Экологические основы инновационного совершенствования пищевых продуктов. Монография

Изучена сорбция хитином, выделенным из гриба ве­шенки, катионов стронция, цезия, кадмия и свинца в усло­виях, моделирующих процесс пищеварения в желудке и ки­шечнике человека. Показано, что хитин – хороший сорбент ТМ, причем его эффективность выше по отношению к свин­цу (83% массовых) (Урьяш и др., 1999а).

На современном этапе лечебно-профилактическое пи­тание предполагает более четкую дифференциацию приме­нительно к тем или иным вредным факторам, воздейству­ющим на организм человека. Лечебно-профилактические продукты питания в том числе нейтрализуют вредные ве­щества, способствуют их быстрейшему выведению из ор­ганизма (Дудкин, Щелкунов, 1998; Мицык, Невольниченко, 1994; Бобренева, 2003а).

Функциональные добавки, или биологически актив­ные добавки (БАД), являются основным компонентом ре­цептуры, придающим пищевым продуктам определенную направленность воздействия на конкретное заболевание (Бобренева, 2003б).

Разрабатываются БАД, уменьшающие аккумуляцию ТМ в организме: Licorice – получен из лакричника, активи­рует выделение слизи в кишечнике, тормозит всасывание токсических соединений; Multi Green – содержит хлореллу, спирулину, ячмень и люцерну.

Обе БАД проявляли схожий защитный эффект при интоксикации крыс хромом или свинцом, отмечалась нор­мализация уровня мальтазы, повышалась активность пан­креатических ферментов до физиологической нормы. Функ­циональное состояние кишечного эпителия, энтероцитов и ацетарных клеток поджелудочной железы не отличалось от такового у контрольных животных (Здольник, 2001).

В условиях загрязнения окружающей среды и пище­вых продуктов экологически вредными веществами акту­альным является изучение сорбционных свойств различных видов растительного сырья с целью их применения в каче­стве энтеросорбентов. Так, была изучена сорбция крупяны­ми изделиями (пшено, рис, гречневая ядрица и др.) меди (II), хрома (VI), железа (II) из водных растворов солей. Было установлено, что сорбция металлов крупяными изделиями идет преимущественно на целлюлозной матрице (Лавруши­на и др., 2000а). Крупяные изделия являются продуктами растительного происхождения с высокой пищевой ценно­стью и входят в состав рационов питания лечебно-профи­лактического назначения. Результатами исследований пока­зано, что крупяные изделия способны сорбировать металлы «in vitro»: в желудке (рН<7), кишечнике (рН>7) (Лаврушина и др., 2000б).

Современные технологии производства мясных про­дуктов предусматривают использование различных пище­вых добавок, улучшающих органолептические, структур-

но-механические, физико-химические показатели готовых продуктов. Наряду с фосфатами и эмульгаторами активно применяют гидроколлоиды – пищевые добавки, улучшаю­щие консистенцию изделий (Булдаков, 1996).

К гидроколлоидам растительного происхождения от­носятся продукты переработки растений и морских водо­рослей: камеди, пектины, альгинаты, каррагинаны (Нечаев и др., 2001).

В современных технологиях производства мясных продуктов широко используются пищевые стабилизиру­ющие системы на основе каррагинанов. Каррагинаны по­пулярны благодаря своей способности увеличивать выход конечной продукции. При этом улучшается консистенция готового изделия, снижается жирность, сокращаются поте­ри массы, уменьшается себестоимость готового продукта. Каррагинаны – сульфатированные полисахариды красных морских водорослей (Нечаев и др., 2001).

локон: нормализуют работу ЖКТ, положительно влияют на среду обитания бактерий в кишечнике (Гурова, 2001; Сатун и др., 2000).

Морские бурые водоросли, благодаря содержанию ряда биологически активных веществ, обладают фармакологи­ческими свойствами, что позволяет использовать их в про­изводстве продуктов питания лечебно-профилактического назначения. Разработаны технологии получения чистых по­лисахаридов (альгиновой кислоты и ее солей). Клинические и биологические испытания показали, что альгинаты спо­собны сорбировать ТМ и их радиоизотопы без нарушения кальциевого обмена в организме человека. Такими же каче­ствами обладают альгинатсодержащие продукты (Аминина, Вишневская, 2001; Соколова, Талабаева, 2001).

Введение структурированного наполнителя из альги­ната натрия в мясной фарш значительно улучшает функци­онально-технологические, структурно-механические харак­теристики и увеличивает выход готовой продукции наряду с приданием мясным изделиям лечебно-профилактических свойств (Лисицын, Литвинова, 2002).

Комитетом экспертов ФАО/ВОЗ установлена ежедневная минимально эффективная доза альгиновой кислоты и ее солей в количестве 50 мг на 1 кг живой массы тела человека. Сум­марное количество альгинатов в ежедневном рационе челове­ка не имеет медицинских ограничений (Уэйн и др., 1987).

Целесообразно рекомендовать введение специальных сортов пектина в различные пищевые продукты в качестве дополнительного компонента для применения при стан­дартном лечении заболеваний, сопровождающихся эндо­токсикацией (Левченко и др., 1994; Голубев, Ильина, 2002).

Пектиновые вещества обладают выраженным деток­сицирующим эффектом. С этой точки зрения исследованы отечественные промышленные пектины: свекловичный, цитрусовый, яблочный. Предложен метод, который позво­ляет установить состав пектинов для расчета норм потре­бления пектинов в целях детоксикации тяжелых металлов (10-3 моль/л) (Кайшева, Компанцев, 1992).

Пектин впервые выделили из фруктового сока: это со­единение содержится в большом количестве в ягодах, фрук­тах, клубнях и стеблях растений. Он локализован в первичной клеточной стенке всех высших растений (Шелухина, 1988).

Однако пищевая промышленность и медико-экологи-

Плоды яблонь играют видную роль в питании, с давних времен они используются в свежем и переработанном виде (Типсина, 1998). Яблоки – важное средство предохранения от ряда заболеваний, прежде всего от авитаминозов, и тут осо­бую роль играет наличие в них значительного количества ви­таминов С и Р. Яблоки всех сортов содержат довольно много пектиновых веществ – 0,8-1,3% общей сырой массы.

Совместными усилиями российских и немецких уче­ных была создана лечебно-профилактическая добавка к пище «Медетопект». Созданная на основе яблочных пектинов, она содержит все необходимые пектиновые вещества, обладаю­щие хорошей связывающей способностью по отношению к тяжелым металлам и радионуклидам. Разработан и испытан «Пектиновый напиток» на основе яблочного пектинового концентрата. Суточное потребление «Пектинового напитка» для снятия воздействия на организм фоновой радиации, по расчетам ученых, составляет 350 мл (Шайкин, 2001).

растений, называемых поливитаминными (Царева, 2006; Трофимов, Кийко, 1997). Сто граммов ягод облепихи со­держат полторы – две суточные нормы витаминов С и Р и половину нормы витамина Е (Далгатов, 1981; Матафонов,

Пектин представляет собой полигалактуроновую кис­лоту, в которой часть карбоксильных групп этерифициро­вана с остатками метилового спирта (рис. 4). Протопекти­ны – это нерастворимые комплексы пектина с целлюлозой, гемицеллюлозами, ионами металлов. При созревании пло­дов и овощей, а также их тепловой обработке (отваривание и др.) эти комплексы разрушаются с освобождением из про­топектина свободного пектина, с чем в значительной мере связано происходящее при этом размягчение плодов и ово­щей (Донченко, Надыкта, 1999; Шелухина, 1988).

Терапевтический эффект пектина обусловлен его хи­мической структурой. Полимерная цепь полигалактуроно­вой кислоты, наличие свободных химически активных кар­боксильных групп и спиртовых гидроксилов способствуют образованию прочных нерастворимых комплексов с поли­валентными металлами, которые потом выводятся из орга­низма человека (Донченко, Надыкта, 2005; Колмакова, 2004; Арсеньева, Баранова, 2007; Браудо, Данилова, 2001а, б; Та­мова и др., 2002б).

Предложен новый источник биологически активных веществ на пищевые цели – древесная зелень облепихи. Изучена пищевая ценность листьев облепихи. Установле­но, что в 100 г листьев содержится в среднем аскорбиновой кислоты 97 мг, каротиноидов – 8, b-каротина – 4 мг, моно- и дисахаров – 9 г, дубильных веществ – 13, кальция – 2,4 мг, магния – 0,5, марганца – 20, железа – 56, кобальта – 0,19 мг (Золотарева, 2004). Установлено, что по составу и молеку­лярной массе пектин облепихи близок к пектину лимона (Кошелев, Агеева, 2004).

Наиболее предпочтительным сырьем из исследован­ного для создания продуктов лечебно-профилактического питания с пектином являются перец, кабачки, морковь, по­мидоры, малина, календула, зверобой. Совмещение этих продуктов с пектинами независимо от степени его этерифи­кации увеличивает способность продукта связывать токсич­ные катионы.

Также было исследовано влияние фруктовых и овощ­ных соков, водных вытяжек лекарственных растений на процесс связывания пектинами катионов кадмия.

На основе анализа полученных результатов установле­но, что при создании лечебно-профилактических продуктов, предназначенных для связывания и удаления из организма катионов кадмия, не следует использовать томаты, кабачки, сливу, персик, черноплодную рябину, дубовую кору, траву зверобоя, цветки календулы, плоды шиповника. Высоко­эффективным будет лечебно-профилактический продукт на основе перца, тыквы, моркови, облепихи, малины (Братан и др., 2004).

Загрязнение окружающей среды токсичными элемен­тами наблюдается и в г. Новосибирске. Особую опасность представляют загрязнения почв такими токсикантами, как ртуть, кадмий и свинец. Что касается нестационарных ис­точников поступления свинца в атмосферу, то необходимо отметить ежегодное увеличение числа автотранспорта. Кон­центрации свинца в воздухе города превышают ПДК в не­сколько раз.

Проблема загрязнения пищевых продуктов тяжелыми металлами бесспорна и требует детального изучения и по­иска возможностей ее решения. Одним из путей решения этой фундаментальной проблемы является разработка про­дуктов лечебно-профилактического назначения.

Особую роль в разработке продуктов лечебно-профи­лактического назначения играют растительные полисахари­ды, содержащиеся в плодах и ягодах.

Единого мнения о механизме действия пектинов и ха­рактере образующихся с металлами соединений до настоя­щего времени нет. Это связано с тем, что в зависимости от сырьевого источника и метода выделения пищевые волокна имеют разное химическое строение. По данным одних авто-