ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОДУКТ ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ ПЕРЕРАБОТКИ ПАСТЕРНАКА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ МОНОСАХАРОВ И АНТИОКСИДАНТОВ
FUNCTIONAL FOOD PRODUCT BASED ON PROCESSING OF PARSNIP WITH HIGH CONTENT OF MONOSACCHARIDES AND ANTIOXIDANTS

Изобретение относится к области функциональных продуктов питания, а именно, к специализированным продуктам, предназначенным для быстрого восстановления силы после интенсивной мышечной нагрузки, воздействия стрессов и ускорения реабилитации больных после тяжелых болезней.
Известно, что интенсивные физические нагрузки приводят к истощению гликогена, возникновению мышечных болей и снижению мышечной активности, развитию хронической усталости и депрессии. Аналогичное явление часто наблюдается и как последствие соревнований. Восстановление после так называемой «перетренировки» осуществляют за счет значительного увеличения потребления углеводов (преимущественно глюкозы, поскольку гликоген является полимером глюкозы) и природных антиоксидантов (Gonzalez et al, 2017; Cases et al, 2017). Аналогичный подход также используют и при реабилитации лиц, перенесших серьезное заболевание.
Известен желатинизированный продукт, содержащий моносахара (глюкозу и фруктозу) для быстрого восстановления энергии у спортсменов (Бускет и др., 2009). Однако, продукт не содержит антиоксиданты, а, следовательно, не способен быстро снять последствия мощного оксидантного стресса, вызванного спортивными соревнованиями. Кроме того, используемые глюкоза и фруктоза имеют синтетическое происхождение.
Известны напитки с высоким содержанием полифенолов на основе экстрактов какао (Воуфэл и др., 2006). Однако, получение экстрактов энергозатратно, а получение сладкого вкуса требует специального внесения в напиток сахаров.
Известен продукт белково-витаминный для питания спортсменов с высоким энергетическим и химическим потенциалом (Ковалева, Лапина, 2011). Однако, белок медленнее усваивается организмом, чем моносахара, и потому сравнительно медленно восстанавливает силы спортсменов, При этом продукт отличается очень сложным компонентным составом, что создает трудности в изготовлении.
Запатентован пищевой функциональный продукт, обладающий антиоксидантными свойствами (Бутина и др., 2010). Продукт отличается сложностью компонентного состава, включающего экстракты солодки и каркаде, искусственно вносимые соли железа, сахара, каротин, флавоноиды, витамин Е, фосфолипиды и аскорбиновую кислоту. Продукт сложен в изготовлении, содержит ряд синтетических компонентов и не является источником легко усваиваемых энергоемких моносахаров.
Известен пищевой продукт, содержащий антиоксидант из экстракта шлемника байкальского с повышенным содержание флавоноидов (Рогов и др, 2004). Однако, продукт содержит лишь незначительное количество моносахаров, что снижает эффективность его использования для быстрого восстановления энергии спортсменов после интенсивной физической нагрузки.
Для быстрой реабилитации спортсменов и лиц, перенесших тяжелые заболевания, известно использование Биологически Активных Добавок к пище (БАД) антиоксидантного действия, высокоуглеводных напитков, продуктов питания с высоким содержанием углеводов и антиоксидантов (Cases et al, 2017; Колеман. 2005). Однако, известно, что БАДы и искусственно созданные высокоуглеводные напитки менее эффективны, чем природные продукты питания. Так, биологическое действие флавоноидов овощей и флавоноидов БАД не идентичны. Овощи при сравнительно низких концентрациях биологически активных соединений проявляют антиканцерогенное, противовирусное, антиоксидантное, противовоспалительное, кардиопротекторное, противоязвенное, нейропротекторное действие, в то время как БАДы с высокими концентрациями единичных антиоксидантов при частом применении могут проявлять мутагенное, прооксидантное, цитотоксическое действие, способны ингибировать ключевые ферменты и разрушать ДНК (Hodek et al, 2002). По данным Key et al (2004) преимущество использования овощей перед БАДами заключается в том, что, благодаря присутствию в овощах огромного количества биологически активных соединений, осуществляется эффект синергизма, то есть усиление действия индивидуальных соединений овощей, и при этом побочное действие отсутствует, в то время как хроническое потребление БАД может вызвать нежелательный побочный эффект.
