Oprettelse af Convenience Food baseret på menneskelige ernæringsmæssige krav

af Dr. Anthony Robson

Kost induceret sygdom er epidemi. Worldwide, fordi de skiftende fødevaresystem har ignoreret næringsbehov af mennesker. Høj energitæthed og lav næringsstof-tæthed, der kendetegner den moderne kost skal løses samtidig. Overvægtige og fede mennesker kan udvikle paradoksale ernæringsmæssige mangel ved at spise store energirige fødevarer med et dårligt næringsindhold ¹ .

Konstateringen af, at folk med et lavt energi tæt kost (<1,6 kcal g ^-1) har den laveste samlede indtag af energi, selv om de bruger den største mængde af mad har stor betydning for fremme af overholdelsen af en sund kost ² . En convenience fødevarer, som ikke er både lavenergi tæt og højt indhold af næringsstoffer tætte udvander kost lavt energirige fødevarer med højt indhold af næringsstoffer, at mennesker bør spise: de mest næringsrige kogte vilde plante-og animalske fødevarer for mennesker ^{1 , 3-6} .

Vores forfædres forbillede er den sene palæolitiske kosten dvs en vild plante-til-dyr energiindtag forholdet ~ 1:1, med fisk og skaldyr giver en betydelig del af dyret komponent ⁷ . Dog kan mange fødevarer, forbrugerne anser naturlige skyldes ikke landbrug, husdyrhold og forarbejdning af fødevarer. Desuden fokus på bare at reducere kostens fedt ^{8 , 9} skal der igen fokuseres på at reducere den positive ubalance mellem indtag og udgifter af fødevarer energi.

Lavt fedtindhold, højt kulhydrat kornbaserede produkter er ofte af høj energitæthed. For eksempel en Masterfoods Twix ® chokoladekiks bar: 56% kulhydrat og 2,2% vand = 5,5 kcal g ^-1, Kelloggs Special K ®: 71% kulhydrat og 3% vand = 3,8 kcal g ^-1, hvidt brød: 51% kulhydrat og 36% vand = 2,7 kcal g ^-1, mens ristede vilde vand bøffelkød: 0% kulhydrat og 69% vand = 1,3 kcal g ^-1, rejer kød kogt i fugtig varme: 0% kulhydrat og 77% vand = 1,0 kcal g ^{- 1} og kogt selleri: 4% kulhydrat og 94% vand = 0,2 kcal g ^-1 (jf. tabel I).

Tabel 1. Energitæthed og næringsstoffer tæthed af et udvalg af fødevarer (værdi pr gram)

Molekylær genkendelse er biologi bygning strategi og er nøglen til nanoteknologi: biomolekyler fx selv-samlet, vandfyldte, spiselige nanocells og nanorør, at selv-organisere sig i mere komplekse strukturer ¹³ . Ved hjælp af molekylær genkendelse convenience fødevarer kan skabes på en mere naturlig, lavenergi tætte måde, dvs med et højt vandindhold ¹³ .

For eksempel kan molekylær genkendelse bruges til at strukturere en chokolade kiks bar (fast convenience fødevarer) ligner en selleri stilk, til at øge sin vand og fiber indhold, som i væsentlig grad vil sænke sin energitæthed (<1,6 kcal g ^-1). Dette ville give den samme mængde mad til at brødføde flere mennesker, øget fødevaresikkerhed. Selleri stilk celler er under tryk med vand, hvilket får hele anlægget til at blive saftspændte og stiv.

Mad teknologer kan udnytte denne naturlige turgor kraft til at producere en fast chokolade bar, kiks eller morgenmadsprodukter med en god bid, mens du ser og smager det samme som før, at støtte offentlig accept ¹³ . Vand bærer smag med få kalorier fx en kop te uden mælk = 0,01 kcal g ^-1 og smagsoplevelse pr mundfuld kan forbedres ved hjælp af principperne af ultrafine mad-teknologi (udspringer Limited, Nottingham, England), forarbejdning af fødevarer på nanoskala til at øge det areal, der er i kontakt med smag og lugt receptorer.

