Етикетки харчових продуктів неточні (і тому, чому це не має значення)

Це стаття, яку я хотів написати трохи раніше, коли ця стаття про Precision Nutrition про етикетки харчових продуктів вперше обходила, але я ніколи не доходив до неї.

Дозвольте мені почати з того, що мені дуже подобається PN, я поважаю те, що вони роблять, і я маю багато поваги до роботи Джона Берарді. Однак, я думаю, що ця стаття пропускає оцінку з деяких досить простих причин, які легко продемонструвати математично. По-перше, я настійно рекомендую вам прочитати статтю. Я вважаю, що це піднімає кілька хороших моментів, і він провів чудову роботу з підвищення обізнаності щодо проблеми, з якою більшість людей не знайомі: інформація на етикетках харчових продуктів не зовсім точна (насправді закон дозволяє її вимкнути до 20%), а іноді може бути дико неточний. Їжа може бути упакована з більшою кількістю калорій або меншою калорією, ніж зазначено на етикетці, і ваше тіло робить кращу чи гіршу роботу, витягуючи енергію з певних продуктів (переважно на основі вмісту клітковини та способу її приготування).

Однак, я думаю, що стаття пропускає оцінку, коли робить стрибок, стверджуючи, що "підрахунок калорій як спосіб спробувати дізнатись і контролювати споживання енергії є принципово - іноді безнадійно - недосконалим".

Як я вирішу цю проблему

Стаття PN робить дуже хорошу роботу, демонструючи, що для кожної дискретної речі, яку ви покладете в рот, перелічена інформація про харчування може бути дуже далекою. Однак питання, що стоїть під рукою, полягає в тому, чи логічним наслідком є те, що підрахунок калорій як спосіб дізнатись і контролювати споживання енергії є помилковим. Тому я розглядатиму вплив змін у «справжньому» підрахунку калорій від «перерахованого» підрахунку калорій на середню енергію, споживану протягом триваліших періодів часу (тобто часові шкали, необхідні для значущих змін ваги або складу тіла).

Для початку я просто розгляну одну їжу, на якій на етикетці стверджується, що вона має 500 ккал, встановити деякі параметри, щоб "фактичний" вміст калорій у цій їжі відрізнявся від цієї кількості, і коли ефекти різних рівнів варіації суттєво стають безглуздими (тут я визначу "безглуздий" рівень похибки 3% або менше. Коли ви думаєте, що їсте 500 ккал, але справді їсте 485 або 515, це насправді не зміниться).

Далі я розгляну наслідки варіацій “справжньої” калорійності в контексті одного дня прийому їжі. Помилки маркування окремих продуктів можуть бути великими, але чи означає це, що помилка протягом цілого дня прийому їжі буде великою?

Далі я подивлюсь, чи зростають ці помилки, чи зменшуються вони з часом при багатоденному харчуванні.

Нарешті, я коротко обговорюю інші можливі проблеми. Зокрема, я зупинюсь на можливості того, що помилки в маркуванні калорій можуть постійно перекошуватися в ту чи іншу сторону, замість рівномірного розподілу, і обговорюватиму доречність цієї потенційної проблеми в контексті точності проти точності.

Помилки в межах однієї їжі

Це найпростіший спосіб моделювати наслідки мінливості “справжньої” кількості калорій проти перерахованої кількості калорій. Тут я щойно використав кілька простих функцій електронних таблиць, щоб імітувати 1000 версій тієї ж їжі, яка перерахована на 500 калорій. Для цього ви можете просто перейти = norminv (rand (), середнє, стандартне відхилення) і перетягнути цю формулу вниз для стільки клітинок, скільки потрібно. Для кожного тесту середнє значення становило 500. Я підключив різні стандартні відхилення в діапазоні від 50 до 150.

Щоб трохи контекстуалізувати ці цифри, при стандартному відхиленні 50 калорій, деякі помилки перевищували 35%, більшість абсолютних помилок були нижче 20% (тобто рівень точності, передбачений законом), а середня абсолютна помилка становила 7-8,5%. При стандартному відхиленні 100 калорій деякі помилки перевищували 70%, більшість абсолютних помилок були нижче 40% (вдвічі менша помірність закону), а середня абсолютна помилка становила 15,5-17%. При стандартному відхиленні 150 калорій деякі помилки перевищували 120% (тобто їжа, позначена як 500 калорій, мала більше 1000 калорій або негативні калорії), більшість абсолютних помилок були нижче 90%, а середня абсолютна помилка становила 23-26% (тобто середня помилка перевищила максимальну юридичну помилку).

Очевидно, що середня помилка для кожного тесту впала до 0. Це можна було очікувати, оскільки я визначив розподіл середнім значенням 500. Однак важливіше зосередитись на точці, в якій середні помилки досягають тривіальності. Я визначаю тривіальність як 3% або менше, тобто, коли ви їсте продукти, які позначені як 500 калорій, середня кількість, яку ви їсте, становить десь між 485 і 515 калоріями.

