Nutriție și tehnologia științei alimentelor

frontiere

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex

DISTRIBUIE PE

Specialitatea Marea Provocare ARTICOL

  • 1 International Life Sciences Institute America de Nord, Washington, DC, SUA
  • 2 Universitatea Tehnică din Berlin, Berlin, Germania

Marile provocări

Secolul XXI este marcat de multiple provocări de mediu fără precedent care ar putea amenința supraviețuirea umană. Impactul combinat al schimbărilor climatice, al deficitului de energie și de apă, al poluanților de mediu, al demografiei populației la nivel global, al siguranței alimentelor și al pandemiilor în creștere a bolilor, toate pun stres nejustificat asupra sistemului alimentar al planetei, deja într-un echilibru sensibil cu ecosistemul său. Aceste amenințări, naturale sau provocate de om, obligă comunitatea științifică să caute în mod proactiv noi soluții alimentare și nutriționale care să asigure sustenabilitatea alimentară globală și securitatea nutrițională în viitor. Pentru a realiza acest lucru, trebuie luate în considerare soluții inovatoare pe întregul lanț alimentar, inclusiv alegeri alimentare și modele dietetice, pentru a aduce orice îmbunătățiri semnificative în aprovizionarea cu alimente, starea nutrițională și starea de sănătate.

Orice modificare a aprovizionării cu alimente va avea în mod inevitabil un impact asupra politicilor alimentare, nutriționale și de sănătate, în special legate de producția de alimente, practicile agricole, tiparele dietetice, nutriția și orientarea și gestionarea sănătății. Schimbările climatice, seceta și inundațiile au exacerbat îngrijorările legate de disponibilitatea terenurilor pentru agricultură, producția animalelor și culturilor, precum și calitatea și randamentul. Efectul rezultat al deficitului de energie a îndreptat atenția asupra biocombustibilului ca sursă alternativă de energie, în special din culturi precum porumbul și semințele oleaginoase. Acest lucru stabilește scena pentru o cerere competitivă suplimentară pentru culturile folosite ca combustibil în plus față de alimente și furaje. Drept urmare, este urgent să se găsească soluții alternative pentru a îmbunătăți eficiența și durabilitatea în lanțul de aprovizionare cu alimente prin reducerea risipei de alimente și prin îmbunătățirea calităților nutriționale ale alimentelor prin tehnologii de fortificare (de exemplu, biofortificare și fortificare chimică).

Un alt domeniu care primește un interes tot mai mare de cercetare este siguranța alimentelor. Prezența contaminanților chimici în lanțul alimentar, cum ar fi PCB-urile și dieldrina, este deosebit de îngrijorătoare. În plus, apariția unor noi agenți patogeni alimentari, în special a virușilor, precum și reapariția agenților patogeni alimentari cunoscuți, au captat o atenție considerabilă a cercetării. De exemplu, modificarea tiparului de dietă și a nutriției afectează populația microbiană, cu efect asupra sistemului imunitar, patogeneza bolii și sănătatea (1, 2). Pentru a elucida interacțiunile microbiomului cu alimente, substanțe nutritive și substanțe alimentare, precum și implicarea lor potențială în ecologia bolii, sunt necesare abordări noi adaptate din diferite discipline.

Impas în implementarea politicilor de sănătate

Pentru a aborda problemele alimentare și de sănătate emergente, țările au emis orientări și reglementări naționale privind alimentația, nutriția și sănătatea. Din păcate, în ciuda acestui fapt, multe dintre aceste obiective alimentare și nutriționale rămân nesatisfăcute. Un exemplu este liniile directoare dietetice pentru americani, publicate pentru prima dată în 1980. De atunci, au fost emise șapte linii directoare dietetice (DG); ultima lansată în 2010 (8). Directorii generali conțin recomandări dietetice pentru americani pentru o nutriție echilibrată și o sănătate optimă. Acestea includ, de exemplu, recomandări pentru reducerea aportului de sodiu, colesterol, grăsimi saturate și zaharuri, crescând în același timp consumul de cereale integrale, legume și fructe, precum și produse lactate cu conținut scăzut de grăsimi. Cu toate acestea, după 30 de ani, recomandările pentru sodiu, grăsimi saturate, legume, fructe și cereale integrale rămân nesatisfăcute.

