БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ДОБАВКА К ПИЩЕ НА ОСНОВЕ ДЕНАТУРИРОВАННОГО КОЛЛАГЕНА
BIOLOGICALLY ACTIVE DENATURATED COLLAGEN BASED FOOD ADDITIVE

Изобретение относится к производству биологически активных добавок на основе денатурированных коллагеновых белков в комплексе с витаминами, макроэлементами, микроэлементами, лекарственными растениями и может быть использовано как функционально-активная биодобавка к пище для спортсменов и разных групп населения в качестве средства, стимулирующего образование новых коллагеновых волокон для укрепления соединительных тканей.
Известна биологически активная добавка к пище (БАД) «Коллаген УЛЬТРА-СИ», изготовленная в ООО «Алина Фарма» (Свидетельство о государственной регистрации №77.99.23.3.У.3135.5.07) в виде порошка, содержащая следующие компоненты: гидролизат коллагена, мальтодекстрин, ксантановая камедь, витамин С, ароматизатор, подсластитель "Сладин", краситель Е102, Е110, Е111 или Е124, лимонная кислота (Е330). Данная добавка представляет собой комплекс из гидролизата коллагена, витамина С, крахмала, красителей и стабилизаторов. К недостаткам данной БАД относится то, что из необходимых компонентов, участвующих в образовании коллагеновых фибрилл и волокон соединительных тканей, присутствуют лишь два: коллаген в виде гидролизата и витамин С. Этот состав слабо влияет на устранение соединительнотканной недостаточности и не стимулирует образования новой соединительной ткани.
Известна биологически активная добавка «Геленк Нарунг», изготовленная в «ПроВиста АГ» («ProVista AG») в ФРГ (Свидетельство о государственной регистрации №77.99.23.3.У.3191.4.09) в виде порошка, содержащая следующие компоненты: гидролизат коллагена, желатин, фруктовый порошок, лимонную кислоту, декстрозу, аспартам К, ацесульфам К, мальтодекстрин, растительное масло и ароматизаторы. Данная добавка представляет собой комплекс из гидролизата коллагена, желатина, солей калия, ароматизаторов и стабилизаторов. Коллагеновые белки представлены в виде гидролизата и денатурированного коллагена - желатина. К недостаткам данной БАД относится то, что в составе нет веществ, активизирующих образование коллагеновых фибрилл и волокон соединительной ткани. Такой набор веществ не обеспечивает быстрого восстановления соединительной ткани.
Известна биологически активная добавка к пище «Супер Акулий Хрящ», изготовленная в ООО «APT Современные научные технологии» (Свидетельство о государственной регистрации №77.99.13.3.У.4569.6.10) в виде таблеток и капсул, содержащая следующие компоненты: гидролизат коллагена пищевой "Колламин-80", сырье для БАД "Акулий хрящ-сырье", жировой компонент "Делиос S", мальтодекстрин "Глюсидекс 19", фруктоза кристаллическая, стеарат магния. Данная добавка представляет собой комплекс из гидролизата коллагена, экстракта акульего хряща, жирового компонента витаминов, наполнителей: фруктозы кристаллической и стеарата магния. К недостаткам данной БАД относится то, что из необходимых компонентов, участвующих в образовании коллагеновых волокон соединительных тканей, присутствуют лишь три: коллаген в виде гидролизата, гликозаминогликаны акульего хряща и магний. Этот состав может нарушать правильную структуру фибрилл на начальных стадиях фибриллогенеза, поскольку гликозаминогликаны в сочетании с солями стимулируют образование коллагеновых волокон лишь на последней стадии фибриллогенеза. Тем не менее при физиологических условиях и при низких концентрациях гликозаминогликанов коллагеновые фибриллы образуются, а концентрации гликозаминогликанов на порядок ниже концентраций коллагена (Stuart К., Panitch A. Influence of chondroitin sulfate on collagen gel structure and mechanical properties at physiologically relevant levels. Biopolymers. 2008. V.89. P.841-851). Подобранные соотношения концентраций коллагена и гликозаминогликанов соответствуют аналогичным соотношениям их концентраций в фибриллах соединительных тканей (Nimni M.E., Harkness R.D. Molecular structures and functions of collagen. In “Collagen”. 1988. Boca Raton. CRC Press. V.1. P.1-77). К недостаткам биологически активной добавки «Супер Акулий Хрящ» относится значительное превышении количества акульего хряща (примерно в два - три раза) по сравнению с содержанием коллагена, что может приводить к хаотической структуре фибрилл и волокон и в конечном итоге к изменению правильного строения хрящей, суставов и связок.
