التخطي إلى المحتوى

تقاس البروتينات بإستخدام طريقة كلدال ويتم قياس الدهون بإستخلاص المذيبات، في حين يتم قياس الكربوهيدرات والسعرات الحرارية بقيمها التحليلية.

يعد المخطط الغذائي للأبيض والأسود الذي يتم توفيره على ملصقات الطعام, وهو أفضل صديق لكل لاعب رياضي, يمكن أن تساعدك هذه المخططات في تحديد ما إذا كنت تريد اخذ شريط سنيكرز أو ستنتقل إلى مكان آخر, ويوفر المخطط الغذائي أيضًا معلومات حول العدد الدقيق للسعرات الحرارية والبروتينات والدهون والمواد المغذية الأخرى الموجودة داخل الأغذية المعلبة, وإذا كنت غريبًا عن اللياقة البدنية أو مجرد واعي بالصحة, فأنت تعلم أن الجميع يتحدثون من حيث السعرات الحرارية الكلية والكربوهيدرات في الأطعمة المختلفة.

ومع ذلك, هل تساءلت يوماً كيف يتم الوصول إلى هذه الأرقام المحددة؟ كيف يعرف المصنعون بالضبط مقدار البروتين الموجود في صدر الدجاج؟ أو كم من الدهون في واحد من الكعك الحبيب لدينا؟ دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية قياس المغذيات الكبيرة الثلاثة المهمة – البروتينات والدهون والكربوهيدرات – بالإضافة إلى معرفة كيفية قياس إجمالي عدد السعرات الحرارية!

الغذاء و الكربوهيدرات
يتم توفير الملصقات الغذائية الآن على جميع المواد الغذائية المعلبة. ومع ذلك هناك القليل من الوعي حول كيفية الحصول على هذه القيم الغذائية.

البروتينات

البروتينات هي اللبنات الأساسية للحياة, كما أنها من بين الأشياء الأولى التي يبحث عنها الناس (بعد الدهون / السكر) قبل إستهلاك أي شيء, وإذا كنت في صالة ألعاب رياضية, فقد تكون البروتينات هي المغذيات الوحيدة التي تهتم بها!

البروتينات من الناحية العلمية البحتة, هي عبارة عن سلاسل بوليمرية معقدة مصنوعة من الأحماض الأمينية وترتبط ببعضها البعض بواسطة روابط الببتيد, وإذا كان هذا كثيرًا جدًا في العلوم, فقط تذكر أن البروتينات تحتوي على النيتروجين, بينما لا يوجد أي من العناصر الغذائية الرئيسية الأخرى (الكربوهيدرات والدهون).

يساعدنا وجود النيتروجين في البروتينات في معرفة مقدار البروتين المتاح في الأطعمة, ويتم تحديد محتوى النيتروجين ثم يتم ضرب هذه الكمية بعامل للحصول على محتوى البروتين, وفي المتوسط نجد أن محتوى النيتروجين في البروتينات هو 16٪.

إجمالي البروتين = النيتروجين في الغذاء (x 6.25 1 / 0.16 = 6.25), الآن كيف يمكن للمرء تحديد كمية النيتروجين في الغذاء؟

تحليل البروتين في الغذاء
طريقة كلدال هي الطريقة الأكثر قبولًا وممارسة لتحليل البروتين.

الطرق الكلاسيكية المستخدمة لتحديد البروتين (النيتروجين) هي طريقة كلدال وطريقة دوماس, وإعتمدت جمعية الكيميائيين التحليلية الرسمية طريقة كيلدال, لذلك فهي الطريقة المستخدمة من قبل معظم وكالات معايير الأغذية, ومع ذلك فإن طريقة دوماس قد تم إعتمادها من قبل منظمات المعايير الأخرى.

