Тема № 1. Современные научно-обосно­ванные концепций питания

Конспект лекций

по дисциплине «Функциональное питание» для магистрантов специальности 6М072800-Технология перерабатывающих производств, обучающихся в рамках ГПИИР-2

Шымкент - 2015 г.

УДК 641 (075)

ББК ___

Рецензенты:

Шингисов А.У. – доктор технических наук, профессор, «Южно-Казахстанский Государственный университет им. м. Ауезова»

Калыкова А.С. – кандидат технических наук, доцент, «Алматинский технологический университет»

Шамбулова Г.Д.

Функциональное питание. Конспект лекций. – Шымкент, 2015.- 224с.

Рассмотрены вопросы технологической и научно-исследовательской деятельности в области технологии функциональных продуктов, производства комбинированных продуктов, в сфере госконтроля и надзора за качеством и безопасностью продуктов питания.

Изложены теории сбалансированного питания, теории адекватного питания, а научные основы, соответственно, сбалансированного и адекватного питания особенно необходимо магистрантам, в связи с выполнение научных разработок в области питания.

Конспект лекций окажет действенную помощь магистрантам специальности 6М072800- «Технология перерабатывающих производств» при изучении курса «Функциональное питание». Представленный материал также может быть полезен специалистам мясомолочного комбината.

Конспект лекций рекомендован к изданию Учебно-методическим советом ЮКГУ им.М.Ауэзова, протокол №1 от 01 сентября 2015 г.

Содержание

Введение

Жизнь современного человека проходит в условиях существования та­ких неблагоприятных факторов как загрязнение окружающей среды, техноген­ные катаклизмы, стрессовые ситуации, отсутствие полноценного питания. Все это приводит к снижению иммунитета, нарушению функций пищеварения, уве­личения числа людей страдающих аллергией, сахарным диабетом и другими заболеваниями.

Поэтому, рациональное и сбалансированное питание является важным условием для оптимального физического и умственного развития человека, поддержания его высокой работоспособности, повышения способности орга­низма противостоять воздействию неблагоприятных факторов внешней среды. В тоже время обеспечение полноценным питанием всего населения является главным фактором социальной стабильности общества и сегодня является од­ним из приоритетов государственной политики, призванной значительно улучшить демографическое положение в стране. Именно качество и сбалансирован­ность питания определяет здоровье каждого человека и нации в целом.

Здоровье и питание тесно взаимосвязаны. Вещества, поступающие в организм с пищей, влияют на наше душевное настроение, эмоции физическое здоровье. От качества питания во многом зависит физическая активности или пассивность, жизнерадостность или подавленность человека.

В силу сложившихся реалий возникла потребность в новой стратегии решения продовольственной программы, базирующейся на использовании достижений современной биотехнологии, генной инженерии, высоких технологиях переработки растительного и животного сырья, теории адекватного питания.

В последние годы во всем мире получило широкое признание развитие нового направления в пищевой промышленности – так называемое функциональное питание, под которым подразумевается использование таких продуктов естественного происхождения, которые при систематическом употреблении оказывают регулирующее действие на организм в целом или на его определенные системы и органы.

Производство продуктов функционального назначения является актуальной задачей для современной пищевой промышленности. В мировом масштабе идет постоянная работа по созданию новых продуктов функционального питания, обладающих как широким спектром применения, так и точечной направленностью на конкретный орган, систему, заболевание.

Варьируя основами продуктов в процессе их производства, обогащая их нутриентами и биологически активными добавками (БАД), можнодобиться определенной направленности защитных комплексов, предлагать эти продукты для массового потребления и, следовательно, массового оздоровления населения.

В развитых страна мира: CШA, Канаде, Японии. Германии, Франции и дp. реализуются целевые национальные программы по оздоровлению населения путем разработки и организации производства пищевых компонентов, корректирующих биохимический состав продуктов питания массового потребления. Например, в США ежегодно изфедерального бюджета выделяются миллиарды долларов на дотации дляобогащения пищевых продуктов натуральными БАД. ВО Франции объем производства пробиотических продуктов и продуктов, содержащих БАД, за последнее десятилетие возрос примерно в 350 раз. В Японии рынок функционального питания оценивается в 8-9 млрд долл. в год, а его производство стало стратегическим направлением страны.

