Az étrendi fajgazdagság az élelmiszerek biológiai sokféleségének és az étrend táplálkozási minőségének mércéjeként

Szerkesztette David Tilman, Minnesotai Egyetem, St. Paul, MN, és jóváhagyta 2017. november 9-én (felülvizsgálatra érkezett 2017. június 6-án)

Jelentőség

A biológiai sokféleséget és az emberi étrendet összekapcsoló jelenlegi kutatások táplálkozási szempontból indoklás nélkül használták a mutatókat. Az étrend fajgazdagsága vagy a naponta elfogyasztott különféle fajok számának meghatározása mind a táplálkozás megfelelőségét, mind a táplálék biológiai sokféleségét értékeli a vidéki nők és gyermekek étrendjében. Az ételfajok gazdagságának és az étrend minőségének pozitív összefüggését mind nedves, mind száraz évszakban megfigyelték. Az élelmiszerek biodiverzitása hozzájárul a biológiai sokféleséggel rendelkező területeken az érzékeny lakosság étrendjének minőségéhez. Az étrendi értékelés során elfogyasztott fajok számának jelentése egyedülálló lehetőséget kínál a fenntartható fejlődés két kritikus dimenziójának - az emberi és a környezeti egészség - áttekintésére, és kiegészíti az egészséges és fenntartható étrend meglévő mutatóit.

Absztrakt

Az alacsony minőségű étrend az egészségi állapot vezető kockázati tényezője világszerte (7), és társadalmi-gazdasági és politikai tényezők határozzák meg, ideértve a jövedelmet, az oktatást, a társadalmi kohéziót, a nemek közötti esélyegyenlőséget és az egyenlőtlenséget (8). A mezőgazdasági és megélhetési rendszerekben használt fajok sokfélesége elengedhetetlen az emberi táplálkozás és a fenntartható élelmiszer-rendszerek számára (9). A mezőgazdasági biológiai sokféleség hozzájárul a gazdaságok ellenálló képességéhez, különösen az olyan sokkok esetén, mint az éghajlatváltozás, a járványkitörések és a piaci áringadozások (10). A mezőgazdasági élelmiszerek sokfélesége, amelyet mezőgazdasági területeken vagy azok környékén nyernek, vagy erdőkből vagy más természeti tájakból nyernek ki, további táplálékot jelent az élelmiszer-rendszerben, különösen a sovány évszakban (9). A biológiai sokféleség megfelelő kezelése és felhasználása elősegítheti az ökoszisztémák helyreállítását és a kiszolgáltatott lakosság mikrotápanyag-hiányának kezelését (11).

Meglepő módon a világ vad és mezőgazdasági biológiai sokféleségének forró pontjai gyakran egybeesnek alacsony jövedelmű területekkel, ahol magas a szegénység, az ökoszisztéma degradációja és az alultápláltság (12, 13). A vadon élő és a mezőgazdasági fajok biológiai sokféleségének csökkenése káros hatással lehet az étrend minőségére és a környezeti fenntarthatóságra azáltal, hogy csökkenti a tápláló, szezonális élelmiszerek hozzáférhetőségét és hozzáférhetőségét, valamint az ökoszisztéma funkcióinak elvesztését (14). Az élelmiszerek biológiai sokféleségének fenntartható kezelése - a termesztett és a vadon élő növények, állatok és más élelmezésre használt szervezetek sokfélesége - elengedhetetlen a fenntartható élelmiszer-rendszerek számára (15).

Jelen tanulmány egy átfogó mutatót kívánt ajánlani, amely az élelmiszerek biológiai sokféleségét méri az emberi étrendben, és segíti az emberi és a környezeti egészség felé irányuló beavatkozások egyidejű irányítását. Három ökológiai biológiai sokféleségi mutatót alkalmaztunk hét alacsony és közepes jövedelmű országban élő nők és gyermekek étrendi bevitelére, és értékeltük, hogy ezek a mutatók miként kapcsolódnak a tápanyag-megfelelőséghez. Az élelmiszerek biológiai sokfélesége, az étrend sokfélesége és a tápanyag-megfelelőség összefüggéseit vizsgálták az étrend minőségének három kiegészítő dimenziója között. Végül értékeltük az élelmiszer-biológiai sokféleség minimális határértékének alkalmazását a magasabb tápanyag-megfelelőséggel rendelkező étrendek azonosítására, és összehasonlítottuk a minimális étrend-változatosságra vonatkozó jelenlegi határértékkel.

