INTEGRATED APPROACH TO THE ASSESSMENT OF NUTRITION STRUCTURE OF DIFFERENT SOCIO-DEMOGRAPHIC GROUPS OF POPULATION
Rubrics: FOOD HYGIENE
Authors:
1.
Kemerovo Institute of Food Science and Technology(University)
Type:
Article
Pages:
from 87
to 95
Status:
Published
Received:
07.04.2016
Accepted:
07.04.2016
Published:
07.04.2016
Subject area:
UDK 664:641.1
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Language:
Russian
Keywords:
Nutrition assessment, nutritive value, energy consumption, software
Abstract (English):
The standard of living of the population in any country is determined by several criteria, the key one is nutrition. In the Russian Federation, there are a number of relevant normative and legislative documents, both presidential decrees concerning the organization of nutrition in different socio-demographic groups including children and the assessment of actual nutrition, including the state of diet nutritive value. The researches periodically conducted in the field of food hygiene clearly show the dependence of health level of individuals or groups of people on certain lifestyle factors, including deviations from the recommended standards of food consumption (the estimated share of the most susceptible population is 50.7 %). There is an obvious need to carry out work aimed at the study of actual nutrition of the population systematically. An integrated approach to the assessment of the nutrition structure is offered. It is based on the main principles of the Concept of optimal nutrition, a comprehensive structure assessment of diet nutritive value (including the caloric value and the content analysis of 18 different nutrients), the analysis of real energy consumption of a person, the corrective actions with the financial component, the application of original, duly registered computer programs: “Calculation of nutritive value of diets”, “Energy consumption and health”, “Calculation of the food density index”. These programs provide an opportunity to comprehensively assess the diet nutritive value of different population groups, to determine the real need for proteins, fats and carbohydrates based on the calculated energy consumption, to calculate a number of important indices that determine person welfare. The use of software enables to considerably reduce the time of data processing, to improve the result accuracy and, ultimately, to conduct more productively researches of applied nature in the field of nutrition and food hygiene.
The standard of living of the population in any country is determined by several criteria, the key one is nutrition. In the Russian Federation, there are a number of relevant normative and legislative documents, both presidential decrees concerning the organization of nutrition in different socio-demographic groups including children and the assessment of actual nutrition, including the state of diet nutritive value. The researches periodically conducted in the field of food hygiene clearly show the dependence of health level of individuals or groups of people on certain lifestyle factors, including deviations from the recommended standards of food consumption (the estimated share of the most susceptible population is 50.7 %). There is an obvious need to carry out work aimed at the study of actual nutrition of the population systematically. An integrated approach to the assessment of the nutrition structure is offered. It is based on the main principles of the Concept of optimal nutrition, a comprehensive structure assessment of diet nutritive value (including the caloric value and the content analysis of 18 different nutrients), the analysis of real energy consumption of a person, the corrective actions with the financial component, the application of original, duly registered computer programs: “Calculation of nutritive value of diets”, “Energy consumption and health”, “Calculation of the food density index”. These programs provide an opportunity to comprehensively assess the diet nutritive value of different population groups, to determine the real need for proteins, fats and carbohydrates based on the calculated energy consumption, to calculate a number of important indices that determine person welfare. The use of software enables to considerably reduce the time of data processing, to improve the result accuracy and, ultimately, to conduct more productively researches of applied nature in the field of nutrition and food hygiene.
