Нутрициология и нутрициологическая химия элементов среди других наук о питании

Всеобщая наука о питании имеет 3 основных направления (см. рис. 1.2):

1. Технологическая нутрициология – производство продуктов питания с использованием технологических приемов и средств, направленных на сохранение и преумножение лечебно-профилактических свойств пищи.

2. Диетология и гигиена питания – научная разработка проблем лечебного питания, соответственно современным взглядам медицины.

3. Функциональная нутрициология – наука о пищевых веществах и ком-понентах, содержащихся в продуктах питания, о их метаболизме и функциональном действии на организм. Включает в себя большинство вопросов, рассматриваемых в «Химии пищи» и «Безопасности пищевых систем».

При этом на стыке первого и третьего направлений к настоящему времени сформировалось новое направление науки о питании: «Произ-водство функциональных продуктов питания». А на стыке второго и третьего разделов – направление: «Организация здорового питания», практически осуществляющая специальные пищевые рационы.

«Нутрициологическая химия элементов», в свою очередь, является частью «Фнкциональной и технологической нутрициологии» и рассматривает химические соединения элементов, содержащиеся в про-дуктах питания, их метаболизм и функциональное действие на организм.

Нутрициологическая химия элементов –теоретический и прикладной раздел естествознания о химических соединениях элементов (химических веществах) пищи, воды, окружающего пространства и их превращениях, влияющих на сохранение здоровья человеком/животными [349].

Каждую науку определяют, прежде всего, ее объект и предмет.

Объектом, или автономным элементом реальности, порождающим проблемную ситуацию, для нутрициологической химии элементов являются элементы, поступающие в организм человека (и животных) с веществами (нутриентами) пищи и воды и окружающего пространства.

Предмет науки, или главный аспект, «срез» объекта – предлагаем определить как процессы попадания того или иного элемента в организм, влияющие на здоровье.

Р и с. 1.2. Взаимоотношение различных частей науки о питании:

1 – технологическая нутрициология; 2 – функциональная нутрициология;
3 – гигиена питания и диетология; 4 – организация здорового питания и производство
функциональных продуктов питания 5 – нутрициологическая химия элементов

Нутрициологическая химия элементов рассматривает элементы с пяти взаимосвязанных сторон:

1) где в окружающем пространстве находятся элементы? Их применение (промышленность, сельское хозяйство, медицина и др.) Распространение в природе и продуктах питания; 2) сколько элементов необходимо? Проявления дефицита и избытка; 3) как оптимизировать адекватный уровень поступления? Синергисты и антагонисты усвоения; 5) анализ нутриционного статуса в организме, определение элементов в водах, продуктах, пищевых добавках.

Для более тонкой детализации взаимосвязей различных существующих наук, и предполагаемых специалистами «наук будущего» можно составить Цветок Бачинского [66] нутрициологической химии элементов. В самой сердцевине будет теоретическая (общая, неорганическая) химия, в большом круге – технологическая нутрициология, а в шестнадцати лепестках – смеж-ные науки (рис. 1.3):

1) Диетология и гигиена питания.

2) Функциональная нутрициология.

3) Организация здорового питания (см. рис. 1.4).

4) Химия пищи и безопасность пищевых систем.

5) Эпидемиология питания [459] – новое для России направление, которое предложил развивать директор Института питания РАМН, г. Москва, академик В.А. Тутельян, включающее комплексные исследования химического состава, пищевой ценности продуктов; разработку принципов обогащения продуктов микронутриентами.

6) Биохимия как наука о качественном и количественном содержании и преобразовании в жизненных процессах соединений, образующих живую материю в одном из направлений своих исследований рассматривает функциональную активность комплексов неорганических ионов с органическими лигандами. Этот раздел биохимии называется бионеорганическая химия.

7) Физическая и коллоидная химия. При углубленном изучении химических процессов с использованием физических подходов требуется помощь физической химии, а при рассмотрении коллоидного состояния веществ (с диаметром частиц дисперсной фазы 10^–9 – 10^–6 м³ – коллоидной химии.

8) Микробиология, генетика, молекулярная биология и нанотехнологии. Повышение качества пищевых продуктов, вырабатываемых с помощью ферментации полезными микроорганизмами, связано с интенсификацией микробиологических процессов. С одной стороны, для нормального разви-тия микроорганизмам нужны катионы и анионы многих элементов, с другой стороны использование генной инженерии (в частности методов гене-тической рекомбинации) для получения культур с заданными свойствами, например с улучшенными антибиотическими свойствами, открывает дополнительный путь увеличения функциональной ценности продуктов.

