CC BY
22
УДК 613.26+577.16
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-11-89-94
CARBOHYDRATE PRODUCT FOR THERAPEUTIC AND PROPHYLACTIC PURPOSES
Khvorova L.S., Byzov V.A
The All-Russian Research Institute of Starch Products - branch "Federal scientific center offood systems by V.M. Gorbatov" of RAS, Moscow, Russian Federation
УГЛЕВОДНЫЙ ПРОДУКТ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Хворова Л.С., Бызов В.А.
Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов - филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, г. Москова, Российская Федерация
Аннотация. Статья посвящена созданию углеводного продукта с экстрактом шиповника в виде конфет (глюкозной помадки) с лечебно-профилактическим эффектом, направленным на восстановление организма людей, подверженного интенсивным физическим и психическим нагрузкам и воздействию повреждающих факторов окружающей среды. В качестве углеводов в рецептуре использованы простые углеводы (глюкоза) и сложные в виде крахмальной патоки, содержащей (мальтозу, три- тетра- сахара, декстрины). Глюкоза в рецептуре является главным энергетическим ингредиентом, сладителем и структурообразующим компонентом, придающим продукту твердообразную консистенцию за счет кристаллизации. Лечебный эффект продукту обеспечивает экстракт шиповника. В опубликованных многочисленных исследованиях установлены его витаминная, иммуностимулирующая и анти-оксидантная активность, ингибирование процессов образования мочевой кислоты и ожирения, которые связывают с флавоноидами, другими фенольными соединениями, витаминами. Перечень лечебных свойств экстракта шиповника показывает на целесообразность использования его в дополнительном питании людей с целью профилактики заболеваний. Для рецептуры наших конфет экстрагирование измельченных плодов шиповника проводилось трехкратно горячей водой с температурой 65-700С с последующим концентрированием экстракта под вакуумом до СВ 25-30 %. Полученный экстракт-концентрат вводили в рецептуру в дозировке 5,5 % СВ на 100 г СВ глюкозной помадки, что обеспечивало необходимую дозировку продукту при его употреблении от 3 (для детей) до 10 конфеток в день (для взрослых) для профилактики простудных заболеваний.
Abstract. The article is devoted to the creation of a carbohydrate product with rosehip extract in the form of sweets (glucose Fudge) with a therapeutic and preventive effect aimed at restoring the body of people exposed to intense physical and mental stress and the effects of damaging environmental factors. As carbohydrates in the recipe, simple carbohydrates (glucose) and complex carbohydrates in the form of starch molasses containing (maltose, tri - Tetra - sugars, dextrins) are used. Glucose in the formulation is the main energy ingredient, sweetener and structure-forming component that gives the product a solid consistency due to crystallization. The medicinal effect of the product is provided by rosehip extract. Numerous published studies have established its vitamin, immunostimulating and antioxidant activity, inhibition of uric acid formation and obesity, which are associated with flavonoids, other phenolic compounds, and vitamins. The list of medicinal properties of rosehip extract shows the feasibility of using it in additional nutrition of people in order to prevent diseases. For the formulation of our sweets, the extraction of crushed rosehip fruits was carried out three times with hot water at a temperature of 65-700C, followed by concentration of the extract under vacuum to 25-30% SV. The resulting extract-concentrate was introduced into the formulation in a dosage of 5.5% SV per 100 g of SV glucose Fudge, which provided the necessary dosage for the product when used from 3 (for children) to 10 sweets a day (for adults) for the prevention of colds.
Ключевые слова: углеводный продукт, экстракт шиповника, состав рецептуры, лечебные свойства, применение
Keywords: carbohydrate product, rosehip extract, formulation composition, medicinal properties, application
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1] Спиричев В.Б., Трихина В.В. Биохимическая характеристика эссенциальных нутриентов как научная основа для определения функциональных свойств специализированных продуктов и механизмов их действия на обменные процессы //Человек. Спорт. Медицина. - 2017. - Т. 17. - № 2. -С. 5-19.
[2] Тутельян В.А., Никитюк Д.Б. Питание и спорт: реалии и перспективы // В книге: Здоровье молодёжи: новые вызовы и перспективы. Монография. М.: 2019. - С. 219-227.
[3] Хворова Л.С. Научно-практические основы получения кристаллической глюкозы. М: Россельхоза-кадемия, 2013. - 280 с.
