Skapa Convenience mat baserad på mänskliga näringsbehov

av Dr Anthony Robson

Diet inducerad sjukdom epidemi. Worldwide eftersom den föränderliga maten systemet har ignorerat näringsbehov av människor. Hög energitäthet och låg näringsämnen densitet som kännetecknar den moderna kosten måste övervinnas samtidigt. Överviktiga och feta människor kan utveckla paradoxal näringsbrist av att äta hög energirika livsmedel med ett dåligt näringsinnehåll ¹ .

Konstaterandet att människor med låg energirika kosten (<1,6 kcal g ^-1) har den lägsta totala intag av energi, trots att de konsumerar den största mängden mat har stor betydelse för främjande av efterlevnaden av en hälsosam kost ² . En färdigmat som inte både låg energi tät och hög näringsrik späder kosten för låga energirika livsmedel med hög näringsämnen täthet att människan bör äta: de mest näringsrika kokta vilda växter och livsmedel djur för människor ^{1 , 3-6} .

Våra förfäders förebild är den sena stenåldern kosten dvs en vild växt till djur energiintag ratio ~ 1:1, med fisk och skaldjur ger en betydande del av djuret komponenten ⁷ . Däremot kan många livsmedel Konsumenterna anser att naturliga beror inte på jordbruk, djurhållning och livsmedelsförädling. Dessutom fokus på bara minska fett ^{8 , 9} måste inriktas på att minska positiv obalans mellan intag och utgifter för mat energi.

Låg fetthalt, hög kolhydrater spannmålsbaserade produkter är ofta hög energitäthet. Till exempel en Masterfoods Twix ® chokladkaka bar: 56% kolhydrater och 2,2% vatten = 5,5 kcal g ^-1, Kelloggs Special K ®: 71% kolhydrater och 3% vatten = 3,8 kcal g ^-1, vitt bröd: 51% kolhydrater och 36% vatten = 2,7 kcal g ^-1, medan rostade Wild Water buffelkött: 0% kolhydrater och 69% vatten = 1,3 kcal g ^-1, räkor kött tillagas i fuktig värme: 0% kolhydrater och 77% vatten = 1,0 kcal g ^{- 1} och kokt selleri: 4% kolhydrater och 94% vatten = 0,2 kcal g ^-1 (se tabell I).

Tabell 1. Energitäthet och näringsämnen täthet av ett urval av livsmedel (värde per gram)

Molekylär igenkänning är biologi byggnad strategi och nyckeln till nanoteknik: biomolekyler t.ex. egna sammansatta, vattenfyllda, ätbara nanocells och nanorör att själva organisera sig i mer komplexa strukturer ¹³ . Använda molekylär igenkänning färdigmat kan skapas i en mer naturlig, låg energirika sätt, dvs med hög vattenhalt ¹³ .

Till exempel kan molekylär igenkänning användas för att strukturera en chokladkaka bar (fast färdiglagad mat) liknar en selleri stjälk, för att öka vatten-och fiberinnehåll som väsentligt kommer att sänka sin energi densitet (<1,6 kcal g ^-1). Detta skulle göra att samma mängd mat för att föda fler människor, ökad livsmedelssäkerhet. Selleri stjälk celler är trycksatta med vatten vilket gör att hela anläggningen för att bli svårlästa och stel.

Mat tekniker kan utnyttja denna naturliga turgor kraft för att producera en bar fast choklad, kex eller frukostflingor med ett bra bett medan du tittar och smakar på samma sätt som förut, för att underlätta allmänhetens acceptans ¹³ . Vatten transporterar smak med få kalorier, t.ex. en kopp te utan mjölk = 0,01 kcal g ^-1 och smakupplevelse per munsbit kan förbättras med hjälp av principerna av ultrafina livsmedelsteknik (utgår Limited, Nottingham, Storbritannien), bearbetning av livsmedel på nanonivå för att öka ytan som är i kontakt med smak och lukt receptorer.

Den biotillgängliga näringsämnen innehåll, inklusive co-faktorerna i färdigmat måste härma och förbättra näringsvärdet av de mest näringsrika lagade vilda livsmedel för människor och kan ökas med hjälp av befintlig bioaktiva nanoencapsulation ¹³ . Alger bioteknik kan erbjuda livsmedelsindustrin med tillräckliga mängder av alla näringsämnen som behövs för masskala optimal nutrition inklusive protein, DHA, EPA, AA, vitaminer, mineraler och fibrer ^{14 , 15} . Minskad partikelstorlek med hjälp av nanoteknik kan ytterligare förbättra egenskaperna för bioaktiva föreningar (t.ex. DHA och EPA), t.ex. leverans, löslighet, förlängd uppehållstid i mag-tarmkanalen och effektivt upptag genom celler ¹⁶ .

