Разработка технологий и характеристика функциональных свойств специализированного продукта «Атеростерол»
Автор: Плешкова Наталья Анатольевна, Каплюченко Ирина Валерьевна, Позняковский Валерий Михайлович
Рубрика: Фармацевтический и пищевой инжиниринг
Статья в выпуске: 4 т.3, 2015 года.
Бесплатный доступ
Разработана новая формула биологически активной добавки (БАД) «Атеростерол» с учетом фармакологической характеристики ее действующих начал и их синергического влияния на сердечно-сосудистую систему. Подобранные компоненты рецептуры приводят к снижению уровня холестерина в направлении двух разных и сочетаемых механизмов, связанных с его усвоением и адсорбцией. Важная роль отводится микронутриентам с функционнальными антиоксидантными свойствами. Витамин Е блокирует свободно-радикальное окисление липопротеидов, которому отводится ведущая роль в патогенезе атеросклероза и связанным с ним сердечно-сосудистых заболеваний. Токоферол предотвращает образование тромбов и способствует их рассасыванию. В целом антиоксидантная система обеспечивает регуляцию обмена липидов на клеточном и системном уровнях путем образования эмульгированных липидных капель (мицелл), необходимых для абсорбции жирорастворимых компонентов, хиломикронов с последующей трансформацией в липопротеиды низкой плотности. Фитостеролы приводят к реабсорбции эндогенного холестерина, снижению его общего уровня, липопротеидов низкой и очень низкой плотности, не оказывая влияния на уровень липопротеидов высокой плотности, снижая, тем самым, риск возникновения атеросклероза и ишемической болезни сердца. Имеется клиническое подтверждение функциональных свойств БАД («Атеростерол»), направленных на коррекцию обменных нарушений при сердечно-сосудистых заболеваниях. Представлена технология изготовления специализированного продукта, установлены регулируемые технологические параметры производства: приготовление смесей для капсулирования с периодом гомогенизации 3-5 мин и раствора желатина при температуре 85 °С, скорости вращения мешалки 35 об/мин на протяжении 2,5 ч. Проведены испытания органолептических, физико-химических, микробиологических показателей БАД в процессе производства и хранения. Результаты исследований позволили определить регламентируемые критерии качества, в том числе пищевой ценности, которая характеризуется уровнем содержания стеринов, витамина Е и бета-каротина. Показано санитарно-гигиеническое и санитарно-токсикологическое благополучие продукта по окончании срока хранения.
Специализированный продукт, биологически активные добавки, витамин
Короткий адрес: https://sciup.org/147160774
IDR: 147160774 | DOI: 10.14529/food150408
Текст научной статьи Разработка технологий и характеристика функциональных свойств специализированного продукта «Атеростерол»
Вектор исследований в области разработки новых видов специализированной продукции, в том числе биологически активных добавок (БАД), является все более востребованным, учитывая их значение в коррекции питания и здоровья, а также необходимость развития отечественного рынка [ 4, 6, 8 ] .
Особую актуальность приобретают вопросы профилактики и комплексной диетотерапии сердечно-сосудистых заболеваний, занимающих «лидирующие» позиции среди распространенных патологий современного человека [ 2, 3 ] .
Имеющиеся теоретические разработки и практический опыт свидетельствуют, что совместное применение БАД и медикаментозных средств может быть наиболее эффективным и доступным способом решения рассматриваемых проблем нутрициологии [ 1, 5, 7, 9, 10 ] .
Цель настоящей работы – разработать новую формулу БАД и дать ее характеристику с учетом функциональных свойств.
Объектами исследования являлись исходное сырье, опытные и промышленные образцы специализированного продукта «Атеро-стерол».
Рецептурная формула БАД разработана с учетом фармакологической и биохимической характеристики ее отдельных компонентов (табл. 1).
