Нутрицевтика: питание для жизни, здоровья и долголетия. А. Дэвис и др. М.: Саттва, 2008Приложение 12. Оценка пищевой плотности продуктовЖуравлев А. В. При современном образе жизни энергозатраты взрослого человека, не занятого физическим трудом и профессиональным спортом, составляют 2000–2300 ккал. Несколько десятилетий назад средние энергозатраты были в полтора-два раза больше из-за большей физической активности и менее комфортных условий жизни. Потребность в нутриентах (под нутриентами понимаются белки, жиры, углеводы, витамины, минералы и прочие компоненты пищи) не снизилась в той же мере как потребность в энергии. Это приводит к необходимости употребления продуктов, в которых на единицу калории приходится большее количество нутриентов, то есть продукты с большей пищевой плотностью. Для сравнения пищевой плотности продуктов полезно иметь ее числовую характеристику. Одной из таких характеристик может служить индекс пищевой плотности. Далее показывается, как он рассчитывается. Назовем суточную потребность индивида в энергии калоражной корзиной. Выбор такого названия мотивируется тем, что невысокая калорийность рациона существенно ограничивает общее количество потребляемых продуктов и возможности для составления полноценного рациона. Далеко не всякими продуктами можно заполнить калоражную корзину (т. е. составить адекватный по калорийности рацион), чтобы удовлетворить потребность индивида во всех нутриентах (т. е. составить полноценный рацион). Посмотрим, что получится, если заполнить калоражную корзину 2000 ккал одной манной крупой. Калорийность 100 г манки составляет 360 ккал. Для заполнения данной калоражной корзины необходимо взять 556 г манки. В этом количестве манки содержится: [1]
Допустим, суточная потребность в этих нутриентах у индивида, для которого проводится расчет, такая:
Тогда потребность индивида в нутриентах будет удовлетворена рационом из манки в следующей мере:
Мы видим, что при заполнении калоражной корзины одной манной крупой в полной мере удовлетворяется потребность только в углеводах и белке. Рацион из одной манки оказался сильно неполноценным. Назовем индексом пищевой плотности продукта по нутриенту степень удовлетворения потребности индивида в этом нутриенте при заполнении калоражной корзины индивида лишь этим продуктом. В рассмотренном выше примере индекс пищевой плотности (далее используется сокращение ИПП) манной крупы по белку равен 1,14; по жиру 0,08; по углеводам 1,41; по кальцию 0,08 и т.д. Для наглядности индексы можно записать в порядке убывания: Угл1,41, Бел1,14, B10,94, Fe0,67, Mg0,65, B20,22, Са0,08, Жир0,08, A0, C0. Такую запись назовем спектром пищевой плотности (СПП) продукта для индивида. Поскольку состав продуктов и потребности в нутриентах известны с относительно невысокой точностью, то указывать в ИПП более одного знака после запятой смысла нет. Кроме того, если из контекста ясно, о какой группе нутриентов идет речь, то последние члены с низкими индексами иногда можно не указывать, обозначив границу отбрасывания: Угл1,4, Бел1,1, B10,9, Fe0,7, Mg0,7 (>0,5). Для следующего примера рассчитаем спектры цельной пшеницы, манной крупы, цельного молока и сгущенного молока с сахаром по 20 нутриентам[2]:
Рассмотрение спектров показывает, что доля нутриентов с ИПП>1 (показатель полноценности) в цельной муке составляет 65 % (13 нутриентов из 20), а в манной крупе — 25%. Показатель полноценности цельного молока — 55 %, сгущенного — 20 %. Цельное молоко относится к белково-жировым продуктам, поскольку оно способно удовлетворить потребность в белке и жире (спектр макронутриентов Жир1,7 Бел1,7 Угл0,5), а сгущенное молоко — к углеводным (спектр макронутриентов Угл1,2 Жир0,8 Бел0,8). Если сравнивать два последних продукта по обычным таблицам состава, то может показаться, что сгущенное молоко более питательный продукт, поскольку на 100 г содержит больше нутриентов, чем цельное. Белка в цельном молоке 3,3 г, в сгущенном 7,9 г; витамина В12 — 0,36 мкг против 0,44 мкг; кальция — 119 мг против 284 мг; витамина В12 — 0,16 мг против 0,42 мг; и т.п. Из этих примеров видно, что запись состава продукта в виде спектра пищевой плотности позволяет оценить питательность продукта. Так, мука из цельной пшеницы богата минералами и витаминами группы B. А цельное молоко может служить источником витамина В12, фосфора, кальция и т. д. Рассмотрим еще пример. Среди сторонников здорового питания популярны спирулина и дрожжи. В рекламе этих продуктов перечисляется широкий спектр витаминов и микроэлементов, но даже когда приводится количественный состав, составить представление о характере их пищевой ценности оказывается затруднительно порой даже специалисту. Трудно сразу понять, потребность в каком нутриенте спирулина и дрожжи удовлетворяют лучше всего и чего в них недостает. Если же посмотреть на их спектр пищевой плотности, то картина становится ясной:
Спирулина — белковый продукт (Бел6,4 ПВ1,2 Жир0,8 Угл0,6), особенно богатый медью, железом, витаминами B2 и B1. Дрожжи — белковый продукт с большим количеством пищевых волокон (ПВ7,1 Бел4,2 Угл0,9 Жир0,5), особенно богатый витаминами B9, B2, B5, PP, B1, а также железом и фосфором. В дрожжах на фоне большого количества фосфора мало кальция, поэтому их лучше сочетать с продуктами, богатыми кальцием.[3] Показатель полноценности и спирулины, и дрожжей равен 67 % (16 нутриентов из 24 имеют ИПП>1). Для общей характеристики пищевой плотности продукта можно взять среднее значение от всех его индексов.
