CC BY
301
Для корреспонденции
Кочеткова Алла Алексеевна - доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»
Адрес: 109240, Российская Федерация, г. Москва, Устьинский проезд, д.2/14 Телефон: (495) 698-53-89 E-mail: [email protected] http://orcid.org/0000-0001-9821-192X
Кочеткова А.А.1, Воробьева В.М.1, Саркисян В.А.1, Воробьева И.С.1, Смирнова Е.А.1, Шатнюк Л.Н.2
Динамика инноваций в технологии производства пищевых продуктов: от специализации к персонализации
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи, 109240, г. Москва, Российская Федерация
2 Некоммерческое образовательное частное учреждение дополнительного профессионального образования «Международная промышленная академия», 115093, г. Москва, Российская Федерация
1 Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 109240, Moscow, Russian Federation
2 International Industrial Academy, 115093, Moscow, Russian Federation
Динамично изменяющиеся в последние годы мировые тенденции в области инновационных пищевых продуктов направлены на развитие технологий, обеспечивающих формирование сегментов новых видов продукции, позиционируемой как продукты здорового питания.
Научные направления исследований и разработок в этой области, ретроспективно связанные с развитием науки о питании, ориентированы на решение междисциплинарного комплекса задач по созданию новых видов пищевых продуктов, отличительными особенностями которых являются заданные составы и свойства, определяющие пользу для здоровья (функциональные пищевые продукты) и направленную физиологическую эффективность (специализированные пищевые продукты диетического профилактического и диетического лечебного питания).
Особенности состава конкретного вида пищевого продукта специализированного питания формируются во взаимосвязи с его целевым назначением на осно-
Финансирование. Исследование выполнено в рамках государственного задания. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Кочеткова А.А., Воробьева В.М., Саркисян В.А., Воробьева И.С., Смирнова Е.А., Шатнюк Л.Н. Динамика инноваций в технологии производства пищевых продуктов: от специализации к персонализации // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 4. С. 233-243. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10056
Статья поступила в редакцию 26.06.2020. Принята в печать 29.07.2020.
Funding. The research was carried out within the framework of the state task. Conflict of interest. The authors declare no conflicts of interest.
For citation: Kochetkova A.A., Vorobyeva V.M., Sarkisyan V.A., Vorobyeva I.S., Smirnova E.A., Shatnyuk L.N. Dynamics of innovations in food technologies: from specialization to personalization. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2020; 89 (4): 233-43. DOI: 10.24411/0042-8833-202010056 (in Russian)
Received 26.06.2020. Accepted 29.07.2020.
Dynamics of innovations in food technologies: from specialization to personalization
Kochetkova A.A.1, Vorobyeva V.M.1, Sarkisyan V.A.1, Vorobyeva I.S.1, Smirnova E.A.1, Shatnyuk L.N.2
вании медико-биологических требований, учитывающих специфику питания населения в целом, его отдельных групп или конкретного человека. В зависимости от отмеченной специфики, разработка специализированных пищевых продуктов предусматривает различные исходные данные, связанные с потребностями человека: от энерготрат до сведений о метаболоме. С учетом этих особенностей определяются задачи разработки, способы доказательства эффективности и условия использования специализированных пищевых продуктов с целью достижения максимального эффекта. В исследованиях продуктов диетического профилактического или диетического лечебного питания предметом оценки эффективности специализированного продукта является клинический эффект, в связи с чем инновационные исследования в сфере этой категории продукции связаны с созданием универсального подхода к разработке, использованию и оценке эффективности биологически активных веществ и содержащих их специализированных пищевых продуктов для коррекции метаболических нарушений.
Вектор инновационного развития технологий производства специализированных пищевых продуктов сфокусирован сегодня на направление персонализированного питания. В основе научного обоснования отличительных признаков составов и свойств, а также технологических ноу-хау производства пищевых продуктов персонализированного питания лежат сведения о метаболоме, непосредственно связанном с биологическими функциями организма. Ключевые слова: пищевые продукты, технологии, инновации, специализация, персонализация
Dynamically changing global trends in the field of innovative foods in recent years are aimed at the development of technologies that ensure the formation of segments of new types of products, positioned as healthy products.
Scientific directions of research and development in this area, retrospectively related to the development of nutrition science, are focused on solving an interdisciplinary set of tasks to create new types of foods, the distinctive features of which are the specified compositions and properties that determine the health benefits (functional foods) and directed physiological effectiveness (specialized foods for preventive and therapeutic nutrition).
Characteristics of the composition of a specific specialized food are formed in connection with its intended purpose on the basis of medico-biological requirements taking into account specific features of nutrition of the population in total, and its separate groups or individual. Depending on the mentioned specifics, the development of specialized foods provides for different levels of determining human needs: from energy consumption to the metabolome.
Taking into account these features, the development tasks, methods of proving the effectiveness and conditions for using specialized foods in order to achieve maximum effect are determined. In studies of prophylactic or therapeutic foods, the subject of evaluating the effectiveness of a specialized product is the clinical effect, so innovative research in this category of products is associated with the creation of a universal approach to the development, use and evaluation of the effectiveness of biologically active substances and containing them specialized foods for the correction of metabolic disorders. The vector of innovative development of technologies for the production of specialized foods is focused today on the direction of personalized nutrition. The basis of scientific justification of the distinctive features of the compositions and properties, as well as technological know-how of the production of personalized foods, is the information about the metabolome directly related to the biological functions of the body. Keywords: food products, technologies, innovations, specialization, personalization
Динамично изменяющиеся в последние годы мировые тенденции в области инновационных пищевых продуктов направлены на развитие технологий, обеспечивающих формирование сегментов новых видов продукции, позиционируемой как продукты здорового питания [1].
