БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ДОБАВКА К ПИЩЕ "СЕЛЕН-ЙОД-ЭЛАСТИН"
BIOLOGICALLY ACTIVE FOOD ADDITIVE "SELENIUM-IODINE-ELASTIN"

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве биологически активной добавки к пище, корректирующей недостаток йода и селена.
Известные в настоящее время биологически активные добавки к пище представлены в Федеральном реестре биологически активных добавок к пище в разделе 3 «Биологически активные добавки (БАД) к пище - источники минеральных веществ» (Москва, 2001).
Известны биологически активные добавки «Витайод» (производства ООО «Леовит нутрио», Россия), основой которой являются йодид калия и настойка йода (см. с.201); «Соль пищевая йодированная» (производства ЗАО «Валетек-продимпекс», Россия), основой которой являются калий йодноватокислый или йодистый; «Витастим-йод» (производства АО «Медисорб», Россия), основой является йодированная соль; «Пивные дрожжи с йодом» (производства ОАО «Комфорт полюс», Россия), основой является йодистый калий (см. с.202); «Пивные дрожжи с йодом» (производства ЗАО «Свободный 20», ООО «В-МИН», Россия), основой является йодноватокислый калий; «Кальций + йод» (производства ООО «Фитогаленика», Россия), в состав которой входит йодид калия (см. с.204).
Недостатком известных пищевых БАД является то, что йодид калия содержится в неорганической форме. Йод находится в несвязанном состоянии и возникают проблемы с адресной доставкой микроэлемента.
Одновременный дефицит йода и селена приводит к более сильному гипотиреодизму, чем дефицит одного йода. Недостаток селена в организме снижает функциональную активность гормонов щитовидной железы, поэтому обеспеченность этими микроэлементами организма человека приобретает особое значение. Йод и селен метаболически тесно связаны - йод в организме не функционирует без селена.
Известна биологическая добавка «Селен-спирулина» (производства ООО НПП «Биотика-С», Россия), основой является спирулина платенсис; «Спирулина-сочи-селен» (производства ООО «Агро-Виктория», Россия), основой которой является спирулина; «Нутрикон-селен» (производства ООО Предприятие «Нами-Арус», Россия), основой которой является селен-спирулина; «Спирулаг» (производства ЗАО «Специальное машиностроение и металлургия Плюс», Россия), основой которой является селенсодержащая спирулина; «СПИРУЛАН» (производства ЗАО «Специальное машиностроение и металлургия Плюс», Россия), основой которой является селенсодержащая спирулина (см. с.208).
Недостатком известных добавок является своеобразный, нетрадиционный привкус и ограниченный курс приема - один месяц.
Известна биологически активная добавка к пище, содержащая гидролизат соединительно-тканного белка эластина, йодированного йодидом калия. В 1 г эластина содержание йода составляет 50-200 мкг (RU №2266021 С1, A23L 1/30, 1/305, 1/304, 20.12.2005 г.).
Недостатком известной добавки является наличие только связанной формы йода. Известно, что йод и селен метаболически связаны. И недостаток йода не всегда корректируется при наличии недостатка селена.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является биологически активная добавка к пище «Йодоселен», содержащая источник йода в виде экстракта бурой водоросли и источник селена в виде селенометионина (производство «Парагон Лабораториз», США) (см. там же, с.209).
Недостатком известной добавки является то, что представленная добавка не может быть компонентом ежедневного рациона питания человека, так как рекомендованный максимальный курс приема в течение 1 месяца.
Минеральные вещества относятся к жизненно необходимым компонентам питания с разнообразными физиологическими функциями. Недостаточное потребление микроэлементов в настоящее время является массовым и постоянно действующим фактором, отрицательно влияющим на здоровье, рост, развитие и жизнеспособность организма человека. Йод входит в состав гормона щитовидной железы. Щитовидная железа активно извлекает из протекающей через нее крови неорганические соединения йода и отдает в кровь образующиеся в ней йодсодержащие гормоны.
Недостаток йода чаще носит эндемический характер (недостаток его в почве и питьевой воде) и приводит к развитию эндемического зоба. Наряду с йодом, другим важным микроэлементом, участвующим в синтезе, активации и метаболизме тиреоидных гормонов, является селен. Среди различных органов человеческого организма щитовидная железа занимает первое место по содержанию селена на грамм ткани. Метаболизм тиреоидных гормонов может нарушаться в условиях недостаточности селена. Особенно опасными являются одновременная недостаточность йода и селена, которые являются ключевыми элементами в регуляции гормональной функции. Основной метод лечения и профилактики йодной и селеновой недостаточности - прием препаратов, биологически активных добавок и пищевых продуктов, содержащих йод и селен. Однако организм прежде всего должен получать необходимое количество данных микроэлементов из продуктов питания.
