ПЕРСОНИФИЦИРОВАННОЕ ПИТАНИЕ/ Сидоренко М.Ю.

Книга Персонифицированное питание

Исследовательская работа посвящена разработке теоретических и практических вопросов персонифицированного питания. Изучены вопросы проектирования персонифицированных рационов питания с учетом объективных и субъективных факторов. Объективные факторы, влияющие на формирование рациона, рассмотрены с позиций нутригеномики. Для выявления субъективных предпочтений в книге изложена методика выявления психоэмоциональных предпочтений потребителей. Приведены примеры такого проектирования для конкретных потребителей.

Книга может служить практическим руководством для организации центров проектирования персонифицированных рационов питания, как индивидуальных, так и предназначенных для различных социальных групп. В качестве таких групп могут выступать как отдельные семьи, так и группы, сформированные по профессиональному, возрастному, географическому принципу.

Книга Персонифицированное питание предназначена для специалистов, аспирантов и студентов, ведущих свою научную и производственную деятельность в области товароведения продовольственных товаров, пищевой технологии, диетологии, физиологии питания, нутрициологии и генетики.

Современное общество характеризуется высоким уровнем специализации в различных областях жизнедеятельности. Этот фактор послужил причиной дифференциации населения в соответствии с их местом проживания, родом занятий, уровня доходов, национальных традиций и других индивидуализирующих признаков. Дифференция потребителей обуславливает необходимость получения ими различного количества эссенциальных веществ, макро- и микронутриентов.

Питание является одним из наиболее существенных факторов поддержания гомеостаза человека. В соответствии со своим значением вопрос питания требует соответствующего теоретического осмысления. Попытки создания единой теории питания предпринимались, начиная с античных времен. Однако разработка такой теории стала возможной лишь после осознания того, что все процессы питания на всех иерархических уровнях трофической продовольственной цепи подобны между собой и базируются на трансферте подобных элементарных блоков. При этом и процессы ассимиляции пищи – обмена элементарными блоками – подобны у всех организмов, от простейших до человека. Изучением и систематизацией таких процессов занимается наука трофология, основоположником которой является академик А.М. Уголев.

В настоящее время в качестве нормативного документа для расчетов рационов питания приняты Нормы физиологических потребностей в энергии, пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации (Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08), утверждены руководителем Роспотребнадзора 18 декабря 2008 г.). Нормы разработаны под руководством акад. РАМН В.А. Тутельяна и базируются на основных положениях предложенной им концепции оптимального питания.

Концепция оптимального питания предполагает учет особенностей различных социальных групп при разработке их рационов. Данная предпосылка имеет ключевое значение для дальнейшего развития теории о питании, поскольку в ней впервые была сформулирована необходимость дифференциации рационов в зависимости от особенностей потребителей. Развитие сформулированного тезиса неизбежно приводит к выводу о том, что детализация рационов питания должна доводится до уровня каждого отдельного потребителя. Индивидуальность каждого человека может быть в первом приближении описана двумя категориями признаков: физиологических с одной стороны и психоэмоциональных – с другой.

Физиологические особенности каждого человека связаны особенностями с его организма, которые в подавляющем количестве случаев предопределены геномом. В настоящее время понятие «геном человека» приобретает все более утилитарное значение. Его изучение и использование в практической деятельности построено на оценке статистики взаимосвязи определенных комбинаций генов и внешних проявлений факторов гомеостаза индивидуума.

По мере развития генетики замечено, что имеет место рост числа генетически предопределенных заболеваний. Одним из основных факторов, влияющих на экспрессию генов, является питание. Поэтому необходимо разрабатывать продукты и рационы питания, соответствующие физиологическим и психоэмоциональным потребностям людей с учетом их гендерных, возрастных, профессиональных, географических и национальных особенностей. Являясь основным источником информации для организма, питание должно формироваться на основе специальных технологий, учитывающих потребности социальных групп и отдельных потребителей.

