Функциональный пищевой продукт для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний
FUNCTIONAL FOOD PRODUCTS FOR PREVENTION OF CARDIOVASCULAR DISEASES

Настоящее изобретение относится к производству функциональных пищевых продуктов диетического питания, направленных на профилактику сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Данная категория продуктов может быть использована в составе функциональных диет в клинических условиях для больных ССЗ, больных сахарным диабетом 2-го типа (СД 2 типа) и больных, страдающих ожирением, с поздними сосудистыми осложнениями, а также для ежедневного потребления в составе пищевого рациона с целью обогащения его биологически активными веществами такими как, эссенциальные жирные кислоты семейства омега-3, антиоксиданты и витамины.
В профилактическом питании больных ССЗ, в особенности с повышенной массой тела, а также страдающих ожирением и СД 2 типа, ограничивается общая калорийность дневного рациона до 1550 ккал и ниже без особых требований к составу масел и жиров, входящих в пищевой рацион. В то же время отличительными особенностями этих продуктов, определяющими их пользу для здоровья человека, наряду с пониженной калорийностью, являются присутствие в составе определенных биологически активных компонентов, в первую очередь, омега-3 жирных кислот, в особенности длинноцепочечных, определенное соотношение между различными классами жирных кислот. Доказано, что соблюдение определенного соотношения омега-6/омега-3 жирных кислот в ежедневной диете является успешным механизмом предотвращения развития ССЗ (оптимальное соотношение в суточном рационе омега-6/омега-3 жирных кислот (5-10):1), а замена насыщенных жирных кислот на мононенасыщенные, предпочтительно на олеиновую кислоту, способствует нормализации уровня холестерина в крови за счет понижения уровня липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и повышения уровня липопротеидов высокой плотности (ЛПВП). Рекомендуемый уровень суточного потребления мононенасыщенных жирных кислот составляет 15 г [1]. Второй группой биологически активных компонентов, оказывающих положительное воздействие на укрепление и оздоровление сердечно-сосудистой системы, являются антиоксиданты, которые также могут быть использованы в профилактике атеросклероза и СД 2 типа.
К основным требованиям безопасности функциональных пищевых продуктов относится отсутствие в составе их жировой фазы транс-изомерных жирных кислот (менее 1%). Технологически это обеспечивается отказом от использования гидрогенизированных масел и жиров при производстве функционального пищевого продукта. Для получения функциональных эмульсионных продуктов можно использовать переэтерифицированные или непереэтерифицированные растительные масла и/или их фракции.
Источником твердых триацилглицеринов в смеси могут служить, например, пальмовое, пальмоядровое масла и их фракции, кокосовое масло, масло манго, ши, сал, эллипе, кокум, борнео и другие масла, имеющие твердую консистенцию при комнатной температуре.
Источником полиненасыщенных жирных кислот семейств омега-6 и омега-3 могут являться такие растительные масла, как соевое, рапсовое, льняное, конопляное, рыжиковое, подсолнечное, кукурузное, сафлоровое, горчичное, чиа, арахисовое, хлопковое, кунжутное и другие с содержанием полиненасыщенных жирных кислот не менее 25%.
Одним из недостатков смесей на основе только немодифицированных растительных масел и/или их фракций, особенно с использованием пальмового и пальмоядрового масел, является постепенное повышение их твердости в процессе хранения. Это связано с низкой скоростью процессов кристаллизации этих масел, что приводит к потере пластичности смесей и эмульсий, полученных на их основе.
Избежать этого недостатка и повысить технологические свойства смесей для последующего получения эмульсий на их основе можно путем использования переэтерификации смесей твердых и жидких растительных масел и/или их фракций. Переэтерифицированная смесь способна удерживать значительное количество жидкой фракции в едином матриксе, чего нельзя достигнуть при обычном смешении твердых и жидких растительных масел и/или их фракций. Переэтерификация также повышает гомогенность и улучшает пластические свойства продукта, а также способствует сохранению постоянства технологических свойств продукта при его дальнейшем хранении.
При этом энзимная переэтерификация имеет несомненные преимущества перед химической переэтерификацией при производстве функциональных пищевых продуктов. Она позволяет сохранять природные токоферолы, токотриенолы, фитостерины растительных масел вследствие невысоких температур процесса (не более 70°С, при химической переэтерификации - 110-120°С), также отсутствует необходимость в жесткой очистке конечного продукта вследствие отсутствия токсичных побочных продуктов реакции, имеющих место при химической переэтерификации.
