Моделирование мясорастительного паштета поликомпонентного состава и обогащение его селеном и йодом

Моделирование мясорастительного паштета поликомпонентного состава и обогащение его селеном и йодом

Введение

У современного человека недостаточное поступление микронутриентов с пищей - прямое следствие снижения энерготрат и соответствующего уменьшения общего количества потребляемой пищи. На протяжении последних десятилетий вследствие механизации и автоматизации труда, значительного сокращения продолжительности рабочего дня и рабочей недели, развития общественного и личного транспорта, расширения коммунальных услуг средние энерготраты человека снизились в 1,5 - 2 раза. Однако параллельно с уменьшающимся объемом потребления пищи неумолимо и неизбежно снижается потребление содержащихся в пищевых продуктах незаменимых пищевых веществ, в частности микронутриентов

Другая причина дефицита микронутриентов - неизбежное в связи с ростом численности населения и урбанизацией увеличение потребления сельскохозяйственных продуктов, произведенных по новым интенсивным технологиям. В результате технологической переработки, консервирования и длительного хранения происходит потери значительной части незаменимых пищевых веществ.

Существенный «вклад» в формирование этих дефицитов вносит многократно увеличившееся потребление рафинированных, высококалорийных продуктов - сахара, белого хлеба и др., которые практически лишены микронутриентов, а также необоснованные ограничения в питании, модные диеты, различные обычаи, вредные привычки (курение, злоупотребление алкоголем).

Таким образом, рацион современного человека, достаточный для покрытия энерготрат, не обеспечивает поступление рекомендуемого количества микронутриентов. В то же время в условиях научно-технической революции, повышения нервно-эмоционального напряжения, воздействия неблагоприятных техногенных и экологических факторов, различных заболеваний, лекарственной терапии, курения и потребления алкоголя потребность человека в микронутриентах резко возрастает, что подтверждается исследованиями ученых во многих странах мира.

В ряде регионов выявлена недостаточная обеспеченность населения селеном и йодом.

Одна из наиболее актуальных в настоящее время проблем питания - дефицит веществ-антиоксидантов, которые защищают клетки организма от воздействия негативных факторов различного происхождения и продлевают его «молодость», работоспособность и устойчивость к заболеваниям. К таким веществам относится селен и йод.

Важнейшим фактором балансирования рационов по комплексу питательных и биологически активных веществ является использование микродобавок, среди которых особое место занимают микроэлементы селен и йод.

Селен и йод функционально связаны между собой, совместное использование селена и йода для оптимизации обменных процессов в организме является актуальной проблемой.

В настоящее время во всем мире используют три пути обеспечения организма человека основными пищевыми веществами; прием витаминно-минеральных препаратов; производство биологически активных добавок (БАД); обогащение продуктов питания.

Наиболее эффективный метод борьбы с йод- и селендефицитными заболеваниями - массовая профилактика, связанная с обогащением этим микроэлементом наиболее распространенных продуктов питания.

Концепция здорового питания населения России, принятая с изменениями и дополнениями до 2015 года, предусматривает разработку технологий производства качественно новых безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения, которые должны способствовать сохранению и укреплению здоровья, предупреждать заболевания, связанные с нарушениями в питании.

Обоснование и создание технологии новых продуктов с использованием диметилдипирозолилселенида и сухой морской капусты открывает новые возможности в создании новых продуктов функционального питания.

Целью данного дипломного проекта является моделирование мясорастительного паштета поликомпонентного состава и обогащение его селеном и йодом.

В достижении поставленной цели решались следующие задачи:

обоснование выбора фасоли «Белой» в качестве основы и грибов вешенки для получения мясорастительного паштета;

моделирование рецептур полуфабрикатов с учетом обобщенной функции желательности Харрингтона;

разработка технологической схемы получения паштета

С учетом вышеизложенного изучение влияния употребления селена и йода в составе рационов на процессы обмена, продуктивность и качество получаемой продукции имеет большое научное и практическое значение, особенно для регионов с дефицитом селена и йода.

1. Аналитический обзор литературы

.1 Роль микроэлементов в обеспечении гомеостаза

микроэлемент питание селен йод паштет

Первые фундаментальные работы по биологической роли минеральных веществ (макро- и микроэлементов) появились в 40-50-х годах XX века [10, 11, 13]. Число исследований в области медицинской элементологии в мире в настоящее время достигает 10 000 ежегодно [3, 18, 24]. Это обусловлено, с одной стороны, внедрением новых технических возможностей (атомно-адсорбционный анализ, инверсионная вольтамперометрия и другие), с другой - нарастанием актуальности проблемы экозависимой патологии [2, 12, 20].

Из 92 имеющихся в природе химических элементов 81 присутствует в организме человека [14]. Минеральные вещества входят в состав всех жидкостей и тканей. Регулируя более50 000 биохимических процессов [4, 6, 22], они необходимы для функционирования мышечной, сердечнососудистой, иммунной, нервной и других систем; принимают участие в синтезе жизненно важных соединений, обменных процессах, кроветворении, пищеварении, нейтрализации продуктов обмена; входят в состав ферментов, гормонов (йод - в состав тироксина, цинк - инсулина и половых гормонов), влияют на их активность [17, 26]. Наличие ряда минеральных веществ в организме в строго определенных количествах -непременное условие для сохранения здоровья человека.

Важно помнить, что макро- и микро элементы не синтезируются в организме, они поступают с пищевыми продуктами, водой, воздухом [7, 19]. Степень их усвоения зависит от состояния органов дыхания и пищеварения. Обмен минеральных веществ и воды, в которой они растворены, неразделимы, а ключевые элементы депонируются в тканях, по мере необходимости извлекаются в кровь. Совокупность процессов всасывания, распределения, усвоения и выделения находящихся в виде неорганических соединений веществ составляют минеральный обмен [20].

Минеральные вещества поступают в организм человека в основном пищевым (алиментарным) путем в неактивном состоянии и активизируются, образуя различные соединения с высокомолекулярными белками. Содержание минеральных веществ изменяется в зависимости от сезона. Весной уровень макро- и микроэлементов понижается, а в начале осени увеличивается [16]. Пусковым механизмом ассимиляции элементов в желудочно-кишечном тракте является снижение их концентрации в тканевых депо или другие регуляторные процессы, вызванные нарушением соотношения между макро- и микроэлементами или биологическими веществами (гормонами, цитокинами, факторами роста, ферментами) [7,11]. Путь передачи информации от тканей к клеткам кишечника пока до конца не изучен. Предполагается, что этот процесс контролируется геном-регулятором и осуществляется низкомолекулярными белками (металлотионеинами) через клетки нервной, иммунной и эндокринной систем [6, 10]. Выведение макромикроэлементов из организма осуществляется с мочой, желчью, потом, калом, остальные- депонируются [2].

Организм здорового человека обладает достаточно четкой системой саморегуляции. При избыточном поступлении макро- и микроэлементов начинает работать система элиминации. В желудочно-кишечном тракте блокируется всасывание элементов с последующим их выведением с калом. Дефект какого-либо звена является причиной избытка или недостатка элемента, либо дисбаланса других биологических веществ (гормонов, витаминов, ферментов), участвующих в сложных процессах регуляции, и проявляется клиническими симптомами [4, 21].

В зависимости от содержания в организме человека минеральные вещества подразделяются на макро- и микроэлементы [20].

Макроэлементы - вещества, содержание которых превышает 0,01% массы тела. Микроэлементы - вещества, концентрация которых в организме равна или менее 0,01% массы тела (от 0,01 до 0,000000000001%). Микроэлементы с содержанием ниже 10-5% (золото, ртуть, уран, радий и др.) относят к ультрамикроэлементам [23]. В.И. Вернадский в своих трудахназывает их «рассеянными элементами» [10]. В организме здорового человека присутствуют 12 макроэлементов (C, H, O, N, Ca, Cl, F, K, Mg, Nа, P, S) и 69 микроэлементов [2].

При этом у взрослого содержание кальция в среднем составляет более 1200 г, фосфора - свыше 600 г, магния - 20 г, железа - 3-5 г. В костях скелета сосредоточено 99% всего кальция, 87% фосфора и 58% магния. Хлористого натрия особенно много в подкожной жировой клетчатке, железа - в печени, калия - в мышцах, йода - в щитовидной железе [14]. Ежесуточно взрослому человеку требуется 5 г натрия, 2-3 г калия, 0,5-1 г кальция, 1-2 г фосфора, 1г серы,0,5 г магния, 10-30 мг железа, 12-16 мг цинка, 2-2,5 мг меди, 4 мг марганца, 1-1,5 мг фтора,0,1-0,2 мг йода [16]. Тканевые депо обладают мощными резервами макроэлементов, тогда как тканевые резервы микроэлементов незначительны. Этим объясняются низкие адаптационные возможности организма к дефициту микроэлементов в пище. По степени значимости для организма человека макро- и микроэлементы делят на следующие группы:

жизненно важные (эссенциальные) элементы - это все макроэлементы (H, O, N, C, Ca, Cl, F, K, Mg, Na, P, S) и 8 микроэлементов (Cr,Cu, Fe, I, Mn, Mo, Se, Zn);

жизненно важные, но способные вызвать патологические изменения в организме,находясь в дозах, превышающих норму (условно эссенциальные) микроэлементы (B, Co,Ge, Li, Si, V);

потенциально токсичные микроэлементы и ультрамикроэлементы (Ag, As, Au, Br, Ce,Cs, Dy, Er, Eu, Ga, Gd, Hf, Ho, In, Ir, La, Lu, Nb, Nd, Ni, Os, Pd, Pr, Pt, Rb, Re, Rh, Ru, Sb, Sc, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Te, Th, Ti, Tm, U, W, Y, Yb, Zr);

токсичные элементы (Al, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Tl, Вi).

О биологической важности элемента недостаточно судить только по его содержанию в тканях. Недостаточность ряда микроэлементов (Cu, Fe, I, Mn, Mo, Se, Zn) способна нарушить баланс практически всех обменных процессов в организме. Биологическая активность вещества может сохраняться и в очень низких концентрациях, в то время, как в повышенных относительно нормы даже незаменимые микроэлементы проявляют токсическое действие. Значение отдельных минеральных веществ для организма человека представлено в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Макро- и микроэлементы являются активаторами более 300 ферментов. Большинство биохимических реакций протекают в организме по следующей схеме: субстрат +фермент + микроэлемент-активатор (кофактор) = реакция. Отсюда следует, что в отсутствие активирующего микроэлемента реакция невозможна или замедлена, протекает с повышенными затратами энергии и времени.