Из рассматриваемых продуктов в среднем наиболее питательным являются дрожжи, а наименее питательным — манная крупа. Средний ИПП отражает общее содержание нутриентов на единицу калории, но не говорит о том, является ли продукт полноценным в отношении всех нутриентов, то есть все ли его индексы в спектре больше 1. Хотя, если средний ИПП продукта меньше 1, то по крайней мере некоторые из индексов будут меньше 1, и, следовательно, такой продукт заведомо будет неполноценным в отношении некоторых нутриентов. При сочетании двух продуктов индексы составного продукта будут находиться между индексами исходных продуктов. Это справедливо и для среднего индекса. Например, при сочетании молока с манной крупой средний ИПП будет где-то между 0,6 и 1,2. При этом полученный продукт будет более сбалансированным, потому что в манке преобладают марганец, углеводы, медь и витамин B9, которых в молоке как раз не хватает. Если взять 300 г цельного молока и 100 г цельной муки, то у составленного из них продукта средний ИПП будет равным 1,5. Показатель полноценности молока – 55 %, муки – 65 %, составного продукта – 75 %. Это одна из причин, почему хлеб с молоком вызывают вместе больший аппетит, чем в отдельности. В течение дня употребляется до нескольких десятков разных продуктов и поэтому суточный рацион оказывается гораздо лучше сбалансированным, чем каждый из входящих в его состав продуктов. Однако если в рационе будут преобладать продукты со средним ИПП<1, то рацион также будет иметь средний ИПП<1 и, следовательно, будет заведомо неполноценным. Если, наоборот, составить рацион только из продуктов со средним ИПП>1, то средний ИПП рациона неизбежно будет больше 1. А если одновременно с этим рацион будет достаточно разнообразен, то вероятность того, что в его спектре найдутся нутриенты с ИПП<1, будет мала, поскольку продукты будут взаимодополнять друг друга. Чем более разнообразен рацион, тем ниже эта вероятность, при условии, что средний ИПП>1. В действительности, рацион не обязательно должен каждый день удовлетворять потребность во всех нутриентах, поскольку в организме существуют запасы (депо) нутриентов, которые используются при временном отсутствии в пище тех или иных нутриентов. Важно лишь, чтобы среднее поступление каждого нутриента было достаточным, и во время перерывов в поступлении нутриентов их запасы полностью не истощались. Например, запасов витаминов может хватить от нескольких дней (витамин B1) до нескольких лет (витамин B12, см. Приложение 7). Полноценным является рацион, который не приводит к опустошению запасов нутриентов. Для полноценности рациона необходимо и достаточно, чтобы он в среднем имел средний ИПП>1, был достаточно разнообразным и его калорийность в среднем была равна энерготратам. Для того чтобы средний ИПП рациона не оказался ниже 1, нужно отдавать предпочтение продуктам с ИПП>1 и по возможности избегать продуктов с ИПП<1. Много ли существует продуктов с ИПП>1? В Приложении 16 помещена таблица спектров около 1600 продуктов. Распределение продуктов из этой таблицы по средним индексам пищевой плотности показано ниже. Распределение продуктов по ИПП
Судя по этому распределению, продуктов с ИПП>1 в таблице достаточно много, чтобы обеспечить плотность рационов выше 1. Однако в таблицу вошли преимущественно цельные продукты, а прочие изделия, выпускаемые пищевой промышленностью, занимают в ней не более 10 %. В ассортименте же продовольственных магазинов преобладают как раз эти пищевые изделия, и их ИПП обычно ниже 1. Сюда относятся кондитерские изделия, прохладительные и спиртные напитки, почти все мучные изделия, консервы, соки в упаковках, колбасы, сухие полуфабрикаты. Аналогичные распределения продуктов из таблицы можно построить отдельно для каждого нутриента. При этом оказывается, что в ней меньше трети продуктов, которые имеют ИПП>1 по кальцию, витаминам A, E, C. Совсем мало продуктов, содержащих витамин D. Среди распространенных продуктов мало богатых ликопином, лютеином, бета-ситостерином. Поэтому при составлении рациона необходимо обратить внимание, чтобы в него были включены продукты, богатые этими нутриентами. Как найти ИПП продукта, состоящего