A termikus és nem termikus élelmiszer-feldolgozás energetikai következményei

Szerkesztette James O'Connell, Utah Egyetem, Salt Lake City, UT, és jóváhagyta 2011. október 6-án (2011. július 26-án kapott felülvizsgálatra)

kapcsolódó cikkek

Absztrakt

Az energiaellátás az anyagcsere-folyamatok rutinszerű korlátja, beleértve a növekedést, a betegség elnyomását és a szaporodást, ezért kulcsfontosságú változó az emberi táplálkozás és az evolúciós alkalmasság szempontjából. Régóta felismerték, hogy a főzés növeli a keményítőből származó energiát (1–3), de hogy miként változtatja meg a húsevésből származó energianyereség mértékét, megoldatlan probléma, amelynek gyakorlati és elméleti vonatkozásai vannak. Mivel a húst szinte mindig főzve fogyasztják, a hús főzésének hozzájárulása az emberi táplálkozási energetikához potenciálisan nagy: Japán kivételével minden jómódú országban a hús a legnagyobb fehérjeforrás (4), és a fejlődő nemzetek körében gyorsan növekszik a húsfüggőség (5). ) szerint az éves globális húsfogyasztás várhatóan 2030-ra eléri a 376 millió tonnát (6). A hús főzésének energetikai következményei az emberi evolúcióban is fontosak lettek volna, mióta a tüzet szabályozták, minimálisan 300 000–400 000 évvel ezelőtt, amikor a hús arra következtetett, hogy az étrend nagy alkotóeleme volt, és az energia rutinszerűen rövid lett volna ellátás (7–9).

Az Atwater szabványos energiaértékelési rendszere egy ehető termék teljes metabolizálható tápanyagtartalmának mérésén alapul (az élelmiszer bruttó energiatartalma mínusz a vizelettel, ürülékkel, váladékkal és gázokkal elvesztett energia), és megállapítja, hogy a főzés általában minimális hatást gyakorol a hús energiájára. érték (10) (S1. táblázat). Ez a következtetés azonban gyanús, mert az Atwater rendszer figyelmen kívül hagyja a potenciálisan fontos hatásokat (1). A hő okozta fehérje denaturáció, a szerkezeti integritás elvesztése és a mikrobák deaktiválása várhatóan növeli a hús energiaértékét (2, 11, 12), míg a csepegő veszteség, a Maillard-reakciók, a fehérje kovalens kötések kialakulása és az izomrostok megkeményedése csökkenti it (10, 13 –15). Ezen mechanizmusok integrált hatásai ismeretlenek, és csak a fogyasztói energiamérleg tanulmányozásával érthetők meg. Ezenkívül a hő egyedi hozzájárulásának elkülönítése érdekében a főzés hatásait össze kell hasonlítani a nem termikus feldolgozás hatásaival.

E problémák megoldása érdekében megvizsgáltuk a feldolgozatlan, dübörgött és/vagy főtt étrend testtömegre és táplálék-preferenciákra gyakorolt hatását egy mindenevő emlősnél, az egérnél (Mus musculus), amely faj ismerten használja ki a húst (16) és a keményítőt - gazdag élelmiszerek (17) természetes körülmények között. Hitelesítettük protokollunkat gumókból álló étrenddel, amely egy keményítőben gazdag elem, amelyben a keményítés emészthetőségének korábbi vizsgálatai alapján a főzés jelentős pozitív hatásai megjósolhatók voltak (2), de az Atwater-egyezmény (10) alábecsülték (S2. Táblázat). Ezután megismételtük a kísérletet hús felhasználásával. A gumós és a húsos kísérletek lehetővé tették a főzés és a nem termikus feldolgozás relatív energetikai előnyeinek felmérését is, ez egy korábban nem vizsgált probléma.

A témán belüli kiegyensúlyozott vizsgálat alapján a felnőtt hím CD-1 egereket ökológiai édesburgonyával (Ipomoea batatas) vagy organikus sovány marhahússal (Bos taurus) etették négy kísérleti étrendben: nyersen és egészben (RW), nyersen és fonton (RP). ), főzve és egészben (CW), főzve és ütögetve (CP) (S1. ábra). Mindegyik étrendet ad libitum adtuk 4 napig, az egymást követő étrendek között 6 napos ad libitum chow kimosási periódussal. Az egereket egyenként olyan ketrecekben helyezték el, amelyek célja a koprofágia minimalizálása, valamint a táplálékbevitel és az aktivitás szintjének felmérése (S2. Ábra). A testtömeg változását alkalmaztuk a megszerzett vagy elvesztett energia indexeléséhez, figyelembe véve a bevitelt és az aktivitást. Ezenkívül annak értékelésére, hogy a naiv és/vagy tapasztalt egerek táplálék-preferenciái összhangban vannak-e az energetikai értékkel, preferencia-teszteket végeztünk a takarmányozási ciklus előtt és után.

Eredmények

Az élelmiszer-feldolgozás hatásai a gumós étrendre.

