacsýtne alkoholy (polyoly) | 10 | 2.4 |
| bielkoviny | 17 | 4 |
| tučný | 37 | 9 |
| Etanol (alkohol) | 29 | 7. |
| Organické kyseliny | 13 | 3 |
| Salatrims (nízkokalorický tuk, „molekuly acyl triglyceridu s krátkym a dlhým reťazcom“) | 25 | 6. |
| Vlákno | 8. | 2 |
| Erytritol | 0 | 0 |
Upozorňujeme, že tieto dve hodnoty sú zaokrúhlené oddelene, a preto vedú k aritmetickým pomerom 4,0 (vláknina) k 4,333 (organické kyseliny) kJ/kcal - rozsah, ktorý jasne prevyšuje rozličné definície kalórií. V závislosti od zloženia poskytujú informácie o výrobkoch často dve veľmi odlišné energetické hodnoty, aj keď 3 až 4-miestne čísla naznačujú vysoký stupeň presnosti.
Spotreba energie ako ukazovateľ prosperity
Podľa spotreby energie v potravinách na obyvateľa sa dá zistiť, aká dobrá je potravinová situácia v regióne. Môže to byť teda ukazovateľ prosperity pre klasifikáciu štátov.
Záporná výhrevnosť
O niektorých potravinách, najmä o rôznych druhoch zeleniny, sa niekedy tvrdí, že majú negatívnu výhrevnosť, pretože telo by pri konzumácii spotrebovalo viac energie na trávenie, ako by ich absorbovalo. Úsilie, ktoré musí telo vynaložiť na príjem potravy a jej využitie, je, samozrejme, pri určovaní fyziologických výhrevností úplne ignorované; ide teda o hrubú informáciu. V tomto ohľade nemôžu vznikať žiadne záporné výhrevnosti, aj keď by energetický prínos pre organizmus mal byť v jednotlivých prípadoch negatívny.
Studená voda sa tiež uvádza ako príklad zápornej výhrevnosti, pretože telo musí vyrábať energiu na ohrev studenej vody, ktorá bola vypitá na teplotu tela. Napríklad na privádzanie jedného litra vody z vodovodu pri teplote 12 ° C až 37 ° C je potrebných 105 kJ. V závislosti na okolitej teplote a aktivite nemusí telo nevyhnutne generovať toto ďalšie množstvo tepla, ale môže naopak znižovať odvod tepla do okolia znížením prietoku krvi do vonkajších vrstiev kože (termoregulácia).