Энзимную переэтерификацию лучше проводить с использованием иммобилизованной липазы 1,3-специфического действия, осуществляющей обмен ацилами (остатки жирных кислот) между крайними положениями молекулы триацилглицерина и не затрагивающей распределением жирных кислот во втором (внутреннем) положении молекулы триацилглицерина. Использование липазы 1,3-специфического действия, например Lipozyme TL IM (фирма Novozime), особенно важно при наличии в смеси для переэтерификации пальмового масла и/или его фракций. Пальмовое масло - единственное природное растительное масло, содержащее высокое количество пальмитиновой кислоты во втором положении молекулы триацилглицерина [2], что характерно для жиров грудного молока, с этой особенностью связана хорошая усвояемость пальмитиновой кислоты в форме 2-моноацилглицеринов.
Известен способ [WO 2004/056189 от 08.07.2004] производства пищевой эмульсионной композиции (жирностью до 60%) с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, характеризующийся присутствием в качестве антиоксидантов альфа- и дельта-токоферолов, в том числе с пластичной консистенцией (для намазывания на хлеб). Способ предусматривает использование в качестве структурирующего жира переэтерифицированной смеси пальмового и/или пальмоядрового масел и/или их стеариновых фракций. В качестве источника полиненасыщенных жирных кислот могут быть использованы льняное, рапсовое, соевое, подсолнечное и кукурузное масла. Содержание транс-изомеров жирных кислот в продукте не превышает 1%. Высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот в продукте позиционируется, как возможность положительного воздействия от потребления продукта на сердечно-сосудистую систему. Также при производстве эмульсионного продукта предусматривается использование не менее 1% молочного жира от жировой фазы продукта. В продукте регламентируется только содержание альфа-токоферола и дельта-токоферола. Такой антиоксидант, как дельта-токоферол, способствует сохранению полиненасыщенных жирных кислот в жировом продукте, проявляя, наряду с гамма-токоферолом, максимальную антиоксидантную активность среди токоферолов [3]. Другие антиоксиданты, принимающие участие в оздоровлении сердечно-сосудистой системы, в продукте не заявлены.
Недостатками этого способа с точки зрения положительного физиологического воздействия на сердечно-сосудистую систему является использование в качестве источника полиненасыщенных жирных кислот, в том числе омега-3 жирных кислот, исключительно растительных масел, таких как льняное, рапсовое, соевое, подсолнечное и кукурузное, содержащих только альфа-линоленовую кислоту. Таким образом, составом исходного сырья не обеспечивается присутствие в продукте длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, таких как эйкозопентаеновая кислота (ЭПК) и докозогексаеновая кислота (ДГК), не входящих в триглицериды растительных масел. Другим недостатком является отсутствие требований, определяющих уровень максимального содержания в составе продукта молочного жира или ограничение по содержанию холестерина. Известно, что молочный жир содержит холестерина не менее 220 мг на 100 г. При его содержании в продукте более 15%, содержание холестерина превысит 20 мг/100 г, и такой продукт уже не сможет рассматриваться как продукт с низким содержанием холестерина [4]. Высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот оказывает положительное воздействие на сердечно-сосудистую систему только при одновременно низком содержании, а лучше отсутствии холестерина в продукте. Недостатком способа также является отсутствие подтверженного методами доказательной медицины заявленного физиологического действия, обеспечивающего эффективность использования пищевой эмульсионной композиции для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний.
Известны способы получения масел и масляных композиций с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, включая ЭПК и ДГК, с введением в их состав антиоксидантов для повышения устойчивости к окислению [пат. РФ 2332445, 12.05.2004; пат. РФ 2619755, 01.11.2012]. В качестве антиоксидантов рассматриваются экстракт зеленого чая, экстракт розмарина, токоферолы и аскорбиновая кислота или ее производные, как при раздельном, так и при совместном использовании. Однако внесение антиоксидантов в этих способах преследует единственную цель -сохранение полиненасыщенных жирных кислот, обладающих физиологической активностью, от пероксидного окисления. Физиологический эффект заявленных антиоксидантов в совокупности с полиненасыщенными жирными кислотами не рассматривается.
Технический результат заявленного изобретения заключается в получении функционального пищевого продукта для профилактики ССЗ, представляющего собой эмульсию в воде переэтерифицированных и непереэтерифицированных растительных масел и/или их фракций и биологически активных веществ, обеспечивающих в совокупности с особенностями жирнокислотного состава обоснованный и установленный методами доказательной медицины заданный физиологический эффект, подтверждающий заявленные профилактические свойства. При этом в качестве биологически активных веществ используются источник омега-3 жирных кислот, включая ЭПК и ДГК, и смесь витаминов-антиоксидантов, состоящая из аскорбиновой кислоты, α-токоферола и/или α-токоферолацетата и фитоалексина в определенном соотношении.