Казахстанские специали­сты по функциональному питанию считают, что этот рынок у нас уже начал свой взлет, и руководители многих предприятий пищевой индустрии, по­чувствовав это, выделили производство продуктов дли здоровья в отдельное перспективное направление.

В этой части показательна программа функционального питания в Японии, принятая в 1975г и существенно переработанная в 1991г. Она возникла после десятилетия специальных исследований ведущих институтов по заказу Министерства здравоохранения и благосостояния как механизм для качественного улучшения состояния здоровья населения. Базис этой программы составляют функциональные пищевые добавки, большинство из которых нацелено на нормализацию кишечной микро­флоры. Хотя до начала 1990-х годов идея функционального питания для всего мира была всего лишь «причудой», ограниченной пределами Японии, эта программа стала прообразом для подобных программ в Германии, Франции, Финляндии, Швеции, США, Канаде, Китае, Корее и многих других странах.

Результат внедрения этих программ ­очевидное улучшение состояния здо­ровья населения на фоне ухудшения экологии. Например, в Японии за по­следние 20 лет продолжительность жиз­ни, которая является критерием уровня здоровья населения в целом, увеличи­лась на 8 лет. Конечно, это резуль­тат комплекса мероприятий, но про­грамма здорового питания играет здесь ключевую роль.

По оценке экспертов здоровье населения зависит от системы здравоохранения на 8-12%, а доля влияния социально-экономических условий и условий жизнедеятельности человека на его здоровье составляет 52-55%.

Значительная часть населения РК нуждается в специальном питании, в том числе лечебно-профилактическом.

Результаты широких эпидемиологических исследований и организованные в последние годы мониторинга состояния питания убедительно показывают нарушение пищевого статуса населения Казахстана. Современная структура питания характеризуется снижением потребления наиболее ценных в биологическом отношении пищевых продуктов, таких как мясо, молоко, рыба, яйца, растительное масло, фрукты, овощи и увеличением потребления хлеба и картофеля. Так, дефицит животных белков составляет 15-20% от рекомендуемых рациональных норм потребления, особенно он выражен в группах населения с низкими доходами.

От 70 до 100% обследованного населения в своем рационе питания имеют дефицит витамина С; 60-80% - витаминов группы В и фолиевой кислоты; 40-60% -каротина. Очень серьезной является проблема недостаточности в рационе макро- и микроэлементов, пищевых волокон, отдельных ПНЖК и др. Дефицит таких макро- и микроэлементов, как кальций, селен, йод и фтор отмечен у 20-80% обследуемых, а железа – практически у большинства из них.

Более 1млрд человек в мире страдает анемиями, развивающимися в результате нарушения обмена или недостаточного поступления с пищей железа, фолиевой кислоты, витамина В₁₂, снижения содержания в пище белка, главным образом животного происхождения.

Таким образом, решение важнейшей национальной задачи – сохранение здоровья и продление жизни населения страны – связано с обеспечением адекватного, биологически полноценного питания для всех возрастных и социальных групп граждан РК.

Изменение характера труда современного человека требует меньше энергетических затрат, и если в конце прошлого столетия медицинская наука рекомендовала доводить калорийность ежедневного рациона питания человека до 3500 ккал, то в настоящее время этот показатель рекомендован на уровне 2800-2900 ккал. Однако наполнение этого энергетического компонента различ­ными пищевыми продуктами должно коррелироваться новыми знаниями и тре­бованиями в области здорового питания человека.

В целях улучшения структуры питания, улучшения здоровья и профи­лактики распространенных заболеваний в мире одним из перспективных на­правлений в пищевой индустрии стало производство так называемых функцио­нальных продуктов. Впервые термин «функциональная пища» был введен в Японии в 80-х годах прошлого столетия и включает в себя широкий круг пище­вых продуктов, основное предназначение которых заключается в улучшении функции пищеварения и состояния сердечно-сосудистой системы, усиление ус­тойчивости организма к факторам окружающей среды.

«Функциональный пищевой продукт» это пищевой продукт, предназна­ченный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития забо­леваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиен­тов.

Разработка технологий производства новых безопасных продуктов питания на основе натурального сырья - одно из важнейших направлений развития пищевой промышленности в XXI веке, которое требует немедленного решения.