Keywords:
Nutrition assessment, nutritive value, energy consumption, software
Nutrition assessment, nutritive value, energy consumption, software
Организацией Объединенных Наций предлага-ется совокупность критериев, которые и определя-ют понятие «уровень жизни» населения. Отметим, что среди 12 критериев один имеет прямое отно-шение к питанию - «уровень потребления продо-вольствия», а еще три зависят или влияют на него - «продолжительность жизни», «баланс доходов и расходов», «потребительские цены». В Российской Федерации действует ряд законо-дательных документов, определяющих ориентиры в организации и мониторинге питания населения страны. К числу ключевых относятся: Указ Прези-дента РФ «Концепция демографической политики Российской Федерации на период до 2025 года», 2007 г.; распоряжение Правительства РФ «О Кон-цепции долгосрочного социально-экономического развития РФ на период до 2020 года», 2008 г.; Указ Президента РФ «Доктрина продовольственной без-опасности Российской Федерации», 2010 г.; Указ Президента РФ «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации», 2011 г.; Указ Президента РФ «Национальная стратегия действий в интересах детей на 2012-2017 годы», 2012 г. Данные документы, с одной стороны, устанав-ливают показатели для оценки состояния продо-вольственной безопасности страны: количество потребления продуктов в расчете на душу населе-ния, суточная калорийность питания индивида, количество разных нутриентов (белков, жиров, уг-леводов, витаминов, минеральных веществ, по-требляемых человеком в сутки), индекс потреби-тельских цен на пищевые продукты; с другой сто-роны, определяют одну из критических технологий Российской Федерации - «Технология снижения потерь от социально значимых заболеваний». Цифры, приводимые в ежегодных государ-ственных докладах о состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения страны и отдельно взятой Кемеровской области, свидетельствуют о необходимости систематиче-ской оценки структуры питания и состояния здо-ровья разных социально-демографических групп населения. Так, по результатам анализа состояния среды обитания и ее влияния на здоровье населе-ния Российской Федерации в 2014 г., выполненного по комплексу показателей, наиболее значимыми являются: санитарно-гигиенические факторы (ориентировочная доля наиболее подверженного населения - 63,5 %); социально-экономические факторы (ориентировочная доля наиболее под-верженного населения - 56,8 %); факторы образа жизни, в том числе отклонения от рекомендован-ных норм потребления продуктов питания (ориен-тировочная доля наиболее подверженного населе-ния - 50,7 %) (рис. 1, 2) [1]. Рис. 1. Интегральная оценка уровня влияния факторов образа жизни на состояние здоровья населения субъектов Российской Федерации Рис. 2. Показатель средневзвешенного отклонения от рекомендуемых норм потребления основных групп продуктов питания населением, % Таким образом, очевидна необходимость систе-матически проводимой работы по осуществлению комплекса мероприятий, направленных на реализа-цию государственной политики по продоволь-ственной безопасности, здоровому питанию. В це-лях реализации Доктрины продовольственной без-опасности и мер по снижению заболеваемости населения, обусловленной нутриентной недоста-точностью, Роспотребнадзором обеспечивается контроль и надзор за качеством и безопасностью пищевых продуктов. Научно-исследовательскими организациями за-дачи по изучению фактического питания населения и оценки его здоровья в рамках приоритетных направлений развития науки, техники и критиче-ских технологий в Российской Федерации должны решаться комплексно, с учетом современного уровня развития компьютерных технологий. Цель работы - разработка комплексного под-хода к оценке структуры питания разных социаль-но-демографических групп населения, основанного на применении информационных технологий (па-кета прикладного программного обеспечения). Объекты и методы исследования Объекты исследования: 1) уровень поступления основных пищевых ве-ществ и калорийности с потребляемой пищей в организм отдельно взятого человека или группы людей; 2) количество расходуемой энергии (энерготра-ты) и обусловленные ими потребности в энергии, белках, жирах и углеводах отдельно взятого чело-века или группы людей; 3) медицинские показатели, характеризующие здоровье человека (адаптационный потенциал, индекс Кетле (гармоничность физического развития), индекс Руфье, уровень физического здоровья); 4) цены на продовольственное сырье и продук-ты питания. Методы исследования: 1) количественные методы оценки структуры питания индивида (группы индивидов): расчетный метод, метод регистрации, метод воспроизведения, весовой метод; 2) метод определения индексов пищевой плот-ности и нутриентной цены продуктов и сырья рас-тительного и животного происхождения; 3) хронометражно-табличный метод оценки уровня суточных энерготрат человека, основанный на том, что сутки (1440 минут) расписываются индивидом на основании своих личных записей и заполняется соответствующая анкета, включающая разные виды деятельности, их продолжительности в течение дня, расход энергии на указанный вид деятельности; 4) метод определения адаптационного потенци-ала (по Р.