Mód

Adatforrások.

A nedves évszak táplálékfelvételére vonatkozó adatokat Benin, Kamerun, Kongói Demokratikus Köztársaság, Ecuador, Kenya, Srí Lanka és Vietnam vidéki térségei szerezték. A száraz évszak adatai Vietnamban, Kenyában és Beninben is rendelkezésre álltak (SI függelék, S1. Táblázat). Minden adatot 2009. július és 2015. április között gyűjtöttünk, és a minták reprezentatívak voltak a falu lakosságára vonatkozóan. Névtelen, egyedi szintű adatok és protokollok állnak rendelkezésre (https://dataverse.harvard.edu/dataverse/DietarySpeciesRichness).

Élelmiszerek biológiai sokféleségének mutatói.

Háromféle sokféleségi mutatót számoltunk a 24 órás visszahívási időszak alatt elfogyasztott összes faj (növény, állatállomány és hal) alapján: fajgazdagság (SR), az egyes egyedek által elfogyasztott fajok számának megszámlálása; Simpson diverzitási indexe (D), amely a különféle elfogyasztott fajok számát és azt, hogy ezeknek a különböző fajoknak az elfogyasztott mennyiségei mennyire egyenletesen oszlanak meg az elfogyasztott mennyiség alapján; és a funkcionális diverzitás (FD), mint egy funkcionális dendrogram teljes elágazási hossza. Az FD tükrözi az egyes egyedek által fogyasztott fajok tápanyag-összetételének sokféleségét (25). A három mutató a sokféleség különböző aspektusait képviseli [azaz: SR, egyenletesség és gazdagság együttesen (D), FD]. Itt ezeket az élelmiszerek biodiverzitási mutatóinak tekintik.

Az SR-t az egyén által elfogyasztott különféle fajok (növények vagy állatok) számának kiszámításával számoltuk. A D-t a statai ineq csomag segítségével számoltuk ki, figyelembe véve az elfogyasztott fajok tömegét (gramm) az összes egyed fogyasztása során az egy egyedre jutó napi össztömeghez viszonyítva. A korábbi vizsgálatokhoz (26) hasonlóan, az FD-t az elfogyasztott fajok táplálkozási összetételével számolták [azaz az A-vitamin tartalmával (retinol-aktivitás egyenértéke μg/100 g), C-vitaminnal (mg/100 g), foláttal (μg/100 g), kalcium (mg/100), vas (mg/100 g) és cink (mg/100 g) tulajdonságoknak tekinthető az R-ben található picante és ade4 könyvtár segítségével].

Eredmények

Az étrendi beviteli adatokat n = 3449 (55%), illetve n = 2777 résztvevő esetében kaptuk nedves és száraz évszakban. A nők (n = 2188; 34%) főként fogamzóképes korban voltak (átlagéletkor: 31,0 ± 11,7 év). N = 32 kenyai gyermek kivételével az összes gyermek (n = 4038) 6 és 24 hónap közötti volt. Átlagosan az energiafogyasztás 94% -át faji szinten azonosították. A fajok szintjén nem azonosított termékek édességek, víz, só, bikarbonát és élelmiszerek voltak, amelyekről az adatgyűjtés során hiányoztak a fajokra vonatkozó információk. A feldolgozott élelmiszerek esetében csak öt ételt nem azonosítottak, amelyek az élelmiszerekből származó teljes energia 0,04% -át teszik ki. A DDS-ben szereplő élelmiszerek> 93% -át faji szinten azonosították. Azokat az ételeket, amelyeket nem soroltak be a DDS élelmiszercsoportjába, kis mennyiségben fogyasztották (∼5 g/d) (SI függelék, S2. Táblázat).

