CC BY
53
Фитонапитки в профилактике сахарного диабета
Л.А. Маюрникова, Е.В. Шигина, С.А. Гильмулина
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
В последнее время среди метаболических патологий первое место прочно занял сахарный диабет (СД). Это эндо-кринно-обменное заболевание, в основе которого лежит дефицит гормона инсулина, развивающийся в результате ряда экзо- и эндогенных факторов и ведущий к нарушению всех видов обмена веществ [1].
Наряду с сердечно-сосудистыми и онкологическими заболеваниями, СД входит в тройку основных причин высокой инвалидизации и смертности населения. Например, летальность увеличивается в 2-3 раза, риск развития ишемической болезни и инфаркта миокарда — в 2, патологии почек — в 17, гангрены нижних конечностей — в 20, гипертонической болезни — более чем в 3 раза [1, 2].
В мире насчитывается более 150 млн больных сахарным диабетом, что составляет от 2 до 5 % населения западных стран и 10-15 % развивающихся. Предполагается, что к 2010 г. количество больных сахарным диабетом достигнет 240 млн, а к 2025 г. — 300 млн [3].
По данным Всемирной организации здравоохранения, Россия входит в первую десятку стран с наивысшими показателями уровня заболеваемости сахарным диабетом, причем из года в год количество больных неуклонно растет. Например, общее число зарегистрированных больных СД в России в 1997 г. составляло 2,1 млн человек, в 2001 г. количество больных достигло 3 млн, а к 2010 г. предполагается, что их количество возрастет до 5-7 млн [2]. Однако приведенная статистика касается лишь лиц, официально обратившихся за помощью в медицинские учреждения. По неофициальным данным, реальное количество больных СД уже на сегодняшний день составляет порядка 8 млн. Из них сахарным диабетом 1-го типа страдают порядка 10-15 % лиц в возрасте до 30 лет, из которых 54 % приходится на долю детей [3].
Таким образом, сахарный диабет — одна из серьезнейших медико-социальных проблем на сегодняшний день, относящихся к приоритетным направлениям национальной системы
здравоохранения РФ. При этом диагностика и терапия сахарного диабета требуют от систем здравоохранения огромных социально-экономических затрат, поэтому на первый план выходит профилактика заболевания и его осложнений.
Диетотерапия — один из определяющих элементов в концепции профилактики и лечения СД. Общие принципы диетотерапии при СД — это резкое ограничение приема легкоусвояемых простых сахаров, насыщенных жиров, поваренной соли, алкоголя, снижение потребления холестерина, увеличение употребления продуктов с высоким содержанием пищевых волокон, дробность питания (5-6 раз в день) [1].
С целью повышения эффективности диетотерапии при СД в рацион больных необходимо включать специальные диетические продукты, в том числе обогащенные пищевыми волокнами, витаминами, микроэлементами и другими биологически активными веществами (БАВ). Потребление таких продуктов направлено в первую очередь на нормализацию обмена веществ, улучшение пищеварения, повышение иммунитета, предупреждение поражений органов и нарушений функционирования систем организма человека.
У больных с сахарным диабетом выявляется выраженное снижение количества антиоксидантов (АО) в организме, что неизбежно приводит к активации свободно-радикальных процессов. Внутриклеточные биохимические изменения при диабете, возникающие при нарушении метаболизма глюкозы, также обусловливают активацию пере-кисного окисления липидов (ПОЛ). Дополнительное поступление АО стимулирует секрецию инсулина и нормализует показатели ПОЛ, способствует профилактике тромботических осложнений, нормализует окислительно-восстановительные процессы, повышает адаптивные возможности организма.
Надежным и доступным источником антиоксидантов служит лекарственное растительное сырье (ЛРС). Растения содержат широкий спектр биологически активных веществ, повышающих
антиоксидантный статус организма, из которых наиболее важные — фла-воноиды, витамины, микроэлементы и дубильные вещества.
Традиционно ЛРС входит в состав медицинских сборов, рекомендуемых при диабете. Несомненные преимущества фитотерапии в том, что она редко сопровождается побочными реакциями, сочетается с лекарственными веществами, уменьшает суточную потребность в инсулине, оказывает иммуностимулирующее действие, увеличивает тонус ЦНС и др. [1]. Однако ограниченность мест приобретения сборов (аптечная сеть), неудобство в использовании (длительное настаивание, фильтрование), низкие органо-лептические свойства и часто довольно высокая цена, не способствуют повышенному спросу на данный вид продукции. На наш взгляд, перспективно использовать разработанные фармацевтической промышленностью сборы в качестве основы лечебно-профилактических продуктов, т.е. сочетание фитотерапии и диетотерапии.
