Как определяется калорийность продуктов: научные методы расчета калорий в пище

Что такое калория и почему она важна для здоровья. Как ученые измеряют калорийность продуктов. Какие методы используются для подсчета калорий в пищевых продуктах. Насколько точны указанные на этикетках значения калорийности.

Что такое калория и зачем ее считать

Калория — это единица измерения энергии, содержащейся в пище. На этикетках продуктов питания указывается количество килокалорий (ккал), хотя обычно пишут просто «калории». Одна килокалория — это количество энергии, необходимое для нагрева 1 кг воды на 1°C.

Подсчет калорий помогает людям контролировать потребление энергии и поддерживать здоровый вес. Зная калорийность продуктов, можно более осознанно подходить к составлению своего рациона.

Основные методы определения калорийности продуктов

Бомбовый калориметр

Бомбовый калориметр позволяет напрямую измерить энергетическую ценность пищи. Как работает этот прибор?

Образец продукта помещают в герметичную камеру, окруженную водой
Пищу сжигают, измеряя повышение температуры воды
По изменению температуры рассчитывают количество выделившейся энергии

Этот метод дает точные результаты, но не учитывает особенности усвоения пищи человеческим организмом.

Система 4-9-4 Этуотера

Американский химик Уилбур Этуотер в XIX веке разработал систему косвенного расчета калорийности, известную как 4-9-4. На чем она основана?

Белки и углеводы содержат в среднем 4 ккал/г
Жиры — 9 ккал/г
Алкоголь — 7 ккал/г

Зная содержание белков, жиров и углеводов в продукте, можно рассчитать его калорийность. Например, продукт с 10 г белка и 5 г жира будет иметь 85 ккал (10 х 4 + 5 х 9).

Особенности и ограничения методов подсчета калорий

Насколько точны указанные на этикетках значения калорийности? Есть несколько факторов, которые влияют на точность:

FDA допускает погрешность до 20% для указанных на этикетке значений
Система Этуотера не учитывает индивидуальные особенности усвоения пищи
Для некоторых продуктов (например, орехов) стандартные методы дают неточные результаты

Тем не менее, указанные значения калорийности позволяют ориентировочно оценивать энергетическую ценность продуктов.

Подсчет калорий при физической активности

Современные фитнес-трекеры и тренажеры часто показывают, сколько калорий сжигается во время тренировки. Как они это рассчитывают?

Учитываются персональные данные: возраст, пол, рост, вес
Оценивается базовый уровень метаболизма (BMR)
Рассчитывается дополнительный расход энергии от физической нагрузки

Важно понимать, что эти значения являются приблизительными оценками, а не точными измерениями.

Роль калорий в здоровом питании

Почему важно обращать внимание на калорийность продуктов? Есть несколько причин:

Помогает контролировать потребление энергии и поддерживать здоровый вес
Позволяет более осознанно составлять сбалансированный рацион

Дает представление об энергетической плотности разных продуктов

При этом калории — не единственный показатель пищевой ценности. Важно также учитывать содержание витаминов, минералов и других полезных веществ.

Различия в калорийности и насыщаемости продуктов

Почему некоторые продукты быстрее вызывают чувство насыщения, чем другие? Это связано с несколькими факторами:

Белки и жиры дольше перевариваются, чем углеводы
Продукты с высоким содержанием клетчатки более объемны
Вода в составе пищи увеличивает объем без добавления калорий

Поэтому диета с высоким содержанием белка может быть более сытной при меньшей калорийности, чем богатая углеводами.

Перспективы развития методов определения калорийности

Какие изменения могут произойти в области подсчета калорий в будущем?

Разработка более точных методов измерения энергетической ценности
Учет индивидуальных особенностей усвоения пищи
Использование новых технологий для персонализированного подсчета калорий

Это может привести к более точному и индивидуализированному подходу к оценке калорийности продуктов и рационов питания.

Практические советы по использованию информации о калорийности

Как применять знания о калориях в повседневной жизни?

Обращайте внимание на размер порций при подсчете калорий
Используйте приложения для смартфонов для удобного учета калорий

Помните, что калории — лишь один из аспектов здорового питания
Не стремитесь к чрезмерно точному подсчету, ориентируйтесь на общие тенденции

Разумное использование информации о калорийности может помочь в достижении целей по здоровому питанию и поддержанию оптимального веса.