[4] Хворова Л.С. Условия кристаллизации гидратной глюкозыиз сиропов, полученных с применением ферментов // Хранение и переработка сельхозсы-рья. - 2008. - № 6. - С. 48-49.
[5] Дубцова Г.Н., Кусова И.У., Куницына И.К. Оценка биологически активных веществ сухого экстракта шиповника // Пищевая промышленность. - 2018.
- № 5. - С. 32-34.
[6] Формазюк В.И. Энциклопедия пищевых лекарственных растений: Культурные и дикорастущие растения в практической медицине». - Киев: Изд. А.С.К., 2003. - 792 с.
[7] Новрузов А.Р. Содержание и динамика накопления аскорбиновой кислоты в плодах Rosa canina L. // Химия растительного сырья. - 2014. - №3. -DOI: 10.14258/jcprm.1403221.
[8] Мухамеджанова Д.М., Хворова Л.С., Попов Д.М., Андреев Н.Р., Сергеев А.В. Витаминное средство // Патент на изобретение RU 2094050 C1. 27.10.1997. Заявка № 94025418/14 06.07.1994.
[9] Алексашина С.А., Макарова Н.В., Деменина Л.Г. Антиоксидантный потенциал плодов шиповника // Вопросы питания. - 2019. - Т. 88. - № 3. - С.84-89. DOI:10.24411/0042-8833-2019-10033.
[10] Hidetomo Kikuchi, Satomi Kogure, Rie Arai, Kouki Saino, Atsuko Ohkubo, Tadashi Tsuda, Katsuyoshi Sunaga.Rosehip inhibits xanthine oxidase activity and reduces serum urate levels in a mouse model of hyperuricemia // Biomedical Reports. - 2017. - No.6. -P. 539-544. https://doi.org/10.3892/br.2017.888.
[11] Edwards N.L. The role of hyperuricemia in vascular disorders // Curr Opin Rheumatol. - 2009. - Vol. 21,
- P.132-137.
[12] Christensen R., Bartels E.M., Altman R.D., Astrup A., Bliddal H.: Does the hip powder of Rosa canina (rosehip) reduce pain in osteoarthritis patients? - a metaanalysis of randomized controlled trials // Osteoarthri-tis Cartilage. - 2008. - Vol.16/ - P. 965-972.
REFERENCES
[1] Spirichev V.B., Trihina V.V. Biochemical characteristics of essential nutrients as a scientific basis for determining the functional properties of specialized products and mechanisms of their action on metabolic processes // Human. Sport. Medicine.. - 2017. - Vol. 17. .. - No. 2. .. - P. 519.
[2] Tutel'jan V.A., Nikitjuk D.B. Nutrition and sport: realities and prospects. In the book: youth Health: new challenges and prospects // Youth health: new challenges and prospects. Monograph. Moskov. .. - 2019. .. - P. 219-227.
[3] Khvorova L. S. Scientific and practical basis for obtaining crystalline glucose. Moscov: Russian agricultural academy. .. - 2013. .. - 280 p.
[4] Khvorova L.S. Conditions for crystallization of hydrate glucose from syrups obtained with the use of enzymes // Storage and processing of agricultural raw materials. - 2008. - No. 6. - P. 48-49.
[5] Dubcova G.N., Kusova I.U., Kunicyna I.K. Evaluation of biologically active substances of dry rosehip extract // Food industry. - 2018. - No. 5. -P. 32-34.
[6] Termasuk V. I. Encyclopedia of food medicinal plants: cultivated and wild plants in practical medicine. - Kiev: A. S. K. publishing house, - 2003. -792 p.
[7] Novruzov A.R. Content and dynamics of ascorbic acid accumulation in Rosa canina L. fruits // Chemistry of plant raw materials. - 2014. - No. 3. - P. 221-226.
[8] Muhamedzhanova D.M., Khvorova L.S., Popov D.M., Andreev N.R., Sergeev A.V. Vitamin remedy // Patent for invention RU 2094050 C1. 27.10.1997. Application no. 94025418/14 dated 06.07.1994.
[9] Aleksashina S.A., Makarova N.V., Demenina L.G. Antioxidant potential of fruits rosehip // Voprosy Pitaniia.- 2019. - Vol. 88. - No. 3. - P.84-89. DOI:10.24411/0042-8833-2019-10033.