A MAR összehasonlítható volt a gyermekek és a nők esetében (0,61 ± 0,09 vs. 0,63 ± 0,06; P = 0,85; 1. táblázat). A diéták különösen nem voltak megfelelőek a vas tekintetében (SI függelék, S3. Táblázat). A MAR, a DDS és az élelmiszer-biológiai sokféleség mutatói évszakonként összehasonlíthatók voltak, amikor csak azokat az országokat használták, amelyeknek adatai voltak a két évszakról (P = 0,90, P = 0,93, illetve P = 0,51; 1. táblázat). A NAR szintén összehasonlítható volt, kivéve az A-vitamint, amely különösen magas volt a nedves évszakban (SI függelék, S3. Táblázat). Az alapvető élelmiszerek fogyasztása csak kis mértékben volt magasabb a száraz évszakban. A hüvelyesek, a sötétzöld leveles zöldségek és az A-vitaminban gazdag zöldségek átlagos fogyasztott mennyisége a száraz évszakban jóval magasabb (> 15 g) volt, mint a nedves időszakban (SI függelék, S2. Táblázat). Élelmiszercsoportonként átlagosan fogyasztott fajok száma összehasonlítható volt a száraz és a nedves évszakban (SI függelék, S4. Táblázat).

A MAR, a DDS és az élelmiszerek biológiai sokféleségének mutatói a nőknél és a gyermekeknél országonként és évszakonként

A biológiai sokféleség mutatóinak asszociációja a MAR-val 6226 nő és gyermek számára hét országban (nedves és száraz évszak együttesen).

A biológiai sokféleséggel kapcsolatos intézkedések és a MAR közötti kapcsolat

A standardizált biológiai sokféleség mutatóinak ROC görbéi mikrotápanyag-megfelelőséggel nőknél és gyermekeknél. MAR50, az A-vitamin, a C-vitamin, a folát, a kalcium, a vas és a cink 50% -át kitevő átlagos étrend; zFD, szabványosított FD; zD, standardizált D; zSR, szabványosított SR.

A MAR egyesítése hét országban 6226 nő és gyermek számára (nedves és száraz évszak együttesen). DR, Demokratikus Köztársaság.

MAR SR és DDS (balra) és ROC görbékkel SR × DDS, SR és DDS (jobbra) 6226 nő és gyermek esetében hét országban. MAR50, 50% -os étrend, az A-vitamin, a C-vitamin, a folát, a kalcium, a vas és a cink megfelelő mennyisége.

Erősebb és következetes asszociációi, valamint az alkalmazás egyszerűsége miatt az élelmiszer-biológiai sokféleség mutatójaként az SR-t használtuk fel további értékelésre. A száraz évszakhoz és a nővé váláshoz átlagosan 0,03 és 0,01 növekedés társult (mindkettő P A táblázat megtekintése:

Soron belüli megtekintése
Felugró ablak megtekintése

Az SR és DDS cutoffok osztályozási tulajdonságainak vizsgálata a magasabb étrendi minőség érdekében (MAR> 50%)

Vita

Tudomásunk szerint egyetlen korábbi tanulmány sem alkalmazta a biodiverzitás közös intézkedéseit az étrendben az élelmiszerek biológiai sokféleségének szintjének mérésére. A biológiai sokféleség mindhárom mutatója az étrend biológiai sokféleségét értékelte, és pozitívan kapcsolódott a mikroelemek megfelelőségéhez. Az SR erősebb és következetesebb összefüggéseket mutatott az étrend minőségi mutatóival (MAR és DDS), mint Simpson D-indexe és FD-je. Tekintettel arra, hogy az SR könnyebben kiszámítható a D-vel és az FD-vel összehasonlítva, az étrendi fajgazdagságot (DSR) javasoljuk az élelmiszerek biológiai sokféleségének legmegfelelőbb mérőszámaként az étrendben.