М. Баевскому), базирующийся на диагно-стике вегетативных изменений по показателям ча-стоты сердечных сокращений и артериального дав-ления, с учетом весоростовых показателей и воз-раста обследуемого. По интегральной балльной оценке делают вывод об уровне функционального состояния индивида [2]; 5) стандартный, общепринятый метод опреде-ления индекса Кетле (индекса массы тела); 6) стандартный метод расчета индекса Руфье, характеризующего приспосабливаемость человека к нагрузкам; 7) интегральный метод оценки уровня физиче-ского здоровья (по Г.Л. Апанасенко). Суть данной количественной экспресс-оценки уровня физиче-ского здоровья детей и подростков заключается в определении объема физических резервов и эконо-мизации функций растущего организма. В основу методики положены показатели антропометрии (рост, масса тела, жизненная емкость легких, сила сжатия кисти), а также показатели функции сер-дечно-сосудистой системы (систолическое и диа-столическое кровяное давление, частота сердечных сокращений) [3, 4, 5]. Результаты и их обсуждение В основу предлагаемого комплексного подхода положены принципы Концепции оптимального питания: энергоценность рациона человека должна соответствовать энерготратам организма, т.е. должен быть баланс между энергией, поступающей с пищей и расходуемой в течение дня; величины потребления основных пищевых веществ - белков, жиров и углеводов - должны находиться в пределах физиологически необходимых соотно-шений между ними, а также содержание макро-элементов и эссенциальных микроэлементов должно соответствовать физиологическим по-требностям человека. С учетом обозначенных принципов изучим про-цесс оценки структуры питания одного дня на при-мере отдельно взятого человека. Так, для рассмат-риваемого индивида с помощью количественных методов оценки питания и метода определения энерготрат необходимо определить: 1) количество поступающих в течение суток макро- и микронутриентов, а также величину энер-гетической ценности рациона; 2) количество расходуемой энергии в течение этого же дня, а на основании выявленных энер-готрат индивидуальный уровень потребности в белках, жирах и углеводах; 3) сделать выводы о степени сбалансированно-сти структуры питания изучаемого человека на основе сопоставления полученных на первом этапе данных с существующими нормами физиологиче-ской потребности в основных пищевых веществах и выявленного персонального уровня потребности в энергии, белках, жирах и углеводах. Для получения более показательных и точных данных целесообразно проводить подобную оценку за бóльший временной отрезок, например один месяц. Однако это значительно увеличивает временные и финансовые ресурсы на проведение исследования, а также требует привлечения дополнительных человеческих ресурсов. Еще более проблематичными становятся подобные исследования при оценке не одного индивида, а группы людей, например 30 человек. В итоге некоторые затраты могут вырастать в 900 раз по сравнению с проведением однодневного исследования отдельно взятого индивида. Таким образом, для решения подобного рода проблем фундамент рассматриваемого подхода составляют три разработанных программных про-дукта (рис. 3), применение которых позволит су-щественным образом снизить время обработки полученных данных, повысить точность результа-тов и в конечном счете более продуктивно выпол-нять научные исследования соответствующего профиля. Принципиальная схема комплексного подхода к оценке структуры питания разных со-циально-демографических групп населения пред-ставлена на рис. 3. Рассмотрю подробней предлагаемые программ-ные продукты для проведения научно-исследовательских работ, направленных на изуче-ние пищевой ценности рационов, определения энерготрат человека (группы людей), а также рас-чет индексов пищевой плотности. Рис. 3. Схема комплексного подхода к оценке структуры питания разных социально-демографических групп населения Функциональные особенности программы для ЭВМ «Расчет пищевой ценности рационов пита-ния» (рис. 4): • возможность оперирования неограниченным числом объектов исследования; • создание и расчет рационов питания на каж-дый день месяца, состоящих из 4 приемов пищи (завтрак, обед, ужин, дополнительный прием); • простота создания рациона из имеющихся в базе данных блюд с учетом выходной массы каж-дого из них; • наглядность выходной информации о количе-ственном химическом составе рациона питания и его процентном соотношении к нормам физиологи-ческих потребностей в основных пищевых веще-ствах и энергии для разных групп населения с уче-том возрастных и трудовых групп, а также половых признаков объектов исследования; • возможность формирования отчета за разные периоды времени; • возможность введения базы данных продуктов и блюд с указанием химического состава каждого из продуктов (на сегодняшний день в базе 1196 наименований наиболее распространенных продуктов и блюд, характерных для российского продовольственного рынка); • программа содержит приложение с подробным описанием влияния на организм человека химических элементов, входящих в состав пищевых продуктов. Также программа позволяет: - сохранять результаты работы для дальнейшего использования; - экспортировать/импортировать информацион-ные ресурсы программы, что удобно при работе на разных компьютерах и/или при проведении широ-комасштабных исследований. Дополнительно в программу интегрирован мо-дуль «Редактор блюд» (рис. 4), его функциональные особенности: • формирование блюд из имеющихся продуктов с учетом потерь при разных видах кулинарной об-работки; • создание и ввод разных видов кулинарной об-работки с указанием процентов потерь химическо-го состава каждого продукта на этапе формирова-ния блюда. Применение разработанной программы позво-лит значительно упростить и ускорить расчетную составляющую при анализе разных рационов питания. Очевидно, что при проведении исследований, направленных на оценку состояния питания, уста-новления суточных энерготрат человека, оценку здоровья, а также установления взаимосвязи харак-тера питания и уровня показателей здоровья, необ-ходимо осуществлять значительное количество вычислений, обрабатывать большой объем раз-личной информации, группировать и ранжировать полученные данные для удобства дальнейшего анализа, что, безусловно, требует бóльших временных, материальных и финансовых ресурсов. В связи с этим рассмотрим программный комплекс для ЭВМ «Энерготраты и здоровье». На этапе создания и разработки в него успешно внедрены следующие программные модули и функциональные особенности (рис. 5): • модуль по расчету суточных энерготрат чело-века хронометражно-табличным методом, а также ускоренным методом, учитывающим величину ос-новного обмена и коэффициент физической актив-ности; • возможность определения потребности чело-века в основных пищевых веществах (белки, жиры, углеводы) и энергии на основании вычисленных данных об энерготратах; • дополнительный блок в программном модуле, позволяющий оценить такие показатели здоровья, как адаптационный потенциал, индекс Кетле, ин-декс Руфье, уровень физического здоровья, гармо-ничность физического развития, соматотип; • реализована удобная среда (интерфейс про-граммы) для просмотра индивидуального и группо-вого отчетов, составления сводной таблицы по всем указанным выше данным и их статистической оценки (среднее арифметическое, стандартное от-клонение); • в случае появления новых или для корректи-ровки существующих данных реализована возмож-ность редактирования разных коэффициентов, норм, применяемых при соответствующих расчетах энерготрат и потребности в основных нутриентах; • сохранение и загрузка данных, полученных при работе с программой, в том числе перенос ана-лизируемой информации на другой компьютер. Рис. 4. Фрагменты (скриншоты) программного продукта «Расчет пищевой ценности рационов питания» Таким образом, применение двух рассмотрен-ных программ позволит пользователю не просто дать отдельную детализированную оценку пище-вой ценности рациона изучаемого объекта или уровня его энерготрат, но также даст возможность определить основные показатели, характе-ризующие уровень здоровья человека (группы людей), дополнительно пользователь может про-водить анализ наличия корреляционных зависи-мостей между реальной структурой рациона пи-тания изучаемого индивида или социально-демографической группы и состоянием здоровья обозначенных объектов исследования, отметим также наличие возможности сопоставить посту-пающую энергию, макро- и микронутриенты с расходуемой энергией, то есть установить степень сбалансированности (или отклонения от нормы) рациона за исследуемый период. В случае установления отклонения (избыток или недостаток) поступающих пищевых веществ от рекомендуемых норм для конкретного человека или группы людей необходимо проводить соответ-ствующие корректирующие мероприятия. Они мо-гут заключаться в оптимизации рассматриваемого рациона и/или корректировке образа жизни (увели-чение/уменьшение определенных видов деятельно-сти, нагрузок индивида). Ключевую роль также могут играть рассматриваемые программы, ведь именно с их помощью можно достаточно быстро произвести необходимые расчеты и тем самым практически сразу оценить степень эффективности предлагаемых изменений. Рис. 5. Фрагменты (скриншоты) программного продукта «Энерготраты и здоровье» Негативные тенденции, происходящие на данном этапе развития потребительского рынка, безусловно, затронули разработчиков и производителей разных групп пищевых продуктов, отрицательным образом сказались на уровне цен и структуре ассортимента предприятий пищевой промышленности и общественного питания. Анализ данных средних цен производителей сельскохозяйственной продукции по стране за период 2010-2014 гг. позволяет отметить постоянный рост цен на следующие группы продовольственного сырья и, как следствие, продуктов на их основе: пшеница, рожь, овощи и бобовые, крупный рогатый скот, овцы и козы, яйца куриные. Поэтому при разработке рекомендаций по изменению структуры питания разных групп населения целесообразно в обязательном порядке учитывать стоимостный фактор с одной стороны и фактор пищевой ценности с другой. Для этого предлагается использовать методику расчета индексов пищевой плотности и нутриентной цены продукта (сырья). Данные индексы и нутриентные цены позволяют при прочих равных условиях остановить свой выбор на том наименовании продукта, который одновременно содержит определенные необходимые дефицитные пищевые вещества и обладает наименьшей ценой по сравнению с другими аналогичными