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Discussion on the factor of energy coversion
 
张倩 闫继给(北京,100050)
  
  1998年第21届营养与特殊膳食用食品法典委员会(CCNFSDU)上,澳大利亚代表团建议就《营养标签指南》中采用何种能量转换系数开展一项新的工作。当时由于这个报告作为会议文件(CRD10)过于专业化,因此没有进行讨论。会议决定这个报告在第22届柏林会议之前征求各国意见,并在会上讨论,以决定这项议题是否应作为CCNFSDU一项新的工作任务。
   澳大利亚提出,本委员会应确定一个最适宜的系统来定义能量,作为每种食品成分能量转换系数的统一基础,也为营养标签制作提供统一的方法。
   CAC的《营养标签指南》中列出了一些宏量营养素的能量系数,但没有给出其它食物成分,如膳食纤维、糖醇、其它不能利用的碳水化物以及新资源食品成分的能量系数。此外指南中也没有说明这些食物成分的能量系数是如何得来的。
   澳大利亚认为,本委员会需要考虑到由于目前缺乏能量系数指南所产生的问题。由于缺乏明确的国际指南,使各个国家可能对于同一食物成分给出不同的能量系数 ,从而可能导致对同样食物计算出的总能量值不同。
   标签上能量值的不一致可能会导致国际食品贸易壁垒。尤其是在不同国家,同一种食物有不同总能量,会涉及是否可以被称为低能量食物的问题。合理使用《法典指南》中的低能量(卡/焦耳)声明将取决于对所有食物成分采取经统一系统制定的能量系数。
   如果对关于食物成分所产生的能量有明确定义,将有利于国家和国际管理部门对食品成分的评估,如:低糖和低脂类食品。
   以下原则对于制定这个方案很重要:
   1. 食品标签上能量标识需有科学依据;
   2. 用统一的方法进行能量计算,从而得到所有食品成分,包括新资源食品成分的能量系数;
   3. 与其它非标签使用的能量系数,如膳食指南、能量平衡、食物成分表的能量定义相一致。
   4. 应考虑到食品法典委员会《营养标签指南》的相关章节,如低能量声称等。
  
能量系数在国际和国家食品标准中的使用
   在科学文献中有几种关于食品成分能量产生的定义。总之,所给定的食品能量值通常基于一个可代谢能量(ME)定义或一个净可代谢能量(NME)定义。这两个名词的不同在于ME表达的是食物成分中可被生理过程所利用的食物能量(产热并被机体获得的能量),并没有解释食品成分在体内代谢的效率。NME包括了能量代谢必须消耗的能量,因此低于ME。
   在1983年《营养标签指南》中所列出宏量营养素的能量系数是从Atwater可代谢能量的定义换算来的。《营养标签指南》所列出各营养成分的总能量值应该是根据以下的转换系数计算出的。(CAC 1983,Sec 3.2.7.1)
   碳水化物   4千卡/克——17千焦耳/克
   (不包括膳食纤维)
   蛋白质    4千卡/克——17千焦耳/克
   脂肪     9千卡/克——37千焦耳/克
   乙醇     7千卡/克——29千焦耳/克
   有机酸    3千卡/克——13千焦耳/克
   为了估算一种食物所产生的总能量,需将每种食物成分的能量系数分别代入下面的方程式中:
   每100g某一种食品所产生的平均能量是每100克食品中每种成分与这种成分的能量系数乘积的总和。
   平均能量(kJ/100g)=∑W×F
   W:是某种食物成分的平均重量(固体)(g/100g食品)
   F: 是这种食物成分的能量系数(kJ/g)
   Atwater对于不能消化或部分不能消化的食物代谢能量的定义是不充分的,因为在确定产生的能量时,没有减去产气或发酵的能量损失。此外,未被吸收的物质还可以在胃肠道经过细菌发酵作用,产生机体可吸收和代谢的短链脂肪酸来提供能量。
   例如,对于不消化或部分消化的碳水化物,其能量系数依赖于准确定义能量值并计算出合适的能量转化系数,以及是用ME还是NME来定义。对于经食品企业加工而声称“低能量”等新资源食品成分,如低脂或低糖,也同样如此,它们在体内不消化或部分消化,因此比普通食品产生能量少。
   目前,许多国家已经把法典委员会在《营养标签指南》中所列出的宏量营养素的能量系数用于本国的食品标准中。但列在国家食品标准中的其它食物成分的能量系数却是有限的。例如糖醇和多糖净代谢能量系数只被美国、加拿大和欧盟采用;然而有些情况下,不同净代谢能量被不同国家用于同一糖醇。
   在制定营养标签时,关键的问题是采用ME还是NME适用于能量系数的推算。目前的困难之一在于并不是所有的食物成分都有NME数据。如果一些食物成分的NME数据被采用,那么委员会要考虑是否个别已有的NME能被用于食物标准中,或者标准制订者是否应对所有食物成分采用ME值,直到所有食物成分都有NME值时。
   如果将来考虑用NME定义来推算某些或所有食品成分能量系数时,以下的问题也将在国际上引起营养学家和食品标准专家的争论:
   1. 把NME指数应用于其它食品成分如新资源食品等的潜在影响。
   2. 所有食品成分中采用NME系数对于其它的营养参数,如能量需求的表达方式、能量消耗测定以及食物成分表也会有潜在影响。
   3. NME公式是否适用于人类,如是否所有发酵产热和生热作用(非必需和必需)产生的热量都是浪费。
   4. 有些问题还要继续研究,因为用于决定NME系数(发酵热和必需生热作用)的额外能量损失很难实验测得,如很难从非必需生热作用中分离出必需生热作用。
  