A döntéshozók gyakran küzdenek a környezetvédelmi és az élelmiszerpolitika összehangolásáért. A DSR ebből a szempontból értékes eszköz, mivel integrálja az élelmiszer-rendszerek biológiai sokféleségét, táplálkozását és egészségügyi szempontjait. Egy olyan mutató használata, mint a DSR, lehetőséget kínál mind a biodiverzitás, mind az étrend minőségének egyetlen mutatóval történő megragadására.

A DSR és a MAR közötti pozitív összefüggés következetes volt az egyes országokban, populációkban és mindkét évszakban. Jelen eredmények azt mutatják, hogy az alacsony és közepes jövedelmű országokban a vidéki populációk széles faji sokféleséget fogyasztanak. Az elfogyasztott fajok többsége az egyes vizsgálati helyeken egyedülálló volt, kiemelve a helyi élelmiszerek biológiai sokféleségének fontosságát az étrend szempontjából.

A DSR a száraz évszakban szorosabban kapcsolódott a MAR-hoz, ami arra utal, hogy a száraz évszakban könnyebb lehet növelni a tápanyagok megfelelőségét. Ez annak köszönhető, hogy a száraz évszakban a hüvelyesek, az A-vitaminban gazdag gyümölcsök és zöldségek, valamint a sötétzöld leveles zöldségek figyeltek meg nagyobb mennyiséget. Ezeknek az ételeknek a rendelkezésre állása nagyon szezonális. Az innovatív feldolgozási és tárolási módszerek, valamint a „szezonon kívül” termő fajok és fajták bevezetése megnövelheti elérhetőségüket nedves időszakban, amikor kisebb mennyiségeket fogyasztanak.

A DSR-t használtuk, amely a mezőgazdasági és a vadon élő állatok biológiai sokféleségét egyaránt megragadja. Vizsgálatunk tehát nem tárja fel a mezőgazdasági és a vadon élő biodiverzitás hozzájárulását az étrendben. Korábbi kutatások kimutatták, hogy a DDS pozitívan kapcsolódik a mezőgazdasági termelés sokféleségéhez, valamint a piacra jutáshoz (18). A vad biológiai sokféleség hozzájárulása az étrend minőségéhez kevésbé egyértelmű (9). A jövőbeni bevitelértékeléseknek rögzíteniük kell az egyes élelmiszerek forrását, hogy jobban megvilágítsák a helyben rendelkezésre álló mezőgazdasági és vad biológiai sokféleség relatív hozzájárulását az étrend minőségéhez. Ez azért fontos, mert kihatással van a biodiverzitás megőrzésére, amelyben a mezőgazdasági sokféleségre való összpontosítás a vad biológiai sokféleség megőrzésének rovására mehet, és fordítva.

A tudósok olyan étrendi indikátorokat kértek, amelyek több dimenziót is figyelembe vesznek, hogy átfogóbb értékeléseket nyújtsanak az étrend minőségéről (18). A DDS a sokféleség és az étrend minőségének felmérésére szolgáló általános mérőszám, amelyet széles körben alkalmaznak a lakossági felmérések során. A DSR és a DDS együttes használata biztosítja, hogy az étrend minőségének és sokféleségének kiegészítő dimenziói szerepeljenek az étrendi értékelések során. Pozitív összefüggésről számolunk be a DSR és a DDS között. Magasabb tápanyag-megfelelőségű étrendeket figyeltek meg, amikor mind a DSR, mind az étrend sokfélesége maximális volt. A DSR tehát megragadja mind a biodiverzitás, mind az étrend sokféleségének dimenzióját. Mind a DDS, mind a DSR együttes alkalmazása, az élelmiszerek biológiai sokféleségét és az élelmiszercsoport sokszínűségét ötvöző minimális határértékként javította a nőknél a magasabb tápanyag-megfelelőséggel rendelkező étrendek kimutatásának képességét. A tesztdiagnosztikai tulajdonságok javulása azonban kicsi volt, és gyermekeknél nem figyelték meg.