Den biotilgængelige næringsindhold herunder cofaktorer af convenience fødevarer skal efterligne og forbedre næringsværdien af de mest nærende kogte vilde fødevarer til mennesker og kan forøges ved brug af eksisterende bioaktive nanoencapsulation ¹³ . Alge bioteknologi kan give fødevareindustrien med tilstrækkelige mængder af alle næringsstoffer er nødvendige for masse skala optimal human ernæring herunder protein, DHA, EPA, AA, vitaminer, mineraler og fibre ^{14 , 15} . Reduktion partikelstørrelse ved hjælp af nanoteknologi kan yderligere forbedre egenskaberne af bioaktive stoffer (f.eks DHA og EPA), såsom levering, opløselighed, forlænget opholdstid i mave-tarmkanalen og effektiv absorption gennem celler ¹⁶ .

Det er vigtigt at overveje, ikke kun energiindholdet i den moderne kost, men også de energiske omkostningerne ved sin assimilation. En reduktion i flydende kalorieindtag har vist sig at have en stærkere effekt end en reduktion i fast kalorieindtag på vægttab ¹⁷ . Sukker sødet drikkevarer (SSBs) kræver lidt fordøjelse. Glucose og fructose kan absorberes direkte ind i blodbanen uden fordøjelse.

Funktionelle fødevarer er forpligtet til samtidig opfylde "søde tand", at den moderne kost har skabt, og har en betydeligt højere energisk assimilation omkostninger i forhold til dagens sukker sødet fødevarer. Dette kan opnås ved at tilsætte protein og fiber til f.eks SSBs, honning, sirup, marmelade, kornprodukter og is (Tabel II) ¹³ .

Tabel 2. Sukker, protein-og fiberindhold af et udvalg af søde fødevarer og drikkevarer (værdi pr 100 gram)

Protein har mere end tre gange den termiske effekt af enten fedt eller kulhydrat ²¹ , og fordi det har en større mæthed værdi end fedt eller kulhydrat ^{21 , 22} , et højt proteinindhold kost (protein og kulhydrat indtag begge er cirka en tredjedel af det samlede energiindtag) er af afgørende betydning som et vægttab strategi for den overvægtige eller fede, og for vægt vedligeholdelse ^{1 , 23} .

Kliniske forsøg har vist, at kalorie-begrænset, højt proteinindhold kostvaner er mere effektive, end der er kalorier-begrænset, høj-kulhydrat diæter i forbindelse med fremme ^24-26 og vedligeholdelse ²⁷ vægttab hos overvægtige forsøgspersoner, mens producerer mindre sulten og mere tilfredshed ²⁸ . Endvidere har højt proteinindhold kost vist sig at forbedre metaboliske kontrol hos patienter med type 2-diabetes ^29-31 . Nogle proteinbaserede nanorør er fødevare-grade materialer ³² og kan øge protein forbrug på bekostning af lavere kulhydrat.

Madlavning er indlysende gavnlige virkninger ved at øge fødevaresikkerheden og forbedre kost kvalitet ³³ . Dog kan madlavning reducere vandindholdet i høj energirige forarbejdede fødevarer og dermed yderligere øge sin deleteriously høj energitæthed, især hvis det er kogt to gange. For eksempel øger ristningen hel-hvedebrød sin energitæthed fra 2,5 kcal g ^-1 til 3,1 kcal g ^-1 som vandindholdet falder med 14% (data beregnet ud fra USDA National Nutrient Database for Standard Reference).

Nanoskala videnskab og teknologi er nu muligt for os at forstå mange naturlige og unaturlige processer. At studere nanostrukturer på celle-og DNA-niveau, giver os indsigt i bearbejdning af disse processer og hvordan man kan manipulere, forebygge og / eller forbedre dem til gavn for menneskeheden. Emergent teknologier kan og skal bidrage til at afhjælpe den mad systemet ved at skabe moderne convenience fødevarer på en masse skala, der efterligner og forbedrer den ernæringsmæssige værdi af de mest nærende kogte vilde fødevarer til mennesker. Således bidrager til at forebygge dårlig mental sundhed, hjertesygdomme, kræft, fedme og andre postprandial fornærmelser ^{1 , 4} .

