Способ получения биологически активного продукта функциональной направленности из сырья растительного и животного происхождения

Введение. В сложившейся сложной экологической ситуации в Российской Федерации возросла значимость вопросов жизнеобеспечения человека. В связи с частыми стрессами и неправильным питанием население сталкивается с болезнями различного характера. По данным проведенных медицинских обследований установлено, что только 20 % населения России можно считать условно здоровыми. Где-то около 40 % – с низким состоянием иммунодефицита, а 20 % находятся в пограничном состоянии между болезнью и здоровьем, остальные 20 % населения считают нездоровыми [1]. Исходя из этого, в концепции государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения биологически активные добавки (БАД) определены как важнейшие компоненты в рационе питания с целью обогащения пищевых продуктов жизненно необходимыми, натуральными биологически активными веществами растительного и животного происхождения в легкодоступной и усвояемой организмом форме [2]. Исходя из этого, для сохранения и укрепления здоровья населения особое внимание необходимо обратить на продукты функциональной направленности с целью предотвращения и профилактики заболеваний, обусловленных несбалансированным питанием. Современная концепция производства функциональных продуктов питания признает полноценным такой вид продукта, который получают путем добавления одного или нескольких функ- циональных пищевых ингредиентов к традиционным пищевым продуктам в количестве, обеспечивающем предотвращение или восполнение имеющегося в организме человека дефицита питательных веществ [3].

Цель исследований: разработать способ получения биологически активного продукта функциональной направленности из сырья растительного и животного происхождения и изучить его биохимический состав и биологическую активность по гипотензивному действию.

Объект и методы исследований. Материал для исследований заготовлен в период массового отстрела диких северных оленей. После сбора и технологической зачистки семенников и пенисов проводили их консервирование в инфракрасной сушилке с принудительным возду-хообдувом при температуре 35 ºC. Затем проводили их измельчение на истирателе с виброприводом УХЛ-4 до порошкообразного состояния [4]. Из порошков семенников и пенисов методом ультразвуковой экстракции получили водноспиртовые экстракты, в которые для придания продукту гепатопротекторных, мембранотропных, противовоспалительных, иммуностимулирующих и антиоксидантных свойств добавили природный антиоксидант дегидроквер-цети н из расчета 0,05–0,09 % и полисахарид арабиногалактан 0,45–0,5 % [4, 5].

В полученных образцах функционального продукта проводили биохимические исследования на содержание биологически активных веществ и определяли уровень биологической активности по гипотензивному действию в острых опытах на кроликах [4, 6]. Биохимические исследования проводили на современном аналитическом оборудовании в лаборатории биохимии ГНУ СибНИПТИЖ (г. Новосибирск) [4]. Математическая обработка полученных данных проводилась по методике А.Н. Плохинского [7].

Результаты исследований и их обсуждение. Известно, что минеральные элементы принимают деятельное участие во многих функциональных процессах организма. Так, к примеру, элемент кальций способствует нормальной работе клеточных мембран, участвует в активации ферментативных процессов, построении костной ткани. Натрий стабилизирует осмотическое давление межклеточной жидкости, улучшает работу мышц; калий играет важную роль в метаболизме клетки, способствует нервномышечной деятельности, регулирует внутриклеточное осмотическое давление. Магний активизирует деятельность ферментов и нервномышечную деятельность, снижает риск атеросклероза; железо участвует в кроветворении, переносит кислород к клеткам и тканям организма; кобальт жизненно необходим для синтеза витамина В 12 ; цинк способствует росту организма, активации металлоферментов [8,11]. В результате проведенных исследований минерального состава разработанного биологически активного продукта функциональной направленности установлена хорошая его сбалансированность по содержанию жизненно необходимых минеральных элементов (табл. 1).

Таблица 1

Элемент	Концентрация	Элемент	Концентрация
Кальций	350,00±0,08	Марганец	1,20±0,11
Натрий	4350,00±91,17	Титан	4,33±0,62
Калий	5431,00±89,13	Медь	6,85±1,41
Магний	510,00±0,14	Бор	14,29±9,47
Железо	288,44±30,18	Бериллий	0,02±0,0
Цинк	35,49±5,30	Мышьяк	0,25±0,15
Никель	0,25±0,22	Алюминий	16,30±5,36
Кобальт	0,75±0,31	Молибден	0,05±0,02

Минеральный состав в предлагаемом биологически активном продукте функциональной направленности, мг/л

При определении биологической ценности наличие ненасыщенных жирных кислот, котопищевых продуктов большое значение имеет рые подобно незаменимым аминокислотам син- тезируются ограниченно или не синтезируются вообще. Анализом результатов исследований установлено, что содержание ненасыщенных жирных кислот в функциональном продукте составляет 59,04 %, а насыщенных – 40,96 %. Среди ненасыщенных жирных кислот на долю мононенасыщенных кислот приходится 33,74 %, полиненасыщенных – 25,30 % (табл. 2). Особого внимания заслуживает довольно высокое содержание полиненасыщенных кислот, таких как линолевая и линоленовая жирные кислоты, обладающих витаминной активностью и входящих в состав витамина F [11], являющегося регуля- тором роста и физиологических процессов организма. Считают, что полноценный по содержанию витамина F пищевой продукт должен иметь в своем составе 1 % комплекса линолевой и линоленовой кислот [9, 11]. В нашем продукте данный показатель составляет 7,39 %. Особую роль в организме играет группа (ω – омега-3) жирных кислот, уровень которых в разработанном продукте довольно высок и составляет 9,15 %. К ним относятся линоленовая, эй-козапентаеновая и докозапентаеновая жирные кислоты.

Таблица 2

Кислота	Содержание	Кислота	Содержание
Каприновая С 10:0	0,03	Линолевая С 18:2 ω 6	4,89
Лауриновая С 12:0	0,02	Гамма-линоленовая С 18:3 ω 6	0,08
Тридекановая С 13:0	0,02	Альфа-линоленовая С 18:3 ω 3	2,42
Миристиновая С 14:0	0,81	Изо-нонадекановая C i 19:0	2,29
Антиизо-пентадекановая С ai15:0	0,09	Антиизо-нонадекановая Сai-19:0	0,19
Изо-пентадекановая С i15:0	0,08	Арахиновая С 10:0	0,20
Пентадекановая С 15:0	0,50	Эйкозаеновая С 20:1 ω 1	1,84
Изо-пальмитиновая С i16:0	0,32	Эйкозадиеновая С 20:2 ω 6	1,06
Пальмитиновая С 16:0	18.16	Эйкозатриеновая С 20:3 ω 6	0,97
Пальмитолеиновая С 16:1 ω 7	0,08	Арахидоновая С 20:4 ω 6	6,68
Пальмитолеиновая С 16:1 ω 9	4,25	Эйкозапентаеновая С 20:5 ω 3	1,27
Гексадекадиеновая С 16:2	1,65	Бегеновая С 22:0	0,41
Маргариновая С 17:0	1,27	Докозомоноеновая С 22:1 ω 1	0,44
Гептадеценовая С 17:1	0,55	Докозотетраеновая С 22:4 ω 6	0,39
Стеариновая С 18:0	15,65	Докозотетраеновая С 22:4 ω 3	0,39
Изо-стеариновая С i-18:0	0,79	Докозопетаеновая С22:5 ω 6	0,16
Олеиновая С 18:1 ω 7	21,39	Докозопентаеновая С 22:5 ω 3	2,43
Олеиновая С 18:1 ω 7	0,20	Докозогексаеновая С 22:6 ω 3	2,76
ЦИС-вакценовая С 18:1 ω 7	4,70	Лигноцериновая С 24:0	0,13
Линолевая С 18:2	0,54	Нервоновая С 24:1	0,29

Жирнокислотный состав биологически активного продукта функциональной направленности, %

Известно, что ненасыщенные жирные кислоты участвуют в расщеплении низкоплотных липопротеинов, холестерина, в гидрогенизацион-ных процессах, предотвращают агрегацию кровяных телец и образование тромбов, снимают воспалительные процессы. Они проявляют свои качественные функциональные свойства при таких заболеваниях, как повышенное кровяное давление, аритмия, атеросклероз, воспалительные процессы, доброкачественные опухоли, рак, тромбозы, язвенные колиты, ревматоидный артрит, псориаз, ожирение и другие. Ценным является то, что помимо омега-3 кислот выявлен комплекс, состоящий из других омега кислот, в зависимости от расположения двойной связи, таких как ω-1 – 2,83 %; ω-6 – 14,23; ω-7 – 26,37 и ω-9 – 4,25 %, также играющих важную роль в обменных процессах организма.

Следующая группа биологически активных веществ представлена комплексом из 16 заме- нимых и незаменимых аминокислот, суммарный уровень которых составляет 42,14 мг/% (табл. 3).

Исследованиями установлено, что в разработанном биологически активном продукте функциональной направленности содержится вся группа незаменимых аминокислот, что позволяет отнести его к полноценному пищевому продукту.

Таблица 3

Аминокислота	Содержание	Аминокислота	Содержание
Триптофан	0,75±0,03	Метионин	0,99±0,03
Оксипролин	0,038±0,01	Метионин+цистин	2,54±0,06
Изолейцин	3,18±0,05	Глютамин	7,61±0,12
Треонин	2,35±0,07	Пролин	4,85±0,03
Серин	1,84±0,05	Фенилаланин	1,93±0,06
Глицин	1,96±0,03	Лизин	5,89±0,15
Аланин	1,70±0,02	Лейцин	2,45±0,04
Валин	2,49±0,06	Аргинин	1,57±0,09

Содержание аминокислот в биологически активном продукте функциональной направленности, мг/% [4, 13]

Уровень незаменимых аминокислот составляет 22,57 мг/%. Отмечается высокое содержание таких незаменимых аминокислот, как лизин, лейцин, метионин, метионин+цистин, треонин и изолейцин. Незначительно содержание валина и фенилаланин+тирозин. Известно, что валин, изолейцин и лейцин необходимы для кожи, мышц, костей и связок; действуя совместно, они защищают мышечную ткань от деструкции, являясь строительным материалом для синтеза белков костно-мышечного аппарата, а также источником энергии. Данные аминокислоты особенно необходимы в восстановительный период после травм и операции. Метионин необходим организму для нормализации функции печени, участвует в переработке жиров, уменьшает мышечную слабость, снижает остроту химической аллергии, инактивирует свободные радикалы, участвует в синтезе нуклеиновых кислот, коллагена и многих других белков, предотвращает выпадение волос, необходим для лечения остеопороза [10, 11, 13]. Цистин относится к серосодержащим кислотам и играет важную роль в процессах формирования тканей кожи. Известно, что серосодержащие аминокислоты необходимы при лечении ревматоидных артритов, заболеваниях артерий и онкологических заболеваниях; ускоряет выздоровление после ожогов и операций, способствует сжиганию жиров и образованию мышечной ткани [10– 13]. Лизин входит в состав практически всех белков, необходим для нормального обмена азота и роста, способствует усвоению кальция и поддержанию нормального обмена азота у взрослых, участвует в создании антител, гормонов, ферментов, формировании коллагена и восстановлении тканей [10, 11].

Среди заменимых аминокислот отмечается высокое содержание глутамина и аргинина . Глютамин необходим организму для профилактики потери мышечной массы, а также при лечении артритов и заболеваний соединительной ткани, улучшении деятельности мозга и поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме [10–12].

Важнейшим компонентом обмена веществ мышечной ткани является аминокислота аргинин, который способствует поддержанию оптимального азотного баланса в организме, а также обладает способностью стимулировать иммунную систему, замедлять рост опухолей. Он используется для лечения бесплодия у мужчин, ВИЧ-инфекции, восстановления хрящевых поверхностей суставов, укрепления связок и сердечной мышцы, а также участвует в синтезе многих гормонов и стимулирует выработку инсулина. При недоставке аргинина наступает быстрое старение организма [10, 12].

В результате проведенных современных медицинских исследований установлено, что одной из основных причин патологических процессов в организме человека, которые вызывают развитие многих заболеваний и старение, в том числе онкологических и сердечно-сосудистых, является избыток в организме свободных радикалов кислорода. Доказано, что эффективным способом защиты организма от их воздействия является создание продуктов функционального назначения, обогащенных комплексом природных антиоксидантов, в число которых помимо дегидрокверцетина и арабиногалактана входят аскорбат (витамин С), токоферолы (витамин Е), каротиноиды (3-каротин), полифенолы и др. Антиоксиданты, совместно с витаминами группы В, защищают организм от свободных радика- лов, оказывая антиканцерогенное действие, а также блокируют активные перекисные радикалы, тем самым замедляют старение организма [11, 12]. В древесине сибирской лиственницы содержится уникальный природный антиоксидант – биофлаваноид дигидрокверцетин (ДГК) и полисахарид арабиногалактан. Их способность нейтрализовать свободные радикалы превышает ранее известные природные аналоги – витамины В, С, бета-каротин, токоферол – в десятки раз [5]. Уровень содержания витаминов в созданном продукте функциональной направленности приведены в таблице 4.

Таблица 4

Витамин	Содержание	Витамин	Содержание
А	28,07±0,31	В 3	14,60±0,31
Е	9,89±0,12	В 5	88,55±2,13
В 1	0,87±0,03	В 6	1,98±0,08
В 2	2,14±0,06	В 12, мкг	65,93±0,29

Содержание витаминов в продукте функциональной направленности, мг/л

Анализ табличных данных показывает высокое содержание жизненно необходимых жирорастворимых витаминов А и Е. Среди водорастворимых витаминов по содержанию доминируют витамин В 3 и В 5 . Содержание арабиногалактана составляет 0,45–0,5 % , дегидрокверцетина – 0,05–0,09 %.

Помимо витаминов продукт содержит 23,3 нмоль/л гормона тироксина, 10,09 нмоль/л трийодтиро-нина и 0,199 μЕ/мл тиреостимумкулирующего (TSH) гормона [4]. Уровень биологической активности продукта функциональной направленности по гипотезивному действию в острых опытах на кроликах составляет 25,3–27,4 % снижения артериального давления, что несколько выше стандартного пантокрина.

Выводы. Проведенными исследованиями установлено, что полученный продукт функциональной направленности обладает высоким содержанием биологически активных веществ и уровнем биологической активности по гипотензивному действию и широким спектром биологического действия, отвечающим гигиеническим требованиям к качеству и безопасности СанПиН 2.3.2.560-96, и может использоваться для обогащения продуктов питания.