Таблица 1
Рецептура биологически активной добавки «Атеростерол»
№ |
Наименование компонентов |
Содержание в 1 капсуле, мг |
1 |
Оливковое масло нерафинированное Олеиновая кислота (70%) – омега 9 |
550 385 |
2 |
Вегапур 95Е Содержание стеринов |
526 310 |
3 |
Бета каротин, 20% Бета каротин |
5,0 1,0 |
4 |
Токоферола ацетат, 98% Витамин Е |
2,3 2,25 |
Вспомогательные вещества |
||
6 |
Пищевая добавка «Гриндокс» (антиоксидант) |
16,7 |
7 |
Капсула желатиновая |
430 |
Итого |
1530 |
Разработана технология производства, включающая следующие основные этапы (см. рисунок).
Приготовление смеси для капсулирования: гомогенизация 3–5 минут
Приготовление раствора желатина: температура -85 ° С, скорость мешалки – 35 об/мин, время – 2,5 часа
Капсулирование и досушивание: 30–60 часов
Хранение: 2 года при 25 ° С в сухом, защищенном от света месте
Технологическая схема производства БАД «Атерестерол»
-
- Приготовление смеси для капсулиро-вания. Компоненты получают со склада в соответствии с наименованием, количеством и серией сырья, согласно технологической карте, взвешивают и производят дозирование в следующем порядке: оливковое масло нера-
- финированное; антиоксидант Гридокс 109; токоферол ацетат 98 %; бета-каротин пищевой 90 %; вегапур 95Е.
Полученную смесь гомогенизируют в реакторе гомогенизаторе в течение 3–5 минут до однородности состава. Комки и посторонние включения должны отсутствовать. Смесь для капсулирования хранится в темном месте не более 3-х суток.
-
- Приготовление раствора желатина. Проводят в мешалке Melter MGP при параметрах: температура воды в рубашке 85 ° С, скорость оборота мешалки 35 об/мин. Компоненты загружают в следующей последовательности: вода очищенная, глицерин, желатин. В последнюю очередь добавляют вспомогательные вещества (консерванты, пигменты) согласно загрузочной карте.
Время приготовления раствора – 2,5 часа из расчета на 210 кг готового желатина. После окончания процесса раствор выгружают в емкость для хранения через фильтр с размером пор 0,2 мм, отстаивают 4 часа при температуре 60 ° С и подают на участок изготовления капсул.
-
- Капсулирование и дозирование. Изготовление капсул с использованием раствора желатина и смеси для капсулирования производят на капсульной машине SGM 1010. Мягкие желатиновые капсулы проходят процесс досушивания в сушильных тоннелях 30-60 часов до прекращения падения массы капсул.
Готовые капсулированные массы БАД передают в отдел контроля качества на соответствие требованиям нормативных и технических документов. Три упаковки готовой продукции – в коллекцию арбитражных образцов.
Проведены исследования органолептических, физико-химических, микробиологических показателей в процессе производства и хранения для определения регламентируемых показателей качества, в том числе пищевой ценности и сроков реализации.
Продукт хранили в течении 27 месяцев при температуре 25 ° С в сухом, защищенном от света месте.
В табл. 2 представлены показатели безопасности БАД по истечении срока хранения.
Результаты исследований свидетельствуют о соответствие полученных данных по безопасности БАД требованиям нормативных документов и позволили установить сроки год-
Таблица 2
Критерии безопасности БАД «Атеростерол»
Наименование показателя |
Допустимый уровень содержания, мг/кг (для радионуклидов, БК/кг), не более |
Результаты наблюдений |
|
Токсичные элементы |
Свинец |
0,1 |
0,04 |
Мышьяк |
0,1 |
0,03 |
|
Кремний |
0,05 |
0,02 |
|
Ртуть |
0,03 |
0,0 |
|
Железо |
5,0 |
3,1 |
|
Медь |
0,4 |
0,2 |
|
Микотоксины |
Афлатоксин В1 |
0,005 |
0,003 |
Пестициды |
ГХЦГ (сумма изомеров) |
0,2 |
0,1 |
ДДТ и его метаболиты |
0,2 |
Не обнаружено |
|
Гептахлор |
Не допускается (<0,002) |
Не обнаружено |
|
Алдрин |
Не допускается (<0,002) |
Не обнаружено |
|
Перекисное число, ммоль активного Q2/кг |
10 |
3,5 |
|
Диоксины (в пересчете на жир) |
0,00000075 |
Не обнаружено |
|
Радионуклиды |
Цезий-137 |
40 |
25 |
Стронций-90 |
80 |
22 |
Таблица 3
Регламентируемые показатели качества и пищевой ценности БАД «Атеростерол»
Определены регламентируемые показатели качества, в том числе пищевой ценности (табл. 3).