Det är viktigt att inte bara energiinnehållet i den moderna kosten utan också energiska kostnaderna för dess assimilering. En minskning av likvida kaloriintag har visat sig ha en starkare effekt än en minskning i massivt kaloriintag på viktminskning ¹⁷ . Socker sötade drycker (SSBs) kräver lite matsmältning. Glukos och fruktos direkt kan absorberas i blodet utan matsmältningen.

Functional foods är skyldiga att samtidigt uppfylla de "söta tand" som den moderna kosten har skapat, och har en betydligt högre energisk assimilering kostnad jämfört med dagens socker sötade livsmedel. Detta kan uppnås genom att lägga till protein och fiber till exempel SSBs, honung, sirap, sylt, spannmålsprodukter och glass (Tabell II) ¹³ .

Tabell 2. Socker, protein och fiber innehåll i ett urval av söta livsmedel och drycker (värde per 100 gram)

Protein har mer än tre gånger den termiska effekten av vare sig fett eller kolhydrater ²¹ och eftersom det har en bättre mättnad värde än fett eller kolhydrater ^{21 , 22} , en proteinrik kost (protein och kolhydrater båda är cirka en tredjedel av det totala energiintaget) är av avgörande betydelse som en viktminskning strategin för överviktiga eller feta och vikt underhåll ^{1 , 23} .

Kliniska prövningar har visat att kalorifattig, hög-protein diet är mer effektiva än är kalorifattig, kolhydratrika dieter för att främja ^24-26 och behålla ²⁷ viktminskning hos överviktiga individer, samtidigt som det producerar mindre hunger och mer tillfredsställelse ²⁸ . Dessutom har hög proteinhalt kost visat sig förbättra metabol kontroll hos patienter med typ 2-diabetes ^29-31 . Vissa protein baserade nanorör är livsmedelspapper material ³² och kan öka protein konsumtion på bekostnad av sänkt kolhydrater.

Matlagning har uppenbara positiva effekter genom att öka livsmedelssäkerheten och förbättra kost kvalitet ³³ . Däremot kan laga minska vatteninnehållet i en hög energi förädlade tät mat och därmed ytterligare öka sin deleteriously hög energitäthet, särskilt om det är kokt två gånger. Till exempel, rostning fullkornsbröd ökar dess energitäthet från 2,5 kcal g ^-1 till 3,1 kcal g ^-1 eftersom vatteninnehållet minskar med 14% (uppgifter beräknas från USDA National Nutrient Databas för Standard Reference).

Nanovetenskap och teknologi nu gör det möjligt för oss att förstå många naturliga och onaturliga processer. Att studera nanostrukturer i cellen och DNA-nivå, ger oss inblick i den bearbetning av dessa processer och hur man kan manipulera, förhindra och / eller förbättra dem till gagn för mänskligheten. Emergent teknik kan och måste hjälpa korrigera den mat systemet genom att skapa moderna färdigmat i stor skala som efterliknar och förbättra näringsvärdet av de mest näringsrika lagade vilda livsmedel för människor. Därför hjälper till att förebygga psykisk ohälsa, hjärtsjukdomar, cancer, fetma och andra postprandialt förolämpningar ^{1 , 4} .

