На сьогодні дефіцит мікронутрієнтів (мінеральних речовин і вітамінів) у харчуванні населення визнано проблемою світового рівня. Це явище характерне для всіх країн — від Африки та Азії до Європи й Америки. За визначенням експертів Всесвітньої організації охорони здоров’я дефіцит мікронутрієнтів стане головною кризою в харчуванні населення Землі у ХХI ст.
На забезпечення населення харчовими речовинами (у першу чергу, мікронутрієнтами, які організм людини не синтезує і має одержувати щоденно з їжею) істотно впливають зміни, що відбулися в харчуванні та способі життя сучасної людини. У більшості населення відзначається монотонізація раціону, втрата його різноманітності, зведення до вузького стандартного набору декількох основних груп продуктів і готових блюд, різке зменшення споживання свіжої рослинної їжі, яка відіграє провідну роль у забезпеченні раціону вітамінами та мінеральними речовинами.
За останні десятиріччя більшість населення країн Європейського регіону (в тому числі України) у своєму раціоні стали споживати, в основному, продукти харчування промислового виробництва, в яких у процесі технологічної переробки природної сировини значно зменшується кількість мікронутрієнтів. Ситуація погіршується за рахунок того, що навіть у самій природній сировині вміст вітамінів та мінеральних речовин значно зменшується за умов використання в землеробстві й тваринництві інтенсивних технологій виробництва.
Усе частіше дорослі та діти харчуються поза домом і споживають їжу за системою fast-food, яка містить більше калорій, цукру, жирів, але істотно менше мінеральних речовин та вітамінів.
В умовах глобалізації та економічної кризи відбувається зростання впливу на харчовий статус населення дешевих та дуже популярних серед населення висококалорійних, але малопоживних харчових продуктів, які одержали назву «їжа-сміття» (dgank-food) — чіпси, сухарики, сухі сніданки тощо.
Зазначені причини призводять, перш за все, до розвитку так званого прихованого голоду, а саме дефіциту мікронутрієнтів.
Очевидно, що таке становище не може не впливати на здоров’я населення. Розуміючи під терміном «здоров’я» не лише стан, коли значення всіх показників вкладаються в межі норми, але й наявність в організмі на всіх рівнях резервних можливостей, що забезпечують адаптаційні реакції, слід констатувати, що в наш час у більшості населення виявляються симптоми недостатньої адаптації, або так званої маладаптації — зниження неспецифічної резистентності до несприятливих чинників навколишнього середовища фізичної, хімічної та біологічної природи, наявність імунодефіцитів тощо.
Основною причиною маладаптації є недостатня забезпеченість організму мікронутрієнтами. Тим більше, що при сучасному способі життя людини з великим психоемоційним навантаженням потреба в мікронутрієнтах підвищується.
У з’вязку з цим виникає необхідність збереження рівня споживання незамінних мікронутрієнтів, яка формує завдання підвищення харчової щільності раціону (food density). Ця проблема дуже актуальна і в загальнодержавному масштабі може бути вирішена шляхом додаткового збагачення харчових продуктів вітамінами і мінеральними речовинами (шлях, яким йде більшість країн світу). Це потребує розробки та застосування сучасних науково обґрунтованих заходів на основі новітніх технологій.
Якщо роль вітамінів у життєдіяльності організму стала медичною парадигмою, то значення мінеральних речовин (особливо мікроелементів) та необхідність їх обов’язкового надходження до організму явно недооцінюються. Між тим, біологічне значення мінералів ніскільки не менше, ніж вітамінів. Організм людини потребує постійного забезпечення ними в повному обсязі та необхідній кількості, оскільки дефіцит мінеральних речовин у харчуванні призводить до розвитку гіпоелементозів, які проявляються значними функціональними розладами в організмі людини. Так, якщо врахувати, що 99% усіх процесів, які відбуваються в організмі, ферментативні, а катіони біогенних металів входять до структури кофакторів (небілкових частин) широкого кола ферментів — стає зрозумілим біологічна роль мінеральних речовин як складових життєдіяльності організму людини.