Влияние обработки пищи на калорийность

Как способ приготовления влияет на калорийность продуктов? Есть несколько важных моментов:

Термическая обработка может увеличивать усвояемость некоторых питательных веществ
Добавление масла при жарке значительно повышает калорийность

Измельчение продуктов может увеличивать доступность калорий

Поэтому при подсчете калорий важно учитывать не только сам продукт, но и способ его приготовления.

Калории и питательная ценность продуктов

Почему нельзя оценивать пользу продукта только по его калорийности? Есть несколько причин:

Низкокалорийные продукты могут быть бедны питательными веществами
Высококалорийные продукты часто содержат важные витамины и минералы
Некоторые питательные вещества усваиваются лучше в сочетании с жирами

Поэтому важно оценивать продукты комплексно, учитывая их общий вклад в здоровое питание, а не только калорийность.

Как рассчитываются калории: наука, стоящая за

Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Как ученые рассчитывают калории в ваших блюдах? (Изображение предоставлено Shutterstock)

Согласно исследованию The American Journal of Clinical Nutrition , при мониторинге своего веса многие люди подсчитывают калории в пище, чтобы отслеживать потребление энергии . Но что такое калории, почему они рассчитываются и как диетологи определяют, содержит ли батончик мюсли 100 или 300 калорий?

Что такое калория?

Калория — это единица энергии, а не мера веса или плотности питательных веществ. Однако калории, которые вы видите на этикетках продуктов питания, на самом деле являются килокалориями или килокалориями, согласно Национальной службы здравоохранения Великобритании (NHS) . На упаковке пищевых продуктов всегда указывается количество килокалорий, хотя написано просто «калории». Один ккал — это количество энергии, необходимое для нагрева 1 килограмма воды на 1 градус по Цельсию (2,2 фунта воды на 1,8 градуса по Фаренгейту), говорит Грейс Дероча, зарегистрированный диетолог и тренер по здоровью в Blue Cross Blue Shield of Michigan.

Все калории в нашей пище поступают из одного из трех макронутриентов: жиров , углеводов и белков , рассказал Дероча Live Science.

Связанный: Что, если вы съели только один вид пищи?

Подсчет калорий с помощью бомбового калориметра

В 1990 году правительство США приняло Закон о маркировке пищевых продуктов и образовании , который стандартизировал информацию, включая калории, которую должны указывать на этикетках пищевых продуктов. Это означает, что прежде чем любая упакованная еда в США попадет на полки, ученые-диетологи должны измерить ее макронутриенты и калории. Один из способов сделать это — использовать прибор, называемый бомбовым калориметром.

Связанный: Аминокислоты к цинку: словарь терминов питания

Машина, называемая калориметром, может измерять энергию в пище. (Изображение предоставлено Getty)

Этот инструмент напрямую измеряет количество энергии, содержащейся в пище, говорит Рут Макдональд, профессор и заведующая кафедрой пищевой науки и питания человека в Университете штата Айова. Чтобы использовать этот инструмент, ученые помещают рассматриваемую пищу в герметичный контейнер, окруженный водой, и нагревают ее до тех пор, пока пища полностью не сгорит. Затем ученые фиксируют повышение температуры воды, чтобы определить количество калорий в продукте.

Но бомбовые калориметры — не единственный способ измерения калорий. Ученые-диетологи также полагаются на расчет, разработанный американским химиком 19-го века Уилбуром Этуотером, который определил способ косвенной оценки количества калорий в пищевых продуктах.

Подсчет калорий по системе 4-9-4

Этуотер представил эту технику, известную как система 4-9-4, потому что калориметры не учитывают, что люди теряют часть калорий за счет тепла, а также при прохождении мочи и кала, ранее сообщал Live Science. Этуотер преодолел это ограничение, подсчитав количество калорий в различных продуктах, а затем проверив экскременты, чтобы увидеть, сколько калорий было удалено. Его эксперименты показали, что белки и углеводы содержат около 4 калорий на грамм (0,04 унции), а жиры — 9 калорий.калорий на грамм, отсюда и система 4-9-4. Он также обнаружил, что алкоголь содержит 7 калорий на грамм.

Уилбур Этуотер был американским химиком (Изображение предоставлено Корнеллом). 5 x 9 = 45), тогда общая калорийность составит 40 + 45 = 85 калорий», — сообщил Макдональд Live Science в электронном письме.

Родственный: Что такое метаболизм?