9) Процессы и аппараты пищевых производств. Рассматривают физические и биохимические процессы и пути их осуществления в конкретных технико-экономических условиях. В наш рацион прочно вошли продукты и полуфабрикаты промышленного производства, а они, как правило, более бедны элементами, чем нативные продукты. Например, при получении белой муки мелкого помола из цельной пшеницы исчезает 68% цинка, 83 – марганца, 55 – меди и 8% железа. Уровень сохранения био-логических свойств элементов в промышленных продуктах во многом зависит от применяемых на производстве процессов и аппаратов.

10) Технология продуктов питания.

11) Биогеохимическая экология. Элементный анализ жителей каждого отдельно взятого региона имеет существенную специфику по избытку или нехватке каких-то элементов, что является предметом указанной науки. Автомагистрали и производственные выбросы тоже сильно нарушают кругооборот элементов в природе и отражаются на составе человеческого организма: ведь мы с вами – часть пути, который проходят минеральные элементы в своем круговороте [399, 359].

12) Землепользование. Культура земледелия, в том числе «мода» на использование тех или иных удобрений, меняет состав почвы. В частности, в ней уменьшается содержание важных элементов [349]. С начала ХХ века содержание железа в американских яблоках сократилось почти на 90%, кальция – на 48%, магния – на 83%.

13) Гомеопатия и кристаллотерапия. «Попробуйте испытывать лекарство (гомеопатическое) на здоровом» – говорил Ганеман [194]. Прин-цип «Подобное лечат подобным» относится не только к гомеопатическим средствам, но и к кристаллам, и к пище.

Многие современные врачи-гомеопаты, часто уже не вспоминающие указанный принцип, всё же считают, что гомеопатия – средство для практически здорового человека поддерживать свое здоровье [354]. В гомеопатии используются маленькие разведения веществ (часто 1 : 10²⁰, т.е. примерно одна молекула на литр растворителя).

14) Медицинская элементология [405]. В 2001 г. основано Российское общество медицинской элементологии (РосМЭМ) в Оренбургском госу-дарственном университете. С 2001 г. выходит периодический журнал «Микроэлементы в медицине», с 2004 г. «Биоэлементология», а в Германии международный журнал «Trace Elements in Medicine and Biology».

15) Магнитология и гелиобиология. Сегодня является фактом, что химические и биохимические реакции протекают по-разному, в зависимости от солнечной активности и движения Земли [97]. Центр изучения зако-номерностей ее движения находится в Крыму – в Таврическом университете им. В.И. Вернадского. Каждые два года там проводятся конференции по гелиобиологии.

16) Аналитическая химия, биохимические и физико-химические методы и другие науки. В изучении химических элементов пищи технологам пищевых производств, в частности, разрабатывающим новые обогащенные функциональными ингредиентами продукты питания, принадлежит одна из ведущих ролей. Ведь обогащение пищевых продуктов – это серьезное вме-шательство в традиционно сложившуюся структуру питания человека. Осуществлять его можно только с учетом научно обоснованных техно-логической и функциональной нутрициологией и проверенных медицинской диетологической практикой принципов.

Р и с. 1.3.Модель взаимосвязи нутрициологии и нутрициологической химии

элементов с другими науками [Полянская, 2011]

И традиционные, естественные продукты подчас обладают не меньшими биологическими функциями, о которых необходимо в полной мере знать, в стремлении их сохранения, добросовестным производителям продуктов питания. Поскольку в настоящее время в России нет специальности «Технолог-нутрициолог», знания «Технологической нутрициологии» и «Нутрициологической химии элементов» должны стать обязательным багажом технологов и инженеров-пищевиков.

Любые рациональные научные исследования базируются на предыдущих достижениях и ошибках, гипотезах и фактах, т.е. на истории своего развития.

Формирование «нутрициологической химии элементов» в недрах иатрохимии и диетологии создало такое положение, что современный анализ работ проводится в основном с позиции медицины.

Тем самым большой пласт влияния элементов на технологии про-изводства продуктов здорового питания остался мало исследован.

Следствием этого стала своеобразная профессиональная разобщенность, в частности: физики и химики читают студентам-технологам только соответствующие теоретические предметы, а тех-нологам пищевых производств зачастую не хватает теорий для решения практически важных физико-химических проблем.

Главным условием развития теории и прикладных аспектов «Нутрициологии» и «Нутрициологической химии элементов», по-видимому, как и любой интеграционной науки, является преодоление междисциплинарного барьера, разобщенности исследователей смежных наук.