Манизм действия макро- и микроэлементов следующий: присоединяясь к высокомолекулярным биополимерам, элементы выступают как организаторы третичной и четвертичной труктуры белков и активных центров ферментов. Довольно часто ионы металлов включены в простетическую группу фермента, реже они образуют с белком-ферментом прочное соединение. Многие катионы, например Mg2+, Mn2+, Zn2+, на короткое время связывают очень непрочно либо субстрат и фермент, либо при образовании протеидов - кофермент с апоферментом. Большинство ферментов тем или иным образом связаны с макро- и микро элементами: они поддерживают пространственную конфигурацию, в которой проявляется каталитическая активность. По иммуномодулирующему эффекту макро- и микроэлементы делят на следующие группы

эссенциальные (жизненно важные) для иммунной системы (Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Se, Mn, Li);

иммунотоксичные (Al, As, B, Ni, Cd, Pb, Hg, Be, Вi, Tl, Ge, Au и др.).

Микроэлементы (в наибольшей степени селен, железо и цинк) оказывают многопла новое воздействие на все звенья врожденного и приобретенного иммунитета, влияя на процессы пролиферации и дифференциации клеток иммунной системы, снижая активность перекисного окисления липидов (активность супероксиддисмутазы) [1, 25].

Результаты исследований M. Bonham et al., M. Failla позволили сформулировать общие положения о взаимосвязи между обеспеченностью организма микроэлементами и уровнем противо инфекционной защиты:

) неадекватное обеспечение макро- и микроэлементами обусловливает подавление активности различных клеток макроорганизма, в том числе участвующих в неспецифических и специфических механизмах противоинфекционной защиты;

) нарушения в иммунной системе, вы званные дефицитом макро- или микроэлемен-

тов, достаточны для достоверного увеличения риска осложненного течения и летального исхода вирусных, микробных и паразитарных инфекций;

) коррекция дефицита макро- и микроэлементов в организме человека обусловливает восстановление уровня иммунокомпетентности. Специфическая роль целого ряда элементов определяется свойствами образуемых ими ионов: зарядом, размерами, способностью вступать в реакции.

Для процессов жизнедеятельности организма наиболее важны катионы К+, Na+, Са2+, Mg2+, анионы Cl-, образующиеся при диссоциации угольной и фосфорной кислот. Эти ионы играют главную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия, осмотического давления цитоплазмы и других биологичecких жидкостей, в свертывании крови, т.е. имеют решающее значение в создании и сохранении постоянства внутренней среды. Они влияют на состояние белков, функции возбудимых мембран, мышечное сокращение, аккумулирование энергии Таким образом, физиологическое значение макро- и микроэлементов определяется их участием:

в структуре и функции большинства ферментативных систем и процессов, протекающих в организме;

в пластических процессах и построении тканей;

в формировании иммунитета;

в поддержании кислотно-основного состояния;

в регуляции водно-солевого обмена.

Концентрацию макро- и микроэлементовв организме можно определить по их содержанию в крови, волосах, ногтях, слюне, желудочном соке, моче, грудном молоке [12, 20].Исследование минеральных веществ в биологических жидкостях имеет свои ограничения. Так, определение содержания многих макро- и микроэлементов в крови часто не отражает истинные показатели их концентрации в тканях ввиду деятельности эндокринной, вегетативной и других систем организма, обеспечивающих гомеостаз. В то же время, определение токсичных элементов в крови важно в диагностике интоксикации в момент проведения анализа крови. Содержание элементов в суточной моче отражает их выведение в течение последних суток [12]. Наиболее достоверным показателем концентрации минеральных веществ в тканях являются волосы. Взятие данного биоматериала безболезненно и просто в осуществлении.

Следует помнить о различии уровня содержания макро- и микроэлементов в волосах в зависимости от пола, возраста, длительности проживания в регионах, профессии дефицитом, избытком, или дисбалансом макро- и микроэлементов в организме человека, академиком А.П. Авцыном в 1983 году были названы микроэлементозами [].

В международной классификации болезней X пересмотра как самостоятельные нозологические единицы выделены следующие рубрики

. Дефициты минеральных веществ:.6 - дефицит калия;

Е58 - дефицит кальция;

Е61.2 - дефицит магния;

Е61.1 - дефицит железа;

Т61.0 - дефицит меди;.3 - дефицит марганца;

Е61.4 - дефицит хрома;

Е59 - дефицит селена;

Е61.5 - дефицит молибдена;

Е61.8 - дефицит йода.

. Токсическое действие:

Т56.0 - свинца и его соединений;

Т56.1 - ртути и ее соединений;

Т56.3 - кадмия и его соединений;

Т56.6 - олова и его соединений;

Т60.4 - таллия;

Т56.9 - других металлов.

Наиболее частыми причинами нарушенияэминерального статуса в организме взрослых и детей являются [3, 9, 16]:

. Нерациональное питание - наиболее распространенная причина недостатка минеральных веществ. Однообразное питание или употребление в пищу низкокачественных продуктов часто приводят к дефициту жизненно важных минеральных веществ в организме.

Некоторые пищевые продукты могут препятствовать всасыванию минеральных веществ. Так, молочные продукты, чай и кофе способны связывать железо в кишечнике, что тормозит его всасывание.

. Некачественная питьевая вода может быть причиной избытка и недостатка макро- и микроэлементов в организме. Например, такое заболевание как флюороз, проявляющееся раз рушением зубов и снижением функции иммунной системы, вызывается потреблением питьевой воды с избыточным содержанием фтора.

. Геологические особенности различных регионов земли. Минеральные вещества попадают в продукты питания и воду из почвы. Известно, что минеральные вещества встречаются в разных количествах в различных регионах земного шара. Регионы с недостаточным или избыточным содержанием минеральных веществ называются эндемическими, так как наих территории часто возникают заболевания,связанные с нарушением обмена минералов.Например, существуют зоны с недостаточным содержанием йода. В таких регионах снижение функции щитовидной железы (зоб), как следствие недостатка йода, встречается чаще, чем в регионах с нормальным содержанием йода в очве. Флюороз также встречается в основном определенных регионах земли. 4. Избыточная потеря минеральных веществ, которая может возникать на фоне рационального питания в результате хронических ковотечений (дефицит железа при нарушении менструального цикла, болезни Крона, язвенного колита и др.). Еще одним примером избыточной потери минеральных веществ является ефицит натрия, калия и хлора, возникающие при остром обезвоживании вследствие рвоты или диареи.

. Хронические заболевания внутренних органов могут значительно нарушить обмен минеральных веществ в организме. Хронические гастриты с пониженным выделением соляной кислоты, хронические энтериты способны приводить к недостатку железа, меди, цинка и других минералов. Происходит это потому, что поврежденная слизистая оболочка органов желудочно-кишечного тракта неспособна всасывать минеральные вещества. При хронических заболеваниях почек (хронический пиелонефрит, хронический гломерулонефрит) увеличивается потеря минеральных веществ с мочой.

. Лечение ксенобиотиками - чужеродными для человека веществами (синтезированными химическими соединениями). Так, прием мочегонных средств приводит к дефициту калия, магния, кальция, избытку натрия; антациды, цитрамон, вследствие содержания в своем составе алюминия, могут стать причинами поражений сосудов головного мозга, остеомаляции; аспирин, контрацептивы, антиаритмические препараты, вследствие дисбаланса меди, могут вызывать появление поражений суставов (артриты, артрозы).

. Пищевые добавки из-за длительного приема или большого количества того или иного элемента могут вызывать микроэлементозы.

. Возрастные особенности организма.

В различные периоды жизни потребность человека в минеральных веществах и витаминах различна. Например, в период роста организм ребенка нуждается в больших количествах минералов (кальций, фосфор) в сравнении с организмом взрослого человека. Дефицит железа часто возникает у девочек и женщин фертильного возраста с обильными менструациями. Организм пожилого человека нуждается в больших количествах кальция для поддержания состояния достаточной минерализации костей.

. Физическое или эмоциональное напряжение может стать причиной дефицита жизненно необходимых макро- и микроэлементов.

. Генетика и наследственность: предрас положенность к нарушению обмена микроэлементов, например, избыток молибдена в организме беременной женщины повышает риск развития подагры, камнеобразования (уратов) у ребенка; дефицит меди - пороков развития;дефицит селена и марганца - онкологических заболеваний; дефицит хрома и цинка - сахарного диабета, раннего развития атеросклероза.

. Бытовое загрязнение: табачный дым, содержащий кадмий, краски для волос, содержащие никель, дезодоранты, содержащие алюминий, алюминиевая посуда, зубные пломбы, содержащие ртуть и кадмий, являются реальной причиной развития микроэлементозов. Доказано, что дефициту химических элементов наиболее подвержены [7, 15]:

дети и подростки в период интенсивного роста;

беременные и кормящие матери;

«трудоголики»;

люди с хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, в том числе дисбактериозом кишечника;

спортсмены;

вегетарианцы;

люди, которые бесконтрольно «садятся»на диеты или плохо питаются;

алкоголики, курильщики, наркоманы.

Избыток химических элементов чаще всего встречается у:

жителей территорий, на которых имеются металлургические, химические, радиотехнические, стекольные, добывающие и аккумуляторные предприятия, ТЭЦ, скопления автотранспорта;

металлургов, шахтеров, сварщиков, токарей, химиков, водителей, работников бензоколонок, автомастерских и сотрудников ГАИ.

Микроэлементозы могут носить эндемический характер, например эндемический зоб, флюороз [2]. При дисбалансе минеральных веществв организме, вызванном алиментарным фактором, неблагоприятной экологической ситуацией, заболеваниями (в том числе и генетически детерминированными - болезнь Вильсона-Коновалова, энтеропатический акродерматит), сопровождающимися нарушением всасывания микроэлементов или длительным применением некоторых лекарственных веществ, микроэлементы вступают в конкурентные взаимоотношения и могут вызвать парадоксальные реакции[20]. Наиболее высока чувствительность к химическим агентам у эмбриона, новорожденного, ребенка раннего возраста, что объясняется индивидуальной гиперчувствительностью и этническими особенностями реакций на ксенобиотики [13]. Установлены новые закономерности развития вторичной иммунной недостаточности у детей под влиянием загрязнения окружающей среды солями тяжелых металлов [2, 5, 21].

Доказано, что нарушения в системах интерфероногенеза и фагоцитоза встречаются при этом чаще и выражены более интенсивно, чем сдвиги показателей клеточного и гуморального иммунитета [1, 8]. Доказана прямая зависимость роста заболеваемости (в том числе наследственного характера) детей от общего ухудшения экологической обстановки [10, 14]. Это касается, прежде всего, геохимической обстановки в крупных промышленных городах [2]. Таким образом, важнейшие функции организма человека - реализация генетической информации, образование субклеточных структур, метаболические процессы, выработка энергии, функционирование всех органов и систем находятся в зависимости от количественного и качественного содержания в организме минеральных веществ. Изучение их биологической роли является актуальным для современной медицины, а новые научные исследования, уточняющие место макро- и микроэлементов в этиологии, патогенезе и особенностях течения многих заболеваний, дадут возможность повысить эффективность их лечения и профилактики.

Рассмотрим витамины, минералы и микроэлементы. Основное внимание уделяется их способности взаимодействовать между собой при совместном приеме.

Рассматриваются четыре типа взаимодействия [1]:

Химическое - которое может происходить на стадии производства пищевых добавок до того, как они попадают к потребителю.