В соответствии с базовыми механизмами реализации государственной политики в области здорового питания, приоритеты, обеспечивающие сохранение и укрепление здоровья населения, а также профилактику заболева-
ний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием, предусматривают развитие производства двух основных категорий продуктов здорового питания, к которым относятся: - функциональные пищевые продукты, включающие в качестве основной группы обогащенную пищевую продукцию (ГОСТ 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения»);
- специализированные пищевые продукты, подразделяемые на несколько групп с учетом их целевого назначения (ТР ТС 027/2012 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического профилактического и диетического лечебного питания»).
С развитием научных направлений в области исследований и разработок функциональных и специализированных пищевых продуктов на уровне концептуальных инноваций связана деятельность лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов, созданной в 2014 г. в процессе реорганизации НИИ питания на базе лаборатории технологии новых специализированных продуктов профилактического действия и лаборатории физиологии и биохимии пищеварения. Научные направления, развиваемые сегодня лабораторией, ориентированы на решение междисциплинарного комплекса задач по созданию новых видов пищевых продуктов, отличительными особенностями которых являются заданные составы и свойства, определяющие пользу для здоровья (функциональные пищевые продукты) и направленную физиологическую эффективность (специализированные пищевые продукты диетического профилактического и диетического лечебного питания) с учетом особенностей пищевого рациона, обеспечивающего в конечном итоге целевую эффективность специализированного продукта в его составе.
История становления научных направлений исследований, относящихся к этим категориям продукции, связана с развитием науки о питании, а именно с выяснением роли эссенциальных пищевых веществ и минорных компонентов пищи в метаболических процессах, с формированием представлений о возможностях и способах снижения рисков возникновения и развития основных неинфекционных заболеваний, провоцируемых нарушениями основных законов нутрициологии. Эти научные данные в хронологической последовательности стали основой формирования представлений о целях и способах создания пищевых продуктов с отличными от традиционных продуктов составами и свойствами.
Ретроспектива возникновения и развития научных представлений о роли биологически активных веществ пищи, определяющих характер и направления инноваций в технологиях производства пищевых продуктов, представлена на рис. 1 [2].
Начало современного этапа, определившего развитие пищевых технологий, связывают с 1920-ми гг., когда в мире широкое распространение получило использование витаминно-минеральных премиксов с целью лечения заболеваний, вызванных дефицитом отдельных биологически активных пищевых веществ [3, 4]. В тот же период в США на государственном уровне было одобрено йодирование пищевой соли с целью профилактики гипотиреоза в регионах, удаленных от природных источников этого микроэлемента [5]. Приблизительно тогда же в СССР началась программа по обогащению молока витамином й с целью профилактики рахита у детей.
Реализация этих программ убедительно продемонстрировала эффективность повсеместного обогащения пищевых продуктов с целью профилактики социально значимых заболеваний.
Дальнейшее развитие науки в области химии пищевых продуктов привело к появлению новых, более детальных сведений о содержании и сохранности биологически активных веществ в пищевых продуктах. В частности, было обнаружено, что в ходе технологической переработки зерна в муку теряется существенная часть витаминов группы В (B1, B2 и B3), в связи с чем в 1939 г. в СССР было принято решение обогащать всю муку первого и высшего сортов этими витаминами с целью восполнения их потерянных количеств [6].
Свое особое место в хронологии развития представлений о необходимости обогащения пищевых продуктов занимает период Второй мировой войны, последствия которой дали толчок к осознанию существования ряда глобальных проблем, среди которых нищета и голод, считавшиеся ранее локальными и несущественными.
Таким образом, уже к 1946 г. начинается новый вектор в развитии представлений о задачах обогащения пищевых продуктов биологически активными веществами. Если раньше единственным объектом обогащения являлась пшеничная мука, то после 1946 г. началось повсеместное обогащение муки, макаронных и хлебобулочных изделий как из пшеницы, так и из кукурузы и риса с целью восполнения дефицита витаминов через продукты массового потребления.
В начале 1960-х гг. Международной комиссией ФАО/ ВОЗ принимается решение о внедрении кодекса стандартов и правил по пищевым продуктам (Codex Alimentarius), в задачи которого входило в том числе установление единых принципов рационального обогащения пищевых продуктов незаменимыми компонентами, обоснованное гармонизацией подходов к обогащению пищевых продуктов с целью обеспечения их безопасности для потребителя [7, 8]. Установленные принципы регламентируют 3 цели, для достижения которых необходимо обогащение пищевых продуктов массового потребления, доступных и регулярно потребляемых повсеместно взрослыми и детьми старше 3 лет:
- предотвращение/снижение риска, или коррекция доказанного дефицита одного или нескольких эссен-циальных пищевых веществ в популяции;
- снижение риска, или исправление неадекватного пищевого статуса в популяции;
- поддержание/улучшение здоровья и/или сохранение/улучшение пищевой ценности продуктов.