К недостаткам данных БАД относится то, что они не обеспечивают стимуляции образования коллагеновых волокон соединительной ткани и не устраняют соединительнотканную недостаточность.
Наиболее близким по технической сущности является биологически активная добавка к пище «Коллаген-С», изготовленная в ООО «Современные научные технологии» ((Каталог спортивного питания, изданного ООО «APT Современные научные технологии» серии "IRONMAN" в 2010 г., с.41)) в виде порошка, содержащая следующие компоненты: гидролизат коллагена, желатин, аскорбиновую кислоту (витамин С). Данная добавка представляет собой комплекс из гидролизата коллагена, желатина и витамина С. К недостаткам данной БАД относится то, что в состав входит мало веществ, влияющих на образование коллагеновых волокон соединительной ткани. Такой набор веществ не обеспечивает стимуляции образования коллагеновых волокон соединительной ткани и не устраняет соединительнотканную недостаточность.
Задачей изобретения является создание биологически активной добавки к пище, пригодной для стимуляции образования коллагеновых волокон при восстановлении ткани кожи и хрящей, и связок, и сухожилий и пригодной для укрепления этих соединительных тканей.
Поставленная задача решается функционально-активной биологической добавкой на основе денатурированного коллагена, включающей коллагеновые белки в денатурированной форме и витамин С, которая согласно изобретения, дополнительно содержит витамин В6, витамин РР, кальция карбонат, железа сульфат, меди цитрат, магния цитрат, ламинарии слоевища, топинамбура лист или корень, или их смесь и наполнитель при следующем соотношении компонентов, мг:
Денатурированные коллагеновые белки кожи
или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь
1800-3800
Витамин С
10-200
Витамин В6
0,1-1,0
Витамин РР
2,0-8,0
Железа сульфат
1,5-10,0
Меди цитрат
0,2-1,0
Кальция карбонат
150-400
Магния цитрат
75-250
Ламинарии слоевища
200-400
Топинамбура лист или корень, или их смесь
100-250
Наполнитель
До 6000
В том случае, когда добавка предназначена преимущественно для питания детей, она содержит следующее соотношение компонентов (Состав №1), мг:
Денатурированные коллагеновые белки кожи
или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь
1800-2200
Витамин С
10-30
Витамин В6
0,1-0,5
Витамин РР
2,0-4,0
Железа сульфат
1,5-2,5
Меди цитрат
0,2-0,3
Кальция карбонат
150-250
Магния цитрат
75-120
Ламинарии слоевища
200-250
Топинамбура лист или корень, или их смесь
100-150
Наполнитель:
До 6000
Предложенная добавка может дополнительно включать тиосульфат натрия в любом физиологическом количестве.
В том случае, когда добавка предназначена преимущественно для питания взрослых ослабленных людей, она содержит следующее соотношение компонентов (Состав №2), мг:
Денатурированные коллагеновые белки кожи
или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь
2600-3000
Витамин С
80-120
Витамин В6
0,4-0,6
Витамин РР
3,0-5,0
Железа сульфат
4,0-6,0
Меди цитрат
0,4-0,8
Кальция карбонат
250-350
Магния цитрат
150-200
Тиосульфат натрия
200-250
Ламинарии слоевища
220-300
Топинамбура лист или корень, или их смесь
125-175
Наполнитель:
До 6000
В том случае, когда добавка предназначена преимущественно для питания женщин, она содержит следующее соотношение компонентов (Состав №3), мг:
Денатурированные коллагеновые белки кожи,
или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь
2800-3200
Витамин С
120-150
Витамин В6
0,6-0,8
Витамин РР
4,0-6,0
Железа сульфат
5,0-7,0
Меди цитрат
0,5-0,9
Кальция карбонат
300-350
Магния цитрат
180-240
Тиосульфат натрия
240-280
Ламинарии слоевища
250-350
Топинамбура лист или корень, или их смесь
140-200
Наполнитель:
До 6000
В том случае, когда добавка предназначена преимущественно для питания мужчин, подверженных большой физической нагрузке, она содержит следующее соотношение компонентов (Состав №4), мг:
Денатурированные коллагеновые белки кожи
или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь
3400-3800
Витамин С
150-200
Витамин В6
0,8-1,0
Витамин РР
6,0-8,0
Железа сульфат
7,0-10,0
Меди цитрат
0,6-1,0
Кальция карбонат
350-400
Магния цитрат
200-250
Тиосульфат натрия
250-300
Ламинарии слоевища
300-400
Топинамбура лист или корень, или их смесь
150-250
Наполнитель:
До 6000
В качестве наполнителя добавка содержит, например, гречневую муку, или овсяную муку, или рисовую муку.