Важное значение приобретают вопросы рационального выбора сырья. Для восполнения потерь энергетических ресурсов и пластичного материала в процессе жизнедеятельности человека необходимо употребление функциональных ингредиентов полученные из лекарственных и пищевых растений. Пищевые растения обладают многосторонним действием, а лекарственные являются источником биологически активных веществ.

В нашей стране велико число дикорастущих и культурных растений, различные части которых могут успешно применяться для приготовления продуктов питания. Дополняя пищевой ассортимент, они оказывают положительное действие на функционирование жизненно важных систем организма. Используя в производстве пищевых продуктов нового поколения различные функциональные ингредиенты, можно улучшать адаптационные и иммунные возможности человека, поэтому исследования в этом направлении должны привлекать внимание ученых и специалистов, работающих в области пищевых технологий.

Также для обеспечения конкурентоспособности продукции пищевой промышленности необходима разработка новых технологий, обеспечивающих рациональную комплексную переработку сырья. Это связано с использованием вторичных материальных ресурсов. Применение новых технологий глубокой переработки сырья позволит создать безопасные отечественные продукты питания высокого качества.

Приоритетным направлением деятельности технологов пищевой промышленности должна быть разработка новых технологий и производство продуктов питания на базе отечественного природного сырья.

Тема № 1. Современные научно-обосно­ванные концепций питания

План лекции:

1.1 Основные теории питания

1.2 Античная теория питания

1.3 Теория сбалансированного питания

1.4 Теория адекватного питания

1.1 Основные теории питания

Человечество с давних времен занималось разработкой различных видов продуктов лечебно-профилактического назначения, но лишь с конца XIX века ученые пытаются разрабатывать научные основы пита­ния человека. В настоящее время появляется много научных направле­нии по разработке теории питания. По мнению многих специалистов-диетологов, идея сбаланси­рованного питания легла в основу всех современных научно-обосно­ванных концепций питания.

История науки рассматривает три основные теории питания: античную, теорию сбалансированного питания и теорию адекватного питания, а также ряд альтернативных теорий питания.

1.2 Античная теория питания

Античная теория питания связана с именами Аристотеля и Галена и является частью их представлений о живом. Согласно этой теории питание всех структур организма происходит за счет крови, которая непрерывно образуется в пищеварительной системе из пищевых веществ, в результате сложного процесса неизвестной природы. В печени происходит очистка этой крови, после чего она используется для питания всех органов и тканей. На основе этой теории были построены многочисленные лечебные диеты древних.

1.3. Теория сбалансированного питания

Теория сбалансированного питанияпреобладала в диетологии до последнего времени. Согласно этой теории, предпочтительным счи­тается питание, при котором приток питательных веществ в организм соответствует их расходу. Пища состоит из компонентов, различных по физиологическому значению: полезных и вредных, или токсичных. В ней содержатся и незаменимые вещества, которые не могут образо­вываться в организме, но необходимы для его жизнедеятельности. Об­мен веществ у человека определяется уровнем концентрации аминокис­лот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов и минеральных ве­ществ, следовательно, можно создать так называемые элементы диеты.

Концепция сбалансированного питания была научно обоснована в 1964 г. акад. А.А. Покровским. На основе данной концепции были раз­работаны рационы для различных групп населения с учетом физических нагрузок, климатических и других условий, созданы новые пищевые технологии. Главным итогом данной работы было установление корре­лятивной зависимости между усвоением пищи и степенью сбалансиро­ванности ее химического состава.

Сбалансированное питание - это учет всего комплекса факторов питания, их взаимосвязи в обменных процессах, а также индивидуаль­ности ферментных систем и химических превращений в организме. Со временем теория сбалансированного питания была подвергнута пе­реоценке. Ее кризис стимулировал новые научные исследования в об­ласти физиологии пищеварения, биохимии пиши, микробиологии. Были открыты новые механизмы пищеварения, установлено, что переварива­ние происходит не только в полости кишечника, но и непосредственно на стенках кишечника, на мембранах его клеток; была выявлена ранее неизвестная гормональная система кишечника, получены новые сведе­ния относительно роли симбиотических микроорганизмов, обитающих в кишечнике, и об их взаимоотношениях с организмом человека.

Классическая теория сбалансированного питания основывается на следующих положениях:

1. Идеальным считается питание, во время которого поступление пищевых веществ отвечает их расходам.

2. Поступление пищевых веществ обеспечивается в результате разрушения пищевых структур и всасывания полезных веществ - нутриентов, необходимых для метаболизма, пластических и энергетических потребностей организма.

