CC BY
76
ßP
ТЕХНОЛОГИИ/ Функциональные продукты
Комплексные биологически
активные добавки для профилактики остеопороза в составе мясных _продуктов
А.В. Устинова, доктор техн. наук, А.С. Дыдыкин, канд. техн. наук, А.П. Попова, Е.В. Сурнин
ГНУ ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии
Современная демографическая ситуация и её прогноз свидетельствуют о том, что в ближайшее десятилетие в структуре населения планеты будет расти доля пожилых людей. Это выдвигает перед человечеством необходимость решения задачи по продлению периода активной жизни с минимальными потерями от дисфункциональных расстройств, присущих пожилому возрасту.
^ Наиболее распространенными заболеваниями опорно-двигательного аппарата (ОДА) являются заболевания суставов. В свою очередь наиболее частыми заболеваниями суставов являются остео-артрозы или дегенеративные заболевания.
Питание — наиболее сильный фактор, оказывающий влияние на состояние здоровья человека во все периоды его жизни. Важную роль в питании при заболеваниях опорно-двигательной системы играют соединительнотканные белки, которые являются источником «строительного материала» для хрящей, связок и сухожилий. Коллаген составляет основу соединительной ткани человека (хрящей, костей, связок, сухожилий, кожи и др.) и обеспечивает ее прочность. Белок, подвергнутый гидролизу, содержит в большом количестве аминокислоты (пролин, гидрокси-пролин, глицин), коллагеновые пептиды и биогенный трипептид
Показатели Массовая доля, г/100 г
Влага 57,0
Белок, в т.ч. 21,2
соединительнотканный 12,75
Жир 21,0
Зола 0,8
Таблица 1. Химический состав мякотной части свиных ножек
— глицин-гистидин-лизин, которые обладают способностью оказывать положительное влияние на деятельность хрящевых и костных клеток, стимулируя синтез физиологического коллагена и других веществ, создающих хрящевую и костную матрицу.
Мясная промышленность располагает значительными ресурсами кол-лагенсодержащего сырья с высоким содержанием соединительно-тканных белков. Источником их, а также минеральных веществ, в т.ч. кальция, могут являться свиные ножки.
Анализ пищевой ценности (табл. 1) свиных ножек показал, что данный вид малоценного мясокостного сырья богат соединительно-тканным белком и рядом аминокислот, входящих в состав коллагена.
Минеральный состав мякотной и костной частей свиных ножек представлен в табл.2. и свидетельствует, что костная ткань является значительным источником биологически активного кальция и других ценных макро- и микроэлементов.
С учетом физиологической функциональности и достаточной сырьевой обеспеченности была разработана биотехнология комплексного белково-минерального обогатителя из свиных ножек.
С целью выбора ферментного препарата для гидролиза коллагена проведены исследования эффективности двух видов ферментов животного происхождения — ферментного комплекса суспензии
Ключевые слова: остеопороз, коллагено-вый гидролизат, костный препарат, витамины, минералы, белково-минеральный обогатитель.
поджелудочной железы свиней (СПЖС) и коллагеназы камчатского краба.
Исследования проводили с использованием свиных ножек, обработанных по традиционной технологии мясокостных субпродуктов на предприятиях мясной отрасли. Ножки измельчали на диски массой около 50 г и обезжиривали путем варки: к одной части свиных ножек добавляли две части воды и выдерживали в течение 40-45 мин при 95-98°С. Выделившийся жир отделяли. Обез-
Химические элементы Мякотная часть, г/100г Кость, г/100г
M ^10-4 M ^10-4
Калий 1748,0 420
Кальций 58,1 27^104
Магний 169,2 1200
Натрий 389,4 2864,8
Кобальт 0,07 —
Марганец 0,36 —
Медь 1,78 0,8
Цинк 31,1 —
Свинец — 0,01
Селен, не менее 1- 10-10 42,5
Таблица 2. Минеральный состав и костной частей свиных ножек
мякотной
Функциональные продукты / ТЕХНОЛОГИИ
ЁР
жиренные свиные ножки помещали в емкость для ферментации, куда вносили активированный ферментный комплекс СПЖ или коллагеназу камчатского краба с одинаковой ферментной активностью. Термостатирование проводили при рН = 7,0 и температурах 45°С для СПЖС или 37°С для коллагеназы камчатского краба.