结 论
   目前迫切需要制定一个明确的系统用于计算食品成分产生的能量,从而在食品标签上所有食品成分采用同一系统确定能量系数,这样可以减少由于不同的标签标准所导致的贸易壁垒。
   清楚、明了的食品成分能量值的确定也有助于国际、国家管理部门对食物成分的评价,例如对于低脂和低糖的食品。这对于将来新资源食品和新资源食品成分能量系数的推算也很重要。
   采用一致的方法来定义能量对于管理者在标签上作出“低能量”或“降低能量”的声明也同样重要。

建 议
   CCFNSDU将在本委员会未来的工作计划中制定能量系数推算的统一方法,并收录于食品法典委员会的《营养标签指南》中。
  
能量定义和其它相关术语
   爱特瓦特系数:爱特瓦特系数是宏量营养素的可代谢能量,只考虑到尿(UE)和粪便(FE)能量损失,并没有去除其它产气和发酵过程的潜在的能量损失。
   爱特瓦特系数:代谢能量=总能量-尿能量-粪便能量
   可代谢能量(ME):表示食品成分中用于产热和身体获得的可利用的食物能量,用ME得到的能量系数考虑了通过粪便、尿、体表以及部分微生物发酵过程的能量损失。
   ME(澳大利亚和新西兰使用):人体吸收食物能量而不包括以有机成分排出,如尿、粪和呼吸、皮肤等其它途径。
   ME=总能量-尿能量-粪能量-产气能量损失-皮肤损失(汗、呼吸)
   净可代谢能量(NME):表示在食品成分中可以被利用转化为体内的ATP能量,总能量中去除粪能量和尿能量以及必需的能量的损失。以NME定义的能量系数考虑了所有损失以及机体用于代谢食物成分的能量。
   其他术语:
   可利用的碳水化物:到达小肠并在小肠内被充分吸收的碳水化物。
   非必需生热作用:食品热效应的非必需成分,部分可以被交感神经系统调节。
   必需生热作用:与营养素或其它成分代谢过程有关的食品的热效应中的必需成分。
   短链脂肪酸(SCFA):由运送到结肠的碳水化物分解产生的脂肪酸,如丁酸、乙酸等。
   不可利用的碳水化物:在小肠不能被吸收并到达大肠,在大肠大部分不能被消化、吸收、分解,但可由宿主细菌分解产生SCFA,SCFA为宿主提供能量,它们只为身体提供很少部分能量,但可解释膳食能量估计中ME的变异。