Sergiy M. Smetana

1 Institutul German de Tehnologii Alimentare (DIL e.V.), Quakenbrück, Germania

Sabine Bornkessel

1 Institutul German de Tehnologii Alimentare (DIL e.V.), Quakenbrück, Germania

2 Facultatea de Științe Agricole și Arhitectură a Peisajului, Universitatea de Științe Aplicate, Osnabrück, Germania

Volker Heinz

1 Institutul German de Tehnologii Alimentare (DIL e.V.), Quakenbrück, Germania

Abstract

Introducere: Hrănirea durabilă a populației mondiale

Sistemele alimentare, definite ca fiind compoziții de elemente interconectate și activități care vizează producția, prelucrarea, distribuția și consumul de alimente (1), au fost considerate a include aspecte de durabilitate pentru o lungă perioadă de timp (2). Apariția conceptelor de durabilitate (3) destul de rapid și fără probleme transferate cercetării nutriționale (4) care formează domeniul Securității nutriționale durabile (5, 6). În ultimele decenii, un număr din ce în ce mai mare de studii și aplicații industriale abordează subiectele aprovizionării cu mai multe proteine, carbohidrați și energie (4) pentru a hrăni populația în creștere, în principal prin intermediul agriculturii intensive. Prin urmare, nutriția durabilă a inclus cercetări pe teme care furnizează resurse suficiente pentru a crește furaje și alimente pentru starea actuală și generațiile viitoare (7); căutarea de soluții eficiente pentru a face față malnutriției (producând mai mult din mai puțin) (8) și găsind modalități pentru o nutriție mai echilibrată și tratând obezitatea (producând mai puțin din mai mult) (9).

Știința nutrițională a dezvoltat o bază de cunoștințe sofisticată privind dietele echilibrate (10), care vizează promovarea unei stări mai sănătoase a organismelor umane. Abordarea „diete durabile”, pe de altă parte, de la apariția inițială, a inclus în plus evitarea utilizării excesive și degradarea resurselor naturale (11). Dezvoltarea în continuare a abordării „dietei durabile” a dus la includerea a trei componente principale (sociale, economice și de mediu) și în cele din urmă un număr mai mare de elemente reprezentând fiecare un sistem complex (12, 13). Complexitatea crescută în cercetarea nutrițională și de durabilitate și necesitatea de a ține cont de multiple aspecte au condus la dezvoltarea a două abordări principale: Prima este contabilizarea bazată pe indicatori a parametrilor cheie pentru dezvoltarea unei diete universale durabile (1) și a doua este contabilizarea interdependențe ascunse cu o analiză complexă a sistemului (14, 15).

În același timp, atitudinea comportamentală a oamenilor nu respectă întotdeauna recomandarea pentru diete sănătoase sau durabile (16). Studii recente privind personalizarea nutriției pe baza informațiilor fenotipice sau genotipice demonstrează lipsa dovezilor privind modificările comportamentale față de recomandări (17-19). În mod similar, există o lipsă de dovezi pentru demonstrarea schimbării comportamentale a consumatorilor către alimente cu impact mai mic asupra mediului. Sustenabilitatea produselor alimentare se află în partea de jos a listei de criterii importante la cumpărarea alimentelor din supermarketuri (20). Prin urmare, lipsa dovezilor privind efectul recomandărilor dietetice și de durabilitate indică faptul că este nevoie de noi pârghii pentru îmbunătățirea comportamentului social și a tranziției societale către un consum alimentar mai sănătos și mai durabil.