A főzés általában növeli a keményítőben gazdag ételeken tartott állatok súlygyarapodását (1). A hő hatására zselatinizálódik a keményítő, aminek következtében a rezisztens félkristályos struktúrák amorf vegyületekké alakulnak, amelyek könnyen hidrolizálódnak cukrokká és dextrinekké (3), ami magasabb fogyasztói specifikus emészthetőséget eredményez (2). Ezért azt vártuk, hogy a főzés pozitív hatást gyakorol a gumós étrendünk energetikai értékére, amely szárazanyagra számítva nyersen ~ 40% keményítőt tartalmazott (S3. Táblázat). Ezzel szemben a nem termikus feldolgozás gumókra gyakorolt hatását soha nem vizsgálták az energiával kapcsolatban. A dörömbölés csökkenti a gumók szerkezeti integritását azáltal, hogy károsítja a sejtfalakat és felszabadítja a sejtvizet, ezáltal csökken a szilárdság (18, 19). A dörömbölés hajlamos a nyers gumók frakcionálására is, csökkentve a bevitt részecskeméretet, és ezért valószínűleg a rágási és gyomorfeszítést (20). Ezeknek az átalakításoknak pozitív hatással kell lenniük a nettó energianyereségre. A dübörgés azonban nem valószínű, hogy megzavarná magukat a keményítőszemcséket, amelyek átmérője általában 2–100 μm, és ezért túl kicsi ahhoz, hogy mechanikai kezeléssel rendszeresen károsodjanak (21). Ezért feltételeztük, hogy a dörömbölés javítja a nettó energianyereséget, de a dörömbölés előnyei kicsiek lesznek a főzés előnyeihez képest.

A testtömeg változása gumós étrenden. A testtömeg átlagos kumulatív változása [± 95% konfidenciaintervallum (CI)] 4 nap alatt egerekben (n = 17) normál ad libitum diétával táplálkozva organikus édesburgonya (I. batatas) nyersen és egészben (RW), nyersen és egészben dübörgött (RP), főtt és egész (CW), és főtt és dübörgött (CP). A diétákat az alanyokon belüli tanulmányok kiegyensúlyozása alapján alkalmazták.

Étkezési preferenciák a gumós étrenden. Az ökológiai édesburgonya (I. batatas) nyersen és egészben (nyersen és nyersen), nyersen és egészben (na) dübörgött (RP), főtt és egész (CW), és főtt és dübörgött (CP). A bemutatott értékek tükrözik az ebben a vizsgálatban használt két preferencia-mérőszám összetett adatait: az első harapás (az étrend fogyasztása az összes étrend egyidejű bemutatása mellett) és a teljes bevitel (a 3 órán belül elfogyasztott grammok kiszáradásra korrigálva). Egy adott étrend összesített értékét az első harapások százalékának és az adott étrendnek tulajdonítható teljes bevitel százalékának átlagaként kell kiszámítani. A naiv egerek határozottan előnyben részesítették a dübörgött gumókezeléseket (összetett érték χ 2; főzés: P = 0,489, dörömbölés: P 2; főzés: P CP; P = 0,002) (S3. Ábra).

A testtömeg változásai a diétákon. A testtömeg átlagos kumulatív változása (± 95% CI) 4 d alatt 4 napon belül egerekben (n = 16), normál, ad libitum diétával táplált szerves marhahús (B. taurus) szem körül, nyersen és egészben (RW), nyersen és dübörögve (RP) ), főzve és egészben (CW), valamint főzve és ütögetve (CP). A diétákat az alanyokon belüli tanulmányok kiegyensúlyozása alapján alkalmazták.

Élelmiszer-preferenciák a húsdiétákon. Az ökológiai marhahús (B. taurus) szem nyersen és egészben (nyersen), nyersen tálalva a naiv (minden húsos étrendnek való kitettség előtt) és tapasztalt (minden húsos étrendnek való kitettség után) viszonylagos preferenciák az egerek (n = 16) között és ütött (RP), főtt és egész (CW), és főtt és dübörgött (CP). A bemutatott értékek tükrözik az ebben a vizsgálatban használt két preferencia-mérőszám összetett adatait: az első harapás (az étrend fogyasztása először az összes étrend párhuzamos bemutatása) és a teljes bevitel (a 3 órán belül elfogyasztott grammok kiszáradásra korrigálva). Egy adott étrend összesített értékét az első harapások százalékának és az adott étrendnek tulajdonítható teljes bevitel százalékának átlagaként kell kiszámítani. Az egerek előnyben részesítették a főtt hús étrendjét mind a naiv állapotban (összetett érték χ 2; főzés: P 2; főzés: P 1 Kinek kell címezni a levelezést. E-mail: carmodyfas.harvard.edu .

A szerző közreműködései: R.N.C., G.S.W. és R.W.W. tervezett kutatás; R.N.C. és G.S.W. végzett kutatás; R.N.C., G.S.W. és R.W.W. elemzett adatok; és R.N.C. és R.W.W. írta a lap.

A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.