Всего в организме йода содержится - 20-50 мг, при этом концентрация йода в щитовидной железе - до 8 мг. Ежедневная потребность в йоде зависит и от физиологического состояния организма и от возраста человека: дети дошкольного возраста до 5 лет - потребность в йоде 90 мкг в сутки; дети школьного возраста до 12 лет - суточная потребность в йоде 120 мкг в сутки; подростки от 12 лет и старше и взрослые - суточная потребность в йоде составляет 150 мкг в сутки; беременные женщины и женщины в период грудного вскармливания детей - 180-200 мкг в сутки; люди пожилого возраста - 100 мкг в сутки. Адекватная доза селена для взрослых в зависимости от района проживания колеблется от 50 до 200 мкг/сут (в среднем 1 мкг/кг/сут) и составляет: для мужчин - не менее 70 мкг/сут; для женщин - не менее 55 мкг/сут. Поэтому необходимо, чтобы организм человека получал йод и селен в комплексной, органической, усвояемой форме.
Технический результат предлагаемого изобретения - адресная доставка йода и селена в организм и восполнение селено-йодной недостаточности, обеспечение стабильности содержания йода и селена в процессе хранения и использования, повышение биологической ценности продукта, снижение себестоимости готового продукта.
Указанный технический результат достигается тем, что биологически активная добавка к пище, содержащая источники йода и селена, согласно изобретению дополнительно содержит гидролизат соединительно-тканного белка эластина, модифицированного селенитом натрия при рН 9 и йодидом калия при рН 7, при этом в 0,2 г эластина содержание йода составляет 60 мкг, селена - 15 мкг.
Отличительным признаком заявляемого изобретения является качественный и количественный состав ингредиентов биологически активной добавки, а именно введение гидролизата соединительно-тканного белка эластина, модифицированного селенитом натрия и йодидом калия, при этом в 0,2 г эластина содержится 60 мкг йода и 15 мкг селена. Йод и селен в добавке находятся в связанной форме. Это способствует эффективному усвоению организмом данных микроэлементов. Заявляемая биологически активная добавка к пище (БАДП) - стабильный источник эссенциальных микроэлементов - йода и селена. Причем в связанном состоянии йод и селен могут долго храниться и не подвергаться потерям и разрушению, т.е. обеспечивается стабильность содержания йода и селена в процессе его хранения и использования. Использование гидролизата эластина в качестве матрицы снижает токсичность селенита натрия. Заявляемая БАДП является дополнительным источником йода и селена в связанной форме, что делает ее перспективным компонентом пищевых продуктов, особенно в связи с употреблением продуктов рафинированных, обедненных минеральными веществами, подвергнутых термической обработке, обеспечивая повышение их биологической ценности.
Экспериментальным путем были подобраны условия иммобилизации селенита натрия и йодида калия на гидролизатах эластина. В обоих опытах количество селенита натрия брали из расчета 5 мкг/мл, количество йодида калия из расчета 20 мкг/мл.
- Первый опыт: внесение селенита натрия при рН гидролизата эластина, равном 9, затем йодида калия при рН гидролизата эластина, равном 7. Исследования показали, что при этом происходит максимальное связывание йодида калия (47%) и селенита натрия (50%).
- Второй опыт: внесение йодида калия при рН гидролизата эластина, равном 7, затем внесение селенита натрия при рН гидролизата эластина, равном 9. При исследовании выявлено, что связывание йодида калия составляет 14% и селенита натрия - 50%.
Таким образом, было выявлено, что максимальное связывание йодида калия и селенита натрия происходит при внесении сначала селенита натрия при рН 9, затем йодида калия при рН 7.
Экспериментально было установлено оптимальное содержание йода и селена в 0,2 г эластина - 60 и 15 мкг соответственно.
Содержание йода менее 60 мкг и селена менее 15 мкг нецелесообразно, так как в соответствии с принципами обогащения пищевых продуктов функциональные пищевые продукты должны содержать 30-50% от адекватной рекомендуемой нормы потребления в сутки [Тутельян В.А., 2002]. При содержании йода более 60 мкг и селена более 15 мкг изменится назначение добавки (лечебная) и способ ее применения (краткосрочный прием). Предлагаемая добавка не предназначена для лечения, ее назначение - восполнить недостаточное поступление в рацион питания микроэлементов йода и селена.
Были проведены исследования по определению сроков хранения разработанной добавки. Биологически активная добавка «Se-I-эластин» хранится в течение 6 месяцев без значительных потерь микроэлементов (табл.1).
Таблица 1
Содержание йода и селена в процессе хранения
Содержание микроэлементов в БАДП, мкг/мл (процент сохранности микроэлементов)
Микро-элементы
1 день
Через 1 месяц
Через 2 месяц
Через 3 месяца
Через 4 месяца
Через 5 месяцев
Через 6 месяцев
Йод
9,4±0,02 (47%)
9,35±0,03 (46,75%)
9,32±0,01 (46,6%)
9,28±0,01 (46,4%)
9,25±0,01 (46,25%)
9,01±0,01 (45,05%)
8,8±0,02 (44%)
Селен
2,5±0,04 (50%)
2,5±0,04 (50%)
2,5±0,03 (50%)
2,5±0,05 (50%)
2,5±0,05 (50%)
2,5±0,05 (50%)
2,5±0,05 (50%)
Для исследования эффективности биологически активной добавки к пище были проведены биологические эксперименты. В экспериментах регистрировали уровень тиреоидных гормонов в сыворотке крови опытных животных на фоне гипотиреоза и при последующей коррекции с использованием разработанной биологически активной добавки, содержащей йод и селен (табл.2). За контроль взята группа животных, которым вводили тирозол в количестве 25 мкг/мл, интактная - группа животных, получавшая обычный корм.