Указанный технический результат достигается тем, что функциональный пищевой продукт для профилактики ССЗ производится путем эмульгирования в воде смеси переэтерифицированных и непереэтерифицированных растительных масел и/или их фракций, не содержащих транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот, с содержанием полиненасыщенных жирных кислот не менее 15% от общей суммы жирных кислот, в том числе омега-3 жирных кислот не менее 1% от общей суммы жирных кислот, с содержанием токоферолов и токотриенолов в количестве не менее 0,015%, и источника омега-3 жирных кислот, обеспечивающего их содержание в функциональном продукте не менее 0,4 г/100 г, в том числе суммарное содержание эйкозопентаеновой и докозогексаеновой кислот не менее 0,1 г/100 г, а также смеси витаминов-антиоксидантов, состоящей из аскорбиновой кислоты, α-токоферола и/или α-токоферолацетата и фитоалексина в соотношении (1-60):(1-3,5):(1-20), при общем содержании смеси не менее 5 мг в расчете на 100 ккал продукта.
В качестве источника эйкозопентаеновой (С 20:5) и докозогексаеновой (С 22:6) кислот в функциональном пищевом продукте могут быть использованы рыбий жир и/или пищевое масло из микроводорослей, и/или препараты триглицеридов, и/или этих жирных кислот, выделенные из рыбьего жира или микроводорослей.
Соотношение между омега-6 и омега-3 жирными кислотами в жировой фазе функционального продукта составляет (1-10):1.
Содержание омега-9 жирных кислот, преимущественно олеиновой кислоты, в функциональном пищевом продукте составляет не менее одной трети от суммы жирных кислот.
Общее содержание жира составляет 30-60%.
3
1
2
6
12
9
В качестве биологически активных веществ в продукт могут быть дополнительно внесены витамины D, и/или B, и/или В, и/или В, и/или В, и/или фолиевая кислота (В), и/или ликопин, и/или β-каротин в количестве не менее 15% физиологической суточной потребности и не более верхнего безопасного уровня потребления таких веществ (с учетом их поступления из всех возможных источников) на 100 г продукта.
Функциональный пищевой продукт может дополнительно содержать продукты переработки молока.
Функциональный пищевой продукт содержит в качестве вкусоароматических веществ только концентраты молочных или растительных белков и/или экстракты растительного и/или животного происхождения.
Функциональный пищевой продукт предназначен для постоянного потребления в рационе питания для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и/или с целью обогащения его биологически активными веществами.
Изобретение поясняется диаграммами, изображенными на:
фигуре 1 - Диаграммы показателей липидного спектра крови у больных на фоне лечения
Для получения функционального пищевого продукта, не содержащего опасных транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот (менее 1%) и остатков токсичного никелевого катализатора, необходимо отказаться от использования гидрированных растительных масел, и использовать только переэтерифицированные или непереэтерифицированные растительные масла и/или их фракции. Содержание полиненасыщенных жирных кислот в смеси масел не менее 15% от общей суммы жирных кислот позволяет получать функциональный пищевой продукт (жирность 30-60%), в разовой порции которого (36 г) содержится не менее 15% (1,6 г) эссенциальных жирных кислот от рекомендуемого уровня суточного потребления [5]. Содержание омега-3 жирных кислот не менее 1% от общей суммы жирных кислот смеси масел позволяет получать функциональный пищевой продукт, в 100 г которого содержится не менее 0,3 г омега-3 жирных кислот, что позволит маркировать его, как пищевой продукт - источник омега-3 жирных кислот [4].
Суммарное содержание в смеси переэтерифицированных и непереэтерифицированных растительных масел и/или их фракций природных токоферолов и токотриенолов в количестве не менее 0,015%) от массовой доли, позволяет предохранять от окислительной порчи полиненасыщенные жирные кислоты, как в процессе производства продукции, так и при ее хранении. Тем самым, гарантируя постоянство качества и пищевой ценности продукции.
Внесение в функциональный пищевой продукт источника омега-3 жирных кислот, включающего ЭПК и ДГК, обеспечивающего их содержание в функциональном продукте не менее 0,4 г/100 г, позволяет маркировать его как пищевой продукт с высоким содержанием омега-3 жирных кислот [4]. Полиненасыщенные жирные кислоты класса омега-3 играют огромную роль в нормализации работы сердечно-сосудистой системы и снижении рисков возникновения болезней сердца, поэтому их высокое содержание в функциональном продукте будет способствовать профилактике этих заболеваний. Наличие в продукте длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, таких как ЭПК и ДГК, помимо альфа-линоленовой кислоты, в количестве не менее 0,1 г/100 г функционального продукта будет способствовать усилению его благоприятного воздействия на работу сердечно-сосудистой системы. Суммарное содержание ЭПК и ДГК в 100 г продукта в количестве не менее 0,1 г составляет практически 50% от рекомендуемого ФАО/ВОЗ их суточного потребления взрослым человеком.