На фоне внедрения в международную практику общих принципов обогащения пищевой продукции в разных странах происходит их адаптация под региональные условия. Например, в США с 1974 г. допускается обогащать муку любого сорта биологическими веществами из более широкого списка витаминов и минеральных веществ, среди которых витамины B1, B2, B6, PP, B9, A, а также соли кальция, магния, железа и цинка. Модификация требований к обогащению муки была вызвана по-
Время
Ключевой этап в развитии и место Идейные основы этапа
I
Начало использования —1920—Лечебное применение для коррекции витаминно-минеральных комплексов мир заболеваний, связанных с дефицитом
Йодирование пищевой соли —США отдельных веществ
I
Обогащение молока витамином D —1930 — Профилактика рахита у детей
СССР
I
Обогащение муки первого —1939 — Восполнение потерянных при технологической и высшего сортов витаминами B1, B2 и PP СССР обработке количеств витаминов
__________________J_________________
Вторая мировая война
1
Обогащение широкого спектра_1946_Восполнение дефицита витаминов
хлебобулочных и макаронных изделий 1958 через продукты массового потребления из пшеницы, кукурузы и риса мир
I
Создание Сос1ех_1961_Установление единых принципов
Alimentarius при ФАО/ВОЗ 1963 рационального обогащения пищевых
мир продуктов
I
Разрешено обогащать витаминами B1, B2, B6, PP, B9, —1974 — Восполнение дефицита микронутриентов а также солями Са, Mg, Fe и Zn муку любого сорта сШа под изменившийся рацион питания
I
Появление продуктов FOSHU —1991 —Изучение границы между
Япония пищевыми продуктами и лекарствами
I
Появление термина «физиологически функциональные —1993 — Появление новой категории пищевых продуктов, пищевые продукты» в журнале «Nature» Япония обеспечивающих пользу для здоровья
Введение регламента на маркировку —1993—Установлено, что функциональные пищевые функциональных пищевых продуктов сШа продукты могут способствовать снижению
риска развития отдельных заболеваний
Утверждение списка возможных —1996—Установлено, что функциональные пищевые продукты положительных эффектов Китай могут улучшать отдельные функции организма
Создание консенсусной —1999 — Использование пищевых продуктов комиссии FuFuSE во главе с ILSI мир для снижения риска развития хронических
заболеваний, повышения функций организма, качества жизни, снижения затрат на лечение
Утверждение списка биомаркеров —2002—Унификация методов подтверждения при клинической оценке эффективности мир эффективности новых пищевых продуктов
о + -
Этап современных представлений
Рис. 1. Хронология ключевых этапов развития представлений о роли биологически активных веществ в пищевой продукции (расшифровка аббревиатур дана в тексте)
Fig. 1. Chronology of key stages in the development of ideas about the role of biologically active substances in foods
степенным изменением пищевых привычек населения, в частности снижением уровня потребления хлебобулочных изделий, что перестало удовлетворять физиологические потребности в незаменимых веществах, поступающих с этой продукцией [6]. Динамика инновационных исследований в технологиях пищевых продуктов периода 1920-1990 гг. определяется уровнем модификации известных составов традиционных пищевых продуктов.
В 1991 г. начинается новый этап в развитии представлений о целях и способах обогащения пищевых продуктов, стартом которого стало законодательное
введение в Японии группы пищевых продуктов с заданной пользой для здоровья (Food for Specified Health Uses, FOSHU) [9-14].
Принципиальным отличием этого этапа является то, что продукты группы FOSHU с целью восполнения дефицита основных незаменимых нутриентов могут быть обогащены не только витаминами и минеральными веществами, но и другими минорными биологически активными веществами, обладающими положительным действием на организм человека. При этом начался процесс некоторого нивелирования границы между понятиями «пищевой продукт» и «лекарственное средство» [10].
К продуктам категории FOSHU стали относиться продукты, содержащие ингредиенты с функцией для здоровья, имеющие официально подтвержденный физиологический эффект и предназначенные для поддержания и укрепления здоровья, или для питания специальных групп населения. Этот уровень инновационных исследований можно позиционировать как создание продукции нового состава.
С учетом опыта разработки лекарственных средств в фармацевтике в Японии на законодательном уровне стали строго регламентировать порядок подтверждения безопасности и эффективности для здоровья продуктов группы FOSHU. При этом были сформулированы четкие требования к пищевым продуктам для подтверждения их принадлежности к группе FOSHU:
- в составе продукта используются ингредиенты, обоснованные с позиций нутрициологии;
- гарантируется сохранность заявленного состава продукта на протяжении всего периода потребления;
- для подтверждения заявленного состава используются только утвержденные методы контроля и анализа;
- отсутствуют негативные результаты исследований безопасности ингредиентов и продукта;
- эффективность продукта показана в клинических исследованиях.
Наряду с этим был введен перечень утвержденных эффектов, которые могут быть применены для разработки новых пищевых продуктов.
После публикации в 1993 г. в журнале «Nature» статьи, в которой международной научной общественности впервые был представлен термин «Physiologically functional food» («физиологически функциональные пищевые продукты»), экспоненциальный рост интереса к данному направлению и осознание необходимости его развития сохраняются до настоящего времени (рис. 2) [15].
Первым японскую инициативу поддержало Управление по контролю над пищевыми продуктами и лекарственными средствами США (Food and Drug Administration, FDA), утвердив в 1993 г. возможность выносить на этикетку пищевых продуктов заявления типа «способствует снижению риска развития заболевания». При этом было установлено, что доносимые до общественности утверждения о свойствах пищевого продукта должны основываться на научных доказательствах, признанных квалифицированными экспертами [16].
Представления о функциональных продуктах начали интенсивно мигрировать в европейские страны, а также страны западного полушария, где дальнейшее развитие направления науки о функциональных продуктах шло в направлении поиска новых биологически активных веществ и использовании их в составе пищевых продуктов с действием, подобным лекарственному.
