К.т.н. Полянская И.С.
Вологодская молочнохозяйственная академия
ВГМХА
им. Н.В. Верещагина, Россия
НУТРИЦИОЛОГИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
СРЕДИ ДРУГИХ НАУК
Всеобщая наука о питании имеет несколько
направлений, систематизация которых может
быть представлена в виде диаграммы взаимоотношений, подобной той, что представлена
на рис. 1.
Р и с. 1.
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
Технологическая нутрициология – производство продуктов
питания с использованием технологических приемов и средств, направленных на сохранение
и преумножение лечебно-профилактических (диетических и функциональных) свойств
пищи.
Функциональная нутрициология – наука о пищевых
веществах и компонентах, содержащихся в продуктах питания, их метаболизме и
функциональном действии на организм. Включает в себя большинство вопросов,
рассматриваемых в «Химии пищи» и «Безопасности пищевых систем».
Диетология и гигиена питания – научная разработка
проблем лечебного питания, соответственно современным взглядам медицины.
На стыке первого и третьего направлений к настоящему
времени сформировалось новое направление науки о питании: «Производство
функциональных продуктов питания». А на стыке второго и третьего разделов –
направление: «Организация здорового питания», практически осуществляющая
специальные пищевые рационы.
«Нутрициологическая химия элементов» может рассматриваться как раздел нутрициологии (элементарной, общей, практической, функциональной и технологической)
и изучает химические соединения элементов, содержащиеся в продуктах 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 [1,10].
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.
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» нутрициологической химии элементов. В самой сердцевине
будет теоретическая (общая, неорганическая) химия, в большом круге –
нутрициология (технологическая и др.), а в шестнадцати лепестках – смежные
науки (рис. 2):
1) Диетология и гигиена питания.
2) Функциональная нутрициология.
3)
Организация здорового питания.
4) Химия пищи и безопасность пищевых систем.
5) Эпидемиология питания – 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 развития
микроорганизмам нужны катионы и анионы многих элементов, с другой стороны
использование генной инженерии (в частности методов генетической 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 биологических 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.
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. 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. Принцип «Подобное лечат подобным» относит 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. В гомеопатии
используются маленькие разведения веществ (часто 1 : 1020, т.е. примерно
одна молекула на литр растворителя).
14) Медицинская элементология. 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.
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 вмешательство 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 [2,19].
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
технологам пищевых производств зачастую не хватает теорий для решения
практически важных физико-химических проблем. Важность биогенных элементов для здорового функционирования многих
систем человека, а также их значительное влияние на технологии продуктов
питания делает необходимым изучать науку о элементах пищи будущими технологами
пищевых производств.
Нутрициологическая химия элементов должна рассматриваться, с одной
стороны, как часть химии, с другой – нутрициологии. В то же время это
самостоятельная теоретически-прикладная наука со своим объектом и предметом
исследования.
Объектом нутрициологической химии элементов являются
элементы, поступающие в организм с
веществами (нутриентами) пищи, воды и
окружающего пространства.
Предмет науки – это процессы попадания того или иного элемента в пищу,
влияние элемента на здоровье человека (и животных).
С накоплением большего фактического материала о физиологическом и
технологическом действии отдельных изотопов элементов наука может преобразиться
в «нутрициологическую химию атомов».
Главным условием развития теории и
прикладных аспектов «Нутрициологической
химии элементов», по-видимому, как и любой интеграционной науки, является
преодоление междисциплинарного барьера, разобщенности исследователей смежных
наук [2,20].
Литература:
1. Полянская И.С. Нутрициологическая химия s-элементов. – Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2011. – 139
с.
2. Полянская И.С., Тераевич А.С., Топал О.И.,
Новокшанова А.Л., Забегалова Г.Н. Нутрициологические, микробиологические,
генетические и биохимические основы разработки и производства продуктов с
пробиотиками. – Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2013. – 200 с.