[10] Hidetomo Kikuchi, Satomi Kogure, Rie Arai, Kouki Saino, Atsuko Ohkubo, Tadashi Tsuda, Katsuyoshi Sunaga. Rosehip inhibits xanthine oxidase activity and reduces serum urate levels in a mouse model of hyperuricemia // Biomedical Report. - 2017. - No. 6. - P. 539-544. https://doi.org/10.3892/br.2017.888.
[11] Edwards N.L. The role of hyperuricemia in vascular disorder //Curr Opin Rheumatol. - 2009. -Vol. 21. - P.132-137.
[12] Christensen R., Bartels E.M., Altman R.D., Astrup A., Bliddal H. Does the hip powder of Rosa canina
(rosehip) reduce pain in osteoarthritis patients?
- a meta-analysis of randomized controlled trials // Osteoarthritis Cartilage. - 2008. - Vol.16. -P.965-972.
[13] Chrubasik C., Duke R.K. and Chrubasik S.The evidence for clinical efficacy of rose hip and seed:A systematic review //Phytother Res. - 2006. - Vol. 20. - P.1-3.
[14] Laskova I.L., Uteshev B.S. Immunomodulating effect of energizing drugs during physical activity // Experimental and physical pharmacology. - 1995.
- No.2. - P.44-47.
[15] Khvorova L. S., Selezneva O. N., Lukin N. D. Method for obtaining crystalline anhydride glucose // Patent for invention RU 2521510 C1, 27.06.2014. Application no. 2012158069/13 dated 29.12.2012._
Author Contributions. Khvorova L. S. - literature review, writing a text; Byzov V.A - collection and processing of materials.
The authors declare no conflict of interest.
Khvorova L S. - SPIN ID: 7357-6210; ORCID ID: 0000-0003-2441-4681 Byzov V.A. - ORCID ID: 0000-0003-1918-4455
Вклад авторов: Хворова Л.С. - обзор литературы, написание текста; Бызов В.А. - сбор и обработка материалов.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Хворова Л.С.-SPIN ID: 7357-6210; ORCID ID: 0000-0003-2441-4681 Бызов В.А. _ ORCID ID: 0000-0003-1918-4455
[13] Chrubasik C., Duke R.K. and Chrubasik S.: The evidence for clinical efficacy of rose hip and seed:A systematic review // Phytother Res. - 2006. - Vol. 20. - P.1-3.
[14] Ласкова И.Л., Утешев Б.С. Иммуномоделирующее действие энергизирующих препаратов при физических нагрузка // Экспериментальная и физическая фармакология. -1995. - № 2. - P. 44-47.
[15] Хворова Л.С., Селезнева О.Н., Лукин Н.Д. Способ получения кристаллической ангидридной глюкозы // Патент на изобретение RU 2521510 C1, 27.06.2014. Заявка № 2012158069/13 от 29.12.2012.
Введение. Как известно из мирового и отечественного опыта, в современных условиях сложно обеспечить организм человека всеми необходимыми веществами только за счет обычных продуктов питания. Особенно актуально это для работников, труд которых связан с большими физическими и нервно-психическими нагрузками (спортсмены, космонавты, летчики, шахтеры и др), жителей с экологически неблагоприятными условиями, с повышенной радиацией. Систематический дефицит в удовлетворении потребности организма в жизненно необходимых пищевых веществах: витаминах, минеральных элементах и других микронутриентах, приводит к нарушениям различных функций организма, в том числе снижению иммунитета [1]. А с учетом необходимости создания у организма на всех уровнях еще и существенных резервных возможностей для поддержания крепкого здоровья основные требования к пище должны предусматривать не только восполнение
суточного расхода энергии, но и удовлетворение потребности организма в пищевых макро- и микронутриентах. Для этого применяются специализированные дополнительные формы питания, содержащие жизненно необходимые биологически активные вещества (БАВ) и позволяющие избирательно поддерживать те физиологические функции организма, которые испытывают особое напряжение в зависимости от специфики выполняемой работы, неблагоприятного воздействия окружающей среды или заболевания [2].
ВНИИ крахмалопродуктов является ведущей организацией России по проблеме разработки новых технологий получения кристаллической глюкозы и сахаристых продуктов из крахмала [3].
Углеводы являются основным источником энергии для организма. В них особенно нуждаются люди, профессия которых связана с большими затратами энергии, больные после
тяжелых операций и другие категории населения.