из нескольких продуктов, ИПП которых известны? Для этого нужно рассчитать калорийность каждого продукта и определить его долю в общей калорийности составного продукта. Затем умножить ИПП каждого продукта на долю этого продукта и сложить все произведения. Например, найдем средний ИПП манной каши, которая состоит из 50 г манной крупы, 200 г молока, 20 г масла, 5 г сахара и 1 г соли. Калорийности этих продуктов соответственно 180 ккал, 128 ккал, 144 ккал, 19 ккал и 0 ккал. Соль не включаем в расчет, поскольку она не дает вклада в ИПП. Калорийность каши получается 471 ккал. Доли продуктов в общей калорийности: 0,38; 0,27; 0,31; 0,04. Умножаем ИПП продуктов на доли и складываем: 0,6·0,38 + 1,2·0,27 + 0,2·0,31 + 0,05·0,04 = 0,616. Таким образом, средний ИПП манной каши равен 0,6. При добавлении 25 г сахара (96 ккал, средний ИПП = 0,0) в 100 г черной смородины (63 ккал, средний ИПП = 2,5) средний ИПП составного продукта будет равен 1. Если сахара добавить больше 25 г средний ИПП станет меньше 1. После варки варенья средний ИПП получается и вовсе низким. Например, у абрикосов он равен 1,5, а у абрикосового джема − 0,1. По‑видимому, присутствие в низкокалорийном рационе варенья и джема оправдано только в малых количествах, эпизодически, когда нет других источников органических кислот и других биологически активных веществ ягод. Оптимизация расходов на продукты питанияПродукты питания являются источником энергии и нутриентов. В развитых странах у людей снижена потребность в калориях, и дефицит нутриентов встречается гораздо чаще, чем дефицит калорий.[4] Поэтому для оптимизации расходов на продукты целесообразно соотносить их цену с количеством содержащихся в них нутриентов, а не массы или калорий. К примеру, сколько нужно потратить денег, чтобы купить суточную потребность кальция? Это зависит от продукта, с помощью которого мы собираемся удовлетворить эту потребность. Если мы возьмем молоко, то в 100 г молока содержится 120 мг кальция. Для удовлетворения суточной потребности 1250 мг потребуется 1050 г молока. Допустим его стоимость 30 руб/литр. Тогда стоимость суточной дозы кальция из молока равна 31,50 руб. Этот расчет можно произвести иным путем, с помощью таблицы спектров. Из таблицы находим, что ИПП молока по кальцию равен 3,0. Масса молока в 2000 ккал составляет 3150 г, следовательно, для удовлетворения суточной потребности в кальции нужно 3150 : 3,0 = 1050 г молока.[5] Если в качестве источника кальция взять творог 5 %, стоимостью 100 руб/кг или сыр «Тильзитер», стоимостью 300 руб/кг, то получим, что суточная доза кальция будет стоить 217 руб и 54 руб соответственно. Как видим, разница весьма существенная. Кальций выгоднее покупать в виде молока. Редко какой продукт служит источником только одного нутриента. Для того чтобы оценить выгодность продукта как источника всех нутриентов, надо взять продукт в размере калоражной корзины (последняя колонка в таблице спектров Приложения 16), разделить на средний ИПП по всем нутриентам (вторая колонка), и вычислить стоимость полученного количества продукта.[6] Эта величина называется нутриентной ценой продукта. Например, Молоко 3,150 кг : 1,2 · 30 руб/кг = 70 руб, Творог 1,950 кг : 1,7 · 100 руб/кг = 115 руб, Сыр 0,590 кг : 1,3 · 300 руб/кг = 136 руб. Для того чтобы при ограниченном бюджете купить максимум нутриентов, необходимо покупать продукты с наименьшей нутриентной ценой.[7] Таблица 2. Нутриентная цена Z распространенных продуктов (Москва, 2008 год)
Согласно этой таблице, печень покупать существенно выгоднее, чем мясо. Сладкий перец выгоднее покупать, чем помидоры; апельсины, чем сахар; яйца, чем творог, и т. д. Цены на продукты, а также их состав могут сильно меняться, в зависимости от сезона и региона, поэтому таблица дает лишь общее представление. Кроме того, средние индексы пищевой плотности изменятся, если в рассмотрение будет включено больше нутриентов. Яблоки, вопреки распространенному мнению, не являются богатым источником витаминов и минералов (хотя отдельные сорта богаты железом), но этот ценный продукт является отличным источником пектина и органических кислот, которые пока не участвуют в расчете