В настоящее время значительную нишу пищевой индустрии занимает производство безалкогольных напитков. Они круглый год популярны среди всех слоев населения. Эта группа продуктов удобна для широкого использования и в рационе лиц с СД, с точки зрения его оптимизации. Правильный подбор функциональной основы позволит избежать внесения красителей, ароматизаторов, консервантов, что немаловажно, а также придать продукту определенную лечебно-профилактическую направленность.
В связи с актуальностью проблемы целью наших исследований стала разработка лечебно-профилактических безалкогольных напитков для лиц, страдающих СД. Новым подходом стало совместное использование традиционных методов, применяемых при СД-фито- и диетотерапии, что, по мнению специалистов, более эффективно как с лечебно-профилактических, так и с социально-экономических позиций.
Работу проводили в несколько этапов. На первом подбирали растительную основу разрабатываемых напитков. Из всего многообразия рекомендуемых сборов были выделены десять. При выборе сборов лекарственных растений руководствовались химическим составом (отсутствием сильнодействующих веществ, высоким содержанием витаминов, антиоксидантов), фармакологическими свойствами, доступностью и распространенностью сырья для обеспечения заготовок промышленных партий. Состав исследуемых противо-диабетических сборов представлен в табл. 1.
5•2006
40
Общее содержание растений в сборах не превышает пяти, что в нашем случае оптимально с точки зрения прогнозирования проектируемых свойств напитков.
На втором этапе исследовали параметры извлечения БАВ из лекарственных сборов и получения функциональной основы напитков. Для этого были установлены следующие критерии: высокие органолептические показатели вытяжки, в том числе высокий выход биологически активных веществ; высокая антиоксидантная активность (АОА); доступность и простота технологии выбранного способа извлечения БАВ.
Экстрагирование — наиболее доступный и распространенный в пищевой промышленности способ получения БАВ. На эффективность процесса экстрагирования влияют следующие факторы: природа экстрагента, темпе-
мг/100 г 36 32 -28 24 20 16 12 8 4 0
1 2 3 4 5 6 7
I I Содержание аскорбиновой кислоты I I Содержание биофлавоноидов
Характеристика водных экстрактов, приготовленных из сборов растительного сырья
Таблица 1
Лекарственное растительное сырье
№ сбора Брусника (листья) Горец птичий (листья) Девясил высокий (корень) Зверобой (листья) Крапива двудомная (листья) Лопух большой (корень) Одуванчик лекарственный (корни) Пастушья сумка (листья) Подорожник большой (листья) Фасоль (створки) Черника(побеги) Хвощ полевой (листья)
1 + + +
2 + + +
3 + + + + +
4 + + + +
5 + + +
6 + + + + +
7 + + +
8 + + + +
9 + + + +
10 + + + +
10 № сбора
ратура и продолжительность экстракции, разность концентраций веществ в системе и гидродинамические условия, анатомическое строение растительного материала, соотношение сырье: экс-трагент [4, 5].
Используемый экстрагент должен максимально извлекать необходимые согласно цели экстрагирования соединения, быть безопасным и доступным. В данном случае предпочтение отдано водной обработке растительного сырья, которая полностью отвечает вышеперечисленным требованиям, позволяет переходить в раствор таким вкусоароматическим соединениям, как полисахариды, пигменты, дубильные вещества, циклические спирты, органические кислоты, а также антиокси-дантам — некоторым флавоноидам, дубильным веществам, микроэлементам, витаминам [4].
Оптимальные соотношения твердой (ЛРС) и жидкой фаз (экстрагента), ко-
торые определяли методом «зеркала» [5], составили 1:5-1:7.
Температурный режим экстрагирования определен в 50 °С, так как при этой температуре обеспечивается сохранение активности наиболее ценных биологически активных соединений, а также высокий выход вкусоароматиче-ских веществ сырья.
С целью установления продолжительности экстрагирования с определенной периодичностью измеряли выход сухих веществ. Оптимальное время экстрагирования определяли по максимальному содержанию веществ в вытяжке, которое составило для сборов № 1, 4, 7, 10-5 ч (максимальное содержание сухих веществ находилось в пределах 2,7-3,2 %), для сборов — от № 2, 3, 5, 6, 8, 9-6 ч (3,0-3,2 %).
После окончания экстракции растительное сырье отжимали, отделяли жидкую фазу и определяли выход экстрактов, составивший в среднем 70 %.
Важный фактор при создании продукции для диабетиков — высокое содержание веществ — антиоксидантов. Величина антиоксидантной активности (АОА) противодиабетических сборов на основе растительного сырья — комплексный показатель, характеризующий суммарное содержание БАВ [6]. Анализ справочных данных показал, что анализируемые растения наиболее богаты флавоноидами, из которых особенно часто встречаются кверцетин, авикулярин, лютеолин, кемп-ферол, гиперозид, рутин, кверцитрин, изокверцитрин, антраценпроизводные (гиперицин, псевдогиперицин, галловая, кофейная, хлорогеновая кислоты и др.). Все растения содержат витамины (особенно богаты аскорбиновой кислотой), танин, стерины, свободные органические кислоты, БАВ, обусловливающие гипогликемическое действие растений (инулин, гликозид миртиллин и неомир-тиллин, галенин, инозин и др.) [1, 7, 8]. В этой связи можно предположить, что АОА экстрактов из исследуемых сборов определяется, в большей степени, содержанием фенольных соединений и аскорбиновой кислоты.