Referencer

1. Robson, AA (2009). Forebyggelse af kost induceret sygdom: biotilgængelig næringsrige, lav-energi-tæt kost. Nutr Sundhed 20, 135-166.
2. Ledikwe, JH, Blanck, HM, Kettel Khan, L., Serdula, MK, Seymour, JD, Tohill, BC, Rolls, BJ (2006). Kosten energitæthed er forbundet med energi-indtag og vægt status i USA voksne. Am J Clin Nutr 83, 1362-1368.
3. Robson, A. (2006). Skaldyr billede af omega-3 og bæredygtigt fiskeri. Nature 444, 1002
4. Robson, AA (2010b). Nanoteknologi og mad: 1. rapport fra samlingen 2009-10: Vol.. 2 beviser. I House of Lords papirer 22-II 2009-10, pp. 336-361.
5. Marean, CW, Bar-Matthews, M., Bernatchez, J., Fisher, E., Goldberg, P., Herries, AIR, Jacobs, Z., Jerardino, A., Karkanas, P., Minichillo, T., Nilssen, PJ, Thompson, E., Watts, I., Williams, HM (2007). Tidlig menneskelig udnyttelse af havets ressourcer og pigment i Sydafrika i midten Pleistocæn. Nature 449, 905-908.
6. Wang, Y., Lehane, C., Ghebremeskel, K., Crawford, MA (2010). Moderne organisk og slagtekyllinger sælges til konsum giver mere energi fra fedt end protein. Folkesundhed Nutr 13, 400-408.
7. Eaton, SB, Konner, MJ, Cordain, L. (2010). Kost-afhængige syre belastning, Palæolitisk ernæring, og evolutionære sundhedsfremme. Am J Clin Nutr 91, 295-297.
8. Farhang, B. (2007). Nanoteknologi og lipider. Lipid Technology 19, 132-135.
9. Hsieh, YHP, Ofori, JA (2007). Innovationer inden for fødevare-teknologi til sundhed. Asia Pac J Clin Nutr S16, 65-73.
10. World Health Organization (2009). Mikronæringsstoffer mangler: Jernmangel anæmi http://www.who.int/nutrition/topics/ida/en/print.html .
11. Gerrior, S., Bente, L. (2002). Næringsindhold af den amerikanske fødevareforsyning, 1909-99: en sammenfattende rapport US Department of Agriculture, Home Economics rapport no. 55, Washington, DC.
12. Watanabe, F. (2007). Vitamin B-12 kilder og biotilgængelighed. Exp Biol Med 232, 1266-1274.
13. Robson, AA (2010a). Mad nanoteknologi: Vand er nøglen til at sænke energitætheden af ​​forarbejdede fødevarer. Nutr Sundhed (in press).
14. Ortiz, J., Romero, N., Robert, P., Araya, J., Lopez-Hernandez, J., Bozzo, C., Navarrete, E., Osorio, A., Rios, A. (2006). Kostfibre, aminosyrer, fedtsyrer og tocopherol indholdet af spiselige tang Ulva Lactuca og Durvillaea Antarktis. Food Chem 99, 98-104.
15. Harun, R., Singh, M., Forde, GM, Danquah, MK (2010). Bioprocess engineering af mikroalger til at producere en lang række forbrugerprodukter. Vedvarende og bæredygtig energi anmeldelser 14, 1037-1047.
16. Chen, L., Remondetto, GE, Subirade, M. (2006). Mad protein-baserede materialer som nutraceutical leveringssystemer. Tendenser i Food Science & Technology 17, 272-283.
17. Chen, LW, Appel, LJ, Loria, C., Lin, PH, Champagne, CM, Elmer, PJ, ARD, JD, Mitchell, D., Batch, BC, Svetkey, LP, Caballero, B. (2009). Reduktion i forbrug af sukkersødede drikkevarer er forbundet med vægttab: Premier retssagen. Am J Clin Nutr 89, 1299-1306.
