Медико-биологические свойства функциональных пищевых продуктов с арабиногалактаном лиственницы Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 57.087.1:674.032.14:615.322[664.681.9+664.665]

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С АРАБИНОГАЛАКТАНОМ ЛИСТВЕННИЦЫ

л л о о

В. А. Бабкин1, Е .Н. Медведева1, З. Г. Самбуева2, В. Б. Хобракова2, Н. А. Неверова1, Б. О. Суюнчева3, А. А.Таций3

ФГБУН Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1,[email protected]. 2ФГБУН Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047,г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, [email protected]. 3ФГБОУ ВПО Северо-Кавказский государственный технический университет, 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2; [email protected].

В опытах на лабораторных животных установлено, что ржано-пшеничный хлеб и овсяные пряники, содержащие арабиногалактан, проявляют значительную иммуномодулирующую активность на фоне иммунодепрессии, вызванной азатиоприном. Кроме того, обнаружено, что исследованные продукты способствуют ограничению прироста массы животных, снижают содержание в крови холестерина и липопротеидов низкой плотности. На модели сахарного диабета установлено снижение содержания сахара в крови животных, получавших хлебопродукты с арабиногалактаном.

Полученные результаты позволяют рекомендовать указанные продукты в качестве лечебно-профилактических для введения в рацион лицам с ослабленным иммунитетом, с повышенной массой тела, а также больным сахарным диабетом. Ил. 3. Табл 2. Библиограф. 12 назв.

Ключевые слова: функциональные пищевые продукты, медико-биологические свойства, арабинога-лактан лиственницы.

MEDICOBIOLOGIC PROPERTIES OF FUNCTIONAL FOODSTUFFS WITH LARCH ARABINOGALACTAN

V.A. Babkin1, E.N. Medvedeva1, Z.G. Sambueva2, V.B. Khobrakova2, N.A.

1 о о

Neverova',B.O. Suyuncheva3, A.A. Tatsiy3

1A.E. Favorskiy Institute of Chemistry SB RAS,

1, Favorskiy St, Irkutsk, 664033 Russia, [email protected]. 2Institute of General and Experimental Biology SB RAS,

6, Sahyanovoy St., Ulan-Ude, 670047 Russia, [email protected]. 3North Caucasus State Technical University,

2, Kulakov St., Stavropol, 355029 Russia, [email protected].

In present work, medical and biological properties of oat cakes and rye-wheat bread with addition of arabinoga-lactan have been studied on laboratory animals. Immunomodulating, antioxidant activity, narcotic sleep duration, the effect of arabinogalactan addition on blood pressure, lipid metabolism, enzyme activity of the stomach and pancreas, urinary system functional state, diabetes coars have been examined. The pastries and bread with arabinogalactan addition are appeared to be therapeutic and prophylactic food and can be recommended to people with weakened immune system, overweight, diabetic patients, and sickly colds persons. 3 figures. 2 tables. 12 sources.

Keywords: arabinogalactan, oat cakes, rye-wheat bread, immunomodulating activity, antioxidant activity.

ВВЕДЕНИЕ.

В связи с возрастающей популярностью здорового питания производители все больше внимания уделяют функциональным пищевым продуктам, то есть продуктам, обладающим, помимо обычной пищевой ценности, лечебно-профилактическими свойствами.

В последние годы для создания таких продуктов все чаще используются растительные полисахариды. Наиболее перспективной функциональной добавкой к пищевым продуктам является водорастворимый полисахарид арабиногалактан (АГ) из древесины лиственницы, обладающий широким спектром биологической активности [1]. Разработаны рецептуры хлебобулочных и мучных кондитерских изделий с АГ из лиственницы сибирской [2-7]. Проведенные нами ранее исследования [5] показали, что ржано-пшеничный хлеб, изготовленный при добавлении АГ, по качественным показателям превосходит контрольные образцы. Результатом совместных исследований лаборатории химии древесины ИрИХ СО РАН и ЗАО «Иркутский хлебозавод» явилась разработка нового вида мучных кондитерских изделий - овсяных пряников, обогащенных арабиногалактаном [7]. Выпущены опытные партии пряников с АГ.

Известно, что АГ может придавать пищевым изделиям лечебно-профилактические свойства,

обусловленные физиологической активностью самого полисахарида [1].

Цель настоящей работы - изучение медико-биологических свойств разработанных мучных изделий с арабиногалактаном.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Для исследований использовали овсяные пряники, содержащие 1% и 5% АГ от массы муки, изготовленные по методу [7] (ОП-АГ-1% и ОП-АГ-5%, а также ржано-пшеничный хлеб, содержащий 2% АГ от массы муки, выпеченный согласно [5] и высушенный при 105 0С. В качестве контрольных были изготовлены аналогичные изделия, не содержащие арабиногалактана.

