IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

На текущий момент в науке нет единого определения «экологии питания». Вплоть до девяностых годов двадцатого века под этим термином подразумевалось влияние пищи как фактора окружающей среды влияющим на жизнедеятельность и развитие человеческого организма. Наиболее известным ученым занимавшимся экологией питания является англичанин Джонн Харрисон, который в своей книге «Биология человека» представляет население мира как развивающиеся популяции, ключевое влияние на физиологию и анатомию которых оказывает образ жизни, а конкретнее рацион питания. Он рассматривает физиологические потребности человеческого организма в компонентах питания, обращая внимание на связь энергетической ценности продуктов и интенсивности метаболизма в зависимости от характера особенностей жизнедеятельности человека - условий климата, степень трудоемкости труда и т.д. Им рассматривается соотношение основных компонентов питания в рационе человека, и пластическая изменчивость последнего в условиях белкового голодания на примере аборигенов Австралии и коренного южного населения Индии. На текущий момент в мире успешно решена мировая проблема голода с использованием современных технологий, однако появилась новая проблема - излишняя химизация человеческой жизни. Начиная с первых этапов производства продуктов питания, с сельскохозяйственного производства, продукты и почва обрабатываются химикатами: пестициды, гербициды и др. На последующих этапах производства продуктов питания разнообразные химические вещества позволяют человеку увеличить срок хранения, придать товарный вид - увеличить ассортимент и сделать продукты доступнее для обывателя. Итак, у «пищевой химической революции» две стороны - одна дешевые доступные продукты, а с другой, изменение рациона человечества с включением в него потенциально опасных химических соединений. Прогресс человечества в химизации процесса изготовления продуктов раскрывает экологию питания с другой стороны, на текущий момент более популярной у большинства: проблема загрязнения пищи в результате антропогенного воздействия на окружающую среду, либо использование различных химических соединений для изменения свойств продуктов питания. На основе анализа литературы мы остановились на следующем определение. Экология питания - смежная отрасль науки с гигиеной питания и экологией человека, объектом изучения которой является пища как экологический фактор, действующий на человека и действие окружающей среды, а в частности антропогенного фактора на пищу. Выделим проблемы, на решение которых направлена вышеописанная отрасль науки: энергетика питания, ее особенности в современном мире; значение компонентов и режима питания для поддержания здоровья; влияние на человеческий организм пищевых добавок и химических загрязнителей пищи.

Содержание экологии питания человека включает следующие компоненты. Рациональным называется питание, удовлетворяющие энергетические, пластические и другие потребности организма, обеспечивающее при этом необходимый уровень обмена веществ. Основными элементами рационального питания является сбалансированность и правильный режим питания. Сбалансированным называется питание, в котором обеспечены оптимальные соотношения пищевых и биологически активных веществ, способных проявить в организме максимум своего полезного биологического действия. Важнейшим принципом сбалансированного питания является определение правильного и обоснованного соотношения основных пищевых и биологически активных веществ - белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных элементов в зависимости от возраста, пола, характера трудовой деятельности и общего жизненного уклада.

Все вещества в определенной мере необходимы для организма, одни выполняют пластическую функцию, другие энергетическую. Часть их них входит в состав ферментов, катализирующих реакции в организме, другая часть входит в состав гормонов и является частью эндокринной системы организма.

Рассмотрев рациональное питание, обратим внимание на вещества загрязнители пищевых продуктов и пищевые добавки. Пищевые добавки - природные или синтезированные вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты с целью придания им заданных свойств и не употребляемые сами по себе в качестве пищевых продуктов или обычных компонентов пищи. Чужеродными веществами называют такие вещества, которые по своим свойствам и количеству, а также по своей природе или вследствие способов физической обработки продуктов не свойственны этим продуктам, но употребляются вместе с ними в качестве их составной части во время еды, питья, в процессе курения или нюхания. Пищевыми добавками называют вещества или смеси веществ, добавление которых в продукты питания закономерно по составу или содержанию питательных веществ. Эти добавки должны быть получены из пищевого сырья с применением пищевой технологии. Для применения пищевой добавки не требуется специального токсикологического исследования по воздействию на организм человека. Загрязняющими соединениями называют вещества, оказывающие токсикологическое или биологическое воздействие на организм человека.

Чужеродные вещества классифицируют на специально добавленные и случайно содержащиеся в продуктах питания. Специально добавленные вещества являются составными частями пищевых продуктов и предназначены для употребления. К важнейшим из этой группы относятся вещества с антимикробным действием (химические средства консервирования, антибиотики), пищевые красители, вкусовые ингредиенты и вещества, улучшающие товарный вид и способствующие сохранению пищевых продуктов.

