© Borgis - Bezpieczna Żywność 1/2001

Hanna Kunachowicz

Co rozumiemy pod pojęciem wartości odżywczej żywności?

What does nutritional value of food means?

Zakład Wartości Odżywczych Żywności Instytutu Żywności i Żywienia w Warszawie
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Hanna Kunachowicz

Summary
Definition of nutritional value of food, sources of food composition data and factors influenced on nutritional value of food products are discussing in this paper. New trends in food production and manufacture tending to obtain health-promoting foodstuffs are also presented. Examples of this type of food are low-fat products and foodstuffs with higher dietary fibre content. The food composition and nutritional tables as a source of information about food products are shortly described. International cooperation between European countries in order to standardize a creation of food databases is also mentioned. Such cooperation is very important for obtaining comparable nutrient intake values in populations of different European countries. In this paper it is also stressed that nutrients contents declared in nutritional labelling of food products are often based on a calculation from data published in food composition tables.

Problematyka żywności ostatnich lat zdominowana została w Europie przez zagadnienia higieniczne. Wystarczy przypomnieć skażenie mięsa kurzego dioksynami obecnymi w paszy, rozwój choroby BSE u zwierząt przeżuwających, i ostatnio groźbę epidemii pryszczycy wśród bydła. Drugim nurtem napiętych rozważań są zagadnienia związane z wprowadzeniem żywności modyfikowanej genetycznie, która jest obecna na rynku amerykańskim, a z dużo większymi trudnościami wprowadzana na rynek europejski, raczej do obrotu handlowego aniżeli do upraw rolniczych.

W świetle tych faktów problematyka wartości odżywczej żywności schodzi na dalszy plan i staje się mniej doceniana. Tymczasem pożywienie służyć ma przede wszystkim pokryciu potrzeb fizjologicznych człowieka. Człowiek, aby żyć musi spożywać pokarmy. Stąd też wywodzi się definicja wartości odżywczej żywności.

Wartość odżywcza żywności to przydatność produktów żywnościowych i złożonych z nich racji pokarmowych do pokrycia potrzeb organizmu człowieka związanych z przemianami metabolicznymi. Wartość odżywcza poszczególnych produktów jest zależna przede wszystkim od rodzaju produktu, natomiast w danej grupie produktów uwarunkowana jest sposobem produkcji, doborem odmian roślin i ras zwierząt, sposobem ich uprawy bądź hodowli, a także metodami przetwarzania i przechowywania (ryc. 1).

Ryc. 1. Czynniki warunkujące wartość odżywczą żywności.11

Zaopatrzenie miast, a więc dużych skupisk ludzkich, oraz współczesny tryb życia ludzi charakterystyczny dla naszej cywilizacji wymagają, aby żywność mogła być długo przechowywana. Stąd zarówno nowoczesne metody utrwalania, jak też stosowanie odpowiednich dodatków do żywności są konsekwencją dążenia do sprostania wymaganiom przedłużenia trwałości produktu spożywczego. Wszystkie te działania mogą wpływać w efekcie na wartość odżywczą produktu. Można podać liczne przykłady, że w czasie przerobu wartość odżywcza zostaje podwyższona, np. obróbka termiczna podwyższa strawność białka i innych składników diety; stosowanie ulepszonych odmian produktów roślinnych np. rzepaku, wpływa na istotną zmianę a zarazem poprawę składu kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego niskoerukowego. Przeciwutleniacze, takie jak: kwas mlekowy, askorbinowy, tokoferole, butylohydroksyanizol (BHA), butylohydroksytoluen (BHT) i inne, stosowane w żywności zapobiegają powstawaniu szkodliwych nadtlenków w przechowywanych produktach.

Wprowadzanie do paszy krów produktów zawierających tłuszcz roślinny, np. wytłoków z roślin oleistych (śruty rzepakowej) z pewną ilością oleju, wpływa bezpośrednio na poziom nienasyconych kwasów tłuszczowych w mleku, a tym samym poprawia smarowność otrzymywanego z niego masła. Rodzaj pożywienia brojlerów wpływa na skład tuszek drobiowych itp.