Однако, несмотря на то, что ученые-пищевики с тех пор модернизировали расчет Этуотера, некоторые эксперты говорят, что система Этуотера устарела и неточна. Исследование 2012 года, опубликованное в Американском журнале клинического питания , показало, что энергетическая ценность некоторых продуктов, таких как орехи, не может быть точно рассчитана системой Этуотера. Кроме того, FDA допускает 20-процентную погрешность для питательных веществ, перечисленных на этикетке продукта, включая калории, а это означает, что эти подсчеты калорий не являются невероятно точными.

Но даже если на этикетке калорий не было погрешности, «[этот метод] не принимает во внимание пищеварительный процесс , а предполагает полное преобразование питательных веществ в энергию», — сказал Макдональд. «У людей этого не происходит, хотя наши тела довольно эффективно восстанавливают энергию из пищи».

На данный момент количество калорий в вашем батончике мюсли или чашке рамена быстрого приготовления, скорее всего, было рассчитано с помощью классической системы Этуотера, но в будущем этот метод может устареть.

Почему люди считают калории?

Данные о калориях, указанные на упаковке пищевых продуктов, позволяют людям рассчитать свое личное потребление. По данным NHS, это может быть полезной информацией, чтобы люди не потребляли слишком много.

Приложения для смартфонов можно использовать для предоставления информации о среднем количестве калорий в определенных продуктах. (Изображение предоставлено Getty)

Некоторые продукты, такие как белки и жиры, вызывают чувство насыщения быстрее, чем такие продукты, как углеводы. Это может привести к тому, что кто-то будет потреблять меньше калорий на диете, богатой белком, чем на диете, богатой углеводами, несмотря на то, что он будет чувствовать себя одинаково сытым, по данным NHS. Количественно определяя энергию внутри пищи, потребитель может лучше узнать об энергии, которую он снабжает свое тело.

Подсчет калорий во время тренировки

Устройства, которые отслеживают упражнения, такие как беговая дорожка или фитнес-трекер, обычно отображают «живые» данные о том, сколько калорий сжигается человеком за тренировку. Эти устройства отображают не общее количество калорий, сожженных организмом за это время, а оценку количества, сожженного исключительно из-за физической нагрузки. Для оценки сожженных калорий эти устройства включают в свои алгоритмы личные факты, согласно статье, опубликованной в Журнал параллельных и распределенных вычислений (открывается в новой вкладке) в 2018 г. Сюда входят возраст, пол, рост и вес.

На основе этой информации интеллектуальные устройства могут оценить BMR человека (основной уровень метаболизма). Это количество энергии, которое организм расходует в состоянии покоя и при выполнении ежедневных биологических функций, согласно Энциклопедии познания и поведения животных (открывается в новой вкладке).

Дополнительные ресурсы

Изучите калорийность различных продуктов: Harvard Health Publishing (открывается в новой вкладке)
Проверьте количество калорий в более чем 150 000 различных блюд и напитков: средство проверки калорий NHS (открывается в новой вкладке)

Ознакомьтесь с основами, инструментами и приложениями калориметрии: Калориметрия (2014 г.) (открывается в новой вкладке)

Будьте в курсе последних научных новостей, подписавшись на нашу рассылку Essentials.

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить о новостях и предложениях от других брендов Future. Получайте электронные письма от нас от имени наших надежных партнеров или спонсоров.

1
Почему гвардейцы королевы носят такие высокие шляпы?
2
Гигантский айсберг в форме фаллоса, плавающий в заливе Консепшн, удивляет жителей Дилдо, Канада исследование предлагает
4
Ученые впервые наблюдали, как умирающая звезда проглотила планету целиком
5
Шерстистые мамонты были сезонными сексуальными извергами, как и слоны, исследование показало 3
Гигантский айсберг в форме фаллоса, плавающий в заливе Концепшн удивляет жителей Дилдо, Канада
3
Современные люди мигрировали в Европу тремя волнами, «амбициозными и провокационными», как предполагает новое исследование
4
Древнеримские лагеря из секретной военной миссии, обнаруженные с помощью Google Earth
5
Как увидеть полную «Цветочную Луну», затмеваемую тенью Земли в эти выходные

Как рассчитываются калории: наука, стоящая за

Как ученые рассчитывают калории в ваших блюдах? (Изображение предоставлено Shutterstock)

Согласно исследованию, проведенному в Американский журнал клинического питания (открывается в новой вкладке). Но что такое калории, почему они рассчитываются и как диетологи определяют, содержит ли батончик мюсли 100 или 300 калорий?