CC BY
79
664.951
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТХИТОЗАНА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
О.Н. БЫКАНОВА1, С.Н. МАКСИМОВА1, Г.А. ТАРАСЕНКО2
1 Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет (Дальрыбвтуз),
690950, г. Владивосток, ул. Луговая, 52 б; тел./факс: (4232) 26-42-84, 44-24-32, электронная почта: maxsvet61@mail.ru 2 Владивостокский государственный медицинский университет,
690090, г. Владивосток, ГСП, пр. Острякова, 2 а, тел./факс: (4232) 45-18-36
Исследовано взаимодействие лечебных свойств хитозана и температуры его обработки при производстве пищевых продуктов из гидробионтов. Определены биохимические показатели крови исходных и экспериментальных животных, характеризующие липотропное действие хитозана. Подтверждено выраженное липотропное действие хитозана и установлено незначительное снижение эффективности лечебных свойств полимеров, обработанных в интервале температур, принятых в технологии пищевых продуктов.
Ключевые слова: хитозан, альгинат натрия, атеросклероз, пищевая среда, медико-биологический эффект.
Полиаминосахарид хитозан - одно из редких природных соединений, чьи многопрофильные свойства используются более чем в ста областях деятельности человека. Хитозан включают в состав биологически активных добавок к пище, обладающих высоким лечебным эффектом.
Сопоставление состава добавок к пище и пищевых продуктов, например из гидробионтов, позволяет обнаружить их определенную схожесть. К общим компонентам состава помимо хитозана относятся: аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, полисахариды, витамины, дубильные вещества, макро- и микроэлементы. Кроме того, хитозан в обоих случаях обрабатывается в желудочно-кишечном тракте человека одновременно с пищей.
В связи с этим вероятно наличие медико-биологической эффективности хитозана, входящего в состав пищевых продуктов. В свою очередь, на лечебные свойства хитозана должны влиять как состав пищевого продукта, так и технологические параметры.
Цель настоящей работы - исследование медико-биологического эффекта хитозана в зависимости от его молекулярной массы, контакта в продукте с другими добавками и от уровня его термической обработки.
Использовали хитозан с молекулярной массой, кДа: водорастворимый хитозан - хлоргидратная соль -(ЗАО НПЦ «БиоХит») - 55, высокомолекулярный хитозан (ООО «Биополимеры») - 588; альгинат натрия
пищевой, коптильный препарат «Жидкий дым плюс», фарш минтая мороженый, виварный корм.
В качестве исходныхживотных были использованы беспородные белые крысы-самцы согласно [1].
Экспериментальный материал представлял собой биологическую модель атеросклероза, полученную в результате коррекции диеты (экспозиция 30 сут) с использованием методики [2].
Рационы готовили изокалорийными, идентичными по содержанию основных веществ и гомогенными. Состав рационов приведен в табл. 1.
Известная взаимосвязь свойств хитозана с величиной его молекулярной массы обусловила выбор полимера по этому признаку. В рационах использовали высокомолекулярный хитозан.
Выбор добавок к компонентам корма - коптильного препарата и альгината натрия (табл. 1) - обусловлен частотой их применения в продуктах из гидробионтов и данными о взаимодействии с хитозаном. Коптильный препарат и хитозан способны смешиваться между собой в широком диапазоне концентраций, образовывать термоустойчивые гели, а также пленки, окрашенные в золотистые тона и обладающие ароматом копчения, их смесь стабилизирует белково-липидные эмульсии прямого типа, кроме того, они совместимы в качестве барьеров [3-5]. Широко известна способность альгината натрия, как и других полисахаридов анионного типа, образовывать полиэлектролитные комплек-
Таблица 1
Рацион Содержание в рационе, %
Виварный корм Фарш минтая Гель хитозана 4%-й Раствор альгината натрия 4%-й Коптильный препарат разбавленный
1 Контрольный С добавлением: 100 - - - -
2 хитозана (ХТЗ) 50 38 12 (0,48)* - -
3 альгината натрия (АН) 50 38 - 12(0,48)* -
4 коптильного препарата (КП) смесей: 50 38 - - 12
5 ХТЗ : АН (1 : 0,5) 50 38 8(0,32)* 4(0,16)* -
6 ХТЗ : АН (1 : 2) 50 38 4(0,16)* 8(0,32)* -
7 ХТЗ : КП (1 : 0,5) 50 38 8 (0,32)* - 4 (0,16)*
8 ХТЗ : АН (1 : 2) 50 38 4(0,16)* - 8 (0,32)*
* Содержание компонента в пересчете на сухое вещество.
сы с хитозаном. При этом важно, что свойства композитов отличны от свойств исходных соединений [4,6].
Таблица 2
Компонент
Содержание в рационе, %
1
Виварный корм 50 50 50 50 50 50
Фарш минтая 50 41 41 41 41 41
Хитозан не обработанный* - 9 - - - -
Хитозан обработанный при, °С:*
90 - - 9 - - -
120 - - - 9 - -
160 - - - - 9 -
-196 - - - -
________________________ ----- 9
* Хитозан применяли в виде 4%-го р-ра в 1%-й уксусной кислоте.
В табл. 2 приведен состав рационов с термически обработанным хитозаном. Интервал температур обработки принимали с учетом известного влияния этого параметра на свойства хитозана, в частности его молекулярную массу, способность к набуханию, растворимость, транспортные свойства [4]. Влияние температурного диапазона, принятого в технологии пищевых продуктов, на медико-биологический эффект хитозана остается не выясненным. В приготовлении кормов использовали хитозан, термически обработанный в твердофазном состоянии при температуре 90, 120 и 160°С (экспозиция 15 мин), моделируя процессы бланширования, стерилизации и обжаривания. Отдельный образец хитозана подвергали воздействию температуры -196°С в течение 10 мин, погружая его в жидкий азот, что соответствует условиям, способствующим снижению вяжущего привкуса полимера [7].
О лечебном действии хитозана судили по динамике показателей сыворотки крови - исходного и экспериментального материала. Показатели сыворотки крови животных оценивали методами, принятыми в гигиенической практике и статистике [8], проводя анализы через 15и 30 сут с начала кормления рационами с хитозаном. В сыворотке крови определяли следующие показатели: содержание общих липидов (ОЛ), триглицеридов (ТГ), фосфолипидов (ФЛ), холестерина (ХС), липо-протеидов высокой плотности (ЛПВП), липопротеи-дов низкой плотности (ЛПНП), активность аланин- и аспартат-аминотрансфераз (АлАТ и АсАТ), а также расчетные индексы - соотношение фосфолипидов и холестерина сыворотки крови (ФЛ/ХС), липопротеи-дов высокой и низкой плотности (ЛПВП/ЛПНП), коэффициент де Ритиса.
Анализ состояния сыворотки крови животных, достигших модели атеросклероза и получавших виварный корм без добавок, показывает отсутствие статистически достоверных изменений как в течение отдельных этапов кормления - 0-15 сут (1-й этап), 16-30 сут (2-й этап), так и всего эксперимента. Показатели сыворотки крови животных, принимавших корм с индивидуальными добавками, подверглись изменениям, уровень которых зависит от вида компонента и этапа наблюдений.
Корм с хитозаном по окончании 1-го этапа наблюдений вызывал наиболее существенные изменения показателей по сравнению с нулевым контролем. Достигнутый на 1-м этапе лечебный эффект хитозана оставался достоверно постоянным в течение 2-го этапа кормления животных, за исключением ХС и АсАТ, а также ФЛ/ХС и коэф. де Ритиса, значения которых продолжали изменяться, но со значительно меньшей скоростью.
Альгинат натрия, обладающий лечебными свойствами [9], также проявлял их, будучи внесенным в корм, но в отличие от хитозана эти свойства имели меньший эффект и проявились на 2-м этапе эксперимента. Исключение для данного образца корма составили содержание в сыворотке ЛПНП и ЛПВП и их соотношение, изменявшиеся в течение обоих периодов. Динамика показателей сыворотки крови биообъектов, принимавших корм с добавлением коптильного препарата, несмотря на отсутствие прямых указаний на его лечебные свойства, также отличалась положительными изменениями, близкими по величине и характеру к тем, что были получены для корма с альгинатом натрия. Корма, содержащие хитозан, попарно комбинированный с альгинатом натрия и коптильным препаратом в различных соотношениях (табл. 2), обладали лечебным эффектом, достоверно различавшимся у каждого образца. Уровень лечебного эффекта и время его проявления определяются присутствием обоих компонентов с преобладающим влиянием концентрации хитозана на указанные параметры. Значения всех исследованных биологических показателей сыворотки крови животных, получавших корма с хитозаном в комбинации с альгинатом натрия или коптильным препаратом, количественно вписываются в пределы, ограниченные данными для кормов с хитозаном, с одной стороны, и альгинатом натрия или коптильным препаратом - с другой.
Таким образом, присутствие альгината натрия или коптильного препарата в продуктах из гидробионтов, включающих хитозан как функционально-технологическую добавку, в исследованных условиях не снижают его лечебный эффект. Альгинат натрия в присутствии хитозана проявляет индивидуальное лечебное действие, чем увеличивает суммарный лечебный эффект.
Анализ динамики показателей крови исходных и экспериментальных животных на разных стадиях исследования позволяет выявить их достоверное положительное изменение. В то же время исследованные характеристики крови даже через 30 сут содержания животных на хитозановой диете не достигали, за небольшим исключением, исходных значений. Это объясняется сложностью нивелирования атеросклеротического эффекта. Присутствие в корме хитозанов различной термообработки вызывало сходные по характеру, но сдвинутые по количественному уровню изменения показателей. Близкое к контролю липотропное действие оказывали хитозаны, подвергшиеся воздействию положительных температур. С различием, не превышающим 10%, они способствовали снижению содержания в сыворотке крови ОЛ, ХС, ЛПНП и активности АсАТ и АлАТ, росту количества ЛПВП. По индексу ФЛ/ХС термообработанные хитозаны по сравне-
нию с контролем примерно на 25% дают лучшие результаты, а по индексу ЛПВП/ЛПНП - значения одного порядка. Хитозан, обработанный при сверхнизкой температуре, составлял некоторое исключение среди других образцов. Сохраняя положительную антисклеротическую направленность, криообработанный хитозан имел меньшую эффективность лечебного действия. В зависимости от исследуемого показателя отставание от контрольного образца по эффективности составляло 12-35%. Максимальные отличия отмечены в содержании ХС, ФЛ, активности АсАТ и АлАТ, минимальные -в количестве ОЛ и ЛПНП.
По содержанию ФЛ хитозан, обработанный при -196°С, не уступал по положительной динамике контролю и на 20-30% превосходил хитозаны, прогретые при 120и 160°С. Отличительная особенность термообработанного хитозана, по-видимому, связана с потерей его активных в лечебном отношении низкомолекулярных фракций во время контакта с жидким азотом [6].
Таким образом, установлено, что положительные температуры в незначительной степени снижают медико-биологический эффект хитозана, в то время как низкие отрицательные температуры существенно его уменьшают.
В результате исследований на биологических моделях установлено, что хитозан, используемый как функционально-технологический компонент в производстве пищевых продуктов, обладает выраженным медико-биологическим эффектом. На уровень медико-био-
логической эффективности хитозана в продукте оказывают влияние молекулярная масса полимера, химический состав пищевой среды и режимы термической обработки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Запад-
нюк Б.В. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте. - Киев: Вища школа. Головн. изд-во, 1983.-383 с.
2. Мещерская К.А., Королева Н.П. Модель экспериментального атеросклероза коронарных артерий у крыс // Атеросклероз.-М.: Медицина, 1961.-С. 14-98.
3. Ким Г.Н., Сафронова Т.М. Барьерная технология переработки гидробионтов. - Владивосток: Дальнаука, 2001. - 169 с.
4. Хитин и хитозан: получение, свойства и применение / Под ред. К.Т. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. - М.: Наука, 2002. - 368 с.
5. Ким Г.Н. Обоснование и разработка барьерной технологии продуктов из гидробионтов: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. -Калининград, 2002. - 48 с.
6. Сафронова Т.М., Максимова С.Н., Быканова О.Н., Тарасенко Г.А. Исследование изменений лечебных свойств хитозана, включенного в пищевые системы // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. -№ 4. - С. 18-20.
7. Максимова С.Н. Совершенствование технологии пищевого хитозана: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Владивосток, 1998.-25 с.
8. Лабораторные методы исследования в клинике / Под ред. В.М. Меньшикова. - М.: Медицина, 1967. - 368 с.
Поступила 15.07.08 г.
BIOLOGICAL EFFECTS OF CHITOSANS IN FOOD PRODUCTS
O.N. BYKANOVA1, S.N. MAKSIMOVA1, G.A. TARASENKO2
1 Far Eastern State Technical Fisheries University (Dalrybvtuz),
52 b, Lugovaya st., Vladivostok, 690950; ph./fax: (4232) 26-42-84, 44-24-32, e-mail: maxsvet61@mail.ru
2 Vladivostok State Medical University,
2 a, Ostryakova av., Vladivostok, 690090; ph./fax: (4232) 45-18-36
Research interaction medical properties chitosans and temperature his processing by productions foodstuffs from hydrobionts. Determined biochemical indication blood initial and experiments animals characterized lipo effects chitosans. By confirmed expressive lipo effects chitosans and establish insignificant redactions effectiveness polymers processing in intervals temperatures adopt in technologies foodstuffs.
Key words: chitosan, alginate natrii, atherosclerosis, foodstuffs, medical-biological effects.
615.451.16:633.81:633.88
КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ЭКСТРАКТОВ ЭХИНАЦЕП ПУРПУРНОЙ, ИЗВЛЕКАЕМЫХ РАЗНОПОЛЯРНЫМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ
В.А. МАЛЬЦЕВА, В.Е. ТАРАСОВ
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; факс: (861) 259-65-92, электронная почта: tarasov@kubstu.ru
Исследованы сырье и экстракты эхинацеи пурпурной, выращенной на территории Краснодарского края, с целью подбора эффективного растворителя для сбалансированного экстрагирования комплекса биологически активных веществ (БАВ) эхинацеи. Представлены данные по компонентному составу разнополярных экстрактов, спектры их поглощения, хроматограмма СО 2-экстракта. Даны рекомендации по использованию этих продуктов в лечебно-профилактических косметических и пищевых препаратах.
Ключевые слова: эхинацея пурпурная, компонентный состав, экстракты, биологически активные вещества.
