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食品に含まれる炭水化物の正確な量をどのように知ることができますか?

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タンパク質はケルダール法、脂肪は溶媒抽出法、炭水化物とカロリーは分析値で測定されます。

食品ラベルに記載されている白黒の栄養チャートは、ジム通いの親友です。これらのチャートは、スニッカーズを引き継ぐかどうかを決定するのに役立ちます バーまたは別のものに行きます。栄養表には、包装された食品に含まれるカロリー、タンパク質、脂肪、およびその他の栄養素の正確な数に関する情報も記載されています。あなたがフィットネス マニアであるか、単に健康を意識しているなら、誰もがさまざまな食品の総カロリーと炭水化物の観点から話していることを知っています.

しかし、どのようにしてそのような特定の数字に到達したのか疑問に思ったことはありませんか?製造業者は、鶏の胸肉に含まれるタンパク質の正確な量をどのようにして知ることができますか?または、私たちの最愛のドーナツの 1 つにどのくらいの脂肪が含まれていますか?総カロリー数の測定方法に加えて、3 つの重要な主要栄養素 (タンパク質、脂肪、炭水化物) の測定方法を詳しく見てみましょう!

すべての包装された食品に栄養表示が表示されるようになりました。しかし、これらの栄養価がどのように得られるかについては、ほとんどまたはまったく認識されていません. (写真提供:Studio_G/Shutterstock)


タンパク質

タンパク質は生命の構成要素です。それらはまた、人々が何かを消費する前に(脂肪/砂糖の後に)最初にチェックするものの1つです.あなたがジム仲間なら、あなたが気にかけている栄養素はタンパク質だけかもしれません!

純粋に科学的な用語で言えば、タンパク質は、アミノ酸で構成され、ペプチド結合によって結合された複雑なポリマー鎖です。それが科学的すぎるとしたら、タンパク質には窒素が含まれていますが、他の主要栄養素 (炭水化物と脂肪) には含まれていないことを覚えておいてください.

タンパク質中の窒素の存在は、食品に含まれるタンパク質の量を把握するのに役立ちます.窒素含有量を測定し、この量に係数を掛けてタンパク質含有量を求めます。平均して、タンパク質の窒素含有量は 16% です。

つまり、総タンパク質 =食品中の窒素 x 6.25 (1/0.16 =6.25) です。では、食品中の窒素量はどのように決定するのでしょうか?

ケルダール法は、タンパク質分析で最も広く受け入れられ実践されている方法です。 (写真提供:Roshan220195/Wikimedia Commons)

タンパク質 (窒素) の測定に使用される従来の方法は、 ケルダール法 です。 そしてデュマ法 . AOAC インターナショナルはケルダール法を採用しているため、ほとんどの食品基準機関で使用されている方法です。ただし、Dumas メソッドは他の標準化団体によっても承認されています。

ケルダール法では、硫酸 (H2SO4) を使用して特定の食品サンプルを分解します。これにより、食品から窒素が硫酸アンモニウム (NH4) 2SO4 として放出されます。放出されたアンモニアの量が測定され、続いて窒素の量が決定される。窒素の量に 6.25 を掛けると、食品サンプルのタンパク質含有量が得られます。実際の方法はもう少し複雑で、独自の記事を書く価値があります。

脂肪

人々が抑制しようとする最も重要な栄養素は脂肪です。また、脂肪は 3 つの主要栄養素の中で最もスケールしやすいものです。水に溶けず、エーテルやクロロホルムなどの有機溶媒に溶けます。この性質を利用して、食品中の脂肪の量を測定します。脂肪の測定に使用される方法には、溶媒抽出、非溶媒抽出、およびその他のいくつかの機器による方法があります。溶媒抽出法は最も一般的に使用されており、食品の脂肪含有量を決定するために公式に認められた方法です。

食品は最初に重量を量り、次にエーテル (またはヘキサン) の溶液の中に入れます。有機溶媒であるエーテルは、脂肪を洗い流します/溶解します。次に、食品の重量を再度測定します。有機溶媒で処理する前後のサンプルの重量の差から、食品に含まれる脂肪の量がわかります。実際のプロセスは、サンプルの乾燥、粒子サイズの縮小、酸加水分解、および溶媒の選択の 4 つのステップに分かれています。一般的に使用される有機溶媒は、エチル エーテル、石油エーテル、ペンタン、およびヘキサンです。

次の画像は、溶媒抽出装置を示しています。 (写真提供:Zern Liew/Shutterstock)

無溶媒抽出法は、有機溶媒以外の他の化学物質を利用します。これらの方法は、主に牛乳やその他の乳製品の脂肪含有量を測定するために使用されます。これらの方法はバブコック法です 、ガーバー法 、および洗剤の方法 .溶媒抽出法と非溶媒抽出法にはそれぞれ欠点があります。これらの方法は、適切なサンプル調製、専門家の監督を必要とし、時間がかかり、破壊的であり、正確ではありません.

一方、核磁気共鳴や超音波または光散乱法などの機器による方法は単純で、正確な結果が得られます。それらは迅速で、サンプル調製をほとんど必要とせず、非破壊的です。ただし、器具は高価であり、すべての種類の食品に使用できるわけではありません.