Цель работы состояла в создании углеводного продукта профилактического назначения в виде конфет, обогащенных биологически-активными веществами растений, направленных на восстановление организма после интенсивных физических и психической нагрузок, от повреждающего воздействия окружающей среды.
Для выполнения поставленной цели решали следующие задачи: -изучение химического состава и лечебно-профилактических свойств применяемых ингредиентов для приготовления целевого продукта, обоснование и разработка рецептуры целевого продукта, исследование показателей качества глюкоз-ной помадки, расчет пищевой ценности готового целевого продукта, разработка рекомендаций по применению продукта
Материалы и методы
В качестве материалов использованы:
• Глюкоза кристаллическая гидратная. ГОСТ 975-86 и глюкозный сироп из производства глюкозы.
• Плоды шиповника. ФС.2.5.0106.18 Государственная фармакопея РФ, XIV изд. 2018.
• Патока крахмальная. ГОСТ 33917-2016.
• Сорбит. ГОСТ Р 53904 -2010.
• Кислота лимонная безводная пищевая. ГОСТ Р 53040-2008.
• Калия сорбат Е202. ГОСТ Р 555832013. Добавки пищевые.
• Кислота аскорбиновая Е 300.
В качестве установок для опытов использовали роторный испаритель Е"УЕЬА N 1100 (фирмы «Tokai Togio», Япония). Смешивание компонентов рецептуры и кристаллизацию глюкозы в помадной массе проводили в горизонтальном кристаллизаторе с объемом 5 л, снабженном мешалкой и водяной рубашкой. Формование конфет осуществляли в коррексы из полимерной пищевой плёнки.
Концентрацию сухих веществ (СВ) в растворах определяли рефрактометрическим
методом, в твердых продуктах высушиванием или с помощью рефрактометра с точным разбавлением навески. Содержание аскорбиновой кислоты определяли по методам ФС.2.5.0106.18.
Результаты и обсуждение: для целевого продукта выбрана форма изготовления в виде помадных конфет мягкой тонкокристаллической консистенции диаметром 9-11 мм, высотой 8 мм, массой 3,3 г, удобных в использовании для детей и взрослых.
Для создания рецептуры использованы продукты, обладающие питательными, лечебно-профилактическими и соответствующими поставленной задаче технологическими свойствами: углеводы простые и сложные, сорбит, экстракт шиповника, аскорбиновая кислота, лимонная кислота и др.
В качестве простого углевода наиболее предпочтительным является кристаллическая глюкоза, а также глюкозный сироп из производства глюкозы в случае изготовления конфет в условиях производства кристаллической глюкозы, что является наиболее экономичным [4]. Глюкоза в составе рецептуры является не только высокопитательным энергетическим средством, но и основным структурообразователем, выполняющим технологическую функцию создания твердооб-разной, но мягкой при откусывании, тонкокристаллической консистенции конфет за счёт кристаллизации глюкозы при формовании конфет.
Для снижения гликемического индекса конфет в их рецептуру включена крахмальная патока, химический состав которой состоит из сложных углеводов: мальтозы, три-, тетра-сахаров, декстринов с пониженными по сравнению с глюкозой гликемиче-ским индексом. Важную функцию в рецептуре конфет выполняет сорбит, обладающий пребиотическим эффектом, низкими глике-мическим и инсулиновым индексами, структурообразующими и влагоудерживающими свойствами.
Для обогащения конфет биологически-активными веществами с лечебным эффектом на основе многочисленных научных
публикаций последних лет выбран экстракт плодов шиповника, обладающий многофункциональным лечебным действием, отсутствием токсичности [5, 6].
По литературным данным экстракт плодов шиповника обладает витаминной и иммуностимулирующей активностью [5-8], антиоксидантным эффектом, снижающим повышенное образование свободных радикалов и предотвращающим инициирование и про-грессирование осложнений многих заболеваний [9,10]. Экстракт шиповника также оказывает подавляющее воздействие на активность ксантиноксидазы, снижая повышенное содержание мочевины в сыворотке крови [6,12]. облегчая состояние больных подагрой [12], остеоартритом и остеоартрозом [13,14].
