Функциональные ингредиенты, используемые в пищевых продуктах для профилактики йоддефицитных заболеваний

Для обогащения пищевых продуктов используют те микронутриенты, дефицит которых реально имеет место, достаточно широко распространен и небезопасен для здоровья. В условиях России это, прежде всего, такие минеральные вещества как йод, железо, селен и кальций. Известно, что более 50 миллионов жителей Российской Федерации проживают в регионах с недостаточностью йода. Совместными программами ЮНИСЕФ, РАМН (программа устранения дефицита пищевых микрокомпонентов), ICCIDD (Международный совет по борьбе с заболеваниями, вызываемыми йодной недостаточностью) и ВОЗ предпринимаются усилия о ликвидации йодной недостаточности.

Классическая теория возникновения йододефицитных заболеваний была предложена Прево и Шатии в XIX веке. В соответствии с ней данные заболевания возникают при недостаточном поступлении йода в организм. Йод относится к важнейшим эссенциальным микроэлементам, которые постоянно содержатся в живых организмах и являются незаменимыми. Это микроэлемент, необходимый для синтеза гормонов щитовидной железы, без которых невозможно нормальное функционирование человеческого организма. В организме взрослого человека содержится 20 ÷ 50 мг йода и около 1/3 его приходится на долю щитовидной железы, которая является важнейшим органом внутренней секреции, вырабатывающим тиреоидные гормоны, и именно они заставляют дышать ткани нашего тела, регулируют все виды обмена веществ и деятельность каждого органа, включая головной мозг. Йод находится и в других органах, в крови он циркулирует в форме йодида и в связанном с белками состоянии. Обновление всего йода щитовидной железы совершается примерно за 30 ÷ 50 сут. Выводится йод из организма преимущественно через почки (до 70 ÷ 80 %), частично с калом, желчью, молоком, слюной, потом и органами дыхания.

В России распространенность йододефицитных заболеваний составляет 10 ÷ 15% среди городского населения и 13 ÷ 35% среди сельского населения, а уровень потребления йода в три раза ниже рекомендуемых норм. Как следствие этого, в различных регионах РФ такое крайне тяжелое осложнение йодного дефицита, как эндемический кретинизм, составляет 1 ÷ 3%. Высокая распространенность тиреоидной патологии, вызванной дефицитом йода, и большое количество операций на щитовидной железе приводят к инвалидизации части трудо- способного населения, снижению продолжительности и качества жизни.

Фактическое среднее потребление йода жителем России сегодня составляет от 40 до 80 мкг в день при норме 150 ÷ 200 мкг. Этот факт установлен в результате масштабных эпидемиологических исследований, которые на постоянной основе проводится Центром йододе-фицита Минздравсоцразвития России (на базе Эндокринологического научного центра РАМН) в различных регионах России.

Выраженный йодный дефицит обнаружен на обширной территории Западной (Тюменская область) и Восточной Сибири (Красноярский край, Якутия). Наиболее широко дефицит йода распространен в пригорных и горных местностях (Северный Кавказ, Урал, Алтай, Сибирское плато, дальний Восток), а также в Верхнем и Среднем Поволжье, на Севере и Центральных областях Европейской части страны . [ 1, 2, 3 ]

В качестве функциональных ингредиентов используемых в пищевых продуктах для профилактики йоддефицитных заболеваний (ЙДЗ) наибольший интерес представляют морские бурые водоросли (ламинарии) и синезелёные водоросли (цианобактерии).

Ламинария – это морская бурая водоросль, основная часть которой ремневидное зелено-бурое пластинчатое слоевище (таллом) широколанцетовидной формы, длиной 2 ÷ 6 м (иногда до 12 м), шириной 10 ÷ 35 см, половину ширины пластины занимает срединная полоса, отграниченная продольными складками. Пластина внизу переходит в ствол-черешок длиной 3-70 см и заканчивается корневидными образованиями - ризоидами, которыми растение прикрепляется к каменистому грунту. Все растение пронизано слизистыми ходами и лакунами. Размножается спорами, после образования спор ламинария погибает. Продолжительность жизни ламинарии от 2 до 4 лет в зависимости от климатических условий. Ламинарию можно с уверенностью назвать самой известной представительницей бурых водорослей известно более 20 видов водорослей рода собственно ламинарий, или морской капусты [4].

В водах морей Дальнего Востока обнаружено много видов ламинарий, среди которых наиболее ценны в промысловом отношении следующие: японская ламинария ( Laminaria japonica Aresch ; сахаристая ламинария ( Laminaria saccharina Lamour ); узкая ламинария ( Laninaria angustata Kjellm ). Слоевище лентообразное; узкое (5 ÷ 8 см) и длинное (1,5-2,5 м); длинночерешковая ламинария ( Laminaria lonqipes Вогу ); курчавая ламинария ( Laminaria bullata Kjellm ).