Másrészt a DSR értékelése kihívást jelenthet, mert becslések szerint a korábbi vizsgálatok a fajok 6–10% -át tévesen azonosították (39). Nemrégiben iránymutatásokat készítettek a fajok megfelelő nyilvántartására az élelmiszer-beviteli vizsgálatok során (15). Az MDD adatgyűjtés során nyílt visszahívási vagy fajszintű tápláléklista használata szintén lehetővé tenné a DSR számítását. Költséghatékony technológiák és megközelítések, ilyen mobilalkalmazások, amelyek lehetővé teszik az MDD-számlálók számára, hogy azonosítsák és rögzítsék az elfogyasztott élelmiszerek fajszintű részleteit, hasznosak lehetnek a populáció étrend-minőségi felügyeleti felméréseiben.

Azok az élelmiszerek, amelyek nem tartoznak a DDS női élelmiszercsoportjába, alapvetően fűszerként vagy fűszerként fogyasztott, vagy kis mennyiségben fogyasztott fajokat tartalmaztak. Ezek az élelmiszerek bekerültek az élelmiszerek biodiverzitási mutatóiba (amikor a fajok azonosíthatók voltak) és a MAR számításokba. Az elfogyasztott, de a DDS által el nem fogott élelmiszerek nagy száma rávilágít e biológiai sokféleségű élelmiszerek hozzájárulására, amelyeket kis adagokban fogyasztanak, de valószínűleg táplálkozási előnyökkel járnak.

Az étrendben az élelmiszerfajok sokféleségének meghatározása hasznos első lépés az étrend fenntarthatóságának értékelése felé. További becslések hozzáadása az elfogyasztott fajok (pl. Csirke vs. marhahús vagy sertéshús) környezeti hatásáról vagy ökoszisztéma-szolgáltatásairól (40) lehetővé tenné az étrend fenntarthatóságának jobb értékelését és modellezését. Ez az értékelés javítani fogja a mezőgazdasági termelésből vagy a természetes ökoszisztémákból történő kitermelésből eredő környezeti és természeti erőforrásokra gyakorolt hatások értékelését (41).

Csakúgy, mint más tanulmányok esetében (42), a jelen munka korlátozása az egyes elfogyasztott élelmiszerek, fajok és fajták tápanyag-összetételének hiánya. A különféle őshonos, vad, elhanyagolt vagy kihasználatlan fajok összetétele gyakran nem állt rendelkezésre, és helyettesítették hasonló ételek értékével. Várható, hogy az elfogyasztott fajok és fajták szélesebb körű azonosítása a táplálkozás szempontjából releváns és jelenleg nem dokumentált fajok felé irányítja az élelmiszer-összetétel értékelését. Témánként egyetlen 24 órás felidézést használtunk. Bár ez a módszer alkalmas a populáció átlagos bevitelének becslésére, nem teszi lehetővé a személyen belüli változékonyság és a szokásos étrendi bevitel megbecsülését.

Végül a közepes jövedelmű országok vidéki területeinek táplálékbeviteli adatait használtuk fel, ahol a helyben előállított élelmiszerek járulnak hozzá leginkább az étrendhez. A (peri) városi területek és a magas jövedelmű országok élelmiszer-ellátási rendszereinek összetettsége nagyobb, mint a vidéki területeken és a közepes jövedelmű országokban. Ezt a bonyolultságot elsősorban a feldolgozott élelmiszerek fogyasztása okozza, amelyeket gyakran nem helyben állítottak elő, hanem kiskereskedelmi üzletekből vagy városi piacokról szereztek be. Mindazonáltal azokban az étrendekben, amelyekben a feldolgozott élelmiszerek nagyobb mértékben járulnak hozzá, azt várjuk, hogy mind a három biodiverzitási mutató az élelmiszer biológiai sokféleségének érvényes mérőszáma marad. A feldolgozási és dúsítási gyakorlattól függően azonban az élelmiszer biodiverzitási mutatói és az étrend minősége közötti kapcsolat erőssége eltérhet a jelenlegi eredményektől. A DSR érvényességének és alkalmazhatóságának további értékelése indokolt a városi piacokon előállított élelmiszerek vagy feldolgozott élelmiszerek nagyobb arányú étrendjeiben.

