Разработка функционального продукта для профилактики йодонедостаточности

Здоровое питание в настоящее время является неотъемлемой составляющей частью каждого человека. В связи с нарушением питания возможно развитие ряда эндемических болезней, одними из причин которых является избыточное или недостаточное содержание минеральных элементов в организме человека.

Известно, что наибольшая часть населения России страдает от йододефицита, вследствие чего развивается ряд заболеваний щитовидной железы, формируется гипофункция, ухудшается гормональный статус и репродуктивная функция, нарушается работа нервной, эндокринной систем, замедляется рост и развитие мышечной ткани, опорно-двигательного аппарата.

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

По своей природе йод является одним из важных микроэлементов окружающей среде, влияющий на обмен веществ в организме. Главной функцией йода является участие его в биосинтезе гормонов щитовидной железы тироксина, трийодтиронина и дийодтиронина, но помимо этого данный микроэлемент принимает участие в синтезе белковых соединений железа, кобальта, цинка, меди, обеспечивает процесс расщепления жирных кислот, уменьшает содержание холестерина, обладает антитоксическим действием [1, 2].

Для решения проблемы дефицита йода в организме наиболее актуальным является разработка технологий, рецептур, инновационных способов обогащения с целью получения пищевых продуктов функционального назначения, позволяющие удовлетворить потребности людей в дефиците необходимых питательных веществах и обеспечить население биологически полноценным питанием. Важным этапом в разработке пищевых систем, обогащенных йодом, является наличие усвояемых биодоступных форм йодных компонентов. Популярным способом обогащения пищевых сред биологически активными веществами является целенаправленное использование минеральных веществ в составе питательных сред при проращивании биообъекта. В данной работе в качестве изучаемого объекта использовали чечевичное молоко, полученное после проращивания зерен чечевицы в питательной среде содержащей йодид калия. Известно, что чечевица среди бобовых культур отличается содержанием важных питательных веществ, таких как белок. В процессе проращивания значительно снижается массовая доля олигосахаридов, увеличивается количество витаминов, улучшается аминокислотный состав, нивелируются ингибиторы пищеварительных ферментов [3, 4].

Цель работы – обоснование условий и получение функционального продукта с био-доступной формой органического йода для поддержания здоровья человека и коррекции йодного дефицита в организме.

Материалы и методы

Для получения молока использовалась продовольственная чечевица красная от производителя ООО «Агро-Альянс» (г. Санкт-Петербург), приобретенная в сети гипермаркетов Лента (г. Воронеж). В качестве неорганической формы йода использовался раствор йодида калия ГОСТ ГОСТ 4232–74 [3].

Оценка органолептических свойств (запах, вкус, внешний вид, и вкусовые качества), физикохимических характеристик и показатели безопасности проводили в Воронежском государственном университете инженерных технологий на кафедре «Технология продуктов питания животного происхождения» согласно BS ISO 22935–2:2009 Milk and milk products. Sensory analysis Recommended methods for sensory evaluation, CEN/TC 338 Cereal and cereal products.

В ЦКП ВГУ проводили количественное определение йода титрометрическим методом, основанном на образовании окрашенного комплексного соединения йода с азотистокислым натрием в кислой среде и его титрометрическом определении.

Для исследования массовой доли белка применяли метод Кьельдаля, а также по определению аминокислот применяли способ ионообменной хроматографии с постколоночной дереватизацией нингидрином в том числе и триптофана хроматографии с постколоночной дереватизацией. С использованием установки для разложения белка Turbotherm (Gerhardt, Германия) и установки для перегонки аммиака Vapodest (Gerhardt, Германия) осуществляли процесс определения белка. На жидкостном хроматографе LC-20 Prominence (Shimadzu, Япония) проанализировали аминоксилотный состав и триптофана.

На волновом рентгенофлуоресцентном спектрометр S8 Tiger (Bruker, Германия) с помощью рентгеновских волн определяли витаминный состав исследуемых объектов.

Результаты

Особенность выработки чечевичного молока заключается в замачивании зерен чечевицы в питательном растворе йодида калия и дальнейшем проращивании в холодных условиях при температуре 4–6 °С в течение 7–8 дней. В результате проведенных операции водный раствор йодида калия разрыхляет оболочку зерен, приводя к диффузионной активности ионы йода из раствора во внутреннюю структуру зерен. После того, как ионы йода поступили внутрь зерен, идет ассимиляция совместно с другими запасными питательными веществами. В итоге появляются новые биодоступные органические йодсодержащие соединения. Так как неорганический йод переходит в органическую форму, то образуются биодоступные формы, которые хорошо усваиваются в организме человека. Попадая в организм такие вещества содействует оптимальной работе щитовидной железы. В ходе проращивания в зернах образуются витамины, также аминокислоты – метионин и цистеин [6–8].

На рисунке 1 представлено морфологические изменения зерна при проращивании: отмечается набухание, визуальное увеличение размера зерен чечевицы (а – 5,0 мм; б – 5,9 мм; в – 6,2 мм; г – 6,5 мм) и развитие ростка: стебля и корешка.

Рисунок 1. Морфологический процесс изменения зерна при проращивании: а – зерно после 1 суток замачивания; б – зерно после 3 суток проращивания; в-зерно после 6 суток проращивания; г – зерно после 8 суток проращивания

Figure 1. Morphological process of grain change during germination: a-grain after 1 day of soaking; b-grain after 3 days of germination; C-grain after 6 days of germination; d – grain after 8 days of germination.

Органолептические показатели чечевичного молока: жидкость белого цвета с кремовым оттенком. По консистенции тонкая дисперсия без расслоения, с легким привкусом чечевицы без посторонних привкусов и запахов [9–11].

Для исследования влияния процесса замачивания солевым раствором и проращивания на пищевую ценность, произвели сравнительный анализ двух образцов: опытного и контрольного – без применения процесса замачивания и проращивания зерен. Также было исследовано содержание йода в обоих образцах. Данные приведены в таблице 1 [12, 13].

Одним из важных критериев биологической ценности белковых продуктов является информация об их аминокислотном составе. Аминокислоты, являясь одним из эссенциальных компонентов, необходимых для полноценного рациона питания человека, служат предшественниками гормонов, порфиринов и многих других биомолекул. На рисунке 2 представлен анализ исследования аминокислотного состава [14].

Таблица 1.

Физико-химический состав контрольного и опытного образцов

Table 1.

Physical and chemical composition of the control and experimental samples

Показатель Indicator	Контроль Control	Опыт Ехреrimеn
Массовая доля жира, % Mass fraction of fat, %	0,73	0,7
Массовая доля белка, % Mass fraction of protein, %	2,8	3,25
Массовая доля углеводов, % Mass fraction of carbohydrates, %	2,6	2,4
Содержание йода, мг/100г Iodine content mg/100g	220	290

Рисунок 2. Сравнительная оценка аминокислотного состава исследуемых образцов: а – опытный; б – контрольный; 1 – изолейцин; 2 – лейцин; 3 – лизин; 4 – метионин; 5 – фенилаланин; 6 – треонин; 7 – триптофан; 8 – валин

Figure 2. Comparative evaluation of the amino acid composition of the studied samples: a – experimental; b – control; 1 – isoleucine; 2 – leucine; 3 – lysine; 4 – methionine; 5 – phenylalanine; 6 – threonine; 7 – tryptophan; 8 – valine

Проведено исследование также витаминного состава (таблица 2). Витамины по своей природе являются веществами, оказывающими сильное действие на рост, обмен веществ и физиологическое развитие организма в целом, причем в довольно небольших количествах. Химическая природа их разнообразна. Поступают витамины в организм с пищей, преимущественно растительной. В тканях человека они усваиваются, образуя более сложные вещества, как правило входят в состав ферментов, которые участвуют в обмене веществ, поэтому, если витамины не поступают с пищей, это следовательно вызывает пагубное воздействие на развитие организма [15].

Таблица 2. Витаминный состав анализируемых образцов

Table 2.

Vitamin composition of the analyzed samples

Витамины, мг Vitamins, mg	содержание, в 100 г. продукта content, per 100 g of product
	контроль control	опыт ехреriment
В1	0,5	0,78
В2	0,21	0,48
В5	1,36	2,14
В9	0,47	0,9
РР	1,8	2,21
С	-	0,04

Микробиологические показатели чечевичного молока (таблица 3) соответствуют требованиям СанПин 2.3.2.560–96 «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов»

Таблица 3.

Микробиологические показатели чечевичного молока

Table 3.

Microbiological indicators of lentil milk

Показатель Indicator	Дисперсия белка чечевицы Dispersion of protein lentils
КМАФАнМ, КОЕ/г в 1 г, не более КМАFАNМ, CFU/g in 1 g, no more	1×105
БГКП в 1 г, не более Coliforms in 1 g, not more	не обнаружены not detected
S.aureus	1,0
Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы в 25 г. продукта Pathogenic microorganisms, including Salmonella in 25 g of the product	не обнаружены not detected
Плесени, КОЕ/г | Mold, CFU / g

Обсуждение

В ходе экспериментальных исследований выявлены, что при проращивании зерна чечевицы можно увеличить пищевую и биологическую ценности при этом наблюдается значительный рост аминокислотного состава и уменьшение олигосахаридной фракции в процессе проращивания. При добавлении в питательный раствор йодида калия, содержание йода в зерне составляет 290 мкг/кг, при суточной норме потребления йода 150 мкг, что позволяет удовлетворить суточную потребность организма в йоде.

Установлено, что опытный образец чечевичного молока имеет достаточно сбалансированный состав аминокислот, который приближен к питьевому молоку. Увеличивается содержание незаменимых аминокислот: изолейцина в 1,3 р.; лейцина в 1,5 р.; лизина в 1,65 р.; метионина в 1,8 р.; фенилаланина в 2,05 р.; треонина в 2,1 р.; триптофана в 2,15 р.; валина в 1,75 р.

В ходе проращивания зерен увеличивается также витаминный состав анализируемых образцов чечевичного молока: витамина В1 (на 0,28%), В2 (на 0,27%), В5 (на 0,78%), В9 (на 0,43%), С (на 0,04%), РР (на 0,41%).

Результаты микробиологических исследований дисперсии белков чечевицы показали ее безопасность и возможность использования в технологии пищевых продуктов.

Заключение

В ходе проведенной работы получили продукт с сбалансированным составом в питательных веществах для организма человека. Данные разработки открывают перспективу к созданию функционала продуктов функционального назначения с биодоступной формой йода.