Мама была права. Важно полностью пережевывать пищу. При жевании начинается пищеварительный процесс высвобождения питательных веществ из их пищевой матрицы, и это высвобождение необходимо до того, как питательные вещества будут учтены "биодоступный." Кроме того, физическая форма пищи влияет на ее доступность энергии и питательных веществ, что называется "биодоступность." Питательные вещества должны высвобождаться из пищи – становиться биодоступными – до того, как они станут биодоступными для потребителя.
Но твердые продукты, такие как орехи, например, нельзя пережевать полностью до того, как они проглотят. В течение последнего десятилетия несколько опубликованных исследований показали, что при включении в рацион определенных орехов количество жира, выделяемого со стулом, увеличивается. Теоретически этот жир не усваивался, потому что переваривание клеточных стенок орехов было затруднено, и это уменьшало биодоступность жира в орехе.
Исследователи из Центра исследований питания человека в Белтсвилле [Мэриленд] Службы сельскохозяйственных исследований (BHNRC) изучили калорийность и доступность двух разных древесных орехов, фисташек и миндаля. Они признали, что снижение доступности жиров может повлиять на доступные калории, обеспечиваемые данной пищевой матрицей. Цель состояла в том, чтобы изучить доступную энергию из пищевых продуктов, требующих значительного механического и ферментативного воздействия, чтобы можно было оценить биодоступную энергию. Для достижения этой цели исследователи ARS дополнительно разработали широко используемый метод оценки количества калорий в изученных орехах.
Обновление традиционных методов
Чаще всего калорийность продуктов определяется системой, разработанной Уилбуром О. Этуотер на рубеже 20-го века. Этуотер был химиком USDA-ARS в Белтсвилле и известен как основатель науки о питании в Соединенных Штатах. Система, которую он разработал, определяет калорийность каждого грамма белков, жиров и углеводов, содержащихся в продуктах питания.
По оценкам, белок и углеводы в среднем обеспечивают 4 калории на грамм, а жир – 9 калорий на грамм. Эти калорийности известны как "Факторы Атуотера." Этуотер получил эти значения, скармливая небольшую группу добровольцев смешанной диете, то есть несколькими продуктами одновременно.
Недавно физиологи BHNRC Дэвид Баер и Джанет Новотны расширили методы Этуотера и пришли к более низкой оценке калорий в двух изученных ими орехах, чем ранее сообщалось. Их модифицированный метод более точен для оценки количества калорий в твердой пище. Ученые говорят, что он должен хорошо работать и с другими продуктами.
Взгляд на фисташки
Баер и Новотны впервые провели исследование кормления людей, чтобы измерить калорийность фисташек. В Национальной базе данных о питательных веществах USDA-ARS для стандартной справки указано, что цельные фисташковые орехи содержат 160 калорий на порцию в 1 унцию. Исследователи пришли к выводу, что если жир из орехов обычно менее доступен (из-за сложности переваривания клеточной стенки ореха), чем жир из других продуктов, то орехи могут не обеспечивать столько калорий, как считалось ранее.
Команда накормила 16 здоровых взрослых фисташек на 3 разных уровнях: без, 1.5 унций в день и 3 унции в день вместе с фоном, или "база," диета без орехов. Каждый из уровней фисташек подавался в течение 18-дневного периода. Образцы мочи и стула были собраны и проанализированы во все периоды кормления.
Для исследования Новотный, математик и специалист в области физиологии пищеварения, написал серию алгебраических уравнений. Эти уравнения использовались для оценки данных, собранных из биологических образцов, после того, как они были проанализированы с использованием традиционного оборудования, называемого "калориметр бомбы." Калориметр-бомба использовался для измерения калорий в пище, которую скармливали добровольцам (поступление энергии), а также для измерения экскретируемых остатков тех же продуктов (выход энергии). Этот анализ позволил команде измерить количество калорий, выделяемых целевым продуктом – фисташками – даже несмотря на то, что орехи потреблялись вместе с основной диетой.
"Новой особенностью нашего расширенного метода является подход парной диеты, при котором основная диета всегда состояла из одних и тех же продуктов и состава, что позволяет нам определить калорийность единственного целевого продукта," говорит Новотный.
Затем исследователи сравнили метаболизируемую энергию орехов, скармливаемых в течение каждого периода лечения, с энергией, оцененной с помощью факторов Атуотера. Исследование предполагает, что калорийность фисташек, вероятно, была завышена примерно на 5 процентов, потому что жир из ореха не полностью усваивался кишечным трактом.
"Этот жир, вероятно, плохо усваивается, потому что клеточные стенки ореха трудно разрушить, будь то жевание или действие микробных ферментов в желудочно-кишечном тракте," говорит Новотный. "Поскольку клеточные стенки трудно разрушить, жир из этих орехов не является полностью биодоступным, как это требуется до того, как он станет биодоступным."
Исследование, опубликованное в Британском журнале питания в 2011 году, было поддержано Министерством сельского хозяйства США и компанией Paramount Farms, Inc., расположенной в Лос-Анджелесе.
Взвешивание и миндаль тоже
Баер и Новотны провели аналогичное клиническое испытание на людях, в котором они кормили добровольцев тремя разными уровнями цельного миндаля как часть тщательно контролируемой диеты в течение 18-дневного периода.
Согласно этикеткам продуктов питания, миндаль обеспечивает 168 калорий на порцию в 30 г, но исследователи обнаружили, что эта же порция на самом деле содержит 129 калорий при подсчете модифицированным методом. По мнению авторов, эта разница была в значительной степени связана с потерей непереваренных жиров, белков и углеводов со стулом.
Исследование показало, что вполне возможно, что общее количество доступных калорий из определенных цельных орехов и, возможно, других подобных продуктов может быть ниже, чем первоначально рассчитывалось с использованием традиционных конкретных факторов Атвотера. Исследование, опубликованное в Американском журнале клинического питания в 2012 году, было поддержано Министерством сельского хозяйства США и Миндальным советом Калифорнии.
"Эти исследования указывают на причину того, что единое число калорийности или плотности энергии, основанное на предполагаемой усвояемости всех трех макроэлементов, особенно жиров из-за их более высокого количества калорий на грамм, не полностью подходит для всех продуктов," говорит директор BHNRC Джон Милнер.
"Улучшенный метод оценки калорий" был опубликован в сентябрьском номере журнала «Сельскохозяйственные исследования» за 2013 г.