O reducere a aportului de sodiu rămâne deosebit de dificilă datorită rolului versatil al clorurii de sodiu în funcționalitatea alimentelor, gustul și sănătatea. Înțelegerea de bază a mecanismelor gustului de sare și a fiziologiei homeostaziei de sodiu la oameni continuă să fie o zonă activă de cercetare și a împiedicat progresele în dezvoltarea unor instrumente optime și versatile de tehnologie de reducere a sării pentru produsele alimentare. Pe de altă parte, eforturile de reducere a consumului de grăsimi și colesterol au avut mai mult succes, tehnologiile avansând suficient pentru a dezvolta produse care să satisfacă atât gustul consumatorilor, cât și așteptările de valoare. Cu toate acestea, acest proces a durat mai mult de 20 de ani!

Lecții importante învățate din aceste constatări: recomandările de orientare care preced capacitatea tehnologiei alimentare se vor confrunta cu provocări considerabile ale îndeplinirii obiectivelor stabilite; chiar dacă este disponibilă o tehnologie, sunt necesare investiții în timp și cercetare pentru a aplica tehnologia la mai multe sisteme și categorii alimentare; necesitatea de a înțelege mecanismele de bază ale interacțiunilor cu substanțele alimentare este importantă pentru a permite aplicații specifice și pe scară largă ale tehnologiilor relevante; acceptarea de către consumatori a alimentelor este esențială pentru succesul oricărui set de recomandări; este nevoie de suficient timp pentru a permite consumatorilor să își schimbe comportamentul alimentar și alimentar; experții multidisciplinari din toate sectoarele, cu experiență în cercetare și aplicare în știința și tehnologia alimentelor, nutriție, medicină, comportamentul consumatorilor, economie etc., ar trebui să facă parte din deliberarea recomandării pentru a asigura implementarea și conformitatea pe termen lung și succesul.

Nevoia de investiții în cercetare și integrare științifică

În 2011, Raportul Foresight (9) a concluzionat că „Investițiile în cercetarea tehnologiilor moderne sunt esențiale în lumina amplorii provocărilor de securitate alimentară din următoarele decenii”. Complexitatea problemelor necesită dezvoltarea, aplicarea, coordonarea și partajarea abordărilor integrate de cercetare și a soluțiilor între discipline. În ultimele decenii, multe tehnologii și metodologii diferite au fost adaptate de la diverse discipline care sunt acum aplicate cercetării în domeniul alimentației și nutriției. Aceste tehnologii includ nanotehnologie, bioinformatică, genetică, chimică și biofortificare, -omică, științe de analiză a deciziilor, analize de date mari, cadre de evaluare și gestionare a riscurilor, neuroștiințe, optică, fotonică și neuroimagistică.

Setarea domeniilor de concentrare și prioritate

Domeniul de aplicare al provocărilor este descurajant și calea de urmat poate fi confuză în absența unei concentrări clare și a stabilirii priorităților. În 2010, Institutul de Tehnologie Alimentară (10) a redus accentul în sănătate și bunăstare către nutriție personalizată, biologie moleculară și ecologie microbiană. Societatea Americană pentru Nutriție (11) și altele (12) au identificat mai multe priorități pentru cercetarea nutrițională: variabilitatea individuală ca răspuns la dietă și alimente; nevoile nutriționale timpurii pentru reproducere, creștere, dezvoltare; nutriție în întreținerea sănătății; nutriție în managementul medical; înțelegerea comportamentelor legate de nutriție; înțelegerea aprovizionării/mediului înconjurător. Există, de asemenea, domenii de cercetare mai specifice care trebuie vizate, inclusiv variabilitatea sistemelor vii (de exemplu, microbiom, rețele biologice, specificitatea țesuturilor); funcție optimă și echilibru energetic; progresia bolii și îngrijirea subpopulațiilor; motoarele alegerilor alimentare; nutriția și funcțiile și amprentarea creierului; motoarele alegerilor alimentare; compoziția de ingrediente noi. Și, în cele din urmă, există sugestii pentru a lua în considerare instrumente/abordări interdisciplinare precum -omică, bioinformatică, baze de date, biomarkeri și analize rentabile.