ИПП. Черника богата многими биологически активными веществами, которые тоже пока не включены в индекс пищевой плотности и поэтому ее нутриентная цена оказалась выше, чем могла бы быть. Маркировка продуктов питанияКогда мы идем в магазин за покупками, то обычно не берем с собой справочник по составу продуктов. К тому же невозможно перечислить в справочнике всю товарную номенклатуру продовольственных магазинов. Поэтому было бы удобно, если бы на упаковке продуктов на видном месте и разборчивым шрифтом был указан спектр пищевой плотности. Этот спектр должен рассчитываться по стандартизированной методике на основе химического анализа продукта, а не табличных данных, поскольку последние могут значительно отличаться от фактических. Кажется разумным, чтобы производители и импортеры делали этот анализ за свой счет в сертифицированных лабораториях. На продуктах должно быть указано, являются ли нутриенты продукта натуральными, или он был обогащен синтетическими витаминами и минеральными добавками. Потребители имеют право это знать, чтобы иметь возможность выбора между натуральными продуктами и суррогатами. Например, сухие завтраки часто представляют собой рафинированные злаки низкой пищевой плотности с добавками витаминов и сахара. Их искусственно поднятый ИПП создает ложное представление о качестве продукта. Сказанное в данном абзаце — лишь общая идея маркировки. Она имеет множество аспектов, из которых здесь упомянута малая часть. Не на всех продуктах необходимо указывать состав. Этого можно не делать на продуктах, выпускаемых несерийно, в малых количествах, на продуктах, реализуемых потребителю без упаковки, и т.п. В целом, если потребители будут меньше покупать продуктов с низким ИПП и будут более здоровыми, то цель маркировки будет достигнута. Возможно, в будущем в магазинах можно будет не только взвесить товар на контрольных весах, но и сделать бесплатный экспресс-анализ его состава. Оценка и планирование питания группДопустим, мы знаем потребление продуктов питания некоторой группой людей за определенный интервал времени (например, месяц, квартал или год) и потребности в нутриентах каждого члена группы. В качестве группы могут выступать семья, организованный коллектив, город, регион, страна в целом и т.п. Тогда можно вычислить общий ИПП всех потребленных продуктов для группы в целом. Для этого будем рассматривать все потребленные продукты как один составной продукт, рассчитаем его ИПП для каждого члена группы и вычислим среднее от них. Если общий ИПП для группы окажется ниже 1, то при любом распределении продуктов внутри группы по крайней мере у некоторых индивидов из этой группы рацион будет иметь ИПП<1.[8] Для достаточно больших групп методами статистики можно также определить процент индивидов, у которых рацион будет иметь ИПП<1. Это дает инструмент для оценки и планирования питания групп. Хотя требование ИПП>1 не является достаточным для полноценности рациона, оно является необходимым и поэтому позволяет выявлять заведомо неполноценные рационы. Предприятия общепита (столовые, кафе, рестораны и т.п.) можно оценивать с точки зрения того, какой вклад они вносят в пищевую плотность рациона своих посетителей. Для этого можно определить ИПП всей отпускаемой предприятием за год (месяц, квартал) пищи для среднего индивида из контингента посетителей данного предприятия (ясно, что в школьных столовых питаются преимущественно школьники, а в ресторанах люди активного возраста). Очевидно, если полученный ИПП будет меньше 1, данное предприятие общепита не способствует здоровому питанию. Таким путем легко оценить сети предприятий быстрого питания, у которых имеется стандартное меню. Поскольку проблема низкой пищевой плотности рационов имеет общенациональный характер, есть смысл оценивать валовое производство и импорт продуктов питания, в том числе с точки зрения пищевой плотности. В частности, средний ИПП и спектр валового производства и импорта продуктов отражают степень удовлетворения потребностей населения в нутриентах в целом по стране. Дополнительные соображенияСтепень усвоения одного и того же нутриента из различных продуктов может сильно отличаться. Например из