Zabrinutost u vezi sa uticajem poljoprivredno-prehrambene proizvodnje na životnu sredinu uslovila je sprovođenje istraživanja sa ciljem mjerenja uticaja i razvoja indikatora otiska, uključujući karbonski, azotni, vodeni i zemljišni otisak.
Ishrana koja se zasniva na biljnim proizvodima, ribi i morskim plodovima često se pojavljuje u režimima ishrane koji ostavljaju najmanje otiske i daje najbolju ponudu makronutrijenata i mikronutrijenata.
Proizvodi životinjskog porijekla rijetko se pojavljuju u režimima ishrane sa najmanjim otiscma, što ukazuje na to da su ove namirnice manje efikasne, gledano iz perspektive uticaja na životnu sredinu, pa čak i onda kada se razmatra nutritivni sadržaj.
George Stigler je 1945. godine je otvorio diskusiju koja se tiče smanjenja troška ishrane kroz odabir određenih prehrambenih namirnica koje ispunjavaju osnovne nutritivne zahtjeve (ishrana za opstanak). Problem ishrane, poznat pod nazivom „Stiglerov problem ishrane”, riješen je koristeći jednostavan algoritam.
Danas, ne smijemo biti zabrinuti samo povodom cijene prehrambenih proizvoda, već i uticaja koji prehrambena proizvodnja ostavlja na životnu sredinu.
Otisci predstavljaju indikatore pritiska ljudskih aktivnosti na životnu sredinu. Kvantifikacija otisaka je moguća isključivo praćenjem cjelokupnog proizvodno-prerađivačkog procesa (od proizvođača preko potrošača, do upravljanja otpadom) i ima za cilj da obezbijedi sveobuhvatnu sliku uticaja na životnu sredinu. Svaki otisak predstavlja određenu ekološku prijetnju, bilo po pitanju okupiranja i korištenja prirodnih resursa i/ili zagađenja istih.
Brojna istraživanja pokazala su da smanjenjem konzumacije mesa dolazi do smanjenja karbonskog otiska, ali izborom „zdravijih“ prehrambenih namirnica, uz smanjenje potrošnje mesa, dolazi do prosječne redukcije oslobađanja gasova sa efektom staklene bašte za čak 46%. Slatkiši i slaniši, kafa, ulja i masti imaju najniže karbonske otiske po porciji, dok tijesta, mlječni proizvodi, pržena i pohovana hrana, supe i prerađeno meso imaju naveći karbonski otisak po porciji.
Režim ishrane koji ima najmanje individualne otiske, dok pritom ispunjava sve nutritivne zahtjeve, bilježi sličan sadržaj za karbonski i azotni otisak, ali se znatno razlikuje od sadržaja za vodeni i zemljišni otisak.
Režimi ishrane koji imaju najmanji karbonski ili azotni otisak se sastoje od dvije trećine povrća i jedne trećine orašastih plodova, sa malom količinom ribe i morskih plodova i mlijeka. Ishrana koja daje najmanji vodeni otisak sastoji se od jedne petine korijenastog, skrobnog povrća, dok četiri petine čine ostale vrste povrća, sa malom količinom morskih plodova, dok ishrana koja osigurava najmanji zemljišni otisak se sastoji oko devet desetina povrća i jedne desetine žitarica, sa malom količinom ribe i morskih plodova, kao i pirinča.
Ishrana koja osigurava najmanji kombinovani otisak je balans proizvoda koji u potpunosti umanjuju svaki od četiri otiska pojedinačno. Kada se postavi donja granica u broju porcija, optimalna nedjeljna ishrana se sastoji od 13,5 porcija ribe i morskih plodova; 9,3 porcija orašastih plodova, 1,6 porcija suvih mahunarki; 1,3 porcija povrća i 0,1 porcija mlijeka.
Ishrana koja daje najmanji karbonski otisak sastoji se od suvih mahunarki i žitarica, i uzrokuje otisak od oko 0,31 kg CO2. Međutim, kada se suve mahunarske odstrane, tada na njihovo mjesto dolazi skrobno, korijenasto povrće i otisak iznosi oko 0,34 kg CO2.
Osoba koja bi se hranila mješavinom žitarica, suvih mahunarki i skrobnog povrća bi ostavila karbonski otisak u iznosu od oko 0,31 i 0,34 kg CO2. Ovim se zaključuje da su morski plodovi efikasni u ponudi mikronutrienata kada se smanjuju sva četiri otiska, ali manje efikasni od biljnih proizvoda.
Zapravo, drugi životinjski proizvodi se rijetko pronalaze u otprimiziranim režimima ishrane. Smanjenje potrošnje životinjskih proizvoda predstavlja efikasan način svakog pojedinca da smanji svoj individualni otisak – što govori da su životinjski proizvodi (ne i morski plodovi) manje efikasni čak i kada je u pitanju nutritivni sadržaj.
Izmjenom Stiglerovog problema ishrane, smanjenje karbonskog, azotnog, vodenog i zemljišnog otiska je teorijski izvršeno. Kada se mikronutrijenti dodaju u optimizirane režime ishrane, podstiče se upotreba ribe i morskih plodova, orašastih plodova i povrća.
Kada se isključivo makronutrijenti uzimaju u obzir, dozvoljava se širem spektru proizvoda da uđe u režim ishrane, te optimizirani režimi se zatim sastoje od kombinacije korijenastog i ostalog povrća, pirinča, žitarica i orašastih plodova. Nekoliko optimiziranih režima obuhvatalo je životinjske namirnice, i prisustvom ovih proizvoda, otisci iz proizvodnje i konzumacije su bili mnogo viši nego kada su optimizirani režimi uključivali samo biljne proizvode.
