CC BY
56
УДК 637.071
О.А. Ковалева, Н.Н. Поповичева
ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ «ЙОДОНОРМ» НА ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Изучена возможность применения йодированной пищевой добавки в кефир, соответствующий ГОСТ 31454-2012. Кефир с добавкой «Йодонорм» получали в лабораторных условиях, в термостате при температуре (28 ± 2)°С. Для оценки ее возможного токсичного воздействия с использованием метода твердофазного иммуноферментного анализа и стандартных наборов реагентов «ТиридИФА-свободный Т4» и «ТироидИФА-трийодтиронин-01» был изучен биохимический состав крови лабораторных животных, получавших кефир с добавкой «Йодонорм» и без нее. Данные биохимического состава крови подопытных животных показали физиологическую целесообразность введения в их рацион кисломолочного продукта, обогащенного биологически активной формой йода. Определение органолептических показателей и титруемой кислотности в процессе хранения кефира с добавкой «Йодонорм» показало, что введение ее в состав продукта не уменьшает срока годности кефира и не изменяет его вкус, запах и внешний вид. Полученные результаты имеют значение для клинической практики, особенно для коррекции питания больных с дисфункцией или патологией щитовидной железы.
Ключевые слова: гормоны, молочные продукты, йод, функциональные продукты, биодобавка, «Йодонорм», кефир, йододефицит.
O.A. Kovaleva, N.N. Popovicheva
INFLUENCE OF BIOLOGICALLY ACTIVE ADDITIVES "IODONORM" ON ORGANOLEPTIC, PHYSICO-CHEMICAL AND FUNCTIONAL INDICATORS
OF FERMENTED MILK PRODUCTS
The possibility of using an iodized food additive in kefir corresponding to State standard 31454-2012 was studied. The kefir with the additive "Iodonorm" was produced under laboratory conditions in a thermostat at a temperature of (28 ± 2)°C. To assess the possible toxic effects of additives "Iodonorm" using the method of elisa and a standard set of reagents "Tirodite-free T4" and "Thyroideia-triiodothyronine-01" the biochemical composition of laboratory animals blood which were fed yogurt with and without additive "Iodonorm" was studied. Data on the biochemical composition of the experimental animal blood showed the physiological feasibility of introducing the fermented milk product enriched with a biologically active form of iodine into their diet. Determination of organoleptic indicators of titrated acidity during the kefir with the additive "Iodonorm" storage showed that its introduction into the product does not reduce its shelf life and does not change its taste, smell and appearance. The obtained results are important for clinical practice, especially for correcting the nutrition of patients with thyroid dysfunction or pathology.
Key words: hormones, dairy products, iodine, functional products, bioadditive, "Iodonorm", kefir, iodine deficiency.
DOI: 10.17217/2079-0333-2020-51-19-25
Введение
Орловская область по содержанию йода в воде и продуктах питания является зоной риска. Так, за последние 10 лет «заболеваемость йододефицитными состояниями в области увеличилась на восемь процентов, и регион вошел в число субъектов РФ, где заболеваемость диффузным зобом выше среднероссийского уровня» [1, с. 54]. В связи с этим в ближайшее время планируется разработка региональной целевой программы, согласно которой в области должны будут появиться предприятия, производящие диетические и лечебно-профилактические пищевые продукты.
Йод является важным микроэлементом (табл. 1), присутствующим в организме человека в небольшом количестве - от 20 до 50 мг, из них не менее 60% сосредоточено в щитовидной железе, а 40% - в мышцах, яичниках, крови. Гормоны щитовидной железы регулируют обменные процессы в большинстве клеток, а также играют определяющую роль в процессе роста и развития большинства органов ребенка, особенно его головного мозга во время фетального периода и в первые два-три года после рождения [2]. Недостаток в организме йода в период раннего развития организма серьезно влияет на синтез гормонов щитовидной железы и приводит к гипотиреозу и повреждению мозга [3]. Клиническим последствием этого является необратимая умственная отсталость. Во время беременности дефицит йода может быть обусловлен нарушением синтеза гормонов щитовидной железы у матери и плода. Он приводит и к другим заболеваниям и увеличивает риск возникновения некоторых видов рака [4].
Таблица 1
Суточная норма йода у различных групп населения
Возраст Норма потребления йода в сутки
0-5 лет 90 мкг
6-12 лет 120 мкг
от 16 лет 150 мкг
Примечание. Согласно МР 2.3.1.2432-08 Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации.