Наряду с этим в 1996 г. в Китае начал развиваться принципиально иной подход [10], основным отличием которого стало то, что функциональный пищевой продукт должен быть использован только для отдельной группы населения с целью улучшения здоровья и никак не может быть пози-
Годы
Рис. 2. Количество публикаций в год, доступных в базе PubMed по запросу «Functional food» или «Food for specified health uses»
Fig. 2. The number of publications per year available in the PubMed database for the query "Functional food" or "Food for specified health uses"
ционирован для профилактики или лечения заболеваний [10, 17]. На момент выхода первой редакции закона было утверждено несколько эффектов, которые допускалось выносить на этикетку: модулирование иммунной системы, антивозрастной эффект, улучшение памяти, ускорение роста, снижение массы тела, повышение выносливости к гипоксии, противорадиационный, противомутагенный, ингибирование образования опухолей, модулирование уровня липидов и улучшение половой функции [18].
С целью систематизации подходов к разработке новых функциональных пищевых продуктов в 1999 г. под руководством Международного института наук о жизни (International Life Sciences Institute, I LSI) была создана Европейская комиссия по согласованному действию в области наук о функциональных пищевых продуктах (European Commission Concerted Action on Functional Food Science in Europe, FUFOSE) [16], основными задачами которой были:
- критическая оценка научной базы, необходимой для предоставления доказательств положительного влияния конкретных пищевых веществ и компонентов на целевые функции в организме;
- достижение консенсуса в отношении целевых модификаций пищевых продуктов и пищевых компонентов и вариантов их применения;
- проведение научной оценки перспективности пищевого продукта на основе его эффективности.
Комиссия FUFOSE установила порядок подтверждения свойств функциональных пищевых продуктов, в соответствии с которым на основании анализа имеющихся научных данных должна проводиться оценка маркеров их действия, выявляющих изменения функции организма или состояния болезни, указывающие на положительный эффект, который может быть заявлен с формулировками «для улучшения функции организма» или «для снижения риска заболеваний» [16].
В 2002 г. международный институт ILSI на основе анализа известных на то время научных данных впер-
вые предложил обобщенный перечень биомаркеров состояния здоровья человека и снижения риска развития отдельных заболеваний, которые целесообразно использовать при оценке эффективности функциональных пищевых продуктов. Некоторые из предложенных биомаркеров приведены в табл. 1.
Актуальные научные исследования в этой области связаны с уточнением значимости имеющихся биомаркеров и поиском новых, позволяющих более точно описывать взаимосвязь между потреблением биологически активных веществ в составе пищевых продуктов и состоянием здоровья или рисками развития отдельных заболеваний [20].
Кроме того, накопленные данные послужили основанием для формирования новых определений самого термина «функциональный пищевой продукт». В табл. 2 приведены основные определения и авторство предложенных определений.
Как видно из табл. 2, различные научные группы приводят свое авторское определение данного термина, что связано с разными подходами. Общим для всех авторов является некая заявленная польза продукции для здоровья человека; различия заключаются в способах оценки этой пользы. Однако дальнейшее развитие области функциональных пищевых продуктов, вероятно, потребует большего доказательства биодоступности и клинической эффективности биологически активных ингредиентов для соответствия требованиям регулирующих органов [22].
На фоне разработки и внедрения новой категории пищевых продуктов, предназначенных для снижения риска возникновения отдельных заболеваний за счет наличия в их составах биологически активных веществ направленного физиологического воздействия, в тот же период получило развитие направление пищевых технологий, предусматривающих элиминирование отдельных компонентов, избыточное потребление которых может стать причиной ряда заболеваний алиментарной природы. Такими пищевыми компонентами являются соль, сахар и некоторые другие. Показательным в этом аспекте является опыт СССР, в котором производился большой ассортимент диетической продукции без сахара, соли, белка, доступ к которой широким слоям населения был обеспечен через специальные отделы продовольственных магазинов. Техническое регулирование в сфере
производства и обращения такой продукции обеспечивалось государственными стандартами. Например, в соответствии с ГОСТ 25832-89 «Изделия хлебобулочные диетические. Технические условия» производилось несколько наименований ахлоридных (бессолевых), диабетических (без сахара), безбелковых хлебобулочных изделий. Метаболические аспекты фармакологии и токсикологии пищи были описаны академиком А.А. Покровским [23].
Накопленный с 1920-х гг. объем научных исследований, а также опыт практической реализации инновационных пищевых продуктов для восполнения дефицита микронутриентов и коррекции изменившихся рационов при целевом векторе на снижение риска развития заболеваний алиментарной природы, повышение качества жизни и снижение затрат на лечение в первую очередь касаются продуктов массового потребления, предназначенных для питания популяции в целом.
В то же время развитие направления функциональных (обогащенных) пищевых продуктов сопровождалось созданием категорий специализированной пищевой продукции, предназначенных для питания отдельных групп населения, объединяемых характерными особенностями физиологических потребностей в энергии, пищевых и биологически активных веществах (для специализированного питания).
С учетом этих особенностей вся специализированная пищевая продукция в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 027/2012 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического профилактического и диетического лечебного питания», подразделяется на несколько групп, к которым относятся:
- пищевая продукция для детского питания;
- пищевая продукция для питания спортсменов;
- пищевая продукция для диетического профилактического питания;
- пищевая продукция для диетического лечебного питания;
- пищевая продукция для питания беременных и кормящих женщин.