Досі збагачення мікроелементами зазвичай здійснювалося солями неорганічних кислот. Але внаслідок низької біологічної доступності вони засвоюються в організмі лише у незначній кількості. Наприклад, у дитячих сумішах на основі коров’ячого молока цинк у формі неорганічної сполуки (сульфату цинку) засвоюється тільки на 30%, а в сумішах на основі соєвого білка — лише на 15%.
Крім того, використання у харчовій промисловості мікроелементів у формі солей неорганічних кислот має ще одну проблему — малий інтервал між адекватним рівнем споживання деяких мікроелементів та їх токсичним рівнем.
У зв’язку з цим дуже актуалізується питання отримання нових форм мікроелементів з більш високою біодоступністю та якомога меншою токсичністю. Досить перспективним, на думку авторів роботи, є збагачення продуктів харчування мікроелементами у вигляді карбоксилатів харчових кислот (таких, як лимонна та янтарна), що синтезуються в організмі людини та беруть участь у циклі Кребса. Відомо, що органічні кислоти створюють із біогенними металами добре розчинні комплекси, які значно підвищують їх біодоступність.
Реальна перспектива кардинального вирішення проблеми усунення дефіциту мікроелементів у харчуванні населення шляхом збагачення продуктів харчування за рахунок сполук із принципово новими корисними характеристиками з’явилася в результаті інтенсивного розвитку за останні роки нанотехнологій.
Авторами цієї роботи створено пріоритетний напрям у нанотехнології, за допомогою якого одержані карбоксилати харчових кислот, навіть таких низько реакційноспроможних благородних металів, як золото і срібло (цитрати, сукцинати та аскорбінати срібла, золота), і надзвичайно хімічно чисті карбоксилати основних харчових кислот біогенних металів (цинку, магнію, марганцю, заліза, міді, кобальту, молібдену).
Одержання зазначених карбоксилатів базується насамперед на унікальних можливостях розробленої авторами цієї роботи електроімпульсної аквананотехнології. Оскільки для отримання цих мікроелементів були безпосередньо застосовані нанотехнології, вони були названі «нанокарбоксилати».
Збагачення ж харчових продуктів мікроелементами (саме у вигляді зв’язаних сполук — нанокарбоксилатів, а не вільних наночастинок цих металів) усуває одну із дуже важливих проблем, що інтенсивно дискутується — можливих ризиків для здоров’я людей використання у продуктах харчування високореакційноспроможних і мало контрольованих наночастинок, властивості яких постійно змінюються з плином часу та зміною середовища.
При одночасному використанні декількох нанокарбоксилатів харчових кислот біогенних металів з’являються нові можливості для комплексного збагачення харчових продуктів мікроелементами. Такі мікроелементні комплекси можуть бути використані для збагачення різних харчових продуктів: безалкогольних напоїв, соків, компотів, молочних продуктів, дитячих сумішей, харчових концентратів, кондитерських і хлібобулочних виробів, цукру, солі тощо. Біогенні метали із таких комплексів швидко та ефективно засвоюються живими організмами як життєво необхідними мікроелементами. При цьому підвищується біологічна цінність харчових продуктів та харчова щільність раціону.
Відтак, впровадження у виробництво харчових продуктів мікроелементних добавок у вигляді карбоксилатів харчових кислот біогенних металів, одержаних за допомогою досягнень нанотехнології, дозволить забезпечити перехід на новий рівень їх якості та безпеки, що, в свою чергу, сприятиме оздоровленню широких верств населення.
А.М. Сердюк, М.П. Гуліч, В.Г. Каплуненко, М.В. Косінов
Нанотехнології мікронутрієнтів: проблеми, перспективи
та шляхи ліквідації дефіциту макро- та мікроелементів.
Журн. АМН України. 2010, т. 16, № 1, с. 107–114.