Znany jest również negatywny wpływ obróbki technologicznej na wartość odżywczą żywności. Klasycznym tego przykładem jest niekorzystny wpływ wysokiego wymiału na zawartości białka, witamin i składników mineralnych w jasnych mąkach, zwłaszcza mąkach pszennych. Innym przykładem będzie wpływ nadmiernej obróbki cieplnej, np. procesu długiej sterylizacji na wartość odżywczą konserw mięsnych i warzywnych, czy zastosowanej temperatury na jakość różnego rodzaju suszów, itp.

Proces ekstruzji (HTST) jest już techniką stosowaną bardzo powszechnie w produkcji produktów śniadaniowych, przetworów typu „snacks”, nieznanych u nas analogów mięsa i sera, modyfikowanych skrobi, mąk stosowanych w przetworach dla dzieci, słodyczy i innych środków spożywczych. Proces ten w przypadku preparatów białkowych działa pozytywnie, bo niszcząc substancje antyżywieniowe zawarte w białkach roślinnych jak inhibitory trypsyny, lektyny i inne, wpływa korzystnie na wykorzystanie aminokwasów, zwłaszcza lizyny. W przypadku stosowania ekstruzji mieszanin zbóż z sacharozą może dochodzić do spadku zawartości lizyny i metioniny skutkiem powstawania połączeń typu Maillarda. Jednakże niektórzy autorzy stwierdzają, że wartość odżywcza białka produktów ekstrudowanych jest równie dobra jak otrzymanych alternatywnymi metodami (1).

Do dyskusyjnych problemów współczesnych należy zaliczyć stosowanie niektórych atrakcyjnych technologicznie dodatków do żywności, jak np. polifosforanów stosowanych w produkcji wędlin, serów topionych, koncentratów zup, sosów, a także w proszkach do wypieku ciasta i napojach orzeźwiających. Dodawane związki fosforu podnoszą już i tak dość wysoką zawartość fosforu w racjach pokarmowych, co przy niskim spożyciu wapnia może wpływać, czy usposabiać do rozwoju osteoporozy. Biorąc pod uwagę dążenie do harmonizacji przepisów krajowych z regulacjami prawnymi obowiązującymi w krajach UE, również w zakresie substancji dodatkowych, należy liczyć się ze zwiększeniem udziału fosforanów, jak również rozszerzeniem asortymentów produktów, do których będą one dodawane. Może to wpłynąć na podwyższenie ogólnego spożycia fosforu w diecie. Istotną sprawą jest zatem dążenie do zwiększenia spożycia mleka i jego przetworów jako źródła wapnia. Ponadto istnieje potrzeba ograniczania stosowania związków fosforowych w przemyśle spożywczym na zasadach dobrej praktyki przemysłowej, a nie poprzez ograniczenia prawne tak, aby w polskiej diecie mogła nastąpić poprawa wzajemnych proporcji pomiędzy wapniem i fosforem (tab. 1 i 2 – str. 12).

Tabela 1. Zróżnicowanie zawartości wapnia w produktach żywnościowych (według 7).12

ZAWARTOŚĆ WAPNIA
niska < 100 mg/100 g
mięso wołowe, mwieprzowe, cielęce  mi inne mięso drobiowe kiełbasy, wędzonk iryby śledź w oleju śledź w pomidorach jaja margaryny masło ser twarogowy mąka pszenna pieczywo pszenne pieczywo żytnie kasza gryczana ryż groch - nasiona suche kalafior pomidor kapusta biała marchew pietruszka - korzeń ziemniak jabłko gruszka pomarańcza porzeczki śliwki

Tabela 2. Zróżnicowanie zawartości fosforu w produktach żywnościowych (według 7).12

ZAWARTOŚĆ FOSFORU
niska < 50 mg/100 g
gruszki jabłka pomarańcze porzeczki śliwki kalafior kapusta marchew pietruszka - korzeń pomidory ziemniak imargaryny masło