В соответствии с этим подразделением особенности состава конкретного вида пищевого продукта специализированного питания определяются рядом факторов, включающих возраст, потребности на групповом
Таблица 1. Биомаркеры состояния здоровья и снижения риска развития заболеваний [19] Table 1. Biomarkers of health and disease risk reduction [19]
Фактор Factor Биомаркеры Бштагквк
Физическая производительность Мышечный гликоген, испытания на выносливость
Атеросклероз Артериальное давление, холестерин липопротеинов низкой плотности, холестерин липопротеинов высокой плотности, толщина комплекса интима-медиа
Ожирение Индекс массы тела, измерение степени ожирения
Диабет Толерантность к глюкозе, уровень глюкозы натощак, уровень инсулина
Здоровье костей Костная плотность, показатели кальциевого обмена
Таблица 2. Существующие определения термина «функциональный пищевой продукт» [21] Table 2. Existing definitions of the term «functional food» [21]
Источник Определение
The Institute of Food Technologists (IFT) Оригинал Foods and food components that provide a health benefit beyond basic nutrition. These substances provide essential nutrients often beyond quantities necessary for normal maintenance, growth, and development, and/or other biologically active components that impact health benefits Перевод Пищевые продукты и ингредиенты, которые обеспечивают пользу для здоровья, сверх основного питания. Данные вещества обеспечивают необходимые нутриенты, часто сверх количеств, необходимых для нормального жизнеобеспечения, роста, развития, и/или другие биологически активные вещества, которые влияют на пользу для здоровья
The Institute of Medicine of the U.S. National Academy of Sciences Оригинал Foods that encompass potentially healthful products, including any modified foods or food ingredients that may provide a health benefit beyond the nutrients it contains Перевод Группа продуктов, включающих потенциально полезные продукты, включая любые модифицированные пищевые продукты или пищевые ингредиенты, которые обеспечивают пользу для здоровья большую, чем от входящих в его состав нутриентов
Foods for Special Dietary Use (As defined by the Federal Food, Drug, and Cosmetic Act) Оригинал A particular use for which a food purports or is represented to be used, including to the following: - supplying a special dietary need that exists by reason of a physiological, pathological, or physical condition; - supplying a vitamin, mineral, or other ingredients for use by humans to supplement the diet by increasing the total dietary intake; - supplying a special dietary need by reason of being a food for us as the sole item of diet Перевод Продукты, особое использование которых позиционируется со следующими формулировками: - удовлетворение особых потребностей в нутриентах, возникающих вследствие физиологического, патологического или физического состояния; - удовлетворение потребности человека в витаминах, минералах или в других веществах в дополнение к рациону за счет увеличения их общего потребления; - удовлетворение особых потребностей в нутриентах в случаях, когда пищевой продукт является единственным источником питания
American Dietetic Association Оригинал Classifies all foods as functional at some physiological level in that food provides nutrient, growth, or maintain vital processes Перевод Классифицирует все пищевые продукты как функциональные на определенном физиологическом уровне в том смысле, что пищевые продукты являются источниками нутриентов, поддерживают рост или жизненные процессы
Functional Foods Center Definition (2014) Оригинал Natural or processed foods that contain known or unknown biologically-active compounds; which, in defined, effective, and non-toxic amounts, provide a clinically proven and documented health benefit for the prevention, management, or treatment of chronic diseases Перевод Природные или обработанные пищевые продукты, которые содержат известные или неизвестные биологически активные вещества, которые в установленных, эффективных и нетоксичных количествах обеспечивают клинически доказанную и задокументированную пользу для здоровья для профилактики, ведения или лечения хронического заболевания
Functional Foods Center Definition (2017) Оригинал Natural or processed foods that contain biologically active compounds; which, in defined, effective, and non-toxic amounts, provide a clinically proven and documented health benefit utilizing specific biomarkers for the prevention, management, or treatment of chronic disease or its symptoms Перевод Природные или обработанные пищевые продукты, которые содержат биологически активные вещества, которые в установленных, эффективных и нетоксичных количествах обеспечивают клинически подтвержденную и задокументированную пользу для здоровья с использованием специфических биомаркеров для профилактики, ведения или лечения хронического заболевания или его симптомов
уровне в пищевых и биологически активных веществах (микронутриентах), физическую активность (энерготраты), связанную, например, в случае продуктов для питания спортсменов с видами спорта или при тяжелых условиях труда - с особенностями вредного производства, а для продуктов диетического профилактического или диетического лечебного питания - с характером заболевания. При этом ключевым фактором, определяющим исходные данные для формирования медико-биологических требований к составу специализированного продукта, являются особенности пищевого рациона, обеспечивающего условия для проявления максимальной эффективности нового продукта.
Кроме того, для отдельных видов специализированной пищевой продукции при научном обосновании состава продукта учитываются антропометрические характеристики потребителей целевой аудитории (рис. 3).
Приведенную на рис. 3 схему можно представить как иерархическую классификацию специализированных пищевых продуктов на основании предъявляемых к ним медико-биологических требований, учитывающих специфику питания (особенности пищевого рациона) населения в целом, его отдельных групп или конкретного человека. В зависимости от отмеченной специфики разработка специализированных пищевых продуктов
предусматривает использование различных исходных данных, связанных с потребностями человека: от энерготрат до сведений о метаболоме.
С учетом этих особенностей определяются задачи разработки, способы доказательства эффективности и условия использования специализированных пищевых продуктов с целью достижения максимального эффекта [23].
В исследованиях продуктов диетического профилактического или диетического лечебного питания предметом оценки эффективности специализированного продукта является именно клинический эффект [24].
Клинические исследования эффективности специализированных пищевых продуктов могут быть выполнены в двух разных направлениях.
В случае продуктов диетического лечебного питания изучается их влияние на клинические показатели эффективности лечения заболевания, к которой можно отнести скорость наступления ремиссии, сроки выздоровления, частоту осложнений основного заболевания, нормализацию или улучшение пищевого статуса пациента. При этом одним из важных критериев клинического эффекта специализированного пищевого
продукта является нормализация пищевого статуса, связанного с показателями фактического питания, состава тела, энерготрат покоя, биохимическими показателями крови, характеризующими обмен белков, жиров и углеводов, показателями витаминного, макро- и микроэлементного статуса.
