ОРГАНОЛЕПТИЧНІ І ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРОФІЛАКТИЧНОЇ БІОЛОГІЧНО АКТИВНОЇ ДОБАВКИ «БІОПЕКТ»

Харчові волокна чаю. Водні екстракти листків чаю використовуються як ароматний напій. Після сушіння і фасування залишається значна кількість порошку чаю, який можна використовувати як джерело харчових волокон, вихід яких після обробки чаю становить 70 %. До 5 % чайного порошку можна додавати в тісто булочок до чаю та інших виробів. Такі булочки матимуть приємний запах, смак і включатимуть кофеїн.

Харчові волокна цитрусових. Використовують побічні продукти під час переробки цитрусових як джерело функціональних харчових волокон. Кінцевий склад харчових волокон, отриманих із відходів переробки цитрусових в основному залежить від технології отримання харчових волокон. Під час отримання харчових волокон втрачається ряд їх функціональних властивостей: проходить зниження вмісту розчинних харчових волокон й аскорбінової кислоти.

2.5. ЦУКРОЗАМІННИКИІ ПОЛІЦУКРИДИ (ІНУЛІН)

В Японії з 1992 р. лактулоза включена до списку інгредієнтів програми FOSHY «як спеціальний харчовий матеріал для підтримання здоров'я і захисту від внутрішніх інфекцій». У 1995 р. Японською асоціацією здоров'я і продуктів харчування лактулоза затверджена як складова частина продуктів, яка «забезпечує кількісний ріст біфідобактерій у кишечнику, підтримує органи у хорошому стані».

БО

Один із провідних спеціалістів з функціонального харчування Г. Мізота (Японія) узагальнив основні властивості лактулози:

— збільшення чисельності біфідо- й лактобактерій;

— пригнічення патогенної і умовно-патогенної мікрофлори;

— пригнічення токсичних метаболітів і шкідливих ферментів;

— збільшення абсорбції мінералів і зміцнення кісток;

— стимулювання функцій печінки;

— активізація імунної системи, пов'язаної із збільшенням кількості бактерій, які стимулюють імуногенез;

— антиканцерогенний ефект, пов'язаний із активізацією імунної системи клітинами біфідобактерій.

Він узагальнив фізіологічне значення лактулози наступним чином: «Значення біфідобактерій розкрито і науково обґрунтовано. Важливість лактулози як біфідо-генного фактору може бути використано не лише у фармацевтиці, але і в функціональному харчуванні. Лактулоза може і повинна бути популярна в нашому житті як цукор з величезним фізіологічним значенням».

Виробництво вітчизняної лактулози було освоєно в 1998 р. Вона використовується у виробництві різноманітних продуктів.

Міжнародний комітет із застосування лактулози, розміщений у Цюріху (Швейцарія).

Лактитол (Е 966, лактит)— новий цукрозамінник, який виробляє фірма «Пу-рак» (PURAC), Нідерланди, під торговою маркою «Лакти» (LACTY) Сировиною служить лактоза, з якої лактит отримують шляхом каталітичної гідрогенізації. Lactitol Business Unit сертифікований ISO 9002.

Цукрозамінник LACTY випускається наступного асортименту:

LACTY-M- це стандартний варіант лактита з розміром частинок 0—1000 мкн;

LACTY-M-300 — лактит з розмірами частинок до 300 мкн;

LACTY-M-200 — лактит з розміром частинок до 160 мкн;

LACTY-MFP— розмелений лактит з розміром частинок у середньому до 50 мкн;

LACTY-TAB — гранульований лактит складається із лактита на 100 %;

LACTY-LH — lactitol слабогідратований, містить меншу кількість води, ніж ба-гатогідратований.

Лактитол має чистий солодкий смак, подібний на цукор, але солодкість його складає 0,3—0,4 від солодкості цукрози. Лактитол не гігроскопічний, що має переваги над іншими цукрами і цукрозамінниками. Він значно краще розчиняється у воді і з підвищенням температури його розчинність збільшується. Калорійність ла-ктитолу складає 50 % відносно цукрози. Він не піддається значній ферментації у порожнині рота, що сприяє збереженню зубної емалі.

Головна перевага лактитолу відносно цукрози в тому, що він не підвищує вміст цукру в крові й інсуліну. Тому його використовують у виготовленні кондитерських виробів для хворих цукровим діабетом.

