Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология продуктов функционального питания. Учебное пособие.pdf
121
Как видно из данных таблицы 10, льняное масло является самым
богатым растительным источником ПНЖК семейства ω-3, а именно αлиноленовой кислоты.
Благодаря жирно-кислотному составу льняное масло и сами семена льна применяют в медицине как в виде биологически активных
добавок, так и самостоятельно. Масло используется самостоятельно в
качестве мягкого слабительного, благоприятно воздействующего на
работу кишечника, за счет покрытия его стенок тонким слоем. Широко применяется в диетическом питании больных с нарушениями жирового обмена и при атеросклерозе, снижает уровень холестерина в
крови и играет важную роль в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний. Наружно льняное масло используется при ожогах.
Для обеспечения организма человека ПНЖК возможны несколько путей:
• получение и применение в питании купажированных (конст-
руированных) растительных масел с требуемым содержанием и соотношением кислот ω-3 : ω-6;
• увеличение в питании доли масел с повышенным содержани-
ем ω-3 ПНЖК;
• создание генномодифицированных источников растительных
масел с высоким содержанием ПНЖК, в том числе ω-3 ПНЖК.
Наиболее эффективным направлением создания жировых продуктов функционального и лечебного направления является создание
купажированных растительных масел с необходимым содержанием
ПНЖК и соотношением ω-3 : ω-6. В МГУ пищевых производств в
конце 1990-х гг. была сформирована концепция создания таких продуктов, а совместно с Центром инноваций и развития «Здоровый продукт» предложена технология их получения, включающая систему
расчета оптимального жирно-кислотного состава. Итогом научных
разработок стали две группы купажированных растительных масел –
масла семейства «Калитва» и масла семейства «Здравное». Полученные масла витаминизированы и ароматизированы.
Купажированные двух-, трех- и четырехкомпонентные растительные масла имеют сбалансированный состав ПНЖК, соотношение
кислот ω-3 : ω-6 составляет 1:10; 1:5 и 1:2.
Разработаны системы расчета и технологии получения двух- и
трехкомпонентных купажированных масел, способы их витаминизации и ароматизации. Так, например:
122
Двухкомпонентные масла (ω-6: ω-3 = 10:1):
- подсолнечное + рапсовое;
- подсолнечное + соевое;
- подсолнечное + рыжиковое;
- соевое + кукурузное;
- рапсовое + кукурузное;
- подсолнечное + льняное.
Трехкомпонентные масла (ω-6: ω-3 = 10:1):
- подсолнечное + соевое + рисовое;
- подсолнечное + соевое + кукурузное.
Двухкомпонентные масла (ω-6: ω-3 = 5:1):
- подсолнечное + рапсовое;
- подсолнечное + рыжиковое;
- кукурузное + рапсовое;
- подсолнечное + льняное.
Трехкомпонентные масла (ω-6: ω-3 = 5:1):
- подсолнечное + рапсовое + рыжиковое;
- подсолнечное + льняное + масло пшеничных зародышей.
Разработка идеологии и технологии получения и применения
купажированных масел позволила создать семейство эмульсионных
жировых продуктов функционального назначения с улучшенным жирно-кислотным составом: спреды, соусы, майонезы, маргарины и др.
Применение льняного масла в питании домашних животных и
птиц - перспективный способ увеличения содержания ПНЖК семейства ω-3 в их мясе, который уже успешно используется в птицеводческих хозяйствах.
ω-3 ПНЖК для широкого использования получают из различного натурального сырья (рыба, акулье мясо, моллюски, морские водоросли и т.п.). Для реализации этого направления в Японии, например,
разработана технология разведения морской хлореллы, содержащей
большое количество ЕРА, а также технология получения кормов для
животных на основе планктона, также содержащего значительные количества ЭПК, с целью повышения репродуктивности животных.
В России из тушек пелагических рыб северных морей и на основе рыбьего жира создан препарат «Эйканол» – активный биомодулятор обменных процессов. Он содержит полиненасыщенные жирные
кислоты (прежде всего семейства омега-3) и витамин Е, усиливающий
лечебно-профилактическое действие. «Эйканол» рекомендован в качестве корректора метаболических нарушений при сердечно-
123
сосудистых, кожных, глазных заболеваниях, язвенной болезни желудка, сахарном диабете, эффективен в профилактике атеросклероза, инфаркта миокарда, мозговых инсультов, предупреждает преждевременное старение, защищает от электромагнитного облучения. Этот препарат весьма эффективен в комплексной терапии атеросклероза, псориаза, аллергических заболеваний, хронического пиелонефрита, способствует восстановлению гомеостаза у лиц с предраковыми состояниями, усиливает неспецифическую резистентность организм к различным стрессовым воздействиям.
