БРОМАТОЛОГІЯ

БРОМАТОЛОГІЯ (грец. broma — їжа + logos — слово) — науково-практичний напрямок у сфері харчування, до компетенції якого належить вивчення продовольчої сировини, харчових продуктів та допоміжних матеріалів, що використовуються для отримання продовольчих товарів; включаючи вивчення взаємозв’язку лікарських речовин з харчовими продуктами. Б. виникла на початку 60-х рр. XX ст. внаслідок зміни харчової системи у розвинених країнах з використанням такої термінології. Продовольча сировина — це продукція рослинного, тваринного, мінерального або біотехнологічного походження, яка використовується для виробництва харчових продуктів. Харчовий продукт (Х.п.) — будь-який продукт у натуральному вигляді або після відповідної обробки, що вживається людиною як їжа та пиття. Допоміжні матеріали — сукупність процесів виробництва та споживання продуктів харчування, яка містить сільськогосподарське та фермерське виробництво, стандартизацію, просування харчових продуктів на ринок, їх продаж та споживання. Харчові системи за масштабом поділяють на локальні, коли продукція виробляється на селі або у фермерському господарстві, регіональні — охоплюють виробництво та споживання продуктів багатьма містами, областями і навіть країнами та глобальні, які постійно поширюються й поступово поглинають дрібні харчові системи.

Значення Б. у сучасних умовах глобалізації харчування постійно підвищується, адже вона вирішує одне з найбільш соціальних питань сучасності — забезпечення населення планети якісними та безпечними Х.п. Б. базується на досягненнях фундаментальних наук про харчування та близько взаємодіє в галузі біотехнології, нутриціології, харчової та фармацевтичної хімії, фармакокінетики ліків та ін. Знання основ Б. необхідне спеціалістам з їжі та харчування, фахівцям з технології їх виробництва, гігієни харчування, лікарям, дієтологам, клінічним провізорам, товарознавцям, юристам тощо.

Об’єкт. Б. є продовольча сировина і Х.п., які за складом хімічних компонентів можна розділити на такі основні групи: 1) природні компоненти, або нутрієнти, специфічні для відповідного продукту тваринного або рослинного походження; 2) контамінати (контамінація — потрапляння в середовище будь-якої домішки, яка змінює властивості середовища) біологічної або хімічної (антропогенної) природи, що надходять до Х.п. з довкілля; 3) харчові добавки — речовини, які спеціально використовують на різних етапах виробництва, зберігання або транспортування Х.п. для досягнення відповідної технологічної якості (див. Харчові добавки). Вплив природних компонентів їжі на здоров’я людини вивчає нутриціологія. Вплив токсичних металів, радіонуклідів, пестицидів, фтористих та інших шкідливих сполук, а також контамінантів біологічного походження з довкілля або пакувальних матеріалів на стан Х.п. досліджує харчова токсикологія та гігієна харчування.

Б. вирішує такі завдання: 1) розробка загальної концепції перетворень аліментарних (властивих харчовим речовинам, нутрієнтам) та не аліментарних (сторонніх) речовин, яка базується на знанні структури та властивостей хімічних компонентів у складі Х.п.; 2) на основі прийнятих міжнародних стандартів раціонального харчування (див. Раціональне харчування) вивчення збалансованості та співвідношення у Х.п. незамінних нутрієнтів; 3) вивчення хімічних перетворень продовольчої сировини, що відбуваються під впливом різних факторів (фізичних, хімічних, біологічних тощо) під час її переробки і зберігання; 4) вивчення й аналіз хімічного складу компонентів Х.п., харчових добавок і технологічних харчових систем (продовольча сировина → напівпродукти → готова продукція); 5) вивчення механізмів утворення стійких хімічних сполук і комплексів у Х.п., вплив на ці перетворення головних технологічних факторів і розробка способів керування цими процесами; 6) вивчення впливу первинної переробки, технологічної обробки, процесів виробництва, методів консервування, умов зберігання, транспортування, інших факторів та змін, які відбуваються у готових продуктах; 7) установлення взаємозв’язку структури ксенобіотиків (сторонніх компонентів їжі) з їх дією на нутрієнти Х.п.; 8) розробка і впровадження методів аналізу нутрієнтів, харчових добавок, технологічних харчових систем, допоміжних та БАР; 9) розробка рекомендацій щодо екологічної безпеки продуктів харчування. Для фармацевтичної науки пріоритетним напрямком є також вивчення взаємодії компонентів Х.п. з ЛП. Якість Х.п. визначається за показниками поживної та біологічної цінності з показниками безпеки. Їх поживну цінність зумовлює вміст білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин, енергетична цінність, органолептичні властивості й біодоступність. Біологічна цінність складається з: 1) ступеня відповідності амінокислотного складу білка у Х.п. потребам організму в амінокислотах; 2) вмісту мінорних компонентів (фітосполук або БАР). Потенційно небезпечними речовинами у складі Х.п. є пестициди, антибіотики, кормові добавки, гормони, нітрити, нітрати, нітрозоаміни, гістамін, бенз(а)пірен, полі хлоровані біфеніли, важкі метали, радіонукліди, біологічні контамінати (мітотоксини: афлотоксин В1,вомітоксин, зеароленон, патулін, Т-2 токсин, дезоксиніваленол, мікроорганізми) і шкідливі рослинні домішки (спориння, в’язіль, геліотроп, триходесма, болиголов, дикорослі рослини з родини пасльонових тощо).