В случае пищевых продуктов диетического профилактического питания, предназначенных для снижения риска заболеваний человека, в идеале изучается влияние продукта на заболеваемость, но чаще на косвенные маркеры, связанные с заболеваемостью, поскольку для доказательства непосредственного профилактического эффекта, который реализуется на протяжении существенно больших промежутков времени, по сравнению с клиническим эффектом, требуется значительное время, иногда не один год.
Слабой стороной подобного рода исследований является невозможность оценить магнитуду профилактического эффекта, т.е. определить продолжительность постоянного потребления продукта с профилактическими свойствами, необходимую для реализации этого эффекта.
Таким образом, база научных данных, включающая описание опыта практического использования пищевых
Пищевая продукция для всех
Специализированные пищевые продукты для питания целевых групп потребителей
Продукты для детского питания
Для новорожденных
Для детей до 3 лет
Потребность в пищевых веществах
При тяжелых
условиях
труда
Для детей
школьного
возраста
Продукты для беременных и кормящих женщин
Энерготраты
Продукты для лечебного и диетического питания
Обеспеченность микронутриентами
Больных
с заболеваниями -ЖКТ
Больных СД
Больных ССЗ-
Характер заболевания
Для подростков —
Продукты
для спортивного
питания
Людей
с избыточной массой тела, ожирением
Антропометрия
Метаболом
Рис. 3. Специализированные пищевые продукты для питания целевых групп потребителей
ЖКТ - желудочно-кишечный тракт; ССЗ - сердечно-сосудистые заболевания; СД - сахарный диабет.
Fig. 3. Specialized foods for the nutrition of target consumer groups
продуктов для коррекции алиментарно-зависимых заболеваний, свидетельствует о наличии сегодня общей научной системы. Однако перед международным научным сообществом еще остается открытым значительное число вопросов, связанных с конкретизацией подходов к разработке и оценке эффективности специализированных пищевых продуктов для алиментарной коррекции отдельных заболеваний. Например, сохраняют свою актуальность исследования, связанные с доказательством эффективности применения отдельных биологически активных веществ в составе пищевых продуктов при диетотерапии болезней обмена веществ, в частности сахарного диабета [25], а также других заболеваний, поскольку очевидно наличие барьера на пути к созданию связи между отдельными научными сведениями о действии биологически активных веществ и их эффективностью при диетотерапии метаболических нарушений.
Как было показано различными исследованиями, обобщенными в публикации [2], биологически активные вещества, а также содержащие их пищевые продукты специализированного и функционального назначения выполняют одну из ключевых функций в современной системе профилактики и диетотерапии алиментарно-зависимых заболеваний. Принимая во внимание большое разнообразие самих биологически активных веществ, а также подходов к изучению их свойств, необходимо четкое понимание существующих научных представлений о возможности их практического использования. Уровень инновационных исследований в этой области связан с новой научной парадигмой, постулирующей положения, согласно которым в основе разработки специализированных пищевых продуктов для алиментарной коррекции должны лежать объективные, последовательные и исчерпывающие исследования, подтверждающие безопасность используемых биологически активных веществ, их сохранность и биодоступность в составе пищевого продукта, оценка клинической эффективности которого должна осуществляться на основе принципов доказательной медицины.
С учетом этого стратегическим направлением научных исследований лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов является создание универсального подхода к разработке, использованию и оценке эффективности биологически активных веществ и содержащих их специализированных пищевых продуктов для коррекции метаболических нарушений.
Вектор инновационного развития технологий производства специализированных пищевых продуктов сегодня сфокусирован на направление персонализированного питания, которое базируется на диете, сформированной на основе оценки индивидуальной потребности человека в пищевых веществах и энергии с учетом его пищевых предпочтений, особенностей метаболизма, а также прогностических (генетических) рисков возможных метаболических нарушений и развития заболева-
ний, при которых требуется исключение из рациона или введение в него отдельных пищевых компонентов или продуктов, изменение технологии приготовления блюд и режима питания. В основе научного обоснования отличительных признаков составов и свойств, а также технологических ноу-хау производства пищевых продуктов персонализированного питания лежат сведения о мета-боломе, непосредственно связанном с биологическими функциями организма.
Разработанная в ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» многоуровневая диагностическая система позволяет провести комплексную оценку нарушений пищевого статуса, показателей иммунного статуса, системы антиоксидантной защиты и определить индивидуальную особенность метаболизма пациента, наличие различных заболеваний или патологических состояний, оценить обеспеченность организма макро-и микронутриентами.
Сочетанное использование нутриметаболомных, протеомных и геномных технологий при комплексной оценке нарушений пищевого статуса дает возможность оказывать пациенту персонализированную высокотехнологичную диетологическую и медицинскую помощь. Персонализация диетотерапии при алиментарно-зависимых заболеваниях является наиболее эффективным подходом в коррекции метаболических нарушений и может быть осуществлена в первую очередь за счет использования диеты оптимизированного состава с учетом индивидуальной потребности конкретного пациента в энергии, макро-и микронутриентах.
На основании медико-биологических требований специалистами лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов разработаны специализированные пищевые продукты в виде напитков быстрого приготовления, десертов, кондитерских изделий без добавления сахара, белковых коктейлей, киселей.
Клинические исследования разработанных продуктов в составе диетотерапии больных с алиментарно-зависимыми заболеваниями (метаболический синдром, сахарный диабет 2 типа, сердечно-сосудистая патология) показали их хорошую переносимость, способность оптимизировать рацион питания, улучшать пищевой статус и эффективность комплексного лечения наблюдавшихся больных.
