Sildiarhiiv: keemia

Toidukalorite täpsem mõõtmine

Praegu mõõdetakse toidukaloreid, summeerides toidus sisalduvatest süsivesikutest (miinus seedimatu kiudaine), rasvadest ja valkudest saadud energia. Iga komponendi energiasisaldust mõõdetakse pomm-kalorimeetris, mis on kahekestaline anum, kestade vahel vesi, milles on termomeeter, ja sisemise kesta sees põletuskamber. Toit põletatakse kalorimeetri keskel ja vee temperatuuri tõus mõõdab toidu energiasisaldust. Näiteks USA seadus (Nutrition Labeling and Education Act 1990) nõuab toidusiltidel olevate kalorite arvutamist ülaltoodud toidukomponentide kokkuliitmise meetodil (mida kutsutakse Atwateri süsteemiks), mille puhul ei pea iga tootja valku, rasva ja süsivesikuid põletama, vaid peab kasutama järgnevaid keskmisi kalorisisaldusi: rasv 9 kcal/g, valgud ja süsivesikud 4 kcal/g. Need sisaldused mõõdeti paljude katsete keskmisena ülalkirjeldatud kalorimeetris põletamise meetodil.
Probleem selle meetodiga on, et peenestatud ja kuumtöödeldud toidu energiasisaldus on põletamisel sama kui toorel peenestamata toidul, aga viimane imendub seedetraktist organismi oluliselt halvemini. Seega söögist saadud kalorid ja muud toitained võivad kordades erineda toidusildil olevatest. Näiteks raamatu Modernist Cuisine kohaselt (http://sanderheinsalu.com/ajaveeb/?p=817) seedub toorest porgandit närides 3% selles sisalduvast beetakaroteenist, keedetud porgandist 6%, toore porgandi püreest 21% ja keedetud püreest 39%. Kodus lihtsasti kontrollitav näide on maapähklite ja tükkideta 100% maapähklivõi erinev seedumine: peale pähklite põhjalikku närimist on väljaheites ikka heledaid pähklitükikesi näha, aga pähklivõi söömise järgselt mitte. Nendes pähklitükikestes sisalduvad toitained jäid organismil suures osas saamata, sest ainete difusioon kõvast pähklimaterjalist välja on väga aeglane. Veel äärmuslikum näide on, et kui pähkleid (samuti herneid, maisiteri jne) tervelt neelata, ei omasta organism neist peaaegu midagi. Seevastu USDA toitainesisalduse andmebaas (https://ndb.nal.usda.gov/ndb/search/list) näitab maapähklite ja maapähklivõi puhul ligilähedaselt sama kõigi toitainete sisaldust ja energiakogust.
Seedimise efektiivsuserinevust toore ja kuumtöödeldud toidu vahel võtab USDA teatud määral arvesse, korrutades kuumtöödeldud toidu vitamiinisisaldused koefitsientidega (https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/80400525/Data/retn/retn06.pdf). See arvutus on muidugi ebatäpne, sest ei arvesta, kui kaua ja mis temperatuuril on toitu kuumutatud. Näiteks pisut keedetud poolkõvadest riisiteradest omandab organism palju vähem toitaineid (jällegi, kui väljaheites on tükikesi näha, siis neist tükikestest ei imendunud seedimisel eriti midagi) kui püreeks keedetud riisist. Samuti võib võrrelda kikerherneid ja hummust (mis on kikerhernepüree).
Täpsem ja peaaegu sama lihtne toidukalorite mõõtmismeetod oleks koguda teadaolevast toidukogusest seeditud väljaheited, kuivatada ja kalorimeetris põletada, ja siis võrrelda vabanenud soojusenergia hulka sama koguse kuivatatud toidu põletamisega. See diferentsiaal-kalorimeetria võtaks automaatselt arvesse efektiivset või vähemefektiivset närimist, toidu kuumutamist, peenestamist või muud eeltöötlemist. Mida paremini keedetud ja peenestatud toit seedub, seda vähem jääb sinna kehast väljutamise ajaks kaloreid (ja muid toitaineid) järele. Lahutades väljutatud põletuskalorid sissesöödud põletuskaloritest, on tulemuseks organismi imendunud energia.
Selleks, et ühe toidu kalorisisaldust ülaltoodud viisil mõõta, peab sellest toidust tekkinud väljaheite selle toiduga vastavusse viima. Üks viis on, et katseloom või inimene sööb päeva või paar järjest ühte ja sama toitu, nii et katseperioodi lõpuks ei segune väljaheites mitu erinevat sööki. Teine viis on määrata, mis ajal söödud toit millisel ajal väljub. Näiteks võib igale söögikorrale lisada erinevat (toitainevaest) toiduvärvi või raskestiseeduvaid tükikesi nagu amarantiterad või millimeetrised porgandikillud. Värvi või tükikesi on väljaheites näha ja nende abil saab määrata seedimise kestuse. Siis saab eraldada eri toitudest tekkinud ekskremendid ja neid ükshaaval mõõta.
Kuivatamise ja põletamise saaks tõenäoliselt asendada ka põhjaliku jahvatamise ja siis aeroobse fermenteerimisega süsihappegaasiks ja veeks, aga see meetod võtab vist kauem aega.