Композиция, обладающая общеукрепляющим действием

Композиция, обладающая общеукрепляющим действием

Реферат

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к технологии использования композиции биологически активных веществ (БАВ или биологически активных компонентов - БАК), и может найти применение в профилактической медицине, пищевой промышленности, в производстве кормов и кормовых добавок для домашних и сельскохозяйственных животных, в качестве физиологически-активного биогенного компонента в косметических средствах, в частности шампунях, лосьонах, кремах.

В последние годы все больше внимания уделяется вопросам формирования здорового образа жизни, вопросам профилактики социально-значимых заболеваний, а также вопросам улучшения качества жизни и ее продолжительности. Несомненно, понятие «здоровый образ жизни» является многокомпонентным и включает в себя, согласно определению, комплекс мероприятий, обеспечивающих гармоничное развитие и укрепление здоровья, повышение работоспособности людей, продление их долголетия. Не последнюю роль в этом комплексе мероприятий в настоящий момент играет возможность использования результатов биотехнологических исследований и открытий. Биотехнология представляет собой производственное использование биологических агентов (микроорганизмы, растительные клетки, животные клетки, части клеток: клеточные мембраны, рибосомы, митохондрии, хлоропласты и т.д.) для получения ценных продуктов и осуществления целевых превращений.

В рамках настоящего изобретения нами будет рассмотрена возможность использования биотехнологических превращений (биотехнологической конверсии растительного сырья) в целях получения композиции, обладающей общеукрепляющим действием, которая может быть использована в пищевой промышленности, профилактической медицине, производстве кормов и кормовых добавок, в производстве парфюмерно-косметических средств.

Из уровня техники известно достаточно большое количество растений, которые могут быть использованы для получения веществ, являющихся биологически активными и обладающими широким спектром действия, в том числе растений, интересующих нас в рамках настоящего изобретения, то есть содержащих вещества, пригодные для создания композиции, обладающей общеукрепляющим действием, в частности инулинсодержащие растения. К таким растениям можно отнести, например, топинамбур, цикорий, одуванчик, лук порей и ряд других.

Из уровня техники известно, что топинамбур (иерусалимский артишок) содержит в своем составе целый ряд биологически активных компонентов (БАК), из которых значимыми для реализации указанного нами назначения, а именно создания композиции, обладающей общеукрепляющим действием, являются:

- инулин;

- пектин;

- фосфор;

- калий;

- железо;

- кремний;

- цинк;

- марганец;

- кальций;

- витамины, в частности В2, В1, РР, С;

- азотистые вещества, в том числе белок, аминокислоты (порядка 16 аминокислот, 8 из которых не синтезируются в организме человека, то есть являются «незаменимыми АК»);

- карбоновые кислоты, в частности яблочная, янтарная, лимонная малоновая, фумаровая кислоты,

а также ряд других БАК.

Следует отметить, что каждый из перечисленных выше БАК обладает не одним, а целым спектром свойств и действий на организм человека и животного, которые могут быть объединены использованием термина «общеукрепляющее действие».

Так, например, известно, что инулин оказывает благотворное влияние в течение всего времени нахождения в организме человека - начиная от попадания в желудок и заканчивая выделением. Инулин, попадая в желудочно-кишечный тракт, расщепляется соляной кислотой и ферментами на отдельные молекулы фруктозы и короткие фруктозные цепочки, которые проникают в кровеносное русло. Оставшаяся нерасщепленной часть быстро выводится, связывая большое количество ненужных организму веществ, таких как тяжелые металлы, радионуклиды, кристаллы холестерина, жирные кислоты, различные токсичные химические соединения, попавшие в организм с пищей или образовавшиеся в процессе жизнедеятельности болезнетворных микробов, живущих в кишечнике. Кроме того, инулин значительно стимулирует сократительную способность кишечной стенки, что заметно ускоряет очищение организма от шлаков, непереваренной пищи и вредных веществ. Антитоксический эффект инулина усиливается за счет действия пектина, также содержащегося в топинамбуре, цикории, одуванчике и др. Всосавшиеся в кишечнике короткие фруктозные цепочки и в крови продолжают выполнять антитоксическую, очищающую функцию, связывая, обезвреживая и облегчая выведение из организма вредных продуктов обмена веществ и попавших из внешней среды химических соединений. Действие инулина также проявляется в модификации микрофлоры кишечника путем содействия развитию бактерий группы Бифидус. Кроме того, инулин снижает уровень глюкозы в крови у диабетиков, улучшает обмен липидов, благодаря чему предотвращает возникновение осложнений сахарного диабета (ретинопатии, ангиопатий и т.д.); снижает уровень холестерина, триглицеридов и фосфолипидов крови, способствуя уменьшению риска сердечно-сосудистых заболеваний; противодействует развитию онкологических заболеваний, в особенности иммуногенных опухолей; оказывает иммуномодулирующее и гематопротекторное действие; улучшает усвояемость витаминов и минералов в организме (особенно Са, Mg, Zn, Сu, Fe и Р); оказывает влияние на костную ткань (в том числе благодаря улучшению усвоения минеральных веществ), снижая явления остеопороза.