Таблица 2
Изменение уровня тиреоидных гормонов в сыворотке крови животных на фоне гипотиреоза, вызванного введением тирозола
Группа животных
Доза, мкг/кг
Концентрация гормонов
Т<sub>3</sub>, нмоль/л
Т<sub>4</sub>, нмоль/л
ТТГ, мкМЕ/мл
Интакт
-
1,52±0,05
100,9±5,87
0,98±0,02
Контроль
25
0,73±0,03*
50,3±1,03*
1,98±0,02*
Тирозол + Se-I-эластин
14,28
1,38±0,08**
98,88±3,03**
1,0±0,03**
Примечание: * - значения достоверны по сравнению с показателями интактной группы при р≤0,01; ** - значения достоверны по сравнению с показателями контрольной группы при р≤0,05.
4
3
Концентрация тиреоидных гормонов у животных, получавших «Se-I-эластин», составила: тироксина (Т) - 98%, трийодтиронина (Т) - 90,79% относительно показателей в группе интактных крыс. Уровень тиреотропного гормона (ТТГ) в норме составлял 0,98±0,02 мкМЕ/мл, при введении тирозола, подавляющего синтез тиреоидных гормонов, показатель повысился в 2 раза. При введении биологически активной добавки «Se-I-эластин» на фоне гипотериоза, вызванного введением тирозола, уровень тиреотропного гормона в данной группе снизился почти в 2 раза по сравнению с контролем.
Из этого следует, что введение разработанной биологически активной добавки «Se-I-эластин» при тирозоловом гипотиреозе способствовало восстановлению показателей гормонального фона, что говорит о высокой биологической ценности БАДП.
Таким образом, именно заявляемая совокупность существенных признаков изобретения способствует достижению указанного выше технического результата.
Заявляемая биологически активная добавка к пище «Селен-йод-эластин» представляет собой порошок светло-желтого цвета, хорошо растворимый в воде при рН 7-8 без предварительной подготовки, массовое содержание йода и селена в 0,2 г эластина составляет 60 и 15 мкг соответственно. Параметры порошка представлены в таблице 3.
Таблица 3
Параметры порошка (1 г)
№
Параметры
Показатели
№
Параметры
Показатели
1.
Влага, %
не более 8
5.
Диаметр частиц, мм
0,7
2.
Белок, %
не менее 89
6.
Цвет
светло-желтый
3.
Зола, %
не более 2,2
7.
Вкус
нейтральный
4.
Йод, мкг
300±5,3
8.
Токсичность
не токсичен
5.
Селен, мкг
75±2,65
В результате исследований установлено, что предлагаемая биологически активная добавка к пище обеспечивает доставку йода и селена в организм человека. Ежедневное употребление оказывает профилактическое действие.
В предлагаемой добавке используют гидролизат соединительно-тканного белка эластина, полученного следующим образом. Выделенный из соединительной ткани эластин подвергают ферментативной обработке пепсином в условиях: рН 1,60-1,65, температура 37°С±2°С, в течение 20-22 часов (см. пат. №2245078. A23L 1/305, 27.05.2001 г.).
Биологически активную добавку к пище получают следующим образом: гидролизат соединительно-тканного белка эластина модифицируют сначала селенитом натрия в течение 4-6 часов при рН 9, температура 0-4°С, затем йодидом калия в течение 22-24 часов при рН 7, температура 0-4°С, после чего подвергают сублимационной сушке.
Добавка представляет собой порошок светло-желтого цвета, хорошо растворимый в воде. 0,2 г эластина содержит связанную форму йода и селена в количестве 60 и 15 мкг соответственно.
Примеры, подтверждающие возможность использования биологически активной добавки к пище.
Пример 1. Биологически активная добавка к пище может быть использована как самостоятельная добавка в рационе питания. Для ее использования необходимо развести добавку в небольшом количестве воды, весь объем 0,2 г БАДП, что составляет 40% от суточной потребности организма в йоде и 21,4% селена, можно принимать в один прием в любое время.
Пример 2. БАДП может вноситься в первые и вторые блюда перед употреблением.
Пример 3. БАДП можно использовать при приготовлении кондитерских изделий в качестве обогащения данного вида продукта микроэлементами.
Сравнение предлагаемой биологически активной добавки к пище с прототипом (Йодоселен) позволяет получить БАДП на основе соединительно-тканного белка - эластина, который является отходом основного производства при убое скота и позволяет снизить себестоимость добавки.
Преимущества заявляемой биологически активной добавки к пище заключаются в повышении биологической ценности продукта, проявляющейся в адресной доставке незаменимых микроэлементов йода и селена в организм человека и возможности использования ее в пищевой промышленности для создания продуктов питания, обогащенных йодом и селеном, и обеспечении стабильности содержания йода и селена в процессе хранения.