Вещества, обладающие антиоксидантными свойствами, особенно при синергетическом действии, способствуют связыванию и нейтрализации кислородсодержащих радикалов, приводящих к оксидативному стрессу, и, следовательно, препятствуют развитию воспалений. Таким образом, они оказывают положительное воздействие на укрепление и оздоровление сердечно-сосудистой системы, и могут быть использованы в профилактике атеросклероза и СД 2 типа. Согласно проведенным исследованиям, среди людей, потребляющих пищу, богатую антиоксидантами, наблюдается меньше случаев выявления заболеваний сердца [6]. Повышенные концентрации циркулирующих антиоксидантов могут уменьшить воздействие окисления и предотвратить вред, наносимый окисленным холестерином-ЛПНП.
Витамин Е демонстрирует свои антиоксидантные свойства в уменьшении индекса окисления холестерина-ЛПНП, способствующего образованию бляшек в артерии [7]. Высокие уровни его потребления коррелируют с уменьшением риска ССЗ и не связаны с потреблением других антиоксидантов (витамина С и бета-каротина). Популяционные исследования показали, что витамин Е может применяться при профилактике ИБС [8] и способствует снижению уровня смертности по причине ССЗ в группах со специфическим высоким риском, в частности, больных СД 2 типа [9]. В отличие от альфа-токоферола, проявляющего максимальную Е-витаминную активность, гамма-токоферол является мощным нуклеофилом, который захватывает электрофильные мутагены. Таким образом, гамма-токоферол также может защищать липиды, ДНК и белки от повреждения активными формами кислорода. Поэтому его присутствие в функциональном продукте также имеет важное значение.
Витамин С (аскорбиновая кислота) способствует нормализации работы сердечно-сосудистой системы в качестве антиоксиданта, а также восстановлению витамина Е. Согласно данным, полученным при проведении клинических и обсервационных исследований, витамин С играет важную роль в регуляции артериального давления. Увеличение уровня потребления пищевых продуктов, обогащенных витамином С, защищает организм от повышения давления и инсульта [10].
Фитоалексины, в частности ресвератрол, оказывают противовоспалительное и антиоксидантное действие, что обуславливает механизм их положительного эффекта для укрепления сердечно-сосудистой системы [11].
Одновременное присутствие в функциональном продукте вышеперечисленных антиоксидантов, обладающих, как установлено при клинических испытаниях, синергетическим эффектом, усиливает их профилактическое воздействие совместно с омега-3 жирными кислотами, включая длинноцепочечные ЭПК и ДГК, на сердечно-сосудистую систему в целом. Общее количество вносимой смеси витаминов-антиоксидантов и соотношение компонентов в ней рассчитано таким образом, чтобы каждого из компонентов в мг на 100 г продукта было не менее 15% от их физиологической потребности для взрослого человека, что позволяет маркировать продукт, как обогащенный этим веществом, но и не более верхнего безопасного уровня потребления таких веществ (с учетом их поступлении из всех возможных источников) на 100 г продукта.
В качестве источника длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот могут быть использованы рыбий жир или пищевое масло из микроводорослей, и/или препараты триглицеридов, и/или этих жирных кислот, выделенные из рыбьего жира или микроводорослей.
Соотношение между омега-6 и омега-3 жирными кислотами равное (1-10):1, лучше (5-10):1, является оптимальным для диетических профилактических продуктов, предназначенных для постоянного потребления в пищевом рационе [12].
Замена насыщенных жирных кислот на мононенасыщенные жирные кислоты, предпочтительно на олеиновую кислоту (омега-9 жирная кислота), способствует нормализации уровня холестерина в крови. Содержание в жировой фазе функционального пищевого продукта омега-9 жирных кислот на уровне не менее одной трети от суммы жирных кислот позволит получить не менее 25% от рекомендуемой суточной нормы потребления мононенасыщенных жирных кислот с каждыми 100 ккал продукта.
Содержание жира в эмульсионном продукте 30-60% позволит использовать его в низкокалорийных диетах в количестве достаточном для достижения необходимого профилактического эффекта.