Не меньшим спектром действия на организм человека и животных обладает и пектин. Так, пектин, являясь высокомолекулярным углеводом, представленным в межклеточном веществе и стенках клетки растений, имеет адсорбирующие, вяжущие и желирующие свойства; способен снижать уровень холестерина в организме, способствует улучшению обменных процессов, нормализует перистальтику кишечника, улучшает периферическое кровообращение.

Кроме того, следует учитывать, что клубни и стебли (надземные части) топинамбура, из которых в соответствии с предложенным нами способом можно получить композицию, обладающую общеукрепляющим действием, практически не накапливают в себе нитраты, тяжелые металлы, радиоактивные элементы. Этим объясняется высокая безопасность использования компонентов топинамбура в пищевых, медицинских, косметических и других целях.

При анализе уровня техники нами были проанализированы патентные и непатентные источники, содержащие информацию о способах получения БАК, входящих в состав различных, в частности инулинсодержащих, растений, композициях, изготовляемых на основе полученного сырья, и областях их применения.

Так, известна композиция, представляющая собой по существу порошок из высушенных клубней топинамбура, содержащая дополнительно по меньшей мере одну соль аспарагиновой кислоты с катионом металла, выбранным из группы макро- и микроэлементов (RU 2140171 С1, 27.10.1999). Однако недостатком такой композиции является высокое содержание в ней «балластных» веществ, таких как целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, наличие которых в композиции приводит к уменьшению всасывания в организме человека и животных БАК, содержащихся в композиции, снижению их усвоения, возникновению метеоризма.

Наиболее близкой к предложенной нами композиции мы считаем композицию, обладающую лечебно-профилактическим действием, к которому с очевидностью можно отнести и общеукрепляющее действие, описанную в источнике RU 2169002 С2, 20.06.2001. Данная композиция состоит из пектина и инулина, полученных из высушенных клубней топинамбура. Ингредиенты данной композиции получают путем водного извлечения фракции инулина (первый этап) и последующего извлечения пектина (второй этап) из оставшегося сырья с использованием водного раствора кислоты. Затем каждый из полученных ингредиентов композиции кристаллизуют и осаждают, после чего смешивают и размалывают с получением конечного продукта. На наш взгляд основными недостатками такой композиции являются следующие:

- использование в композиции только части БАК, содержащихся в растительном сырье;

- использование инулина и пектина в соотношении 2:1, вследствие чего ценность такой композиции при использовании в пищевой промышленности, кормах, профилактической медицине значительно снижается по сравнению, например, с использованием порошка высушенного растительного сырья (цикорий, топинамбур);

- ухудшение функциональных свойства композиции вследствие деструкции полимеров, происходящей при сушке сырья.

Нами предложена композиция, которая может быть получена из любого растительного сырья, включающего требуемые для составления композиции ингредиенты, любым известным способом, позволяющим извлечь данные ингредиенты из указанного сырья, и имеющая нижеприведенный качественный и количественный составы, позволяющие оказывать на организм человека и животных общеукрепляющее действие:

Инулин - 70-85 мас.%;

Пектин - 11-3 мас.%;

Азотистые в-ва 9-3 мас.%

Минеральные в-ва 3,8-3,5 мас.%;

Карбоновые кислоты 6,2-5,5 мас.% в пересчете на сухое вещество (содержание азотистых веществ определено по Кьельдалю (N×6,25)). Азотистые вещества, входящие в состав композиции, представлены белком 3,3-1,1 мас.% и аминокислотами, а именно:

Таблица 1
Аминокислоты, мас.% с.в.:
Аспарагин	0,43-0,16
Глутамин	0,34-0,11
Серин	0,15-0,05
Гистидин	0,46-0,16
Глицин	0,19-0,06
Треонин	0,05-0,02
Аланин	0,10-0,03
Аргинин	0,97-0,32
Тирозин	0,58-0,19
Цистин	0,87-0,29
Валин	0,19-0,06
Метионин	0,10-0,03
Триптофан	0,15-0,05
Изолейцин	0,15-0,05
Лейцин	0,58-0,19
Лизин	0,39-0,13