Биохимическое - для которого характерны конкуренция микроэлементов за общий сайт связывания при усвоении и/или транспорте, облегчение антиоксидантных циклов или какая-либо еще последовательность биохимических процессов, способствующая повышению их эффективности.

Физиологическое - которое может усиливать или снижать эффективность использования нутриентов.

Клиническое - при котором есть признаки улучшения состояния здоровья или в скрытой форме существует дефицит питательных веществ.

Такие взаимодействия в большинстве случаев имеют значение для рациона тех лиц, у которых потребление витаминов, минералов и микроэлементов находится на уровне или ниже уровня RDA (рекомендованная суточная доза микронутриентов, принятая в Великобритании), и при этом предпочтительная эффективность пищевых добавок также находится на уровне RDA.

В настоящее время в Великобритании большинство пищевых добавок, находящихся в продаже в виде комплекса витаминов, минералов и микроэлементов, находится на уровне RDA [2]. Тем не менее существуют такие группы лиц, у которых ежедневный прием витаминов и микроэлементов не достигает уровня RDA [3]. В частности, это касается тех, кто соблюдает диету для похудения или достиг 65-летнего возраста [4].

Химические взаимодействия

Данные о приводимых ниже взаимодействиях получены в результате биологических исследований, но соответствующие условия могут, вероятно, возникать и на стадии производства таблеток и капсул, последующего распространения и хранения в течение указанного срока годности.

Медь в присутствии неорганического сульфата в больших концентрациях (до 4,000 ppm) образует нерастворимый тиомолибдат и тем самым может сокращать уровень усвоения молибдена при приеме [5]. Фосфор может образовывать нерастворимый магний-кальций-фосфатный комплекс и, соответственно, понижать эффективность всасывания магния [6].

Цинк может образовывать нерастворимые соединения с фолиевой кислотой, в частности, при низком pH [7]. Если такие соединения образуются в желудке, то они растворятся в двенадцатиперстной кишке при более высоком pH, но если подобная реакция произошла до употребления, то эти соединения не усваиваются и разрушаются.

Витамин B2 (рибофлавин) образует соединение с цинком, увеличивая тем самым его эффективность [8].

Фолиевая кислота (B9) образует другое соединение с оксидом цинка, которое не растворяется даже при наличии более высокого pH в двенадцатиперстной кишке, уменьшая уровень усвоения B9 [9].

Витамин C (аскорбиновая кислота) способен разлагать селенит до атомарного селена, который в отсутствие других нутриентов является биологически инертным [10]. Одновременное употребление аскорбиновой кислоты с витамином B12 в качестве лекарственного препарата приводит к разрушению последнего [11].

В мультивитаминно-минеральном комплексе, по-видимому, не происходит никаких химических реакций в отсутствие железа, тогда как в его присутствии, согласно исследованию, витамин В12 может терять до 30% своей активности [12].

Биохимическое взаимодействие

Витамины группы B являются важными кофакторами во многих метаболических реакциях и, соответственно, опосредованно влияют друг на друга. Например, витамины B3 и B6 являются функциональными компонентами ферментов, участвующих в высвобождении энергии из пищи, и в данном случае взаимодействуют между собой опосредованно, не повышая и не подавляя эффективность друг друга.

Биохимическое взаимодействие делится на три группы:

• конкуренция за общий сайт связывания,

• поддержка протекания биохимических процессов,

• поддержка протекания антиоксидантных циклов.

Конкуренция за общий сайт связывания

Сложное взаимодействие возникает между близкими друг к другу по химическим свойствам элементами, которые, как предполагается, могут иметь общие механизмы усвоения и конкурировать за лиганды, являющиеся связующим звеном при всасывании и транспорте в кровь [13]. Эта группа элементов включает хром, кобальт, медь, железо, марганец и цинк, а также токсичные металлы кадмий и свинец. Предполагается, что недостаток одного или нескольких элементов из этой группы может привести к антагонистической конкуренции при усвоении, вызывая дефицит одного или более важных микроэлементов, которое, в свою очередь, приводит к предрасположенности к токсическим эффектам при приеме кадмия и свинца.

Кальций оказывает ингибирующее воздействие на поглощение железа при их совместном употреблении [14]. Кроме того, кальций подавляет усвоение цинка [15]. Хром взаимодействует с железом при связывании с трансферрином и, соответственно, может нарушать метаболизм железа и его накопление [16].

Медь и цинк взаимно антагонистичны, переизбыток одного из них в пище приводит к подавлению усвоения другого; но содержание элементов, необходимое для проявления данного воздействия, должно быть значительно выше того, которое присутствует в обычном рационе [17].

Как установлено, железо и цинк вмешиваются в процесс усвоения друг друга, хотя механизм их антагонистичности пока не выяснен [18]. Употребление железа совместно с аскорбиновой кислотой (витамином C) и в достаточно большом количестве подавляет усвоение меди [19].

Марганец понижает эффективность усвоения железа на 40%, хотя его эффект может варьироваться в зависимости от наличия других нутриентов и формы железа [20]. Например, можно предположить, что не будет наблюдаться сходного влияния на гемовое железо мясных продуктов.

Рибофлавин (витамин B2) необходим для усвоения железа; дефицит рибофлавина в рационе питания затрудняет этот процесс [21].

Биотин и пантотеновая кислота имеют общую систему транспорта, но никакого значения этого факта для питания не установлено [22].

Витамин C вступает в прямое взаимодействие с железом, повышая эффективность его усвоения при совместном приеме [23].

Витамин A может косвенно способствовать усвоению железа, предотвращая его ингибирование фитатом [23]. При высоком содержании он может влиять на процесс усвоения витамина К, что, как было показано, сопровождается также кровоизлияниями у подопытных крыс [24].

Витамин D регулирует поглощение кальция, что, возможно, является результатом влияния витамина на транспорт кальция из просвета кишечника [25].

Результаты исследований на животных показали, что витамины A и D могут уменьшать токсичность друг друга, предположительно за счет взаимного антагонистического взаимодействия [26].

Витамин Е при одновременном употреблении с витамином А в больших количествах (500 мг E и 60 мг A) может повышать усвоение А и понижать его токсичность [27,28].

Определение RDA

При изложении рекомендаций по применению нутриентов термин RDA (рекомендованная суточная доза) употребляется для «RDA маркировки» в соответствии с действующим законодательством Европейского Союза. Этот термин удобен для потребителя в качестве единого термина вместо различных рекомендованных доз нутриентов (RNI), установленных для мужчин, женщин и различных возрастных групп.

Поддержка протекания биохимических процессов

Витамин B12 является необходимым компонентом ферментной системы, участвующей в преобразовании фолатов в их метаболически активные формы. При дефиците витамина B12 подавляется существенный этап последовательности биохимических процессов [29].

Витамин К является важным фактором в последовательности реакций, которые позволяют ионам кальция образовывать комплекс с протромбином, способным, в свою очередь, связываться с фосфолипидами и образовывать тромбин [30]. При этом образование тромбина является пусковым механизмом в процессе свертывания крови.

Поддержка протекания антиоксидантных циклов

Предполагается, что витамин C вовлечен в гипотетическую циклическую регенерацию витамина E, при котором витамин C действует в качестве восстановителя [31]. Хотя концепция сохранения уровня витамина E за счет регенерации его активности довольно привлекательна, нет достаточных данных для подтверждения значимости этой гипотезы для питания.

В рамках данного исследования физиологические взаимодействия ограничены теми из них, которые снижают или усиливают эффективность использования (утилизации).

Взаимодействия, усиливающие эффективность использования

По результатам проведенного исследования, витамин В1 (тиамин) повышает эффективность использования пантотеновой кислоты в метаболизме [32].

Витамин B2 (рибовлафин), в рамках того же исследования, также увеличивал эффективность использования пантотеновой кислоты, но в меньшей степени, чем витамин B1 [32].

Использование железа увеличивается при добавлении рибофлавина в рибофлавин-дефицитную диету, но не выявлено доказательств положительного влияния рибофлавина на усвоение железа при его употреблении в количестве, превышающем RDA [21].

В исследованиях на цыплятах было выявлено повышение эффективности использования пантотеновой кислоты за счет действия витамина B12 [33]. В опытах с крысами было установлено, что пантотеновая кислота улучшает эффективность утилизации витамина С (аскорбиновой кислоты) [34]. Витамин A влияет непосредственно на транспорт железа и образование эритроцитов. Вероятно, при дефиците витамина А мобилизация железа из депо крови также затруднена [23].

Витамин C влияет на накопление железа и его транспорт, вероятно, за счет участия в регуляции синтеза ферритина и, следовательно, увеличения эффективности использования железа [35,36]. Витамин D регулирует метаболизм кальция и фосфата и повышает эффективность их утилизации. Витамин D активен во многих тканях, в первую очередь в кишечнике, костях и почках, где реабсорбция кальция дает весомый вклад в общую экономию кальция в организме [37].

Витамин K участвует в использовании кальция на ранних стадиях формирования костной ткани [38]. Процесс формирования и восстановления костной ткани является комплексным, вовлекая не только витамины D и K, но и остеокальцин, и, вероятно, другие белковые регуляторы. Кроме того, магний принимает самое непосредственное участие в образовании паратгормонов. Следовательно, необходимо рассматривать витамины D, K и минералы, участвующие в формировании костной ткани, в едином комплексе, признавая при этом возможность образования других соединений, способных оказывать влияние на данную систему.

Взаимодействия, понижающие эффективность использования

Было сделано сообщение, что фолиевая кислота понижает уровень витамина B12 и цинка в сыворотке крови, но другие исследования этого не подтверждают [39,40]. В настоящее время не имеется достаточно данных для доказательства взаимодействия между фолатом и витамином B12 или цинком, которое могло бы приводить к снижению эффективности их использования.

Витамин C ошибочно связывают с пониженным усвоением меди из тонкой кишки [41]. Наиболее правдоподобное объяснение уменьшения активности меди в данном случае заключается в том, что аскорбиновая кислота способствует диссоциации меди из церулоплазмина и, соответственно, понижает ее оксидазную активность [42].

Витамин E не имеет количественно выраженного воздействия на скорость свертывания крови и, соответственно, поддающегося количественному определению взаимодействия с витамином К, если его содержание в продуктах питания находится на уровне RDA. Напротив, ежедневное добавление витамина E в виде пищевых добавок в объеме более 250 мг оказывает влияние на скорость свертывания крови [43]. Предполагается, что такое явление может быть вызвано воздействием витамина E на реакцию карбоксилирования, необходимую для активации факторов свертывания крови, зависимых от витамина K [44].

Результаты исследования на цыплятах показали, что медь понижает активность пантотеновой кислоты [45]. Также установлено взаимодействие меди с молибденом (предположительно в сердечно-сосудистой системе), но у человека оно не выявлено [46].

Селен участвует в метаболизме йода, и хотя высокое содержание селена не увеличивает его активность, дефицит способствует понижению его активности [47].