Случайно содержащиеся в продуктах соединения попадают в продукты в виде загрязнений из сырья, тары или в результате обработки, и присутствие их в пищевых продуктах не является обязательным. К ним относятся остатки вспомогательных материалов, применяемых при получении или переработке пищевых продуктов, но не предназначенных быть их составными частями. В большинстве случаев имеются в виду посторонние примеси химической природы.

К загрязнениям из окружающей среды относятся радиоактивные и ядовитые отходы промышленности, транспорта и домашнего хозяйства, попадающие через воздух, воду и почву на продукты питания или проникающие в них при хранении. Загрязнения компонентами упаковочных материалов - загрязнения от металлической тары (свинец, олово), от пропитанной бумаги или от дерева. Такие загрязнения часто переходят в продукты питания. В последнее время все больше применяются синтетические полимерные материалы, которые выделяют в пищевые продукты не прореагировавшие соединения или исходные компоненты. Кроме того, они иногда придают продуктам не свойственные им вкус и запах.

Загрязнения микроорганизмами. Эта проблема усугубилась, когда установили, что плесень содержит высокотоксичные соединения (микотоксины). Бактериальные токсины и другие продукты обмена ряда патогенных микроорганизмов, могут представлять собой смертельную опасность для человека. Установлена токсичность условно патогенных микроорганизмов, таких как кишечная палочка, молочнокислый стрептококк.

Остатки сельскохозяйственных ядохимикатов (удобрений) представляют собой наиболее значительную группу загрязнителей, так как присутствуют почти во всех пищевых продуктах. Пестициды и гербициды, проникающие в продукты в результате мероприятий по защите растений и борьбе с вредителями, или удобрения, поступающие в растения из почвы, подвергаются часто биохимическим превращениям, что затрудняет их обнаружение и осложняет раскрытие механизма их воздействия на организм человека (образование метаболитов из пестицидов, образование нитрозоаминов из азотных удобрений). Минеральные вещества, содержащиеся в химических удобрениях, могут существенно влиять на качество продуктов и их питательную ценность, например, вследствие изменения рН среды или витаминов. Это относится также к запаху и вкусу, которые при обработке ядохимикатами и удобрениями претерпевают нежелательные изменения, например при обработке картофельных клубней техническим гексахлорциклогексаном меняется вкус и запах картофеля. Однако это вовсе не означает, что нужно полностью отказаться от использования химических средств в сельском хозяйстве.

Имеется ряд трудно поддающихся классификации химических препаратов, например, моющие средства или другие санитарные препараты, которые попадают в пишу в виде следов. Вторичные продукты могут появляться вследствие химических и термических процессов, при облучении и применении биологических методов обработки пищевых продуктов. В результате изменения составных элементов пищи образуются продукты термической деструкции жиров, продукты реакции Майяра, наличие которых в пище нежелательно. Однако такая классификация чужеродных веществ не всегда правомерна с точки зрения воздействия на организм человека. Ведь нитриты могут случайно попасть в мясо при кормлении животных нитратными кормами, а могут быть специально добавлены в колбасу для придания ей цвета. Но воздействовать на организм человека они будут одинаково.

Актуальность включения элементов данной науки в школьный курс биологии связана с тем, что детская и подростковая психика устроена так, что в организации своего питания они отдают предпочтение продуктам широко разрекламированным, с яркими красочными упаковками, не всегда являющимися полезными и безопасными. Нарастает противоречие между увеличением популярности продуктов не относящихся к здоровому питанию и растущая неосведомленность учащихся о негативном влиянии данных продуктов питания на здоровье.

После того, когда мы выявили место экологии питания среди других наук и актуальность исследования, определим ее место в школьном курсе биологии. Безусловно, изучение основ или отдельных элементов экологии питания связано с изучением процесса питания, а именно анатомии и физиологии органов пищеварения человека. Ученик должен познакомится с основами здорового рационального питания, то есть узнать свою физиологическую потребность в разных компонентах пищи, сформировать научное мировоззрение и осмысленное отношение к своему рациону. Данная цель вытекает из первого направления в экологии питания. Второе, в современном мире ученик должен быть информирован о потенциальных опасностях скрытых в продуктах питания. По этой причине учитель должен донести до учащихся информацию о химических веществах находящихся в продуктах и способных причинить вред здоровью. Данная цель кроме теоретических знаний подразумевает формирование практического навыка у учащихся: ориентироваться в огромном ассортименте продуктов, в поиске наиболее полезных и безопасных. Помимо просвещения школьника в области питания, вопросы экологии питания направлены на воспитание у школьников бережного отношения к природе и собственному здоровью.