Разработанные специализированные пищевые продукты содержат биологически активные вещества и функциональные ингредиенты с доказанным физиологическим действием и могут быть включены в индивидуальную диету пациентов для поддержания адекватного пищевого статуса.
Создание специализированных пищевых продуктов базируется на использовании традиционных технологий, модифицированных с учетом особенностей свойств и химического состава инновационных ингредиентов, формирующих пищевой матрикс, их технологической совместимости, назначения продукта.
Сведения об авторах
Кочеткова Алла Алексеевна (Alla A. Kochetkova) - доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] http://orcid.org/0000-0001-9821-192X
Воробьева Валентина Матвеевна (Valentina M. Vorobyeva) - кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] http://orcid.org/0000-0001-8110-9742
Саркисян Варужан Амбарцумович (Varuzhan A. Sarkisyan) - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] http://orcid.org/0000-0002-5911-610X
Воробьева Ирина Сергеевна (Irina S.Vorobyeva) - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] http://orcid.org/0000-0003-3151-2765
Смирнова Елена Александровна (Elena A. Smirnova) - кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] http://orcid.org/0000-0002-2045-5729
Шатнюк Людмила Николаевна (Lyudmila N.Shatnyuk) - доктор технических наук, профессор кафедры пищевых производств НОЧУ ДПО «Международная промышленная академия» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] http://orcid.org/0000-0002-0388-4089
Литература
1. Bagchi D., Sreejayan N. Developing new functional food and nutraceutical products / eds D. Bagchi, N. Sreejayan. San Diego, CA : Academic Press, 2016. 544 p. DOI: http://doi.org/10.1016/ c2014-0-03724-0
2. Тутельян В.А. и др. Растительные источники фитонутри-ентов для специализированных пищевых продуктов антидиабетического действия / под ред. В.А. Тутельяна. Москва : Библио-Глобус, 2016. 428 с. DOI: http://doi.org/10.18334/ 9785990909755
3. Коденцова В.М. Витамины. Москва : Медицинское информационное агентство, 2015. 408 с.
4. СпиричевВ.Б.Современноеобоснованиевитаминотерапии// Российский медицинский журнал. 2009. № 6. С. 37—43.
5. Pearce E.N., Andersson M., Zimmermann M.B. Global iodine nutrition: where do we stand in 2013? // Thyroid. 2013. Vol. 23, N 5. P. 523-528.
6. Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., Позняковский В.М. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технология / под ред. В.Б. Спиричева. Саратов : Сибирское университетское издательство, 2004. 548 с.
7. Fao.org. URL: http://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/ about-codex/codex-timeline/ru/ (date of access June 26, 2020)
8. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Understanding the Codex Alimentarius. 5th ed. Rome, Italy : Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2018.
9. Arai S. Studies on functional foods in Japan — state of the art // Biosci. Biotechnol. Biochem. 1996. Vol. 60, N 1. P. 9—15. DOI: http://doi.org/10.1271/bbb.60.9
10. Arai S. Global view on functional foods: Asian perspectives // Br. J. Nutr. 2002. Vol. 88, N S2. P. S139. DOI: http://doi.org/10.1079/ BJN2002678
11. Arai S., Osawa T., Ohigashi H., Yoshikawa M., Kaminogawa S., Watanabe M. et al. A Mainstay of functional food science in japan — history, present status, and future outlook // Biosci. Biotechnol. Biochem. 2001. Vol. 65, N 1. P. 1-13. DOI: http://doi.org/10.1271/ bbb.65.1
12. Shimizu M. History and current status offunctional food regulations in Japan // Nutraceutical and Functional Food Regulations in the United States and around the World. Elsevier, 2019. P. 337-344.
13. Kwak N.S., Jukes D.J. Functional foods. Part 2: The impact on current regulatory terminology // Food Control. 2001. Vol. 12. P. 109-117. DOI: http://doi.org/10.1016/S0956-7135(00)00029-3
14. Richardson D.P. Functional foods-shades of gray: an industry perspective // Nutr. Rev. 2009. Vol. 54, N 11. P. S174-S185.
15. Swinbanks D., O'Brien J. Japan explores the boundary between food and medicine // Nature. 1993. Vol. 364, N 6434. P. 180. DOI: http://doi.org/10.1038/364180a0
16. ILSI. Scientific concepts of functional foods in Europe. Consensus document // Br. J. Nutr. 1999. Vol. 81, suppl. 1. P. S1-S27. DOI: http://doi.org/10.1079/BJN19990002
17. National Food Safety Standard: Health foods: GB 16740-1997. KHP, 1997.
18. Hu C. Historical change of raw materials and claims of health food regulations in China // Nutraceutical and Functional Food Regulations in the United States and Around the World: 2nd ed. 2014. P. 363-388. DOI: http://doi.org/10.1016/B978-0-12-405870-5.00021-9
19. Clydesdale F. Functional foods: opportunities and challenges // Food Tech. 2005. P. 1-66.
20. Tutel'yan V. et al. Chapter 12 - Strategize the research investigations: pre-clinical and clinical evaluations // Developing New Functional Food and Nutraceutical Products. 2017. P. 213-229.
21. Gur J., Mawuntu M., Martirosyan D. FFC's Advancement of Functional Food Definition // Funct. Foods Heal Dis. 2018. Vol. 8, N 7. P. 385-397.
22. Воробьева И.С., Воробьева В.М., Кочеткова А.А., Смирнова Е.А. Специализированная пищевая продукция: общие и частные определения и характеристики // Пищевая промышленность. 2012. № 12. С. 16-18.