炭水化物

炭水化物は体の主なエネルギー源であり、カロリー摂取量のほぼ 70% を占めています。では、炭水化物が主要なエネルギー源である場合、なぜ炭水化物はそれほど評判が悪いのでしょうか?まあ、すべての炭水化物が同じように作られるわけではありません.炭水化物は、単純炭水化物と複合炭水化物に分けることができます。 2 種類の炭水化物は、糖、繊維、デンプンにさらに分岐することができます。

単純炭水化物は単純な糖です。つまり、1 分子または 2 分子の糖が含まれています。これらをさらに単糖(単糖)と複糖(二糖)に分けます。単糖類の例としては、テーブル シュガー、キャンディー、ハチミツ、果物などがあります。単純な炭水化物は(果物を除いて)過剰に食べるべきではなく、悪評の原因となっている炭水化物です.複合炭水化物は複数の糖分子でできているため、消化に時間がかかります。これらの例には、オート麦、全粒穀物、葉物野菜、レンズ豆などが含まれます。デンプンと食物繊維も複合炭水化物です。

炭水化物は主要なエネルギー源です。高炭水化物食品には、果物、パン、穀物、ジャガイモ、でんぷん野菜などがあります (写真提供:Imagebitt24s/Shutterstock)

炭水化物は、実験的方法を使用するのではなく、間接的に測定されます。まず、食物中の他の栄養素(タンパク質、脂肪、水、灰分、アルコール)の量を個別に測定します。次に、これらの個々の値の合計を食品の総重量から差し引きます。したがって:

100 – (食品 100 g 中の [タンパク質 + 脂肪 + 水 + 灰分 + アルコール] のグラム単位の重量) =炭水化物の総量

この量には、食品内に存在するすべての種類の炭水化物が含まれることに注意する必要があります.炭水化物である食物繊維は、人間の体内では消化されません。利用可能なまたは有用な炭水化物の量を決定するには、各食品の総炭水化物量から繊維の量を差し引く必要があります.

食物繊維と砂糖は炭水化物の一種です。そのため、栄養チャートの総炭水化物の下にインデントされています. (写真提供:Brittany Courville/Shutterstock)

食物繊維は、酵素重量法を使用して測定されます .食品サンプルを調製した後、人間の小腸での消化プロセスを模倣する酵素で処理します。消化された栄養素は、沈殿とろ過を使用してサンプルから除去されます。残っているのは、食物繊維、タンパク質、その他の無機物です。残りのサンプルの重量を量り、そこからタンパク質と無機物 (分析方法を使用して事前に測定) の数を差し引きます。最後の数字は、食品中の食物繊維の量を表します.

ただし、他の栄養素の計算におけるわずかなエラーは、不正確な値につながる可能性があります.したがって、薄層クロマトグラフィー (TLC)、高性能液体クロマトグラフィー (HPLC)、滴定、重量測定、比色などの化学的方法、偏光測定などの物理的方法などの実験方法も使用されます。

総カロリー数

まずはカロリーの定義から始めましょう。カロリーはエネルギーの単位です。カロリーの科学的定義は、1 グラムの水の温度を摂氏 1 度上げるのに必要なエネルギー量です。あなたが知っているかもしれない他の一般的なエネルギーの単位は、ジュール、ワット、馬力です。実際、食品ラベルに記載されているカロリーは実際にはキロカロリーです.したがって、1 食品のカロリー (kcal) は 1000 カロリーに相当します。では、製造業者は食品の総カロリー数をどのように計算するのでしょうか?

従来の方法

食品の総カロリー量を測定するために使用される従来の方法には、爆弾熱量計の使用が含まれます。食品は、水で満たされた密閉容器の中に入れられます。その後、食品は電気エネルギーを使用して燃焼されます。完全に燃焼したら、水の温度上昇を測定します。水温の上昇は、食物のエネルギー/カロリーに等しい.

爆弾熱量計は、伝統的に食品のカロリーを測定するために使用されていました。ただし、最新の方法では、Atwater システムとオンライン データベースを利用しています。 (写真提供:Nasky/Shutterstock)

ただし、この手法はカロリーの測定には使用されなくなりました。爆弾熱量計は、繊維などの難消化性栄養素からのカロリーを含む、利用可能なすべてのカロリーを測定します。したがって、爆弾熱量計は、食品で利用可能なカロリーを常に過大評価する結果になりました.この方法は、食品を燃やすだけでなく、製造業者のポケットに穴を開けました。

最新の方法

1990 年の栄養表示および教育法の下で、FDA は、食品メーカーが製品の栄養素とカロリーの量を指定することを要求し始めました。爆弾熱量計法は高価だったので、より簡単ではるかにアクセスしやすい方法が採用されました。この新しい方法はアトウォーター システムです 、各エネルギー含有栄養素に蓄えられたカロリーを合計することによって、総カロリー数が求められます。これには、タンパク質、炭水化物、脂肪、有機酸、アルコールが含まれます。各栄養素の値は、タンパク質が 4 Kcal/g、炭水化物が 4 Kcal/g、脂肪が 9 Kcal/g、有機酸が 3 Kcal/g、アルコールが 7 Kcal/g です。

たとえば、10g のタンパク質、15g の炭水化物、30g の脂肪を含むチョコレート バーのラベルには、総カロリー数が 370 kcal となります。

結論

上記の方法は従来の方法であり、実験室での分析が必要です。しかし、技術の進歩により、食品メーカーはそのような面倒な手順に従う必要がなくなりました。オンラインデータベースと栄養分析サービスの利用可能性により、栄養チャートの作成がはるかに簡単になりました.使用する材料、レシピ、調理方法、分量などの詳細を提供し、栄養チャートを簡単に作成できます。

これらの栄養チャートの値は、何らかの機関によって検証されているのでしょうか?食品に含まれる栄養素について製造業者が消費者に誤解を与える可能性はありますか?ニューヨークを拠点とする Youtuber の Casey Neistat は、「カロリー表示の裏にある真実」を見つけるためにニューヨークの街に繰り出しました。


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