Для рассмотрения возможных механизмов участия специализированного продукта в оздоровлении сердечно-сосудистой системы целесообразно рассмотреть влияние его отдельных компонентов и их действующих начал на отдельные стороны обменных процессов.
Растительные стеролы («Vegapure») в составе БАД предотвращают абсорбцию холе- стерина пищевого происхождения. Со времени начала их исследования накоплено множество доказательств, которые подтверждают, что стеролы и эфиры стеролов оказывают снижающее воздействие на уровень холестерина в крови.
Субстанция «Vegapure» содержит в своем составе базовые группы стеролов и станолов природного происхождения (ситостерин, си-тостанол, кампестерин и стигамастерин) в тех же пропорциях, в которых они присутствуют в пищевых продуктах. Для стеролов и стано-лов природного происхождения принят объе- диняющий термин – фитостеролоы. Под ним объединены растительные стеролы и станолы в свободных или этерифицированных формах.
Механизм действия фитостеролов необходимо рассматривать с точки зрения механизма усвоения и адсорбции холестерина.
Холестерин – один из важнейших компонентов клеточных мембран, предшественник желчных кислот и некоторых гормонов. Основное количество холестерина вырабатывается печенью (ок. 1000 мг в день). Другая часть поступает с пищей, в основном богатой жирами (200–500 мг в день). Еще один, и немало важный источник холестерина – старые клетки кишечника, которые были отторгнуты (250–400 мг в день).
Потребление жирорастворимых компонентов пищи, таких как триглицериды (жиры) и холестерин инициирует выброс желчи из желчного пузыря в кишечник. Желчные кислоты необходимы для формирования мицелл (эмульгированных липидных капель). Так как внутренняя среда организма гидрофильна, то жирорастворимые компоненты пищи должны быть «упакованы» в эмульгирующее вещество, чтобы проникнуть в места назначения. В данном случае мицеллы необходимы для абсорбции жирорастворимых компонентов и холестерина в клетки кишечника.
После попадания в клетки кишечника образуются новые структуры, так называемые хиломикроны, которые переносят жиры, холестерин и некоторые белки в печень. Печень трансформирует эти структуры и вырабатывает липопротеиновые частицы низкой плотности, которые содержат жир, холестерин и небольшое количество белков. В итоге липро-теиновые частицы низкой плотности становятся липопротеидами низкой плотности (ЛПНП), известные как «вредный холестерин», который является атерогенным. Эти частицы попадают в систему кровообращения и вызывают имбибицию сосудистой стенки.
При приеме препаратов на основе фитостеролов происходит снижение абсорбции холестерина в кишечнике. Фитостеролы в форме эфиров, содержащиеся в БАД «Атеростерол», используются как средство доставки фитостеролов в кишечник, где происходит расщепление эфира до свободных фитостеролов.
Химическое строение фитостеролов схоже со строением холестерина и отличается только дополнительной боковой цепью, которая присутствует в фитостеролах. В практиче- ском смысле схожее химическое строение становится натуральным конкурентом для холестерина. Фитостеролы в кишечнике конкурируют с холестерином и выталкивают его из мицелл. Фитостеролы имеют большее сходство с мицеллами чем холестерин, поэтому предотвращают проникновение холестерина в мицеллы, исключая его абсорбцию в клетке кишечника и возможность проникновения в хиломикороны.
В ответ на снижение поступления холестерина в печень в организме имеется механизм обратной связи. При этом происходит увеличение выработки эндогенного холестерина печенью. Доказано, что данное увеличение выработки эндогенного холестерина меньше, чем снижающий эффект уровня холестерина фитостеролами. Это приводит к снижению общего холестерина крови.
Фитостеролы уменьшают абсорбцию холестерина пищевого происхождения, а также реабсорбцию эндогенного холестерина пищеварительного тракта. Это приводит к снижению уровня общего холестерина крови и липопротеидов низкой и очень низкой плотности («вредный холестерин») и фактически не оказывает влияния на уровень липопротеидов высокой плотности («полезный холестерин»), тем самым снижается риск возникновения сердечнососудистых заболеваний (атеросклероз и ишемическая болезнь сердца).
Прием БАД «Атеростерол» с фитостеролами не противопоказан людям принимающим статины, которые снижают уровень холестерина, замедляя его синтез. «Атеросте-рол» и статины работают в направлении снижения уровня холестерина при помощи двух разных и сочетаемых механизмов.
Фитостеролы («Vegapure») не влияют на реабсорбцию жирорастворимых витаминов и триглицеридов. Исследования показывают снижение уровня каротиноидов в сыворотке крови. В этом случае полноценного обеспечения организма каротиноидами можно достичь введением в рецептуру субстанции бета-каротина.
Бета-каротин включен в состав БАД «Атеростерол» для восстановления адекватного уровня его содержания в организме и обеспечения антиоксидантной защиты клеток артерий от окисления свободными радикалами, возникновения повреждений и воспалительных процессов в сосудах.
Ненасыщенная структура бета-каротина позволяет его молекулам адсорбировать свет и предотвращать накопления свободных радикалов и активных форм кислорода. Бета-каротин подавляет выработку свободных радикалов. Предполагается, что тем самым он защищает клетки иммунной системы от повреждения свободными радикалами и может улучшать состояние иммунитета. Бета-каротин - естественный иммуностимулятор, который повышает иммунный потенциал организма независимо от вида антигенов, то есть действует неспецифично.
Альфа-токоферол, содержащийся в БАД, легко вступает во взаимодействие со свободными радикалами и активными формами кислорода, чем определяются его антиоксидантные свойства: токоферол защищает поленасыщенные жирные кислоты, в том числе ПНЖК клеточных мембран, от окисления. Биологические мембраны содержат примерно одну молекулу альфа-токоферола на одну тысячу молекул липидов. Способность альфа-токоферола реагировать с пероксидными радикалами намного больше, чем с ПНЖК, поэтому когда в клеточной мембране цепная реакция перекисного окисления липидов достигает молекулы витамина Е, она обрывается.
Витамин Е обладает способностью угнетать активность фосфолипазы лизосом, разрушающей фосфолипиды мембран. Повреждение мембран лизосом приводит к выходу протеолитических ферментов в цитозоль, которые в последующем повреждают клетку.
Наряду с защитой от окислительного повреждения клеточных и субклеточных мембран, важнейшей функцией витамина Е является торможение свободнорадикального окисления липопротеидов - процесса, которому в настоящее время отводится ведущая роль в патогенезе атеросклероза и связанных с ним сердечно-сосудистых заболеваний.
Другим объектом, в защите которого от окисления активными формами кислорода витамин Е принимает участие, совместно с другими антиоксидантами, являются белки с функционально активными тиоловыми группами и остатками метионина, легко поддающимися окислению. Исключительно важным окислительным процессом, находящимся под контролем витамина Е, является окисление арахидоновой кислоты. С этим связано влияние, оказываемое витамином Е на агрегацию тромбоцитов, хемотаксис фагоцитов, освобо- ждение интерлейкина-1 из макрофагов и, тем самым, на весь каскад иммунных реакций. Кроме того, витамин Е контролирует синтез убихинона - компонента дыхательной цепи и главного антиоксиданта митохондрий.
Витамин Е участвует также в пролиферации клеток, клеточном дыхании, других процессах метаболизма в клетках. Он предотвращает образование тромбов и способствует их рассасыванию. Недостаток а-токоферола, как основной антиоксидантной системы организма, приводит к нарушению метаболизма витамина А (токоферол - стабилизатор непредельной боковой цепи ретинола), а также к нарушениям в мембранах клеток. Витамин Е -стерический стабилизатор фосфолипидного слоя биологических мембран, а это, в свою очередь, ведёт к нарушению транспорта кислорода и деградации мембран эритроцитов. Токоферол является главным питательным веществом-антиоксидантом, замедляет процесс старения клеток вследствие окисления, улучшает питание клеток, укрепляет стенки кровеносных сосудов и миокард.
Научные исследования показывают, что компоненты нерафинированного оливкового масла повышают чувствительность тканей к инсулину, препятствуют повышению уровня холестерина. Оливковое масло содержит в своем составе олеиновую кислоту, которая занимает промежуточное положение между насыщенными и полиненасыщенными липидами и обладает полезными качествами и тех и других. Олеиновая кислота, входя в состав клеточных мембран, улучшает состояние клеток, в частности кровеносных сосудов, кожи, волос, способствует профилактике инсультов и инфарктов, препятствует появлению морщин, поддерживает упругость кожи, являясь, таким образом, фактором профилактики процессов старения.
Рассмотренные материалы свидетельствуют о синергическом влиянии компонентов рецептуры на обменные процессы, обеспечивающие функционирование сердечно-сосудистой системы в организме здорового и больного человека на необходимом физиологическом уровне.
На разработанный продукт утверждена техническая документация, получены заключения экспертного совета Института питания РАМН и Роспотребнадзора, БАД внесен в Федеральный реестр и производится на предприятиях компании «Арт Лайф», сертифициро- ванных в рамках требований международных стандартов ISO 9001, 22000 и правил GMP.
Список литературы Разработка технологий и характеристика функциональных свойств специализированного продукта «Атеростерол»
- Австриевских, А.Н. Продукты здорового питания: новые технологии, обеспечение качества, эффективность применения/А.Н. Австриевских, А.А. Вековцев, В.М. Позняковский. -Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. -413 с.
- Доклад о ситуации в области неинфекционных заболеваний в мире, 2010 г. Исполнительное резюме. Всемирная организация здравоохранения. -Женева, 2011. -21 с.
- Здоровье России: атлас/под ред. Л.А. Бокерия. -8-е изд. -М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2012. -408 с.
- Позняковский, В.М. Пищевые и биологически активные добавки: характеристика, применение, контроль: Монография/В.М. Позняковский, Ю.Г. Гурьянов, В.В. Бебенин. -3-е изд., испр. и доп. -Кемерово: Кузбассвузиздат, 2011. -275 с.
- Позняковский, В.М. Безопасность продовольственных товаров (с основами нутрициологии): учебник/В.М. Позняковский. -М.: ИНФРА-М, 2014. -271 с. -(Высшее образование: Бакалавриат).
- Покровский, В.И. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни: монография/В.И. Покровский, Г.А. Романенко, В.А. Княжев и др. -Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. -344 с.
- Спиричев, В.Б. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами: монографифя/В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк, В.М. Позняковский. -Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. -548 с.
- Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации до 2020 г. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 17.04.12 г. № 559-р.
- Тутельян, В.А. Роль пищевых микроингредиентов в создании современных продуктов питания/В.А. Тутельян, Е.А. Смирнова//Пищевые ингредиенты в создании современных продуктов питания: монография (сборник статей); под ред. В.А. Тутельяна, А.П. Нечаева. -М.: ДеЛи плюс, 2014. -С. 10-24.
- Челнакова, Н.Г. Питание и здоровье современного человека: монография/Н.Г. Челнакова, В.М. Позняковский. -Ростов-на-Дону: Изд-во «Старые русские», 2015. -224 с.