3
1
2
6
9
12
1
2
6
9
12
Для усиления профилактического действия функционального пищевого продукта в него дополнительно могут быть внесены жирорастворимый витамин D и/или водорастворимые витамины группы В, такие как B, В, В, В, В, ликопин и/или β-каротин, также принимающие участие в нормализации липидного обмена и работе сердечно-сосудистой системы. Взаимосвязь между низкими концентрациями витамина D и повышенным риском развития ССЗ, особенно сердечных приступов установлена в ходе проведения популяционных исследований [13, 14]. Было продемонстрироваyо наличие связи между эндотелиальной функцией сосудов и статусом витамина D в организме: понижение уровня витамина D ассоциировалось с воспалением эндотелия сосудов [15]. Таким образом, обогащение жировой фазы функционального пищевого продукта витамином D также будет способствовать профилактике ССЗ. Внесение в функциональный пищевой продукт витаминов группы В (B, витамины В, B, В, В), способствующих снижению уровня гомоцистеина в крови, также будет способствовать профилактике ССЗ, поскольку высокие уровни гомоцистеина в крови приводят к высокому риску развития болезней сердца. Противовоспалительное действие и влияние таких антиоксидантов как каротиноиды, особенно бета-каротина и ликопина, на сердечно-сосудистую и иммунную системы хорошо изучено. В частности, установлено, что повышенное потребление пищевых продуктов, богатых ликопином и бета-каротином, приводит к значительному снижению концентрации С-реактивного белка в крови испытуемых, что способствует сокращению провоспалительных факторов [16]. Количество витаминов, применяемых для дополнительного обогащения продукта, должно быть не менее 15% физиологической суточной потребности в расчете на 100 ккал (или порцию продукта), что позволяет маркировать продукт как обогащенный этим витамином, но и не более верхнего безопасного уровня потребления таких веществ (с учетом их поступления из всех возможных источников). Особенно это касается витамина D, способного накапливаться в жировых тканях организма.
Для улучшения органолептических показателей в функциональный продукт могут быть добавлены молоко или продукты переработки молока, такие как сухое молоко и сухое обезжиренное молоко, молочная сыворотка, пахта и другие.
В качестве вкусоароматических веществ при производстве функционального продукта допускается использовать только концентраты молочных или растительных белков, например белки сои или бобовых, и/или экстракты растительного и/или животного происхождения. Использование концентратов молочных белков имеет преимущества с точки зрения достижения наилучших вкусоароматических свойств продукта. Использование растительных белков и экстрактов растительного происхождения рекомендуется при производстве функционального продукта для людей, придерживающихся вегетарианской диеты или имеющих непереносимость лактозы.
Совокупность функциональных свойств функционального пищевого продукта (наличие полиненасыщенных жирных кислот, включая длинноцепочечные ЭПК и ДГК, с определенным соотношением омега-6 и омега-3 жирных кислот, наличие витаминов-антиоксидантов; отсутствие транс-изомеров жирных кислот, холестерина и продуктов окисления липидов) позволяет рекомендовать его для постоянного потребления в составе функциональных диет профилактической направленности в клинических условиях для больных ССЗ, больных СД 2 типа и больных, страдающих ожирением, с поздними сосудистыми осложнениями, а также для ежедневного потребления в рационе питания с целью обогащения его биологически активными веществами.
Функциональный пищевой продукт получают следующим образом.
Вначале производят жировую основу путем смешения при нагревании переэтерифицированных или непереэтерифицированных растительных масел и/или их фракций. Растительные масла подбираются таким образом, чтобы содержание полиненасыщенных жирных кислот в смеси было не менее 15% от общей суммы жирных кислот, в том числе омега-3 жирных кислот не менее 1% от общей суммы жирных кислот, содержание токоферолов и токотриенолов было не менее 0,015% от всей смеси. Далее к смеси растительных масел добавляют воду и пищевые добавки, имеющие статус GRAS (абсолютно безопасных), с использованием стандартных технологических приемов, обеспечивающих получение эмульсионного продукта. В качестве биологически активных веществ в эмульсию дополнительно вносят источник длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот семейства омега-3, включая ЭПК и ДГК, аскорбиновую кислоту, альфа-токоферол и/или альфа-токоферолацетат, фитоалексин в определенном соотношении.
В результате получают функциональный пищевой продукт, содержащий омега-3 жирные кислоты в количестве не менее 0,4 г/100 г, в том числе суммарное содержание ЭПК и ДГК не менее 0,1 г/100 г, а также смесь витаминов-антиоксидантов, состоящую из аскорбиновой кислоты, альфа-токоферола и/или альфа-токоферолацетата, фитоалексина в соотношении (1-60):(1-3,5):(1-20), при этом общее количество смеси составляет не менее 5 мг в расчете на 100 ккал.
При этом в качестве источника эйкозопентаеновой (С 20:5) и докозогексаеновой (С 22:6) кислот в функциональном пищевом продукте могут быть использованы рыбий жир и/или пищевое масло из микроводорослей и/или препараты триглицеридов и/или этих жирных кислот, выделенные из рыбьего жира или микроводорослей.
При этом соотношение между омега-6 и омега-3 жирными кислотами в жировой фазе функционального пищевого продукта составляет (1-10):1.
При этом содержание омега-9 жирных кислот, преимущественно олеиновой кислоты, в функциональном пищевом продукте составляет не менее одной трети от суммы жирных кислот.
При этом общее содержание жира в функциональном пищевом продукте составляет 30-60%.