Клиническое взаимодействие

Ниже представлены взаимодействия, которые имеют видимые клинические последствия и поэтому напрямую связаны с питанием человека.

Фолиевая кислота в сочетании с витаминами B12 и B6 участвует в метаболических реакциях превращения гомоцистеина в цистеин и метионин. При совместном приеме этих витаминов в нужной концентрации гомоцистеин преобразуется в цистеин и метионин; при этом его концентрация в крови остается низкой [48].

С низкой концентрацией гомоцистеина связано понижение риска коронарной недостаточности [49]. Несмотря на изученность метаболических процессов, причины, по которым гомоцистеин может служить признаком коронарной недостаточности, неизвестны.

Фолиевая кислота может скрывать симптомы B12 дефицитной анемии при ежедневном употреблении в количестве 5 мг [50]. Этого не происходит, если суточная доза равна 1 мг или менее. Данное явление пока еще не включено в перечень взаимодействий, поскольку ежедневное употребление пищевых добавок в количестве, превышающем 1 мг/сут., без медицинского контроля, не рекомендуется ни в Северной Америке, ни в Европе.

Рассмотренные в статье взаимодействия микронутриентов суммарно представлены в таблице 1.2. Количественные данные отсутствуют, так как во многих случаях они недостаточны для того, чтобы делать соответствующие заключения (где возможно, такие данные представлены в тексте).

Маловероятно, чтобы потребитель мультивитаминно-минеральных комплексов мог быть подвергнут риску в результате неспособности производителя понять механизм известных взаимодействий между нутриентами, но заявленная польза применения не может быть полностью реализована в том случае, если возможность взаимодействия микронутриентов игнорируется.

Таблица 1.2

.2 Роль селена в обеспечении жизненных функций человека и связанные с этим селендефицитные состояния

Селен (Se) - биологически - активный микроэлемент, входящий в состав большинства гормонов и ферментов и связанный таким образом со всеми органами и системами человека. Он активно участвует в обмене белков и нуклеиновых кислот, в обеспечении организма кислородом и выработке энергии, поддержании функций соединительной ткани (питание и очистка клеток, регуляция их функций) и иммунитета, в процессах воспаления и регенерации. Обмен селена в организме тесно связан с обменными процессами витаминов Е, С, А и каротиноидами.

Доказано участие селена в первой фазе биохимической адаптации (окисление чужеродных веществ с образованием органических окисей и перекисей), а также и второй её фазе (связывание и выведение активных метаболитов).

Дети раннего возраста и первых месяцев жизни особенно чувствительны к адекватной обеспеченности всеми факторами антиоксидантной системы, поступающими с пищей, и, в частности, селеном. Селен напрямую участвует в формировании иммунитета ребенка, а значит обуславливает склонность его к инфекционно-воспалительным заболеваниям.

Накопление в организме токсичных металлов опасно не только для сердечной мышцы, но и является главной причиной такой болезни, как рассеянный склероз. Главный неоцененный вклад селена в поддержание здоровья связан с его способностью ликвидировать угрозу, исходящую от таких ядовитых металлов, как свинец, платина и ртуть. Селен производит противовоспалительное действие. Поскольку глутатионпероксидаза имеет противовоспалительные свойства, селен оказывает благотворное действие при ревматоидном артрите, остеоартрите, астме и других заболеваниях, например, колите и псориазе.

Селен активно участвует в детоксикации (обеззараживании) токсинов в печени, трофике мышц и образовании кожи, волос, ногтей, роговицы глаз, склонности к новообразованиям, катаракте, снижению остроты зрения, регенерации поврежденных тканях.

Подтверждено положительное влияние селена на репродуктивные функции человека. Результаты проведенных в этой области исследований позволяют рекомендовать прием селенсодержащих препаратов (в частности диметилдипирозолилселенид) для обязательного применения мужчинам и женщинам за несколько месяцев до планируемой беременности, во время беременности и кормления новорожденных в комплексе с другими микроэлементами, а также витаминами. Существует также высокая вероятность эффективности препарата диметилдипирозолилселенида при лечении некоторых форм мужского и женского бесплодия.

С возрастом уровень селена в вашем организме падает. По данным исследований, после шестидесяти лет уровень селена падает на 7 %, а после семидесяти пяти - на 24 %. Когда в ваших клетках уменьшается содержание селена ваша иммунная система расстраивается, и вы оказываетесь более подвержены инфекциям и раку. Одно из самых перспективных направлений в борьбе с раком и другими тяжелыми заболеваниями - это терапия с использованием пищевых диет и продуктов, обогащенных микроэлементом - селеном.

Эффективность селена при лечении онкологических заболеваний подтверждена множеством научных исследований. В доступной нам литературе описаны различные механизмы влияния соединений селена на онкогенез: селен может выступать в качестве ингибитора энзимов, преобразующих проканцерогены в их активные формы; непосредственно реагировать с конечным канцерогеном, лишая последний возможности взаимодействия с ДНК; активирует ферменты детоксикации; подавляет репликацию или трансформацию вирусов, вызывающих развитие опухолей; способен стимулировать активность естественных клеток киллеров (ЕКК), тем самым, подавляя ЕКК - чувствительные опухоли и повышая противоопухолевый иммунитет; обладает выраженным токсическим действием на клетки опухоли; оказывает антибластомогенное действие (подавляет митотическую активность, изменяет продолжительность отдельных фаз митоза), при этом выявляется парадоксальный эффект малых концентраций селена, действие которых в короткие сроки характеризуется более низким митотическим индексом, чем при введении более высоких концентраций. Таким образом, селен может оказывать многогранное влияние на течение опухолевого процесса.

Механизм токсического действия селена на организм окончательно не выяснен. Известно лишь, что он значительно угнетает тканевое дыхание, понижая активность окислительно-восстановительных ферментов

Селен и витамин Е помогают людям улучшить мыслительные способности и эмоциональное состояние, снижают депрессию, повышают аппетит и устраняют усталость. Низкий уровень селена в крови делает вас более уязвимыми для сердечных заболеваний. Чем ниже уровень селена, тем выше степень закупорки артерий. Селен защищает сердце не только благодаря своей роли в выработке глутатионпероксидазы, но и за счет ограничения содержания в организме таких ядовитых металлов, как кадмий, ртуть и свинец, для которых он является антагонистом.

1.2.1 Селендефицитные состояния человека и пути его коррекции

В России существуют три группы регионов по обеспеченности селеном взрослых жителей: с низким (концентрации селена в сыворотке крови взрослых - 60-80 мкг/дм, средним (81-115 мкг/дм) и высоким (более 120 мкг/дм) уровнями. Исходя из этих данных, можно предположить наличие дефицита селена у взрослого населения при содержании элемента в сыворотке крови ниже 60 мкг/ дм.

В теx регионах, где потребление селена в суточном рационе ниже нормы в 2-2,5 раза или ежедневное потребление элемента менее 7 мкг, наблюдаются такие заболевания, как болезнь Кешана и болезнь Кашина-Бека. Болезнь Кешана - это эндемическая кардиомиопатия, которая наиболее часто встречается в тех районах, где отмечено низкое содержание селена в почве, и, следовательно, в растениях, выращенных на ней, продуктах местного производства. Болезнь впервые зарегистрирована в 1907 г. в округе Кешан на севере Китая.

Для болезни Кешана характерны аритмии, увеличение размеров сердца, фокальные некрозы миокарда, за которыми следует сердечная недостаточность. Определяются низкие концентрации селена в крови, сыворотке крови, моче. Заболевание имеет высокий процент летальности. Существует четыре клинические формы заболевания: острая (содержание селена в сыворотке крови детей - 11,35+0,28 мкг/дм), подострая, хроническая (32,4±0,28 мкг/дм) и латентная (51,2±0,86 мкг/дм). Смертность при болезни Кешана связана с нарушением антиокислительной активности крови и патологией обмена жирных кислот.

Болезнь Кашина-Бека (Уровская болезнь) - это эндемическая остеопатия, поражающая преимущественно детей 6-13 лет (пик заболеваемости приходится на 8 лет), но могут поражаться лица от 4 до 55 лет. В группе подростков мальчики страдают в 2 раза чаще девочек. Заболевание впервые описано в Забайкалье в бассейне реки Уров Кашиным в 1848 г., Юренским И.М. в 1849 г. и в 1906 г. Беком Е. Эндемичные районы - восточная часть Читинской области, районы среднего течения реки Зеи Амурской области. Болезнь также известна в Северном Китае и Корее, периодически встречается в Якутии, Бурятии и других регионах России. Считается, что заболевание связано с глубоким дефицитом селена, высокой концентрацией органических соединений (особенно фолиевой кислоты) в питьевой воде и тяжелым поражением зерна грибком Fusarium oxysporum или Alternaria alternata. Фолиевая кислота и микотоксины зерна повреждают хондроциты и увеличивают перекисное окисление липидов, а низкое содержание селена не может защитить клетки от повреждения этими токсинами и продуктами перекисного окисления липидов.

Характерные симптомы селендефицитных состояний не определены, но отмечено, что многие люди, имеющие низкую обеспеченность селеном, имеют низкий мышечный тонус. У животных при глубоком дефиците селена

крайним проявлением снижения мышечного тонуса является беломышечная дистрофия [17].

Симптоматика заболеваний, вызванных недостаточным поступлением элемента в организм человека, весьма разнообразна.

Эпидемиологические исследования устанавливают связь между низким содержанием селена в питании и повышенным риском кардиомиопатии, сердечно-сосудистых заболеваний и канцерогенезом. Селен играет эссенциальную роль в антиоксидантной защите организма, функций щитовидной железы, клеточном иммунитете, спермогенезе и функции предстательной железы. Дефицит селена и дефицит другого важного антиоксиданта - витамина Е взаимно усугубляют друг друга. Дефицит селена и глутатионпероксидазы приводит к нарушению функции тромбоцитов.

Установлена обратная зависимость величины артериального давления у больных гипертонической болезнью с наличием в питьевой воде повышенных концентраций селена. Среди лиц, употребляющих бедную селеном питьевую воду, распространенность артериальной гипертонии в два раза выше, чем при употреблении воды с адекватным содержанием элемента.

Селен играет важную роль в функционировании иммунной системы, и с его недостатком могут быть связаны иммунодефициты различного характера (опухоли, аутоиммунные и аллергические заболевания). Установлено, что селен, способен непосредственно стимулировать активность естественных киллерных клеток (ЕКК), подавляя тем самым активность ЕКК-чувствительных опухолей. Селен способствует усилению клеточного и гуморального иммунных ответов, моделирует фагоцитарную функцию. Иммунотропное действие препаратов селена усиливается при их сочетании с цинком, витаминами А, Е и С [18].