A táplálkozásra érzékeny mezőgazdasági és ökoszisztéma-megőrzési beavatkozások, különösen a diverzifikációval kapcsolatosak, nyilvánvalóan kiaknázatlan lehetőségekkel bírnak a globális éhség- és mikroelem-hiányok kezelésére (11). A fajok étrendben való részvételének figyelemmel kísérése lehetővé teszi azoknak a fajoknak az azonosítását, amelyek a legnagyobb mértékben javíthatják az étrendet a különböző helyi összefüggésekben, és további részletességet biztosít az élelmiszerek sokféleségének fontosságának értékeléséhez az étrend minőségének biztosításában. Az olyan globális adatkészletek, mint a FAOSTAT, általános élelmiszereket vagy élelmiszercsoportokat azonosítanak, és nem segítik elő az élelmiszerek biológiai sokféleségének teljes skáláját. Ezenkívül a nemzetközi élelmezésbiztonsági erőfeszítések ezért egy maroknyi alapvető élelmiszer (elsősorban gabonafélék) előállítására összpontosítottak az emberi energiaigény kielégítésére (6). Ez a tanulmány bizonyítékot szolgáltat a nem alapvető élelmiszerek mind az energia-, mind a mikroelem-bevitel vidéki területeken betöltött szerepéről. A fajonként elfogyasztott élelmiszerek azonosítása olyan információkkal egészül ki, amelyek mind a természetvédelmi, mind a fenntartható élelmiszer-rendszer kezdeményezéseket támogatják.

Köszönetnyilvánítás

A kutatást a Agricultural for Nutrition and Health (A4NH) CGIAR Research Program (CRP) finanszírozta. A következő források finanszírozták azokat a tanulmányokat, amelyekből az adatokat felhasználták: Benin: Finnország Külügyminisztériuma (FoodAfrica projekt); Kamerun és Ecuador: Flamand Egyetemközi Tanács; Kongó: a Flamand Egyetemközi Tanács, a Leopold III természetfeltárási és természetvédelmi alap, valamint a Stichting Roeping; Srí Lanka: Globális környezetvédelmi eszköz, az ENSZ Környezetvédelmi Programja, az Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezet és a Bioversity International; valamint Kenya és Vietnam: Humidtropics és A4NH CRP-k. R. R. támogatást kapott a Daniel és Nina Carasso Alapítványtól a táplálkozásra érzékeny tájak kutatására. A tanulmány finanszírozóinak nem volt szerepük a tanulmány tervezésében, adatgyűjtésben, elemzésben vagy értelmezésben, illetve a kézirat megírásában. A megfelelő szerző teljes hozzáféréssel rendelkezett a tanulmány összes adatához, és végső felelősséggel tartozik a közzététel céljából történő benyújtás elhatározásáért.

Lábjegyzetek

1 C.L. és J.E.R. egyformán járult hozzá ehhez a munkához.

A szerző közreműködései: C. L., J. E. R., R. R. és C. T. tervezett kutatás; C.L. és J.E.R. végzett kutatás; J.E.R., G.K. és H.T.K. Vietnamból származó adatok; D.P. közölt adatok Ecuadorból; K.V., D.H. és D.R. közölt adatok Srí Lankáról; G.N.-B. közölt adatok Benintől; P.V.D. a Kongói Demokratikus Köztársaságból, Ecuadorból és Kamerunból származó adatok; W.V. Kamerunból származó adatok; F.O.O. közölt adatok Kenyából; C.T. a Kongói Demokratikus Köztársaságból, Beninből, Kenyából és Kamerunból származó adatok; J.E.R., P.K., P.V.D. és R.R. új reagensekkel/analitikai eszközökkel járultak hozzá; C.L., K.W.S., P.K., B.D.B. és R.R. elemezte az adatokat; és C.L., J.E.R., K.W.S., P.K., P.V.D., K.V., D.P., W.V., G.K., D.H., F.O.O., G.N.-B., B.D.B., D.R., H.T.K., R.R. és C.T. írta a lap.

A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.