Потребление функциональных продуктов является одним из основных путей решения проблемы недостатка йода в организме человека и профилактики заболеваний щитовидной железы [5]. Пищевые продукты, характеризующиеся антиоксидантными и онкопротекторными свойствами, пользуются высоким спросом у потребителей, заботящихся о своем здоровье. При создании таких продуктов необходимо глубокое изучение их воздействия на организм.
Сухой концентрат молочных сывороточных йодированных белков «Йодонорм» получают путем ферментативного йодирования аминокислотных остатков сывороточных белков коровьего молока с последующей дополнительной очисткой от неорганического йода с помощью ультрафильтрации, а также сублимационной или распылительной сушки в соответствии с ТУ 10.51.56-026-35305730-2017. Благодаря ковалентной связи йода с белками сухой концентрат «Йодонорм» обладает высокой стабильностью при нагреве, устойчивостью к свету и нагреванию и способен длительно храниться. Это исключает возможность высвобождения йода и его отрицательного воздействия на физико-химические, органолептические характеристики готовой продукции, что позволяет получать продукты с фиксированным содержанием йода.
Концентрат «Йодонорм» содержит криопорошок морской капусты, в котором активное вещество йод в органически связанной форме содержится в 100 г добавки в количестве 2,5 г (в пересчете на йод). Выработку добавки «Йодонорм» производит предприятие ООО «Фонд развития науки» (г. Москва).
В ходе проведения исследований авторы изучили физико-химические и органолептические показатели кефира с биологически активной добавкой «Йодонорм» и провели сравнение общего анализа крови контрольных и подопытных животных, в питание которых вводился изучаемый продукт. Полученные в ходе экспериментов результаты представлены ниже.
Материалы и методы
Исследования кисломолочного продукта с биологически активной добавкой «Йодонорм» проводили на базе инновационного научно-исследовательского испытательного центра коллективного пользования Орловского ГАУ и кафедры «Продукты питания животного происхождения». Объектом исследования являлись кисломолочный продукт кефир, изготовленный по ГОСТ 31454-2012 и тот же кефир с добавкой «Йодонорм».
Нормы и способы введения «Йодонорма» в продукты регламентируются требованиями нормативно-технической документации и санитарными нормами качества продовольственного сырья, утвержденными Минздравсоцразвития РФ. В качестве объектов сравнения использовали широко применяемую добавку «Биойод» (Компания «Инновационные биохимические технологии», Россия), в 100 г которой содержание йода в органической форме достигает 1 г.
Титруемую кислотность определяли стандартным методом. Раствор для титрования готовили следующим образом: в колбу емкостью 100 см3 отмеривали пипеткой 10 см3 0,1 н. рабочего раствора соляной кислоты, приливали 1-2 капли раствора фенолфталеина (индикатор) и титровали из бюретки раствором №OH до появления бледно-розовой окраски, не исчезающей в течение двух минут. Выработку и контроль молочного продукта осуществляли в соответствии с ГОСТ Р 52054 -2003, ГОСТ Р 52090-2003.
Доклинические испытания полученного продукта проводили на животных, которые были разделены на три группы по шесть самцов крыс с массой тела 225-382 г в каждой. Первая контрольная группа получала общевиварный рацион, вторая - общевиварный рацион с кефиром, содержащим биодобавку «Йодонорм», третья - общевиварный рацион и кефир с биодобавкой «Биойод». Неорганическую и органическую формы йода вводили в рацион животных с уровнем йода 10 мг/кг корма. Животные имели свободный доступ к воде. Перед постановкой эксперимента их выдерживали 14 дней в карантине в условиях вивария. Эксперимент с кормлением крыс длился 30 дней. Пробы крови брали у трех животных из выборки сразу после окончания эксперимента.
Содержание тиреоидных гормонов проводили методом иммуноферментного анализа на анализаторе «Униплан» (Россия). Для проведения биохимических исследований использовали стандартные наборы реагентов «ТиридИФА-свободный Т4» и «ТироидИФА-трийодтиронин-01».
В ходе математической обработки результатов экспериментальных исследований определяли среднюю квадратичную ошибку. Рисунки, отражающие результаты обработки экспериментальных данных, выполнены с помощью стандартной программы Microsoft Office Excel.