تستخدم طريقة كلدال حمض الكبريتيك (H2SO4) لتحلل عينة طعام معينة, وهذا يطلق النيتروجين من الطعام كبريتات الأمونيوم NH4) 2SO4), يتم قياس كمية الأمونيا التي تم إطلاقها وتحديد كمية النيتروجين في وقت لاحق, وضربنا كمية النيتروجين بنسبة 6.25 يحصل لنا على محتوى البروتين في عينة الطعام, والطريقة الفعلية الأكثر تعقيدًا قليلاً تستحق مقالة خاصة بها.

الدهون

أهم العناصر الغذائية التي يحاول الناس الحفاظ عليها هي الدهون, والدهون هي أسهل من العناصر الغذائية الثلاثة على نطاق واسع, فهي غير قابلة للذوبان في الماء وقابلة للذوبان في المذيبات العضوية مثل الأثير والكلوروفورم, ونستخدم هذه الخاصية عند قياس كمية الدهون في الطعام, والطرق المستخدمة لقياس الدهون هي إستخلاص المذيبات وإستخلاص غير المذيبات, وعدد قليل من الوسائل الأخرى المفيدة, وطرق إستخراج المذيبات هي الأكثر إستخدامًا, وهي الطرق المعترف بها رسميًا لتحديد محتوى الدهون في الطعام.

يتم أولاً وزن العنصر الغذائي ثم وضعه داخل محلول الأثير (أو الهكسين), الأثير كونه مذيب عضوي يغسل / يذيب الدهون, ثم يتم وزن الطعام مرة أخرى, والفرق في وزن العينة قبل وبعد العلاج بمذيب عضوي يوفر كمية الدهون الموجودة في الطعام, وتنقسم العملية الفعلية إلى أربع خطوات:

  1. تجفيف العينة.
  2. تقليل حجم الجسيمات.
  3. التحلل المائي الحمضي.
  4. إختيار المذيب.

المذيبات العضوية شائعة الإستخدام وهي إيثيل الإيثر وأيثر البترول والبنتان والهكسان.

الهيدروجين و الغذاء
الصورة التالية توضح جهاز إستخراج المذيبات.

تستخدم طرق الإستخلاص غير المذيبة المواد الكيميائية الأخرى جانباً من المذيبات العضوية, وتستخدم هذه الطرق بشكل أساسي لقياس محتوى الدهون في الحليب ومنتجات الألبان الأخرى, وهذه الطرق هي طريقة بابكوك, وطريقة جربر ، وطريقة المنظفات, وكل من أساليب إستخراج المذيبات وغير المذيبات لها عيوبها الخاصة, وهذه الأساليب تتطلب إعداد العينات المناسبة والإشراف من الخبراء, وتستغرق وقتاً طويلاً, وهي مدمرة وغير دقيقة.

من ناحية أخرى فإن الأساليب الفعالة مثل طرق الرنين المغناطيسي النووي والموجات فوق الصوتية أو نهج الإنتثار بالضوء بسيطة وتعطي نتائج دقيقة, فهي سريعة وتتطلب إعداد عينة صغيرة وغير مدمرة, ومع ذلك فإن الأدوات باهظة الثمن ولا يمكن إستخدامها لجميع أنواع الأطعمة.

الكربوهيدرات

الكربوهيدرات هي المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم, وتشكل ما يقرب من 70٪ من السعرات الحرارية لدينا, الآن إذا كانت الكربوهيدرات هي المصدر الرئيسي للطاقة, فلماذا يحصلون على مثل هذا الممثل السيئ؟ حسنا … لا يتم إنشاء جميع الكربوهيدرات على قدم المساواة, ويمكن تقسيم الكربوهيدرات إلى كربوهيدرات بسيطة وكربوهيدرات معقدة, ويمكن تشعب نوعي الكربوهيدرات في السكريات والألياف والنشا.

