Поздняковский-гигиенические основы питания

Глава первая

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ НАУКИ О ПИТАНИИ

1.1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НАУКИ О ПИТАНИИ

Современная наука о питании интегрирует большое число фундаментальных и прикладных дисциплин, характеризуется активным развитием приоритетных направлений, зависящих от уровня развития общества, национальных привычек, культуры питания и т. д. Основными направлениями этой важной для общества науки являются:

1.Эпидемиология питания. Включает изучение фактического питания, пищевого статуса, мероприятия по рационализации питания, что в целом составляет важный блок социальных и экономических проблем.

2.Обеспечение качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. Как известно, их качество определяется двумя основными факторами: безопасностью и пищевой ценностью. Главные разделы этой деятельности:

• разработка, развитие законодательной и нормативной базы, ее адаптация

кмеждународным и европейским стандартам;

•совершенcтвование системы рационального питания и профилактики пищевых токсикоинфекций, выявление опасных для здоровья контаминантов пищевых продуктов, их токсикологический анализ, гигиеническое регламентирование, проведение мониторинга;

•расширение исследований химического состава пищевой продукции, определение ее пищевой ценности с целью получения объективной информации;

•разработка принципов создания комбинированных продуктов питания заданного химического состава, включая пищевые продукты, обогащенные незаменимыми нутриентами, позволяющих быстро и эффективно осуществлять коррекцию пищевого статуса.

3. Развитие фундаментальных исследований в области биохимии и физиологии питания. Важным является изучение метаболизма, биотрансформации

11

имеханизмов действия наиболее опасных и распространенных контаминантов пищи, исследование природы пищевой аллергии, фармакологических аспектов отдельных пищевых веществ и их комплексов. В частности, это касается витами- нов-антиоксидантов, селена, пектина, отдельных жировых композиций, других нутриентов, повышающих неспецифическую резистентность организма к действию неблагоприятных факторов окружающей среды и предотвращающих развитие ряда распространенных заболеваний, включая сердечно-сосудистую патологию и злокачественные новообразования. Указанное выше становится особенно важным в связи с ухудшением экологической ситуации во многих регионах России, повсеместным нарушением структуры питания.

Практическими аспектами развития фундаментальных исследований в области биохимии и физиологии питания могут быть уточнение и разработка новых норм физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения.

4.Совершенствование методологии. Предусматривает создание общей методологической базы, а также разработку новых высокочувствительных методов:

• обнаружения, идентификации и количественного определения контаминантов пищи;

• выявления фальсификации пищевых продуктов;

• анализа пищевой ценности и химического состава продуктов питания;

• оценки фактического питания, пищевого статуса, включая состояние здоровья населения;

• диагностики и лечения алиментарных заболеваний.

Определяющими факторами таких методов является их точность и надежность.

5.Совершенствование традиционных и разработка новых технологий производства пищевых продуктов. В основе должен лежать гигиенический проект состава и рецептуры продукта, технологии, применяемого оборудования. Результат такого проекта — безопасный и вкусный продукт с высокой пищевой ценностью, в современной упаковке.

Новые технологические решения должны осуществляться как в сфере производства, так и при хранении готовой продукции.

6.Создание и эффективное использование банка данных по состоянию фактического питания и здоровья населения, в области пищевой токсикологии, других наук о питании.

Особую актуальность приобретают вопросы информирования населения через средства массовой информации, внедрения основ рационального питания

икультуры питания в учебные программы детских и дошкольных учреждений, учебных заведений.

7.Разработка единой государственной политики в области питания. В первую очередь речь идет о государственных проектах по наиболее актуальным на-

12

правлениям науки о питании, которые позволят обеспечить целевое финансирование и быстрое решение рассмотренных выше проблем.