В качестве минеральных веществ в композиции содержатся:

Таблица 2
Минеральные вещества, мас.% с.в.:
Калий	2,92-3,17
Кальций	0,0834-0,0906
Магний	0,089-0,096
Натрий	0,043-0,047
Сера	0,0065-0,0072
Фосфор	0,348-0,378
Железо	0,0037-0,004
Хром	0,0045-0,005
Медь	0,00025-0,0003
Марганец	0,00025-0,0003
Цинк	0,0014-0,0016

В качестве карбоновых кислот композиция содержит:

яблочную кислоту 3,2-2,6 мас.%, малоновую 1,1-1,7 мас.%, фумаровую 0,9-1,3 мас.%, лимонную 0,12-0,24 мас.%, янтарную 0,18-0,36 мас.%.

Указанная композиция может быть получена из любого растительного сырья, содержащего один или несколько ингредиентов, например из цикория, топинамбура и др.

В качестве способа получения композиции может быть использован любой известный специалисту метод получения, в том числе водное экстрагирование с использованием кислот или ферментов, или электрофизических методов.

Методы получения инулина, пектина и других БАК, равно как и необходимое для получения сырье, широко известны из уровня техники специалисту в данной области.

Независимо от способа получения и использованного сырья, полученная в указанном качественном и количественном составе композиция при использовании будет проявлять общеукрепляющее действие.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данной композиции, является возможность оказания общеукрепляющего действия на организм человека и животных как за счет использования самих ингредиентов композиции, так и за счет использования определенных количеств каждого из ингредиентов. В рамках поставленной нами задачи подобранный качественный состав композиции влияет на возможность достижения общеукрепляющего действия за счет включения в состав композиции аминокислот, в том числе незаменимых, витаминов, микроэлементов. Количественное содержание ингредиентов в рамках заявленного диапазона обуславливает возможность обеспечения организма человека и животных необходимыми для функционирования веществами (БАК) и достижение общеукрепляющего эффекта в рамках более узкопоставленных задач - в целях профилактики у здоровых исследуемых, в комплексном лечении при различных заболеваниях и т.д. Кроме того, качественный состав композиции и заявленные диапазоны количественных значений ингредиентов композиции взаимосвязаны между собой. Так, включение в композицию помимо инулина другого ингредиента - пектина, позволяет при использовании композиции не превышать рекомендуемого к потреблению допустимого уровня инулина в связи с тем, что инулин и пектин способствуют взаимному усилению действия (например, сорбирующего); с другой стороны, количественное преобладание в композиции инулина обеспечивает преобладание сорбирующего действия над стимуляцией моторики кишечника и т.д.

Также хотелось бы подробнее остановиться на том, что следует понимать под «общеукрепляющим действием», которым обладает данная композиция. Как уже было указанно ранее, каждый из ингредиентов композиции обладает рядом свойств, способных оказать положительное влияние на состояние органов и систем организма человека или животных. Однако возможность использования композиции, включающей все перечисленные выше ингредиенты, обеспечивает получение результата, являющегося не только простой суммой эффектов, оказываемых каждым из биологически активных веществ (компонентов), входящих в ее состав, но и являющегося следствием взаимного влияния ингредиентов на процессы всасывания, усвоения, метаболизма друг друга (так, например, инулин усиливает резорбцию кальция костной тканью и т.д.). Само же общеукрепляющее действие складывается из иммуностимулирующего, детоксицирующего, антиканцерогенного, антиоксидатного и пр. При этом точкой приложения действия композиции может являться в частности кожа человека; при этом общеукрепляющее действие будет оказываться именно на кожу и заключаться в повышении тонуса и тургора кожи, местного иммунитета (защитная функция кожи).

Композиция, обладающая таким широким спектром действия, обозначенным нами принятым в профилактической медицине термином «общеукрепляющее действие», может быть использована:

- в сфере здравоохранения для изготовления биологически активных добавок, которые могут найти применение в комплексной терапии больных с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, сахарным диабетом, артериальной гипертензией, метаболическим синдромом, снижением иммунитета, возрастными заболеваниями костной ткани (остеопороз, остеопения) и т.д., а также у здоровых людей в целях профилактики вышеуказанных заболеваний и поддержания жизненного тонуса и активности;

- в пищевой промышленности - для обогащения биологически активными компонентами продуктов питания, в том числе хлебобулочных и кондитерских изделий, макарон, колбас, молочных продуктов, напитков; для создания кормов и кормовых добавок для домашних и сельскохозяйственных животных;

- при производстве парфюмерно-косметических средств в целях их обогащения биологически активными компонентами.

Преимущества использования предложенной нами композиции по сравнению с известными ранее, в частности по сравнению с известным из уровня техники применением таблеток из порошка высушенного топинамбура, могут быть продемонстрированы проведенным нами исследованием: в период повышенной эпидемиологической опасности заболевания ОРВИ в целях предупреждения заболевания одна группа студентов ежесуточно потребляла порошок топинамбура в количествах, соответствующих адекватному уровню потребления инулина в сутки. Вторая группа с этой целью потребляла композицию общеукрепляющего действия в количествах, соответствующих адекватному уровню потребления инулина в сутки. В группе студентов, получавших композицию общеукрепляющего действия, заболеваемость в течение всего периода наблюдений была в 3 раза меньше.

Ниже нами приводятся примеры, подтверждающие возможность использования предложенной композиции с заявленным нами назначением в различных областях производства и в области здравоохранения.

Пример 1

Данная композиция была апробирована на больных-добровольцах со стажем заболевания не менее 5 лет. В исследовании принимали участие две группы больных: в опытной группе помимо лекарственных препаратов больные получали данную композицию. Практически все регулярно принимавшие композицию отмечали улучшение состояния здоровья: повышение работоспособности, улучшение психоэмоционального фона, снижение утомляемости и сонливости, улучшение зрения. Кроме этого, по окончании периода приема композиции в опытной группе больных сахарным диабетом, отмечалось снижение гликемического профиля по сравнению с больными, не принимавшими данную композицию. Все без исключения лица, принимавшие композицию, отмечали удобство ее использования, длительный срок и простоту хранения. Таким образом, эффект от использования композиции выражается в профилактике побочных заболеваний и усилении воздействия комплексной терапии при лечении сахарного диабета.

Пример 2

В настоящем эксперименте проанализированы случаи возникновения ОРВИ у 14 человек экспериментальной группы и 10 человек в контрольной группе в течение 12 месяцев. Экспериментальная группа принимала композицию три раза в день по 3 г после еды, а в контрольной группе композицию не назначали. Заболевание ОРВИ определялось по следующим симптомам: воспалению горла, сухому кашлю, головной боли, миалгии и ознобу. Результаты эксперимента показаны в таблицах 3 и 4. В экспериментальной группе отмечен только один случай простуды, однако этот случай связан с прекращением приема композиции. В контрольной группе всего зарегистрировано 32 случая простуды, то есть в среднем 3,2 раза в год на одного человека.

Таблица 3
Частота простудных заболеваний в экспериментальной группе
	Возраст	Пол	Частота простуды
1	63	мужской	0
2	65	мужской	0
3	66	женский	0
4	78	мужской	0
5	61	мужской	0
6	63	мужской	0
7	64	мужской	0
8	38	мужской	0
9	59	женский	0
10	64	мужской	1
11	65	мужской	0
12	72	мужской	0
13	41	мужской	0
14	43	мужской	0

Таблица 4
Частота простудных заболеваний в контрольной группе
	Возраст	Пол	Частота простуды
1	43	женский	3
2	47	женский	5
3	39	мужской	4
4	44	мужской	4
5	42	женский	3
6	46	женский	4
7	39	мужской	2
8	38	мужской	3
9	66	мужской	2
10	35	женский	2

Пример 3

Данную композицию использовали при приготовлении хлеба из пшеничной муки. Композицию вносили при замесе теста в количестве 3,5% к массе муки.

Использование данной композиции позволило улучшить реологические характеристики теста по вязкости сразу после замеса на 4,0 %, а после брожения на 6%; увеличить пористость на 5% (более тонкостенная пористость мякиша), улучшить сжимаемость мякиша (мгновенный модуль упругости мякиша изделий ниже на 26), увеличить долю прочно связанной влаги, что обеспечило замедление черствения хлеба на 5-7 час. Применение данной композиции позволяет повысить пищевую ценность и расширить ассортимент диетических сортов хлеба.

Пример 4

С целью совершенствования технологии вареных колбас функционального назначения в рецептурный состав вареных колбас из традиционного сырья и мяса механической обвалки птицы (ММО) вводили данную композицию в количестве 4%.

Полученные образцы готовой продукции соответствовали нормативным требованиям по содержанию поваренной соли и влаги. Выход готовой продукции при 4%-м уровне замены мяса данной композицией повышается на 2,5% для колбас из ММО и на 4,1% для колбас из традиционного сырья, что объясняется повышением водосвязывающей способности в опытных образцах по сравнению с контрольными. Использование данной композиции способствует улучшению в колбасе соотношения жир/белок, повышению содержания в ней калия, кальция, магния, а также марганца, меди и цинка. Содержание макроэлементов в опытных образцах колбасных изделий повысилось на 2,9-3,3%, а микроэлементов - на 4,7-10,8% по сравнению с контрольными образцами.

Пример 5

Использование композиции для производства кормов и кормовых добавок. В течение года в ветеринарной клинике проводили статистический учет травмированных (с переломами конечностей) домашних животных. Лечение осуществляли стандартными методами. В процессе лечения для кормления контрольных животных использовали готовый корм без добавления композиции общеукрепляющего действия, а при кормлении опытных животных использовали готовый корм с добавлением композиции общеукрепляющего действия. Введение данной добавки стимулирует костеобразование и приводит к улучшению регенерации костей при лечении переломов. В результате чего выздоровление опытных животных ускорялось в 98 процентах случаев, см. таблицу 5.

Таблица 5
	Используемый корм	Выздоровления
Контрольная группа животных	Готовый корм без добавления композиции общеукрепляющего действия	В течение 4-6 недель
Опытная группа животных	Готовый корм с добавления композиции общеукрепляющего действия	Ускорение на 1-2 недели в 98% случаев

Пример 6

Композицию можно вводить в любую парфюмерно-косметическую основу в зависимости от того, какое косметическое изделие надо создать. При этом рекомендуемое количество внесения композиции в косметическое изделие составляет от 2 до 5%. Более высокая концентрация повышает плотность косметического изделия, меньшая - снижает биологическую эффективность косметического средства.

Парфюмерно-косметическое средство

Крем на жировой основе, содержащий (мас.%): композиция - 4, парафин - 0,5-1,5, оливковое масло - 0,5-1,5, моноглицериды дистиллированные - 6,5-7,5, воск пчелиный - 0,5-1,5, кокосовое масло - 1,0-2,0, глицерин - 5,0-6,0, сульфонол 0,05-0,15, сорбиновую кислоту 0,15-0,25, едкий калий - 0,01-0,03, отдушку 0,1-0,2, водный экстракт ламинарии японской - до 100.

Испытания косметических средств с использованием заявляемой композиции, проведенные на добровольцах (12 человек в возрасте от 18 до 60 лет), показали, что они проявляют повышенный регенерирующий эффект за счет активации "кожного иммунитета". Физически и биологически кожа очищается от загрязнений, при этом восстанавливается упругость, мягкость и эластичность кожи.

Таким образом, приведенные примеры подтверждают возможность использования предложенной композиции общеукрепляющего действия в различных отраслях пищевой промышленности, в профилактической медицине, в парфюмерно-косметической промышленности, в производстве кормов и кормовых добавок.

1. Композиция, обладающая общеукрепляющим действием и получаемая из растительного сырья, включающая инулин, пектин, отличающаяся тем, что дополнительно содержит белки, аминокислоты, макро- и микроэлементы, а также яблочную, малоновую, фумаровую, лимонную и янтарную кислоты, при этом содержание ингредиентов в композиции составляет, мас.%:

инулин	70,0-85,00
пектин	3,00-11,00
белки	1,10-3,30
аминокислоты	1,90-5,70
макроэлементы	3,40-3,69
микроэлементы	0,10-0,11
яблочная кислота	2,60-3,20
малоновая кислота	1,10-1,70
фумаровая кислота	0,90-1,30
лимонная кислота	0,12-0,24
янтарная кислота	0,18-0,36

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве аминокислот содержит, мас.%: аспарагин 0,16-0,43, глутамин 0,11-0,34, серин 0,05-0,15, гистидин 0,16-0,46, глицин 0,06-0,19, треонин 0,02-0,05, аланин 0,03-0,10, аргинин 0,32-0,97, тирозин 0,19-0,58, цистин 0,29-0,87, валин 0,06-0,19, метионин 0,03-0,10, триптофан 0,05-0,15, изолейцин 0,05-0,1 5, лейцин 0,19-0,58, лизин 0,13-0,39.