3
1
2
6
12
При этом в качестве биологически активных веществ в продукт могут быть дополнительно внесены витамины D, и/или B, и/или В, и/или В, и/или В, и/или фолиевая кислота, и/или ликопин, и/или β-каротин в количестве не менее 15% физиологической суточной потребности и не более верхнего безопасного уровня потребления таких веществ (с учетом их поступления из всех возможных источников) на 100 г продукта.
При этом продукт может быть произведен с использованием продуктов переработки молока.
При этом продукт может содержать в качестве вкусоароматических веществ только концентраты молочных или растительных белков и/или экстракты растительного и/или животного происхождения.
При этом пищевой продукт предназначен для постоянного потребления в рационе питания для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и/или с целью обогащения его биологически активными веществами.
Пример 1
Жировую основу получали путем смешения энзимно переэтерифицированных пальмового и пальмоядрового масел с последующим добавлением рапсового масла. Все масла, используемые для получения жировой основы, были рафинированными дезодорированными с перекисным числом не более 0,9 мэкв/кг, и суммой перекисного и анизидинового чисел (характеризует присутствие первичных и вторичных продуктов окисления масел) не более 2,0.
Процесс энзимной переэтерификации осуществляли в промышленных условиях в серии реакторов колонного типа в количестве 5 штук. Все оборудование, непосредственно контактирующее с маслом, изготовлено из нержавеющей стали. Для проведения процесса переэтерификации использовали препарат Lipozyme TL IM (Novozymes), представляющий собой иммобилизованную на силикагеле 1,3-специфическую липазу, полученную на основе продуцента Aspergillus orysae с встраиванием гена, кодирующего липазу, из штамма Thermomyces lanuginosus. Реакция осуществляли при температуре 70°С (оптимальная для проведения процесса). Для предотвращения окислительной порчи исходных высокоочищенных масел и конечного продукта весь процесс осуществляли в атмосфере инертного газа - азота.
Полученная смесь переэтерифицированных и непереэтерифицированных растительных масел характеризовалась присутствием полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в количестве 15,7% от суммы жирных кислот, в том числе омега-3 жирных кислот 1,3% от суммы жирных кислот, суммарным содержанием токоферолов, включая гамма-токоферол, в количестве 0,017%, и не содержала транс-изомеров полиненасыщенных жирных кислот (0,22%).
Пример 2-5
Жировую основу получали путем смешения энзимно переэтерифицированных пальмового и пальмоядрового масел и/или их фракций с жидкими растительными маслами, богатыми полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК), соевым, рапсовым или чиа. В таблице 1 приведены характеристики полученных смесей масел для производства функционального пищевого продукта.
Параметры энзимной переэтерификации оставались такими же, как в Примере 1.
Присутствие пальмового масла и его фракций в смеси обеспечивало высокое содержание помимо токоферолами токотриенолов, антиоксидантная активность которых в 40-60 раз выше, чем у токоферолов [3]. Токотриенолы также улучшают липопротеиновый профиль плазмы крови. Использование в смеси соевого или рапсового масла, обогащало ее токоферолами, и обеспечивало содержание полиненасыщенных жирных кислот в смеси не менее 15% от общей суммы кислот, в том числе содержание омега-3 жирной кислот (альфа-линоленовой) не менее 1% от общей суммы кислот. Внесение в смесь масла чиа с содержанием альфа-линоленовой кислоты до 60%, позволяло существенно увеличить ее содержание в смеси масел. Использование всех перечисленных масел позволяло достигать содержания токоферолов и токотриенолов в смеси не менее 0,015%. Отказ от использования гидрированных растительных масел позволял получать смеси, не содержащие опасных транс-изомеров жирных кислот (ТЖК менее 1%).
Приведенные примеры показывают, но не исчерпывают всех вариантов получения жировых основ для функциональных пищевых продуктов по данному изобретению.
Также технологически возможно внесение части заявленных антиоксидантов и витаминов на стадии получения смеси переэтерифицированных и непереэтерифицированных растительных масел и/или их фракций.
Пример 6.
В качестве жировой основы функционального пищевого продукта использовали смесь переэтерифицированных и непереэтерифицированных растительных масел по примеру 1. Функциональный пищевой продукт получали на типовом оборудовании с использованием традиционных технологических приемов путем внесения в жировую основу водной фазы до достижения жирности продукта 53%. Дополнительно в состав продукта вносили аскорбиновую кислоту, α-токоферолацетат, фитоалексин и пищевое масло из микроводорослей, содержащее ЭПК и ДГК. Для придания конечному продукту сливочного вкуса и аромата в водную фазу добавляли сухое обезжиренное молоко и концентраты молочных белков. В качестве эмульгатора использовали лецитин (Е 322) и смесь моноглицеринов жирных кислот (Е 471), в качестве консерванта - сорбат калия (Е 202), в качестве регулятора кислотности - лимонную кислоту (Е 330). Все перечисленные пищевые добавки имеют статус «GRAS», то есть являются абсолютно безопасными.