Известно использование продуктов пчеловодства в комплексе с лекарственными травами и пантовыми препаратами для борьбы с перетренированностью спортсменов (Наумов и др., 2013). Однако, такие препараты отличают сложным компонентным составом, невысоким содержанием антиоксидантов и в ряде случаев вызывают аллергию.
Известно использование кожуры овощей и фруктов для получения функциональных продуктов питания с повышенным содержанием антиоксидантов (Ferreira et al, 2015; Helkar et al, 2016; Sonia et al, 2016). Однако, такие продукты содержат низкий уровень моносахаров.
Концентраты отдельных овощей (например, томатная паста) могут обладать повышенным содержанием антиоксидантов. Концентрирование при изготовлении томатной пасты сопровождается изомеризацией трансизомера ликопина в цис изомер, который легче усваивается организмом, и повышением антиоксидантной активности благодаря концентрированию продукта (Голубкина и др., 2010). Однако, уровень углеводов и полифенолов при этом изменяется мало. Такие продукты являются скорее исключением из правил, поскольку термически обработанные овощи в большинстве своем менее богаты биологически активными соединениями из-за процессов окисления и деструкции, в первую очередь, антиоксидантов.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения (прототип) является так называемый «черный» чеснок, получаемый при длительном воздействии на луковицы умеренных температур на фоне высокой влажности (Choi et al, 2014; Ryu et al, 2017). Такая обработка обеспечивает увеличение содержания моносахаров и полифенолов в получаемом продукте. Установлена более высокая антиканцерогенная активность «черного» чеснока по сравнению с обычным чесноком (Choi et al, 2014; Ryu et a;l, 2017). Однако, такой продукт мало пригоден для быстрого восстановления силы после стрессовых условий и реабилитации больных ввиду сравнительно невысокого содержания моносахаров и умеренного содержания полифенолов.
Настоящее изобретение позиционирует новый функциональный продукт питания на основе переработки пастернака, лишенный указанных недостатков, с высоким содержанием моносахаров и  антиоксидантов и, прежде всего, полифенолов.
Настоящая цель достигается использованием термически обработанных корнеплодов пастернака, получаемых по технологии, аналогичной использованию при приготовлении «черного» чеснока.
Среди корнеплодов пастернак занимает одно из первых мест по содержанию легко усваиваемых углеводов. Кроме того, известно, что пастернак содержит в 3 раза больше пищевых волокон, чем чеснок, и характеризуется более богатым минеральным составом (Федорова и др., 2013).
Согласно данным, представленным в табл. 1, новый функциональный продукт питания отличается от «черного» чеснока в 3 раза большим содержанием моносахаров и в 1,6 раз большим содержанием общего уровня сахаров. При этом исходное сырье (пастернак и чеснок) содержат низкие сходные уровни моносахаров, а уровень сахарозы в чесноке даже больше, чем корнеплодах пастернака в 2,5 раза. Моносахара (глюкоза и фруктоза) являются наиболее хорошо и быстро усваиваемыми углеводами, обеспечивающими организм энергией, и потребление их особенно важно при высоких физических нагрузках (для восстановления запасов гликогена; Cases et al, 2017; Gonzalez et al, 2017).
По сравнению с исходными корнеплодами пастернака функциональный продукт содержит в 72,9 раза больше фруктозы и в 37,6 раз больше глюкозы.
Данные табл. 2 показывают, что хотя по содержанию полифенолов и уровню антиоксидантной активности необработанные пастернак и чеснок практически не различаются, новый функциональный продукт способен обеспечить поступление в организм человека в 4,7 раз больше полифенолов и в 2 раза больше антиоксидантов, чем «черный» чеснок. Среди природных антиоксидантов полифенолы являются наиболее мощными антиоксидантами с выраженным антиканцерогенным действием (Rasouli, 2017)
Источники информации
Бускет О., Хейли Т, Джейкоб Д, Янусек Й, Ремес Д. Желатинизированный пищевой продукт с высокой эффективностью введения углеводов // пат РФ №2461226 С2; 27.02.2009 (аналог)
Бутина ЕА, Шаззо ФР, Ясюк ОВ, Клиндухов ВП, Ханферян РА, Щипанова АА, Харченко АВ Пищевой функциональный продукт, обладающий антиоксидантными свойствами // пат РФ 2416941 С1 от 25.01.2010 (аналог)
Воуфэл КА., Роббинс РД. Продукты, содержащие полифенолы; пат РФ 2417711 С2 от 28.06.2006 (аналог)
Голубкина Н.А. Биологически активные соединения овощей / Н.А. Голубкина, С.М. Сирота, В.Ф. Пивоваров, А.Я Яшин, Я.И. Яшин // М. ВНИИССОК. - 2010
Ковалева ОН, Лапина ТМ Продукт белково-витаминный для питания спортсменов Пат РФ №2458609 от 22.09.2011 (аналог)
Коллеман Э. Питание для выносливости. Мурманск, изд. Тулома 2005 перевод с англ.
Наумов А.О., И.Н. Смирнова, Л.В. Барабаш, И.И. Антипова, С.В. Верещагина Эффективность комплексного применения растительных адаптогенов, пантовых препаратов и продуктов пчеловодства в соревновательный период у спортсменов сложно-координационных зимних видов спорта // Спортивная медицина. - 2013 - Т. 1(10) - С. 194-195 (аналог)
Рогов И.А., Титов Е.И., Митасева Л.Ф., Дегтярев П.С., Свергуненко С.Л., Куликов А.Н., Литвиенко ВИ, Селищева А.А., Сорокоумова Г.М. Пищевой продукт, содержащий антиоксидант из экстракта шлемника байкальского /// пат РФ №2228673 С1 - 2004 от 20.06.2003 (аналог)
Федорова М.И., Е.Г. Козарь, В.А. Степанова, И.Т. Балашова, Н.А. Голубкина, А.В. Беспалько Жизнеспособность и повышение посевных качеств семян пастернака // М.: ВНИИССОК. - 2013
Cases J, С Romain, Cr  Linda H. Chung, J M  С Laurent, S Gaillet, E Prost-Camus, M Prost, P E. Alcaraz Improves Physical Performance during High-Intensity Exercise: A Randomized, Double Blind, Crossover Trial // Nutrients 2017, 9, 421; doi:10.3390/nu9040421
Choi I.S., Cha H.S., Lee Y.S. Physicochemical and Antioxidant Properties of Black Garlic // Molecules - 2014 - Vol. 19 - P. 16811-16823; doi:10.3390/molecules 191016811
Ferreira M.S.L., Santos M.C.P., Moro T.M.A., Basto G.J., Andrade R.M.S.,  Formulation and characterization of functional foods based on fruit and vegetable residue flour // J Food Sci Technol. 2015, 52(2): 822-830 (аналог)
Gonzalez J.Т., Fuchs C.J., Betts J.A., van Loon L.J.C. Glucose Plus Fructose Ingestion for Post-Exercise Recovery-Greater than the Sum of Its Parts? // Nutrients - 2017 - Vol. 9 - P. 344; doi:10.3390/nu9040344.
Helkar PB, Sahoo AK, Patil NJ Review: Food Industry By-Products used as a Functional Food Ingredients// Int J Waste Resour - 2016 - 6:248. doi:10.4172/2252-5211.1000248 (аналог)
Hodek P., Trefil P.,  M. Flavonoids-potent and versatile biologically active compounds interacting with cytochromes P450 // Chem. - Biol. Interact. - 2002. - Vol. 139 - P. 1-21
Key T.J., Schatzkin A., Willett W.C., Allen N.E., Soencer E.A., Travis R.C. Diet, nutrition and the prevention of cancer // Public Health Nutr. - 2004. - Vol. 7. - P. 1287-1300
Rasouli H Polyphenols and their benefits: a review // Int J Food Properties Volume 20, 2017 - Issue sup 2 - P. 1700-1741 https://doi.org/10.1080/10942912.2017.1354017
Ryu J.H., Kang D. Physicochemical properties, biological activity, health benefits, and general limitations of aged black garlic: A Review // Molecules - 2017 - Vol. 22(6): pii: E919. doi:10.3390/molecules22060919 (прототип).
Sonia N.S., Mini C., Geethalekshmi P.R Vegetable peels as natural antioxidants for processed foods - A review // Agricultural Reviews, 37 (1) 2016: 35-41 (аналог).