К вопросу о безопасности ингредиентов, применяющихся для создания хлебобулочных изделий лечебно-профилактического назначения

Л.Н. ФЕДЯНИНА, Т.К. КАЛЕНИК,

Е.С. СМЕРТИНА, Т.Н. ЗВЯГИНЦЕВА, Т.И. ИМБС,

Н.М. ШЕВЧЕНКО, В.А. ЛЯХ

К вопросу о безопасности ингредиентов, применяющихся для создания хлебобулочных изделий лечебно-профилактического назначения

Представлены результаты изучения безопасности водно-этанольного экстракта бурой водоросли фукус (Fucus evanescens), применяющегося в качестве функционального ингредиента для разработки продуктов функциональной направленности. Данные получены на модели инфузории тетрахимена (Tetrahymena pyriformis).

Ключевые слова: бурые водоросли, водно-этанольный экстракт, безопасность, инфузория.

To the question about security of ingredients using for the making bakery products for the purpose of medioprophylactic. L.N. FEDYANINA, TK. KALE-NIK, E.S. SMERTINA, T.N. ZVYAGINTSEVA, T.I. IMBS, N.M. SHEVCHENKO, VA. LYAH.

Results of security of aqua-ethanol extract of Kelp Sea oak researching (Fucus evanescens), using as functional ingredient to make functional products are submitted. Data are received on the basis of Tetrahymen infusorians (Tetrahymena pyriformis).

Key words: kelp, aqua-ethanol extract, security, infusorians.

В современном обществе растет внимание населения к проблемам здоровья и долголетия. Это определяет спрос на пищевую продукцию морского происхождения (богатый источник полноценных белков и многих микроэлементов), в том числе на морские водоросли, продукты их переработки, а также лекарственные и лечебно-профилактические препараты на их основе.

Для многих веществ морского биогенеза характерны химическая структура, не имеющая аналогов среди соединений, полученных из наземных организмов, а также биологическая активность, нередко на порядок и более превышающая соответствующие показатели известных веществ, экстрагированных из растений и животных суши [6].

Бурые водоросли, произрастающие в прибрежных водах Дальнего Востока России, характеризуются высоким содержанием и разнообразием витаминов, микроэлементов, полисахаридов и других биологически активных веществ, что определило создание на их основе биологически активных добавок (БАД) к пище, пищевых продуктов и других

препаратов, применяемых в медицине, косметологии, сельском хозяйстве [6].

В лаборатории химии ферментов ТИБОХ ДВО РАН разработан способ комплексной переработки бурых водорослей фукус (Fucus evanescens). Основными продуктами этой технологии являются биоактивные полисахариды фукоидан и альгиновая кислота, на базе которых созданы БАД к пище Фуколам-С, Фуколам, Фуколам янтарный [1].

С применением БАД Фуколам-С учеными ДВФУ разработана линейка продуктов питания лечебно-профилактической направленности -хлебобулочные, масложировые, молочнокислые [9].

Существующий способ комплексной переработки бурых водорослей предполагает на первом этапе воздействие на них большим количеством этанола, в результате чего образуется побочный продукт - водно-этанольный экстракт (Фуколам-Э), который в пищевой промышленности в настоящее время практически не применяется [8]. Однако химический состав Фуколама-Э, доказанные медико-биологические свойства позволяют прогнозировать перспективы такого его применения.

В Фуколам-Э входят йод, микроэлементы (медь, цинк, железо, селен и др.), набор аминокислот (в первую очередь тирозин и фенилаланин), полиненасыщенные жирные кислоты, а также белки и олигосахариды, маннит и фенольные соединения [9]. Эта природная композиция включает комплекс веществ, необходимых для нормального функционирования щитовидной железы и усвоения йода в организме человека. Ценность экстракта определяется также тем, что свободные аминокислоты легко усваиваются, а фенольные соединения, как правило, проявляют антиоксидантные свойства. Кроме того, была показана противоопухолевая активность экстракта на модели раковых клеток кишечника человека [2, 7].

Учеными ТИБОХ ДВО РАН было определено, что Фуколам-Э по токсикологическому воздействию на организм человека относится к малоопасным веществам, не оказывает общетоксического, кожно-раздражающего и сенсибилизирующего действия, пригоден для наружного применения [8].

Тем не менее с целью более точной оценки безопасности изучаемых веществ и возможности их использования в пищевой промышленности рекомендуются исследования и биологическими методами. Биологические методы оценки токсичности пищевых компонентов включают в себя проведение экспериментов на высших животных (собаки, крысы, мыши), на культурах ткани, на беспозвоночных, микроорганизмах и т. д. Однако данные эксперименты довольно длительны и дорогостоящи [4].

В связи с этим для биологической оценки пищевых продуктов предложены перспективные и простые методы биотестирования с использованием простейших организмов - инфузорий (например, тетрахимены пи-риформис - Tetrahymena pyriformis). Данные методы основаны на количественном и качественном определении ответных реакций простейших на токсичные компоненты. Установлено наличие достаточно высокого ко-

эффициента корреляции (в пределах от 0,77 до 0,99) между скоростью роста и размножения тетрахимены и токсико-биологическими реакциями высших животных (крыс) в присутствии одинаковых токсикантов, т. е. метод биотестирования может уверенно использоваться для ориентировочного определения параметров токсичности различных веществ применительно к высшим животным организмам [3, 5].

С учетом вышесказанного целью представленной работы является изучение безопасности и относительной биологической ценности (ОБЦ) Фуколама-Э (на модели инфузории Тв^акутвпаруп/огт1з). Исследования проводили в соответствии с методом Н.Г. Беленького с соавторами [4].

На первом этапе экспериментов подготавливали пробы.

При изучении безопасности брали навеску Фуколама-Э (опытный образец № 1), вносили в пробирку с 2 см3 стерильной воды, закрывали стерильными пробками.

Для исследования относительной биологической ценности также использовали опытный образец (Фуколам-Э), в качестве контрольного образца брали стандартный белок - казеин с известной белковой эффективностью. При оценке казеина среднюю пробу разводили стерильной водой для получения концентрации протеина 0,2 %. Подготовленные пробы в объеме по 2 см3 вносили в пробирки.

Культуру инфузории предварительно синхронизировали 2 сут теплом и холодом, затем разводили водой в 10 раз и вносили в объеме 0,05 см3 в подготовленные пробирки с пробами. Наличие роста контролировали микроскопическим методом ежедневно. На 4-е сутки инфузории фиксировали формалином и в счетной камере Горяева проводили количественный учет выросших особей. На основании полученных данных рассчитывали ОБЦ, которая представляет собой процентное содержание количества выросших инфузорий на исследуемом продукте и казеине.

Результаты экспериментов на тест-культуре ТвКаНутвпа руг1/огт1з доказали полную безопасность Фуколама-Э (см. таблицу, а также рис. 1): при ежедневном микроскопировании на протяжении 4 сут инфузория была активна, подвижна, замедления роста и гибели единичных клеток не наблюдалось.

Динамика роста тетрахимены при добавлении Фуколама-Э

Исследуемый образец Колличество простейших, ед. ОБЦ, %

Время генерации инфузории, сут

0 1 2 3 4

Экспериментальный (тетрахимена + Фуколам-Э) 5 12 26 49 63 70

Контрольный (тетрахимена + казеин) 5 20 45 67 90 100

Проведенные исследования показали, что Фуколам-Э благотворно влияет на рост и развитие простейших. Следует отметить, что при рассмотрении данных, полученных при воздействии Фуколама-Э на инфузо-

100

0 Н--------1--------1--------1--------1--------1

0 12 3 4

Время генерации, сут

Рис. 1. Рост Тв^акутвпа руг1/огт1з в течение 4 сут: 1 - при добавлении Фуколама-Э, 2 - при добавлении казеина

а б

Рис. 2. Морфология инфузорий при добавлении Фуколама-Э: а - контроль (казеин); б - экспериментальный образец

рии, выявлена интересная особенность, выражающаяся в увеличении размера их клеток (рис. 2). Инфузория в опытном образце имела максимальные размеры клеток 0,30-0,35 мкм, а в контрольном - 0,27-0,18 мкм, однако и в опытном, и в контрольном образце инфузория была активна.

Таким образом, на модели - выбранной тест-культуре инфузории Те^акутепа руг1/огт1з - была показана не только безопасность Фукола-ма-Э, но и его положительное действие на биообъект, вероятно, обусловленное многокомпонентным составом Фуколама-Э и наличием у него выраженной биологической активности.

Учитывая полученные данные, применение водно-этанольного экстракта фукуса (Фуколам-Э) в технологии производства продуктов лечебно-профилактического назначения является безопасным, перспективным и экономически целесообразным в области создания безотходных технологий при производстве биологически активных полисахаридов из бурой водоросли ^ evanescens и переработки вторичных сырьевых ресурсов.

Литература

1. Имбс Т.И. Полисахариды и низкомолекулярные метаболиты некоторых массовых видов бурых водорослей морей Дальнего Востока России. Способ комплексной переработки водорослей: автореф. дис... канд. хим. наук. - Владивосток, 2010. - 23 с.

2. Имбс Т.И. и др. Сравнительное исследование химического состава и противоопухолевой активности водно-этанольных экстрактов бурых водорослей Ьашіпагіа cichorioides, Со8іагіа оо8Іаіа и Биош еуапе8-оеш // Биология моря. 2009. Т. 35, № 2. С. 140-146.

3. Мамаева Е.М., Бикбов Т.М., Гын Е.Е. и др. Биологическая ценность и усвояемость концентратов саркоплазматических белков промысловых рыб и влияние их потребления на организм крыс // Вопросы питания. 1991. № 2. С. 52-54.

4. Методические рекомендации для использования экспресс-метода биологической оценки продуктов и кормов (с использованием Тетра-химена пириформис) / ВАСХНИЛ. - М., 1990. - 9 с.

5. Москаленко Т.М., Сахарова Т.Г., Слуцкая Т.Н., Холоша О.А. Определение биологической ценности белков мышечной ткани лососевых // Изв. ТИНРО-Центра. 1997. Т. 120. С. 169-173.

6. Позняковский В.М., Австриевских А.Н. Использование ресурсов Мирового океана в качестве источника биологически активных веществ // Тр. междунар. науч. конф. «Рыбохозяйственные исследования Мирового океана». Владивосток, 2000. С. 50.

7. Смертина Е.С., Федянина Л.Н., Каленик Т.К., Карасева С.В., Плак-сен Н.В., Хильченко Н.С. Исследование адаптогенных свойств фу-колама - функционального ингредиента из водорослей // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 2010. № 4. С. 23-25.

8. ТУ 9284-068-02698170-2007. Фуколам-Э. Экстракт бурой водоросли жидкий. Технические условия. - Владивосток: ТИБОХ ДВО РАН. 2007. - 7 с.

9. Федянина Л.Н., Каленик Т.К., Смертина Е.С. и др. Перспективы применения отходов производства БАД из морских водослей для создания продуктов функционального питания // Материалы 7-й междунар. науч.-практ. конф. «Ключевые вопросы в современной науке -2011. София: ООД «БялГРАД-БГ», 2011.Т. 35. С. 92-94.

© Федянина Л.Н., Каленик Т.К., Смертина Е.С., Звягинцева Т.Н., Имбс Т.И., Шевченко Н.М., Лях В.А., 2011 г.