Активную добавку готовят в виде порошка, или таблеток, или капсул, или киселя, или холодца, или «батончиков».
Сущность изобретения состоит в следующем.
Механическая прочность соединительных тканей: кожи, сухожилий, связок, хрящей и других тканей определяется структурой фибрилл коллагена и их волокон. При травмах, ранениях, ушибах и ожогах нарушается целостность этих тканей. Такие болезни, как аллергия, дерматит, нейродермит, псориаз, экзема, диатез, опоясывающий лишай и другие связаны с недостатком коллагенов разного типа, а также определенных витаминов и солей [Алексеев А.А. Интегративная (системная, семейная) соединительнотканная медицина. (Медику общей практики). М.: ЛЕНАНД, 2005, Т.4. С.1543-2130]. Чтобы восстановить структуру кожи и других органов, подверженных заболеваниям и травмам, предлагается подобрать все необходимые компоненты и стимулировать образование новой ткани клетками. Главным элементом соединительных тканей являются коллагеновые белки, специфичные для определенной ткани. Подбор компонентов, существенных для питания и восстановления соединительной ткани кожи, сухожилий и связок (преимущественно коллаген типа I), а также хрящей (преимущественно коллаген типа II) проводится с учетом особенности биосинтеза коллагеновых белков в этих тканях. Как основной источник аминокислот для синтеза нового коллагена, фибрилл и волокон, используются кожа, хрящи, связки, сухожилия сельскохозяйственных животных. Витамины, макроэлементы, микроэлементы являются регуляторами и катализаторами биохимических процессов, входят в состав ферментов. Организмом человека витамины не синтезируются или синтезируются в недостаточном количестве. Поэтому витамины должны регулярно поступать с пищей.
В организме человека процесс начала образования полипептидных α-цепей из аминокислот, затем связывание α-цепей в тройную спираль коллагена и далее модификация молекул коллагена с образованием альдегидных групп для участия этих групп в создании прочных ковалентных связей активизируется двухвалентным железом и медью, а также витаминами С, В6, PP. Для активации связывания молекул коллагена в фибриллы, а фибрилл в волокна необходимы кальций и магний. Прочность коллагеновых фибрилл и волокон в тканях зависит от содержания аминокислот, в состав которых входит сера. Учитывая структуру коллагеновых фибрилл и волокон, а также основные элементы, влияющие на процесс фибриллообразования коллагена и механическую прочность коллагеновых волокон в соединительных тканях, предлагается следующий набор компонентов, которые необходимы для питания и восстановления соединительных тканей: коллагеновые белки, витамин С, витамин В6, витамин РР, железо, медь, кальций, магний, сера.
Известно, что в зависимости от возраста и физического состояния человека изменяется содержание коллагеновых белков в тканях, поэтому для разных возрастных групп человека требуются разные концентрации необходимых компонентов. Наиболее чувствительны к недостатку коллагеновых белков, которые являются строительным материалом для новообразования всех соединительных тканей человека, определенные категории людей: дети, беременные женщины, ослабленные люди и старики. Повышенное содержание белковой пищи необходимо для подростков и взрослых людей, подверженных большой физической нагрузке (Кузнецова В.Н. Здоровье от природы: БАД, витамины, энзимы. Домашняя энциклопедия. СПб.: Невский проспект; Вектор, 2007, 204 с.). Поэтому предлагаются разные функционально-активные биологические добавки из коллагеновых белков в комплексе с витаминами и солями. Для регуляции и стимуляции восстановления соединительных тканей варьируются состав и концентрации компонентов.
Состав №1 - для детей.
Состав №2 - для взрослых людей, преимущественно ослабленных и больных людей, Особенно в пред- и постоперационный период, для людей генетически слабой соединительной ткани и с коллагенопатологиями, для пожилых и старых людей.
Состав №3 - для женщин, преимущественно для подростков женского пола, для беременных женщин и кормящих матерей, для женщин-спортсменов.
Состав №4 - для мужчин, преимущественно для подростков мужского пола, для мужчин физического труда и для спортсменов, которым необходимо восстановление соединительной ткани после интенсивной физической нагрузки.
В качестве источника коллагеновых белков используют кожу или хрящи, или связки, или сухожилия сельскохозяйственных животных, преимущественно свиней. Для более быстрого усвоения организмом человека ткани переводят в гомогенную суспензию, а коллагеновые белки - в денатурированную форму. Под действием ферментов желудочно-кишечного тракта белковый денатурат подвергается гидролизу до аминокислот.
Кальций, магний и медь включены в виде органических солей. Известно, что органические соединения солей, как например, цитрат магния и цитрат кальция, хорошо всасываются в желудочно-кишечном тракте. Сульфат железа - соль, содержащая как железо, так и серу, входит в состав функционально-активной биодобавки. Тиосульфат натрия - дополнительный источник серы, так как при заболеваниях кожи организму человека необходимо большое количество серы. Неорганические соли всасываются хуже по сравнению с органическими солями. Поэтому дополнительным природным источником солей являются лекарственные травы и корни растений. В состав функционально-активной биодобавки введены те растения, которые содержат уникальный витаминно-минеральный комплекс.
Ламинария - особенно полезна для организма человека, поскольку содержит много солей, в том числе соли кальция, магния, кремния, железа, меди. Ламинария содержит также витамин С, витамины группы В и пектин. Известно, что с помощью ламинарии лечатся аллергические заболевания кожи и воспалительные заболевания суставов.
Топинамбур содержит все необходимые витамины и соли, участвующие в образовании коллагеновых фибрилл и стимулирующие новообразование соединительных тканей. В состав топинамбура входят витамины В6, С, РР, а также кальций, магний, железо, медь и кремний. Соединения кремния также необходимы для нормального функционирования соединительной ткани. Кремний улучшает усвоение железа и кальция организмом. Богат топинамбур пектином, белками и теми аминокислотами, которые входят в структуру коллагена: аргинином, валином, лизином, лейцином и др.
Изобретение осуществляют следующим образом.
Технология получения денатурированного коллагена состоит в следующем:
2
денатурированный коллаген получают из кожи или хряща, или связок, или сухожилий сельскохозяйственных животных, которые берут сразу после их забоя, а затем предварительно обезжиривают ткани раствором 0,5 М Са(ОН), промывают большим количеством воды для удаления щелочи и обрабатывают ткани 70%-ым раствором этилового спирта в течение 1-2 час для удаления болезнетворных бактерий и микроорганизмов. Затем проводят гомогенизацию ткани на коллоидной мельнице КМ-100 (Россия) и тепловую денатурацию коллагеновых белков при температуре 90-100°С в течение 1-3 час. Гомогенат высушивают и в полученный порошок добавляют остальные компоненты в определенном соотношении.
В качестве наполнителя берут, преимущественно, гречневую муку, или овсяную муку, или рисовую муку. Кроме того, в качестве наполнителя можно использовать любое фармакологически приемлемое вещество, например, мальтозу, крахмал, мальтодекстрин, камеди, тальк, лимонную кислоту и подобное.
Получают следующие функционально-активные биологические добавки.
Таблица 1
Состав 1
№
Наименование компонентов
Содержание компонента, мг
1
2
3
Денатурированные коллагеновые белки кожи, или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь
1
2100
1800
2200
2
Витамин С
18,8
10,0
30,0
3
Витамин В6
0,3
0,1
0,5
4
Витамин РР
3,0
2,0
4,0
5
Железа сульфат
1,8
1,5
2,5
6
Меди цитрат
0,25
0,2
0,3
7
Кальция карбонат
210
150
250
8
Магния цитрат
98,7
75
120
9
Ламинарии слоевища
230
200
250
Топинамбура лист, или корень, или их смесь
10
128
100
150
11
Наполнитель - гречневая мука
До 6000 мг
Таблица 2
Состав 2
№
Наименование компонентов
Содержание компонента, мг
1
2
3
Денатурированные коллагеновые белки кожи, или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь
1
2800
2600
3000
2
Витамин С
194,8
80
120
3
Витамин В6
0,5
0,4
0,6
4
Витамин РР
4,0
3,0
5,0
5
Железа сульфат
4,8
4,0
6,0
6
Меди цитрат
0,6
0,4
0,8
7
Кальция карбонат
288
250
350
8
Магния цитрат
184
150
200
9
Тиосульфат натрия
218
200
250
10
Ламинарии слоевища
270
220
300
11
Топинамбура лист, или корень, или их смесь
150
125
175
12
Наполнитель - гречневая мука
До 6000 мг
Таблица 3
Состав 3
№
Наименование компонентов
Содержание компонента, мг
1
2
3
1
Денатурированные коллагеновые белки кожи, или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь
3000
2800
3200
2
Витамин С
138,6
120
150
3
Витамин В6
0,7
0,6
0,8
4
Витамин РР
5,0
4,0
6,0
5
Железа сульфат
5,8
5,0
7,0
6
Меди цитрат
0,7
0,5
0,9
7
Кальция карбонат
328
300
350
8
Магния цитрат
210
180
240
9
Тиосульфат натрия
258
240
280
10
Ламинарии слоевища
300
250
350
11
Топинамбура лист, или корень, или их смесь
180
140
200
12
Наполнитель - гречневая мука
До 6000 мг
Таблица 4
Состав 4
№
Наименование компонентов
Содержание компонента, мг
1
2
3
Денатурированные коллагеновые белки кожи, или хряща, или связок, или сухожилий, или их смеси
1
1
3600
3400
3800
2
Витамин С
180,8
150
200
3
В6
09
0,8
1,0
4
РР
70
6,0
8,0
5
Железа сульфат
8,8
7,0
10,0
6
Меди цитрат
0,8
0,6
1,0
7
Кальция карбонат
375
350
400
8
Магния цитрат
228,7
200
250
9
Тиосульфат натрия
268
250
300
10
Ламинарии слоевища
350
300
400
Топинамбура лист, или корень, Гили их смесь
11
210
150
250
12
Наполнитель - овсяная мука
До 6000 мг
Изобретение позволяет получить функционально-активные биодобавки к пище, которые устраняют соединительнотканную недостаточность у разных категорий людей и стимулируют восстановление соединительных тканей после болезней, травм и больших физических нагрузок.
Биологически активную добавку (БАД) к пище, приготовленную как описано в таблице 4, колонка 1, получали добровольцы спортсмены-лыжники (группа из 20 человек) в процессе тренировок по 8 г 3 раза в день. Контрольная группа из 20 спортсменов-лыжников не принимала биологически активную добавку. Нами была изучена скорость спортсменов-лыжников в процессе их тренировок на пятикилометровой дистанции в начале лыжного сезона, в середине лыжного сезона после 30 - дневного приема БАД и в конце лыжного сезона после 60 - дневного приема БАД. Скорость спортсменов в начале лыжного сезона в обеих группах была примерно одинакова: в опытной группе она составляла 10,7 км/час, тогда как в контрольной группе была 10,8 км/час. Через 30 дней скорость прохождения пятикилометровой дистанции спортсменами опытной группы была увеличена на 11,8%, тогда как в контрольной группе скорость была повышена на 6,1%. Через 60 дней скорость прохождения пятикилометровой дистанции спортсменами опытной группы была увеличена на 14,2%, а в контрольной группе скорость была повышена на 8,5%, если сравнивать со скоростью прохождения спортсменами пятикилометровой дистанции в начале лыжного сезона. Дополнительное питание биологически активными добавками позволило спортсменам-лыжникам укрепить связочно-суставную соединительную ткань и значительно повысить скорость на 5 - км дистанции после 60 дней тренировок.