Полученный функциональный пищевой продукт характеризовался суммарным содержанием омега-3 жирных кислот 0,78 г на 100 г продукта, в том числе ЭПК и ДГК в сумме 0,3 г на 100 г продукта, содержал смесь из аскорбиновой кислоты, витамина Е, фитоалексина при соотношении между ними 1,5:1,3:1,0, в количестве 10,3 мг в расчете на 100 ккал продукта, соотношение между эссенциальными жирными кислотами семейств омега-6 и омега-3 составляло 9:1, продукт также содержал 36,5% мононенасыщенных жирных кислот от суммы жирных кислот, имел жирность 53%, пластичную консистенцию и температуру плавления 31,6°С.
Дополнительным преимуществом полученного продукта являлось отсутствие в нем транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот (0,36 г/100 г), продуктов окисления липидов (перекисное число - 1,2 мэкв. акт.кислорода/кг) и холестерина (4,5 мг/100 г).
При производстве функциональных пищевых продуктов, содержащих жировую фазу и предназначенных для профилактики ССЗ, необходимо также учитывать соотношение в жировой фазе продукта линолевой (холестеринпонижающее воздействие) и миристиновой (холестеринповышающее воздействие) кислот. Продукты, в жировой фазе которых содержание холестерина составляет менее 40 мг/100 г при соотношении линолевой кислоты и миристиновой кислот в пределах 1:(2-9) соответственно, оказывают холестеринпонижающее воздействие на организм в целом [17]. Соотношение линолевой к миристиновой кислоте в жировой фазе функционального пищевого продукта составляло 8,7 при отсутствии в нем холестерина.
Продукт имел приятный сливочный вкус и аромат, сходный со сливочным маслом, который при этом ощущался как более легкий из-за пониженной жирности.
Содержание биологически активных веществ в 100 г продукта составляло более 30% физиологической суточной потребности каждого из них, что в соответствии с действующим законодательством [4] позволяет маркировать его, как продукт с высоким содержанием омега-3 жирных кислот, в том числе источник длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, и с высоким содержанием витаминов С и Е.
Примеры 7-11.
Функциональные пищевые продукты с массовой долей жира 30-60% получали с использованием жировой основы по примеру 1. При получении продукта с массовой долей жира менее 50%, дополнительно вносили стабилизатор, представляющий смесь пектина (Е 440) и карбоксиметилцеллюлозы (Е 466), также имеющих статус «GRAS».
Полученные функциональные пищевые продукты анализировали на содержание в них омега-3 жирных кислот, включая ЭПК и ДГК, и заявленных витаминов-антиоксидантов, жировую фазу исследовали на жирнокислотный состав, содержание холестерина, определяли перекисное число и целый ряд других показателей, приведенных в таблице 2. Использование при производстве функциональных продуктов сухого обезжиренного молока и концентратов молочных белков представлено в таблице 2 в виде содержания белков и углеводов в конечном продукте.
Как видно из таблицы 2, содержание биологически активных веществ в функциональных пищевых продуктах позволяет позиционировать их как продукты с высоким содержанием омега-3 жирных кислот (более 0,4 г/100 г), а также как источники длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот (не менее 0,2 г/100 г). В зависимости от внесенного количества витаминов-антиоксидантов продукты могут быть маркированы как источник этих веществ или как продукты с их высоким содержанием [4]. Все перечисленные биологически активные вещества играют ключевую роль в профилактике ССЗ. Соотношение между эссенциальными жирными кислотами семейств омега-6 и омега-3 находилось в пределах (5-9):1, что является оптимальным для диетических профилактических продуктов, предназначенных для постоянного потребления в пищевом рационе [12].
Высокое содержание мононенасыщенных жирных кислот в продуктах (более 35%), представленных, в основном, олеиновой кислотой, а также соотношение между линолевой и миристиновой кислотами (С18:2/С14:0) в пределах 2-9, дополнительно будет способствовать нормализации уровня холестерина в крови. При этом продукты не содержали холестерина (содержание менее 5 мг/100 г), продуктов окисления липидов (перекисное число), участвующих в образовании активных форм кислорода, и трансизомеров жирных кислот, способствующих развитию ССЗ. Таким образом, совокупность отличительных признаков заявленных функциональных пищевых продуктов позволяет рекомендовать их потребление для профилактики ССЗ.
Приведенные примеры показывают, но не исчерпывают всех вариантов получения функциональных пищевых продуктов по данному изобретению.
Пример 12
2
Эффективность полученного по Примеру 6 функционального пищевого продукта была исследована путем его включения в питание пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) и индексом массы тела (ИМТ) более 30 кг/м, госпитализированных с целью получения функционального курса диетотерапии в клинику ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи».
