Лінійне програмування для дієти та харчування - CU Denver Optimization Student Wiki

Зміст

  • 1 Нездорова Америка: висока потреба в точному харчуванні
    • 1.1 Недоліки інших дієт
    • 1.2 Огляд лінійних програмних дієт
    • 1.3 Короткий опис усіх дієт (LP та non LP)
  • 2 Пропонована лінійна програма для нашої функціональної дієти: багатоцільова лінійна програма
    • 2.1 Тестовий предмет (клієнт)
    • 2.2 План харчування з 2 варіантами та додатковими рекомендаціями:
  • 3 Багатоцільова лінійна програма для функціональної дієти
    • 3.1 Словник змінних
    • 3.2 Коди харчування
    • 3.3 Завдання 1: Мінімізація витрат
    • 3.4 Завдання 2: Збільшити прибуток
    • 3.5 Багатоцільова функція: різниця між мінімізацією витрат та максимізацією прибутку
    • 3.6 Список літератури

Нездорова Америка: висока потреба в точному харчуванні

Враховуючи, що майже 3 з 4 американців мають надлишкову вагу, 1,3 з 3 американців страждають ожирінням, кожен п’ятий чоловік (жінки) 45 (55) років і старше матимуть якусь серцеву хворобу/дисфункцію, і оскільки Сполучені Штати Америки є однією з найбільш лікуваних країн у світі [1], існує дуже висока потреба в кращому харчуванні.

програмування

Недоліки інших дієт

Враховуючи, що у світі так багато дієт, проте, здається, стільки суперечок та ризиків у багатьох із цих дієт, якщо не у всіх. Багато з цих дієт можуть призвести до того, що людина худне занадто швидко, лише щоб повернути його так само швидко. Деякі дієти можуть змусити людину вживати занадто багато білка, що також може спричинити підвищення рівня сечі та негативно вплинути на нирки в довгостроковій перспективі. У багатьох з цих дієт людина може схуднути, але в кінцевому підсумку вони втрачають неправильний вид ваги (наприклад, якщо вони схудли на 40 фунтів, але 37 фунтів із цієї втрати ваги було м’язовою масою і лише 3 фунтами жиру). Багато з цих дієт також є "єдиним для всіх", і вони не враховують вашу унікальну швидкість основного метаболізму (BMR), щоденний спосіб життя та кількість вашої фізичної активності/бездіяльності. У деяких з цих дієт є й інші недоліки, такі як дієта “Ваг спостерігачів”, чи їсте ви що завгодно, але їсте менші порції. Це може бути не обов'язково погано, однак, ця дієта не враховує, чи все ще ви отримуєте всі необхідні вітаміни та мінерали, оскільки ви можете їсти продукти з однаковою кількістю калорій, але їх щільність поживних речовин відсутня.

Огляд лінійних програмних дієт

Є лише кілька статей та публікацій з Лінійні програми які враховують вартість цих дієт. У 2002 році Дармон і Фергюсон обговорювали, вводячи обмеження витрат під час вибору продуктів харчування, що це зменшило частку енергії, яку вносять фрукти та овочі, м'ясо та молочні продукти та збільшило частку зернових, солодощів та доданих жирів, модель, схожа на що спостерігається серед низьких соціально-економічних груп [6]. Це означало, що їжа з меншим вмістом поживних речовин, яка має однакову кількість калорій, пов’язана з нижчими соціально-економічними групами, і що для того, щоб наш раціон був кращим, наша економіка повинна бути кращою.

У 2015 році Древновський виявив, що багато дієт, що враховують калорії з поживною щільною їжею, можуть бути дорожчими в порівнянні з продуктами з високим вмістом калорій, але з меншою щільністю поживних речовин. Він також виявив, що все ще існують продукти, які не такі дорогі, і вони мають потрібну калорійність у поєднанні з високою щільністю поживних речовин, і що придумати менш дорогу дієту цілком можливо [7]. Він також зазначив, що багато з цих дієт також можуть бути приємними для піднебіння, в той же час розглядаючи прийняття "соціальних норм".

Було багато інших хороших та відповідних публікацій щодо лінійного програмування та харчування. Деякі вважали високі забруднення харчових продуктів щільними [4] або мінімізацію витрат для дітей, які страждають від недоїдання, в Африці, що використовують продукти терапевтичного типу [5], тоді як інші вважали, що вибір продуктів харчування з високим вмістом поживних речовин з урахуванням правильної кількості споживання калорій корелює з людьми які були віднесені до категорії соціально-економічного класу вище середнього. Однак жодна з цих статей не розглядала щоденну діяльність людини (витрата калорій), заняття, спосіб життя та BMR у поєднанні з їх віком, статтю, зростом та типом статури (мезоморф, ендоморф та ектоморф).

Короткий зміст усіх дієт (LP та non LP)

Ці дієти можуть мати кілька хороших моментів, але їх бракує і не враховуючи багатьох важливих факторів (як уже згадувалося вище), які можуть позитивно негативно позначитися на нашому здоров’ї та самопочутті. Можливо, вони можуть бути кроком уперед від звичайного режиму людини, але все ще, швидше за все, їх вважатимуть меншим із двох зол, що ніде не наближається до ОПТИМАЛЬНОГО.

Пропонована лінійна програма для нашої функціональної дієти: багатоцільова лінійна програма

Ми сподіваємось розробити функціональну дієту ЛП на основі віку, статі, ваги тіла, типу статури, BMR, способу життя та фізичної активності/бездіяльності, що дозволить визначити правильну добову кількість вуглеводів (50%), жирів (20%) ) та білки (30%), мінімізуючи витрати та максимізуючи прибуток, враховуючи всі відповідні обмеження. Багатоцільова програма - це ЛП з декількома цільовими функціями. Цей посібник вирішує, як мінімізувати витрати (виходячи з доларової вартості страв) та максимізувати прибуток (виходячи з грамів білка), одночасно відповідаючи конкретним вимогам як споживача, так і постачальника. Цей багатоцільовий ЛП зрештою буде розроблений шляхом поєднання окремих цілей. Для того, щоб виконати цю програму, нам знадобляться тестовий предмет та план харчування.

Тестовий предмет (клієнт)

Ми розглянемо чоловіка, якому 45 років, і він є програмістом (дуже сидяча робота). Він тренується тричі на тиждень з помірною інтенсивністю, і за кожним тренуванням, за оцінками, він спалює близько 500 калорій за тренування (350 вуглеводів і 150 жирних калорій). Його базальний рівень метаболізму становить 1765 калорій (ми використовували формулу Бенедикта Гаррісона для чоловіків, щоб прирівняти це) калорій на день. За винятком тренування три рази на тиждень (це додаткові 1500 калорій за тиждень.), А також програмістом і прогулянками з собакою щодня приблизно 15-20 хвилин на день приблизно 3 милі на годину (це приблизно 100 калорій на день, що прирівнюється до його BMR, оскільки Формула Бенедикта може переоцінити калорійність BMR приблизно на 5-10%), решта його способу життя малорухлива. Він зріст 6 футів, важкий 175 фунтів (мезоморф) і хотів би зберегти свій нинішній фізичний статус, але його хвилює питання, чи містить його дієта правильну кількість поживних речовин у поєднанні з правильним призначенням вуглеводів, білків та жирів, особливо, коли він старіє. Враховуючи свій спосіб життя, він хотів би харчуватися на найбільш оптимальному рівні, щоб забезпечити міцне здоров’я та добробут з мінімальними витратами.

План харчування з 2 варіантами та додатковими рекомендаціями:

Харчування 1: Ціна: Паелья з креветок $ 10,00, 260 калорій, білок: 20г, вуглеводи: 24г, жири: 10г

Харчування 2: Ціна: Пряна локшина Ден $ 7,00, 430 калорій, білок: 9г, вуглеводи: 58г, жири: 19г