Гидролиз проводили до полного растворения коллагеновых белков, анализируя накопление аминокислот после завершения процесса гидролиза. Продолжительность гидролиза мясокостного сырья для СПЖС составила 8 ч., для препарата коллагеназы — 12 ч. С целью инактивации ферментных комплексов по окончании процесса гидролиза проводили варку в течение 20-30 мин.
Проведенными исследованиями по отработке рациональных параметров гидролиза установлено, что гидролиз СПЖС наиболее эффективен и обеспечивал выход свободных аминокислот на уровне 80% за 8 ч. Уровень выхода аминокислот при гидролизе ферментом коллагеназой был ниже при продолжительности гидролиза 12 ч. (табл. 3).
Отмечено высокое содержание глицина, аланина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, пролина в гидролизатах, т.е. тех аминокислот, которые преимущественно содержатся в коллагене. Аминокислотный состав полученных гидроли-затов не имеет больших различий.
Гидролизат, полученный с применением СПЖС, содержит около 70% наиболее усвояемых низкомолекулярных пептидных фракций массой от 16 до 25 кДа, а с применением коллагеназы — 12,9%. При этом в сравнении с «Коллагеном-ультра» отмечено преимущество гидролизатов из свиных ножек по содержанию низкомолекулярных пептидных фракций. Далее все исследования велись с гидролизатом, полученным с использованием СПЖС. Выбор данного вида ферментов обуславливается эффективностью их использования при гидролизе колла-генсодержащих субстратов, относительно недорогой стоимостью и доступностью.
Гидролизат отделяли от кост-
Аминокислоты Содержание, г/100г продукта
Ферментный гидролизат (коллагеназа) Ферментный гидролизат (комплекс СПЖС)
М^10-6 М^10-6
Аспарагиновая кислота 220,2 230,6
Треонин 112,2 130,8
Серин 62,8 64,2
Глутаминовая кислота 2846,8 2913,4
Пролин 359,6 374,8
Глицин 3000,0 3015,6
Аланин 762 ,0 797,2
Валин 64,2 64,4
Таблица 3. Аминокислотный состав гидролизата из свиных ножек
ного остатка, проводили очистку с применением угольного фильтра, подвергали сушке. Сухой гидроли-зат исследовали по показателям, представленным в табл. 4.
Костный остаток подвергали автоклавированию, сушке и измельчению.
Минеральный состав полученного костного порошка в сравнении с другими препаратами легкоусвояемого органического кальция приведен в табл. 5.
На основании анализа нутри-циологических рекомендаций к питанию пожилых людей с учётом банка данных по основному сырью и ингредиентам, учитывая направленность продукта на профилактику заболеваний опорно-двигательной системы, была разработана рецептура комплексной
белково-минеральной добавки. Кроме гидролизата коллагена, учитывая его невысокий выход из мя-котной части ножек (6-7%), в состав комплексной добавки включили изолированный животный белок, который на 90-95% представлен коллагеном, являющимся строительным материалом для регенерации хрящевой и костной системы. В состав одной из рецептур БМО включены хондропротек-торы — хондроитин сульфат и глюкозамин, относящиеся к классу сложных углеводов. Важными нут-риентами в профилактике и лечении остеопороза являются глюко-замины и хондроитин сульфат, способствующие поддержанию упругости и эластичности хряща. Хондроитин обладает противовоспалительной активностью, стиму-
Показатели Характеристика (содержание)
Внешний вид и цвет Порошок однородный, светло-желтого цвета, гигроскопичный
Запах Характерный, без гнилостного
Массовая доля влаги, % 3,0
Массовая доля белка, % 90,0
Массовая доля жира, % 5,0
Массовая доля золы % 2,0
Таблица 4. Физико-химические показатели сухого гидролизата
№ 5 октябрь 2011 ВСё О МЯСЕ
27
fiP
ТЕХНОЛОГИИ / Функциональные продукты
Соли Массовая доля солей, г/100 г
Препарат кости Яичная скорлупа Препарат «Цыгапан»
Калия 0,30 0,08 0,07
Кальция 25,3 33,4 17,49
Магния 1,05 0,41 0,68
Фосфора 10,8 0,12 2864,8
Натрия 2,62 0,08 8,75
Кобальта 1,3^10-4 7^10-6 4^10-4
Марганца 5,7^10-4 4^10-5 5,5^10-4
Меди 1,9^10-4 9,2^10-5 2^10-4
Железа 11,5^10-4 28^10-4 24^10-4
Цинка 89^10-4 4^10-4 12^10-3
Фтора 73,1^10-4 1,23^10-4 W0-3
Селен 18^10-4 — —
Таблица 5. Минеральный состав костного порошка
качестве носителей использованы инулин и пищевая клетчатка, которые обеспечат организм пищевыми волокнами, необходимыми для его нормального функционирования и которые предотвращают выведение из организма кальция и железа.