растительной пищи усваивается около 1 % железа, а из животной — 10–25 %. Рекомендуемое потребление железа с пищей (10 мг для мужчин, 15–18 мг для женщин) установлено исходя из среднего усвоения железа в смешанном рационе 3–10 % и того, что потребность в усвоенном железе составляет около 1 мг для мужчин и 2 мг для женщин ([1] в Приложении 18). При вычислении ИПП продуктов, по-видимому, целесообразно включать в расчет не общее содержание нутриента, а только усвояемую его часть. Это будет точнее отражать пищевые качества продуктов. Конечно, степень усвоения зависит от способа приготовления и сочетания с другими продуктами, поэтому под степенью усвоения имеется ввиду усредненная величина. Пока эти данные в таблицах состава не присутствуют и поэтому расчеты индексов пищевой плотности в Приложении 16 сделаны без учета степени усвоения. При вычислении среднего ИПП все ИПП по отдельным нутриентам входят с равными весами. В некоторых ситуациях может оказаться предпочтительнее увеличить веса тех нутриентов, которые более значимы для данного индивида или группы. Например, если в регионе выявлен дефицит нескольких нутриентов, то целесообразно увеличить весовые коэффициенты для этих нутриентов либо выделить эти нутриенты в отдельную группу и рассчитать по ней средний индекс .По аналогии с ИПП можно ввести понятия индекса безопасного потребления (см. с. 465) и индекса токсичности. В таблице пищевой плотности Приложения 16 незаменимые аминокислоты выделены в отдельную подгруппу. Возникает вопрос: как соотносится показатель полноценности по этой подгруппе (т.е. отношение числа незаменимых аминокислот с ИПП>1, к числу всех незаменимых аминокислот, выраженное в процентах) с традиционным определением полноценности белка (с. 39)? Рассмотрим продукт, который состоит только из идеального белка. Очевидно, у такого продукта ИПП для всех незаменимых аминокислот будет больше 1, и таким образом показатель полноценности по этой подгруппе будет 100 %. Немного уменьшив процентное содержание незаменимых аминокислот, можно сделать данный белок неполноценным, но при этом оставить индексы незаменимых аминокислот больше 1. В результате получим продукт с неполноценным белком, у которого показатель полноценности аминокислотной подгруппы равен 100 %. Теперь рассмотрим продукт, состоящий из 99 г жира и 1 г идеального белка. Его белок полноценный, но ИПП незаменимых аминокислот около 0 и показатель полноценности аминокислотной подгруппы равен 0 %. Таким образом, показатель полноценности по аминокислотной подгруппе и полноценность белка тесно не связаны друг с другом, возможны различные их сочетания. Оценка полноценности белка характеризует аминокислотный состав белковой части продукта, а показатель полноценности аминокислотной подгруппы характеризует способность продукта удовлетворять потребность в незаменимых аминокислотах. [1] Здесь для иллюстрации выписаны лишь 10 нутриентов, в идеале же нужно рассматривать состав по всем нутриентам. [2] Расшифровка названий нутриентов на с. 464. [3] Неблагоприятное соотношение между фосфором и кальцием является общей проблемой в рационах, потому что практически не встречается продуктов, которые были бы богаты кальцием, но одновременно не были бы богаты фосфором. Это, по-видимому, предрасполагает к дефициту кальция у современных людей. [4] Количество стран, где люди испытывают голод, в настоящее время не уменьшается. В этих странах дефицит нутриентов усугубляется дефицитом калорий. [5] Это следует из определения ИПП. [6] Это количество продукта удовлетворяет потребность во всех нутриентах в среднем на 100% (разумеется, одних больше 100%, других меньше). [7] Не забывая, конечно, что для сбалансированности рациона необходимо разнообразие продуктов. [8] Для случая, когда потребности всех членов группы одинаковы или когда набор продуктов состоит только из одного продукта, это утверждение очевидно. В общем случае доказательство основано на том, что для любого набора положительных чисел произведение их среднего и среднего от их обратных всегда больше или равно 1. При цитировании материала на этой странице ссылка на источник обязательна.Вернуться к оглавлению |