Kolejną, niekorzystną z żywieniowego punktu widzenia praktyką produkcyjną jest wprowadzanie nadmiaru chlorku sodu do żywności przetworzonej, celem podwyższenia atrakcyjności wyrobu bądź zwiększenia jego trwałości. Przykładem może tu być wiele wyrobów jak: różnego rodzaju chrupki, pieczywo, produkty mięsne, sery, prażone orzeszki ziemne. Nadmiar chlorku sodu może też być wynikiem tworzenia się tego związku w przypadku otrzymywania hydrolizatów białkowych dodawanych następnie do koncentratów zup, czy sosów. W naszym kraju spożycie soli jest zbyt wysokie i wszelkie działania na rzecz jego obniżenia są niezmiernie cenne.

W zaleceniach żywieniowych często mamy wskazania obniżenia wartości energetycznej pożywienia, co wynika z faktu, że współczesny człowiek ma na ogół niższy wydatek energetyczny niż przed laty. Z kolei niższa energetyczność racji pokarmowych wymaga wyższej w nich koncentracji składników odżywczych. A tymczasem preferencje konsumenckie idą często w kierunku przeciwnym tj. spożywania produktów „modnych” i smacznych, ale nie będących źródłem pożądanych składników odżywczych jak np. napoje orzeźwiające, słodycze, chipsy ziemniaczane, itp. Produkty te są często znaczącym źródłem cukrów prostych bądź ukrytego tłuszczu.

Tymczasem należałoby wraz z dążeniem do obniżenia wartości energetycznej racji pokarmowej zwiększać gęstość składników odżywczych w produktach tak, aby mogły one, spożyte w mniejszej ilości, pokryć zapotrzebowanie człowieka. Dlatego też dla człowieka prowadzącego siedzący tryb życia, zagrożonego otyłością, ważne jest, aby z posiłkami podstawowymi spożywać produkty, takie jak ciemne pieczywo, czy kasze, a pomiędzy posiłkami sięgać po owoce suszone, orzechy, a nie po ciastka, bądź czekoladowe batony.

Ostatnio producenci żywności coraz częściej korzystają z osiągnięć nauki o żywności i żywieniu. Powszechnie praktykowane jest wzbogacanie produktów spożywczych w składniki odżywcze, których spożycie z przeciętną dietą jest zbyt niskie w stosunku do zaleceń, np.; wzbogacanie żywności w żelazo, wapń, witaminę C, kwas foliowy. Do produktów spożywczych wprowadzanych na rynek krajowy, najczęściej wzbogacanych w witaminy i składniki mineralne należą: soki i napoje bezalkoholowe, przetwory zbożowe (w tym produkty śniadaniowe), wyroby cukiernicze a także tłuszcze oraz mleko i jego przetwory. Wprowadzane są też na rynek produkty spożywcze z dodatkiem składników mających korzystny wpływ na funkcjonowanie organizmu człowieka oraz zmniejszające ryzyko wystąpienia chorób cywilizacyjnych – otyłości, miażdżycy, niektórych nowotworów (ryc. 2). Produkty takie, wzbogacone w witaminy antyoksydacyjne, bogate w nienasycone kwasy tłuszczowe omega-3, bioflawonoidy, błonnik pokarmowy, tzw. pre- i probiotyki określane są jako „żywność funkcjonalna” (2).

Ryc. 2. Żywność a zdrowie.13

Stale rozszerza się też asortyment produktów przeznaczonych dla poszczególnych grup ludzi ze specyficznymi wymaganiami żywieniowymi. Przykładami mogą tu być m.in.: mieszanki mleczne dla niemowląt o składzie coraz bardziej zbliżonym do składu mleka kobiecego, produkty, w których cukier zastąpiony jest sztucznymi substancjami słodzącymi, przeznaczone dla osób otyłych i chorych na cukrzycę, produkty bezglutenowe dla osób z celiakią lub alergią na gluten.