Анализ школьных программ по биологии линий И.Н. Сонина и В.В. Пасечника показал, что данные программы содержат разделы, в которые рационально было бы включить информацию по экологии питания. Рассмотрим структуру темы «Пищеварительная система». На данную тему отведено шесть часов. Первое занятие «Пищевые продукты, питательные вещества, их роль в обмене веществ» знакомит учащихся с основными компонентами питания. Данное занятие предполагает первичное ознакомление учащихся с материалом, предполагается использование группы объяснительно-иллюстративных, словесных методов, а именно рассказ учителя. В ходе урока запланировано сообщение «Минеральные вещества пищи». На уроке может быть запланирована самостоятельная работа с учебником - конспектирование основных компонентов пищи: белков, жиров, углеводов, минеральных веществ. Особого внимания заслуживает пятое занятие по данной теме - «Профилактика заболеваний органов пищеварения. Гигиена питания». Учащиеся на данном занятии знакомятся с основами рационального питания и санитарно-гигиеническими нормами, двигательной активностью как меры укрепления здоровья, правилами здорового образа жизни. Особое внимание стоит уделить вопросам рационального питания, материал представляется учителем в форме рассказа. Проведение анкеты «Наше полезное и безопасное питание» на обнаружение недостатка микро- и макро- элементов и витаминов в питании привлечет внимание школьников к теме рациональное питание. Предполагается проведение анкетирования и работа по ее результатами на уроке «Обмен веществ и энергии», на котором учащиеся, мотивированные заботой о собственном здоровье, будут усваивать материал. Считаем целесообразным включить дополнительный материал про качество продуктов питания. При изучении темы «Химические вещества в продуктах питания» учитель может сообщить о красителях, консервантах и об их воздействии на организм. Изучение рационального питания продолжается в следующей теме «Обмен веществ и энергии», на которые отводится четыре часа. Для нас интерес представляет второе занятие «Обмен белков, жиров, углеводов. Нормы питания». Особый интерес представляет индивидуальная работа учащихся по определению недостатков собственного рациона по результатам анкетирования в процессе изучения нового материала. Предполагается проведение практической работы «Определение норм рационального питания». После изучения данной темы считаем необходимым проведение внеклассного мероприятия на тему «Рациональное питание в современном мире», на котором будут рассмотрены проблемы увеличения в рационе человечества углеводов и жиров, несбалансированности питания и проблемы со здоровьем и пути их решения. На следующем занятии «Витамины» учащиеся изучают витамины, их роль в организме, содержание в пище, суточная потребность, гипо- и гипервитаминозы. Особое внимание самостоятельности учащихся можно уделить на этом уроке, после рассказа учителя, они в форме докладов представят материал о наиболее важных для организма человека витаминах и о нарушениях связанных с их недостаточностью или переизбытком. После изучения данной темы в рамках внеклассной работы можно провести занятие «Пищевые добавки. Безопасность продуктов питания» Занятие включает беседу о видах, назначении, и вреде пищевых добавок, и выполнение практической работы по обнаружению их в предложенных продуктах питания. Данное занятие носит практическую направленность - формирует потребительскую культуру детей. Также можно провести интегрированное занятие по биологии и химии «Обнаружение загрязнителей в продуктах питания» с целью обнаружения соланина в картофеле и щавельной кислоты в меде. В девятом классе не подразумевается изучения питания, и вопросы по экологии питания учитель может включить лишь в уроки раздела «Уровни организации живой природы» во время изучения углеводов, белков и жиров. Изучение элементов экологии питания можно включить во внеклассную работу. Старшеклассников можно привлечь к выполнению проектной работы, например, «Антиреклама суррогатных продуктов питания» в ходе проведения недели биологии в школе.

Анализ школьной программы по линии И.Н. Сонина показал, что в восьмом классе на изучении темы «Пищеварение» отводится 6 часов, занятия «Пища как биологическая основа жизни. Пищевые продукты и питательные вещества», «Гигиена питания. Профилактика пищевых отравлений, кишечных инфекций, гепатита». В теме «Обмен веществ и энергии» (4 часа), предполагается изучение обмена и роли белков, жиров, углеводов, водно-солевой обмен, витамины.

Таким образом, анализ школьных программ показал, что рациональное питание, гигиена питания рассматривается достаточно. Абсолютно не рассматривается в школьном курсе проблема химизация продуктов питания, которая должна сформировать навык ориентирования в многообразии продуктов питания, в поисках наиболее полезных и безопасных. Программа по линии В.В. Пасечника подразумевает широкие возможности для внедрения таких элементов экологии питания как рациональное питание и гигиена питания. Имеется потребность введения дополнительных занятий в рамках внеклассной работы для изучения пищевых добавок и химических загрязнителей пищи, что должно сформировать экологическую культуру потребителя, и более осознанное отношение к собственному питанию.