CC BY
67
УдК 663.88:615.216.84
разработка рецептур функциональных сиропов
на основе растительного сырья для профилактики потери остроты зрения
М. Н. Школьникова, канд. хим. наук, доцент Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова (г. Бийск) Л. А. Маюрникова, д-р техн. наук, профессор
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Ю. Г. Гурьянов, канд. техн. наук
ООО «Юг» (г. Бийск)
Р. А. Зайнуллин, д-р хим. наук, доцент
Уфимская государственная академия экономики и сервиса
И. Р. Фахретдинов
Уфимский спиртоводочный комбинат (филиал) ОАО «Башспирт»
Ключевые слова: разработка сиропов;усталость глаз; БАВ растительного сырья; синергизм. Keywords: working out of syrups; weariness; BUV vegetative raw materials; synergizm.
Физиологическая ценность — важное слагаемое пищевых сиропов на растительной основе (далее сиропы), определяется содержанием и составом так называемых минорных компонентов пищи — терпеновых эфирных масел, фенольных соединений, органических кислот и др. Иначе она обусловлена преимущественно действием БАВ растительного сырья, широко используемого в производстве этой группы продуктов. Сиропы, являясь как самостоятельным продуктом, так и вкусо-ароматической добавкой, зачастую имеют определенное функциональное назначение. Анализ рынка сиропов показал их различную функциональную направленность: успокаивающее («Кучерман», «Сувенир Алтая», «Дарья» и др.); тонизирующее («Изим», «Алтай-Батыр», «Дерсу», «Семинский» и др.); общеукрепляющее («Чемчу-дой», «Идиллия», «Эдем», «Раздолье», «9 сил» и др.); противовоспалительное («Дыхание», «Яна» и др.); антистрессовое («Эдельвейс», «Гармония», «Ключ к Бийской крепости», «Серебряный» и др.); адаптогенное («Пересвет», «Ви-гор», «Звезда Байкала» и др.); антиокси-дантное («Уральский лес», «Владыка» и др.); улучшающее работу желудочно-
кишечного тракта («Гепахол» и «Аква-норм», «Береза», «Золотой корень», «Виолетта») и пр.
Однако ассортимент сиропов, предназначенных для профилактики ухудшения зрения при больших нагрузках на глаза, недостаточен. К ним можно отнести сиропы «Зоркий глаз», «Соколиный глаз», «Сибирский прополис», «Светлояр». К сожалению, в последние годы ухудшение зрения констатируется не только у пожилых людей, но и у молодежи и детей, что обусловлено всевозрастающей зависимостью человека от искусственного освещения, длительной работой за компьютером, многочасовым чтением, недосыпанием, усталостью и др. При этом большую часть информации из окружающей среды человек получает с помощью органов зрения — глаз, что говорит о большом значении зрения в жизни человека для его плодотворной и активной деятельности. Для сохранения хорошего зрения очень важно не только избегать чрезмерных нагрузок на глаза, но и уделять большое внимание профилактике расстройства зрения.
Цель работы — разработка принципов создания рецептур функциональных сиропов на основе анализа и
5^2010
56
подбора растительного сырья для профилактики остроты зрения с учетом их синергического действия.
В последние годы все большее число специалистов склоняются к пониманию того, что сбалансированное питание оказывает существенное влияние на физиологическое состояние организма человека, и при правильном составлении рациона можно целенаправленно влиять на функционирование тех или иных его органов, в том числе и глаз. Общеизвестно, что для сбалансированного питания нужны продукты с правильным набором и соотношением жиров, белков, углеводов, витаминов, макро- и микроэлементов, одни из которых содержатся в продуктах животного происхождения, другие — растительного. Повышенное употребление продуктов, богатых углеводами (глюкозой), клетчаткой и пектиновыми веществами, витаминами А, Е, С — мощнейшими природными антиоксидантами и микроэлементами (цинк, медь, хром, селен), способствует сохранению зрения. Комплекс таких витаминов, как ацетат ретинола, бромид тиамина, рибофлавин, пиридоксин, гидрохлорид никотинамида и аскорбиновая кислота, широко применяется для повышения остроты зрения [1].
Для определения того, каким должен быть оптимальный состав напитка для повышения остроты зрения и профилактики его расстройства, важно понимать сам механизм процесса зрения и основы функционирования глаза. Феномен зрения складывается из ряда физиологических процессов, где кроме анатомических особенностей строения глаза важную роль играют нейрофизиологические процессы. Большое значение в этом процессе имеет белок родопсин. Родопсин — светочувствительный пигмент фоторецепторов клеток сетчатки глаза. Сами фоторецепторы существуют в виде палочек и колбочек.
Молекула родопсина состоит из белковой части — опсина и хромофорной группы — 11-цис-ретиналя, связанного с ним альдиминной связью. Самым важным этапом в последовательности событий, в результате которых осуществляется процесс зрения, является индуцированная светом изомеризация 11-цис-ретиналя в полностью трансформу (рис. 1).
В ходе сложного процесса восприятия кванта света и трансформации его в нервный импульс 11-цис-ретиналь изомеризуется в составе белка родопсина до полностью транс-ретиналя,
который после диссоциации белкового комплекса восстанавливается до ретинола (рис. 2).
Дефицит ретиналя может привести к потере светочувствительности фоторецепторов сетчатки глаза, поэтому ретинол (витамин А), из которого в организме в результате биохимических превращений образуется ретиналь, играет важную роль в функционировании зрения человека.
Процесс транспорта питательных веществ и необходимых элементов в фоторецепторы сетчатки осуществляется сквозь мембрану, так как слой фоторецепторов, на котором располагаются колбочки и палочки, лишен капиллярной системы. Поэтому функционирование и проницаемость сосудистой системы капилляров сетчатки глаза, через которую осуществляется питание фоторецепторов, играют важную роль в нормальном функционировании зрения.
Известна роль витаминов группы Р в регулировании проницаемости капиллярных кровеносных сосудов и предотвращении кровоизлияний в сетчатку глаза. У людей, имеющих близорукость средней степени, отмечается существенное снижение кровотоков в сосудах глаза и ослабление аккомодационной способности. Широко известен препарат аскорутин, применяемый для профилактики хрупкости капилляров, основным действующим компонентом которого, помимо аскорбиновой кислоты, является рутин (рис. 3).
Важную роль в сохранении функционирования глаз играют вещества, способные стимулировать репаратив-
ные (восстановительные) процессы при дистрофических (связанных с нарушением питания ткани) нарушениях сетчатки глаза, травматических нарушениях тканей глаза. Флавоноиды способствуют укреплению стенки кровеносных сосудов, снижают проницаемость гемато-паренхиматозных барьеров, стимулируют процесс биосинтеза белка. Таким образом, эти соединения обладают противовоспалительным и десенсибилизирующим действием, а также оказывают стимулирующее влияние на репаративные процессы.
Таурин — аминокислота, образующаяся в организме в процессе превращения цистеина, в большом количестве содержится в мышечной ткани (рис. 4). Таурин имеет большое значение для липидного обмена, способствует нормализации функции клеточных мембран, оптимизации энергетических и обменных процессов, сохранению электролитного состава цитоплазмы (за счет накопления ионов калия и кальция), входит в состав парных желчных кислот (таурохолевой, тауродезоксихоле-вой), способствующих эмульгированию жиров в кишечнике. В головном мозге он выполняет функцию нейромедиато-ра, тормозящего синаптическую передачу, обладает противосудорожной и кардиотонической активностью. Интересна возможность использования тау-рина для повышения остроты зрения [1]. Таурин в дозе 300-400 мг/100 см3 может входить в рецептуры тонизирующих алкогольных и безалкогольных напитков. И с этих позиций его можно рассматривать как один из перспективных компонентов сиропов, предназначенных для профилактики потери остроты зрения.
В рецептуры современных сиропов входят порядка 150 различных расте-
Таурин
Рис. 4. Химическая формула таурина
ний. Вклад каждого из них в функциональную активность напитка далеко не одинаков, и, очевидно, есть растения, содержащие наиболее важные компоненты, обусловливающие полезность и направленность и одновременно формирующие вкус и аромат сиропа, значение которых очень трудно переоценить, особенно если речь идет о напитках повседневного массового употребления. В связи с этим становится очевидным соблюдение определенных правил (принципов) при разработке функциональных сиропов как наиболее усвояемой формы продуктов питания и предназначенных, прежде всего, для студентов и учащихся, особенно нуждающихся в профилактике усталости глаз в условиях больших зрительных нагрузок.
Следствием выполненной работы стали формулирование принципов разработки рецептур сиропов функционального действия, подбор и обоснование ингредиентного состава сиропов, предназначенных для профилактики потери остроты зрения.
Один из важнейших принципов разработки рецептур сиропов функционального действия — принцип научной обоснованности, который базируется на установлении методических подходов, включающих теоретические и практические положения: ингредиенты рецептуры сиропа следует подбирать с учетом его функциональной направленности на основе анализа свойств сырья, учета биологических свойств химических соединений, входящих в состав сырья; необходимо учитывать возможность синергетического, аддитивного или антагонистического сочетания компонентов химического состава дикорастущего сырья между собой и/или с другими компонентами рецептуры; следует избегать необоснованной многокомпонентности рецептур, возникающей при включении в состав компонентов-дублеров; важно соблюдать рациональность дозирования ингредиентов с учетом порога чувствительности, что дает возможность ощутимого проявления функциональ-
5^2010
57
ных свойств сырья без ухудшения орга-нолептических характеристик продукта. Завышенная норма ингредиентов в рецептуре зачастую способствует ухудшению вкуса и аромата, а в напитках — появлению коллоидных взвесей и общему снижению стабильности при хранении и др.
Не менее значим принцип безопасности, заключающийся в предотвращении какого-либо отрицательного воздействия функциональных сиропов на организм, что достигается за счет исчерпывающей безопасности всех его компонентов, обеспечения соблюдения технологии производства сиропов и установления сроков их годности. Принцип совместимости заключается в способности сырья и обогащающих добавок к их совместному применению без утраты функционального назначения. Считаем, что одним из основных правил при разработке рецептур сиропов должна стать ориентация на рациональное использование природных ресурсов и предпочтительное применение растительного сырья, произрастающего в регионе производства сиропа. Как показано многими исследователями природных ресурсов, условия Сибири весьма благоприятны для произрастания многих видов ценных и просто пригодных к пищевому использованию дикорастущих, многие из которых достаточно хорошо изучены с позиций пищевой и биологической ценности и пригодности для промышленной переработки. Ресурсы растительного сырья Сибири достаточно значительны и возобновляемы, в то время как затраты на сбор и переработку — относительно невысоки, что, в свою очередь, может существенно снизить себестоимость сиропов. Ниже дана характеристика плодово-ягодного и растительного сырья, планируемого к использованию для создания рецептур сиропов, предназначенных для профилактики потери остроты зрения.
Анализ литературы позволил выделить ряд растений, профилактическое действие которых против усталости глаз при больших зрительных нагрузках давно известно, многие из них уже нашли применение в производстве специализированных медикаментозных препаратов, БАД, фиточаев.
Плоды черники обыкновенной Vaccinium myrtillus Ь. содержат от 0,8 до 2,0% органических кислот, феноль-ные соединения представлены анто-цианами (суммарно 940-1900 мг%) и лейкоантоцианами (1095-1300 мг%),
флавонолами (арбутин, астрагалин, рутин, кверцитин, гиперин, изоквер-цитин), фенолокислотами, дубильными веществами (от 7 до 12 %). Содержание аскорбиновой кислоты составляет от 10 до 40 мг%, каротиноидов — 0,7-1,6 мг%, сахаров — 4,8-9,4% (в том числе сахарозы — до 0,4%), пектинов — 0,4-0,6%, клетчатки — 1,6-2,4% [2]. Антоцианозиды плодов черники способствуют улучшению реологических свойств крови (снижая тонус сосудистой стенки и уменьшая тромбообразование), способствуют укреплению стенки кровеносных сосудов (эффект обусловлен способностью данных веществ влиять на регуляцию биосинтеза коллагена), а также ускоряют восстановление обесцвеченного родопсина. Это способствует усилению остроты зрения, улучшает кровоснабжение сетчатки глаза, усиливает сумеречное зрение, эффективно нейтрализует процессы свободнорадикального окисления в тканях сетчатки глаза и хрусталика [3].
В плодах черемухи обыкновенной Padus avium Mill. обнаружены феноль-ные соединения: дубильные вещества (до 15 %), антоцианы (600-1490 мг%), лейкоантоцианы (175 мг%), флавонолы (до 500 мг%), фенолокислоты; сумма флавоноидов в плодах составляет 1,32,4%. Плоды черемухи содержат яблочную и лимонную кислоты, сахара, вяжущие вещества и витамин С. Считается средством, улучшающим зрение [4].
Плоды рябины красноплодной Sorbus aucuparia L. богаты кароти-ноидами, в числе которых на долю Р-каротина приходится 18-20 мг% (на воздушно-сухую массу), аскорбиновой кислотой (до 200 мг%), органическими кислотами. В составе сахаров — глюкоза, манноза (5,1-7,5%), суммарное содержание L-сорбозы и сорбита составляет до 25,3%. Фенольные соединения представлены дубильными веществами, фенолокислотами — суммарно до 103 мг%, флавонолами (41-260 мг%), антоцианами (45-70 мг%) и лейкоан-тоцианами (420 мг%) [5]. Каротиноиды способствуют регенерации зрительного пурпура, оказывают нормализующее влияние на структуру эпителия, повышают его устойчивость к инфекциям, оказывают иммуномоделирующее действие.
В плодах боярышника кроваво-красного Crataegus sanguinea Pall, содержится от 21 до 172 мг% флавонолов, 40-300мг% антоцианов, 140-500мг% лейкоантоцианов, 230-480 мг% кате-
хинов, 0,6-1,8% пектиновых веществ, органических кислот и фенолокислот, от 3,0 до 14,0% сахаров, 1,4-3,1% клетчатки, сапонины, жирное масло, ß-ситостерин (последние два компонента — в семенах), холин и ацетилхолин [5]. Полезен при близорукости.
Фенольные соединения плодов шиповника обыкновенного Rosa majalis Herm. содержат: антоцианы (до 2,3%), дубильные вещества (2-3% в пересчете на танин), флавонолы и феноло-кислоты; аскорбиновая кислота — от 2 до 18%, каротиноиды, витамины В1 (80-120 мкг%), В2 (300-430 мкг%), К В семенах содержатся жирное масло, богатое каротиноидами, и витамин Е [5]. Полезен при дистрофии сетчатки; обеспечивает прочность и эластичность сосудов, оказывает общеукрепляющее, тонизирующее действие. Провитамин А участвует в образовании зрительных пигментов, обеспечивает приспособление глаз к свету различной интенсивности.
Ягоды клюквы болотной Oxycoccus palustris Pers. содержат органические кислоты (2-5%), фенольные соединения — антоцианы (600-890 мг%), флавонолы, катехины (83-198 мг%), фенолокислоты, сахара (5,2-5,6%), клетчатку, аскорбиновую кислоту. Кожица клюквы содержит тритерпеновые кислоты и воскоподобные вещества (0,3-0,7%) [6]. Ягоды, сок и морсы клюквы используют как витаминное, антитоксическое, противовоспалительное, тонизирующее средство. Полезна при дистрофии сетчатки.
Все части лимонника китайского Schisandra chinensis Turcz. содержат эфирное масло (0,3% — в ягодах, 1,64,0% — в семенах), в котором присутствуют тонизирующие вещества класса лигнанов, в том числе схизандрин и схинзадрол; антоцианы (20 мг%) и лейкоантоцианы (24 мг%), дубильные вещества (4,5%), фенолокислоты. Мякоть ягод содержит также витамин С (до 500 мг%), сахара (3,8-9,5%), пектины (0,7-4,0%), органические кислоты до 20,0% [6, 7]. Повышает остроту зрения, улучшает зрение при дистрофических процессах сетчатки.
Специфический аромат корня имбиря Zingiber officinale Rosc. обусловлен содержанием эфирного масла (2-3%), основную часть которого составлет цингеберин (до 70%). Кроме того, в состав масла входят цингеберол, изо-борнеол, камфора, камфен, феллан-дрен, линалоол; жгучий вкус придает фенолоподобное вещество гингерол, накапливающийся в количестве 0,6-
5 • 2010
58
1,8%. Обладает антиоксидантными и успокоительными действиями, увеличивает иммунитет и улучшает зрение и память [8].
Трава, соцветия и листья душицы обыкновенной Origanum vulgare L. содержат витамин С (в листьях — 565 мг%, в цветках — 166 мг%, в стеблях — 58 мг%), в составе фенольных соединений идентифицированы дубильные вещества (до 1,0%), фенолокисло-ты и флавоноиды [9]. Витамин С участвует в регулировании окислительно-восстановительных процессов и в регенерации тканей сетчатки.
В траве очанки лекарственной Euphrasia officinalis L. обнаружены углеводы и родственное соединение манит (0,36%), органические кислоты, эфирное масло, ß-ситостерин, фенол-карбоновые кислоты, кумарины, флаво-ноиды (1,36%). Оказывает противовоспалительное и десенсибилизирующее действие, а также стимулирует восстановительные процессы, подавляет бактериальный рост, улучшает питание тканей глаза и повышает устойчивость к инфекциям [10]. При использовании в рецептурах напитков следует учесть сведения о токсичности больших доз очанки [11].
Цветки василька синего Centaurea cyanus L. содержат антоцианы, производные фенола и флавонов. Краевые цветки корзинок василька содержат гликозид центаурин, кумарины, сапонины, стерины, смолистые, пектиновые и дубильные вещества, каротин, аскорбиновую кислоту, ряд макро- и микроэлементов. Снижают утомляемость глаз, обладают противовоспалительным, антимикробным действием [10].
Ягоды смородины черной Ribes nigrum L. содержат аскорбиновую кислоту (от 80 до 400 мг%), каротиноиды, катехины (78-550 мг%), флавонолы (суммарно в пересчёте на рутин 60230 мг%), антоцианы (120-300 мг%) и лейкоантоцианы (300-2400 мг%), фенолокислоты, халконы. Наибольшее содержание аскорбиновой кислоты и фенольных соединений накапливается в недозрелых ягодах [12]. Укрепляет сосуды сетчатки глаза.
В листьях малины Rubus idaeus L. суммарное содержание фенольных соединений составляет 6,3%, в числе которых группы дубильных веществ, флавоноидов, кумаринов и фенолокис-лот, органические кислоты, алкалоиды, аскорбиновая кислота (до 300мг%); каротиноиды [4]. Провитамин А участвует в образовании зрительных пигмен-
тов, обеспечивает приспособление глаз к свету различной интенсивности.
Листья подорожника обыкновенного Plantago major L. содержат водорастворимые полисахариды (более 10%), горечи, слизи, витамины K и C (1956 мг%), каротиноиды (6-8,5 мг%), хо-лин, сапонины, алкалоиды (индикаин, плантагонин). В составе флавоноидов идентифицировано 15 соединений, суммарно — 2,1-3,4 %. Из фенольных соединений обнаружены также дубильные вещества (4,0-5,7%), производные кофейной кислоты и другие фенолокисло-ты, эскулетин, скополетин, сирингин, тирозол; выделено восемь иридоидных гликозидов, в том числе аукубин [2, 4]. Улучшает зрение при дистрофических процессах сетчатки.
В цветках ромашки аптечной Matricaria recutita L. содержание эфирного масла составляет 0,2-0,8%, основными компонентами которого (до 50%) являются сесквитерпены, в том числе фарнезен, бисаболон и кадинен; содержание прохамазуленов зависит от фазы развития и места произрастания ромашки, их максимум отмечается в период массового цветения. Также в цветочных корзинках присутствуют флавоноиды (4,0-4,4%), кумарины (тритерпеновые спирты), фитостерины, кофейная и масляная кислоты, витамин С, каротиноиды и слизи [4].
Цветки календулы лекарственной Calendula officinalis L. имеют в своем составе до 3% каротиноидов, флаво-ноиды, сапонины, горький гликозид календен, дубильные вещества, органические кислоты и фенолокислоты, витамин C, слизи (до 4%), алкалоиды (следы), смолы (до 3%), тритерпено-вые спирты и фитостерины. Основные компоненты эфирного масла — производные нафталена, фелландрена, кади-нол, пачулен и копаен, всего идентифицировано 26 соединений [4, 13]. За счет Р-витаминной активности флавоноидов цветков ромашки и календулы нормализуется проницаемость капилляров глаза, улучшается трофика тканей, ускоряется регенерация зрительного пурпура.
Таким образом, на основе подробного анализа химического состава ряда перспективных для создания функциональных сиропов растений показан возможный вклад каждого из них в профилактику усталости глаз, направленной на усиленное питание тканей сетчатки и усиление процессов их регенерации. Благодаря наличию БАВ, обладающих таким действием, описанные растения в оптимальных сочетаниях способны
обладать профилактическим эффектом, который может усиливаться благодаря содержащимся в них веществам-синергистам: витаминам C, E, и K, фла-воноидам, каротиноидам, антоцианам и лейкоантоцианам.
ЛИТЕРАТУРА
1. Hayes, K. C. Retinal degeneration associated with taurine deficiency in the cat/K. C. Hayes, R. E. Carey, S.Y. Schmidt // Science. — 1975. — V. 188. — №. 4191. — Р. 949-951.
2. Лавренов, В. К. 500 важнейших лекарственных растений/В. К. Лавренов, Г В. Лаврено-ва. — М.: ООО «Издательство АСТ»; Донецк: «Сталкер», 2004. — 510 с.
3. Соколов, С.Я. Фитотерапия и фитофармаколо-гия: руководство для врачей/С. Я. Соколов. — М.: Мед. информ. агентство, 2000. — 976 с.
4. Муравьева, Д. А. Фармакогнозия/Д. А. Муравьева, И. А. Самылина, Г. П. Яковлев. — М.: Медицина, 2002. — 656 с.
5. Поверин, А. Д. Изучение химического состава дикорастущего сырья для производства чайных напитков/А. Д. Поверин, Д. И. Поверин, Ф. Г. Нахметов, А. Ф. Доронин // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2001. — № 8. — С. 55-57.
6. Цапалова, И. Э. Экспертиза дикорастущих плодов, ягод и травянистых растений. Качество и безопасность: учебно-справочное пособие/И. Э. Цапалова, М. Д. Губина, О. В. Голуб, В. М. Позняковский; под общ. ред. В. М. Позняковского. — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. — 216 с.
7. Жукович, Е. Н. К исследованию масляного экстракта семян лимонника китайско-го/Е. Н. Жукович, М. Ю. Семенова, Л. А. Ша-рикова и др. // Химико-фармацевтический журнал. — 2008. — Т. 42. — № 3. — С. 28-31.
8. Позняковский, М. Экспертиза пищевых концентратов/В. М. Позняковский, И. Ю. Рез-ниченко, А. М. Попов. — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2004. — 226 с.
9. Казаринова, Н. В. Лекарственные растения Сибири для лечения сердечно-сосудистых заболеваний/Н. В. Казаринова, М. Н. Ломоносова, В. М. Триль и др. — Новосибирск: Наука, 1991. — 240 с.
10. Мазнев, Н. И. Энциклопедия лекарственных растений/Н. И. Мазнев. — М.: Мартин, 2003. — 496 с.
11. Петков, В. Современная фитотерапия/ В. Петков. — София: Медицина и физкультура, 1988. — 504 с.
12. Иванова, Р. А. Изучение антирадикальных свойств сухих экстрактов полифенолсодер-жащего сырья/Р. А. Иванова, А. И. Грида // Фитофарм. — 2005. — № 4. — С. 35-38.
13. Шарова, О. В. Флавоноиды цветков календулы лекарственной/О. В. Шарова, В. А. Куркин // Химия растительного сырья. — 2007. — № 1. — С. 65-68. &
5 • 2010
59