Za wskazówkami żywieniowymi, rozwijają się metody produkcji żywności o obniżonej wartości energetycznej, o obniżonej zawartości tłuszczu, o obniżonej zawartości soli, a równocześnie wytwarzane są produkty o podwyższonej zawartości białka, witamin, składników mineralnych. Można tu przykładowo wymienić margaryny o obniżonej do 50% zawartości tłuszczu, soki owocowe czy płatki zbożowe wzbogacane w witaminy przeznaczone dla małych dzieci, jogurty z dodatkiem mleka w proszku, itd. Do produkcji tego typu żywności muszą być ściśle określone wymagania. Stąd w Kodeksie Żywnościowym podano szereg wytycznych dla tego rodzaju produktów, które można by nazwać „sprzyjającymi” prawidłowemu żywieniu, „ułatwiającymi” realizację diety.

Wielorakie zmiany zachodzące w rolnictwie i przetwórstwie żywności, w metodach analitycznych i w pogłębianiu znajomości wpływu czynników żywieniowych na zdrowie człowieka muszą być uwzględniane w nowo opracowywanych tabelach składu i wartości odżywczej żywności. Tabele we wszystkich krajach europejskich i pozaeuropejskich są bowiem uznawane za podstawowe źródło wiedzy o produktach (3). W najnowszym wydaniu tabel niemieckich (4) zamieszcza się już dane dla składników aktywnych biologicznie – niektórych flawonoidów – kwercetyny, kemferolu, mirycetyny, a ponadto glutationu i kwasu orotowego. Błonnik pokarmowy podawany jest w podziale na rozpuszczalny i nierozpuszczalny. Kwasy tłuszczowe uzupełniane są o izomery trans kwasów tłuszczowych występujące naturalnie np. w produktach mlecznych.

W Polsce, w ciągu kilku ostatnich lat, pojawiły się cztery wydania tabel składu i wartości odżywczej żywności (5, 6, 7, 8). Stanowią one również bazę danych programów obliczeniowych, przy pomocy których można obliczać wartość odżywczą posiłku, zestawów dań i całodziennych racji pokarmowych. Korzystając z tabel można charakteryzować wartość odżywczą poszczególnych produktów lub ich grup.

Chociaż epidemiologowie i ekonomiści woleliby korzystać z nie zmienianych tabel, bo każda zmiana utrudnia porównanie z poprzednimi badaniami, to jednak tabele muszą być poprawiane i uzupełniane wraz z postępem w produkcji i korygowane zgodnie z aktualnymi danymi. Pierwszą ważną przyczyną konieczności wprowadzania zmian są zmiany w produkcji żywności. Drugą jest równoległy postęp w analizie żywności, który pozwala lepiej, za pomocą metod instrumentalnych, określać zawartość poszczególnych składników odżywczych. I tak np. dokonano dużego postępu w oznaczaniu biologicznie aktywnych tokoferoli za pomocą chromatografii kolumnowej czy cienkowarstwowej, co w stosunku do metod oznaczania samych związków redukujących czy sumy tokoferoli jest znacznym uściśleniem otrzymywanych wyników. Podobnie stosowanie różnych metod analitycznych do oznaczania różnych frakcji błonnika pokarmowego bywa często powodem uzyskiwania wyników trudnych do porównań i interpretacji.

Dla nas interesujące jest ciągłe sprawdzanie, na ile dane obliczone przy użyciu polskich tabel są zbieżne z danymi uzyskanymi na drodze bezpośredniej analizy chemicznej. Stąd w wielu pracach nad wartością odżywczą racji pokarmowych porównywano wyniki obliczeń z wynikami oznaczeń chemicznych. Wynika z nich, że takie składniki jak: energia, białko, tłuszcz wykazują na ogół bardzo dużą zgodność. Istotną jednak sprawą jest, aby ilość prób porównywanych była odpowiednio duża (nie mniej niż 10). Z badań Marca i wsp. (9) wynika, że dla składników mineralnych: miedzi, cynku, żelaza i magnezu uzyskuje się również dość wysoką korelację wyników obliczonych według tabel z oznaczonymi w racjach pokarmowych. Dla wymienionych składników mineralnych współczynniki korelacji wynosiły odpowiednio: 0,72, 0,96, 0,91 i 0,81.

