Склад продуктів харчування в даний час: нові виклики

Марія Капсокефалу

1 Департамент харчових наук та харчування людей Афінського сільськогосподарського університету, 11855 Афіни, Греція

2 Виконавчий комітет EuroFIR AISBL, 1050 Брюссель, Бельгія

Марк Роу

2 Виконавчий комітет EuroFIR AISBL, 1050 Брюссель, Бельгія

Аїда Турріні

3 Дослідницький центр з питань харчування та харчування (CREA-Food and Nutrition), CREA-рада з питань сільськогосподарських досліджень та економіки), 00178 Рим, Італія

Олена С. Коста

2 Виконавчий комітет EuroFIR AISBL, 1050 Брюссель, Бельгія

4 Департамент харчування та харчування, Національний інститут охорони здоров'я, д-р Рікардо Хорхе, І.П., 1649-016, Лісабон, Португалія

5 REQUIMTE, LAQV/Фармацевтичний факультет, Університет Порту, 4050-313 Порту, Португалія

Еміліо Мартінес-Вікторія

6 Інститут харчування та харчових технологій “Хосе Матей”, Університет Гранади, 18016 Армілла (Гранада), Іспанія

Луїза Марлетта

3 Дослідницький центр з питань харчування та харчування (CREA-Food and Nutrition), CREA-рада з питань сільськогосподарських досліджень та економіки), 00178 Рим, Італія

Рейчел Беррі

7 Quadram Institute Bioscience, Норвіч, Норфолк NR4 7UA, Великобританія

Пол Фінглас

2 Виконавчий комітет EuroFIR AISBL, 1050 Брюссель, Бельгія

7 Quadram Institute Bioscience, Норвіч, Норфолк NR4 7UA, Великобританія

Анотація

1. Вступ

Дані про склад продуктів харчування важливі для широкого кола зацікавлених сторін та користувачів, включаючи дослідників, громадських організацій, що займаються питаннями харчування та охорони здоров’я, медичних працівників, промисловості (харчова промисловість, сільське господарство, розробники програмного забезпечення), споживачів та для освітніх цілей. Кожна з цих груп по-різному використовує дані, і окремі користувачі в групах можуть мати дуже різні вимоги та очікування щодо даних. Для багатьох видів використання дані про склад їжі пов’язані з даними про придбання або споживання їжі, що дає змогу розрахувати споживання поживних речовин та оцінити якість дієти. Традиційно дані про склад їжі в основному використовувались для досліджень та для підтримки національних програм моніторингу дієти, пов’язаних із політикою.

Основним джерелом даних про склад їжі як для некомерційного (науково-дослідного, наукового, державного сектору, освітян), так і для комерційного використання є авторитетні національні набори даних про склад продуктів харчування. Ці набори даних, як правило, виробляються та публікуються національними урядовими органами, але також можуть створюватися науково-дослідними інститутами та іншими неурядовими установами. Дані можуть бути опубліковані як довідкові набори даних, які можуть бути неповними з точки зору включених продуктів харчування та поживних речовин, або набори даних користувачів, які були модифіковані з вихідних наборів даних. Дослідники дієтології (і деякі користувачі галузі), як правило, використовують дані на детальному рівні і часто хочуть використовувати змінені або розширені версії опублікованих наборів даних. Користувачі досліджень часто отримують доступ до даних композиції через набори даних, які були вбудовані в широкий спектр програмних засобів, і в багатьох випадках користувачі можуть не знати про оригінальні джерела даних або про обмеження у наданих даних, включаючи те, чи включає програмне забезпечення -точні значення [1].

Харчова інформація також доступна для багатьох фірмових харчових продуктів, особливо тих, що виробляються великими виробниками та продаються великими роздрібними торговцями. Хоча ці дані легко доступні для окремих продуктів (через веб-сайти роздрібної торгівлі та виробників), зібрані набори даних широко не використовуються для дослідницьких цілей. Набори даних для фірмових товарів є комерційно доступними, і деякі виробники або роздрібні продавці можуть надавати набори даних про товари, але вони або дорогі, і/або технічно складні у використанні. Однак потенційно суттєве значення досліджень у цих наборах даних є більш доступними для академічних дослідницьких цілей. Міністерство сільського господарства США (USDA) інтегрувало фірмову базу даних про їжу в національну базу даних про харчування [2]. Окрім даних про поживні речовини, дослідники дедалі більше цікавляться використанням даних про біогенно-активні сполуки, що не містять поживних речовин. Встановлено, що багато сполук мають сприятливий або токсикологічний вплив на здоров’я людини, а дані про біоактивні сполуки зібрані та опубліковані в Інтернет-базах даних [3,4,5,6]. Використання цих даних у дослідженнях швидко збільшується у відповідь на поінформованість громадськості та ширшу доступність опублікованих даних.