Рекомендації фірми Purac з використання лактитолу для різних видів кондитерських виробів представлені в табл. 2.7.

Лактитол (LACTY-M) може застосовуватись у виробництві широкого асортименту продукції для всіх груп населення, у тому числі і для хворих цукровим діабетом. Структура цих виробів подібна до структури продукції на цукрі. Завдяки тому, що лактитол не гігроскопічний — печиво, вафлі залишаються протягом всього терміну зберігання крихкими з добрими органолептичними властивостями.

Таблиця 2.7

ВИКОРИСТАННЯ ЛАКТИТОЛУ В КОНДИТЕРСЬКОМУ ВИРОБНИЦТВІ

Особливе значення мають властивості лактитолу утворювати аморфну структуру карамелі. У поєднанні з крохмальною патокою, сиропом мальтитолу або поліде-кстрозою він дає можливість виробляти прозору карамель з подовженим терміном зберігання. На лактитолі можна виробляти і м'яку жувальну карамель.

Інулін — поліцукрид, який відноситься до класу харчових волокон групи фрукто-занів. Внаслідок його гідролізу утворюється фруктоза, яка, крім стимулювання росту та активності біфідо-лактофлори, підвищує всмоктування кальцію в товстому кишечнику, впливає на метаболізм ліпідів, зменшує ризик атеросклеротичних змін у серцево-судинній системі та попереджує розвиток цукрового діабету. Інулін входить до складу багатьох рослин (бульб артишоку, жоржин, коренів кульбаби, цикорію).

Інулін являє собою поліцукридний ланцюжок, що складається із фруктозних ланок з кінцевою глюкозою. Він не засвоюється організмом людини, але є необхідною для функціонування органів травлення баластною речовиною.

Інулін екстрагують гарячою водою із коренів цикорію. Після очищення і висушування його випускають у формі тонкодисперсного порошку.

Розрізняють дві групи інуліну:

— природній інулін із цикорію має в середньому довжину ланцюжка близько 12 (ступінь полімеризації);

— інулін високого очищення, отриманий із природного шляхом видалення ко-ротколанцюгових молекул, внаслідок чого має ступінь полімеризації 25.

Вони можуть бути у порошкоподібному, розчинному й гранульованому стані. Деякі особливості цих типів наведені в табл. 2.8.

52

53

Таблиця 2.8

ТЕХНОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ІНУЛІНУ

2.6. Глікозиди, ізопреноїди та поліненасичені жирні кислоти

Глікозиди та ізопреноїди. Глікозиди за хімічною природою є молекулами моно-цукрів, які з'єднані глікозильними зв'язками зі спиртами невуглеводної природи. Ізопреноїди (терпени) — це вуглеводні, що відносяться до аліфатичного або циклічного ряду (основою їх будови є молекула ізопрену).

Глікозиди та ізопреноїди, як функціональні інгредієнти, почали розглядати наприкінці XX століття, а до цього їх вважали антиаліментарними токсичними речовинами. Фізіологічна активність глікозидів та ізопреноїдів встановлена у лімітованих мікрокількостях, а з їх перевищенням можуть проявлятись токсичні властивості. Деякі з них відіграють важливу роль у харчових виробництвах: смак і аромат гірчиці зумовлений наявністю глікозиду синігрину; в кісточках мигдалю, абрикосів, слив, персиків міститься глікозид амигдалін; у картоплі — глікозид соланін. Для багатьох глікозидів притаманні функціональні та фармакологічні властивості.

Фрукти, овочі, бобові містять глікозиди таких класів як флавоноїди, ізофлавони, сапоніни. Флавоноїди характеризуються сильними антиокислювальними властивостями, проявляють імуностимулюючу, радіопротекторну й протипухлинну активність, сприяють профілактиці серцево-судинних захворювань, порушень обміну речовин.

Ізофлавони виконують роль регуляторів гормональних порушень, сапоніни володіють протипухлинною, антиоксидантною, бактерицидною, імуностимулюючою активністю. Вони проявляють антитоксичний, знеболювальний, заспокійливий і тонізуючий вплив на організм людини.

Ізопреноїди відомі давно завдяки бактеріостатичній дії, широко використовуються у парфумерній промисловості як складові ефірних олій, містяться у багатьох рослинах: апельсинах, хмелі, кмині, кропі, м'яті та ін. Біологічні властивості ізопреноїдів зараз широко досліджуються.

