Шлях від сталого харчування до харчової стійкості складних харчових систем

Сметана Сергій Михайлович

1 Німецький інститут харчових технологій (DIL e.V.), Квакенбрюк, Німеччина

Сабіне Борнкессель

1 Німецький інститут харчових технологій (DIL e.V.), Квакенбрюк, Німеччина

2 Факультет сільськогосподарських наук та ландшафтної архітектури Університету прикладних наук, Оснабрюк, Німеччина

Фолькер Хайнц

1 Німецький інститут харчових технологій (DIL e.V.), Квакенбрюк, Німеччина

Анотація

Вступ: Стале годування світового населення

Харчові системи, що визначаються як композиції взаємопов’язаних елементів та видів діяльності, спрямованих на виробництво, переробку, розподіл та споживання їжі (1), вже давно вважаються такими, що включають аспекти стійкості (2). Поява концепцій сталості (3) досить швидко та безперешкодно переноситься на дослідження харчових продуктів (4), формуючи поле Стійкої Безпеки Харчування (5, 6). Протягом останніх декількох десятиліть все більша кількість досліджень та промислових застосувань розглядають питання постачання більшої кількості білків, вуглеводів та енергії (4), щоб прогодувати зростаюче населення, головним чином за допомогою інтенсивного сільського господарства. Отже, стале харчування включало дослідження на теми, що забезпечують достатньо ресурсів для вирощування кормів та продуктів харчування для сучасного стану та майбутніх поколінь (7); пошук ефективних рішень для боротьби з недостатнім харчуванням (приносять більше від менше) (8) та пошук шляхів для більш збалансованого харчування та боротьби з ожирінням (призводять до зменшення від більшого) (9).

Харчова наука розробила складну базу знань щодо збалансованих дієт (10), спрямованих на зміцнення здорового стану людських організмів. З іншого боку, підхід «стійких дієт», включаючи уникнення надмірного використання та деградації природних ресурсів (11). Подальший розвиток підходу «сталого харчування» призвів до включення трьох основних компонентів (соціального, економічного та екологічного) та, зрештою, більшої кількості елементів, кожен із яких представляє складну систему (12, 13). Підвищена складність досліджень харчової та стійкої життєдіяльності та необхідність врахування багатьох аспектів призвели до розробки двох основних підходів: Перший - це облік на основі показників ключових параметрів для розробки універсальної стійкої дієти (1), а другий - облік приховані взаємозалежності зі складним системним аналізом (14, 15).

У той же час поведінкове ставлення людей не завжди відповідає рекомендаціям щодо здорової та стійкої дієти (16). Нещодавні дослідження персоналізації харчування на основі фенотипової або генотипової інформації демонструють відсутність доказів щодо поведінкових змін щодо рекомендацій (17–19). Подібним чином, існує недостатня кількість доказів демонстрації поведінкової зміни споживачів у бік менш екологічних продуктів. Стійкість харчових продуктів знаходиться в кінці списку важливих критеріїв при купівлі продуктів у супермаркетах (20). Отже, відсутність доказів щодо впливу рекомендацій щодо дієти та стійкості вказує на необхідність нових важелів для посилення соціальної поведінки та переходу суспільства до більш здорового та стійкого споживання їжі.

Відсутність ефективних засобів зміни поведінки споживачів у розвинених країнах на здоровіші та екологічні дієти означає збереження високих показників споживання їжі в майбутньому. Статистичні дані вказують на те, що в західних країнах є вищим рівень споживання на душу населення їжі, багатої простими вуглеводами та жирами (21). Це призводить до великих показників ожиріння та надмірної ваги (рис. 1), які не можуть бути пов'язані із загальним рівнем освіти та обізнаності в суспільстві, а скоріше з нерівністю в освіті в країнах (22, 23). Поведінка надмірних споживачів населення Заходу може бути наслідком потенційно оманливого підходу до безпечності харчування (24) або "Сталого харчування", коли потреба в постачанні більшої кількості продуктів за нижчими цінами призводить до переходу харчових продуктів на оброблені харчові продукти та продукти швидкого приготування.

Частка дорослого населення в деяких західних країнах (18 років і більше), які мають індекс маси тіла (ІМТ) ≥25 (адаптовано з ourworldindata.org, на основі даних ВООЗ, Глобальної обсерваторії охорони здоров'я).

У цій роботі будуть розглянуті основні дослідження, що вивчають зв’язок між “харчуванням” та “впливом на довкілля” з різними підходами. Ми проводили пошук літератури у відкритих базах даних літератури та пошукових системах “Google Scholar”, “Mendeley” та “WorldWideScience” у 2018 році, починаючи з 2019 року, використовуючи терміни “харчування”, “вплив на навколишнє середовище”, “Оцінка життєвого циклу”, “їжа система ”,“ складна система ”,“ комплексний контроль системи ”,“ стале харчування ”,“ раціональне харчування ”. Пошуки спрямовані на оригінальні дослідження, кейси, огляди чи основні моменти, що вказують на зв'язок між харчуванням, здоров'ям людини та навколишнім середовищем та новими рішеннями, що дозволяють трансформувати складні харчові системи. Посилання на знайдені статті також вивчались на предмет узгодженості. Будуть обговорені результати, що висвітлюють потенціал для трансформації складних систем харчування.