Absența unor mijloace eficiente pentru a schimba comportamentul consumatorilor din țările dezvoltate către diete mai sănătoase și ecologice implică persistența unor rate ridicate ale consumului de alimente în viitor. Datele statistice indică faptul că în țările occidentale există rate mai mari de consum pe cap de locuitor de alimente bogate în carbohidrați și grăsimi simple (21). Aceasta duce la ratele copleșite de obezitate și supraponderalitate (Figura 1), care nu pot fi legate de nivelurile generale de educație sau de conștientizare ale societății, ci mai degrabă de inegalitățile în educație din țări (22, 23). Comportamentul de consum excesiv al populațiilor occidentale ar putea fi o consecință a unei abordări potențial înșelătoare a securității nutriționale (24) sau „Nutriție durabilă”, atunci când nevoia de a furniza mai multe alimente la prețuri mai mici are ca rezultat o schimbare nutrițională către alimentele procesate și produsele de conveniență.

sistemelor

Ponderea populației adulte din unele țări occidentale (18 ani și mai mult) care au un indice de masă corporală (IMC) ≥25 (adaptat din ourworldindata.org, pe baza datelor OMS, Global Health Observatory).

În această lucrare, vor fi prezentate principalele studii care explorează conexiunile dintre „nutriție” și „impact asupra mediului” cu abordări diferite. Am efectuat o căutare de literatură în baze de date de literatură deschisă și motoare de căutare ale „Google Scholar”, „Mendeley” și „WorldWideScience” în 2018, începând din 2019 folosind termenii „nutriție”, „impact asupra mediului”, „Evaluarea ciclului de viață”, „hrană sistem, „sistem complex”, „control complex al sistemului”, „nutriție durabilă”, „dietă durabilă”. Căutarea a vizat studii originale, studii de caz, recenzii sau evidențieri care indică legătura dintre nutriție, sănătatea umană și mediu și soluțiile emergente care permit transformarea sistemelor alimentare complexe. Referințele articolelor găsite au fost, de asemenea, explorate pentru coerență. Descoperirile care subliniază potențialul de transformare a sistemelor alimentare complexe vor fi discutate.

Populație sănătoasă și mediu

Majoritatea studiilor referitoare la sustenabilitate și nutriție, chiar dacă subliniază nevoia de abordare globală a sistemului alimentar (1, 13, 14, 29, 41–43), se referă rar la constatările analizei complexe ale sistemului și controlului complex al sistemului teorii (36, 44), sugerând astfel soluții de nișă, incapabile să transforme întregul sistem. De aceea, am luat în considerare dezvoltarea în continuare a „Sustenabilității nutriționale”, subliniind căile potențiale pentru schimbarea sistemului alimentar. Sustenabilitatea nutrițională este o capacitate a comunităților umane [ca noduri cheie cheie (36)] de a găsi modalități de transformare complexă a sistemului alimentar către un consum limitat de resurse naturale în interiorul granițelor regionale sau planetare, îndeplinind în același timp propriile nevoi nutriționale. Definiția include câteva componente principale: comunitățile umane (grupuri, populații) ca elemente cu cel mai înalt grad de distribuție (36), limite care subliniază scopul transformării unui sistem alimentar complex în starea actuală și în abordarea viitoare și pe mai multe scări). Prin urmare, sustenabilitatea nutrițională permite concentrarea asupra definirii unor noduri specifice la fiecare nivel, capabile să ghideze dinamica întregului sistem complex.

Apariția „durabilității nutriționale” schimbă fără întrerupere sfera viitoare a științei nutriționale, LCA a alimentelor și poate duce la formarea unui nou domeniu de concept aderat. Există câteva semne, care indică formarea unui nou domeniu de cercetare a durabilității. Mai multe studii recente care vizează evaluarea nutriției și a dietelor se bazează pe baze nutriționale mai complexe (comparativ cu unitățile bazate pe masă, energie sau conținut de proteine ​​utilizate anterior). Cercetătorii subliniază necesitatea de a ține cont de consumul de cantitate potrivită de alimente pentru stabilirea unor diete sănătoase (42, 43, 45). Alții depun eforturi pentru dezvoltarea metodologiilor pentru combinarea impactului alimentar asupra mediului și asupra sănătății (41, 46) sau vizează o gamă largă de indicatori durabili legați de producția și consumul de alimente (5, 29). Astfel de tendințe identifică necesitatea combinării cunoștințelor asupra efectelor sociale de mediu și directe asociate cu abordări eficiente de comunicare și împingere pentru a forța schimbarea comportamentală.