1.2.ВАЖНЕЙШИЕ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ В МИРЕ И ПРОГНОЗЫ ИХ РЕШЕНИЯ

Каждую неделю население нашей планеты увеличивается в среднем на 1 млн 200 тыс. человек. С 1960 по 2005 гг. количество жителей Земли возросло более чем в два раза (с 3 до 6,5 млрд человек) и, по прогнозам специалистов, к 2050 г. оно должно достичь 9 млрд человек. Между тем, подсчитано, что темпы производства продукции сельского хозяйства будут в дальнейшем все более отставать от темпов роста населения. И это при том, что уже сейчас дефицит продуктов питания отмечается во всем мире. Особенно остро стоит проблема недостаточного потребления белка и витаминов, других минорных компонентов пищи.

Главная роль в покрытии мирового дефицита пищевых продуктов отводилась интенсификации сельскохозяйственного производства. Однако научно доказано, что ликвидировать огромный дефицит в продуктах питания только за счет расширения посевных площадей, увеличения поголовья скота, роста продуктивности растениеводства и животноводства невозможно. Поэтому предпринимаются меры, которые заключаются не только в увеличении валового урожая, но и в повышении пищевой ценности продуктов. Это может быть достигнуто путем широкого внедрения урожайных сортов растений с высоким содержанием белка, витаминов, других веществ, выведения новых пород сельскохозяйственных животных.

Разумеется, еще не все резервы использованы для совершенствования сельскохозяйственного производства. Наиболее реальный выход — это поиск новых эффективных способов увеличения пищевых ресурсов нашей планеты, использование нетрадиционных видов сырья, создание безотходных технологий.

В ходе длительной эволюции живой природы вырабатывались типы обмена веществ, которые определяют незаменимость отдельных пищевых компонентов и соответствующую ферментную организацию клеток и тканей организмов. Химическая структура пищи, по-видимому, и явилась первичным кодом, определившим типы обмена веществ, биохимию живых организмов. Поэтому научной основой современной стратегии производства пищи является изыскание новых ресурсов, обеспечивающих оптимальные для организма соотношения химических компонентов пищи. Основной момент этой проблемы — поиск новых источников белка и микронутриентов.

Актуальными являются вопросы селекции наиболее продуктивных видов рыб, морских животных, других продуктов моря, организации специализированных подводных хозяйств, позволяющих более полно и рационально использовать пищевые ресурсы мирового океана.

13

Однако, как ни заманчивы перспективы совершенствования сельского хозяйства и использования продуктов моря, возможности этих отраслей имеют свои пределы.

Одним из путей решения продовольственных проблем является химический синтез пищевых продуктов и их компонентов. В этом направлении достигнуты определенные успехи, особенно в области производства витаминных препаратов и их премиксов. Следует отметить, что созданные химическим путем витамины, как и другие нутриенты, совершенно не отличаются от своих природных аналогов по химической структуре, свойствам и активности. Вопрос об их «возможной опасности» для здоровья нередко служит предметом обсуждения, но не имеет для этого серьезных научных оснований.

В последние годы все большее внимание привлекают биотехнологии — использование микроорганизмов в качестве источников отдельных компонентов пищевых продуктов. Как ни непривычно это для нашего сознания, но именно микроорганизмы могут помочь современному человеку преодолеть дефицит белка

ивитаминов в питании. Возможности внедрения микроорганизмов в производство пищевых и кормовых продуктов определяются рядом особенностей. Важнейшая из них — высокая скорость роста микроорганизмов, в 1000 раз превышающая рост сельскохозяйственных животных и в 500 раз — растений. В мире живых существ микроорганизмы не имеют себе равных по скорости производства белка и витаминов (сроки удвоения белковой массы: крупный рогатый скот — 5 лет, свиньи — 4 мес., цыплята — 1 мес., высшие растения — 1–4 нед., бактерии, дрожжи — 1–6 ч). Весьма существенно, что для выращивания микроорганизмов могут использоваться самые разнообразные химические соединения, природный газ, нефть, отходы химической и пищевой промышленности, крахмал, гидролизат и др.

Микроорганизмы — живые существа, развивающиеся во взаимодействии с окружающей средой и состоящие из тех же типов химических веществ, что

ирастения, животные, человек. При этом очень важным обстоятельством в использовании микроорганизмов для получения кормовых и пищевых продуктов является возможность направленного генетического предопределения их химического состава, в известном смысле совершенствования, что непосредственно определяет их пищевую ценность и перспективу применения.

Таким образом, в наступившем столетии мировые продовольственные ресурсы не могут быть увеличены до необходимого объема без использования биотехнологий.

Перспективным направлением в решении данной задачи является генная инженерия, позволяющая создать генетически модифицированные источники пищи. Толчком для создания науки генной инженерии послужило открытие американскими учеными структуры ДНК с последующей ее расшифровкой.

Интенсивное развитие в настоящее время биотехнологии и генной инженерии как ее ветви привело к активному использованию этих методов в производстве пищи.

14

Рис. 1. Структура пищи XXI века

Растения, животные и микроорганизмы, полученные с помощью генноинженерной биотехнологии, называются генетически измененными, а продукты их переработки — трансгенными пищевыми продуктами, или генетически модифицированными источниками (ГМИ). Генетическая модификация традиционных сельскохозяйственных растений, животных и птицы придает им новые, заданные человеком свойства. В то же время широкое внедрение ГМИ требует решения определенных проблем, связанных с оценкой возможных незаданных эффектов выражения переносимых и аутоинтичных генов — таких, как изменение пищевой ценности новых видов продовольствия, аллергические и токсические реакции, отдаленные последствия и др.

В целом структуру пищи XXI века можно представить в виде схемы (рис. 1), где наряду с традиционными и модифицированными продуктами важное место занимают биологически активные добавки.

1.3. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Рассмотрим перечень основных терминов и определений, принятых в настоящее время.

Продовольственное сырье — объекты растительного, животного, микробиологического, а также минерального происхождения, вода, используемые для производства пищевых продуктов.

Пищевые продукты — продукты, произведенные из продовольственного сырья и используемые в пищу в натуральном или переработанном виде. Пищевые продукты подразделяют на следующие группы:

1.Продукты массового потребления, выработанные по традиционной технологии и предназначенные для питания основных групп населения.

2.Лечебные (диетические) и лечебно-профилактические продукты — специально созданные для профилактического и лечебного питания. Характери-

15

зуются измененными химическим составом и физическими свойствами. В эту группу входят продукты витаминизированные, низкожировые (снижение жира на 33 %), низкокалорийные (менее 40 ккал/100 г), с повышенным содержанием пищевых волокон, уменьшенным количеством сахара, холестерина, хлорида натрия (поваренная соль) и т. д.

3. Продукты детского питания — специально созданные для питания здоровых и больных детей до трехлетнего возраста.

Качество пищевых продуктов — совокупность свойств, отражающих способность продукта обеспечивать органолептические характеристики, потребность организма в пищевых веществах, безопасность его для здоровья, надежность при изготовлении и хранении.

Медико-биологические требования к качеству пищевых продуктов —

комплекс критериев, определяющих пищевую ценность и безопасность продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Безопасность пищевых продуктов — отсутствие токсического, канцерогенного, мутагенного или любого другого неблагоприятного действия пищевых продуктов на организм человека при употреблении их в общепринятых количествах. Гарантируется установлением и соблюдением регламентируемого уровня содержания загрязнителей химического, биологического и (или) природного происхождения.

Пищеваяценность—понятие,отражающеевсюполнотуполезныхсвойств пищевого продукта, включая степень обеспечения физиологических потребностей человека в основных пищевых веществах, энергию и органолептические достоинства. Характеризуется химическим составом пищевого продукта с учетом его потребления в общепринятых количествах.

Биологическая ценность — показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.

Энергетическая ценность — количество энергии в килокалориях, высвобождаемой из пищевого продукта в организме человека для обеспечения его физиологических функций.

Биологическая эффективность — показатель качества жировых компонентов продукта, отражающий содержание в них полиненасыщенных (незаменимых) жирных кислот.

Фальсификация пищевых продуктов и продовольственного сырья — изготовление и реализация поддельных пищевых продуктов и продовольственного сырья, не соответствующих своему названию и рецептуре.

Идентификация пищевых продуктов и продовольственного сырья — установление соответствия пищевых продуктов и продовольственного сырья их наименованиям согласно нормативной документации на конкретный вид продукта (продовольственного сырья).

16

Срок хранения (реализации) — промежуток времени, в течение которого при соблюдении определенных условий продовольственное сырье, пищевые продукты сохраняют качество, установленное стандартом или другим нормативным документом.

Упаковочные и вспомогательные материалы — материалы, контактирующие с пищевыми продуктами на разных этапах технологического процесса изготовления, транспортировки, хранения и реализации.

1.3.1.Концепции понятий «физиологическая потребность», «рекомендуемая норма потребления», «пищевая плотность рациона»

Вотечественной литературе до сих пор отождествляют понятия «физиологическая потребность» и «рекомендуемая норма (размер, величина, уровень) потребления», что приводит к терминологической и смысловой путанице, неправильным представлениям и выводам. При всей своей взаимосвязанности эти понятия принципиально различны как по смыслу, так и по методам их определения и количественному выражению.

Физиологическая потребность — объективная величина, определяемая природой и не зависящая от человеческих знаний, ее нельзя нормировать и рекомендовать.

Рекомендуемая норма потребления, наоборот, устанавливается на основании изучения физиологической потребности. Рекомендуемая норма потребления пищевых веществ должна учитывать индивидуальные физиологические потребности отдельных людей. Согласно определению ФАО/ВОЗ, «рекомендуемые количества потребления… являются такими количествами, которые достаточны для поддержания нормального здоровья почти у всех людей». Комитет по пищевым нормам Совета по пищевым продуктам и питанию Национальной Академии наук США дает следующее определение: «Рекомендуемые пищевые нормы — это такие уровни потребления эссенциальных пищевых веществ, которые на основе доступных научных знаний рассматриваются как достаточные для покрытия известных пищевых потребностей практически всех здоровых людей».

Рекомендуемые нормы потребления пищевых веществ (в отличие от энергии) превышают среднюю физиологическую потребность на величину 2σ, что обеспечивает перекрытие возможного разброса индивидуальных физиологических потребностей. Становится очевидной ненужность детализации рекомендуемых размеров потребления по узким группам населения в виде точных цифр.

Рассмотренные выше концепции понятий предложены профессором Института питания РАМН В. Б. Спиричевым и могут быть учтены при утверждении новых норм потребления пищевых веществ и энергии для различных групп населения России.

17

Пищевая плотность рациона. В настоящее время энергетическая ценность общедоступного рациона, соответствующего средним энергозатратам человека, составляет 2000–2500 ккал, причем в состав этого рациона входят главным образом продукты, подвергнутые кулинарной обработке, консервированию и хранению, бедные витаминами и другими биологически активными веществами. Как же обеспечить в этом количестве килокалорий нужный организму объем жизненно важных нутриентов? Эта проблема получила название пищевой плотности рациона и характеризуется количеством незаменимых пищевых веществ в 1000 ккал.

Проблема пищевой плотности рациона может быть успешно решена путем производства и использования в питании низкокалорийных продуктов повышенной пищевой ценности, обогащенных незаменимыми нутриентами, а также применения биологически активных добавок к пище.

1.4.ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПИЩИ

Внастоящее время известно огромное количество пищевых веществ. Остановимся на основных, имеющих особое значение в питании человека.

1.БЕЛКИ — наиболее ценные и незаменимые компоненты пищи. Попадая

ворганизм, они расщепляются под воздействием ферментов до аминокислот, часть из которых распадается на органические кетокислоты; из них вновь синтезируются необходимые организму аминокислоты, белки и вещества белковой природы. Восемь аминокислот не синтезируются организмом и потому называются незаменимыми. Это изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин и валин. Организм грудных детей не синтезирует гистидин и цистин. При дефиците названных аминокислот в пище может происходить нарушение обмена веществ. Эксперты ФАО считают, что в 1 г пищевого белка должно содержаться (в идеальном варианте) следующее количество незаменимых аминокислот, мг: изолейцин — 40; лейцин — 70; лизин — 55; метионин + цистин — 35; фенилаланин + тирозин — 60; триптофан — 10; треонин — 40; валин — 50. Аминокислотный состав пищевых продуктов можно сравнить с аминокислотным составом идеального белка путем определения аминокислотного химического скора. Одним из доступных способов расчета аминокислотного скора является расчет отношения количества каждой незаменимой аминокислоты в испытуемом белке к количеству этой же аминокислоты в гипотетическом белке с идеальной аминокислотной шкалой:

Аминокислотный скор = мг АК в 1 г исследуемого белка i 100, мг АК в 1 г идеального белка

где АК — любая незаменимая аминокислота.

18

В идеальном (стандартном) белке аминокислотный скор каждой незаменимой кислоты принимается за 100 %. Лимитирующей биологическую ценность аминокислотой считается та, скор которой имеет наименьшее значение (табл. 1). Не все продукты питания полноценны по аминокислотному составу. Животные белки, т. е. белки мяса, молока, яиц, наиболее близки по своему скору к идеальному, растительные — дефицитны по отдельным аминокислотам: белок пшеницы содержит лишь около 50 % лизина, картофель и большинство бобовых — около 60 % метионина и цистина по сравнению с идеальным белком.

Сведения о биологической ценности белков необходимо учитывать при составлении сбалансированных рационов питания, принимая во внимание принцип взаимного дополнения лимитирующих аминокислот. Примером может служить создание комбинированных пищевых продуктов из растительного и молочного сырья. Биологическая ценность белков зависит не столько от их аминокислотного состава, сколько от доступности ферментам желудочно-кишечного тракта и степени усвояемости.

Следует учесть, что растительные и животные белки не в одинаковой степени усваиваются организмом: белки молока и яиц — в среднем на 96 %, мяса

ирыбы — 95 %, хлеба из муки I и II сортов — 85 %, овощей — 80 %, картофеля, хлеба из обойной муки бобовых — 70 %. И недостаток, и избыток белка в питании отрицательно сказывается на обмене веществ и приводит к ряду заболеваний. Характерные признаки белковой недостаточности — замедление роста

иумственного развития, нарушение костеобразования, кроветворения, обмена витаминов. Снижается сопротивляемость к инфекциям.

Избыток белка в питании создает нагрузку на печень и почки вследствие большого поступления и выведения азотсодержащих веществ, перевозбужда-

ет нервную систему, может вызвать гиповитаминоз А и В6. Из-за повышенного содержания нуклеиновых кислот в организме происходит накопление продукта обмена пуринов — мочевой кислоты в суставных сумках, органах и тканях. Последнее служит причиной заболевания суставов, подагры, мочекаменной болезни.

Норма потребления белка для молодых взрослых мужчин составляет 1– 1,5 г в день на 1 кг массы тела, что соответствует примерно 85 г белка в обычном рационе, в пересчете на идеальный белок — 60 г в день.

Врационе белки должны сочетаться с другими пищевыми веществами

вопределенных соотношениях. Они должны составлять в среднем 12 % калорийности суточного рациона. Рекомендуемая доля белков животного происхождения — 55 % от общего их содержания в рационе.

На качество и усвояемость белка большое влияние оказывает технологическая обработка сырья и пищевых продуктов. Щадящая кулинарная обработка приводит к разрушению третичной структуры белков, что обеспечивает их бóльшую доступность действию пищеварительных ферментов желудка и кишеч-

19