Лечебные свойства шиповника обусловлены богатым химическим составом его плодов: действием аскорбиновой кислоты и других витаминов, флавоноидов, других фе-нольных соединений, суммой каротиноидов [7-12], эффективность действия которых
усиливается в присутствии глюкозы [15]. В химическом составе плодов обнаружены: витамины (С, В2, К, Р, Р-каротин)), углеводы, фенольные соединения (рутин, кверцетин, кемпферол, лютеолин, хлорогеновая и галловая органические кислоты), лимонная кислота, минеральные элементы (в т. ч. такие важные, как Мп, Си, Zn); в семенах - витамин Е, каротин, жир. Содержание витамина С достигает до 17,2 % на абсолютно сухую массу плодов, каротиноидов 9,74-45 мг %, 4 мг% витамина Р, 0,16-3761 мг/100 г флавоноидов, 23,93 % общих сахаров ( в том числе 18,56 % инвертных и 5,1 % сахарозы), 8,9 % пентоза-нов, 4,1 % пектиновых веществ, 1,58 % лимонной кислоты.
Разработанный на основании проведённых исследований состав рецептуры представлен в таблице 1. Представленные ингредиенты в соответствующих концентрациях и соотношении позволили создать целевой продукт в виде конфет с профилактическим эффектом.
Таблица 1.
Состав рецептуры углеводного продукта (глюкозной помадки)
Компоненты рецептуры % СВ к СВ продукта
Глюкоза или глюкозный сироп 69,50
Патока крахмальная (мальтоза, три-, тетра-сахара, декстрины) 16,54
Экстракт-концентрат шиповника 5,50 (0,22 г в одной конфетке)
Сорбит 6,64
Аскорбиновая кислота 0,5
Лимонная кислота 2,00
Сорбат калия 0,02
Table.1
Composition of the formulation of a carbohydrate product (glucose Fudge)
components of the formulation % SV to SV of the product
Glucose or glucose syrup 69,50
Starch molasses (maltose, tri-, tetra-sugars, dextrins) 16,54
Rosehip extract-concentrate 5,50 (0.22 g in one candy)
Sorbitol 6,64
Ascorbic acid 0,5
Citric acid 2,00
Potassium sorbate 0,02
В рецептуре применяли свежеприготовляе- измельчённых плодов шиповника с последу-
мый экстракт-концентрат шиповника. Его по- ющим концентрированием полученных экс-
лучали трехкратным водным при темпера- трактов под вакуумом до концентрации 25-30
туре 60-650С экстрагированием % СВ.
Ингредиенты рецептурной смеси перемешивали в реакторе с подогревом и мешалкой. При этом происходило растворение порошковых ингредиентов и пастеризация сиропа при температуре 65-700С. Полученный помадный сироп сливали в кристаллизатор, добавляли к нему затравочные кристаллы глюкозы и при перемешивании и охлаждении до 500С проводили нуклеацию зародышей кристаллов глюкозы во всем объёме сиропа [16]. В этот момент в продукт добавляли растворенную в воде аскорбиновую кислоту из расчета содержания её 25-30 мг в каждой конфетке. Далее помадную массу с зародышами кристаллов отливали в формы для формования конфет; конфеты после выстойки и затвердевания расфасовывали по 100 г в полиэтиленовые пакеты с последующим вложением в картонные коробочки. Медико-
биологические испытания глюкозной помадки в НИИ фармации, ВИЛАРе показали ее безопасность, витаминную и иммуностимулирующую активность [8]. Дозировки для профилактики простудных заболеваний составляют по 1 конфетке 3 раза в день для детей и по 3 шт 3 раза в день для взрослых.
Выводы. Углеводный продукт состоит из простых и сложных углеводов, экстракта плодов шиповника, витаминов, обладает энергетическим и лечебно-профилактическим действием. Продукт рекомендуется для использования в качестве энергетического и профилактического средства для повышения иммунитета для профилактики простудных заболеваний, особенно, жителям с экологически неблагоприятными условиями проживания.
Ответственный за переписку: - Хворова Людмила Степановна, доктор технических наук, заведующая лабораторией технологии глюкозы, Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов - филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, Московская обл. Россия, Email: vniik@arrisp.ru.
Corresponding Author: - Khvorova Lyudmila Stepanovna, doctor of engineering, head of the glucose technology laboratory. The All-Russian Research Institute of Starch Products - FGBNU branch "Federal scientific center of food systems by V.M. Gorbatov" of RAS, Moscow region, Russia, E-mail: vniik@arrisp.ru