Poate că cea mai cuprinzătoare cale către construirea unui viitor șablon-cadru este cel mai bine rezumată în raportul Platformei tehnologice europene „Agenda de cercetare și inovare strategică pentru hrană pentru viață” (9). Raportul reflectă viziunea europeană 2020 și dincolo de aceasta, care oferă un rol integrat în știința alimentelor, nutriția și științele consumatorilor. Din această viziune, apar trei provocări cheie: îmbunătățirea sănătății, bunăstării și longevității („Viața până la ani”); încrederea consumatorilor în lanțul alimentar; durabilitate. Pentru a câștiga încrederea consumatorilor în produsele alimentare și în sistemul alimentar, au fost dezvoltate concepte puternice pentru produse de înaltă calitate cu proprietăți/funcționalități noi. Aceste concepte vizează obținerea preferinței, acceptării și satisfacerii nevoilor consumatorilor prin procese ușoare, inclusiv, de exemplu, conceptul PAN și conceptul de inginerie inversă. Un alt obiectiv important este descrierea impactului fiziologic al schimbărilor în structurile alimentare în contextul relațiilor proces - structură - proprietate funcțională pentru a preveni modificările dăunătoare, care afectează negativ calitatea produsului, biodisponibilitatea nutrienților și funcționalitatea (www.fooddrinkeurope.eu).

Cadrul pentru întâmpinarea marilor provocări în nutriție și tehnologia științei alimentelor

Pe baza acestor constatări și luând în considerare marile provocări legate de alimentație și sănătate, evoluțiile viitoare în nutriție, știința alimentară și tehnologie trebuie să se concentreze pe următoarele puncte:

Alimentație, nutriție și sănătate

• rolul alimentelor și al nutriției pe tot parcursul ciclului de viață în sprijinul sănătății optime și al îmbunătățirii calității vieții

• nutriție materno-infantilă și geriatrică

• rolul alimentelor și nutriției în etiologia și managementul bolilor

• înțelegerea variabilității individuale ca răspuns la variabilitatea biologică a alimentelor și a sistemului și implicațiile pentru stabilirea liniilor directoare

• avansarea nutrigenomicii și abordarea nutriției personalizate pentru o sănătate optimă.

Sistemul alimentar și tehnologia

• siguranța și siguranța alimentelor și a apei

• gestionarea energiei alimentelor (combaterea foametei, precum și a obezității)

• creșterea durabilității în cadrul lanțului alimentar, inclusiv pierderea de alimente și reducerea deșeurilor alimentare

• abordarea provocărilor schimbărilor climatice

• furnizarea de concepte alimentare pentru o populație îmbătrânită și pentru o nutriție personalizată (sau cel puțin pentru grupuri țintă specifice)

• recâștigarea încrederii consumatorilor în aprovizionarea cu alimente

• îmbunătățirea existentului și furnizarea de noi funcții/proprietăți ale alimentelor prin prelucrare specifică („alimente personalizate”)

• dezvoltarea unor instrumente mai bune pentru controlul și dezvoltarea proceselor

• integrarea lanțului alimentar

• implicarea experților în domeniul științei și tehnologiei alimentelor din toate sectoarele în primele etape de discuții și deliberări privind liniile directoare alimentare, nutriție și sănătate

Aceste provocări pentru nutriție și tehnologia științei alimentelor pot fi îndeplinite numai prin integrarea disciplinelor și prin interacțiuni active, colaborări și parteneriate.

Declarație privind conflictul de interese

Autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricărei relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretată ca un potențial conflict de interese.

Referințe

1. Kau AL, Ahern PP, Griffin NW, Goodman AL, Gordon JI. Nutriția umană, microbiomul intestinal și sistemul imunitar: vizualizarea viitorului. Natură (2011) 474(7351): 327–36. doi: 10.1038/nature10213

2. Cho I, Blaser MJ. Microbiomul uman: la interfața sănătății și a bolilor. Nat Rev Genet (2012) 13(4): 260-70. doi: 10.1038/nrg3182