Самыми популярными видами Laminaria являются ламинария сахаристая (L. Saccbari-na) и ламинария японская (L. Japonica). Первая встречается в Белом, Баренцевом, Карском и во всех морях дальнего востока, вторая – на севере Японского моря, а также у южного и юговосточного берега Сахалина и у Южных Курильских островов.

В России промысловое значение имеют в основном два вида ламинарии: ламинария сахаристая, произрастающая у северных берегов России и ламинария японская, растущая у дальневосточного побережья.

В Приморье естественные промысловые заросли ламинарии в основном локализованы в районе между мысами Поворотный и Бычий. Биомасса промысловых растений здесь достигает 100 кг сырой массы на квадратном метре на глубинах от одного до 12 метров. Общие запасы водорослей оцениваются в 250 ÷ 350 тыс. тонн сырых растений. У нас в стране добыча ламинарии японской и ламинарии сахаристой ведется в основном методом драгировок (канзой или механической драгой), косьбой, а также подбором штормовых выбросов. Добытую из моря ламинарию сушат на вешалах под навесами, предохраняя от дождя, росы и тумана, так как под воздействием пресной воды ламинария теряет маннит, йод, соли калия и при последующих высушиваниях, даже меняет окраску. Сушить ламинарию в сухожаровых установках не рекомендуется. Водоросль второго и третьего года жизни является самой ценной, так как именно в этот период она содержит наибольшее количество альгиновой кислоты и маннита. Наибольшее количество минеральных веществ содержится в ламинарии в весенний период, а максимальное содержание органических веществ – у ламинарии, добытой в июле, августе. На Дальнем Востоке, Камчатке и Курилах урожай ламинарии собирают на второй год. В настоящее время в этих регионах сбор ламинарии сильно сократился в связи с низкой доходностью этого вида деятельности и уничтожением значительных зарослей морской капусты в начале 90-х годов XX века применением варварских орудий ее добычи.

В естественных условиях запасы ламинарии японской подвержены сильным колебаниям. Это отражается на объеме заготовок. Большой урон зарослям наносят сильные штормы и торошение льда у берега в холодные зимы; освобождаемые во время промысла участки дна нередко заселяются непромысловыми водорослями. Поэтому люди издавна пытались искусственно увеличить площади под ламинарией японской.

В Китае кропотливой селекционной работой были выведены новые формы растений на основе ламинарии японской, способные быстро расти при повышенных температурах воды и достигать товарного качества в течении одного года. С 50-х годов XX века в Китае была создана целая индустрия по выращиванию и

Функциональные ингредиенты, используемые в пищевых продуктах для профилактики ...

переработке морской капусты и сейчас ее культивируют вдоль побережья КНР вплоть до Кантона. В Китае выращивание ламинарии идет в разрезе продовольственной программы. Морские фермы позволили расширить естественный ореол произрастания, что позволило Китаю занять лидирующие позиции в экспорте данного ценного сырья и, в настоящее время, на российском продовольственном рынке представлена, в основном, ламинарией японской выращенной на специализированных фермах.

В данной работе были поставлены следующие практические задачи:

• -    изучить химический состав ламинарии сушеной, искусственно выращенной на плантациях Китая;

• -    обосновать возможность использования данного вида ламинарии в качестве функционального ингредиента из растительного сырья

для создания функциональных продуктов питания для профилактики ЙДЗ.

Наиболее удобной формой хранения и транспортирования является сушеная ламинария. Сушеная морская капуста должна соответствовать требованиям ТУ 15-01-206-89 «Капуста морская сушеная для промышленной переработки». Сушеная морская капуста должна соответствовать требованиям настоящих технических условий и изготавливаться по действующей технологической инструкции с соблюдением санитарных норм и правил, утвержденных в установленном порядке. Сушеную морскую капусту изготавливают в виде слоевищ и шинкованной. Для проведения исследований была выбрана ламинария сушеная нашинкованная произведенная в Китае. Сушеная ламинария имела органолептические показатели и физико-химические показатели, приведенные в табл.1.

Таблица 1 – Показатели качества ламинарии сушеной

Наименование пока зателя	Норма по ТУ	Результаты анализа
Внешний вид	Полоски морской капусты, нарезанные поперек слоевища, шириной не более 5 мм. Допускается наличие деформированных полосок.	Слоевища и куски слоевищ длиной не менее 15 см естественной ширины. Поверхность слоевищ чистая без известковых отложений. Белый налет солей и разрушения на протяжении были выявлены на 1/5 длины слоевища, не более. Слоевищ с вырезами мест недопустимой окраски не выявлено. Качество шинковки равномерное, с шириной полос до 5см.
Цвет	Естественный от светло оливкового с зеленоватым оттенком до темно оливкового, зеленовато бурого, черно зеленого	Естественный от светло оливкового с зеленоватым оттенком до темно оливкового.
Запах	Свойственный сушеной морской капусте без посторонних порочащих признаков.
Наличие песка	Не более 0,2%	Менее 0,1%
Коэффициент регид ратации	От 6,8 до 7,5	7,1
Наличие посторонних примесей и плесени	Не допускается	Не обнаружено
Массовая доля вла-ги,% не более	20	16,5

Химический состав образцов ламинарии сушеной и кальмара приведены в табл.2.

Органические вещества морской капусты представлены сложным комплексом азотистых, углеводных и углеводоподобных веществ, в том числе клетчатка, азотистые вещества, красящие пигменты, полисахариды. Специфическими веществами морской капусты являются маннит, альгиновые кислоты, лами-нарин (водорослевый крахмал).

Как видно из данных, приведенных в табл. 2. в ламинарии содержится 8,25% белка. В бурых водорослях 80 ÷ 85 % общего азота является белковым и имеет значительные колебания от сезона года и цикла развития (одногодичная или двухгодичная).

Такое содержание белка типично для двухгодичной ламинарии в июле-августе. Небелковый азот в основном представлен свободными аминокислотами (6 ÷ 12 %), пептидами (7 ÷ 8%) и азотистыми основаниями (1 ÷ 3,5%). Для ламинариевых специфично присутствие йодаминокислотных комплексов: моно- и дийодтирозина, дийодтиронина и тироксина и легко усваиваются организмом человека.

Исследованный образец ламинарии содержит незначительное количество липидов – 0,43%. Известно, что липиды ламинарии пред- ставлены, в основном, триглицеридами (75 % липидов).

Таблица 2 – Химический состав ламинарии (в % на сухое вещество)

Показатель	Содержание, %
	Ламинария
Сухие вещества	83,5
В том числе в % к сухому веществу
Белок	8,25
Липиды	0,43
Углеводы, в том числе Ламинарин Маннит	25,83
	9,21 13,82
Альгиновая кислота	34,6
Минеральные вещества	30,89

Углеводы водорослей представлены водорастворимыми простыми сахарами, а также нерастворимыми в воде, но гидролизующимися полисахаридами. Полисахариды водорослей представлены разнообразными полимерами весьма специфического состава и свойств. В отличие от полисахаридов наземных растений большинство полисахаридов водорослей устойчиво к действию пищеварительных ферментов, поэтому они не усваиваются, и в организме человека ведут себя как пищевые волокна.

К числу нерастворимых полисахаридов относится ламинарин, или водорослевый крахмал, содержание которого составляет 9,21%. Содержание ламинарина не постоянно в течении года и достигает максимума (10 ÷ 20 %) в августе. Ламинарин является смесью полимеров глюкозы и выполняет роль энергетического резерва клеток.

Высокоассоциированные полимеры ла-минарина нерастворимы в горячей воде, а низкоассоциированные растворяются и обладают оптической активностью. Клетчатка морских водорослей отличается по своим физико-химическим свойствам от клетчатки наземных растений более низким содержанием целлюлозы и более высоким содержанием пентозанов и метилпентозанов. Содержание клетчатки остается довольно постоянным в разные периоды года.

Альгиновые кислоты – смесь линейных полимеров, образованных в основном из остатков гиалуроновой кислоты, маннуроновой кислоты и ее ангидрида. Альгиновые кислоты являются типичными для бурых водорослей полимера- ми, в различных видах ламинарий содержание их в сухом веществе изменяется от 11 до 37 % [4,5].

В исследованном образце содержание альгиновых кислот составило 34,6%. Среди ламинариевых наиболее высокое содержание альгиновых кислот обнаружено у сахаристой и японской ламинарий.

Из данных, приведенных в табл.2. видно, что в ламинарии довольно высокое содержание кристаллического спирта маннита – 13,82%. Самое высокое содержание маннита в водорослях собранных в июле-августе – до 29% , в остальные периоды оно не превышает 6%.

По литературным данным известно, что после извлечения водоросли из воды маннит выделяется на поверхность в составе слизи и при высушивании водоросли выкристаллизовывается, образуя белый налет. Во время высушивания и хранения высушенной водоросли маннит может разрушаться ферментами, этот процесс усиливается при повышении относительной влажности, температуры воздуха и увеличении продолжительности хранения.

Анализ данных, приведенных в табл.2 позволяет сделать предположение, что сушеная ламинария была выработана их водорослей второго года, собранных в июле-августе.

аким образом, результаты исследований показали, что использование данного сырья обеспечит высокое качество готовых изделий с использованием ламинарии сушеной, выращенной на плантациях в Китае.