продуктами. Тем самым предлагается корректировка структуры рациона питания с возможностью выбора более доступных в ценовом отношении продуктов и блюд, что, безусловно, важно в современных соци-ально-экономических условиях и позволяет действительно комплексно оценивать особенности питания и также комплексно решать при необходимости выявленные проблемы. Для проведения расчетов индексов пищевой ценности и установления нутриентной цены про-дукта предлагается использовать программный продукт «Расчет индекса пищевой плотности» (рис. 6), который состоит из четырех основных модулей: 1) база данных, которая подразделяется на два вида (первая база данных поставляется с про-граммным обеспечением «Расчет индекса пищевой плотности», вторая база данных предназначается для ручного ввода данных в случае изменения норм физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для разных групп населения Российской Федерации); 2) редактор, который предназначен для создания и редактирования баз данных пищевой ценности продуктов и блюд; 3) расчет индексов пищевой плотности, пред-ставляющий собой математический аппарат, кото-рый основывается на алгоритме уникального мето-да расчета индексов пищевой плотности, нутриент-ной цены сырья и структурном программировании; 4) справочные данные по расчету индексов пи-щевой плотности и работе с программным обеспе-чением. Таким образом, комплексность рассматриваемого подхода заключается: - во всесторонней оценке структуры пищевой ценности рациона питания (калорийность, белки, жиры (в том числе насыщенные и полиненасыщен-ные жирные кислоты), углеводы (в том числе пек-тин и пищевые волокна), органические кислоты, зола, натрий, калий, кальций, магний, фосфор, же-лезо, β-каротин, витамины В1, В2, РР, С, Е, А); - анализе реальных энерготрат человека (группы людей) с установлением реально обоснованной потребности в основных пищевых веществах и энергии; - оценке показателей здоровья и возможности на их основе проследить взаимосвязь питания и здо-ровья изучаемых объектов исследования; - проведении корректирующих мероприятий с учетом финансовой составляющей; - применении программных продуктов, позво-ляющих значительно ускорить обработку исходных данных (от пользователя требуется лишь их сбор и ввод), как следствие применения автоматизированной обработки - сведение к минимуму возможности появления ошибок на этапе обработки и анализа информации; - возможности проведения действительно ши-рокомасштабных исследований. Рис. 6. Фрагменты (скриншоты) программного продукта «Расчет индекса пищевой плотности» Все три разработанных программных комплекса прошли процедуру официальной регистрации программ для ЭВМ в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам и получили соответствующие свидетельства [6, 7, 8]. Применение предлагаемого комплексного под-хода к оценке структуры питания разных социаль-но-демографических групп населения на основе применения разработанных программных продук-тов апробировано и успешно применяется при вы-полнении научных выпускных квалификационных работ бакалавров, специалистов, защите магистер-ских и кандидатских диссертаций. Рассмотренный подход и предлагаемые программы для ЭВМ целе-сообразно применять при проведении прикладных исследований на уровне Роспотребнадзора, а также соответствующими образовательными и научными учреждениями. Безусловно, возможно отдельное прикладное применение программ для ЭВМ при проведении исследований по изучению пищевого статуса или оценке уровня физического развития разных групп населения.
1. O sostoyanii sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchiya naseleniya v Rossiyskoy Federacii v 2014 godu: Gosudarstvennyy doklad. - M.: Federal'naya sluzhba po nadzoru v sfere zaschity prav potrebiteley i blagopoluchiya cheloveka, 2015. - 206 s.
2. Baevskiy, R.M. Prognozirovanie sostoyaniy na grani normy i patologii. - M., 1979. - 298 s.
3. Apanasenko, G.L. Medicinskaya valeologiya / G.L. Apanasenko, L.A. Popova / Seriya «Gippokrat». -Rostov n/D: Feniks, 2000. - 248 s.
4. Apanasenko, G.L. Diagnostika individual'nogo zdorov'ya // Gigiena i sanitariya. - 2004. - № 2. - S. 55-58.
5. Apanasenko, G.L. Evolyuciya bioenergetiki i zdorov'e cheloveka. - SPb., 1992. - 124 s.
6. Bondarenko, V.A., Kurakin, M.S. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registracii programmy dlya EVM № 2010610172 «Energotraty i zdorov'e». Pravoobladatel': Kemerovskiy tehnologicheskiy institut pischevoy promyshlennosti. Zaregistrirovano v Reestre programm dlya EVM 11 yanvarya 2010 g.
7. Kurakin, M.S., Nekrasov, P.A. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registracii programmy dlya EVM № 2013618379 «Raschet pischevoy cennosti racionov pitaniya». Pravoobladatel': FGBOU VPO Kemerovskiy tehnologicheskiy institut pischevoy promyshlennosti. Zaregistrirovano v Reestre programm dlya EVM 06 sentyabrya 2013 g.
8. Kurakin, M.S., Dzyubanyuk, A.S., Motyreva, O.G. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registracii programmy dlya EVM № 2014619434 «Raschet indeksa pischevoy plotnosti». Pravoobladatel': FGBOU VPO Kemerovskiy tehnologicheskiy institut pischevoy promyshlennosti. Data gosudarstvennoy registracii v Reestre programm dlya EVM 16 sentyabrya 2014 g.