Организм человека представляет собой результат совместной деятельности многочисленных эукариотических клеток и микроорганизмов, количество которых превышает 100 триллионов. С химической точки зрения организм состоит из одного миллиона белков, трехсот тысяч липидов и сотен тысяч других соединений. Слаженное взаимодействие всех указанных веществ является залогом правильного функционирования организма человека в целом. Разработанная Б.А. Шендеровым систематизация так называемых «омик»-технологий позволяет осуществить системный подход к изучению влияния рационов питания на качество жизни человека. Механизмы информационного управления жизненно важными процессами формируются при помощи биохимический реакций, интенсивность и характер которых определяется геномом человека. К числу таких технологий относятся:

·           геномика – технология, позволяющая идентифицировать гены человека и микрофлоры, характерной для данного конкретного организма, а также изучить влияние благоприятных и неблагоприятных генов на его здоровье;

·           эпигеномика – технология, изучающая закономерности экспрессии генов под действием различных факторов как эндогенного, так и экзогенного генеза. А.М. Вайсерман, R.E. Furrow, F.B. Christiansen, M.W. Feldman показали, что эпигенетические взаимодействия обусловливают влияние внешней среды на экспрессию генов человека;

·           транскриптомика – технология, которая позволяет оценить синтез РНК в организме человека под влиянием различных экзогенных факторов в ограниченный промежуток времени. В.В. Вельков, S. Flaherty и T.R. Klaenhammer провели исследования влияния микрофлоры на питание человека;

• ·           протеомика – технология, позволяющая оценивать общую информацию о здоровье организма путем анализа набора и количества белков, продуцируемых этим организмом. S. Arab, A.O. Gramolini, P. Ping с сотрудниками представили результаты исследования по выявлению биомаркеров, определяющих генетические механизмы ассимиляции белков;
• ·           метаболомика – технология, позволяющая судить об экспрессии генов человека по продуктам его метаболизма. J.M. Kinross, A.W. Darzi, J.K. Nicholson, а также J.K. Nicholson, E. Holmes, I.D. Wisson провели исследования, убедительно показывающие влияние продуктов метаболизма кишечной флоры на состояние здоровья пациентов;
• ·           нутригеномика – раздел эпигеномики, который позволяет оценивать влияние экзогенных факторов, обусловленных питанием человека, на экспрессию его генов.

Основные принципы нутригеномики были сформулированы Дж. Капутом и Р.Л. Родригесом в статье «Нутритивная геномика: следующий этап постгеномной эры», опубликованной в 2004 году.

Одной из основных задач нутригеномики является поиск молекулярно-генетических маркеров физических состояний человека. И.И. Ахметовым были изучены молекулярно-генетические основы предрасположенности к двигательной деятельности, а также разработаны и апробированы методы молекулярно-генетической диагностики развития физических качеств человека.

Изучение влияния рационов питания на геном человека и предрасположенность человека к наследственным заболеваниям является одним из важных направлений познания, находящихся на стыке нескольких отраслей знаний: физиологии питания, биотехнологии, генетики, товароведения и технологии пищевых производств. Необходимость сбалансированного применения достижений каждого из указанных научных направлений для получения конечного результата позволила сформулировать цель и основные задачи дальнейшего развития тории питания.

Питание как средство адаптации организма к изменяющимся условиям биосферы является не единственным, но наиболее значимым инструментом поддержания гомеостаза человека.

Человек как биологический вид может эффективно вести свою жизнедеятельность только в условиях поддержания равновесия с природой. К наиболее воздействующим на человека факторам биоценоза следует отнести природные (ландшафтные, климатические, широтные) условия проживания. Проживание в определенных географических ландшафтах вынуждало человека приспосабливаться к региональным условиям. В процессе эволюции в продовольственной традиции каждого географически детерминированного этноса формировались свои уникальные особенности. В соответствии с такими особенностями складывался и «физиологический портрет» этноса, что выражалось в специфических вкусовых предпочтениях народа, особенностях его гормонального и ферментного статуса, и даже в отличиях анатомии желудочно-кишечного тракта.

Через питание человек получал своеобразную информацию об окружающем его ландшафте и тех продуктах питания, которые генерирует этот ландшафт. Многолетний симбиоз человека с окружающей природой повлиял через непрерывно идущие мутации также на генетические особенности человека. В связи с этим можно говорить о наличии генетического разнообразия в среде потребителей, обладающих различными продовольственными традициями предшествующих им поколений.

XXI век характеризуется двумя основными чертами: глобализацией и бурно развивающейся информатизацией. Процессы глобализации привели к уравниванию, сглаживанию национальных особенностей, в том числе и в продовольственной традиции. Молниеносные – с позиций эволюционного процесса – изменения в продовольственном обеспечении значительной части населения привели, соответственно, к изменению их физиологического статуса. Например, показано, что для представителей китайского этноса в условиях питания в соответствии с европейской (североамериканской) продовольственной традицией создается повышенная угроза несвойственных китайскому этносу заболеваний – таких как ожирение, сахарный диабет, гипертония и пр. При этом подобному «адаптационному» влиянию подвержены не все представители эмигрирующего этноса.