Исследования фармакологических свойств изделий проведены на лабораторных животных -крысах обоего пола линии Wistar и мышах обоего пола линии СВА и Р1(СБАхС57В1/6) при скармливании им опытных и контрольных образцов пищевых продуктов. В каждой группе было по 6-7 животных. Указанные виды продуктов крысы получали по 10 г на 1 голову, мыши - по 2 г в сутки в течение 21 дня. Животные контрольных групп получали пряники (Контроль 1) и хлеб (Контроль 2), не содержащие АГ, по аналогичной схеме. Исследования включали определение влияния на состояние функций иммунной, центральной нервной,

л

х

*

О <

о ц

и

5

7 ф

0

1 Ь

2 ц

о и

ю <

100000 90000 80000

60000

^ 70000 х

« 50000

с; ф и

40000 30000 20000 10000

800 700

и 600

о

£ 500 о 400 £ 300 0 200 100

123456789 Номер опыта

2345

6

8 9

Номер опыта

Рис. 1. Влияние продуктов с АГ на антителообразование. 1 - Контроль 1; 2 - Аз; 3 - ПО-АГ-1%; 4 - ПО-АГ-5%; 5 - Аз+ ПО-АГ-1); 6 - Аз+ПО-АГ-5%; 7 - Контроль 2; 8 - Хлеб с АГ: 9 - Аз+ Хлеб с АГ

сердечно-сосудистом систем, органов желудочно-кишечного тракта и мочевыделительной системы, а также на показатели периферической крови лабораторных животных [8-11].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

При исследовании действия продуктов с АГ на иммунную систему установлено, что все они не оказывают значимого влияния как на абсолютное, так и относительное количество антителообразу-ющих клеток (АОК) у интактных животных (рис. 1). При использовании пряников с 5% АГ и хлеба с АГ на фоне иммунодепрессии, вызванной азатиопри-ном (Аз), наблюдали увеличение абсолютного и относительного числа АОК в среднем в 1,4 и 1,3 раза, соответственно, по сравнению с данными в группе, получавшей азатиоприн.

Таким образом, установлено, что продукты с АГ проявляют значительную иммуномодулирую-щую активность на фоне иммунодепрессии, вызванной азатиоприном.

При исследовании влияния данных продуктов на клеточно-опосредованную реакцию гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) у интактных животных не наблюдали существенного изменения индекса реакции ГЗТ по сравнению с

50 45 " 40 35 30 25 20 15 10 5 0

данными в контрольной группе (рис. 2). При использовании пряников с 5% АГ и хлеба с АГ на фоне азатиоприновой иммуносупрессии наблюдали увеличение индекса реакции ГЗТ в 1,5 и 1,3 раза соответственно по сравнению с данными в группе, получавшей азатиоприн.

Исследование влияния продуктов с АГ на содержание сахара в крови интактных крыс показало, что у крыс, получавших хлеб с АГ, содержание сахара в крови было меньше на 22%, чем в контрольных опытах. У крыс, получавших пряники с АГ, отмечена тенденция к снижению содержания сахара в крови.

Представлялось интересным исследовать влияние продуктов, обогащенных АГ, на течение экспериментального сахарного диабета. Воспроизведение данной модели осуществляли путем однократного внутрибрюшинного введения крысам аллоксана в дозе 55 мг/кг массы [12] после 24-часового голодания. Животные получали исследуемые продукты превентивно в течение 5 дней и далее до конца опыта (7 сут.), исследования проводили через 7 сут. от начала эксперимента. Обнаружено, что исследуемые изделия оказывают благоприятное влияние на течение экспери-

м

123456789 Номер опыта

Рис. 2. Влияние продуктов с АГ на выраженность реакции ГЗТ (обозначения опытов те же, что на рис. 1)

0

0

7

Таблица 1

Влияние продуктов с АГ на течение аллоксанового диабета у белых крыс_

Группы животных Глюкоза, моль/л Гликоген в ткани печени, мг %

Контроль 1 7,2 ± 0,52 4831 ± 342

ПО-АГ (1%) 6,1 ± 0,43 5000 ± 461

ПО-АГ (5%) 5,7 ± 0,41* 5331 ± 262

Контроль 2 6,5 ± 0,47 4907 ±147

Хлеб с АГ 4,8 ± 0,38* 5576±138*

ментального диабета (табл.1, 2). Так, у крыс, получавших пряники с 1% и 5% АГ, содержание глюкозы в сыворотке крови было ниже на 15,3% и 19,5%, соответственно, по сравнению с таковым у.крыс, получавших пряники без добавки. У животных, получавших хлеб с АГ, содержание глюкозы было на 26,2% ниже, чем в контроле. Наряду с этим, отмечено повышенное содержание гликогена в печени у крыс, получавших ПО-АГ (5%) и хлеб с АГ (табл. 1).