Связь дефицита селена с нарушением функции щитовидной железы не подлежит сомнению. Фермент йодтиронин 5-дейодиназа, отвечающая за периферическую продукцию трийодтиронина (Тз), содержит селен. У пожилых людей часто отмечается сниженная периферическая конверсия тироксина (Т) в Тз. Обнаружена значимая линейная корреляция между снижением соотношения Тз /Т и уровнем селена, нарастающие с возрастом. При дефиците селена ингибируется активность дийодиназы, повышается уровень Т в периферических тканях, а уровень Тз уменьшается, усугубляя дефицит йода, если он имел место. Более того, селен не только активирует тиреоидный гормон, но и осуществляет антиоксидантную защиту щитовидной железы, без чего также возможно развитие гипотиреоза.

Селен снижает мутагенность потенциально опасных аминофлюоренов, канцерогенные и токсические свойства кадмия, свинца, мышьяка, органических и неорганических соединений ртути. Воздействие тяжелых металлов подавляет активность ряда ферментных систем, влияющих на восстановительную способность клеток (глюкоза-6-фосфат дегидрогеназа, NAD-синтетаза, глютатионпероксидаза, каталаза) и, соответственно, повышается риск астмы. Простые диетические и экологические мероприятия могут существенно снизить оксидантный стресс и риск развития астматических симптомов, что может быть эффективным дополнением к фармакологическому лечению [19].

Клинические данные подтверждают эффективность селена (в комбинации с токоферолом, b-каротином и кальциферолом) при раке кожи, вызванном солнечным облучением.

Селен - важный микроэлемент и для функционирования репродуктивной сферы. Способность как мужского, так и женского организма к воспроизводству и здоровье рождающегося ребенка зависят от оптимального потребления селена. Как известно, селен входит в состав специфических селенопротеинов спермы и яичек, что в сочетания с антиоксидантным действием селена в составе глутатионпероксидазы тканей репродуктивной сферы обеспечивает ее нормальное функционирование. В сочетании с фолиевой кислотой, пантотеновой кислотой и цинком селен имеет важное значение для предотвращения уродств новорожденных, а у беременных снижает вероятность выкидышей.

Благодаря изучению элементного обмена была понята причина синдрома "внезапной" детской смерти (СВДС). В настоящее время доказано, что в основе СВДС лежит дефицит селена и витамина E: плацентарная недостаточность, бактериальное потребление селена во время беременности угнетают тиреоидную функцию у плода, что в дальнейшем может принести к СВДС [20].

Первичным фактором, определяющим содержание селена в материнском молоке, является потребление селена матерью. Селен, полученный с молоком матери, лучше усваивается, чем селен питательных смесей. Рекомендуется добавление селена в питание матерей, а также коров, чье молоко используется для приготовления питательных смесей. Разрабатываются вопросы предупреждения рака пищевыми добавками, содержащими селен. Введение селена в питание больных СПИДом улучшало показатели энзимной антиоксидантной системы и уровень глютатиона [21].

Таким образом, имеющиеся в настоящее время данные о биологической роли селена свидетельствуют о необходимости коррекции его дефицита в питании.

Коррекция недостатка микроэлемента в питании, по мнению ведущих специалистов, может осуществляться по следующим направлениям:

. Рационализация питания населения с включением в рационы продуктов, являющихся источниками селена, в частности, смешивание богатой селеном пшеницы, импортируемой из США, Канады и Австралии, с пшеницей отечественного происхождения, позволяет существенно повысить содержание селена в хлебе и хлебобулочных изделиях и, тем самым, увеличить поступление микроэлемента в организм человека

. Внесение в минеральные удобрения неорганических соединений селена, преимуществом данного подхода является то, что в обедненную селеном почву вносится микроэлемент, который в растениях биотрансформируется в органические производные селена. Тем самым содержание селена в растениях, предназначенных на пищевые и кормовые цели, увеличивается.

В 1985 году в Финляндии внесли в почву селенсодержащее удобрение. Средняя концентрация селена в сыворотке крови у финнов увеличилась с 1,05 мкмоль/л в ноябре 1985 года до 1,60 мкмоль/л в ноябре 1989 года. Это увеличение продемонстрировало положительный эффект использования селена при обогащении удобрений и привело к увеличению импорта зерна с высоким содержанием селена в 1988-1989г. Результаты данного исследования показали, что в течение действия программы обогащения селеном, потребление селена финнами было в пределах безопасного и адекватного уровня. Снижение в 1991 году внесения селена в корма сопровождалось существенным уменьшением концентрации селена в сыворотке крови обследованных добровольцев.

. Использование БАД к пище, содержащих органическую форму селена. Данный подход позволяет достаточно быстро ликвидировать недостаточность селена и четко дозировать потребление микронутриента в зависимости от степени имеющегося дефицита.

Рынок селенсодержащих БАД представлен широким ассортиментом: здесь представлены как органические формы селена, так и неорганические. Необходимо отметить, что некоторые цены БАДов высоки для малоимущих слоев населения.

К селенповышающим пищевым добавкам относят также растения, содержащие повышенную дозу селена. Так, например, к ним относят топинамбур и нут.

. Создание и освоение производства обогащенных селеном пищевых продуктов питания массового потребления. При этом предпочтение следует отдавать органическим производным селена как значительно менее токсичным.

Известны способы обогащения продуктов питания селеном. Обогащение напитков для детей селенизированными дрожжами, обогащение хлебных изделий, сливочного масла. Наиболее предпочтительным способом коррекции селендефицита является обогащение продуктов с мясорастительной основой, например, паштет из фасоли и куриного филе.

1.2.2 Пути коррекции дефицита селена в питании

Исходя из трофической цепи селена, коррекция недостатка микроэлемента в питании, по мнению ведущих специалистов, может осуществляться по следующим направлениям:

Рационализация питания населения с включением в рационы продуктов, являющихся источниками селена, в частности, смешивание богатой селеном пшеницы, импортируемой из США, Канады и Австралии, с пшеницей отечественного происхождения, позволяет существенно повысить содержание селена в хлебе и хлебобулочных изделиях и, тем самым, увеличить поступление микроэлемента в организм человека.

Внесение в минеральные удобрения неорганических соединений селена, преимуществом данного подхода является то, что в обедненную селеном почву вносится микроэлемент, который в растениях биотрансформируется в органические производные селена. Тем самым содержание селена в растениях, предназначенных на пищевые и кормовые цели, увеличивается.

Использование БАД к пище, содержащих органическую форму селена. Данный подход позволяет достаточно быстро ликвидировать недостаточность селена и четко дозировать потребление микронутриента в зависимости от степени имеющегося дефицита.

Создание и освоение производства обогащенных селеном пищевых продуктов питания массового потребления. При этом предпочтение следует отдавать органическим производным селена как значительно менее токсичным.

С развитием национального проекта «Сельское хозяйство» доля импорта зерна снижается и, как следствие, первый путь коррекции селен дефицита малоэффективен.

Второй путь коррекции недостатка селена в питании был применен в 1985 году в Финляндии - путем внесения в почву селенсодержащих удобрений. Средняя концентрация селена в сыворотке крови у финнов постепенно увеличилась с 1,05 мкмоль/л в ноябре 1985 года до 1,60 мкмоль/л в ноябре 1989 года. Это увеличение продемонстрировало положительный эффект использования селена при обогащении удобрений и привело к увеличению импорта зерна с высоким содержанием селена в 1988-1989г. Результаты данного исследования показали, что в течение действия программы обогащения селеном, потребление селена финнами было в пределах безопасного и адекватного уровня. Снижение в 1991 году внесения селена в корма сопровождалось существенным уменьшением концентрации селена в сыворотке крови обследованных добровольцев.

Существует другая проблема, связанная с поглощением селена растениями в различных климатических условиях, она связана с водными режимами почв, окислительно-восстановительным потенциалом, кислотностью почвы и содержанием оксидов в почвах.

Третий подход коррекции селендефицита - применение биологически активных добавок частично решает проблему, так как широкие слои населения мало осведомлены в области профилактики заболеваний и предпочитают традиционные рецепты лечения [22]. Необходимо отметить, что некоторые цены БАДов высоки для малоимущих слоев населения.

Рынок селенсодержащих БАД представлен широким ассортиментом: здесь представлены как органические формы селена, так и неорганические.

Неорганические формы селена обладают рядом существенных недостатков: высокой токсичностью и связанным с этим риском токсических передозировок; малой совместимостью с такими легкоокисляемыми компонентами пищевых добавок, как витамины и витаминоподобные препараты; неорганические соединения селена способны перевозбуждать кишечную микрофлору и провоцировать возникновение острых форм дисбактериозов. Самым главным недостатком неорганических селеновых пищевых добавок является то, что их поведение в организме трудно регулируемо. Они способны возбуждать деятельность многих систем жизнеобеспечения организма в те периоды, когда в этом нет должной необходимости, при этом происходит истощение резервных возможностей организма и, прежде всего, иммунной системы [23].

Представитель таких добавок - «Неоселен» - водный раствор селенита натрия (производитель «Исинга»), но в данный момент препарат снят с продажи, так как увеличилось количество отравлений, вследствие передозировки.

К органическим формам селена относят селенсодержащие аминокислоты, такие как селенметионин, селенцистеин, и другие органические соединения, содержащие ковалентно связанный селен (селексен, селенопиран, 1,5 дифенил 3-селенан пентадион - 1,5; 1,5-дифенил 2,4 диметил З-селенопептадион-1,5 и др.) [24].

Органическими источниками селена являются селенобогащенные дрожжи, автолизат этих дрожжей, селенсодержащая микроводоросль спирулина, растения с повышенным содержанием селена и т.д. [25]

Пищевые дрожжи как представители одноклеточных организмов, сами по себе являются перспективным пищевым сырьем, обладающим известными преимуществами по сравнению e традиционными источниками. Белок дрожжевых изолятов хорошо переваривается и усваивается, богат лизином, но дефицитен по метионину, что снижает его биологическую ценность. Дрожжи хорошо растут и при достаточно высоком содержании металлов в среде, способны накапливать их [26].

Селенсодержащая дрожжевая биомасса может эффективно использоваться для получения хлебопекарных биоселеновых прессованных дрожжей, которые могут найти применение при выпечке хлеба. Однако, широкому использованию селенсодержащих дрожжей в питании населения препятствует наличие плохо перевариваемой клеточной оболочки, существенным образом снижающей усвояемость содержимого дрожжевой клетки и потенциально аллергенной [27].

Другим источником органического селена, вероятно, являются молочнокислые бактерии, используемые с давних времен человеком для приготовления сквашенных продуктов и оказывающие положительное действие на желудочно-кишечный тракт и организм человека в целом. Есть описание способа выращивания Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, с высоким содержанием селена. Искомый результат достигается обогащением культивируемой среды селенитом натрия в интервале концентраций селена с верхней границей 3 мкг/г. Содержание селена в лактобациллах при этих условиях варьирует от 100 до 1000 мкг/г сухой биомассы.

Следующий органический источник селена, который в настоящее время привлекает внимание исследователей, это фотосинтезирующий одноклеточный микроорганизм - спирулина, обычно обозначаемая в работах технологической и нутрициологической направленности как «микроводоросль».