В полученных экстрактах устанавливали содержание биофлавоноидов (в пересчете на рутин) и аскорбиновой кислоты. Результаты исследований, представленные на рисунке, позволяют по содержанию биофлавоноидов ранжировать исследуемые сборы в следующем порядке: № 3, № 9, № 2, № 8, № 10, № 5, № 6, № 7, № 4, № 1. По содержанию аскорбиновой кислоты — соответственно: № 9, № 8, № 3, № 5, № 6, № 10, № 4, № 2, № 7, № 1.
Совокупность полученных результатов с органолептическими показателями положена в основу выбора пяти наиболее перспективных экстрактов для
5 • 2006
8
9
41
Таблица 2
№экстракта Концентрация МДА, СМДА, ммоль/л
№ 2 0,0188
№ 3 0,0135
№ 8 0,0283
№ 9 0,0169
№ 10 0,0291
получения лечебно-профилактических напитков — № 2, № 3, № 8, № 9, № 10.
Завершающим этапом исследований стало определение антиоксидантной активности отобранных пяти экстрактов. Представляло интерес проследить зависимость величины АОА вытяжек из сборов от содержания флавоноидов и аскорбиновой кислоты, определенных ранее. С этой целью использовали один из наиболее доступных и в то же время достоверных способов, основанный на измерении концентрации малонового диальдегида (МДА) в биологических системах [9]. Перекисное окисление липидов (ПОЛ) в сыворотке крови вызывали нагреванием ее на водяной бане при постоянном перемешивании. Процесс останавливали добавлением исследуемых экстрактов. Соответственно, чем выше концентрация образующегося в сыворотке крови МДА,
тем ниже АОА исследуемых экстрактов. Данные исследования приведены в табл. 2.
На основании совокупности приведенных данных АОА исследуемых экстрактов можно выстроить ряд: № 3 > > № 9 > № 2 > № 8 > № 10. Анализ результатов показал, что АОА исследуемых экстрактов коррелирует с ранее определенным в экстрактах содержанием биофлавоноидов и аскорбиновой кислоты.
Таким образом, экстракты, приготовленные из сборов растительного сырья № 3 и № 9, обладают наибольшей величиной АОА по сравнению с другими. Кроме того, данные сборы характеризовались высоким выходом сухих веществ (3,2 %), наибольшим содержанием аскорбиновой кислоты и биофлавоноидов.
Выбранные сборы (№ 3 и № 9) и экстракты из них были использованы в качестве функциональной основы безалкогольных лечебно-профилактических напитков «Янтарный» и «Лесная сказка», на которые была разработана соответствующая техническая документация.
В качестве сахарозаменителя в напитках использована фруктоза, которая является одним из наиболее часто встречающихся видов натурального сахара.
В целом разработанные напитки характеризуются полным отсутствием син-
тетических пищевых добавок, выраженной АОА, и их можно рекомендовать в качестве компонента диетотерапии людям, страдающим нарушениями углеводного обмена, в том числе сахарным диабетом.
ГОУ
ЛИТЕРАТУРА
1. Громнацкий Н.И. Диабетология. — М.: ВУНМЦ МЗ РФ, 2002.
2. Дедов И.И., Миленькая Т.М., Шестакова М.В. Сахарный диабет: ретинопатия, нефропа-тия. — М.: Медицина, 2001.
3. Дедов И.И., Шестакова М.В. Сахарный диабет. — М.: Универсум Паблишинг, 2003.
4. Лысяевский В.М., Гренденюк С.М. Экстрагирование в пищевой промышленности. — М., 1997.
5. Муравьев И.А. Технология лекарств. Т. 1. — М.: Медицина, 1980.
6. ШкаринаЕ.И., Максимова Т.В., ЛозовскаяЕ.Л. и др. О влиянии биологически активных веществ на антиоксидантную активность фи-топрепаратов//Химико-фармацевтический журнал. 2001. Т. 35. № 6. С. 40-47.
7. Гринкевич Н.И. Лекарственные растения. — М.: Высшая школа, 1992.
8. Телятьев В.В. Полезные растения Центральной Сибири. — Иркутск: Восточно-Сибирское книжное издательство, 1987.
9. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиабарбиту-ровой кислоты//Современные методы в биохимии. — М.: Медицина, 1977, С. 66-68. &
5 • 2006
42