Таким образом, можно констатировать, что рацион питания является, безусловно, важнейшим фактором поддержания адекватного для конкретного индивидуума гомеостаза. При этом рацион питания для каждого человека должен соответствовать его индивидуальным (персональным) особенностям. Очевидно, что это касается не всего рациона питания, а лишь отдельных его нутриентов.

выявление персональных особенностей продовольственного обеспечения каждого человека представляется трудно разрешимой задачей. Однако, опираясь на достижения генетики, психологии, товароведения и информатики, уже сегодня можно говорить о решении такой задачи в первом приближении.

Геном человека уникален по набору различных аллелей (разновидностей) каждого гена. Сегодня генетиками выявлены устойчивые закономерности влияния комбинаций определенных аллелей фиксированных генов на предрасположенность к той или иной наследственной патологии. По различным оценкам, при помощи анализа данных генома с высокой вероятностью могут быть детерминированы от 30 до 100 генетически наследуемых заболеваний. При этом вероятность экспрессии (активации) таких генов зависит от внешних условий, и прежде всего – от рациона питания. Генетический фактор при проектировании персонифицированных рационов питания является объективным условием, которое необходимо учитывать специалисту в области нутригеномики.

Однако существует также и субъективный фактор проектирования рационов питания, который выражается в психоэмоциональных предпочтениях потребителя. Рацион питания должен быть скоординирован с профилем гедонических предпочтений, связанных, в свою очередь, с психологическими особенностями восприятия продовольствия человеком.

Существуют предположения, что психоэмоциональные предпочтения – в определенной (по крайней мере) степени – формируются в связи с объективными физиологическими потребностями организма. Такое предположение подкрепляется тем, что наши сенсорные предпочтения могут изменяться, порой кардинально, с изменением условий проживания.

Основной принцип проектирования персонифицированного питания сформулирован следующим тезисом: «Персональный рацион питания должен содержать макро- и микронутриенты (в том числе минорные), создающие комфортные условия гомеостаза органов и систем, подверженных угрозе генетически наследуемых заболеваний».

Таким образом, глобализация и индустриальный подход к продовольственному обеспечению населения делают необходимым переход на индивидуальные (персональные) рационы питания. Разработка таких рационов питания на основе изучения генома человека и его психоэмоциональных предпочтений возможна уже сегодня.

В условиях высоких темпов развития информационных технологий в ближайшем будущем создание базы данных рационов питания каждого потребителя не будет представлять серьезной технической проблемы.

В представленной монографии приводится обоснование необходимости перехода на классификацию продуктов питания по принципу их «целевого назначения». Предложенный принцип позволил разработать методологическую базу проектирования продуктов целевого назначения. Показано, что продукты персонифицированного питания являются наиболее емко представленной группой среди продуктов целевого назначения.

В III главе рассмотрены теоретические предпосылки, а также результаты практического применения методики выявления объективных предпочтений потребителя на основе данных его генома. Показано, что существующие генные технологии позволяют с высокой надежностью формулировать техническое задание для дальнейшего проектирования продуктов и рационов персонифицированного питания.

В IV главе приведены инновационные методы выявления субъективных психоэмоциональных предпочтений путем эвристической экспертизы «виртуальных» представлений потребителей.

Комплексный учет результатов объективных и субъективных предпочтений потребителей позволяет проектировать персонифицированные рационы питания. Примеры такого проектирования для конкретных потребителей на основе их персональных данных приводится в V главе.

Книга предназначена для специалистов, аспирантов и студентов, ведущих свою научную и производственную деятельность в области товароведения продовольственных товаров, пищевой технологии, диетологии, физиологии питания, нутрициологии и генетики.

Книга Персонифицированное питание может служить практическим руководством для организации центров проектирования персонифицированных рационов питания, как индивидуальных, так и предназначенных для различных социальных групп. В качестве таких групп могут выступать как отдельные семьи, так и группы, сформированные по профессиональному, возрастному, географическому принципу.

