摘要

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

圖1測試樣品展示

前言

卡路里（calorie）作為一種熱量單位被廣泛應(yīng)用于營養(yǎng)計量和健身指導(dǎo)中，它和食品包裝上營養(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程中所釋放的熱量，我們可以根據(jù) 1 cal= 4.1868 J對其進行換算。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)的消化吸收過程是非常復(fù)雜的，對于一些食物組分例如蛋白質(zhì)中的氮元素等，人體無法消化吸收，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試的基礎(chǔ)上進行一些代謝校正。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。

食品營養(yǎng)成分表中的能量值就是三大營養(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自動氧彈量熱儀測得四種膨化類食品的燃燒熱值并與營養(yǎng)成分表中的能量值進行了對比，同時計算了不考慮蛋白質(zhì)代謝校正（能量系數(shù)為22 kJ/g）時的能量值；可以發(fā)現(xiàn)代謝校正所帶來的總體偏差不大，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，可能還因為相同營養(yǎng)素有著不同來源；像牛肉、牛奶中脂肪的燃燒熱值實際是不同的，但營養(yǎng)素歸類下卻有著相同的能量系數(shù)。

圖2 之量科技 ATC 300A自動氧彈量熱儀

實驗方法

1. 實驗條件

測試儀器：之量科技 ATC 300A自動氧彈量熱儀

測試方法：GB/T 213-2008

環(huán)境溫度：24.4~ 26.3 ℃

實驗樣品：薯片、仙貝、小饅頭、干脆面

2. 測試過程

打開ATC 300A自動氧彈量熱儀；

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

Step2：安裝氧彈，并設(shè)置實驗參數(shù)，填寫樣品質(zhì)量等；

Step3：開始實驗，在測試環(huán)境準(zhǔn)備好后，儀器自動進行測試；

Step4：實驗結(jié)束，取下氧彈并進行清理；

Step5：重復(fù)三組測試，記錄實驗數(shù)據(jù)。

實驗結(jié)果

在實驗開始前，我們對每種樣品分別進行了碾碎與壓片處理以保證測試樣品的均勻性與一致性，如圖3所示。在壓片過程中需控制壓片力度，如薯片含油量較高，力度過大會導(dǎo)致油分析出影響測試結(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行3次重復(fù)測試，燃燒熱測試結(jié)果匯總見表1。測試結(jié)果重復(fù)性較好，RSD均在0.2％以內(nèi)。

表1 燃燒熱測試結(jié)果匯總

燃燒熱平均值與包裝上營養(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養(yǎng)成分表

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

根據(jù)上述測試結(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，不同來源的相同營養(yǎng)素用同樣的能量參數(shù)去計算也會帶來一定誤差；以本文測試的膨化類食品為例，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“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自動氧彈量熱儀測試了四種膨化類食品的燃燒熱值，測試結(jié)果與其包裝上營養(yǎng)成分表的能量值較為接近，其差值可能包含了營養(yǎng)學(xué)上對于不同營養(yǎng)素的燃燒熱值基于人體代謝的修正，以及不同來源的相同營養(yǎng)素能量參數(shù)的差異。