Результаты и обсуждение
Одним из важнейших факторов, влияющих на качество кисломолочных продуктов, является молочное сырье. Оно, как это было сказано выше, соответствовало нормативным показателям, предъявляемым ГОСТ 31454-2012. После введения в кефир биодобавки «Биойод» в полученном продукте определяли органолептические и физико-химические показатели. Представленные ниже данные свидетельствуют о том, что добавление в кефир биодобавки «Йодонорм» в количестве 25 мкг/ см3 не снижает стандарт качества продукта и таковой соответствуют нормативным значениям показателей, регламентируемых указанным выше ГОСТом на кисломолочную продукцию (табл. 2).
Таблица 2
Нормативные показатели исходного молочного продукта и продукта с добавкой «Йодонорм»
Наименование показателя Значение показателя
До внесения добавки После внесения добавки
Плотность, град. ареометра 30 ± 1 30 ± 1
Массовая доля белка, % 4,1 ± 0,1 4,1 ± 0,1
Массовая доля жира, % 3,4 ± 0,1 3,4 ± 0,1
Титруемая кислотность, °Т 17 ± 1 17 ± 1
Термоустойчив ость 1 группа 1 группа
Результаты изучения органолептических показателей у контрольных образцов кефира и образцов с йодсодержащими добавками «Биойод» и «Йодонорм» приведены в табл. 3.
Таблица 3
Органолептическая оценка обычного кефира и кефира с добавками «Биойод» и «Йодонорм»
Наименование продукта Показатель, баллы
Вкус Цвет Консистенция и внешний вид
Свежеприготовленный кефир без добавки (контроль) 4 3 5
Кефир без добавки после хранения при Г = (4 ± 2)°С в течение 11 суток (контроль) 3 2 4
Свежеприготовленный кефир с добавкой «Биойод» 4 3 5
Кефир с добавкой «Биойод» после хранения при Г = (4 ± 2)оС в течение 11 суток 4 3 4
Кефир с добавкой «Йодонорм» 4 3 5
Кефир с добавкой «Йодонорм» после хранения при Г = (4 ± 2)оС в течение 11 суток 4 4 4
Профилограмма, построенная на основе данных табл. 2, показана на рис. 1.
Кефир (контроль)
Кефир с "Биойод" после хранения Цвет
при 1 = (4 ± 20)°С в течение 11 суток
Консистенция
Рис. 1. Органолептическая оценка кефира с добавками «Биойод» и «Йодонорм» и без них сразу после приготовления и после 11 дней хранения
Представленные на рис. 1 данные свидетельствуют о том, что образец кефира с добавкой «Йодонорм» по своим органолептическим показателям соответствовал нормативным требова -нииям и практически не отличался от контрольного и второго опытного образца, содержащего добавку «Биойод». При этом контрольный образец содержал йод в количестве 10% от суточной нормы, образец с добавкой «Биойод» - 30%, а образец с добавкой «Йодонорм» - 50%.
Качество продукции определяется совокупностью свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности человека. Для оценки потребительских достоинств пищевых продуктов широко используют сенсорные, или органолептические, методы, основанные на анализе ощущений органов чувств человека.
Изучение органолептических показателей выработанных модельных и контрольных образцов молочных продуктов проводили в одних и тех же условиях. Результаты проведенных исследований представлены ниже в табл. 4.
Таблица 4
Показатели сенсорного анализа исследуемых образцов после выработки
Наименование продукта Внешний вид Консистенция Вкус и запах Цвет
Кефир (ГОСТ 31454-2012) Однородный сгусток Однородная, с ненарушенным сгустком Чистый, без посторонних запахов и привкусов, кисломолочный Молочно-белый, равномерно распределен по всей массе
Кефир с биодобавкой «Биойод» ООО «Иннбиотех» Однородный сгусток Однородная, с нарушенным сгустком Чистый, кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов Молочно-белый, равномерный по всей массе; распределен по массе
Кефир с биодобавкой «Йодонорм» Однородный сгусток Однородная, с нарушенным сгустком Чистый, кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов Молочно-белый, распределен по массе
Сравнение представленных в табл. 4 органолептических показателей у кефира без биологически активных добавок и с их добавлением показали, что у разных продуктов они практически не отличались.
Титруемая кислотность кисломолочных продуктов связана с накоплением в них продуктов брожения. Излишнее развитие кисломолочных бактерий отражается на вкусовых характеристиках продукта и может привести к уменьшению его лечебно-профилактических свойств. Определение титруемой кислотности в экспериментальных образцах показало, что в процессе хранения кислотность постепенно увеличивалась, при этом и после 11 ч хранения кислотность не превысила 100°Т - нормы, установленной требованиям ФЗ № 88 и Техническим регламентом Тамо-
женного союза № 033-2013 о безопасности молока и молочных продуктов. Данные, полученные в ходе этого исследования, представлены в табл. 5. Они показывают, что введение в состав кефира биодобавки «Йодонорм» не уменьшает сроков годности кефира и не ухудшает его органо-лептические показатели.
Таблица 5
Титруемая кислотность (°Т) с добавкой «Йодонорм»
Время хранения, ч Контроль Кислотность, °Т Образец № 1 Кислотность, °Т Образец № 2 Кислотность, °Т
< 1 25 ± 2 26 ± 2 28 ± 2
3 68 ± 2 73 ± 2 72 ± 2
5 86 ± 2 88 ± 2 88 ± 2
7 91 ± 2 95 ± 2 96 ± 2
11 91 ± 2 95 ± 2 96 ± 2
Таким образом, проведенные исследования, показали, что кефир, обогащенный биологически активной добавкой «Йодонорм», по своим физико-химическим и органолептическим показателям практически не отличался от его контрольных образцов, не содержащих биодобавки, и соответствовал требованиям федерального закона для кисломолочных продуктов.
Для определения физиологического воздействия йодонорма на организм лабораторных животных был изучен биохимический состав крови подопытных и контрольных животных. Изучение биохимических показателей крови подопытных животных после введения в рацион йод-содержащих добавок в ходе доклинических испытаний кисломолочного йодсодержащего продукта показало, что различия между показателями крови в опытных группах крыс, получавших йодированные добавки в чистом виде и в виде йодсодержащего кефира, находились в пределах ошибки опыта. Это видно из данных, представленных в табл. 6. Выявлено очень незначительное увеличение глюкозы и уменьшение холестерина в крови подопытных животных. Эти результаты согласуются с ранее проведенными исследованиями [6].
Таблица 6
Биохимические показатели крови подопытных животных после введения в рацион йодсодержащих добавок
Показатели Норма 1 группа (контроль) 2 группа 3 группа
58,53 59,99 58,61
Общий белок (58,50 ± 1,026) г/ дм3 61,08 60,40 58,79
60,16 60,37 58,73
6,61 6,71 6,65
Глюкоза (6,54 ± 0,23) ммоль/ дм3 6,77 6,77 6,63
6,83 6,83 6,71
5,77 6,26 5,81
Мочевина (5,72 ± 0,10) мкмоль/ дм3 5,81 6,48 5,76
5,88 5,73 5,80
1,51 2,04 1,59
Холестерин (1,58 ± 0,18) ммоль/ дм3 1,83 2,12 1,43
1,88 1,85 1,54
77,12 86,97 76,98
Креатинин (77,97 ± 9,01) мкмоль/ дм3 81,24 88,21 78,15
84,21 88,03 78,37
Аланинамино- 27,24 27,15 26,18
трансфераза (25,67 ± 3,38) ед/ дм3 27,02 27,02 26,76
(АЛТ) 28,40 26,49 26,42
Аспартатамино- (25,52 ± 0,75) ед/ дм3 26,09 25,93 25,83
трансфераза 25,63 26,07 26,11
(АСТ) 25,77 26,11 26,08
42,72 48,86 45,19
Щелочная фосфотаза (41,64 ± 2,30) ед/ дм3 46,48 49,17 45,00
45,35 49,21 44,68
32,13 31,61 27,90
Билирубин (31,42 ± 2,35) мкмоль/ дм3 32,77 32,73 27,87
31,68 32,45 28,53
Примечание. Номера групп животных в настоящей таблице соответствуют таковым в разделе «Материалы и методы».
Для оценки физиологического состояния и функций печени у подопытных животных определяли содержание в их крови ферментов аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатами-нотрансферазы (АСТ), которые, как это известно из медицинской практики, поступают в кровь при повреждении печени или токсическом воздействии на нее. Данные табл. 6 показывают, что значения этих показателей у разных групп крыс - контрольной и принимавшей добавку «Био-йод» - отличаются незначительно, что позволяет говорить о токсикологической безопасности изучаемого продукта.
Функциональное состояние щитовидной железы подопытных животных оценивали по результатам сравнительного анализа содержания тиреоидных гормонов (Т3 и Т4) в сыворотке крови подопытных животных, рацион которых включал в свой состав кефир с биодобавкой «Йодо-норм» и кефир без добавок. Результаты, полученные в ходе этого исследования, приведены на рис. 2.