Національно репрезентативні набори даних виробляються в більшості розвинених країн і все частіше в країнах, що розвиваються, хоча охоплення продуктами харчування та поживними речовинами може бути більш обмеженим. Набори даних, як правило, виробляються, управляються та публікуються групами з високим рівнем стійкого досвіду у складі продуктів харчування. Джерела даних, що використовуються в наборах даних, включають: аналітичні дані, виготовлені спеціально для набору даних із використанням стандартних методів в акредитованих лабораторіях, дані з наукової або сірої літератури, розрахунки з інгредієнтів складових харчових продуктів, дані виробників та дані з інших національних наборів даних. Дані управляються та публікуються за допомогою ряду засобів обробки даних, найчастіше реляційних баз даних, хоча деякі набори даних все ще збираються та публікуються у форматі електронних таблиць. Хоча стандарти даних існують, структура даних про склад харчових продуктів ще не повністю стандартизована і залежить від джерела даних та знань та досвіду упорядників даних.

Завжди існували проблеми з гармонізацією підходів до збору та публікації даних про харчування, здоров'я та спосіб життя, і хоча обробка та публікація даних в електронному вигляді полегшує обробку великих наборів даних та стає доступнішою, проблеми, пов'язані з якістю даних, форматами обміну даними та збільшилась документація. Багато міжнародних проектів та дослідницьких мереж ініціювали стандартизацію методів збору, управління та публікації даних про склад харчових продуктів, але стандартизація даних не встигала за швидкими темпами розвитку інформаційно-комунікаційних технологій. Таким чином, здатність генерувати та обмінювати великі обсяги даних підкреслила існуючі обмеження в структурі даних. Проект Європейського управління з безпеки харчових продуктів (EFSA) з метою створення європейського набору даних про харчові склади для використання із Комплексною європейською базою споживання продуктів харчування EFSA підкреслив обмеження у поєднанні даних про європейський склад харчових продуктів з різних країн [7].

Цей документ визначає основні проблеми у виробництві та збиранні високоякісних даних про склад харчових продуктів та оглядає прогрес у гармонізації та стандартизації даних та розробки інструментів та програмного забезпечення, що приносить користь як укладачам, так і користувачам. Більше того, у статті описується поточний стан та майбутні виклики баз даних про склад їжі (FCDB) у середземноморських країнах, зокрема Греції, Італії, Іспанії та Португалії, як це обговорювалося під час 12-го конгресу Іспанського товариства з питань харчування громади NUTRIMAD 2018 спільно з IV Всесвітнім конгресом громадського здоров'я та харчування в Мадриді між 24 і 27 жовтня 2018 р. [8].

2. Проблеми у складі їжі

Підхід до ведення національних наборів даних означає, що відсоток даних завжди буде старим, а деякі старі дані не будуть репрезентативними для харчових продуктів, які споживаються в даний час. В ідеалі, дані, що містяться в наборах даних, включатимуть інформацію про дату генерації та/або публікації та перевірятимуться під час публікації. Навіть там, де доступна інформація про достовірність даних, набори даних майже напевно все одно міститимуть застарілі значення, і після публікації термін дії набору даних з часом зменшиться. Вплив застарілих значень залежить від того, для чого використовуються дані, але в деяких випадках може бути дуже значним. Однією з основних причин застарівання даних національних таблиць складу харчових продуктів (FCT) є відсутність фінансуваних програм для а) проведення аналізів та б) для придбання інноваційних інструментів для швидшого процесу хімічного аналізу [14]. Ця проблема також спричиняє не вторинний ефект, оскільки користувачі FCT намагаються заповнити відсутні значення запозичення даних з інших наборів даних, тому застарілість може поширюватися. Конкретні сильні, слабкі сторони та проблеми можуть бути визначені при розгляді національних або регіональних FCT та FCDB.