Для 10 моделювань із стандартним відхиленням у 50 калорій знадобилося 15, 6, 8, 13, 15, 2, 32, 7, 12 та 0 випадків, щоб середня похибка опустилася нижче та залишилася нижче 3%. При стандартному відхиленні 100 калорій знадобилося 26, 18, 58, 14, 83, 68, 191, 62, 131 і 13 випадків, щоб середня похибка опустилася нижче і залишилася нижче 3%. При стандартному відхиленні 150 калорій знадобилося 278, 237, 94, 64, 68, 107, 60, 503, 130 та 123 випадки, щоб середня похибка опустилася нижче і залишилася нижче 3%.

980 (тобто набагато більше мінливості, ніж ви побачите в реальному світі). Однак, наприклад, до 20, середня похибка (червона) була нижче 3% і залишалася нижче 3%.

Тепер ці цифри є дещо довільними, виходячи з того, що ви вважаєте «тривіальною» різницею. Я вибрав 3%, щоб бути дуже консервативним, але якби ви пішли на 5% (тобто для речей, позначених 500 калоріями, ви насправді споживаєте десь між 475 і 525 калоріями, в середньому; все ще дуже мала різниця), це зайняло б істотно менше випадків. З іншого боку, якщо ви були величезним жителем, і ви взяли 1% як ваш поріг допустимої помилки (що досить смішно), навіть зі стандартним відхиленням 150 калорій, де ваш середній абсолютна помилка становить

23-26%, лише одне із 40 випробувань, яке я провів, не було набагато нижчим за цей поріг на 1000 випробувань.

Особисто я вважаю, що припущення про стандартне відхилення в 50 калорій є найбільш вірогідним із трьох сценаріїв у реальному світі (більшість продуктів позначаються цифрами в межах законодавчого обмеження 20%), хоча можна аргументувати стандарт відхилення в 100 калорій (оскільки умови приготування їжі та травні примхи вносять ще більшу мінливість). Обидві ці умови досягли тривіальної помилки протягом вкрай малої кількості випадків. Навіть смішний сценарій, припускаючи стандартне відхилення 150 калорій, пройшов адекватно, припускаючи, що ви відстежуєте споживання калорій для управління тривалий період зміни ваги.

Однак весь цей аналіз досить спрощений. Зрештою, це просто припускаючи, що всі продукти складають 500 калорій. Що відбувається, коли ми застосовуємо цей тип аналізу до реальних даних про дієту?

Фактичні дані про їжу

Мій друг Даніель Лопес надіслав мені представницький день своїх даних MyFitnessPal (Даніель також написав набагато менш технічну та більш зручну для читачів версію цієї статті, яку вам слід прочитати). Я скористався його даними, оскільки на даний момент у мене є найнудніші та нерепрезентативні дані MyFitnessPal у світі (я в основному харчуюсь пісними чізбургерами та квест-барами через лінь), і саме він нагадав мені цю тему.

Ось його день їжі:

Отже, я застосував такий самий аналіз до цього цілого дня прийому їжі, який становив 2180 калорій. Я припустив, що фактична калорійність кожної їжі перерахована в перерахованому значенні зі стандартним відхиленням або 10% (те саме, що 50 калорій SD вище) або 20% (те саме, що 100 калорій SD вище). Я хотів побачити

Наскільки неточним було середнє день відстеження калорій
Яким неточним було ціле місяць відстеження калорій

З припущенням, що середнє стандартне відхилення похибки становило 10%, найгірший день протягом усього місяця був вимкнений на 7,9% (172 калорії), тоді як середня помилка становила 1% (22 калорії), а середня абсолютний похибка становила лише близько 2,7% (59 калорій). Вживання приблизно на 1% більше калорій, ніж ви думали, що їсте, якщо припустити досить реалістичну кількість помилок у маркуванні, мені здається не надто поганим.

З припущенням, що середнє середньоквадратичне відхилення похибки становило 20%, найгірший день протягом усього місяця був вимкнений на 16,2% (353 калорії), тоді як середня помилка становила 0,7% (17 калорій), а середня абсолютний помилка становила лише близько 4,6% (100 калорій).

Ось місяць змодельованих днів, що передбачає SD 20%. Як ви побачите, жоден з окремих днів не є що вимкнено, а відстеження все ще працює бездоганно протягом цілого місяця:

20% SD
День	Калорії	Абсолютна помилка
1	2013 рік	7,66%
2	2088 рік	4,22%
3	2006 рік	7,98%
4	2228	2,20%
5	2017 рік	7,48%
6	2073 рік	4,91%
7	2196	0,73%
8	2110	3,21%
9	2156	1,10%
10	2079 рік	4,63%
11	1923 рік	11,79%
12	2533	16,19%
13	2060 рік	5,50%
14	2371	8,76%
15	2173	0,32%
16	2268	4,04%
17	2240	2,75%
18	2060 рік	5,50%
19	2159	0,96%
20	2143	1,70%
21	2139	1,88%
22	2337	7,20%
23	2372	8,81%
24	2069 рік	5,09%
25	2221	1,88%
26	2285	4,82%
27	2070 рік	5,05%
28	2176	0,18%
29	2189	0,41%
30	2143	1,70%
Середні калорії		2163,23
Середня помилка		-0,77%
Середня абсолютна похибка		4,62%
Максимальна абсолютна похибка		16,19%

Це говорить нам три речі:

1) Навіть якщо враховувати помилку маркування у всіх з’їдених продуктах, цілий день калорій, який ви реєструєте, може бути в середньому 3-5% від “справжнього” показника, в середньому.