23. Покровский А.А. Метаболические аспекты фармакологии и токсикологии пищи. Москва : Медицина, 1979. 183 с.
24. Birch C.S., Bonwick G.A. Ensuring the future of functional foods // Int. J. Food Sci. Technol. 2019. Vol. 54, N 5. P. 1467-1485. DOI: http:// doi.org/10.1111/ijfs.14060
25. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом / под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова. Вып. 9 // Сахарный диабет. 2019. Vol. 22, N 1S1. P. 1-121. DOI: http://doi.org/10.14341/ DM221S1
References
10.
11.
12.
Bagchi D., Sreejayan N. Developing new functional food and nutra- 13. ceutical products. In: D. Bagchi, N. Sreejayan (eds). San Diego, CA: Academic Press, 2016: 544 p. DOI: http://doi.org/10.1016/c2014-0-03724-0 14.
Tutelyan V.A., et al. Plant sources of phytonutrients for specialized antidiabetic foodproducts. Moscow: Biblio-globus,2016. DOI: http:// 15. doi.org/10.18334/9785990909755 (in Russian) Kodentsova V.M. Vitamins. Moscow: Meditsinskoe informatsion-noe agentstvo, 2015: 408 p. (in Russian) 16.
Spirichev V.B. Modern justification of vitamin therapy. Rossiyskiy meditsinskiy zhurnal [Russian Medical Journal]. 2009; (6): 37—43. (in Russian) 17.
Pearce E.N., Andersson M., Zimmermann M.B. Global iodine nutrition: where do we stand in 2013? Thyroid. 2013; 23 (5): 523-8. 18. Spirichev V.B., Shatnyuk L.N., Poznyakovskiy V.M. Fortification of food products with vitamins and minerals. Science and technology. In: Spirichev V.B. (ed.). Saratov: Sibirskoe universitetskoe izdatel'stvo, 2004: 548 p. (in Russian) 19.
Fao.org. URL: http://www.fao.org/fao-who-codexalimen-tarius/about-codex/codex-timeline/ru/ (date of access June 26, 20. 2020)
Food and Agriculture Organization of the United Nations. Understanding the Codex Alimentarius. 5th ed. Rome, Italy : Food 21. and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2018. Arai S. Studies on functional foods in Japan - state of the art. 22. Biosci Biotechnol Biochem. 1996; 60 (1): 9-15. DOI: http:// doi.org/10.1271/bbb.60.9
Arai S. Global view on functional foods: Asian perspectives. Br J Nutr. 2002; 88 (S2): S139. DOI: http://doi.org/10.1079/ 23. BJN2002678
Arai S., Osawa T., Ohigashi H., Yoshikawa M., Kaminogawa S., 24. Watanabe M., et al. A Mainstay of functional food science in japan — history, present status, and future outlook. Biosci Biotechnol Biochem. 2001; 65 (1): 1—13. DOI: http://doi.org/10.1271/bbb.65.1 25. Shimizu M. History and current status of functional food regulations in Japan. In: Nutraceutical and Functional Food Regulations in the United States and around the World. Elsevier, 2019. P. 337—344.
Kwak N.S., Jukes D.J. Functional foods. Part 2: The impact on current regulatory terminology. Food Control. 2001; 12: 109—17. DOI: http://doi.org/10.1016/S0956-7135(00)00029-3 Richardson D.P. Functional foods-shades of gray: an industry perspective. Nutr Rev. 2009; 54 (11): S174—85.
Swinbanks D., O'Brien J. Japan explores the boundary between food and medicine. Nature. 1993; 364 (6434): 180. DOI: http:// doi.org/10.1038/364180a0
ILSI. Scientific concepts of functional foods in Europe. Consensus document. Br J Nutr. 1999; 81 (1): S1—27. DOI: http:// doi.org/10.1079/BJN19990002
National Food Safety Standard: Health foods: GB 16740-1997. KNR, 1997.
Hu C. Historical change of raw materials and claims of health food regulations in China. In: Nutraceutical and Functional Food Regulations in the United States and Around the World: 2nd ed. 2014. P. 363—88. DOI: http://doi.org/10.1016/B978-0-12-405870-5.00021-9 Clydesdale F. Functional foods: opportunities and challenges. Food Tech. 2005: 1—66.
Tutelyan V., et al. Chapter 12 — Strategize the research investigations: pre-clinical and clinical evaluations. In: Developing New Functional Food and Nutraceutical Products. 2017: 213—229. Gur J., Mawuntu M., Martirosyan D. FFC's Advancement of Functional Food Definition. Funct Foods Heal Dis. 2018; 8 (7): 385—97. Vorob'eva I.S., Vorob'eva V.M., Kochetkova A.A., Smirnova E.A. Specialized food products: General and specific definitions and characteristics. Pishchevaya promyshlennost' [Food Industry]. 2012; (12): 16—8. (in Russian)
Pokrovskiy A.A. Metabolic aspects of food pharmacology and toxicology. Moscow: Meditsina, 1979: 183 p. (in Russian) Birch C.S., Bonwick G.A. Ensuring the future of functional foods. Int J Food Sci Technol. 2019; 54 (5): 1467—85. DOI: http:// doi.org/10.1111/yfs.14060
Dedov 1.1., Shestakova M.V., Mayorov A.Y., Vikulova O.K., Gal-styan G.R., Kuraeva T.L. et al. Standards of specialized diabetes care. Edited by I.I. Dedov, M.V. Shestakova, A.Yu. Mayorov (eds). 9th ed. Diabetes Mellitus. 2019; 22 (1S1): 1—121. DOI: http://doi. org/10.14341/DM221S1 (in Russian)
1.
2
6.
7
8
9