Поліненасичені жирні кислоти (ю-3 і со-6) є інгредієнтами жирів. Лінолеву кислоту та її похідні (у-лінолеву і арахідонову кислоти), які мають перший подвійний зв'язок у 6-му положенні, відносять до со-6. Ліноленову, ейкозапентаєнову, докоза-пентаєнову і докозагексаєнову кислоти, які мають перший подвійний зв'язок у 3-му положенні, відносять до со-3.

Поліненасичені жирні кислоти (лінолева, ліноленова і арахідонова) не синтезуються в організмі людини і тому є незамінними в харчуванні. Ці кислоти входять до складу біомембран і ^беруть участь у пластичних процесах (синтезі власних жирів організму), забезпечують функції мембран клітин, сприяють перетворенню холестерину у холеві кислоти і виведенню їх із організму, нормалізують стан стінок кровоносних судин, підвищують їх еластичність і зменшують проникність.

Найважливішою біологічною функцією поліненасичених жирних кислот є їх участь у синтезі тканинних гормонів простагландинів, які знижують виділення шлункового соку й зменшують його кислотність. Вони є медіаторами запального процесу й алергічних реакцій, відіграють важливу роль у регуляції діяльності нирок, впливають на різні ендокринні залози. Добова потреба дорослої людини в поліненасичених жирних кислотах складає 2—6 г. Рекомендоване співвідношення

жирних кислот у раціоні наведено у табл. 2.9.

Таблиця 2.9

ОПТИМАЛЬНИЙ ЖИРНОКИСЛОТНИЙ СКЛАД ЖИРУ (АРСЕНЬЄВА Л.Ю.)

Жирнокислотний склад, %

ПНЖК ю-6

30,0

ПНЖК (ю-6 + со-3)

33,5

Функціональні продукти харчування, збагачені ш-3 жирними кислотами, є засобами профілактики серцево-судинних, онкологічних, нервових, ниркових захворювань, діабету, артритів, виразкових колітів, гепатитів, ожиріння (рис. 2.7).

55

54

2.7. Амінокислоти, пептиди і ферменти

Амінокислоти зустрічаються у вільному стані в складі білків. З природних джерел виділено понад 200 амінокислот, в організмі людини міститься близько 60 амінокислот, 20 з яких постійно входять до складу білків, 10 амінокислот зустрічаються досить рідко, решта знаходиться у вільному стані або входить до складу пептидів та інших біологічно активних сполук.

У рослинах синтезуються практично всі амінокислоти, а в організмі людини — лише частина протеїногенних, незамінні повинні надходити з продуктами харчування. Кожна незамінна амінокислота виконує відповідну функцію в організмі людини.

Відсутність валіну (добова потреба 3—4 г) веде до зменшення інтенсивності асиміляційних процесів, порушення координації руху. За відсутності лейцину (добова потреба А—6 г) відбувається затримка росту та зменшення маси тіла, дегенеративні зміни у нирках та щитовидній залозі. Відсутність лізину приводить до зменшення кількості еритроцитів і вмісту в них гемоглобіну, затримки росту й порушенню кальцифікації кісток.

Метіонін (добова потреба 2—4 г) — постачальник метильних груп для синтезу холіну — речовини з високою біологічною активністю, як сильний ліпотропний засіб, що попереджує жирове переродження печінки, впливає на обмін жирів та фосфатидів у печінці, що відіграє важливу роль у профілактиці та лікуванні атеросклерозу.

Треонін (добова потреба 2—3 г) лімітує синтез білка в організмі. Триптофан (добова потреба 1 г) пов'язаний з обміном ніацину, впливає на ріст та баланс азоту. Фенілаланін (добова потреба 2—4 г) впливає на функцію щитовидної залози, над-нирники, бере участь у синтезі тироксину та адреналіну.

Замінні амінокислоти також виконують важливі фізіологічні функції. Аргінін активно реагує на вміст у крові оксиду азоту, в процесах згортання крові та послабленні кровоносних судин, необхідний для забезпечення роботи печінки й імунної системи, знижує рівень холестерину.

Глютамін— в організмі міститься в невеликій кількості, сприятливо впливає на тонкий кишечник, сприяє відновленню слизових оболонок товстої кишки. Глютамін вважається природним джерелом емоційної рівноваги, використовується мозком.