Obarzanek i wsp. (10) dokonali w USA porównania danych obliczonych z oznaczonymi dla 60 szkolnych posiłków. Dość dużą zgodność uzyskano dla zawartości: tłuszczu ogółem, kwasów tłuszczowych nasyconych, kwasów tłuszczowych jednonienasyconych oraz wielonienasyconych. Zawartość wymienionych składników odżywczych w 100 g obliczona i oznaczona wynosiła odpowiednio: 10,9 ± 7,6 g i 11,5 ± 7,4 g, 4,24 ± 3,25 g i 4,53 ± 3,26 g, 4,23 ± 3,52 g i 4,44 ± 3,43 g oraz 1,57 ± 1,79 g i 1,47 ± 1,89 g. Natomiast duża niezgodność dotyczyła zawartości sodu. Według obliczeń wynosiła ona 468 ± 286 mg, a oznaczona 307 ± 182 mg//100 g. Różnica była statystycznie istotna. Autorzy sugerują, że komputerowe bazy danych dla sodu w USA były obarczone zbyt dużym błędem, analizują tego przyczyny i wskazują na potrzebę skorygowania baz danych. Jeszcze trudniejsze są porównania baz danych między poszczególnymi krajami. Porównanie baz danych: polskiej i słowackiej (utworzonej we współpracy z FAO) z wynikami analiz chemicznych omówiono w pracy własnej (11), wskazując na występowanie różnic dla takich składników, jak błonnik pokarmowy czy witamina A.

Drugim ciekawym wątkiem cytowanej pracy Obarzanek i wsp. (10) jest wykonanie porównawczych oznaczeń chemicznych w dwóch niezależnych laboratoriach (wybranych spośród czterech na zasadzie przetestowania) dla tych samych próbek (a więc dla duplikatów prób). Podobnie jak poprzednio oznaczenia dotyczyły: tłuszczu ogółem, kwasów tłuszczowych nasyconych, jedno- i wielonienasyconych oraz sodu. Na 17 badanych ogółem posiłków różnica ponad 15% w zawartości tłuszczu ogółem dotyczyła 5 prób badanych, a w zawartości soli 8 prób badanych. Wyniki uznano za mało zadowalające wskazując na potrzebę stosowania właściwej procedury homogenizacji prób (to uznano na najważniejszą przyczynę różnic) i prowadzenie systemu „quality assurance” – sprawdzania jakości analitycznej dla poszczególnych laboratoriów przed rozpoczęciem badań.

Dla epidemiologów usiłujących badać zależności pomiędzy spożyciem a występowaniem chorób na tle wadliwego żywienia takie różnice w wynikach badań analitycznych są szokujące. Trzeba jednak dodać, że znaczny postęp metod analitycznych pozwala obecnie dokonywać większej ilości porównań i wskazuje na źródła i przyczyny różnych błędów. Źródłem błędów jest m.in. samo badanie wieloskładnikowych potraw, z których trudno jest wyekstrahować daną substancję, a także w których jedne składniki interferują na wyniki drugich. Z kolei korzystanie ze składu surowcowego potraw wymaga uwzględniania współczynników korekcji przy przejściu od produktów surowych do potraw.

W pracach Komitetu ds. Żywności dla Krajów Europy Środkowej i Wschodniej (CEECFOODS), których celem jest ustalenie jednolitego systemu tworzenia baz danych o składzie żywności dąży się m.in. do: ujednolicenia współczynników wydajności potraw, współczynników zachowania składników odżywczych podczas różnych procesów kulinarnych, wprowadzenia jednakowego systemu kodowania, itp.

Trzeba jeszcze podkreślić ważną rolę tabel składu i wartości odżywczej żywności w zastosowaniu do znakowania wartością żywieniową produktów spożywczych. Według ustaleń Unii Europejskiej, a także naszych przepisów krajowych (Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej z 15 lipca 1994 r. w sprawie znakowania; Dz.U. Nr 86) nie tylko oznaczenia analityczne mogą być źródłem danych do informacji żywieniowej, mogą być tu również wykorzystane ogólnie uznane źródła wiadomości o produktach, a więc przede wszystkim krajowe tabele składu i wartości odżywczych żywności. W Polsce znakowanie wartością żywieniową w przypadku składników mineralnych i witamin jest możliwe tylko wówczas, gdy dany składnik zawarty w 100 g produktu pokrywa nie mniej niż 5% dziennego zapotrzebowania, a w przepisach Unii Europejskiej – 15% dziennego zapotrzebowania. Produkty wzbogacane muszą zawierać informację o zawartości składnika odżywczego, który został dodany.