الكربوهيدرات البسيطة هي سكريات بسيطة, أي أنها تحتوي على 1 أو 2 من جزيئات السكر, ونحن نقسم هذه أيضاً إلى سكريات مفردة (سكريات أحادية) وسكريات مزدوجة (ديساكهاريدات), وهناك أمثلة على الكربوهيدرات البسيطة وهي سكر المائدة, والحلوى والعسل والفواكه وما إلى ذلك, والسكريات البسيطة هي أسرع مصدر للطاقة وسهلة الهضم, والكربوهيدرات البسيطة ليست شيئًا يجب عليك تناوله بكميات زائدة (بإستثناء الفواكه), وهي الكربوهيدرات المسؤولة عن السمعة السيئة, والكربوهيدرات المعقدة مصنوعة من جزيئات سكر متعددة وبالتالي تستغرق وقتًا أطول للهضم, ومن الأمثلة على ذلك الشوفان والحبوب الكاملة والخضر والعدس – إلخ, والنشا والألياف الغذائية هي أيضاً كربوهيدرات معقدة.

الكربوهيدرات والسكريات
الكربوهيدرات هي المصدر الرئيسي للطاقة, وتشمل الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الكربوهيدرات الفواكه والخبز والحبوب والبطاطا وخضروات النشا وما إلى ذلك.

يتم قياس الكربوهيدرات بشكل غير مباشر بدلاً من إستخدام الأساليب التجريبية, أولاً يتم تحديد كميات العناصر الغذائية الأخرى في الطعام (البروتين والدهون والماء والرماد والكحول) بشكل فردي, ثم نطرح مجموع هذه القيم الفردية من الوزن الكلي للطعام على النحو التالي:

100 – (الوزن بالجرام من [بروتين + دهن + ماء + رماد + كحول] في 100 غرام من الطعام) = إجمالي كمية الكربوهيدرات

تجدر الإشارة إلى أن هذا المبلغ يشمل جميع أنواع الكربوهيدرات الموجودة داخل الطعام مثل الألياف الغذائية, كما ان الكربوهيدرات لا يتم هضمها في جسم الإنسان, لتحديد كمية الكربوهيدرات المتاحة أو المفيدة, ونحتاج إلى طرح كمية الألياف من كمية الكربوهيدرات الكلية في كل قطعة طعام.

الكربوهيدرات
الألياف الغذائية والسكر أنواع من الكربوهيدرات, وهذا هو السبب في أنك وجدت لهم بادئة أدناه إجمالي الكربوهيدرات في الرسوم البيانية الغذائية.

تُقاس الألياف الغذائية بإستخدام طريقة الأنزيمية الجاذبية بعد تحضير عينة الطعام, ويتم علاجها بالأنزيمات التي تحاكي العملية الهضمية في الأمعاء الدقيقة البشرية, وتتم إزالة العناصر الغذائية المهضومة من العينة بإستخدام الترشيح, وكل ما تبقى هو الألياف الغذائية والبروتينات وبعض المواد غير العضوية الأخرى, ويتم وزن العينة المتبقية ويتم طرح عدد البروتينات والأشياء غير العضوية (تقاس مسبقًا بإستخدام طرق تحليلية) منها الرقم النهائي الذي يمثل كمية الألياف الغذائية في الغذاء.

ومع ذلك … يمكن أن يؤدي خطأ بسيط في حساب أي مغذيات أخرى إلى قيم غير دقيقة, وبالتالي يتم أيضًا إستخدام الطرق التجريبية مثل اللوني ذو الطبقة الرفيعة (TLC), واللوني السائل عالي الأداء (HPLC), والطرق القائمة على المواد الكيميائية مثل المعايرة والجاذبية واللون, والطرق الفيزيائية مثل الإستقطاب.