2) Деякі дні помилки будуть більшими, але майже завжди меншими, ніж середня помилка на одну їжу. Іншими словами, якщо ви почуєте, що «етикетки на продуктах можуть вимикатись до 20%», фактична помилка протягом цілого дня відстеження майже завжди буде набагато меншою. Це пов’язано з тим, що позитивні помилки в одних продуктах харчування, як правило, усуваються негативними помилками в інших продуктах.

3) Протягом місяця щоденні помилки та помилки, пов’язані з харчовими продуктами, майже повністю скасовуються.

Послідовні помилки спрямування

Проникливий читач може заперечити статтю і запитати: "А як бути, якщо помилки в основному йдуть в одному напрямку?" Це було б справедливим питанням, оскільки ми можемо припустити, що виробники продуктів харчування можуть стимулювати перекосити низький рівень калорій, щоб здаватися здоровішим, або перекосити їх високо, щоб здаватися більш поблажливим.

Тут є три потенційні сценарії:

1) Ви їсте суміш продуктів, які постійно перекошуються і постійно перекошуються.

Врешті-решт, все, що робить, - це внести більше чистої мінливості (тобто SD може бути ближче до 20% замість 10%), що робить речі трохи галасливішими, але більша частина цього шуму скасовується.

2) Ви їсте суміш продуктів, які постійно перекошуються в ту чи іншу сторону.

Тут нам потрібно обговорити важливість точності над точністю. Точність у цьому випадку - це ступінь, на якій середня фактична кількість калорій у тому, що ви їсте, відповідає середній кількості калорій у тому, що ви їсте. Точність - це ступінь зміни фактичної кількості калорій у вживаному їжі кожного разу, коли ви їсте їжу. Висока точність (мала мінливість) - це добре.

Уявіть, що у вас досить послідовний графік їжі, і ви щодня їсте однаковий сніданок та обід. Скажімо, ви думаєте, що снідаєте 500 калорій, але насправді це 600 калорій, і скажімо, ви думаєте, що ви їсте 800 калорій в обід, але насправді це 1000 калорій. Ви отримуєте 300 калорій на день, 2100 калорій на тиждень та 9000 калорій на місяць! Тим не менше, ти не хочеш те саме 300 калорій на день, це означає, що ваша точність погана, але ваша точність дуже хороша. Якщо ви думаєте, що підтримуєте вагу 2500 калорій на день і вам потрібно знизитися до 2000, щоб схуднути, ваша неточність не має значення. Насправді ви підтримуєте вагу 2800 калорій на день, і вам потрібно зменшити до 2300, щоб схуднути. Фактична маніпуляція з калоріями для впливу на зміну ваги однакова. Ваша кількість калорій неправильна, але ця неправильність не обмежує їх корисність для знання того, що вам потрібно зробити, щоб набрати або схуднути, оскільки всі вони помиляються в одному напрямку.

3) Ви їсте суміш продуктів, які постійно перекошуються в одному напрямку, а потім переходять на зовсім іншу суміш продуктів, які перекошуються в іншому напрямку.

Це єдиний випадок, коли помилки маркування насправді матимуть значення, і це випадкові випадки. Припустимо, ви думаєте, що ви їсте 2500 калорій на день, щоб підтримувати вагу, але всі продукти, які ви їсте, постійно перекошені, тож насправді ви їсте лише 2200 калорій на день. Потім ви знижуєте калорії до 2000, щоб схуднути, і, роблячи це, ви змінюєте свій щоденний раціон на зовсім інший набір продуктів, які постійно сильно перекосяться, тож насправді ви все ще їсте 2200 калорій.

Теоретично це було б проблемою, але просто так не поводиться більшість людей на практиці.

TL; DR

Так, маркування харчових продуктів мають помилки. Помилки в окремих продуктах харчування іноді (часто, можливо) набагато більші, ніж припускають люди. Однак, якщо ці помилки не перекосяться в одному напрямку, ваша щодня кількість калорій все ще буде досить точною і точною, а їх середня точність з часом зростатиме. Якщо ці помилки робити всі перекошені в одному напрямку, ваш підрахунок калорій буде менш точним, але вони, мабуть, будуть точнішими (що, зрештою, все одно корисніше). У всіх випадках, крім одного, знання про помилку маркування продуктів - це забавна дрібниця, але насправді не впливає на корисність відстеження споживання калорій у реальному світі.