Фенілаланін організм використовує для отримання антидеприсанту фенілетила-міну. Амінокислота метіонін застосовується у профілактиці хвороб печінки, мозку, остеоартритів. Валін, лейцин, ізолейцин— амінокислоти, що захищають м'язи і тканини від розкладу у випадку перевтоми.

Пептиди проявляють фізіологічну активність, були виявлені в казеїні молока. Серед них глутамінові пептиди, які мають імуномоделюючу активність, регулюють обмін білків і біосинтез глікогену; пептиди з антигіпертензивними властивостями; фосфопептиди, які інгібірують накопичення жирів і регулюють обмін ліпідів.

Серед пептидів, що проявляють фізіологічну активність, вивчено білок лактофе-рин (лактотрансферин). Він виявлений в молоці ссавців і здатний зв'язувати залізо. За фізико-хімічними характеристиками його ідентифікували як трансферин.

Захисний фактор лактоферину підтверджується здатністю зв'язувати залізо і втримувати його навіть у достатньо жорстких фізіологічних умовах, а також присутність у тих місцях організму, де є загроза проникнення мікробів.

Функціональні властивості лактоферину залежать від його молекулярної структури, яка має дві форми. Перша форма — закрита, стабільна, відносно жорстка й стійка до дії протеїнази — утворюється внаслідок зв'язування металу (заліза). Друга форма, яку приймає протеїн без металу, є відкритою, гнучкою й більш чутливою до протеїнази. В обох випадках більша частина поверхні молекули залишається однаковою, тому на неї не повинно впливати приєднання металу. У випадку, коли молекула переходить у відкриту форму, яка не містить металу, вона може набувати додаткові характеристики.

Лактоферин відіграє важливу роль у загальному антимікробному захисті, оскільки проявляє бактеріостатичний ефект, залишаючи мікроорганізми без заліза, необхідного для їх росту, і гальмує ріст багатьох грампозитивих і грамвід' ємних бактерій.

Антибактеріальні характеристики лактоферину пояснюються руйнуванням мембран бактеріальних клітин залишками лізину й аргініну, які знаходяться вздовж поверхні молекули білка, а також обумовлена гідролізом пептидів під дією пепсину.

Унікальна властивість лактоферину полягає в інактивуванні молекули протеїнази імуноглобуліна A (lqA), яка розрізає молекулу lqA, що утворює першу лінію оборони проти мікробіологічної атаки. Лактоферин запобігає відділенню активної протеїнази lqA із патогенних бактерій. Він зв'язує гепарин, ліпополіцукрид, який є частиною клітинної стінки бактерії у місцях запалень і значно скорочує ступінь ураження, обмежує виділення реактивних кисневих радикалів із нейтрофілів.

Лактоферин здатний з'єднуватися з багатьма типами клітин, включаючи макрофаги, моноцити, активовані лімфоцити, які є основними компонентами в реалізації імунної системи людини.

Лактоферин стимулює природні клітини — кіллери як in vitro, так і in vivo. Це зв'язано з приєднанням лактоферину до багатьох типів клітин через рецептори або з допомогою менш специфічних механізмів (протипухлинна активність).

Лактоферин вважається загальним оксидантом. Здатність лактоферину зв'язувати ліпополіцукрид також обмежує утворення радикалів, індукованих ліпополі-цукридом.

Лакторферин за своєю структурою дуже близький до трансферину і в переміщенні та поглинанні заліза він функціонує аналогічно. Це підтверджується високою концентрацією лактоферину і високою біод осту пні стю заліза в молоці.

Лактоферин ідентифікують як білок, який видаляє залізо навіть в умовах низьких значень рН, наприклад, у шлунково-кишковому тракті або в місцях запалення. Здатність з'єднуватися з різними клітинами та імунної модуляції підтверджує його антипухлинну активність і загальну роль у захисті організму.

Для виробництва лактоферину в промислових масштабах використовуються ка-тіонообмінні смоли, на яких білок абсорбується і простіше відділяється від сировини, оскільки більшість інших молочних білків є аніонами. На другій стадії катіоно-бмінна смола промивається водою, а абсорбовані речовини екстрагують за допомогою сольових розчинів (рис. 2.8 і 2.9).