Należy podkreślić, że znakowanie wartością odżywczą (nutrition labelling) jest uznawane za ważną drogę edukacyjną społeczeństwa. Świadomy konsument wybierając preferowane z żywieniowego punktu widzenia produkty wpływa na producentów stymulując rozwój produkcji w pożądanym kierunku. Ma to duże znaczenie dla promocji zdrowia w społeczeństwie.

Reasumując można powiedzieć, że prace nad określeniem wartości odżywczej żywności są prowadzone w większości krajów europejskich i większość tych krajów dysponuje własnymi tabelami przedstawiającymi dane o składzie produktów surowych. Prowadzone są też prace dotyczące składu dań gotowych, bowiem tego typu tabel jeszcze brakuje. Dane takie opracowuje się na ogół metodą obliczeniową, przykładając wielką wagę do standaryzacji receptur, ustalenia wielkości porcji, określenia wielkości strat i posiadania właściwych danych dla surowców. Duże znaczenie ma także określenie wydajności potraw.

Równolegle do opracowywania tabel w formie wydawnictw książkowych prowadzone są prace nad rozwojem komputerowych baz danych. Posiadanie komputerowych baz danych uznane jest za istotny element postępu w wykorzystaniu tabel do oceny spożycia. We wszystkich krajach tabele i bazy danych są „żywe” i podlegają uzupełnieniom, korygowaniu danych i ich rozszerzaniu.

Piśmiennictwo

1. Camire M.E. et al.: Chemical and nutritional changes in foods during extrusion. Food Sci. Nutr. 1990, 29, 35-57.– 2. Świderski F. (red.): Żywność wygodna i żywność funkcjonalna. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1999.– 3. Greenfield H., Southgate D.A.T.: Food composition data. Production, management and use. Elsevier Science Publishers, London 1992.– 4. Souci S.W. et al.: Food composition and nutrition tables. CRC Press, Munich 2000.– 5. Kunachowicz H. i wsp.: Wartość odżywcza wybranych produktów spożywczych i typowych potraw. Wyd. 3, Wydawnictwa Lekarskie PZWL, Warszawa 2001.– 6. Kunachowicz H. i wsp.: Wartość odżywcza wybranych produktów spożywczych i typowych potraw. Wyd. 3, Wydawnictwa Lekarskie PZWL, Warszawa 2001.– 7. Kunachowicz H. i wsp.: Tabele wartości odżywczej produktów spożywczych. Prace IŻŻ 85. Wydawnictwo Instytutu Żywności i Żywienia, Warszawa 1998.– 8. Nadolna I. i wsp.: Tabele wartości odżywczej produktów spożywczych. Witaminy. Prace IŻŻ 99. Wydawnictwo Instytutu Żywności i Żywienia, Warszawa 2000.– 9. Marzec Z.: Ocena pobrania miedzi, cynku, żelaza, magnezu i ich relacji z innymi parametrami racji pokarmowych osób dorosłych. Biul. Magnezol. 1999, 4, 2, 371-375.– 10. Obarzanek E. i wsp.: Fat and sodium content of school lunch foods: calculated values and chemical analysis. Inter. J. Food Sci. Nutr. 1993, 44, 155-165.– 11. Kunachowicz H., Kłys W.: Comparison of results of average daily diet composition calculated according to FRI-FAO programme „ALIMENTA”, Polish programme „FOOD2” and results of chemical analysis. J. Food Comp. Anal. 2000, 13, 475-493.

Adres do korespondencji:
Prof. dr hab. Hanna Kunachowicz
ul. Powsińska 61/63
02-903 Warszawa
tel. [phone]; e-mail: [e-mail]

Bezpieczna Żywność 1/2001