Влияние исследуемых продуктов на состояние антиокислительной защиты и процессы пере-кисного окисления липидов (ПОЛ) у животных отражено в таблице 2. Из представленных данных следует, что активность каталазы («маркера» состояния антиоксидантной защиты) сыворотки крови была выше контроля на 28,6, 31,4 и 40,5%, соответственно, у крыс, получавших пряники с 1% и 5% АГ, а также хлеб с Аг. Указанные продукты оказывают ингибирующее влияние на процессы ПОЛ, о чем свидетельствует снижение в сыворотке крови диеновых конъюгатов (ДК) в среднем на 17-22% и ТБК - активных продуктов (МДА) - на 16-22%. Содержание МДА в гомогенате печени крыс опытных групп было также ниже, чем в контроле, на 16, 18 и 20,7%, соответственно.

Как видно на рис. 3, пряники с АГ способствуют снижению массы тела. В частности, у крыс, получавших ПО-АГ (1%), среднесуточный прирост массы по сравнению с таковым у крыс контрольной группы (пряники без АГ) был ниже на 17%, а у крыс, получавших ПО-АГ-5% - на 29%. У крыс, получавших хлеб с АГ, прирост массы был ниже контроля на 18%.

Таким образом, скармливание лабораторным животным овсяных пряников и ржано-пшеничного хлеба, обогащенных арабиногалактаном, способствует ограничению прироста массы животных за счет снижения содержания в крови холестерина, липопротеидов низкой плотности. Вероятно, это

связано с повышением перистальтики кишечника, адсорбцией жира арабиногалактаном.

Установлено, что мучные изделия с АГ не оказывают существенного влияния на уровень эмоциональности у белых крыс. У животных, получавших продукты с АГ, отмечается тенденция к снижению уровня тревожности и активации ориентировочно-исследовательского поведения по сравнению с контролем.

Продукты с арабиногалактаном не оказывают значимого влияния на продолжительность наркотического сна, вызванного однократным внутри-брюшиннм введением гексенала в дозе 70 мг/кг.

Установлено, что овсяные пряники и хлеб с АГ практически не влияют на уровень систолического артериального давления и биоэлектрические показатели миокарда, а также на морфологический состав крови белых крыс, отмечается лишь тенденция к увеличению количества эритроцитов и концентрации гемоглобина.

Изучение влияния исследуемых продуктов на функциональное состояние мочевыделительной системы включало оценку диуретической функции почек. Полученные данные свидетельствуют, что под влиянием продуктов с АГ наблюдается тенденция к повышению диуретической функции почек.

Исследование влияния продуктов с АГ на функциональное состояние органов желудочно-кишечного тракта включающее определение влияния продуктов на функции печени, желудка и внешнесекреторную активность поджелудочной железы, показало, что исследуемые продукты не оказывают отрицательного действия на функциональное состояние печени животных. Наряду с этим, ПО-АГ-5% благоприятно влияет на жировой обмен, о чем свидетельствует снижение содержания в крови холестерина на 39,3%, триацилглице-ридов - на 14,5%, липопротеидов низкой плотности - на 27%, активности щелочной фосфатазы -

Таблица 2

Влияние продуктов с АГ на процессы ПОЛ и систему АОЗ

Группы животных Каталаза, мкат/л ДК, ед.опт. пл. МДА 1, мкмоль/млмин МДА 2, мкмоль/млмин

Контроль 1 ПО-АГ (1%) ПО-АГ (5%) Контроль 2 Хлеб с АГ 14.3 ± 1,32 17.4 ± 1,13 18,8 ± 1,08* 15,4 ± 1,11 20,1±1,40* 2,07 ± 0,16 1,70 ± 0,14 1,61 ± 0,13* 1,89 ± 0,12 1,57 ±0,10 5,87 ± 0,43 4,93 ± 0,37 4,56 ± 0,25* 5,32 ± 0,30 4,14 ± 0,24* 6,86 ± 0,38 5,75 ± 0,42 5,62 ± 0,24* 6,33 ± 0,29 5,02 ± 0,31*

Примечание: МДА 1 - малоновый диальдегид, ДК - диеновые конъюгаты в сыворотке крови; МДА 2 - в гомогенате поджелудочной железы.

■с 2,5 -|-

ш |-1

1 2---

I ! ^ШШ

о о

1 2 3 4 5

Группа животных

Рис. 3. Влияние хлебопродуктов на среднесуточный прирост массы белых крыс. 1 - Контроль 1; 2 - ПО-АГ (1%); 3 - ПО-АГ (5%); 4 - Контроль 2; 5 - Хлеб с АГ

на 26,4%. ПО-АГ-1% и хлеб с АГ не оказывали существенного влияния на указанные показатели.

Для оценки воздействия исследуемых продуктов на кислотообразующую и ферментопроду-цирующую функции желудка, определяли объем часовой продукции желудочного сока, общую кислотность, содержание свободной и связанной соляной кислоты, пепсина, дебит-час пепсина с помощью унифицированных методов. Функциональную активность поджелудочной железы крыс оценивали по активности альфа-амилазы и липазы в плазме крови [11]. Полученные данные свидетельствуют, что при скармливании животным продуктов с АГ наблюдается тенденция к стимулиро-

ванию функциональной активности желудка, при этом они не оказывают существенного влияния на активность ферментов поджелудочной железы белых крыс.

Таким образом, проведенные медико-биологические исследования показали, что мучные изделия (овсяные пряники и ржано-пшеничный хлеб), содержащие арабиногалактан, являются лечебно-профилактическими и могут рекомендоваться для введения в рацион лицам с ослабленным иммунитетом, повышенной массой тела, больным сахарным диабетом, а также часто болеющим простудными заболеваниями.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

1. Медведева Е.Н. Арабиногалактан лиственницы - свойства и перспективы использования // Химия растительного сырья. 2003. № 1. С.27-37.

2. Цыганова Т.Б., Ильина О.А., Чемакина А.Б., Тю-кавкина Н.А., Руленко И.А., Колесник Ю.А., Козырева Н.А. Новая пищевая добавка для производства мучных изделий // Хлебопечение России. 1997. № 3. ^ 23-24.

3. Ермакова М.Ф., Чистякова А.К., Щукина Л.В. и др. Влияние арабиногалактана, выделенного из древесины лиственницы сибирской, на хлебопекарные достоинства муки мягкой пшеницы и качество хлеба // Химия растительного сырья. 2009. №1. С. 161-166.

4. Неретина О.В., Медведева Е.Н., Давыдова Е.В. Применение арабиногалактана в производстве хлебобулочных изделий // Матер. Всеросс. научно - практ. конф. «Пищевые технологии, качество и безопасность продуктов питания». Иркутск. 2008. С. 48-49.

5. Суюнчева Б.О., Данилова Д.О., Таций А.А., Медведева Е.Н., Бабкин В.А. Разработка технологии ржано-пшеничных видов хлеба с арабиногалактаном // Матер. Всеросс. научно-практич. конференции, посвященной 80-летию ИрГТУ "Биотехнология растительного сырья, качество и безопасность продуктов питания". Иркутск, 28-30 октября 2010. С. 95-99.

6. Патент № 2430614 РФ. Способ производства мучных кондитерских изделий профилактической направленности, композиция для производства биск-

витного полуфабриката профилактической направленности, композиция для производства сырцовых пряников профилактической направленности и композиция для производства сахарного печенья профилактической направленности / Неретина О.В., Медведева Е.Н., Бабкин В.А. // БИ. 2011. № 28.

7. Нестерук В.В., Верещако В.А., Лихова Н.В., Медведева Е. Н., Бабкин В.А. Композиция и способ производства овсяных пряников с использованием профилактической добавки - арабиногалактана // Решение о выдаче патента РФ по заявке № 2011113945/13(020655) от 16.04.2012.

8. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под ред. Р.У. Хабриева. М. 2005. 832 с.

9. Меньшиков В.В. (ред.). Лабораторные методы исследования в клинике (Справочник). М. 1987. 368 с.

10. Петров Р.В., Хаитов Р.М., Чередеев А.Н. и др. Иммунофармакологические подходы к оценке иммуно-модуляторов // Иммуномодуляторы. М. 1987. С. 9-10.

11. Cunningham A.J. A method of increased sensitivity for detecting single antibodyforming cells // Nature. 1965. Vol. 207, № 5001. P. 1106-1107.

12. Баранов В.Г., Соколоверова И.М., Гаспарян Э.Г. Экспериментальный сахарный диабет. Л.: Наука. 1983. 237 с.

Поступило в редакцию 2 августа 2012 г После переработки 10 декабря 2012 г