إجمالي عدد السعرات الحرارية

لنبدأ أولاً بتحديد السعرات الحرارية, السعرات الحرارية هي وحدة الطاقة, والتعريف العلمي للسعرات الحرارية هو كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كجم من الماء بمقدار 1 درجة مئوية, وبعض الوحدات الأخرى الشائعة للطاقة التي قد تعرفها هي جول واط وحصاناً, وفي الواقع فإن السعرات الحرارية التي نراها مذكورة في ملصقات الطعام هي في الواقع سعر حراري, لذلك 1 السعرات الحرارية الغذائية (سعر حراري) يساوي 1.000 سعرة حرارية, الآن كيف تحسب الشركات المصنعة العدد الإجمالي للسعرات الحرارية في طعامك؟

الطريقة التقليدية

الطريقة التقليدية المستخدمة لقياس إجمالي كمية السعرات الحرارية في المواد الغذائية تنطوي على إستخدام المسعر القنبلة, ويتم وضع الطعام داخل حاوية مغلقة مملوءة بالماء, ثم يتم حرق المواد الغذائية بإستخدام الطاقة الكهربائية, وبمجرد إحتراقها بالكامل, يتم قياس إرتفاع درجة حرارة الماء, وإرتفاع درجة حرارة الماء يساوي الطاقة / السعرات الحرارية في الطعام.

السعرات الحرارية
تم إستخدام المسعر القنبلة تقليديا لقياس السعرات الحرارية في المواد الغذائية, ومع ذلك فإن الأساليب الحديثة تستخدم نظام أتواتر وقواعد البيانات على الإنترنت.

ومع ذلك, لم تعد تمارس هذه التقنية لقياس السعرات الحرارية, كما ان المسعر قنبلة يقيس جميع السعرات الحرارية المتاحة, والتي تشمل السعرات الحرارية من المواد الغذائية التي لا يمكن هضمها مثل الألياف, وهكذا أدت المسعرات قنبلة في المبالغة في تقدير السعرات الحرارية المتاحة لنا في المواد الغذائية, وهذه الطريقة أيضًا – جنبًا إلى جنب مع حرق الطعام – أحرقت ثقبًا في جيوب المصنعين.

الأساليب الحديثة

بموجب قانون التعليم والتغذية لعام 1990, بدأت إدارة الأغذية والعقاقير في مطالبة مصنعي الأغذية بتحديد كميات المواد الغذائية والسعرات الحرارية في منتجاتهم, نظرًا لأن طريقة المسعر بالقنابل كانت باهظة الثمن, فقد تم إعتماد طريقة أكثر بساطة ويمكن الوصول إليها, وهذه الطريقة الجديدة هي نظام أتواتر, حيث يبلغ إجمالي عدد السعرات الحرارية التي وجدت عن طريق جمع السعرات الحرارية المخزنة في كل المغذيات التي تحتوي على الطاقة, ويشمل ذلك البروتينات والكربوهيدرات والدهون والأحماض العضوية والكحول, والقيم لكل مغذيات هي 4 كيلو كالوري / جم للبروتين, و 4 كيلو كالوري / جم للكربوهيدرات, و 9 كيلو كالوري / جم للدهون, و 3 كالوري / جم للأحماض العضوية, و 7 كالوري / جم للكحول.

على سبيل المثال فإن الملصق الموجود على لوح شوكولاتة يحتوي على 10 جرام من البروتين, والكربوهيدرات 15 جم والدهون 30 جرام, سيبلغ إجمالي عدد السعرات الحرارية فيه 370 كيلو كالوري.

إستنتاج

الطرق التي نوقشت أعلاه هي الطرق التقليدية وتتطلب التحليل المختبري, ومع ذلك بسبب التطورات في التكنولوجيا, لم تعد هناك حاجة لمصنعي المواد الغذائية لإتباع مثل هذه الإجراءات المرهقة, وجعل توافر قواعد البيانات على الإنترنت وخدمات التحليل التغذوي من إعداد المخططات الغذائية أسهل بكثير, ويمكن للمرء تقديم تفاصيل مثل المكونات المستخدمة, و وصفة طريقة الطهي وحجم الحصة وما إلى ذلك, ويكون لها مخطط غذائي بسهولة.

قد تتساءل, هل يتم التحقق من قيم هذه المخططات الغذائية من قِبل بعض الوكالات؟ هل يمكن للمصنعين تضليل المستهلكين بشأن العناصر الغذائية الموجودة في طعامهم؟

المصدر: Science Abc

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *