Специализированные пищевые продукты с сорбционными и нутритивными свойствами Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 664. 292

Специализированные пищевые продукты

с сорбционными и нутритивными свойствами

Д.А. Еделев, д-р мед. наук, д-р экон. наук, профессор, Д.Е. Бриль, канд. мед. наук, профессор, Т.И. Демидова, канд. техн. наук, доцент, П.А. Семенова, канд. техн. наук,

М.Г. Горбачев, И.М. Сорокина

Московский государственный университет пищевых производств Д.А. Демидов, д-р мед. наук, профессор Московский государственный медико-стоматологический университет

В последние годы большое внимание медиков стали привлекать энте-росорбенты, объединенные термином «пищевые волокна», к которым относят неперевариваемые в тонкой кишке некрахмальные полисахариды, такие как целлюлоза, гемицел-люлоза, пектины, гумми, слизи и неуглеводное соединение лигнин [1]. К ним также причисляют пентозаны, некоторые аминосахара грибов и ракообразных, например, хитин и хитозан, и неперевариваемые белки.

Пищевые волокна устойчивы к действию ферментов желудка и тонкой кишки, они подвергаются бактериальной ферментации в толстой кишке. Возможности волокон связаны с наличием в их молекуле гидро-ксильных и карбоксильных групп, обусловливающих их водозадержи-вающие, ионообменные и адсорбционные свойства.

Энтеросорбция базируется на известном в физиологии пищеварения феномене поддержания постоянства среды кишечника, суть которого заключается в том, что независимо от характера потребляемой пищи состав химуса сохраняется более или менее постоянным. Энтеро-сорбция - это самостоятельный эфферентный метод терапии, он может не только применяться в комплексной терапии при лечении различных патологических состояний, но и выступать в роли основного метода лечения, например, при нарушениях обмена или острых отравлениях.

По мнению ряда авторов, длительное применение пищевых волокон может приводить к снижению адсорбции кальция, железа, цинка и магния, увеличению выведения азота из организма, подавлению активности трипсина и химотрипсина. Эти эффекты особенно характерны для отрубей, содержащих фитат, и в результате этого ингибирующих всасывание железа и цинка. Считается, что длительное потребление пищевых волокон может повлиять на баланс витаминов. При обогащении диет

Ключевые слова: пищевые волокна; пектины; пектинсодержащие пищевые продукты; специализированные пищевые продукты.

Key words: dietary fiber; pectin; pectin foods; special foods.

пищевыми волокнами рекомендуется дополнительное введение минеральных нутриентов и комплекса витаминов [2].

Некрахмальные полисахариды -перспективный класс органических соединений, обладающих способностью связывать и выводить из организма разнообразные токсические вещества. К ним относят, в частности, пектины, не оказывающие токсического влияния на организм человека. Пектин проявляет связующую активность даже по отношению к пестицидам, таким как метилазин-фос и хлорпрофам [3].

Широкий спектр фармакологических эффектов и диетические свойства пектинов позволяют рекомендовать их для широкого использования в медицинской практике.

Одно из важных свойств пектина, как эффективного энтеросорбента, -способность уменьшать интенсивность синдрома эндогенной интоксикации. Наряду с бактерицидным действием на патогенную и условно-патогенную микрофлору пектины не оказывают влияния на эндогенную флору кишечника. Это дает возможность использовать их совместно с эубиотиками.

Имеются сведения о гепатопротек-торной активности пектинов (свекловичный, ревеневый). Не менее эффективно пероральное применение пектина для профилактики и лечения гнойно-септических осложнений у ожоговых больных.

При хронической почечной недостаточности показанием к назначению сорбентов служит креатинине-мия - 0,4 ммоль/л и выше. Энтеро-сорбенты уменьшают концентрацию

мочевины, креатинина и молекул средней массы в крови, что ведет к уменьшению симптомов уремической интоксикации.

Пектины в кишечнике человека способны связывать каротиниды и уменьшать их абсорбцию.

Наиболее эффективный лечебный и профилактический эффект энтеро-сорбции может быть достигнут благодаря сочетанному применению пектинов и биологически активных веществ направленного действия, т.е. проведением одномоментной энтеросорбции и нутритивной поддержки [4].

В отечественной промышленности низкоэтерифицированные пектины в основном получают из природных высокоэтерифицированных пектинов путем их деэтерификации (деа-цетилирования). Полученные такими способами пектины малоэффективны для лечебного применения в

Эффективность применения данной группы продуктов подтверждена клиническими испытаниями. На технологию производства и способ их применения получены патенты.

связи с низкой возможностью геле-и комплексообразования.

Альтернативой является получение пектинсодержащих пищевых продуктов (ПСП) с высокими геле- и комплексообразующими свойствами на основе растительного пектинсо-держащего сырья. Данные продукты могут быть получены путем экстрагирования биологически активных веществ из пектинсодержащего сырья и элиминации экстрактивных веществ, не имеющих функционального действия.

Совместно с медицинским соисполнителем - кафедрой «Эндоскопической хирургии» ФПДО Московского государственного медико-стоматологического университета г. Москвы нами были разработаны

ПИТАНИЕ И ЗДОРОВЬЕ

Таблица 1

Химический состав КПСП

Содержание в 100 г

Показатель Свекловичный Свекловичный Свекловичный

напиток № 1 напиток № 2 напиток № 3

Массовая доля влаги, не более % 3,5 3,5 3,5

Массовая доля белка, % N/1 зггпсзо пога \ л э 19,21 2 23 14,25 1 30 11,09 1 27

массовая доля жира, % Массовая доля общих углеводов, % 2,23 70,05 1,3 0 76,45 1,2/ 79,64

Массовая доля ПВ, % 3,20 4,00 4,20

Массовая доля полифенольных 7 4 2

соединений, %

Массовая доля золы, не 5,00 4,5 4,5

растворимой в соляной кислоте, %

Минеральные вещества, мг/100 г: 368

натрий калий 52U 1978 368 1923 1926

магний 229 220 222

кальций 458 441 432

фосфор 635 620 592

Витамины, мг/100 г:

тиамин (В1) 1,55 1,15 1,09

рибофлавин (В2) никотиновая кислота (РР) 0,33 0,81 0,13 0,61 0,12 0,60

Энергетическая ценность, ккал 377,1 374,5 374,4

Таблица 2

Содержание незаменимых аминокислот в КПСП и в «идеальном» белке

Незаме- Содержание Эталон ФАО/ ВОЗ, г/100 г белка Аминокислотный

нимые аминокислоты г/100 г продукта г/100 г бел ка скор по отношению к эталону

Лизин 0,45 4,02 5,5 0,73

Треонин 0,36 3,21 4,0 0,80

Цистин 0,07 0,63

Метио-нин 0,07 0,63 3,5 0,36

Валин 0,30 2,68 5,0 0,53

Изолей-цин 0,40 3,57 4,0 0,89

Лейцин 0,62 5,54 7,0 0,79

Тирозин 0,29 2,59

Фенила-ланин 0,37 3,3 6,0 0,98

Триптофан 0,05 0,45 1,0 0,45

препараты для энтеросорбции и нут-ритивной поддержки.

Пектинсодержащие продукты с пробиотиком метаболического типа (ПСП МТ). ПСП МТ представлен композицией, в составе которой в качестве пребиотиков использованы экстракты из пектинсодержащего сырья, содержащие олиго- и полисахариды, многоатомные спирты, аминокислоты и пептиды, антиокси-данты. В качестве пробиотика мета-болитного типа (безмикробной культуральной жидкости) - натив-ная культуральная жидкость (фу-гат), полученная из бактериальных взвесей лактобактерий Lactobacillus helveticus NK1 и бифидобактерий Bifidobacte-rium longum B 379М соответственно [4], путем отделения бактериальных взвесей центрифугированием и стерилизацией фильтрованием на фильтровальной мембранной системе Stericup™ PLUS (Millipore, США) с отверстиями пор 0,22 мкм.

Содержание экзометаболитов в безмикробной культуральной жидкости (мг/л): экзополисахариды -50,0-400,0; органические кислоты в пересчете на молочную кислоту -9,0-12,0; витамины группы В -80,0-100,0. Содержание в продукте пектинов 4-5 %.

Совместная лиофилизация вышеперечисленных компонентов позволила получить функциональный пищевой продукт длительного хранения с симбиотическими свойствами, отвечающего ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые функциональные». На способ производства безмикробной культуральной жидкости получен патент Российской Федера-

ции № 2397246 «Комплексный обогатитель пищевого продукта».

Комбинированные порошковые продукты из столовой свеклы (КПСП). Сорбционные (содержание пектиновых веществ) и нутритивные свойства (содержания аминокислот, полисахаридов, витаминов, микроэлементов и др.) продукта обеспечены его составом (экстрактами пектинсодержащего сырья и сырья, содержащего функциональные ингредиенты биогенной природы) и технологией получения. Использование в качестве гидролизующего агента молочной сыворотки позволяет дополнительно обогащать пищевой продукт животными белками.

Готовый порошковый продукт содержит 5 % водорастворимых пектиновых веществ, моносахаров, макро- и микроэлементы, флавоноиды, оксикоричные кислоты, бетаин, незаменимые аминокислоты и особенно важные для нутритивной поддержки - аминокислоты - аргинин и глутаминовую кислоту. Разработанные рецептурные композиции КПСП показаны в табл. 1.

Продукт имеет хорошие органолеп-тические показатели, обладает приятным слабомолочным привкусом, не имеет запаха и свекловичного привкуса, хорошо растворим в водной среде, и благодаря наличию в своем составе полноценного белка наиболее полно отвечает требованиям функционального питания (табл. 2).

Специализированные белково-уг-леводные пищевые композиции (СПК). Разработаны рецептурные композиции сублимированных бел-ково-полисахаридных комплексов на основе пектинсодержащих экст-

рактов и белкового компонента или пектинсодержащего сырья и белкового компонента.

В качестве белкового компонента используют смеси концентратов молочных белков (РготИк 802 FB, [\litroPro7 и д.), белков молочной сыворотки, яичного альбумина или др.

В готовых порошковых пищевых композициях полисахаридный комплекс представлен пектином, ди- и трисахаридами, инулином в зависимости от состава пектинсодержащего сырья в рецептурной композиции их получения. Белковый компонент- белками молочной сыворотки и альбумином. Содержание в продукте высоко- и низкоэтерифициро-ванных пектинов характеризует его геле- и комплексообразующие свойства. Высокая антиоксидантная активность обусловлена содержанием полифенольных соединений, обладающих Р-витаминной активностью, а содержание важнейших электролитов (К и 11а) - использованием природных источников растительного сырья и полноценных животных белков (табл. 3). Добавление натуральных концентрированных соков, полученных молекулярной сушкой, придает продуктам улучшенные ор-ганолептические показатели.

На пектинсодержащие продукты разработана и утверждена нормативная документация:

ТУ 9199-013-00353158-97 «Порошковые пектинсодержащие продукты молодой столовой свеклы сублимационной сушки повышенной пищевой и биологической ценности» (МГУПП, ООО « Биоритм»);

ТУ 9160 РТ 05717180.001-10 «Пек-тинсодержащие пищевые продукты»

«МИП «Специализированные продукты для медицины и спорта», (МГУПП, Худжанский консервный завод), утверждено в установленном порядке ЦГСЭН Согдийской области Республики Таджикистан;

ТУ 9199-60457533-2010 « Комбинированные порошковые продукты из столовой свеклы», выдано сан-эпид.заключение АИЛЦ ФГУ МО РФ «842 УГСЭН РВСН».

Эффективность применения данной группы продуктов подтверждена клиническими испытаниями в ГКБ №50, ГКБ №81 и больницы Центросоюза РФ.

На технологию производства и способ применения данных продуктов получены патенты: «Способ лечения хирургического эндотоксикоза» (патент № 2341269, патентообладатель ГОУ ВПО «МГМСУ», изобретения, полезные модели, 2009); «Способ получения продукта столовой свеклы» (патент № 2373774, патентообладатель ГОУ ВПО «МГУПП» изобретения, полезные модели, 2009, Бюллетень № 33); «Способ получения порошкового продукта столовой свеклы» (патент № 2409280, патентообладатель ГОУ ВПО «МГУПП» изобретения, полезные модели, 2011, Бюллетень № 2); «Способ лечения хирургического эндо-токсикоза» (патент № 2423140 ГОУ ВПО «МГМСУ», изобретения, полезные модели, 2011, Бюллетень № 7).

Приготовление препаратов:

150 г порошкового пектинсодер-жащего продукта - СПК растворяли в 900 мл анолита минерализованного ЫаС! 0,5 г/л с рН в диапазоне 3,0. Анолит использовали для диссоциации полигалактуроновой кислоты в пектинсодержащих препаратах и сродства раствора к желчи. Анолит минерализованный ЫаС! 0,5 г/л получали на установке «Стел» производства НПО «Экран» (Москва).

Данная концентрация препарата позволяет получить оптимальную текучесть для болюсного введения через назоинтестинальный зонд и распределения по тонкой кишке.

Влияние пектинсодержащего препарата - СПК на клеточный иммунитет. Результаты исследований иммунного статуса у больных с абдоминальным хирургическим эндоток-сикозом при поступлении указывают на снижение активности основных компонентов иммунной системы -Т-лимфоцитов (у 42 % больных), В-лимфоцитов (у 88 % больных) и фагоцитов (у 56 % больных). Это выражалось в снижении иммунорегуля-торного индекса ИРИ (ИРИ = СД 4+/ сД 8+) до 1,9 ±0,2 при норме 3,2 ± 0,4. Снижение обусловлено как

уменьшением количества Т-хелпе-ров (СД 4+) до 39,0 ± 4,1 % (при норме 41,2 ± 4,4 %), так и увеличением числа Т-супрессоров (СД 8+) до 22,1 ± 2,3 % (при норме 12,8 ± 1,2 %). Содержание «активных» Т-лимфоцитов было также снижено до 18,0±2,3 % (при норме 29,9 ± 3,0 %). Исследование активности В-звена выявило дисиммуноглобули-немию в сторону снижения уровней IgA до 1,43 ±0,2 г/л (при норме 2,4 ± 0,3 г/л) и увеличение содержания IgG до 17,4 ± 2,0 г/л (при норме 11,0 ±1,2 г/л). Фагоцитарная функция нейтрофилов снижена за счет угнетения их поглотительной способности (ФИ) до 68 ±7,0 % (при норме 78,0±9,0 %) ФЧ - до 7,2±0,8 (при норме 9,0 ± 1,0). Таким образом, все больные с абдоминальным хирургическим эндотоксикозом до начала лечения имели признаки тяжелой дис-регуляции иммунной системы.

После приема СПК наблюдали различную направленность динамики иммунологических показателей в зависимости от их первоначального уровня. Это проявлялось повышением низких показателей активности Т-звена (СД 4+ - с 32,1 ± 3,0 % до 40,8±4,0 %, ИРИ - с 1,4 ± 0,1 до 3,0 ± 0,4, активных - Т-лимфоцитов - с

14.2 ± 1,5 % до 28,8 ±9,0 %), а также В-звена (IgA - с 1,1 ± 0,2 г/л до 2,0 ± 0,3 г/л) и нейтрофилов (ФЧ -с 3,2 ± 0,3 до 8,8 ± 0,9, ФИ - с 41,0 ± 5,0 % до 76,0 ± 8,0 %). Высокие исходные показатели снижались до нормы (СД8+ - с 24,3 ± 3,0 % до 13,0±1,5 %, IgG - с 19,8 ±2,3 г/л до 12,4 ± 1,5 г/л, ФЧ - с 14,3 ± 1,6 до 10,8 ± 2,0, ФИ - с 95,0 ± 10,0 % до

79.3 ± 8,0 %).

Таким образом, у больных с абдоминальным хирургическим эндоток-сикозом, принимавших СПК, динамика иммунологических параметров проявлялась в повышении сниженных и снижении до нормы высоких показателей, что позволяет расценивать эффект данного препарата как имму-номодулирующий (см. рисунок).

ЛИТЕРАТУРА

1. Дудкин, М.С. Пищевые волокна - новый раздел химии и технологии пищи/М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелку-нов//Вопросы питания. - 1998. -№ 3. - С. 36-38.

2. Эффективность пищевых некрахмальных полисахаридов при экспериментальном токсическом гепа-тите/Ю.С. Хотимченко [и др.]//Воп-росы питания. - 2000. - Т. 69. -№ 1-2. - С. 22-26.

3. Binding capacity of various fibre to pesticide residues under simulated

Таблица 3

Химический состав СПК

Содержание в 100 г

Показатель Земляничный* Клюквенный*

Массовая доля влаги, не более % 3,5 3,5

Массовая доля белка, % 29,0 25,0

Массовая доля жира, % 3,40 2,28

Массовая доля общих углеводов, % 59,00 64,1

Массовая доля ПВ, % 4,5 4,7

Массовая доля золы, не растворимой в соляной кислоте, % 5,00 5,00

Минеральные вещества, мг/100

натрий 520 368

калий 2178 1993

магний 229 220

кальций 458 441

фосфор 635 620

Витамины, мг/100 г:

тиамин (В1) 1,55 1,15

рибофлавин (В2) 0,33 0,13

никотиновая кислота (РР) 0,81 0,61

Энергетическая ценность, ккал 382,6 376,9

* С добавлением в рецептурных композициях натуральных соков.

Т-лимфоциты 65

К

0-лимфоциты

Т-хелперы

В-лимфоциты

Т-супрессоры

активные Т-лимфоциты

■ ♦ ■ до лечения ---- после лечения

Динамика показателей клеточного иммунитета

gastrointestinal conditions/C.A. Ta [et al.]//Food Chem. Toxicol. - 1999. -Vol. 37. - N 12. - P. 1147-1151.

4. Демидов, Д.А. Эффективность пектинсодержащего препарата обогащенного сывороточным белком при лечении хирургического эндо-токсикоза. Парентеральное и энте-ральное питание. Четырнадцатый конгресс с международным участи-ем/Д.А. Демидов, Т.И. Демидова, М.Е. Горбачев. - М., 2011. - С. 17.