Склад і поживна цінність Х.п. залежить також від технології їх обробки та переробки. Тому Б. вивчає можливості й недоліки процесів нагрівання (варіння, тушкування, смаження, фритюр, гриль, розігрівання у мікрохвильовій печі). Напр., у процесі нагрівання вуглеводів вище 200 °С утворюються коричневий колір та специфічний смак (карамелізація); за одночасної присутності білка проходять хімічні реакції амінокислот з вуглеводами, продукти яких не розщеплюються під час травлення; артефакти триптофану, що утворюються на поверхні грилю та смажених продуктів, є сильними збудниками раку; високий канцерогенний потенціал мають нітрозоаміни, які виникають внаслідок реакції вторинних амінів або амідів з нітритом (сири, копчені та засолені м’ясні вироби); небезпечними продуктами, що утворюються через відкрите полум’я на грилях та при копченні, є поліциклічні ароматичні вуглеводні, основною субстанцією яких є збудник раку 3,4-бензпірен. Мета консервування Х.п. — видалення токсикогенних мікроорганізмів (бактерій, грибків, цвілі, шкідників), а також гальмування їх росту. Мікроорганізми знищують термічною обробкою (пастеризація, стерилізація) або електромагнітними хвилями (УФ-світло, іонізоване випромінювання). Гальмування розмноження мікробів можливе шляхом зменшення осмотичного тиску (сушіння, соління, підсолоджування), зниження температури (охолодження, заморожування), рН (кислотні добавки або утворення оцтової, молочної, фруктової кислот), додавання консервантів, копчення. Традиційними методами консервування є засолювання й підсолодження цукром (концентрація солі від 8 до 24%, цукру — понад 60%). У процесі заквашування кислота для консервації утворюється здебільшого внаслідок ферментації (йогурт, квашена капуста). У процесі копчення утворюються альдегіди й феноли, що мають консервувальну дію. В умовах повільного заморожування руйнується структура клітини й змінюється консистенція Х.п. У разі швидкого заморожування (швидкість 5 см/год, оптимальна температура — 18 °С) структура клітин зберігається. Найбільш спрямовану антимікробну дію має іонізуюче випромінювання (рентгенівське γ-випромінювання), яке без значного нагрівання проникає глибоко у продукт і пошкоджує макромолекулярні складові, напр. білки, ДНК мікроорганізмів. Під час опромінювання жирів та амінокислот Х.п. утворюються нові хімічні сполуки, які вважаються небезпечними для здоров’я людини. Лише декілька країн світу дозволяють продаж опромінених Х.п. з певними обмеженнями. Для споживання разом з Х.п. дозволено сорбінову, бензойну кислоти та їх солі, ефіри п-гідроксибензойної кислоти, сульфітну кислоту (консервант й одночасно антиоксидант та інгібітор ензимів). Нітрит натрію в організмі вступає в реакцію з гемоглобіном з утворенням метгемоглобіну, який нездатний до транспортування кисню; тому нітрит заборонено додавати у дитяче харчування.