Країни Середземномор’я є цікавим прикладом з-за співіснування європейських, африканських та близькосхідних країн уздовж Середземноморського регіону, що є гарним прикладом при розгляді регіональних FCT та FCDB. Рисунок 1 - це опис сильних, слабких сторін та викликів наборів даних про склад їжі в Середземноморському регіоні і був розроблений під час конференції NUTRIMAD 2018 укладачами, відповідальними за національні набори даних у регіоні.

нових

Сильні, слабкі сторони та проблеми баз даних про склад їжі (FCDB) у країнах Середземноморського регіону.

Спільні та придатні для використання унікальні характеристики в місцевій системі харчування включають повагу до різноманітності у первинному виробництві, збереження традиційних продуктів харчування та велику кількість продуктів, які були призначені як позначення походження (ЗНЗ) чи захищене географічне зазначення (ЗГУ) [15] . Синергія між середземноморськими країнами щодо розробки, оновлення та підтримання FCT та FCDB необхідна для подолання, принаймні частково, обмеженості ресурсів та реагування на нові виклики цифрового взаємопов'язаного світу. Інтелектуальна підтримка, обмін даними та найкращі практики можуть бути залучені до участі в таких мережах, як Європейський продовольчий інформаційний ресурс (EuroFIR) [16] та Міжнародна мережа даних про харчові дані (INFOODS) [17].

Після визнання цих загальних характеристик консорціуму шести країн узбережжя Середземного моря (Кіпр, Хорватія, Іспанія, Греція, Італія, Марокко) та Португалії вдалося в 2013 році включити середземноморську дієту до списку нематеріальної культурної спадщини ЮНЕСКО [18]. . Ця ініціатива підкреслює та ділиться на міжнародному рівні унікальністю, цінностями та співпрацею середземноморських країн та створює потенціал для використання цієї дієтичної моделі на благо місцевої економіки та культури.

У 2013 році європейські упорядники створили набір даних про склад харчових продуктів для EFSA, який мав на меті забезпечити оновлену базу даних про склад їжі, що охоплює приблизно 1750 продуктів, та розширити набір даних, щоб включити узгоджену інформацію про найпоширеніші складені рецепти європейських країн. Набір даних був складений для сумісності з Керівництвом EFSA щодо стандартного опису зразків для продуктів харчування та кормів [22] та включав додаткові дескриптори із системи класифікації EFSA FoodEx2 [23]. Для забезпечення повного набору даних про поживні речовини, де дані відсутні в національній базі даних, значення були запозичені в іншій країні. Проект висвітлив низку суттєвих обмежень у наборі даних, пов’язаних із необхідністю стандартизації підходів до складання та використання даних, щоб забезпечити якомога меншу порівняльність даних [7].

Бази даних про біоактивні сполуки складаються подібним чином до баз даних про поживні речовини, використовуючи систематичний процес пошуку та відбору, використовуючи відповідні інструменти пошуку в Інтернеті, такі як Web of Science. Опубліковані бази даних не можна охарактеризувати як вичерпні, перш за все тому, що постійно публікується нова література, а аналітичні методи для багатьох біоактивних компонентів постійно розробляються і не стандартизовані. Основними джерелами даних про склад поліфенолів (USDA [3], eBASIS [4], Phenol-Explorer [5]) є куративні бази даних на основі експертів, а не автоматизовані. Також був розроблений набір антоціанів у харчових продуктах, що споживаються в Австралії [6]. Кураторський підхід, заснований на літературі, означає, що ці масиви даних трудомісткі для виробництва, обслуговування та оновлення, а це, в свою чергу, означає, що вони потребують постійного фінансування та ресурсів, а тому оновлення може бути обмеженим.

Обмеження компіляції наборів даних означають, що можуть існувати обмеження і для користувачів, які залежать від передбачуваного використання. «Статичні» набори даних, що входять до програм, можуть бути застарілими під час їх використання, і в багатьох випадках користувачі даних не регулярно оновлюються до нових версій даних. Хоча оновлення технічно можливо, багато користувачів не мають кваліфікованих ІТ-ресурсів або достатньо знань про дані, щоб зробити необхідні оновлення. Для деяких цілей, наприклад, дослідницьких досліджень протягом тривалих періодів часу, може не бути бажаним використовувати оновлені дані, оскільки споживання поживних речовин може бути змінено через зміни в базовому наборі даних складу, а не просто в споживаних продуктах.