Рис. 2. Особенности изменения концентрации тиреоидных гормонов в крови у подопытных животных после введения в рацион йодсодержащих добавок. Концентрация гормона трийодтиронина (Т3) выражена в нг/см3;
тетрайодтиронина (тироксина, Т4) - в мкг/ см3
Результаты исследований показали, что достоверных различий показателей функционального состояния щитовидной железы, содержания тиреоидных гормонов в крови между контрольной и опытными группами крыс не обнаружено. Но наблюдаемая, хотя и незначительная, тенденция к нормализации данных показателей лучше выражена в группах животных, получавших йодированную кисломолочную продукцию.
Таким образом, изучение биохимических показателей сыворотки крови крыс позволяет говорить о том, что физиологический статус животных, употреблявших йодированную пищевую добавку «Йодонорм», не меняется.
Полученные в ходе проведенного исследования результаты могут с успехом использоваться в клинической практике и быть учтены при коррекции питания лиц, страдающих дисфункцией или патологией щитовидной железы.
Заключение
Проведенные исследования показывают, что биологически активная добавка «Йодонорм» может успешно применяться в технологии изготовления кисломолочных функциональных продуктов, обладающих лечебным и лечебно-профилактическим действием, полезных для коррекции здоровья лиц с нарушениями работы щитовидной железы или проживающих в регионах РФ, неблагополучных с точки зрения содержания йода в природной воде и почве. Утверждать это позволяют данные изучения биохимического состава крови подопытных животных. Кисломолочный продукт с этой добавкой характеризуется удовлетворительными органо-лептическими показателями. Она не влияет на изменения титруемой кислотности и сроки годности. Результаты изучения физико-химических показателей кефира с добавкой «Йодонорм» свидетельствуют об их соответствии требованиям ГОСТ 31454-2012.
Организация производства кефира с включением вышеуказанной биологически активной добавки в Орловской области будет способствовать решению проблемы йододефицита, поскольку кефир - продукт, который широко используется в питании разных категорий населения, включая детей.
Литература
1. Ковальжина Л.С., Суплотова Л.А., Макарова О.Б. Профилактика йодного дефицита: информированность учащейся молодежи, проживающей на эндемичной территории // Терапевт. 2014. № 4. С. 53-58.
2. Большакова Л.С., Лисицын А.Б., Чернуха И.М., Зубцов Ю.Н., Лукин Д.Е., Люблинский С.Л. Исследование метаболизма йодтирозинов, входящих в состав молочного йодированного белка, у крыс // Вопросы питания. 2018. Т. 87, № 3. С. 12-17.
3. Поповичева Н.Н., Ковалева О.А. Результаты доклинических испытаний йодосодержащих молочных продуктов // Проблемы импортозамещения и безопасности регионального потребительского рынка: материалы форума. Кафедра товароведения и таможенного дела Института биотехнологии и биоинженерии Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева. 2017. С. 24-28
4. Большакова Л.С., Лукин Д.Е., Жубрева Т.В. Некоторые аспекты проблемы йодного дефицита в регионе центральной России // Инновации: перспективы, проблемы, достижения: материалы Шестой международной научно-практической конференции. 2018. С. 338-341.
5. Фомичев Ю.П., Сулима Н.Н., Лукин Д.Е. Влияние органического йода на состояние здоровья и молочную продуктивность первотелок // Повышение уровня и качества биогенного потенциала в животноводстве: сборник 3 международной научно-практической конференции. 2017. С. 191-196.
Информация об авторах Information about the authors
Ковалева Оксана Анатольевна - Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина; 302019, Россия, Орел; доктор биологических наук, профессор, директор Инновационного научно-исследовательского испытательного центра коллективного пользования; [email protected]
Kovaleva Oksana Anatolievna - Orel State Agrarian University named after N.V. Parahin; 302019, Russia, Oryol; Doctor of Biological Sciences, Professor, Director of the Innovative Research and Testing Centre for Collective Use; [email protected]
Поповичева Наталия Николаевна - Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина; 302019, Россия, Орел; аспирант, младший научный сотрудник Инновационного научно-исследовательского испытательного центра коллективного пользования; [email protected]
Popovicheva Nataliya Nikolaevna - Orel State Agrarian University named after N.V. Parahin; 302019, Russia, Orel; Postgraduate, Junior Researcher of the Innovative Research and Testing Centre for Collective Use; [email protected]