Также на российском рынке широко представлены следующие
препараты – рыбий жир из различных видов рыб, препараты содержащие ω-3 ПНЖК («Омеганол», «Омега-3», «Доппельгерц омега-3
ПНЖК» и пр.), льняное масло и препараты из него полученные («Линетол», «Линаол» и пр.), масло примулы вечерней и ряд других.
Антиоксиданты и их применение
в продуктах функционального питания
Антиоксиданты – природные или синтетические соединения,
замедляющие или предотвращающие окисление органических веществ.
На протяжении всей жизни в организме человека протекает
множество химических реакций, и для каждой из них требуется энергия. Для получения энергии организм использует различные питательные вещества, которые окисляются кислородом. Протекающее в организме биологическое окисление состоит из последовательных реакций
дегидрирования, при которых атомы водорода переходят от субстрата
к акцептору. Кислород вовлекается в тканевое дыхание в завершающей цитохромоксидазной реакции, соединяясь с акцептированными
атомами водорода. Биологическое окисление структурно организовано
в клетке, строго регулируется, ступенчато освобождает макроэргические соединения и в конечной стадии образует нетоксичные продукты
(Н
О и СО2).
2
Наряду с биологическим окислением в организме могут происходить реакции прямого присоединения кислорода к субстрату – аутоокисление. Обычно они начинаются с образования частиц с неспаренным электроном – свободных радикалов, промежуточными соединениями являются перекиси. Соответственно эти процессы называют
свободнорадикальным или перекисным окислением. Считается нормальным, если примерно 5 % веществ, образовавшихся в ходе химиче-
124
ских реакций, – это свободные радикалы. В малом количестве они необходимы нашему организму. Физиологическая роль свободных радикалов достаточно велика. Большая часть свободных радикалов генерируется фагоцитами, Т-лимфоцитами при воспалительных реакциях и
выполняет защитную роль, лизируя патогенные микроорганизмы, мутировавшие (раковые) клетки. Свободнорадикальные процессы лежат
в основе синтеза циклических и алифатических гидроперекисей, служащих интермедиаторами ферментативного синтеза простагландинов
и лейкотриенов. Важнейшую физиологическую роль выполняет генерируемый в эндотелии сосудов оксид азота NO (эндотелий-зависимый
релаксирующий фактор), обеспечивающий расслабление гладкой мускулатуры сосудистой стенки и регулирующий уровень артериального
давления, коронарный и органный кровоток, а также предотвращающий агрегацию тромбоцитов.
Чрезмерная же активация свободнорадикальных процессов влечет за собой целый каскад негативных реакций и патологических процессов, лежащих в основе ряда заболеваний. Свободнорадикальное
окисление развивается как цепной лавинообразный процесс, вовлекающий все новые молекулы субстрата. Усиление свободнорадикального окисления в организме наблюдается при многих заболеваниях.
Активные формы кислорода повреждают многие компоненты клеток,
но особенно быстро происходит изменение в структуре полиненасыщенных жирных кислот, которые входят в клеточные и субклеточные
мембраны. Происходит перекисное окисление липидов мембран, что
повышает их проницаемость, увеличивает поступление Са
клетки, в ее цитоплазме возрастает концентрация свободного Са
2+
внутрь
2+
, активирующего многие протеолитические и липолитические ферменты,
усугубляя нарушения функции клетки и вызывая даже ее гибель. Активация перекисного окисления липидов отмечена при огромном числе разнообразных заболеваний воспалительного, аллергического характера, ишемических повреждений мозга, сердца, при проведении
некоторых лечебных процедур (кислородотерапия, гипербарическая
оксигенация, ультрафиолетовое облучение), приема лекарств, обладающих прооксидантными свойствами (тетрациклины, изониазид, парацетамол, примахин, адриамицин, рубомицин, аминазин, препараты
железа, меди, ртути, свинца и пр.).