Здорове населення та довкілля

Більшість досліджень, що стосуються сталого розвитку та харчування, хоча вказують на необхідність цілісного підходу до системи харчування (1, 13, 14, 29, 41–43), рідко стосуються висновків комплексного системного аналізу та складної системи теорії управління (36, 44), пропонуючи, таким чином, нішеві рішення, не здатні перетворити всю систему. Ось чому, ми розглянули подальший розвиток “Харчової стійкості”, висвітлюючи потенційні шляхи зміни харчової системи. Харчова стійкість - це здатність людських спільнот [як ключових рушійних вузлів (36)] знаходити шляхи складної трансформації харчової системи до обмеженого споживання природних ресурсів у регіональних або планетарних межах, задовольняючи власні харчові потреби. Визначення включає кілька основних компонентів: людські спільноти (групи, популяції) як елементи з найвищим ступенем розподілу (36), межі, що окреслюють мету трансформації складної харчової системи в поточному стані та в майбутньому та багатомасштабний підхід (від регіонального до глобального ). Отже, харчова стійкість дозволяє зосередитись на визначенні конкретних вузлів на кожному рівні, здатних керувати динамікою всієї складної системи.

Виникнення “Харчової стійкості” плавно змінює майбутній обсяг науки про харчові продукти, ДМС продовольства та потенційно призводить до формування нового об’єднаного концепційного поля. Є кілька ознак, які вказують на формування нового напрямку досліджень сталого розвитку. Кілька нещодавніх досліджень, спрямованих на оцінку харчування та дієти, спираються на більш складну поживну основу (порівняно з раніше використовуваними одиницями маси, енергії або вмісту білка). Дослідники наголошують на необхідності враховувати споживання потрібної кількості їжі для складання здорового харчування (42, 43, 45). Інші докладають зусиль для розробки методологій поєднання екологічних та прямих впливів харчових продуктів на здоров'я (41, 46) або націлюють широкий спектр стійких показників, пов'язаних з виробництвом та споживанням їжі (5, 29). Такі тенденції визначають необхідність поєднання знань про об’єднані екологічні та прямі соціальні ефекти з ефективними комунікаційними та підштовхувальними підходами, щоб змусити змінити поведінку.

Переведення комплексної харчової системи в бажаний стан

Концепція харчової стійкості також може бути корисною для недавньої дослідницької діяльності в багатьох галузях. Персоналізація харчування як потенційного вузла складної системи вже передбачена як одна з найважливіших тем для вирішення проблем, пов’язаних із харчуванням людей похилого віку (старіння населення в західних країнах) та особливими харчовими потребами (алергія, непереносимість, надмірна вага та недоїдання), що відображається у збільшенні кількості досліджень (58). Більше того, персоналізоване адаптоване виробництво їжі (наприклад, переформулювання) або «персоналізована переробка їжі» (наприклад, виробництво добавок) може призвести до більш ефективного виробництва ресурсів з меншою кількістю витрачених продуктів (59). Визначення конкретних дієтичних потреб на основі нутрігеномічних та нутригенетичних даних (60, 61) та сучасного стану організму в поєднанні з точним задоволенням таких потреб може потенційно призвести до більш збалансованого та здорового харчування з мінімізованим впливом на навколишнє середовище.

Дослідження, пов'язані з темою харчування та стійкості, частіше вказують на майбутній вплив методів штучного інтелекту (63, 64). Розробки не обмежуються ідентифікацією властивостей, але також спрямовані на аналіз динамічних наслідків для здоров'я, які часто набувають за допомогою декількох особистих пристроїв для відстеження здоров'я, що з'являються на ринку. Поява нутрігеноміки та виявлення зв'язків між генетичними передумовами та впливом їжі на здоров'я за допомогою методів машинного навчання (61) дає новий поштовх для розвитку харчової стійкості. Такий підхід може призвести до постачання певної кількості індивідуально адаптованих продуктів харчування та до зменшення впливу на навколишнє середовище (скорочення ресурсів та відходів).

Складність взаємодії їжа-людина-стійкість пов'язана не тільки з безліччю компонентів, але і з швидким розширенням системи. Здоров’я людини - це категорія прямого впливу поживних речовин та навколишнього середовища, але не обмежуючись цими компонентами. Соціальні компоненти охорони здоров’я, способу життя, культури та традицій (якщо назвати декілька) як самі складні системи істотно ускладнюють систему харчування. Тоді оцінка безпечних робочих кордонів різних масштабів вимагає не тільки розумних алгоритмів штучного інтелекту, але й належного моделювання складних систем (36, 64), динамічних багатошарових мереж (69) та принципів екодизайну.

Outlook

Харчова стійкість диференціюється від інших концепцій, що поєднують харчування та стійкість шляхом встановлення екологічної стійкості як цільової точки, що досягається зміною ключових рушійних вузлів для трансформації харчових систем. Сучасні досягнення в галузі харчової науки, харчових технологій та складних харчових систем свідчать про те, що така концепція з’являється найближчим часом. Концепція стійкості поживних речовин не суперечить іншим подібним концепціям (безпека стійкого харчування, поживна LCA), але вона вимагає більш чіткої оцінки несучої здатності довкілля на особистому, місцевому та національному рівнях та визначення ключових рушійних вузлів, здатних керувати динаміка всієї системи. Без таких системних меж та ключових рушійних вузлів теоретичні та практичні рішення мали б обмежену ефективність.

Внески автора

SS, SB, VH однаково сприяли концепції та дизайну дослідження. СС та СБ провели огляд літератури. С. С. написав перший проект рукопису. С.Б. написав розділи про харчування рукопису. VH забезпечив внесок у розробку стійкої системи харчування. Усі автори внесли свій внесок у перегляд рукопису, прочитали та схвалили подану версію.

Заява про конфлікт інтересів

Автори заявляють, що дослідження проводилось за відсутності будь-яких комерційних або фінансових відносин, які можна трактувати як потенційний конфлікт інтересів.