Сведения, изложенные в исследовании, могут служить надежным основанием для разработки рационов спортивного питания для лиц, занимающихся фитнесом, а также спортом высоких достижений. Основные тезисы персонифицированного питания могут быть использованы также при проектировании школьного питания, а также питания лиц, ведущих свою деятельность в экстремальных условиях. 

Предисловие3Введение6Глава 1. Дифференциация продуктов питания по целевому признаку9

1.1. Ретроспектива развития теории питания

9

1.2. О совершенствовании систематизации продовольственных товаров

17

1.2.1. О выделении в отдельную категорию группы продовольственных товаров целевого назначения

17

1.2.2. Классификация товаров целевого назначения

18

1.3. Подгруппа продовольственных товаров длительного хранения

20

1.3.1. Конструирование продовольственных товаров длительного хранения с заданным сроком их годности

22

1.3.2. Целевые критерии проектирования товаров с заданным сроком годности. Критические показатели качества

25

1.4. Подгруппа продовольственных товаров персонифицированного питания

32Глава 2. Теория персонифицированного питания, как необходимое условие адаптации к индустриальному образу жизни33

2.1. Объективная необходимость перехода на индивидуальные (групповые на первом этапе) технологии питания

33

2.2. Методология проектирования инновационных продовольственных объектов персонифицированного питания

38

2.3. Проектирование инновационного потребительского объекта питания в условиях многофакторной неопределенности

45

2.3.1. Феноменологическая модель персонифицированного питания

46

2.3.2. Методология разработки технического задания на проектирование инновационного потребительского объекта персонифицированного питания

47

2.3.3. Теория принятия решений в условиях многофакторной неопределенности

49

2.4. Проектирование сахарной помады на основе технического задания, сформированного при помощи метода эвристической экспертизы

64

2.5. Методология органолептической оценки инновационного потребительского объекта продовольственного рациона (на примере сахарной помады с улучшенными потребительскими характеристиками)

68

2.5.1. Формирование группы эвристических экспертов

69

2.5.2. Составление перечня дескрипторов ИПО при помощи ОЭЭЭ

69

2.5.3. Выбор коэффициентов значимости (весомости) ключевых дескрипторов целевых функций сахарной помады с улучшенными потребительскими характеристиками

73

2.5.4. Проведение товароведной экспертизы сахарной помады с улучшенными потребительскими характеристиками

76Глава 3. Объективные факторы формирования рациона питания на основе анализа генома потребителя79

3.1. Обзор современных «омик»-технологий

79

3.2. Задачи нутригеномики при разработке рационов персонифицированного питания (теория применения данных генома для формирования адекватного рациона – теория «демпферного» питания)

81

3.3. Полиморфизм генов и влияние питания на экспрессию генов

93

3.4. Биотрансформация нутриентов и поддержание восстановительных способностей организма

96

3.5. Нутригеномика и экспрессия генов (разработка адекватных и демпферных рационов питания с учетом геномных угроз потребителю)

99

3.6. Методология разработки персонифицированного рациона питания

102

3.6.1. Оценка антропометрических характеристик участников эксперимента

102

3.6.2. Молекулярно-генетическое исследование участников эксперимента

105

3.6.4. Разработка рекомендаций по формированию персонифицированных рационов питания спортсменов на основе молекулярно-генетического тестирования

109Глава 4. Субъективные факторы формирования рационов питания – психологические предпосылки потребительских предпочтений114

4.1. Разработка гедонической теории мотивации к формированию потребительских предпочтений

114

4.2. Моделирование вкусового профиля инновационного продовольственного объекта

122

4.2.1. Основные сахарозаменители

123

4.2.2. Физиология восприятия вкуса

125

4.2.3. Изучение синергизма подсластителей методом математического планирования эксперимента

130

4.2.5. Молекулярная пища

137

4.3. Психологические предпосылки при проектировании продуктов спортивного питания

139

4.4. Иерархическая матрица выявления потребительских предпочтений для формирования персонифицированного рациона питания

144Глава 5. Методология проектирования индивидуальных продуктов питания на основе выявленных объективных и субъективных мотиваций потребителя146

5.1. Продукты целевого назначения с содержанием разветвленных аминокислот

147

5.2. Биологически активная добавка на основе ресвератрола и способ ее получения

153

5.3. Исследование сухих молочных продуктов в качестве ингредиентов продуктов целевого назначения

160 

Заключение 171 

Глоссарий 174 

Список литературы 176