Функциональные и технологические преимущества спирулины как источника селена, связаны с тем обстоятельством, что биомасса этого микроорганизма может быть получена как культивацией в открытых водоемах, в том числе природного происхождения, так и выращиванием в фотобиореакторах закрытого типа. Последняя технология отличается существенно большими финансовыми затратами, однако позволяет получать биомассу при строго постоянных параметрах среды культивации и может осуществляться в любых климатических условиях [28].

В отличие от некоторых высших растений, таких как астрагал, в которых в больших концентрациях могут присутствовать неорганические соединения селена (селениты н селенаты), в составе биомассы спирулины «биотрансформированный» селен представлен главным образом его органическими соединениями.

Кроме «натуральных» источников селена предпринимаются попытки получения искусственного селена. Так в 90-х годах Блинохватов А.Ф. синтезировал гетероциклическое соединение 9-фенил симметричный октагидроселеноксантен (селенопиран, С11-1). В настоящее время он утвержден в РФ как компонент биологически активных добавок (№ 002744.Р.643,03.2001). Установлены преимущества селенопирана по сравнению с неорганическими соединениями. Комплексные исследования позволили выявить, что селенопиран менее токсичен, чем селенит натрия в 77 раз. Полученные данные свидетельствуют о том, что селенопиран не является аллергеном, не обладает канцерогенной активностью, напротив, отмечена генатопротекторная функция и в некоторой степени антиканцерогенное действие [29].

К селенповышающим пищевым добавкам относят также растения, содержащие повышенную дозу селена. Так, например, к ним относят топинамбур и нут. Сухой порошок топинамбура позволяет увеличить содержание селена в сыворотке крови на 19 %. Обеспечение тканей элементом (содержание волосах) увеличивается более, чем на 300%. Такой эффект сухого порошка топинамбура объясняется его бифидогенным действием, обусловленным высоким содержанием инулина.

Нут (Cicer arietinum) содержит до 700 мкг/кг селена в виде селенметионина [30].

Известны способы обогащения продуктов питания селеном. Обогащение напитков для детей селенизированными дрожжами, обогащение хлебных изделий, сливочного масла. Наиболее предпочтительным способом коррекции селендефицита является обогащение продуктов животного происхождения, так как ассортимент продуктов животного происхождения довольно широк и разнообразен. Кроме того, продукты животноводства легко усвояемы, богаты белком, являются основным источником витаминов группы В, А, Е и т.д. [31].

1.3 Роль йода в организме и проблема йоддефицитных состояний

Основная биологическая функция йода состоит в поддержании функции щитовидной железы и построении ею гормона - тироксина. Йод пока является единственным известным микроэлементом, участвующим в образовании гормона.

Физиологическая роль тироксина, основой образования которого является йод, очень велика: контроль за интенсивностью основного обмена, влияние на водно-солевой, жировой и углеводный обмены. Как гормон, тироксин находится в постоянной связи с другими железами внутренней секреции, особенно с гипофизом и половыми железами. Он активно воздействует на физическое и психическое развитие человека, участвует в регуляции деятельности центральной нервной системы, влияет на эмоциональный тонус человека, на деятельность сердечно-сосудистой системы и печени.

В обычных условиях в организме человека содержится 20-50 мг йода. Наибольшая концентрация йода (8 мг из общего количества) содержится в щитовидной железе.

Суточная потребность взрослого человека - 100-200 мкг йода (0,1-0,2 мг).

Она полностью обеспечивается при нормальном сбалансированном питании (40-200 мкг) за счет продуктов растительного и животного происхождения. Лишь небольшая часть йода (около 5-10%) поступает с водой.

Наиболее высокое содержание йода в морских водорослях:

в сухой ламинарии - 160-800 мг на 100 г продукта,

в сухой морской капусте - 200-220 мг на 100 г продукта.

В морской рыбе и продуктах моря содержание йода достигает 300-3000 мкг на 100 г продукта.

Также источником йода для человека являются: мясо, яйца, молоко, овощи.

При длительном хранении продуктов и кулинарной обработке может теряться до 65% йода.

Недостаточность йода широко распространена и носит эндемический характер. Основной причиной является недостаточное содержание йода в окружающей среде, а следовательно и в продуктах питания. Проявляется недостаточность йода увеличением щитовидной железы (эндемический зоб). В ряде случаев может развиваться гипотиреоз (недостаточность функции щитовидной железы), проявляющийся резким снижением физической и умственной работоспособности, сухостью кожи, выпадением волос, снижением температуры тела, отечностью лица и другими симптомами.

Неоспоримо, что основной причиной развития йоддефицитных состояний является недостаток йода в почвах, воде, и, как результат этого крайне низкое содержание йода в основных продуктах питания, что оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения. Кроме дефицита йода в пище, воде, почве выделяют ряд других факторов окружающей среды, которые имеют значительно меньшее значение в развитии йоддефицитных заболеваний, но также оказывающих зобогенное воздействие. Это так называемые, фоновые зобогены, действие которых проявляется только на фоне йодного дефицита различной степени выраженности. По мнению ученых, они могут усугублять проявления йодной недостаточности, способствуя манифестации зобной эндемии, включая гипотиреоз, кретинизм, и утяжеляя нарушения физического и психического развития [5. Данилова Л.И. /Эндемический зоб: клинические аспекты проблемы. //Мед. Новости. - 1997. - № 6. - С. 3-11.].

Большое количество веществ окружающей среды известно своим воздействием на морфологию и функцию щитовидной железы, эти факторы представлены в таблице. К ним относятся тиоцианаты, флавоноиды, фенолы, дисульфиды, нитраты и нитриты. Огромное значение в развитии йод-дефицитных состояний имеют нерациональное питание с недостаточным содержанием белка, витаминов, микроэлементов (цинка, брома, селена, кобальта, меди), прием лекарственных препаратов: сульфаниламидов, антибиотиков (бензилпенициллин, эритромицин, стрептомицин и др.), производных тиомочевины, перхлоратов, солей лития; значительна роль курения, беременности, наследственных и иммунологических факторов в развитии данного процесса [5, 65. Данилова Л.И. /Эндемический зоб: клинические аспекты проблемы. //Мед. Новости. - 1997. - № 6. - С. 3-11. 6. Данилова Л.И., Холодова Е.А., Стожаров А.Н. Эндемический зоб: особенности диагностики, лечения и профилактики в различных возрастных группах населения: Метод. рекоменд. - Мн.,1996. - 30с.] (Таблица 1.3).

Таблица 1.3

Несмотря на очевидность роли факторов окружающей среды в патогенезе эндемического зоба, ряд закономерностей позволяет предположить, что определенное значение могут иметь и эндогенные, в том числе, генетические факторы [35]. Обращает на себя внимание тот факт, что не у всего населения, проживающего в местности с йодной недостаточностью, развиваются йоддефицитные заболевания. Случаи спорадического зоба встречаются в регионах с отсутствием йодного дефицита, подтверждают генетическую компоненту в патогенезе заболевания [26].

Есть мнение, что характерной чертой зобной эндемии, возникающей при сочетании низких величин йода и селена, является дисбаланс тиреоидных гормонов, проявляющийся накоплением тироксина с параллельным снижением величины трийодтиронина, что обусловливает развитие симптомов дистиреоза [1]. Дефицит селена усугубляет проявления йодной недостаточности, вызывая не только тиреоидную дисфункцию, но и индуцирует некротические, фиброзные изменения в щитовидной железе, стимулирует клеточную пролиферацию [21].

В человеческом организме йод находится и в неорганической форме: йодид-ионы. Он входит в состав гормонов щитовидной железы. Эти гормоны выполняют жизненно важные задачи: поддерживают нормальный углеводный, белковый и жировой обмен в организме, а также стабильное состояние психики, что особенно важно для людей, перешагнувших 60-летний рубеж. При недостатке йода нарушается обмен веществ в организме, перестает правильно функционировать щитовидная железа, ослабляется иммунитет. Ухудшается состояние кожи, ногтей и волос, повышается риск развития атеросклероза и ожирения. #"537955.files/image006.gif">

Рисунок 2.1 - Модель рецептуры программы Generic 2.0

- определить список компонентов необходимых в работе; добавить недостающие компоненты, сформировать состояния, откорректировать состав имеющихся компонентов «в окне данные о компонентах, и их составе»;

сформулировать задачу для моделирования «в окне задач»;

моделирование производят через пункт «рецептура: моделирование состава»;

в случае ручного формирование рецептуры ввести рецептуру в окне «рецептура»;

произвести расчет элементарного состава и оценку результата моделирования рецептуры через пункт «рецептура/расчет».

Расчет рецептур производится вызовом через соответствующий пункт меню (Рецептуры/Расчет) либо через кнопку "Расчет" (см. "Главное окно программы"). Задание параметров для расчета и отображение результатов производится в появляющемся окне "Расчет рецептур". Окно содержит две таблицы. В таблице "Состав рецептуры" отображается компонентный состав рецептуры. В таблице "Содержание элементов" отображается элементный состав рецептур и значения функций желательности в соответствии с выбранной задачей. При запуске окна расчета таблицы не содержат данных. Для заполнения таблиц необходимо выбрать задачу, рецептуру/результат моделирования для расчета. Для этого надо щелкнуть на кнопке "Выбрать" и задать вышеперечисленные параметры, после чего таблицы заполняются расчетными данными для выбранных исходных параметров расчета.

Расчет можно сохранить в виде рецептуры или компонента. Для этого необходимо щелкнуть на кнопке "Сохранить" и в появившемся окне сохранить расчет. Расчет сохраняется как рецептура в виде компонентного состава или как компонент в виде элементного состава.

По данным расчета, возможно построить диаграмму, распечатать результат расчета или копировать выделенные в таблицах данные в буфер обмена с помощью кнопок "Диаграмма".

Задание параметров расчета.

В окне задания параметров расчета содержатся две таблицы: "Рецептуры", "Задачи", в которых отображены все рецептуры и задачи базы данных программы.

Для задания задачи необходимо установить в таблице "Задачи" курсор на необходимую задачу и нажать или дважды щелкнуть задаче. В поле слева отобразится наименование выбранной задачи.

Исходными данными для расчета являются или уже существующие рецептуры или компонентные составы результатов моделирования. Для выбора рецептуры или результата служат индикаторы панели "Источник".

Выбор рецептуры осуществляется аналогично выбору задачи в таблице "Рецептуры".

Для выбора результата моделирования необходимо выбрать в панели "Источник" индикатор "Результаты моделирования" и щелкнуть на кнопке В появившемся окне результатов установить курсор на необходимый результат моделирования и щелкнуть на кнопке "Выход" (или нажать <ENTER>). В поле слева таблицы "Рецептуры" отобразится номер результата.

Для выбора заданных параметров расчета необходимо щелкнуть на кнопке "Выбрать" (нажать<ENTER>), для отмены на кнопке "Выход" (нажать <ENTER>).

