摘要

本文利用ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀測(cè)試了四種膨化類(lèi)食品（薯片、仙貝、小饅頭、干脆面）的燃燒熱值，測(cè)試結(jié)果與其包裝上營(yíng)養(yǎng)成分表的能量值差值在0.16~0.53 kcal/g之間，RSD（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差）均在0.2％以?xún)?nèi)。

圖1測(cè)試樣品展示

前言

卡路里（calorie）作為一種熱量單位被廣泛應(yīng)用于營(yíng)養(yǎng)計(jì)量和健身指導(dǎo)中，它和食品包裝上營(yíng)養(yǎng)成分表里單位為焦耳（joule）的能量值一樣，都反映了食品氧化過(guò)程中所釋放的熱量，我們可以根據(jù) 1 cal= 4.1868 J對(duì)其進(jìn)行換算。那么食物能提供給我們的熱量與其燃燒后所釋放的熱量有什么區(qū)別？

食物在人體內(nèi)的消化吸收過(guò)程是非常復(fù)雜的，對(duì)于一些食物組分例如蛋白質(zhì)中的氮元素等，人體無(wú)法消化吸收，在代謝產(chǎn)物（尿素、尿酸、肌酐等）中仍存在一定能量。但盡管人體氧化的方式與氧彈量熱儀有所不同，食物氧化所釋放出的總熱量卻是相同的。為了得到食物的生理熱值，我們可以在氧彈量熱儀燃燒測(cè)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些代謝校正。例如，不考慮人體基礎(chǔ)代謝等復(fù)雜因素，分別測(cè)量食物的燃燒熱值以及排泄物熱值，就可以確定某種食物的有效熱值。

食品營(yíng)養(yǎng)成分表中的能量值就是三大營(yíng)養(yǎng)素的能量系數(shù)（脂肪37 kJ/g、碳水化合物17 kJ/g，蛋白質(zhì)代謝校正后17 kJ/g）與其含量的乘積之和。本文利用ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀測(cè)得四種膨化類(lèi)食品的燃燒熱值并與營(yíng)養(yǎng)成分表中的能量值進(jìn)行了對(duì)比，同時(shí)計(jì)算了不考慮蛋白質(zhì)代謝校正（能量系數(shù)為22 kJ/g）時(shí)的能量值；可以發(fā)現(xiàn)代謝校正所帶來(lái)的總體偏差不大，但不同食品樣品的燃燒熱值偏差不同。除了蛋白質(zhì)含量的因素，可能還因?yàn)橄嗤瑺I(yíng)養(yǎng)素有著不同來(lái)源；像牛肉、牛奶中脂肪的燃燒熱值實(shí)際是不同的，但營(yíng)養(yǎng)素歸類(lèi)下卻有著相同的能量系數(shù)。

圖2 之量科技 ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀

實(shí)驗(yàn)方法

1. 實(shí)驗(yàn)條件

測(cè)試儀器：之量科技 ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀

測(cè)試方法：GB/T 213-2008

環(huán)境溫度：24.4~ 26.3 ℃

實(shí)驗(yàn)樣品：薯片、仙貝、小饅頭、干脆面

2. 測(cè)試過(guò)程

打開(kāi)ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀；

Step1：在樣品池中稱(chēng)取一定質(zhì)量樣品，用棉線連接點(diǎn)火絲與樣品并固定；

Step2：安裝氧彈，并設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，填寫(xiě)樣品質(zhì)量等；

Step3：開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，在測(cè)試環(huán)境準(zhǔn)備好后，儀器自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試；

Step4：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，取下氧彈并進(jìn)行清理；

Step5：重復(fù)三組測(cè)試，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，我們對(duì)每種樣品分別進(jìn)行了碾碎與壓片處理以保證測(cè)試樣品的均勻性與一致性，如圖3所示。在壓片過(guò)程中需控制壓片力度，如薯片含油量較高，力度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致油分析出影響測(cè)試結(jié)果。

圖3樣品預(yù)處理（a）碾碎后樣品（b）小饅頭壓片展示（c）壓片后樣品（d）裝樣

薯片、小饅頭、仙貝和干脆面每種樣品進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)試，燃燒熱測(cè)試結(jié)果匯總見(jiàn)表1。測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較好，RSD均在0.2％以?xún)?nèi)。

表1 燃燒熱測(cè)試結(jié)果匯總

燃燒熱平均值與包裝上營(yíng)養(yǎng)成分表（如圖4所示，蛋白質(zhì)能量系數(shù)17 kJ/g）里的能量值相比，差值在680.6~2213.0 J/g之間，不考慮蛋白質(zhì)代謝校正（能量系數(shù)22 kJ/g）的差值在533.3~1745.0 J/g之間。

圖4（a）薯片（b）小饅頭（c）仙貝（d）干脆面樣品包裝上的營(yíng)養(yǎng)成分表

由于本次選擇的樣品為膨化類(lèi)食品，成分以脂肪和碳水化合物為主，蛋白質(zhì)含量較低，代謝校正對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響相對(duì)較小，更多考慮為營(yíng)養(yǎng)素能量參數(shù)對(duì)不同來(lái)源的相同營(yíng)養(yǎng)素存在一定偏差導(dǎo)致的。

根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果，燃燒熱值一定程度上可以代表我們能夠從食物中獲取的“卡路里"。除了人體代謝外，不同來(lái)源的相同營(yíng)養(yǎng)素用同樣的能量參數(shù)去計(jì)算也會(huì)帶來(lái)一定誤差；以本文測(cè)試的膨化類(lèi)食品為例，不考慮蛋白質(zhì)代謝修正的燃燒熱值與包裝能量值差值為12.7~41.7 kcal（大卡）/100g，對(duì)“卡路里"攝入嚴(yán)格的人群可能需要考慮該影響。

結(jié)論

本文利用ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀測(cè)試了四種膨化類(lèi)食品的燃燒熱值，測(cè)試結(jié)果與其包裝上營(yíng)養(yǎng)成分表的能量值較為接近，其差值可能包含了營(yíng)養(yǎng)學(xué)上對(duì)于不同營(yíng)養(yǎng)素的燃燒熱值基于人體代謝的修正，以及不同來(lái)源的相同營(yíng)養(yǎng)素能量參數(shù)的差異。