18. US Department of Agriculture (2008). Indtag af næringsstoffer fra fødevarer: Mean Beløb Consumed pr Individuel, One Day, 2005-2006. Agricultural Research Service www.ars.usda.gov / BA / bhnrc / fsrg .
19. Institute of Medicine (2005). Kosten referenceindtag for kulhydrat, fibre, fedt, fedtsyrer, kolesterol, protein og aminosyrer. National Academies Press, Food and Nutrition Board. Washington, DC
20. Eaton, SB, Konner, MJ, Cordain, L. (2010). Kost-afhængige syre belastning, Palæolitisk ernæring, og evolutionære sundhedsfremme. Am J Clin Nutr 91, 295-297.
21. Crovetti, R., Porrini, M., Santangelo, A., Testolin, G. (1998). Indflydelsen fra termiske effekt af fødeindtagelse på mæthed. Eur J Clin Nutr 52, 482-488.
22. Stubbs, RJ (1998). Appetit, fodring adfærd og energibalance i menneskelige forsøgspersoner. Proc Nutr Soc 57, 341-356.
23. Veldhorst, M., Smeets, A., Soenen, S., Hochstenbach-Waelen, A., Hursel, R., Diepvens, K., Lejeune, M., Luscombe-Marsh, N., Westerterp-Plantenga, M. (2008). Protein-induceret mæthed: Effekter og mekanismer i forskellige proteiner. Physiol adfærden 94, 300-307.
24. Baba, NH, Sawaya, S., Torbay, N., Habbal, Z., Azar, S., Hashim, SA (1999). Højt proteinindhold vs høj kulhydrat hypoenergetic diæt til behandling af svært overvægtige hyperinsulinemic emner. Int J Obes 23, 1202-1206.
25. Skov, AR, Toubro, S., Ronn, B., Holm, L., Astrup, A. (1999). Randomiseret forsøg på protein vs kulhydrat i ad libitum fedt reduceret diæt til behandling af fedme. Int J Obes 23, 528-536.
26. Layman, DK (2003). Rolle leucin i vægttab kost og glukose homøostase. J Nutr 133, 261S-267S.
27. Westerterp-Plantenga, MS, Lejeune, M., Nijs, I., van Ooijen, M., Kovacs, EMR (2004). Højt proteinindtag opretholder vægt vedligeholdelse efter vægttab hos mennesker. Int J Obes 28, 57-64.
28. Johnston, CS, Tjonn, SL, Swan, PD (2004). Høj-protein, fedtfattig kost er effektive til vægttab og positivt ændre biomarkører hos raske voksne. J Nutr 134, 586-591.
29. Seino, Y., Seino, S., Ikeda, M., Matsukura, S., Imura, H. (1983). Gavnlige-effekter af høj protein-diæt i behandlingen af ​​mild diabetes. Human Ernæring-Applied Nutrition 37, 226-230.
30. Odea, K. (1984). Markant forbedring i kulhydrat-og lipid-metabolisme i diabetisk australske aboriginals efter midlertidig tilbagevenden til den traditionelle livsstil. Diabetes 33, 596-603.
31. Odea, K., Traianedes, K., Irland, P., Niall, M., Sadler, J., Hopper, J., DeLuise, M. (1989). Effekten af ​​kost forskellige i fedt, kulhydrat og fiber på kulhydrat-og lipid-metabolisme i type II-diabetes. J Am Diet Assoc 89, 1076-1086.
32. Graveland-Bikker, JF, De Kruif, CG (2006). Unik mælkeprotein baseret nanorør: mad og nanoteknologi mødes. Tendenser i Food Science & Technology 17, 196-203.
33. Carmody, RN, Wrangham, RW (2009). Den energiske betydning madlavning. J Hum Evol 57, 379-391.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org