Задачу оптимизации процессов, характеризующихся несколькими откликами, обычно сводят к задаче оптимизации по одному критерию с ограничениями в виде равенств или неравенств. В зависимости от вида поверхности отклика и характера ограничений для оптимизации предлагается использовать методы неопределенных множителей Лагранжа, линейного и нелинейного программирования и др. К недостаткам этих способов решения задачи следует отнести вычислительные трудности. В частности при описании поверхности отклика полиномами второго порядка решение задачи на условный экстремум с применением неопределенных множителей Лагранжа приводит к необходимости решать систему нелинейных уравнений. Поэтому одним из наиболее удачных способов решения задачи оптимизации процессов с большим количеством откликов является использование предложенной Харрингтоном в качестве обобщенного критерия оптимизации так называемой обобщенной функции желательности. Для построения обобщенной функции желательности предлагается преобразовать измеренные значения откликов в безразмерную шкалу желательности.

Для построения шкалы желательности удобно использовать метод количественных оценок с интервалом значений желательности от 0 до I. Значение d = 0 (или D) соответствует абсолютно неприемлемому значению данного отклика; a d = 1 (D=l) - самому лучшему значению отклика, причем дальнейшее увеличение его или невозможно, или не представляет интереса. Промежуточные значения желательности и соответствующие им числовые отметки приведены в таблице 2.1.

Построенная в соответствии с таблицей 2.1 шкала представляет собой безразмерную шкалу, при помощи которой любой отклик может быть преобразован так, чтобы его можно было интерпретировать в терминах полезности и желательности для любого специфического применения.

Таблица 2.1 - Базовые отметки шкалы желательности

Удобной формой преобразования у в <1 служит экспоненциальная зависимость:

у=bo+b1y, (2.28)

где коэффициенты bo и b1y можно определить, если задать для двух значений свойства соответствующие значения желательности предпочтительно в интервале 0,2< d<0,8.

Имея несколько откликов, преобразованных в шкалу d, можно при помощи арифметических операций скомбинировать из этих различных, а некий обобщенный показатель желательности D. При этом, если какой либо один отклик является абсолютно неудовлетворительным, обобщенная функция желательности должна быть равна 0, независимо от остальных откликов.

Математическим выражением, отвечающим этим требованиям, служит среднее геометрическое частных функций желательности, т.е.

 (2.29)

Очевидно, что если какое либо одно d =0, то соответственно D=О, Более того, на D сильно влияют именно наименьшие значения d. В то же время D равно 1 только тогда, когда все частные желательности di=1 (i=1, 2,.,.., к). Важно еще то, что (3) позволяет применять к частным желательностям и обобщенному показателю единый способ задания базовых отметок шкалы желательности, представленной в таблице 9, так как если d1 = d2 =...= dк ~ 0, 37, то и D - 0,37 и т. д. С обобщенной функцией желательности можно проделывать все вычислительные операции, как и с любым откликом системы, можно использовать D в роли критерия оптимизации при исследовании и оптимизации процесса. Таким образом, применение обобщенной функции желательности оказывается очень эффективным при разработке рецептур. При этом частные функции желательности рассчитываются для каждого нормируемого компонента химического состава. В связи с тем, что необходим учет содержания нормируемых компонентов рецептуры в каждом ингредиенте и расчет частных функций желательности для каждого компонента химического состава возникает необходимость в громоздких вычислениях. Проблема была решена при помощи компьютера посредством специально написанной с участием доцента Ушакова М.В.

3. Результаты и обсуждения

.1 Разработка рецептур мясорастительных паштетов для функционального питания

Выполнение экспериментальных исследований в направлении создания высококачественных биологически полноценных продуктов паштетной группы связано, прежде всего, с разработкой научно-обоснованных рецептур и модификацией технологического процесса производства ввиду применения новых пищевых компонентов полифункционального действия.

Современные принципы разработки рецептур мясных изделий основаны на выборе определенных видов сырья и таких их соотношений, которые бы обеспечивали достижение требуемого (прогнозируемого) качества готовой продукции, включая количественное содержание и качественный состав пищевых веществ, наличие определенных органолептических показателей, потребительских и технологических характеристик.

3.2 Обоснование выбора и характеристика компонентов для проектирования рецептур мясорастительных паштетов

В основных направлениях государственной политики в области здорового питания особое внимание уделено биотехнологии качественно новых, сбалансированных по пищевой и биологической ценности продуктов, способных обеспечивать потребности различных групп населения в пищевых веществах и энергии, в том числе на основе ресурсосбережения. Особую актуальность приобретают проблемы расширения ассортимента мясных продуктов. При этом важно не только снизить затраты производства, но и повысить пищевую ценность, функциональность, обогатить микроэлементами.

Решению данной проблемы способствует мировое увеличение производства бобовых культур, рациональное использование животного сырья, введение в продукты микроэлементов.

Альтернативным сырьем для производства поликомпонентного мясорастительного паштета является филе куриное, фасоль белая, грибы вешенки. В качестве источника йода используется сухая морская капуста, селен вводится в виде 4,4-ди[3(5-метилпиразолил)]селенида.

3.2.1 Мясо курицы

Куриное мясо - одна из важных составляющих здорового питания. Источник высококачественных, легкоусвояемых белков, витаминов, аминокислот, минералов, незаменимый материал для роста и функционирования любого организма, основа профилактики ряда заболеваний плюс ко всему прекрасный. К тому же, если учесть, что в соответствии с последними исследованиями ученых именно мясо птицы обеспечивает полноценный баланс белка в организме.

Куриное мясо - вкусный, питательный, и в то же время низкокалорийный продукт, легко усваиваемый организмом человека. По количеству белка куриное мясо превосходит говядину и постную свинину. В мясе кур содержатся витамины А, В1, В2, никотиновая кислота и множество минеральных веществ.

Куриное мясо - ценный высококалорийный диетический продукт с низким содержанием жира и высоким содержанием протеина.

Недавние исследования подтвердили предположение ученых о том, что куриный бульон улучшает состояние сердца, действуя на размеры сердечной мышцы и толщину стенок сосудов, при этом не оказывая никакого влияния на артериальное давление.

Куриное мясо является одним из лучших источников белка. Кроме того, в нем в большей степени, чем в других видах мяса, представлены полиненасыщенные жирные кислоты, благодаря чему оно не только хорошо усваивается организмом, но и способствует профилактике ишемии, инфаркта миокарда, инсульта, гипертонии, а также поддерживают нормальный уровень обмена веществ и повышают иммунитет. Куриное мясо содержит больше белков, чем любой другой вид мяса, при этом содержание в нем жиров не превышает 10%. Для сравнения: мясо курицы содержит 22,5% белка, в то время, как мясо индеек - 21,2%, уток - 17%, гусей - 15%. Еще меньше белка в так называемом "красном" мясе: говядине -18,4%, свинине -13,8%, баранине -14,5%. Но особо следует выделить то, что белок куриного мяса содержит 92% необходимых для человека аминокислот (в белке свинины, баранины, говядины - соответственно 88,73% и 72%). По минимальному содержанию холестерина мясо куриных грудок, так называемое "белое мясо", уступает только рыбе.

В курином мясе в большом количестве содержится Витамин B2 (который влияет на все виды обменных процессов, принимает участие в регуляции углеводного и жирового обменов, способствует нормальному функционированию центральной нервной системы, поддерживает здоровье кожи и ногтей); Витамин В6 (который играет важную роль в регуляции белкового и жирового обменов, укрепляет нервную систему, поддерживает здоровье кожи); Витамин В9 (который играет важную роль в процессах кроветворения, участвует в регуляции белкового обмена, повышает устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, необходим для здорового протекания беременности); Витамин В 12 (усиливает иммунитет, нормализирует кровяное давление, необходим для здоровья репродуктивных органов, предотвращает депрессию и бессонницу).

К тому же в курятине содержится большое количество железа в легкоусваемоей форме, а также серы, фосфора, селена, кальция, магния и меди.

Мясо курицы практически универсально: оно поможет при заболеваниях желудка с высокой кислотностью и в том случае, если она понижена. Волокна мяса играют роль буфера, притягивающего на себя излишнюю кислоту при гастритах, синдроме раздраженного желудка, язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. Особые свойства куриного мяса незаменимы в виде бульона, содержащего экстрактивные вещества, - при пониженной секреции они заставляют "ленивый" желудок работать. Куриное мясо - одно из самых лёгких для переваривания. Оно легче усваивается: в мясе курицы меньше соединительной ткани - коллагена, чем, например, в говяжьем. Именно мясо курицы является важным компонентом диетического питания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сахарном диабете, ожирении, а также для профилактики и лечения сердечно-сосудистых недугов. Кроме того, куриное мясо, не смотря на наивысшее содержание белка, самое низкокалорийное.

3.2.2 Фасоль Московская белая

Низкая себестоимость, высокая ресурсность бобовых, наличие в России обширных посевных площадей, качественный белковый, липидный и минеральный состав служат убедительными доводами в пользу применения их в технологии здорового питания. Пищевая ценность фасоли обусловлена высоким содержанием белка, но и его аминокислотным составом, соответствующим по набору и количеству незаменимых аминокислот белку мяса. Белки фасоли при обычных способах приготовления усваиваются организмом на 75%.

Семейства бобовые способны аккамулировать селен в форме аминокислот, а высшие семейства в форме селенметионина путем замещения серы, входящей в состав метионина растения, селеном. Наибольшая часть селена аккумулируется в семенах растения. Предполагая, что количество аминокислот напрямую зависит от массы семян было предложено использовать семена фасоли в качестве сырья.

Для исследований необходимо было выбрать сорт фасоли, способный аккумулировать в своих семенах наибольшее количество селена в форме аминокислот. С этой целью проводили сравнения аминокислотного состава белковых гидролизатов бобов фасоли 2х сортов, наиболее подходящих по характеристикам для эксперимента. Концентрация метионина в гидролизате фасоли Московская белая в 2 раза превысила концентрацию метионина в сорте Снежная королева [Пиво и напитки,6/2009, с 26]

Фасоль - род растений семейства бобовые.

В настоящее время фасоль выращивается во всем мире. Существует порядка 200 видов фасоли, один из видов фасоль - белая.

Фасоль, зерно богата следующими витаминами и минералами: пищевыми волокнами - 41,3 %, витамином B1 - 33,3 %, витамином B3 - 24 %, витамином B6 - 45 %, витамином B9 - 22,5 %, витамином PP - 32 %, кальцием - 15 %, магнием - 25,8 %, калием - 44 %, фосфором - 60 %, серой - 15,9 %, железом - 32,8 %, цинком - 26,8 %, медью - 48 %, марганцем - 67 %, селеном - 45,3 %, хромом - 20 %, молибденом - 56,3 %, бором - 24,5 %, ванадием - 475 %, кремнием - 306,7 %, кобальтом - 187 %, где % - процент удовлетворения суточной нормы на 100 гр.

Содержит тиамин (В1). Тиамин оптимизирует познавательную активность и функции мозга. Он оказывает положительное действие на уровень энергии, рост, нормальный аппетит, способность к обучению и необходим для тонуса мышц пищеварительного тракта, желудка и сердца. Тиамин выступает как антиоксидант, защищая организм от разрушительного воздействия старения, алкоголя и табака.

Способствует синтезу жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов и витаминов А и Д, синтезу протеинов и аминокислот.

Способствует регуляции уровня глюкозы в крови, образованию ниацина (витамина PP) из триптофана, синтезу белков, гемоглабина и транспортировка кислорода эритроцитами.

Положительно влияет на функции кишечника и печени, повышает содержание холина в печени и препятствует ее жировой инфильтрации. Поддерживает иммунную систему, способствую нормальному образованию и функционированию белых кровяных телец. Полезна при беременности.

Полезен для здоровья кожи и слизистых оболочек, нервной и пищеварительных систем, регулирует сахар в крови, антиоксидант.

Содержит фосфор. Фосфорная кислота участвует в построении многочисленных ферментов (фосфатаз) - главных двигателей химических реакций клеток. Из фосфорнокислых солей состоит ткань нашего скелета.

Способствует транспортировке кислорода в виде гемоглобина в эритроцитах.

3.2.3 Грибы вешенки

Был изучен химический состав вешенки обыкновенной, культивируемой в Воронежской области. Влажность свежих грибов составила 92,3 %, повышенная влажность грибов один из показателей, который позволяет относить их к низкокалорийным пищевым продуктам. Абсолютное содержание белков в сухой массе грибов составила 1,73 % (24,76 % белка, 2,25 % жира, 8 % клетчатки).

Для определения биологической ценности вешенки изучали аминокислотный состав белков на аминокислотном анализаторе «Бриз». Белки вешенки характеризуются преобладанием глутаминовой кислоты (329 мг/г) и гистидина (279 мг/г), а также значительным содержанием незаменимых аминокислот - лизина, лейцина, фенилаланина (174, 181 и 104 мг/г соответственно). Отмечается недостаток мети-онина - всего 4 мг/г. За счет дефицита метионина резко возрастает относительное количество треонина и валина. В общей сумме аминокислот высока доля незаменимых (25,6 %). Таким образом, белки вешенки могут служить важным дополнительным источником лизина, треонина, валина и лейцина.

Вешенка содержит практически весь комплекс витаминов группы В (В1, В2 В6, В7, В5), а также жирорастворимые витамины D2 и Е. Пищевые волокна вешенки способны связывать и выводить из организма токсины, радионуклиды, соли тяжелых металлов, а водорастворимые полисахариды оказывают иммуностимулирующее действие. Употребление продуктов, содержащих вешенку, способствует снижению холестерина и препятствует развитию атеросклероза. Вешенка обыкновенная обладает противоопухолевым и противовоспалительным свойствами.

Полисахариды - гриба тормозят развитие различных злокачественных опухолей. Они повышают активность клеток тимуса (вилочковой железы, ответственной за иммунитет), вовлекая их в работу на создание мощного иммунологического механизма, направленного на подавление жизнедеятельности раковых клеток.

Благодаря тому что полисахариды (основные лекарственные вещества вешенки), не только борются с конкретным заболеванием, но и попутно приводят в норму ослабленную иммунную систему, возможности их применения достаточно широки. Целый ряд заболеваний, вызванных в большой степени понижением защитныx сил организма, достаточно хорошо поддаётся излечению. Среди них можно отметить заболевания кожи, желчно-каменную болезнь, а так же болезни, связанные с радиоактивным облучением. Еще одно неоспоримое преимущество полисахаридов вешенки - в их низкой токсичности.

3.2.4 Сухая морская капуста

Самая полезная из морских водорослей - морская капуста Ламинария.

Морская капуста ламинария полезна при атеросклерозе, она препятствует образованию тромбов, снижает уровень холестерина. Прекрасное средство при нарушении обмена веществ. Известен факт применения морской капусты в блокадном Ленинграде, где было установлено, что люди, употреблявшие ее в пищу, более стойко переносили недостаток продуктов питания.

Многие врачи считают, что после 40-45 лет морская капуста ламинария должна присутствовать в рационе даже здоровых людей.

В продажу морская капуста ламинария поступает главным образом в виде консервов, замороженной и в сушеном виде. Предпочтение отдают морской капусте сушеной. Сушеную ламинарию перед употреблением предварительно необходимо замочить в холодной воде на 30-40 минут.

Морская капуста сушеная содержит:

В 100г продукта в среднем содержится: энергии - 1470 кдж. (350 ккал), белков - 12г, углеводов - 70г, жира - 0,5г.

В основе этого чудодейственного продукта - доступные организму формы аминокислот, полиненасыщенные жирные кислоты, альгинаты, витамины (А, С, D, B1, В2, В3, В6, В12, Е, К, РР), макро -и микроэлементы (К, Na, Са, Мg, I, CL, S, Si и др.), биоактивные природные соединения.

Свойства морской капусты ламинарии:

нормализует функцию щитовидной железы;

повышает иммунитет;

регулирует уровень холестерина крови;

нормализует обмен веществ;

улучшает функции сердечно-сосудистой, центральной нервной и дыхательной системы;

способствует лечению аденомы;

стимулирует работу желудочно-кишечного тракта;

выводит из организма соли тяжелых металлов и радионуклиды.

3.3 Моделирование рецептуры

В основу разработки рецептур легла новая идеология в области рационального использования имеющихся белковых ресурсов, предполагающая сочетание мясного сырья с высоко функциональными и полноценными по аминокислотному составу и растительного белка фасоли.

Многие технические решения базируются на известном эффекте взаимообогащения белковых веществ. Как известно белки- единственные поставщики азота для организма. Распадаясь в пищевом тракте на аминокислоты, они поставляют организму «структурные кирпичи» для создания собственных белков. Из 20 потребных организму аминокислот 8, так называемые, незаменимые аминокислоты, непременно должны входить в состав пищи. Для детей к ним добавляется девятая аминокислота - аргинин. Суточная потребность взрослого человека в пищевых веществах отражена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Суточная потребность человека в незаменимых аминокислотах

В настоящее время наблюдается недостаток белка в рационе питания современного человека. Комбинирование мясного сырья с растительным белком фасоли позволит не только сократить экономические затраты и тем самым снизить себестоимость готовой продукции, но и самое главное получить белковую систему, максимально приближенную к идеальному белку по шкале ФАО/ВОЗ.

Среди большого количества технологических факторов, обуславливающих качество мясных паштетов, функционально-технологические свойства фаршевой системы имеют важное значение, так как они ответственны за формирование внешнего вида готового продукта [137, 138].

В качестве модельного фарша был выбран паштет, имеющий рецептуру (табл. 3.1), которая была получена на основании применения методов математического моделирования компонентного состава продукта.

Моделирование рецептуры мясорастительного паштета проводили с использованием программы Generic 2.0.

При создании рецептуры любого продукта учитывают следующие принципы:

) обеспечение физиологических потребностей организма в пищевых веществах и энергии;

) соблюдение биохимических и физиологических законов, определяющих усвоение пищи в организме пожилых людей (т.е. соблюдение соответствия между ферментами организма и химическим составом пиши);

) местное и общее воздействие питания на организм;

) технологическая обработка сырья и продукта с учетом их химического состава

Соотношение нормируемых компонентов химического состава в рецептуре сбалансированного пищевого продукта должно соответствовать соотношению этих компонентов в суточном рационе человека.

Задача выбора оптимальной рецептуры была решена посредством обобщенной функции желательности Харрингтона. Применение данного математического аппарата потребовало использования вычислительных возможностей ПЭВМ. Посредством специально написанной программы было найдено оптимальное сочетание компонентов рецептуры, соответствующее максимальному значению обобщенной функции желательности.

При составлении рецептур паштетов в данной дипломной работе в мясном фарше заменяли 40 % куриного мяса на фасоль. На этапе разработки и оптимизации рецептур новых видов паштетов было изучено изменение органолептических показателей готовых продуктов.

В результате компьютерного моделирования разработана рецептурная композиция, состав которой максимально приближен к эталонному в соответствии с требованиями, предъявляемыми к пищевым продуктам. Для повышения биологической ценности разработанного паштета предложено обогащение йодом и селеном.

В таблице 3.2 отражены разработанные рецептурные композиции в сравнении с базовой рецептурой с учетом аминокислотного состава.

Таблица 3.2 - Рецептурный состав мясорастительного паштета

На рисунке 3.1 приведена диаграмма функций желательности по незаменимым аминокислотам, йоду, селену и общая функция желательности для базовой рецептуры.

Рецептура обогащенного йодом и селеном мясорастительного паштета представлена на рисунке.

Рисунок 3.2 - Диаграмма функций желательности для модифицированной рецептуры, где dl, d2,... d8 - частные функции желательности: d1 - валин, d2 -изолейцин, d3 - лейцин, d4 - лизин, d5 - метионин+цистин, d6 - треонин, d7 - триптофан, d8 - фенилаланин, d9 - cелен, d9 - йод, Dобщ - Обобщенный критерий желательности

На основании представленных данных можно сделать вывод, что обобщенный критерий желательности для модифицированного паштета равен 0,96, что соответствует оценке " очень хорошо" по шкале желательности и превосходит аналогичный показатель для базовых вариантов рецептур.

3.4 Технологическая схема

Рис. 3.3 - Технологическая схема производства мясорастительного паштета.

На рисунке 3.4 представлена технологическая схема производства мясорастительного паштета. После приемки исходное сырье поступает на стол мойки и сортировки. Затем проводят тепловую обработку в автоклаве при температуре 121-123 °С, давлении 0,1 МПа, продолжительностью 30 мин. В результате тепловой обработки происходит уничтожение поверхностной микрофлоры, сырье размягчается.. Параллельно с подготовкой мяса баланшируют фасоль, обжаривают грибы, варят морковь. Затем всё сырье охлаждают до 25 оС, добавляют чеснок, соль, перец и измельчают на волчке с диаметром отверстия решетки 2-3 мм до получения однородной массы. Затем полученную массу перемешивают на куттере 8-12 минут, порционируют и отправляют на фасовку. Хранят готовый продукт при температуре -4-8 оС двое суток.

Заключение

В данной курсовой работе показана целесообразность введения в состав микроэлемента селена и йода для балансирования рациона и оптимизации обменных процессов в организме.

Проведено компьютерное моделирование рецептур с использованием программы Generic 2.0.

Разработанная рецептура и технология получения паштета обеспечивает высокие функционально-технологические и потребительские свойства, заданную физиологически функциональную направленность.

Оценка пищевой ценности и физиологически функциональных свойств ей при клинической апробации показала высокую эффективность их применения в рационах функционального питания

Маркетинговая оценка рынка показала, что мясорастительный паштет будет конкурентоспособным на современном российском рынке, в связи с более низкой ценой и более привлекательным микроэлементным составом. Данный продукт может использоваться в качестве профилактики йод- и селендефицитных состояний.