Referenser

1. Robson, AA (2009). Förhindra kostinducerad sjukdom: biotillgängligt näringsrika, låg energitäta kost. Nutr Health 20, 135-166.
2. Ledikwe, JH, Blanck, HM, Kettel Khan, L., Serdula, MK, Seymour, JD, Tohill, BC, Rolls, BJ (2006). Dietary energitäthet är förknippad med energiintag och vikt status i USA vuxna. Am J Clin Nutr 83, 1362-1368.
3. Robson, A. (2006). Skaldjur bild av omega-3 och hållbart fiske. Naturen 444, 1002
4. Robson, AA (2010b). Nanoteknik och mat: 1: a rapporten från session 2009-10: Vol. 2 bevis. I House of Lords papper 22-II 2009-10, s. 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). Tidig människans användning av marina resurser och pigment i Sydafrika under medeltiden Pleistocen. Naturen 449, 905-908.
6. Wang, Y., Lehane, C., Ghebremeskel, K., Crawford, MA (2010). Moderna organiska och slaktkycklingar säljs som livsmedel ger mer energi från fett än protein. Folkhälsa Nutr 13, 400-408.
7. Eaton, SB, Konner, MJ, Cordain, L. (2010). Diet-beroende syra belastning, paleolitiska kost och evolutionära hälsofrämjande. Am J Clin Nutr 91, 295-297.
8. Farhang, B. (2007). Nanoteknik och lipider. Lipid Technology 19, 132-135.
9. Hsieh, YHP, Ofori, JA (2007). Innovationer i livsmedelsteknik för hälsan. Asia Pac J Clin Nutr S16, 65-73.
10. Världshälsoorganisationen (2009). Mikronäringsämnen brister: Järnbrist anemi http://www.who.int/nutrition/topics/ida/en/print.html .
11. Gerrior, S., Bente, L. (2002). Näringsinnehållet i den amerikanska livsmedelsförsörjning, 1909-99: en sammanfattande rapport US Department of Agriculture, hemkunskap rapport nr. 55, Washington, DC.
12. Watanabe, F. (2007). Vitamin B-12 källor och biotillgänglighet. Exp Biol Med 232, 1266-1274.
13. Robson, AA (2010a). Mat nanoteknik: vatten är nyckeln till att minska energitätheten i förädlade livsmedel. Nutr Health (in press).
14. Ortiz, J., Romero, N., Robert, P., Araya, J., Lopez-Hernandez, J., Bozzo, C., Navarrete, E., Osorio, A., Rios, A. (2006). Kostfiber, aminosyror, fettsyror och innehåll tokoferol av ätliga alger Ulva lactuca och Durvillaea Antarktis. Mat Chem 99, 98-104.
15. Harun, R., Singh, M. Forde, GM, Danquah, MK (2010). Bioprocessteknik av mikroalger för att producera en mängd olika konsumentprodukter. Förnybar och hållbar energi recensioner 14, 1037-1047.
16. Chen, L., Remondetto, GE, Subirade, M. (2006). Mat protein-baserade material som system nutraceutical leverans. Trender inom 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). Minskad konsumtion av sockerhaltiga drycker är associerat med viktnedgång: den PREMIER rättegången. Am J Clin Nutr 89, 1299-1306.
18. US Department of Agriculture (2008). Näringsintaget från Food: Medel Belopp som konsumeras per Individuella, en dag, 2005-2006. Jordbruksforskning service www.ars.usda.gov / BA / bhnrc / fsrg .
19. Institute of Medicine (2005). Dietary intag av kolhydrater, fibrer, fett, fettsyror, kolesterol, protein och aminosyror. National Academies Press, kostvetenskap styrelse. Washington, DC
20. Eaton, SB, Konner, MJ, Cordain, L. (2010). Diet-beroende syra belastning, paleolitiska kost och evolutionära hälsofrämjande. Am J Clin Nutr 91, 295-297.
21. Crovetti, R., Porrini, M., Santangelo, A., Testolin, G. (1998). Inverkan av termisk effekt av föda på mättnad. Eur J Clin Nutr 52, 482-488.
22. Stubbs, RJ (1998). Aptit, ätbeteende och energibalans på människor. 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., Westerterpförfarandet-Plantenga, M. (2008). Protein-inducerad mättnadskänsla: Effekter och mekanismer av olika proteiner. Physiol Behav 94, 300-307.
24. Baba, NH, Sawaya, S., Torbay, N., Habbal, Z., Azar, S., Hashim, SA (1999). Hög proteinhalt vs hög kolhydrater hypoenergetic diet för behandling av feta hyperinsulinemic ämnen. Int J Obes 23, 1202-1206.
25. Skov, AR, Toubro, S., Rönn B., Holm, L., Astrup, A. (1999). Randomiserad studie på protein vs kolhydrater i ad lib fett minskade kost för behandling av fetma. Int J Obes 23, 528-536.
26. Lekman, DK (2003). Roll leucin i kost viktminskning och glukoshomeostas. J Nutr 133, 261S-267S.
27. WESTERTERP-Plantenga, MS, Lejeune, M., Nijs, I., van Ooijen, M., Kovacs, EMR (2004). Högt proteinintag upprätthåller vikt underhåll efter viktminskning hos människor. Int J Obes 28, 57-64.
28. Johnston, CS, Tjonn, SL, Swan, PD (2004). Hög proteinhalt, låg fetthalt kost är effektivt för viktminskning och positivt förändra biomarkörer hos friska vuxna. J Nutr 134, 586-591.
29. Seino, Y., Seino, S., Ikeda, M., Matsukura, S., Imura, H. (1983). Gynnsamma effekter av hög protein-kost i behandling av mild diabetes. Human Nutrition-Tillämpad Näringslära 37, 226-230.
30. Odea, K. (1984). Markant förbättring av kolhydrater och fett-metabolism i diabetes australiska aboriginerna efter tillfällig återgång till traditionella livsstil. Diabetes 33, 596-603.
31. Odea, K., Traianedes, K., Irland, P., Niall, M., Sadler, J., Hopper, J., DeLuise, M. (1989). Effekterna av dieten skiljer sig i fett, kolhydrater och fiber på kolhydrater och fett-metabolism i typ II-diabetes. J Am Diet Assoc 89, 1076-1086.
32. Graveland-Bikker, JF, De Kruif, CG (2006). Unik mjölkprotein baserade nanorör: mat och nanoteknik möts. Trender inom Food Science & Technology 17, 196-203.
33. Carmody, RN, Wrangham, RW (2009). Den energiska betydelse matlagning. J Hum Evol 57, 379-391.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org