Для подолання цих обмежень та викликів важливо, щоб набори даних документувались якомога повніше, використовуючи міжнародні стандарти, щоб забезпечити можливість надійного обміну інформацією між наборами даних. Незважаючи на те, що зберігати та передавати великі набори даних та робити їх доступними в Інтернеті дедалі легше, зазвичай доводиться проводити багато роботи з очищення та стандартизації наборів даних, перш ніж дані можна буде точно та корисно поєднувати. Ця робота спирається на знання та підготовку відносно обмеженої кількості укладачів, які мають необхідний досвід.

3. EuroFIR

Традиційно не існує стандартної структури даних про склад харчових продуктів, оскільки набори даних складаються незалежно для публікації в певних таблицях для певних країн у книгах та наукових журналах. З моменту запровадження комп'ютеризованого збору та публікації даних спостерігається тенденція до більш стандартизованих структур даних та контролю якості даних за допомогою чіткого документування даних.

Існує багато спільних проектів та мереж укладачів даних про склад харчових продуктів, спрямованих на покращення узгодженості та гармонізацію баз даних про склад, завдяки чому значення з різних наборів даних мають порівнянну якість. Європейські проекти, такі як EuroFOODS, Cost Action 99, проект Європейського банку даних про поживні речовини IARC [24,25] та робота INFOODS [17], досягли прогресу у напрямку більш стандартизованого виробництва, збору та управління даними. Ці та інші суміжні проекти були використані як основа для проекту Європейського продовольчого інформаційного ресурсу (EuroFIR).

Проекти ЄС FP6 та FP7 EuroFIR Network of Excellence (NoE) (2005–2010) та EuroFIR NEXUS (2011–2013) [26] мали на меті стандартизувати та гармонізувати дані про склад продуктів харчування в Європі завдяки покращенню якості даних, пошуку даних та стандартів. Для подальшої стандартизації підходу до якості EuroFIR були розроблені або прийняті нові або існуючі процедури та інструменти для обміну даними, опису харчових продуктів, ідентифікації компонентів, документації вартості, розрахунку рецептів та оцінки якості цінностей. Після проекту NEXUS, EuroFIR AISBL була сформована в 2009 році як міжнародна некомерційна асоціація, що базується на членах, і має на меті забезпечити стійку пропаганду інформації про їжу в Європі та сприяти поліпшенню якості даних, їх зберігання та доступу, а також заохочувати ширші програми та використання даних про склад їжі як для дослідницьких, так і для комерційних цілей.

3.1. Гармонізація та стандартизація даних

Ці вказівки, стандарти та навчальні заходи допомогли укладачам даних покращити гармонізацію та узгодженість даних про склад їжі, але розробка електронних наборів даних, що включають дані з кількох джерел, підкреслила той факт, що у багатьох випадках набори даних все ще мають суттєві відмінності та порівняння даних не прямі вперед. Відмінності можуть виникати не тільки між різними наборами даних, але і всередині наборів даних, оскільки дані можуть бути зібрані з різних джерел за допомогою різних методів.

3.2. Інструменти для складання та використання харчових складів

3.2.1. Тезаурус

Стандарт CEN дозволяє використовувати цілий ряд різних тезаурусів, але поточні міжнародні навчальні програми орієнтовані на тезауруси, опубліковані EuroFIR [16] та INFOODS (особливо за межами Європи). Ці тезауруси, хоча і не повністю ідентичні, мають багато спільних рис і продовжують гармонізуватися, щоб європейські та міжнародні стандарти були сумісними. Особливістю цих та інших тезаурусів (наприклад, Стандартний зразковий опис EFSA для продуктів харчування та кормів [22], FoodEx2 [23]) є те, що їх можна легко перетворити з одного на інший, щоб набори даних із використанням різних тезаурусів могли відносно обмінюватися легко.

Доступні загальновживані системи тезаурусів та класифікацій включають: