Maria Kapsokefalou

1 Departamentul de Știința Alimentelor și Nutriția Umană, Universitatea Agricolă din Atena, 11855 Atena, Grecia

2 Comitetul executiv EuroFIR AISBL, 1050 Bruxelles, Belgia

Mark Roe

2 Comitetul executiv EuroFIR AISBL, 1050 Bruxelles, Belgia

Aida Turrini

3 Centrul de cercetare pentru alimente și nutriție (CREA-Food and Nutrition), CREA-Consiliul pentru cercetare și economie agricolă, 00178 Roma, Italia

Helena S. Costa

2 Comitetul executiv EuroFIR AISBL, 1050 Bruxelles, Belgia

4 Departamentul de Alimentație și Nutriție, Institutul Național de Sănătate Dr. Ricardo Jorge, I.P., 1649-016 Lisabona, Portugalia

5 REQUIMTE, LAQV/Facultatea de Farmacie, Universitatea din Porto, 4050-313 Porto, Portugalia

Emilio Martinez-Victoria

6 Institutul de nutriție și tehnologie alimentară „José Mataix”, Universitatea din Granada, 18016 Armilla (Granada), Spania

Luisa Marletta

3 Centrul de cercetare pentru alimente și nutriție (CREA-Food and Nutrition), CREA-Consiliul pentru cercetare și economie agricolă, 00178 Roma, Italia

Rachel Berry

7 Quadram Institute Bioscience, Norwich, Norfolk NR4 7UA, Marea Britanie

Paul Finglas

2 Comitetul executiv EuroFIR AISBL, 1050 Bruxelles, Belgia

7 Quadram Institute Bioscience, Norwich, Norfolk NR4 7UA, Marea Britanie

Abstract

1. Introducere

Datele privind compoziția alimentelor sunt importante pentru o gamă largă de părți interesate și utilizatori, inclusiv cercetători, decidenți în domeniul alimentației publice și al sănătății, profesioniști din domeniul sănătății, industrie (alimente, agricultură, dezvoltatori de software), consumatori și în scopuri educaționale. Fiecare dintre aceste grupuri are utilizări diferite pentru date, iar utilizatorii individuali din cadrul grupurilor pot avea cerințe și așteptări foarte diferite asupra datelor. Pentru multe utilizări, datele privind compoziția alimentelor sunt corelate cu datele privind consumul sau cumpărarea alimentelor pentru a permite calcularea aportului de nutrienți și evaluarea calității dietei. În mod tradițional, datele privind compoziția alimentelor au fost utilizate în principal pentru cercetare și pentru a sprijini programele naționale de monitorizare dietetică legate de politici.

Sursa principală de date privind compoziția alimentelor atât pentru scopuri necomerciale (cercetare, academice, operatorii publici, educatori), cât și pentru uz comercial sunt seturile de date naționale de compoziție alimentară autorizate. Aceste seturi de date sunt de obicei produse și publicate de organisme guvernamentale naționale, dar pot fi produse și de institute de cercetare și alte agenții neguvernamentale. Datele pot fi publicate fie ca seturi de date de referință, care pot fi incomplete în ceea ce privește alimentele și substanțele nutritive incluse, fie ca seturi de date ale utilizatorilor care au fost modificate din seturile de date de referință originale. Cercetătorii în domeniul dietetic (și unii utilizatori din industrie) tind să folosească date la un nivel detaliat și deseori doresc să utilizeze versiuni modificate sau extinse ale seturilor de date publicate. Utilizatorii cercetării accesează adesea datele de compoziție prin seturi de date care au fost încorporate într-o gamă largă de instrumente software și, în multe cazuri, este posibil ca utilizatorii să nu fie conștienți de sursele de date originale sau de limitările datelor furnizate, inclusiv dacă software-ul include sau nu valori până în prezent [1].

Informații nutriționale sunt, de asemenea, disponibile pentru multe produse alimentare de marcă, în special cele produse de mari producători și vândute de către marii comercianți cu amănuntul. În timp ce aceste date sunt disponibile cu ușurință pentru produse individuale (prin intermediul site-urilor comerciale cu amănuntul și ale producătorilor), seturile de date compilate nu au fost utilizate pe scară largă în scopuri de cercetare. Seturile de date pentru produsele de marcă sunt disponibile comercial și unii producători sau comercianți cu amănuntul pot furniza seturi de date despre produse, dar sunt fie scumpe și/sau din punct de vedere tehnic dificil de utilizat. Cu toate acestea, există o valoare de cercetare potențial semnificativă în aceste seturi de date, fiind mai ușor disponibile în scopuri de cercetare academică. Departamentul pentru Agricultură al Statelor Unite (USDA) a integrat o bază de date cu produse alimentare de marcă în baza de date nutrițională națională [2]. În plus față de datele despre nutrienți, cercetătorii sunt din ce în ce mai interesați să utilizeze date despre compuși bioactivi ne-nutritivi. S-a constatat că mulți compuși au efecte benefice sau toxicologice asupra sănătății la om, iar datele privind compușii bioactivi au fost compilate și publicate în baze de date online [3,4,5,6]. Utilizarea cercetării acestor date crește rapid ca răspuns la conștientizarea publicului și la disponibilitatea mai largă a datelor publicate.

Seturile de date reprezentative la nivel național sunt produse în majoritatea țărilor dezvoltate și din ce în ce mai mult în țările în curs de dezvoltare, deși acoperirea alimentelor și a nutrienților poate fi mai limitată. Seturile de date sunt de obicei produse, gestionate și publicate de grupuri cu un nivel ridicat de expertiză durabilă în compoziția alimentelor. Sursele de date utilizate în seturile de date includ: date analitice produse special pentru setul de date folosind metode standard în laboratoare acreditate, date din literatura științifică sau gri, calcule din ingrediente ale alimentelor compozite, date ale producătorilor și date din alte seturi de date naționale. Datele sunt gestionate și publicate folosind o serie de instrumente de gestionare a datelor, cel mai frecvent baze de date relaționale, deși unele seturi de date sunt încă compilate și publicate în format de foaie de calcul. Deși există standarde de date, structura datelor privind compoziția alimentelor nu este încă pe deplin standardizată și depinde de sursa datelor și de cunoștințele și expertiza compilatorilor de date.

Au existat întotdeauna provocări în armonizarea abordărilor de achiziție și publicare a datelor de nutriție, sănătate și stil de viață și, în timp ce prelucrarea și publicarea datelor în formă electronică face seturile de date mari mai ușor de manevrat și mai accesibile, provocările legate de calitatea datelor, formatele de schimb de date și documentația a crescut. Multe proiecte internaționale și rețele de cercetare au inițiat standardizarea metodelor de colectare, gestionare și publicare a datelor despre compoziția alimentelor, dar standardizarea datelor nu a ținut pasul cu evoluțiile rapide în tehnologia informației și comunicațiilor. Abilitatea de a genera și a schimba cantități mari de date a evidențiat, prin urmare, limitările existente în structura datelor. Un proiect al Autorității Europene pentru Siguranța Alimentară (EFSA) pentru a produce un set de date de compoziție alimentară europeană pentru a fi utilizat cu Baza de date europeană completă a consumului de alimente EFSA a evidențiat limitările combinării datelor europene privind compoziția alimentelor din diferite țări [7].

Această lucrare identifică principalele provocări în producerea și compilarea de date de înaltă calitate privind compoziția alimentelor și analizează progresele privind armonizarea și standardizarea datelor și evoluțiile în instrumente și software de care beneficiază atât compilatorii, cât și utilizatorii. Mai mult, lucrarea descrie starea actuală și provocările viitoare ale bazelor de date privind compoziția alimentelor (FCDB) în țările mediteraneene, în special Grecia, Italia, Spania și Portugalia, după cum sa discutat în cadrul NUTRIMAD 2018, al 12-lea Congres al Societății Spaniole pentru Nutriție Comunitară care a fost organizat în comun cu cel de-al 4-lea Congres Mondial de Sănătate Publică și Nutriție de la Madrid între 24 și 27 octombrie 2018 [8].

2. Provocări în compoziția alimentelor

Abordarea întreținerii seturilor de date naționale înseamnă că un procent din date va fi întotdeauna vechi, iar unele date vechi nu vor fi reprezentative pentru alimentele care sunt consumate în prezent. În mod ideal, datele conținute în seturile de date vor include informații despre data generării și/sau publicării și vor fi validate la momentul publicării. Chiar și acolo unde sunt disponibile informații cu privire la validitatea datelor, seturile de date vor conține cu siguranță valori expirate și, după publicare, validitatea setului de date va scădea în timp. Impactul valorilor depășite depinde pentru ce sunt utilizate datele, dar poate fi foarte semnificativ în unele cazuri. Unul dintre principalele motive ale caducității datelor din tabelele naționale de compoziție alimentară (FCT) este lipsa programelor finanțate pentru a) efectua analize și b) pentru a dobândi instrumente inovatoare pentru realizarea unor procese de analiză chimică mai rapide [14]. Această problemă provoacă, de asemenea, un efect non-secundar, deoarece utilizatorii FCT încearcă să completeze valorile de împrumut de date lipsă din alte seturi de date, astfel încât perimarea poate fi propagată. Punctele tari, punctele slabe și provocările specifice pot fi identificate atunci când se iau în considerare FCT-urile și FCD-urile naționale sau regionale.

Țările mediteraneene sunt un studiu de caz interesant din cauza coexistenței țărilor europene, africane și din Orientul Mijlociu de-a lungul regiunii mediteraneene, care oferă un bun exemplu atunci când se iau în considerare FCT-urile și FCDB-urile regionale. Figura 1 este o descriere a punctelor tari, punctelor slabe și provocărilor actuale ale seturilor de date privind compoziția alimentelor din regiunea mediteraneană și a fost dezvoltată în timpul conferinței NUTRIMAD 2018 de către compilatori responsabili pentru seturile de date naționale din regiune.

prezent

Puncte tari, puncte slabe și provocări ale bazelor de date privind compoziția alimentelor (FCDB) în țările din regiunea mediteraneană.

Caracteristicile unice comune și exploatabile din sistemul alimentar local includ respectarea diversității în producția primară, conservarea alimentelor tradiționale și un număr mare de produse care au fost desemnate ca denumire de origine (DOP) sau indicație geografică protejată (IGP) [15]. Sunt necesare sinergii între țările mediteraneene în dezvoltarea, actualizarea și întreținerea FCT-urilor și FCDB-urilor pentru a depăși, cel puțin parțial, limitările resurselor și pentru a răspunde noilor provocări ale lumii interconectate digital. Sprijinul intelectual, schimbul de date și cele mai bune practici pot fi extrase din participarea la rețele precum Resurse europene de informații alimentare (EuroFIR) [16] și Rețeaua internațională a sistemului de date alimentare (INFOODS) [17].

În urma recunoașterii acestor caracteristici comune, un consorțiu format din șase țări de pe coasta Mării Mediterane (Cipru, Croația, Spania, Grecia, Italia, Maroc) și Portugalia au reușit în 2013 să includă dieta mediteraneană pe lista patrimoniului cultural imaterial al UNESCO [18] . Această inițiativă subliniază și împărtășește la nivel internațional unicitatea, valorile și colaborarea țărilor mediteraneene și creează potențialul de exploatare a acestui model alimentar în beneficiul economiilor și culturii locale.

În 2013, compilatoarele europene au produs un set de date de compoziție alimentară pentru EFSA care urmărea să furnizeze o bază de date actualizată de compoziție alimentară care acoperă aproximativ 1750 de alimente și să extindă setul de date pentru a include informații armonizate despre cele mai comune rețete compozite din țările europene. Setul de date a fost compilat pentru a fi compatibil cu Ghidul EFSA privind descrierea eșantionului standard pentru alimente și furaje [22] și a inclus descriptori suplimentari din sistemul de clasificare EFSA FoodEx2 [23]. Pentru a asigura furnizarea unui set de date nutrienți complet, în cazul în care datele nu erau disponibile într-o bază de date națională, valorile au fost împrumutate dintr-o altă țară. Proiectul a evidențiat o serie de limitări semnificative în setul de date care erau legate de necesitatea standardizării abordărilor de compilare și utilizare a datelor pentru a se asigura că datele sunt cât mai comparabile [7].

Bazele de date cu compuși bioactivi sunt compilate în mod similar cu bazele de date cu nutrienți, utilizând un proces sistematic de căutare și selecție utilizând instrumente de căutare online adecvate, cum ar fi Web of Science. Bazele de date publicate nu pot fi descrise ca fiind cuprinzătoare, în primul rând deoarece literatura publică este în mod constant publicată și metodele analitice pentru multe componente bioactive sunt în continuă dezvoltare și nu sunt standardizate. Principalele surse pentru datele compoziției polifenolilor (USDA [3], eBASIS [4], Phenol-Explorer [5]) sunt baze de date curate bazate pe experți, mai degrabă decât compilate într-un mod automat. De asemenea, a fost dezvoltat un set de date de antociani în alimentele consumate în Australia [6]. Abordarea bazată pe literatură, curată înseamnă că aceste seturi de date necesită multă muncă pentru a produce, întreține și actualiza, ceea ce înseamnă, la rândul lor, că necesită finanțare și resurse consistente și, prin urmare, actualizarea poate fi limitată.

Limitările compilării seturilor de date înseamnă că pot exista și limitări pentru utilizatori care depind de utilizarea intenționată. Seturile de date „statice” care sunt incluse în aplicații pot fi învechite când sunt utilizate și, în multe cazuri, utilizatorii de date nu se actualizează în mod obișnuit la versiunile mai noi ale datelor. Deși actualizarea este posibilă din punct de vedere tehnic, mulți utilizatori nu au resurse IT calificate sau cunoștințe suficiente despre date pentru a face actualizările necesare. În anumite scopuri, de exemplu, studii de cercetare pe perioade prelungite de timp, este posibil să nu fie de dorit să se utilizeze date actualizate, deoarece aportul de nutrienți poate fi modificat din cauza modificărilor din setul de date al compoziției subiacente, mai degrabă decât doar în alimentele consumate.

Pentru a depăși aceste limitări și provocări, este esențial ca seturile de date să fie documentate cât mai complet posibil, utilizând standarde internaționale, pentru a permite posibilitatea schimbului fiabil de informații între seturile de date. Deși este din ce în ce mai ușor să stocați și să transferați seturi de date mari și să le faceți disponibile online, este de obicei necesar să faceți o mulțime de lucruri cu curățarea și standardizarea seturilor de date înainte ca datele să poată fi combinate cu acuratețe și cu utilitate. Această lucrare se bazează pe cunoașterea și instruirea unui număr relativ limitat de compilatori care au experiența necesară.

3. EuroFIR

În mod tradițional, nu a existat o structură standard pentru datele privind compoziția alimentelor, deoarece seturile de date au fost compilate independent pentru publicarea în tabele tipărite specifice țării în cărți și reviste științifice. De la introducerea compilării și publicării computerizate a datelor, a existat o tendință către structuri de date mai standardizate și controlul calității datelor printr-o documentare clară a datelor.

Au existat multe proiecte de colaborare și rețele de compilatoare de date privind compoziția alimentelor care au urmărit îmbunătățirea consistenței și armonizării bazelor de date de compoziție, astfel încât valorile din diferite seturi de date să aibă o calitate comparabilă. Proiecte europene, cum ar fi EuroFOODS, Cost Action 99, proiectul IARC European Nutrient Data Bank [24,25] și activitatea INFOODS [17], toate au făcut progrese în direcția producției, compilării și gestionării datelor mai standardizate. Acestea și alte proiecte conexe au fost utilizate ca bază pentru proiectul European Resurse de Informare Alimentară (EuroFIR).

Proiectele UE FP6 și FP7 EuroFIR Network of Excellence (NoE) (2005-2010) și proiectele EuroFIR NEXUS (2011-2013) [26] au vizat standardizarea și armonizarea datelor privind compoziția alimentelor în Europa prin îmbunătățirea calității datelor, căutarea bazelor de date și standarde. Pentru a standardiza în continuare abordarea calității EuroFIR, au fost dezvoltate sau adoptate proceduri și instrumente noi sau existente pentru schimbul de date, descrierea alimentelor, identificarea componentelor, documentarea valorilor, calcularea rețetelor și evaluarea calității valorilor. În urma proiectului NEXUS, EuroFIR AISBL a fost formată în 2009 ca o asociație internațională, bazată pe membri, non-profit și își propune să asigure o susținere susținută a informațiilor alimentare în Europa și să faciliteze îmbunătățirea calității datelor, stocarea și accesul și să încurajeze aplicații și exploatare mai largi de date privind compoziția alimentelor atât în ​​scopuri de cercetare, cât și în scopuri comerciale.

3.1. Armonizarea și standardizarea datelor

Aceste orientări, standarde și activități de instruire au ajutat compilatorii de date să îmbunătățească armonizarea și consistența datelor compoziției alimentelor, dar dezvoltarea seturilor de date electronice care includ date din mai multe surse a evidențiat faptul că, în multe cazuri, seturile de date au încă diferențe semnificative, iar nu drept înainte. Diferențele pot apărea nu numai între diferite seturi de date, ci și în cadrul seturilor de date, deoarece datele pot fi compilate din diferite surse folosind metode diferite.

3.2. Instrumente pentru compilarea și utilizarea compoziției alimentare

3.2.1. Tesauri

Standardul CEN permite utilizarea unei game de teorii diferite, dar programele internaționale actuale de formare sunt axate pe tezaure publicate de EuroFIR [16] și de INFOODS (în special în afara Europei). Deși nu sunt complet identice, aceste tezaure au multe caracteristici comune și continuă să fie armonizate, astfel încât standardele europene și internaționale să fie compatibile. O caracteristică a acestor și a altor tezaure (de exemplu, EFSA Standard Sample Description for Food and Feed [22], FoodEx2 [23]), este că pot fi mapate cu ușurință de la unul la altul, astfel încât seturile de date care utilizează diferite tezauri să poată fi schimbate relativ uşor.

Tezourile disponibile și sistemele de clasificare utilizate în mod obișnuit includ: