Способ получения биологически активной добавки к пище для оптимизации йодного обмена

Способ получения биологически активной добавки к пище для оптимизации йодного обмена

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству биологически активных добавок (БАД) к пище для оптимизации йодного обмена.

Широко известны разнообразные способы восполнения недостатка йода в организме человека.

Например, известен способ обогащения мясопродуктов йодом, согласно которому осуществляют посол мясных продуктов рассолом (22-24%), содержащим йодид калия в течение 22-24 часов при 0-4°С, обеспечивая тем самым 180-220 мкг йода на 1 кг мясного продукта (1).

Недостатком данного и аналогичных ему технических решений является использование йодистого калия, обладающего, как известно, крайней неустойчивостью в окружающей среде.

Известен способ производства хлеба, где приготовление теста и выпечку хлеба осуществляют с использованием йодированных белков с органически связанной формой йода (2). Кроме того, в качестве ингредиентов, обеспечивающих технологический процесс получения йодированного пищевого продукта, авторы используют белок казеин, молочные сывороточные белки, гемоглобулиновые белки, хлорамин Т, хлористый йодид, йодидтрихлорид, хлорпероксидазу и т.д.

Недостатком известного решения является вероятность развития побочных эффектов в виде аллергических реакций в ответ на введение йодированных казеинов, молочных сывороточных белков, белков микробиологического происхождения, а также использование в технологиях ксенобиотиков - хлорамина Т, хлористого йода, йодидтрихлорида.

Известен способ производства обогащенных макаронных изделий, включающий смешивание муки с подготовленной измельченной, высушенной растительной и минеральной добавками. При этом в качестве биологически активной растительной добавки используют хвощ и пророщенное зерно пшеницы в количестве 0,01-2,4 мас.%, а в качестве биологически активной минеральной добавки в муку вносят одновременно с растительной добавкой йодсодержащий мел в количестве 0,12-0,4 мас.% (3).

Недостатком известного способа в соответствии с основными положениями клинической эндокринологии по вопросам этиопатогенеза патологий тиреоидной системы, обусловленной йоддефицитом, является то, что вводимые в заявленном способе биологически активные добавки к пище восполняют только лишь недостаток одного тиреотропного микроэлемента - йода (I), хотя известно, что эффективность противозобных мероприятий достигается только при восполнении комплекса сопутствующих йоду биомикроэлементов, в частности селена (Se), кобальта (Со), молибдена (Мо), цинка (Zn), меди (Cu) и марганца (Mn).

Известен способ получения биологически активной добавки к пище, заключающийся в смешивании высушенных клубней топинамбура с добавками в виде эссенциальных макро- и микроэлементов и в виде проросших семян зерновых. При этом в качестве эссенциальных макро- и микроэлементов используют кальций, калий, магний, йод, железо, марганец, цинк, медь, молибден, кобальт, никель, хром в виде солей, а в качестве проросших зерен используют зерна пшеницы, овса (4).

Недостатком известного решения является то, что минеральные вещества и проросшие зерна используются в виде отдельных компонентов, а получаемая добавка не обеспечивает восполнения недостатка йода в организме человека и не позволяет активизировать механизмы повышения эффективности процессов утилизации йода.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения биологически активной добавки к пище, обогащенной микроэлементами, позволяющего устранить недостаток йода в организме человека, недостаток сопутствующих йоду микроэлементов, активизировать механизмы повышения эффективности процессов утилизации йода и обеспечить уменьшение степени воздействия современных экотоксикантов на человеческий организм.

Технический результат настоящего изобретения состоит в создании способа получения биологически активной добавки к пище, позволяющего потенцировать и пролонгировать тканевый эффект йода и йодсодержащих гормонов дифференцированным подбором сопутствующих йоду биотрансформированных микроэлементов, в совокупности повышающих эффективность усвоения йода, снизить вероятность развития побочных нежелательных реакций и повысить безопасность применения йодсодержащих БАД.

Этот результат достигается тем, что предлагается способ получения биологически активной добавки к пище, заключающийся в приготовлении смеси, по меньшей мере, двух компонентов, взятых в равном массовом соотношении, один из которых представляет собой муку зародышей пшеницы или других зерновых культур с I, а другой муку зародышей пшеницы или других зерновых культур с микроэлементами, выбранными из ряда: Se, и/или Со, и/или Мо, и/или Zn, и/или Cu, и/или Mn. При этом муку зародышей пшеницы или других зерновых культур с микроэлементами I, Se, Со, Мо, Zn, Cu, Mn получают путем отдельного проращивания зерен в водных растворах водорастворимых неорганических солей данных микроэлементов, высушивания при температуре не выше 60°С и измельчения до получения муки. Причем содержание ионов данных микроэлементов в отдельных водных растворах водорастворимых неорганических солей составляет, мг/л: I - 0,49-0,56; Se - 0,63-0,72; Со - 0,15-0,17; Мо - 0,5-0,57; Zn - 67,3-76,8; Cu - 12,81-14,64; Mn - 31,5-36,0.

При осуществлении предложенного способа получения БАД к пище в качестве зерновых культур могут быть использованы рожь, или овес, или рис, или кукуруза.

Зародыши пшеницы и других зерновых культур содержат большое количество витаминов группы В, А, Е, минеральные вещества: фосфор, кальций, калий, магний и др.

Мука зародышей зерновых культур обладает гипоаллергенным свойством - это одна из самых ценных характеристик получаемого предложенным способом продукта в условиях повсеместного роста аллергических заболеваний. Преимуществом злакового компонента является то, что зерно для переработки используется вместе с оболочкой, где содержится основная часть микро- и макроэлементов, а также такой важный функциональный ингредиент как пищевые волокна, в том числе растворимая клетчатка β-глюкан, определяющий биологическую ценность продукта.

Основное действующее тиреотропное начало данной БАД - йод находится в биотрансформированной форме, проходя естественный путь биосинтетических превращений в цепи от неорганического йода в растворе до концентрирования органически связанного йода в прорастаемом зерне в ходе его биотрансформирования в соединениях с органическими субстанциями растительной клетки - аминокислотами, белками, целлюлозой, гемицеллюлозой, пектином и лигнином. Процесс "встраивания" ионов йода в органические структуры является чисто природным механизмом биосинтетического концентрирования микроэлементов живой материей растительного происхождения. В данном случае получены соединения йода в той форме, к усвоению которых организм человека приспособился в процессе своего эволюционного развития. Иными словами, данный тиреотропный ингредиент обладает сродством к биохимическим процессам организма человека по его усвоению из окружающей среды.

В заявленном способе получения БАД к пище муку зародышей пшеницы или других зерновых культур получают путем отдельного проращивания зерен в водных растворах водорастворимых неорганических солей микроэлементов - I, Se, Со, Мо, Zn, Cu, Mn. Эти микроэлементы восполняют дефицит эссенциальных микроэлементов, который возникает в условиях загрязненности среды обитания ксенобиотиками, и используются в целях профилактики эндемических заболеваний, в частности, щитовидной железы. Микроэлементы Se, Со, Мо, Zn, Cu, Mn обеспечивают нормализацию функций щитовидной железы, что, в свою очередь, потенцирует эффективность утилизации йода живой материей. Следует подчеркнуть, что сопутствующие йоду микроэлементы, в отличие от известных решений, также представлены в их биотрансформированных через живую материю формах.

Физиологическая роль этих микроэлементов заключается в обеспечении функциональной активности металлозависимых ферментов человека - супероксиддисмутаз, тиреозиназ, дофамин-β-гидрооксилаз, оксидоредуктаз. Se, Co, Mo, Zn, Cu, Mn, являясь кофакторами этих ферментов, обеспечивают специфичность их реакций и, как следствие, нормализуют функциональную активность гормонов щитовидной железы - трийодтиронина (Т₃) и тироксина (Т₄). При недостатке в рационе питания сопутствующих йоду микроэлементов развиваются, как правило, нарушения в системе гормональной регуляции йодного обмена. Известно, что селен (Se), являясь составной частью фермента йодтиронин-5'-дейодиназы I типа, катализирует экстратироидальное дейодирование тироксина (Т₄) в более активную форму 3,5,3'-трийодтиронин (Т₃). Поскольку в гипофизе есть рецепторы только Т₃, то при дефиците селена нарушается регуляция синтеза тиреотропного гормона. Таким образом, при дефиците селена снижается активность дейодиназ I типа, повышается уровень Т₄ в периферических тканях, а уровень Т₃ уменьшается, усугубляя дефицит йода (5).

Кроме того, многочисленные селенопротеины плазмы и тканей не только обеспечивают депонирование и транспорт селена, но и выполняют важную антиоксидантную роль, осуществляя нейтрализацию свободных радикалов, играющих значимую роль в патогенезе развития тиреоидных патологий (6).

Количество сочетающихся микроэлементов в заявляемом способе получения БАД к пище дифференцируется в зависимости от биогеохимических характеристик среды обитания, иными словами, при приготовлении БАД к пище в ее состав вводят только те биотрансформированные формы микроэлементов, недостаток которых выявлен в ходе агрохимических исследований почвенных структур.

При проращивании зерен зерновых культур в водных растворах водорастворимых неорганических солей данных микроэлементов в проростках зерновых культур многократно увеличивается содержание витамина Е и С, способных к нейтрализации свободных радикалов - определяющих факторов в патогенезе тиреоидных патологий, а также пищевых волокон. Тиреоидная направленность биологического эффекта пищевых волокон зародышей зерновых культур очевидна и проявляется, с одной стороны, их энтеросорбционной активностью по отношению к экотоксикантам - струмогенам (Hg, Pb, As, Ni, хлорсодержащие гербициды, диоксины и радионуклиды), с другой - благотворным влиянием на функцию и моторику кишечника. Зародыши зерновых культур, обогащенные микроэлементами в биотрансформированной форме, помимо прямого тиреоидного эффекта, обуславливают ряд биологических эффектов, опосредованно повышающих эффективность утилизации йода путем потенцирования функциональной активности организменных систем транспорта йода.

В качестве солей микроэлементов Se, Co, Mo, Zn, Cu, Mn могут быть использованы любые водорастворимые неорганические соли, например сульфаты, сульфиты аммония, фосфаты и т.д.; I может быть представлен в виде соли кальция, калия и т.д.

Следует отметить, что биологический эффект предложенного способа обеспечивается совокупностью всех полезных признаков составляющих ее ингредиентов, каждый из которых по отдельности не позволяет обеспечить достижение технического результата, в частности повышения эффективности процессов усвоения йода.

Так, нами установлено, что для решения поставленной задачи наиболее оптимальным при проращивания зерен в водных растворах водорастворимых неорганических солей микроэлементов является следующее содержание ионов данных микроэлементов в отдельных водных растворах водорастворимых неорганических солей в мг/л: I - 0,49-0,56; Se - 0,63-0,72; Со - 0,15-0,17; Mo - 0,5-0,57; Zn - 67,3-76,8; Cu - 12,81-14,64; Mn - 31,5-36,0.

Высушивание муки зародышей пшеницы или других зерновых культур, обогащенной тем или иным микроэлементом, при температуре выше 60°С оказывает негативное влияние на энтеросорбционные свойства пищевых волокон зародышей пшеницы или зерновых культур, а также на термолабильные компоненты.

При реализации заявленного способа получают биологически активную добавку к пище (обогащенные зародыши пшеницы или других зерновых культур), 70 г которой содержат в своем составе микроэлементы в количествах, достаточных для удовлетворения 20-50% суточной потребности организма человека в этих микронутриентах.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами получения заявленной биологически активной добавки.

Пример 1.

Способ получения БАД к пище, содержащей муку зародышей пшеницы с микроэлементами I, Se, Со, Mo, Zn, Cu, Mn.

Готовят семь видов водных растворов водорастворимых неорганических солей - 0,00064% йодистого калия (KI); 0,002% селената натрия (Na₂SeO₄·10H₂O); 0,00062% хлорида кобальта (CoCl₂·6H₂O); молибденовокислого аммония [(NH₄О)₆·Мо₇·О₂₄·4Н₂О]; 0,29% сульфата цинка (ZnSO₄·7H₂О); 0,04% сульфата меди (CuSO₄·5Н₂О); 0,095% сульфата марганца (MnSO₄·7Н₂O), при этом содержание ионов микроэлементов в отдельных водных растворах этих солей составляет в мг/л: I - 0,49; Se - 0,63; Со - 0,15; Мо - 0,5; Zn - 67,3; Cu -12,81; Mn-31,5.

Затем в семь отдельных емкостей отмеривают одинаковые порции зерен пшеницы, например по 100 г, и распределяют их на дне слоем не более 1 см. Емкости заливаются растворами, содержащими ионы: 1-я - I (йода), 2-я - Se (селена), 3-я - Со (кобальта), 4-я - Мо (молибдена), 5-я - Zn (цинка), 6-я - Cu (меди), 7-я - Mn (марганца), и выдерживают при комнатной температуре до достижении длины проростков не более 0,5-0,75 длины зерна.

Затем проростки - зародыши, дифференцированно обогащенные микроэлементами, высушивают при температуре до 60°С, стабилизируют при комнатной температуре и измельчают с получением муки.

Далее в одной емкости тщательно смешивают в равном массовом соотношении муку зародышей пшеницы с I (полученную из первой емкости) и муку зародышей пшеницы с микроэлементами Se, Со, Мо, Zn, Cu, Mn (соответственно 2-7 емкость) и хранят в герметичной упаковке в сухом и темном помещении.

Таким образом, 70 г полученной биологически активной добавки содержит в своем составе микроэлементы в количествах, достаточных для удовлетворения 31-42% суточной потребности человека в этих микронутриентах. В 70 г муки, обогащенной йодом (содержание йода составляет 31% от среднесуточного норматива (ССН) в 0,15 мг), дополнительно содержит в своем составе: селен - 40% от ССН в 0,15 мг, кобальт - 29% от ССН в 0,05 мг, молибден - 32% от ССН в 0,15 мг, цинк - 40% от ССН в 16 мг, медь - 40,6% от ССН в 3 мг, марганец - 42% от ССН в 7 мг.

Пример 2. Способ получения биологически активной добавки к пище аналогичен способу по примеру 1, за исключением того, что в качестве зерновых культур используется рожь.

Пример 3. Способ получения Б АД к пище для регионов или биогеохимических провинций с обедненностью состава по йоду и сопутствующих йоду микроэлементов - Se, Со и Zn осуществляют в соответствии с примером 1, за исключением того, что содержание ионов данных микроэлементов в отдельных водных растворах водорастворимых неорганических солей составляет, мг/л: I - 0,56; Se - 0,72; Со - 0,17; Zn -76,8.

Затем проростки - зародыши, дифференцированно обогащенные микроэлементами, высушивают при температуре до 60°С, стабилизируют при комнатной температуре и измельчают с получением муки.

Далее в одной емкости тщательно смешивают в равном массовом соотношении муку зародышей пшеницы с I (полученную из первой емкости) и муку зародышей пшеницы с микроэлементами Se, Co и Zn (соответственно 2-4 емкость) и хранят в герметичной упаковке в сухом и темном помещении.

Таким образом, 40 г зародышей пшеницы содержат в своем составе микроэлементы в количествах, достаточных для удовлетворения 31-40% суточной потребности организма человека в этих микронутриентах.

Пример 4. Способ получения биологически активной добавки к пище аналогичен способу по примеру 3, за исключением того, что в качестве зерновых культур используется кукуруза.

Полученная предложенным способом БАД к пище может применяться в качестве добавок к основным видам хлебобулочных изделий, гарниров вторых блюд, а также мясных полуфабрикатов, например мясных и рыбных котлет.

Предложенный нами способ получения биологически активной добавки к пище позволяет возместить недостаток йода - основного струмотропного фактора и восполнить дефицит в рационе питания сопутствующих йоду микроэлементов - Se, Co, Mo, Zn, Cu, Mn - дифференцированно в зависимости от биогеохимической характеристики среды обитания, уменьшить степень действия экотоксикантов (Hg, Pb, Cd, As, хлорсодержащие гербициды, диоксины и др. ксенобиотики) за счет органического ингредиента БАД пищевых волокон зародышей зерновых культур, обладающих, как известно, энтеросорбционной активностью. Сорбция экотоксикантов-струмогенов, как известно, блокирующих включение йода в структуры йодсодержащих гормонов, - необходимое условие по устранению одного из факторов в патогенезе тиреоидных патологий, в том числе эндемического зоба.

Таким образом, в заявленном способе учитываются все факторы, в комплексе обуславливающие эффективность утилизации йода, а получаемая биологически активная добавка (БАД) к пище для оптимизации йодного обмена характеризуется целым рядом свойств, потенцирующих и пролонгирующих биологический эффект йода и йодсодержащих гормонов - трийодтиронина и тироксина.

Источники информации

1. RU 2187948 C2, 27.08.2002.

2. RU 2093044 C1, 20.10.1997.

3. RU 2163455 C1, 27.02.2001.

4. RU 2152736 С2, 20.07.2000.

5. Щелкунов Л.Ф., Дудкин М.С., Корзун В.Н. Пища и экология. - Одесса: "Оптимум", 2000. - С.439-441.

6. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2004. - С.220.

1. Способ получения биологически активной добавки к пище, заключающийся в приготовлении смеси, по меньшей мере, двух компонентов, взятых в равном массовом соотношении, один из которых представляет собой муку зародышей пшеницы или других зерновых культур с I, а другой муку зародышей пшеницы или других зерновых культур с микроэлементами, выбранными из ряда Se, и/или Со, и/или Мо, и/или Zn, и/или Cu, и/или Mn, при этом муку зародышей пшеницы или других зерновых культур с микроэлементами I, Se, Со, Мо, Zn, Cu, Mn получают путем отдельного проращивания зерен в водных растворах водорастворимых неорганических солей данных микроэлементов, высушивания при температуре не выше 60°С и измельчения до получения муки, причем содержание ионов данных микроэлементов в отдельных водных растворах водорастворимых неорганических солей составляет, мг/л: I - 0,49-0,56; Se - 0,63-0,72; Со - 0,15-0,17; Мо - 0,5-0,57; Zn - 67,3-76,8; Cu - 12,81-14,64; Mn - 31,5-36,0.

2. Способ получения биологически активной добавки к пище по п.1, отличающийся тем, что в качестве зерновых культур используют рожь, овес, рис или кукурузу.