Дифеніл, ортофенілфенол та його натрієва сіль застосовується тільки для обробки поверхонь з обов’язковою позначкою.

Б. вивчає вплив матеріалів та видів упаковки на якість Х.п. Заборонено використання полівінілхлориду внаслідок виділення пластифікаторів або вінілхлориду; газетного паперу — виділяється друкарська фарба. Використовується спеціальна технологія упакування — вакуумна та обробка захисними газами.

Окремим напрямком Б. є дослідження й оцінка якості та безпеки Х.п., виготовлених з використанням генетично модифікованих джерел. Потенціальний ризик становить можливість змін у метаболічному статусі організму, тому вивчається активність ферментів метаболізму ксенобіотиків, високочутливих до специфічних факторів, активність ферментів лізосом, показники ферментативної ланки антиоксидантної системи, інтегральні біохімічні показники сироватки крові й сечі, які характеризують стан різних органів і систем організму. Функціонально-технологічна оцінка містить вивчення рН водної суспензії білка, розчинності, реологічних властивостей водних дисперсій, водоутримуючої та жироутримуючої здатності, критичної концентрації драглеутворення й емульсійної стабільності. За відсутності методів визначення функціональних властивостей результати аналізу порівнюють з параметрами Х.п., одержаних із немодифікованої харчової сировини. В Європі та Росії експертизі підлягають сири, одержані з використанням дріжджів, що містять рекомбінантний хімозин; пиво, одержане з використанням генетично модифікованих дріжджів, молочна продукція й копчені ковбаси, які виготовлено з використанням «стартерних» культур; Х.п., у технології яких використовують кисломолочні бактерії — продуценти ферментів; пробіотики, що містять генетично модифіковані штами тощо. Виділяють такі небезпечні фактори продуктів з генетично модифікованими складниками: зниження поживної цінності Х.п., порушення його засвоєння, підвищення алергенності, поява токсичних речовин й перенесення генів опірності до антибіотиків, які використовують як маркери при створенні генетично модифікованих рослин. Зростає занепокоєність світової спільноти завдяки нез’ясованості перспектив для людини, домашньої худоби й агроценозів внаслідок створення генетичної однорідності ГМ-культур і можливостей їх коеволюції з дикою природою. Внаслідок географічних, національних і культурних особливостей окремих країн виникає протиріччя державної нормативної бази з харчування, яке усуває прийняття багатосторонніх або двосторонніх угод, національних стандартів харчування й Кодексу Аліментаріус. Проблемами, пов’язаними з Х.п., займається спеціалізована міжнародна організація — Об’єднаний комітет експертів ФАО/ВООЗ — JECFA (англ. FAO — Food and Agricultural Organization — спеціалізована установа ВООЗ з питань продовольчої сировини і сільського господарства).

Об’єктами санітарних заходів згідно із законодавством України є не лише традиційні й нові Х.п., але й харчові продукти для спеціального дієтичного споживання, функціональні харчові продукти, а також харчові добавки, ароматизатори, ДД та допоміжні матеріали для переробки, допоміжні засоби та матеріали для виробництва та обігу (див. Харчові добавки, Дієтичні добавки, Ароматизатори). З метою запобігання можливому негативному впливу означених продуктів і матеріалів на здоров’я людини здійснюється Державна санітарно-епідеміологічна експертиза. Показники якості встановлює або перевіряє лабораторія, що акредитована відповідно до законодавства України або міжнародних процедур акредитації. При вирішенні спірних питань за результатами лабораторних досліджень як третя сторона залучається референт (арбітражна) лабораторія, яка уповноважена відповідно Головним державним санітарним лікарем України або Головним державним ветеринарним інспектором України. Науковими дослідженнями продовольчої сировини, харчових і допоміжних продуктів займаються науково-дослідні та навчальні установи МОЗ України.

Літ.: Деримедведь Л.В., Гаубер-Швенк Г., Швенк М. Харчування: dtv-Atlas. — К., 2004; Закревський В.В. Генетически модифицированные источики растительного происхождения: Практическое руководство по санитарно-эпидемиологическому надзору. — СПб, 2006; Пищевая химия / Под ред. А.П. Нечаева. — М., 2004; Українсько-англійський ілюстрований медичний словник Дорланда. (Пер. 30-го американського видання) — У 2 т. — Львів, 2007.