3. Утилизация еды осуществляется самим организмом.

4. Еда состоит из компонентов, разных по физиологическому значению: нутриентов, балластных веществ (от них ее можно очистить) и вредных, токсичных соединений.

5. Метаболизм организма определяется необходимым уровнем аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов и солей.

6. Много нутриентов, способных к всасыванию и ассимиляции, освобождается в результате ферментативного гидролиза органических продуктов за счет внеклеточного (полостного) и внутриклеточного пищеварения.

В этом случае пищевые вещества усваиваются в два этапа: полостное пищеварение - всасывание.

Согласно этой теории, нормальное функционирование организма обеспечивается при его снабжении не только необходимыми энергией и белком, но также при соблюдении определенных соотношений между многочисленными незаменимыми факторами питания, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию в обмене веществ.

В основе концепции сбалансированного питания лежит определение пропорций отдельных пищевых веществ в рационе, отражающих сумму обменных реакций, которые характеризуют химические процессы, обеспечивающие в итоге жизнедеятельность организма. Одной из главных биологических закономерностей, на которых базируется теория, является правило соответствия ферментных наборов организма химическим структурам пищи.

Формула сбалансированного питания, по А. А. Покровскому, представляет собой таблицу, включающую перечень пищевых компонентов с потребностями в них в соответствии с физиологическими особенностями организма. Формула составлена на общую энергетическую ценность суточной нормы пищевых веществ, равную 3000 ккал.

В соответствии с тенденциями к снижению энергетических потребностей современного человека, также пересматриваются нормы потребления макронутриентов (источников энергии).

Исходя из формулы сбалансированного питания, полноценный рацион (от лат. слова гаао - расчет, мера - порция пищи определенного состава на известный срок) должен содержать питательные вещества пяти классов:

- источники энергии - белки, жиры, углеводы;

- незаменимые аминокислоты;

- витамины;

- незаменимые жирные кислоты;

- неорганические элементы.

Вода, хотя и не является питательным веществом в прямом смысле слова, также необходима человеку для воспроизведения потерь в различных процессах, например, при дыхании, потоотделении и т. п.

Обычно организмом используется 300-400 мл метаболической (эндогенной) воды, освобождающейся в процессе биологического окисления; остальное количество, обеспечивающее суточную потребность (17502200 г), должно поставляться в организм с жидкими продуктами питания.

Таким образом, сбалансированное питание связано с учетом всех факторов питания, их взаимосвязи в обменных процессах, а также соответствия ферментативных систем химическим превращениям в организме. Но балансовый подход к питанию привел к ошибочному заключению, что ценными являются только усваиваемые организмом компоненты пищи, остальные же относятся к балласту.

Был сделан опрометчивый вывод о том, что повышение качества пищи связано с удалением балластных веществ и обогащением ее нутриентами (питательными веществами). Однако обобщение последующего опыта, связанного с созданием и потреблением такой пищи, а также изучение роли балластных веществ и кишечной микрофлоры в процессах пищеварения показали, что выводы теории сбалансированного питания требуют корректировки. В 80-е годы XX века была сформулирована новая теория питания, представляющая собой развитие теории сбалансированного питания с учетом новейших знаний о функциях балластных веществ и кишечной микрофлоры в физиологии питания.

Эта теория, автором которой явился российский физиолог академик А. М. Уголев, была названа теорией адекватного питания.

1.4 Теория адекватного питания

Теория адекватного питаниярасширила представления о компо­нентном составе рациона питания. Основные ее положения эквивалент­ны теории сбалансированного питания и подкрепляют последнюю лишь результатами расшифровки некоторых механизмов усвоения пищевых веществ. Питательные вещества образуются из пищи при ферментатив­ном расщеплении ее макромолекул за счет полостного и мембранного пищеварения, а также формирования в кишечнике новых химических компонентов, в том числе и незаменимых. Питание обусловлено не од­ним потоком полезных веществ из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ.

Необходимыми компонентами нищи являются не только полезные, но и балластные вещества (пищевые волокна). Значительная роль в процессах пищеварения и всасывания питательных веществ принадле­жит симбиотической микрофлоре - важному функциональному элемен­ту внутренней среды человеческого организма. В разработку теории адекватного питания существенный вклад внес акад. A.M. Уголев.

В основе теории адекватного питания лежат четыре основных принципа:

· Потребляемая пища используется как организмом человека, так и заселяющими его микроорганизмами.

· Приток нутриентов в организм обеспечивается за счет их извлечения из пищевых продуктов и в результате деятельности бактерий, синтезирующих дополнительные пищевые вещества

· Нормальное питание обеспечивается не одним, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ.

· Физиологически важными компонентами пищи являются пищевые волокна.

На основе теории адекватного питания разработаны различные научные концепции здорового питания. Практической реализацией теории адекватного питания являются законы рационального приема пищи:

· необходимо соблюдать равновесие между поступающей с нищей энергией (калорийностью пищи) и энергетическими затратами ор­ганизма;

· желательно придерживаться сбалансированности между посту­пающими в организм белками, жирами, углеводами, витаминами, минеральными и балластными веществами;

· целесообразно соблюдать режим питания - регулярность и опти­мальное распределение пищи в течение дня;

· следуя в питании возрастным потребностям организма и двига­тельной активности, необходимо учитывать профилактическую направленность рациона питания.

На основе теории адекватного питания разработаны различные на­учные концепции приема пиши. В основе теории лежат четыре принципиальных положения:

· пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями;

· приток нутриентов в организме обеспечивается за счет извлечения их из пищи и в результате деятельности бактерий, синтезирующих дополнительные питательные вещества;

· нормальное питание обусловливается не одним, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ;

· физиологически важными компонентами пищи являются балластные вещества, получившие название «пищевые волокна».

Под термином «пищевые волокна» объединяют биополимерные компоненты растительной пищи, к которым относятся неперевариваемые полисахариды, включающие целлюлозу, гемицеллюлозы, пектины (в нативном виде протопектины) и соединения полифенольной природы - лигнины. Целлюлозы и гемицеллюлозы являются практически нерастворимыми компонентами, тогда как пектиновые вещества и лигнины относятся к растворимым полимерам.

Эти компоненты, составляющие структурную основу клеточных стенок и оболочек плодов, при технологической переработке растительного сырья в пищевые продукты в основной массе удаляются. Примерами могут являться технология переработки зерна в муку, шлифование риса, отжим сока из плодов, различные процессы экстракции. В соответствии с теорией сбалансированного питания, эти компоненты считались балластными веществами, их удаление из пищи в ходе технологических процессов признавалось необходимым, что привело в итоге к значительному сокращению их содержания в традиционном рационе питания и, как следствие, отрицательно сказалось на здоровье населения.

Хотя ферментные системы человека не содержат ферментов, соответствующих структурам пищевых волокон, и последние не могут усваиваться и являться источником энергии и пластических материалов для организма, они представляют собой единый физиологически активный комплекс, обеспечивающий ряд важных функций, связанных с процессами пищеварения и обмена веществ в целом.

Специфические физиологические свойства пищевых волокон включают:

· стимуляцию кишечной перистальтики;

· адсорбцию различных токсичных продуктов, в т. ч. продуктов неполного переваривания, радионуклидов, некоторых канцерогенных веществ;

· интенсификацию обмена желчных кислот, регулирующего уровень холестерина в крови;

· снижение доступности макронутриентов (жиров и углеводов) действию пищеварительных ферментов, предотвращающее резкое повышение их содержания в крови;

· доступность действию кишечной микрофлоры (в качестве постоянного питательного субстрата), деятельность которой обеспечивает поступление в организм ценных вторичных нутриентов (витаминов группы В и других) и проявляется в различных иных позитивных эффектах воздействия на обмен веществ.

Функции растворимых и нерастворимых пищевых волокон имеют различия: целлюлозы и гемицеллюлозы оказывают в основном действие стимуляторов перистальтики, а пектины являются сорбентами и питательным субстратом для кишечной микрофлоры.

Теория адекватного питания формулирует основные принципы, обеспечивающие рациональное питание, в котором учитывается весь комплекс факторов питания, взаимосвязи этих факторов в обменных процессах и соответствие ферментных систем организма индивидуальным особенностям протекающих в нем химических превращений. Поэтому практической реализацией постулатов теории адекватного питания являются законы рационального питания.

1. Баланс энергии, который предполагает адекватность энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой в процессах жизнедеятельности.

2.Удовлетворение потребности организма в оптимальном количестве и соотношении пищевых веществ.