Возрастная характеристика и клинический статус больных представлены в таблице 1, из которой видно, что группы больных были сопоставимы по возрасту, ИМТ, клиническому статусу и показателям кардиогемодинамики.
Пациенты основной группы (ОГ) - 20 человек - в течение 30 дней получали стандартную гипонатриевую низкокалорийную диету (НКД) с включением функционального пищевого продукта в размере суточной порции 36 г (174,6 ккал) при исключении других добавленных жиров в рационе.
Пациенты контрольной группы (КГ) - 20 человек - в течение 30 дней получали только НКД (диета со значительным ограничением количества жиров, легкоусвояемых углеводов и поваренной соли (3-5 г/день), нормальным содержанием белка и сложных углеводов, увеличенным количеством пищевых волокон; пищевая ценность: белки - 70-80 г, в т.ч. животные 40 г; жиры общие - 60-70 г, в т.ч. растительные 25 г; углеводы общие - 130-150 г, в т.ч. пищевые волокна - 30 г; энергетическая ценность 1350-1550 ккал.).
Забор крови для проведения анализа проводился в 1, 15 и 30 день диетотерапии. Лабораторные исследования включали изучение общего анализа крови, биохимических маркеров липидного, белкового и углеводного обмена, свертывающей системы крови.
В 1 и 30 день диетотерапии также осуществлялись клинико-инструментальная диагностика пищевого статуса больных (антропометрические исследования, исследование композиционного состава тела, исследование энерготрат и скорости окисления жиров, белков и углеводов в условиях основного обмена).
Наглядно, динамика показателей липидного спектра крови больных представлена на рисунке 1.
В результате проведенного исследования установлено, что функциональный пищевой продукт при включении в состав стандартной НКД обладает выраженным положительным действием на показатели липидного состава крови в виде снижения содержания общего холестерина, атерогенных липопротеидов низкой плотности и очень низкой плотности, коэффициента атерогенности, триглицеридов, у больных с ожирением и ИБС, имеющих тяжелое поражение коронарного русла. При этом продукт не оказывает отрицательного влияния на эффективность стандартной НКД в отношении состава тела и показателей основного обмена.
Таким образом, функциональный пищевой продукт обладает клинической эффективностью в виде оптимизации влияния лечебной диеты на показатели липидного состава крови у больных с ожирением и ИБС и может быть рекомендован для использования в составе лечебных диет для больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями и СД 2 типа, больных, страдающих ожирением, с поздними сосудистыми осложнениями, а также для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний при потреблении его в количестве 10-13% от суточной калорийности дневного рациона взамен других добавленных масел и жиров при общей калорийности рациона 1350-1550 ккал, в течение не менее 14 дней.
Библиография
1. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю), Глава II, Раздел 1, Приложение 5.
2. George S.J. Am. Oil Chem. Soc., 1993; 70(12):1255-1258.
3. Ричард . Жиры и масла. Производство. Состав и свойства. Применение. С.-П., Профессия, 2007, с. 199.
4. Технический регламент Таможенного союза TP ТС 022/2011, Приложение 5.
5. Технический регламент Таможенного союза TP ТС 022/2011, приложение 2.
6. Giugliano D. et al. Ann N Y Acad Sci. 2005; 1056: 253-260.
7. Suzukawa M. et al. J Am Coll Nutr. 1995; 14(1): 46-52.
8. Stampfer M.J. et al. N Engl J Med. 1993; 328(20): 1444-1449; Rimm E.B. et al. N Engl J Med. 1993; 328(20): 1450-1456.
9. Lee I.M. et al. JAMA. 2005; 294(1): 56-65; Milman U. et al. Arterioscler Thromb Vase Biol. 2008; 28(2): 341-347.
10. Mullan B.A. et al. Hypertens. 2002; 40(6): 804-809.
11. Lagouge M. et al. Cell. 2006; 127: 1109-1122; Pearson K.J. Span. Cell Metab. 2008; 8: 157-168; Wang H. et al. Heart Fail Rev. 2012; 17(3): 437-448; Xu Q. and Si L.Y. Nutr Res. 2012; 32(9): 648-658.
12. Методические рекомендации MP 2.3.1.2432-08.
13. Fraser E. et al. Исследование NHANES (2001-2006). PLo One. 2010; 5(11): e13882; Giavanucci E. et al.
14. Carlin A.M. et al. Surg Obes Relat Dis. 2009; 5(4): 444-449.
15. Jablonski K.L. et al. Hypertension. 2011; 57: 63-69.
16. Watzl B. et al. Am J Clin Nutr. 2005; 82: 1052-1058; Riso P. et al. J Agric Food Chem. 2006; 54: 2563-2566.
17. Патент ЕР 0651611 от 04.08.20014.