Mutarea sistemului alimentar complex în statul dorit

Conceptul de durabilitate nutrițională poate fi, de asemenea, benefic pentru activitățile de cercetare recente din mai multe domenii. Personalizarea nutriției ca potențial nod conducător al unui sistem complex este deja prevăzută ca fiind unul dintre cele mai importante subiecte pentru rezolvarea problemelor asociate nutriției vârstnice (îmbătrânirea populației în țările occidentale) și nevoilor dietetice speciale (alergii, intoleranțe, supraponderalitate și malnutriție), care se reflectă în creșterea numărului de studii (58). Mai mult, producția personalizată de alimente adaptate (de exemplu, reformulare) sau „procesarea personalizată a alimentelor” (de exemplu, fabricarea aditivă) ar putea duce la o producție de alimente mai eficientă din punct de vedere al resurselor, cu o cantitate redusă de risipă de alimente (59). Determinarea cerințelor dietetice specifice pe baza datelor nutrigenomice și nutrigenetice (60, 61) și a stării actuale a unui organism în combinație cu îndeplinirea precisă a unor astfel de nevoi ar putea duce la o nutriție mai echilibrată și sănătoasă, cu un impact minim asupra mediului.

Studiile, asociate cu tema nutriției și sustenabilității, indică mai des influența viitoare a metodelor de inteligență artificială (63, 64). Evoluțiile nu se limitează la identificarea proprietăților, ci sunt orientate și spre analiza efectelor dinamice asupra sănătății, adesea dobândite cu mai multe dispozitive de urmărire a sănătății personale care apar pe piață. Apariția nutrigenomicii și identificarea conexiunilor dintre condițiile genetice și impactul alimentelor asupra sănătății prin tehnici de învățare automată (61) oferă un nou impuls pentru dezvoltarea durabilității nutriționale. O astfel de abordare poate duce la furnizarea unei cantități definite de alimente personalizate și la scăderea impactului asupra mediului (reducerea resurselor și a deșeurilor).

Complexitatea interacțiunii alimentație-om-sustenabilitate este legată nu numai de componente multiple, ci și de expansiunea rapidă a sistemului. Sănătatea umană este o categorie de impact direct al nutrienților și mediului, dar nu se limitează la aceste componente. Componentele sociale ale îngrijirii sănătății, stilului de viață, culturii și tradițiilor (pentru a numi câteva) ca sisteme complexe în sine complică substanțial sistemul alimentar. Apoi, estimarea limitelor de operare sigure la diferite scale necesită nu numai algoritmi de inteligență artificială inteligentă, ci și o modelare adecvată a sistemelor complexe (36, 64), a rețelelor dinamice multistrat (69) și a principiilor de proiectare ecologică.

Outlook

Durabilitatea nutrițională este diferențiată de alte concepte care combină nutriția și durabilitatea prin stabilirea capacității de susținere a mediului ca punct de obiectiv, realizabilă prin schimbarea nodurilor cheie de conducere pentru transformarea sistemelor alimentare. Progresele actuale în știința nutrițională, tehnologiile alimentare și sistemele alimentare complexe indică faptul că un astfel de concept apare în viitorul apropiat. Conceptul de durabilitate nutrițională nu contrazice alte concepte similare (securitate nutrițională durabilă, ACL nutrițional), dar solicită o estimare mai precisă a capacității de transport a mediului la nivel personal, local și național și identificarea nodurilor cheie de conducere capabile să ghideze dinamica a întregului sistem. Fără astfel de limite ale sistemului și noduri cheie de conducere, soluțiile teoretice și practice ar fi limitate în ceea ce privește eficiența.

Contribuțiile autorului

SS, SB, VH au contribuit în mod egal la concepția și proiectarea studiului. SS și SB au efectuat o revizuire a literaturii. SS a scris prima versiune a manuscrisului. SB a scris secțiuni despre nutriția manuscrisului. VH a contribuit la proiectarea durabilă a sistemului alimentar. Toți autorii au contribuit la revizuirea manuscriselor, au citit și au aprobat versiunea trimisă.

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.