Комплексная добавка — бел-ково-минеральный обогатитель (БМО), состав которого приведен в таблице 6, представляет собой продукт, приготовленный путем смешивания компонентов.
За счет применения 5% БМО в 100 г специализированного про-
лирует синтез гиалуроновой кислоты и протеогликанов, ингиби-рует действие протеолитических ферментов.
Согласно физиологическим нормам потребности, рекомендуемая норма потребления глюкозамин сульфата составляет 700 мг/сутки. Углеводы в количестве около 1% определены нами в составе гидро-лизата, однако их уровни не обеспечивают рекомендуемые уровни потребления.
Для усвоения кальция в состав добавки введены витамины О, а также Е и С, как антиоксиданты, в
Наименование Ингредиенты
БМО ВНИИМП-1 Белковый гидролизат, изолированный животный белок, костный порошок, инулин, растительная клетчатка, витамины О, С и Е, хондроитин сульфат, глюкозамин
БМО ВНИИМП-2 Белковый гидролизат, изолированный животный белок, костный порошок, инулин, растительная клетчатка, витамины О, С и Е
БМО ВНИИМП-3 Изолированный животный белок, костный порошок, инулин, растительная клетчатка, витамины О, С и Е
БМО ВНИИМП-4 Изолированный животный белок, скорлумин, растительная клетчатка, витамины О, С и Е
Таблица 6. Состав белково-минерального обогатителя
дукта для геродиетического питания будет обеспечено (от суточной нормы потребности): кальция — 37,5%, пищевых волокон — 7,5% витаминов C — 45%, D — 25%, Е — 33%.
По результатам выполненных исследований разработана техническая документация ТУ 9197007-00419779-10 "Белково-мине-ральные обогатители «БМО-ВНИИМП»" и технологической инструкции на их производство. БМО предназначены для использования в составе функциональных продуктов для снижения риска или профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата.
Разработанные белково-мине-ральные добавки «БМО-ВНИИМП» обеспечат решение проблем, связанных как с рациональным использованием сырья в мясной промышленности, так и с профилактикой остеопороза, существенно изменив прогноз развития заболевания и снизив риск развития новых переломов любой локализации.
Литература
1. Антипова Л.В. Основы рационального использования вторичного коллагенсодер-жащего сырья в мясной промышленности/ Антипова Л.В., Глотова И.А.// ВГТА. -Воронеж, 1997. - 248 с.
2. Андреенко Л.Г., Антипова Т.А., Симоненко С.В. Вопросы питания пожилых. - М. -2007. - 275с.
3. Иванкин А.Н. Красноштанова А.А. Гидролиз нанобиомакаромолекуляпных систем.
- М. - 2010г. - 394с.
4. Касьянов Г.И., Запорожский А.А., Юдина С.б. Технология продуктов питания для людей пожилого и прекронного возраста/ Ростов-на-Дону: издательский центр Март. - 2001. - 192 с.
5. Лисицын А.Б. Производство мясной продукции на основе биотехнологии. Под общей ред. академика Россельхозакаде-мии Липатова Н.Н. / Лисицын А.Б., Липатов Н.Н., Кудряшов Л.С., Алексахина В.А. // М.: ВНИИМП, 2005. - 369 с.; - 63 табл.;
- 32 ил.
Контакты:
Александра Васильевна Устинова, тел.: +7(495) 676-75-41, Андрей Сергеевич Дыдыкин, Анастасия Павловна Попова, Егор Владимирович Сурнин