Среди наиболее изученных на сегодняшний день свободнорадикальных патологий являются атеросклероз, ишемическая болезнь
сердца, артериальная гипертония, в развитии которых большое значе-
125
ние приобретает неконтролируемая генерация пероксидов. Исходная
активация свободнорадикальных процессов при атеросклерозе обусловлена снижением активности естественных антиоксидантных ферментов и дефицитом природных антиоксидантов, а также наличием
дислипидемии, при которой содержащиеся в высокой концентрации в
крови атерогенные липиды служат легким субстратом для перекисного окисления.
Основными источниками активных форм кислорода являются:
нейтрофилы и другие фагоциты в процессе активации их функций;
гипоксантин, накапливающийся при гипоксии и утилизируемый при
реоксигенации под влиянием ксантиноксидазы; процесс образования
метаболитов арахидоновой кислоты; аутоокисление гемоглобина. Антиоксиданты могут непосредственно взаимодействовать с активными
формами кислорода, устранять ионы железа, меди, активирующие
свободнорадикальные реакции, изменять структуру мембран, ограни-
чивая доступность полиненасыщенных жирных кислот для окислителей, повышать активность антиоксидантных эндогенных ферментов
(супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы и пр.).
В противовес свободнорадикальным процессам в организме существует антиоксидантная система, которая представлена в первую
очередь системой антиоксидантных ферментов: супероксиддимутазой,
связывающей активные формы кислорода с образованием перекиси
водорода; каталазой, деструктирующей перекиси в липидные гидропероксиды; глютатионпероксидазой, редуцирующей липидные гидропероксиды за счет окисления глютатиона; глютатионредуктазой, восстанавливающей глютатион путем окисления НАДФН, последний восстанавливается через цитохромную цепь и систему природных антиоксидантов – α-токоферол, аскорбиновая кислота, флавоноиды. Самые
популярные антиоксиданты – витамин Е и витамин С, витамин А и βкаротин, а также флавоноиды, полифенолы, ликопин, кофермент Q10,
n-ацетилцистеин, селен, альфалипоевная кислота, проантоцианиды и
куркуминоиды.
В действии антиоксидантов имеется ряд особенностей:
В терапевтических дозах они не вызывают патологических физиологических или биохимических сдвигов в здоровом организме.
Действие антиоксидантов не специфично и проявляется при самых разных патологических процессах.
126
Защитный эффект возможен при воздействиях противоположной направленности (например, гиподинамия - физическое перенапряжение и т.п.).
Эффекты усиливаются при использовании комбинаций водо- и
жирорастворимых ингибиторов свободнорадикального окисления.
Учитывая особенности антиоксидантов, можно выделить основные принципы их применения:
1. Желательно использовать природные антиоксиданты, так как
они практически полностью лишены побочных эффектов.
2. При приеме антиоксидантов необходимо учитывать особенно-
сти питания. В зимне-весенний период обязательно назначение прямых антиоксидантов, летом и осенью, при высоком содержании в рационе овощей и фруктов, предпочтительны антиоксиданты непрямого
действия.
3. Вследствие того, что процессы свободнорадикального окисления могут развиваться как в липидной, так и водной фазе клеточных
и неклеточных структур, то желательно одновременное введение липидорастворимых и гидрофильных антиоксидантов.
4. В состав комплексных препаратов антиоксидантов должны
быть дифференцированно включены компоненты системы антиоксидантной защиты соответствующего органа или ткани, дефицит которых наблюдается при развитии заболеваний.
5. Используемая доза антиоксидантов должна базироваться на
учете не только массы тела, но и возраста и пола человека, характера
его питания, условий проживания и ряда других факторов.
6. Эффективность антиоксидантов зависит от продолжительности их приема, рекомендуемая продолжительность приема от 2 недель
до нескольких месяцев.
Рассмотрим некоторые наиболее часто применяемые природные
антиоксиданты:
Классическим антиоксидантом клеточных мембран является αтокоферол – витамин Е. Токоферол участвует в переносе водорода, а,
следовательно, окислительно-восстановительных превращениях, протекающих в мышечной, соединительной и других тканях организма.
Он связывает пероксидные радикалы ПНЖК, прерывая этим цепь
свободнорадикальных реакций, предотвращает перекисное окисление
липидов. Кроме, того, он предупреждает или тормозит окисление селенидов в мембранах митохондрий, поддерживает активность глутатионпероксидазы (в молекуле которой содержится 4 атома селена).
127
Витамин Е активирует синтез гема, гемоглобина и гемсодержащих
ферментов (каталазы, пероксидазы), то есть косвенно он способствует
и транспорту кислорода тканям, и инактивации перекисей. При недостатке витамина Е усиливается аутоокисление жиров, что приводит к
накоплению продуктов перекисного окисления липидов. Применяют
витамин Е для лечения заболеваний, в патогенезе которых установлено участие аутоокисления: воспаление, атеросклероз, сахарный диабет, бронхолегочная патология, нарушение репродуктивной системы.
При регулярном и длительном употреблении витамина Е в суточной дозе 100-800 ЕД риск развития ишемической болезни сердца,
инсульта и инфаркта миокарда снижается более чем на 30 %. Это связано с рядом факторов.
Во-первых, в отличие от большинства других антиоксидантов
витамин Е является жирорастворимым (липофильным) соединением и
поэтому может встраиваться непосредственно в структуру липопротеидов низкой плотности и клеточных мембран и, таким образом, наиболее эффективно предотвращает окисление липопротеидов и пероксидацию липидов клеточных мембран.
Во-вторых, помимо антиоксидантной активности витамин Е об-
ладает и другими свойствами, так показан антитромботический и гипотензивный эффекты витамина Е.
Кроме того, витамин Е восстанавливает при длительном применении чувствительность клеток к инсулину, которая нарушена у
большинства кардиологических больных, а также имеет антиаритмическом действие.
В настоящее время научно доказано профилактическое действие
витамина Е для возрастных изменений мозгового кровообращения.
Рассматривая витамин Е как один из самых сильных природных
антиоксидантов, необходимо заметить, что антирадикальный потенциал витамина Е может быть полностью реализован только в присутствии других антиоксидантов. Наличие в среде других антиоксидантов,
таких как витамин С, биофлавоноиды, β-каротин, позволяет поддерживать эффективную концентрацию и антиоксидантную активность
витамина Е. Во многих пищевых продуктах, богатых витаминами
группы Е (токоферолами), обнаруживаются и другие вещества, обладающие активностью витамина Е. Это токотриенолы, наиболее активными из которых являются γ - и δ-токотриенолы.
128
Аскорбиновая кислота является донатором Н+ и способствует
восстановлению свободных радикалов кислорода, преимущественно
вне клетки, но отчасти и внутри нее. Как антиоксидант наибольшее
значение имеет при воспалительных заболеваниях легких. Этот эффект особенно отчетлив у больных с достаточным содержанием в
организме витамина Е и глутатиона. При их дефиците аскорбиновая
кислота может быть в форме моногидроаскорбиновой кислоты, являющейся свободным радикалом и обладающей прооксидантными
свойствами.
Из всех известных антиоксидантов витамин С оказывает, пожалуй, самое разностороннее действие на сердечно-сосудистую систему.
Во-первых, регулярное применение аскорбиновой кислоты спо-
собствует достоверному снижению холестерина липопротеидов низкой плотности при одновременном повышении уровня холестерина
липопротеидов высокой плотности. Кроме того, аскорбиновая кислота
способствует снижению уровня триглицеридов плазмы крови.
Во-вторых, у лиц с высоким уровнем аскорбиновой кислоты в
плазме значительно снижается риск артериальной гипертензии.
В-третьих, имеются свидетельства о том, что в условиях высокой концентрации аскорбиновой кислоты наблюдается ее антикоагуляционное действие.
Наконец, в четвертых, витамин С, являясь универсальным антиоксидантом, восстанавливает окисленные формы витаминов Е, А и βкаротина, поддерживая тем самым их антиоксидантную активность.
Кроме выше описанных эффектов, витамин С способствует профилактике и улучшает состояние больных инсулиннезависимым сахарным
диабетом, больных с нарушениями мозговой деятельности. Аскорбиновая кислота является одним из ключевых факторов синтеза коллагена и соответственно достаточное снабжения организма витамином С
способствует профилактике остеопороза.
Биофлавоноиды. В настоящее время насчитывается более
4000 разновидностей биофлавоноидов, среди которых наиболее широкое применение находят рутин, кверцетин, дигидрокверцитин, гесперидин, нарингин, пикногенол, кемпферол, генистеин. Регулярное
употребление биофлавоноидов в составе овощей, фруктов, чая и
красного вина приводит к достоверному снижению риска развития
ишемической болезни сердца, мозговых нарушений, сахарного диабета и инсульта.
129
Антиоксидантная активность витамина С во многом зависит от
наличия достаточного количества восстановителей, наиболее важными
из которых являются именно биофлавоноиды. И, наоборот, в качестве
восстановителя для биофлавоноидов часто выступает аскорбиновая
кислота.
Среди антиоксидантов естественного происхождения все большую популярность получают различные фитопрепараты и пищевые
добавки на основе растительного сырья. Естественные антиоксиданты
в большом количестве присутствуют в соке облепихи. Разработано
много препаратов на основе облепихи, таких как масло облепихи, сок
облепихи, экстракты и пр.
Из коры сибирского растения семейства маревых получен водно-спиртовый экстракт (коммерческое название «Лохеин»), содержа-
щий эссенциальные жирные кислоты, каротиноиды, токоферолы, сапонины, гетерополисахариды. Благодаря присутствию этих соединений, «Лохеин» обладает антиоксидантным, гепатопротекторным и
иммуномодулирующим действием.
Источником естественных антиоксидантов является зеленый
чай, присутствие в котором, например, такого мощного антиоксиданта, как галлат эпигаллокатехина (EGCG), препятствует развитию раковых опухолей за счет нейтрализации образующихся в организме свободных радикалов, повреждающих ДНК и нарушающих нормальное
протекание клеточных процессов.
Многие биофлавоноиды (рутин, кверцетин, флакумин) проявляют выраженные антиоксидантные свойства за счет прямого антирадикального действия. Существенный интерес вызывает и их способность
оказывать сберегающий эффект в отношении аскорбиновой кислоты.
Витамин А и каротиноиды. Так же, как витамин Е, витамин А
и каротиноиды относятся к группе липофильных антиоксидантов и
реализуют свое биологическое действие в липидном слое клеточных
мембран и липопротеидных частицах. Однако при этом и β-каротин, и
витамин А (ретинол) значительно уступают по своей антиоксидантной
активности витамину Е. По всей видимости, витамин А и β-каротин
выполняют в этом процессе вспомогательную функцию, выступая в
качестве восстановителя окисленного токоферола, чем поддерживают
эффективную концентрацию последнего.
Тем не менее, показано, что длительный прием профилактических доз β-каротина сопровождается достоверным снижением риска
развития атеросклероза, ишемической болезни сердца и сердечно-
130
сосудистых заболеваний в целом. В последнее время класс каротиноидов существенно расширился за счет соединений, не обладающих активностью витамина А. Недавно открытые каротиноиды по своей антиоксидантной активности значительно превосходят β-каротин и витамин А и приближаются по этому параметру к витамину Е. Это, например, такие каротиноиды, как ликопин и лютеин.
Кроме того, некоторые каротиноиды обладают и совершенно
независимыми от витамина А и β-каротина свойствами. Например,
ликопин обнаруживает способность подавлять синтез холестерина в
организме.
Коэнзим Q 10 (убихинон). Коэнзим Q 10 является еще одним
представителем класса липофильных антиоксидантов, и поэтому его
основное действие реализуется на уровне липопротеидов и фосфолипидов клеточных мембран. Помимо витамина Е коэнзим Q 10 является
единственным антиоксидантом, который непосредственно встраивается в структуру липопротеидов и поэтому играет важнейшую роль в
предотвращении окислительной трансформации липопротеидов. Как
показывают литературные данные, коэнзим Q 10 обладает выраженным мембраностабилизирующим действием, а также обладает отчетливым антиаритмическим действием. Помимо прямого антиоксидантного и мембраностабилизирующего действия коэнзим Q 10 участвует
в процессах окислительного фосфорилирования, обеспечивающих
миокард необходимой энергией.
В настоящее время учеными разных стран проводится интенсивный поиск и изучение различных видов антиоксидантов, с использованием сырья животного и растительного происхождения.
Например, среди зерновых растений богаты антиоксидантами
зерна ячменя, риса и особенно, овса. Во многих развитых странах
наблюдается повышенный интерес к овсяной муке, а также пророщенному овсу, как естественному источнику антиоксидантов и заменителю синтетических антиокислителей.
Действующим началом препаратов женьшеня и элеутерококка
являются гликозиды – панаксазиды и элеутерозиды, обладающие антиоксидантными свойствами. Эти препараты увеличивают резистентность организма к самым разнообразным воздействиям: охлаждению,
перегреванию, иммобилизации, травме, интоксикации и т.д.
Непрямой антиоксидант липоевая кислота проявляет антиоксидантное действие за счет участия в ферментативных процессах (например, присоединение ацетата, образующегося при окислении пиро-