Лактоферин застосовують у багатьох продуктах. Якщо його додають як біо-активний компонент, то необхідно враховувати, що лактоферин легко інактиву-ється під час теплового обробітку. У кислому середовищі, особливо за рН близько 4, його можна пастеризувати або стерилізувати НВЧ-методом без значної втрати біологічних властивостей. Процеси пастеризації і стерилізації запатентовані і застосовуються для виробництва широкого асортименту продуктів з лак-тоферином.

с

Концентрат сироваткових білків (КСБ)

Лактоза

Лактоферин (ЛФ)

Ізомеризація

Лактулоза

Рис. 2.8. Схема отримання продуктів переробки сироватки за мембранною технологією

Сироватка або знежирене молоко

Токсичність лактоферину вважають дуже низькою, не виявлено його мутагенних наслідків у тестах на бактерії. На основі клінічних досліджень в Японії лактоферин вважають безпечною харчовою добавкою. З 1996 р. він офіційно дозволений в Японії, затверджені його показники— вміст вологи, залишків золи, чистота й розчинність.

Товарний лактоферин повинен відповідати певним вимогам (табл. 2.10).

Таблиця 2.10

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАКТОФЕРИНУ

Процес для КСБ

Розчин сирого лактоферину (мінерали /ЛФ=6)

X

УФ-1 (демінералізат)

Напівочищений ЛФ розчин (мінерали /ЛФ=0,1)

і :

Очищений розчин ЛФ (мінерали /ЛФ=0,1)

Сублімаційна сушка

Очищений порошок лактоферину

Рис. 2.9. Схема отримання лактоферину

Біологічні властивості лактоферину передбачають дослідження in vitro та in

vivo.

In vitro In vivo

Антимікробна і антивірусна активність Регулювання абсорбції заліза в ки-

Імуномодулююча дія шечнику

Антиоксидантний ефект _# Захист організму господаря

Вплив на розмноження різних видів клітин

У 2001 р. отримані відповідні документи щодо безпечності лактоферину із молока від Адміністрації з харчових продуктів і ліків США. Активно виробляється й реалізується знежирене молоко, збагачене лактоферином, йогурт, продукти для спортсменів.

Розробка нових іонообмінних мембранних технологій дає можливість отримати із молока функціональні інгредієнти, які поліпшують стан здоров'я людей.

Ферменти — це органічні сполуки білкової природи, які утворюються в живих організмах, здатних прискорювати перебіг хімічних реакцій в організмі. Ферменти зустрічаються лише в живих організмах, мають високу специфічність і каталітичну дію. Всі біохімічні реакції відбуваються за участю ферментів за нормальним тиском, температурою, у слабокислому, нейтральному чи слаболужному середовищі.

Для ферментів характерним є те, що їх синтез та каталітична активність контролюється на генетичному рівні, а також за участю низькомолекулярних сполук-субстратів або продуктів реакції.

В організмі понад дві тисячі ферментів забезпечують обмін речовин і енергії. Усі ферменти поділяють на шість класів (рис. 2.10).

59

Ферменти

ї

Рис. 2.10. Класифікація ферментів

Як біологічно активні компоненти їжі, необхідно оцінювати дії ферментів, які сприяють травленню. Для корекції травлення використовують панкреатичні ферменти — протеази, амілази, ліпази.

Пепсин і трипсин — протеолітичні ферменти, під дією яких відбувається гідроліз білків. Амілази забезпечують гідроліз крохмалю й глікогену. Ліпази каталізують гідроліз ліпідів.

Біологічно активні добавки можуть включати панкреатин як препарат підшлункової залози тварин, що містить трипсин і амілазу. Для включення ферментів до складу БАД розробляють різноманітні методи їх капсулювання у вигляді ліпосом (жирових тілець) та способи іммобілізації на сорбентах рослинного походження — лігніні, харчових волокнах.

2.8. Вітаміни і мінеральні речовини функціональних харчових продуктів

Вітаміни — це низькомолекулярні органічні сполуки з високою біологічною дією, необхідні для нормальної життєдіяльності організму в дуже малій кількості. Вони не синтезуються в організмі людини або накопичуються в незначній кількості. Ендогенний синтез деяких із них, що здійснюється мікрофлорою тонкої кишки, не може задовольнити потребу організму у вітамінах і тому потрібне постійне надходження їх з продуктами харчування.

Вміст вітамінів у продуктах харчування не перевищує 10—100 мг на 100 г продукту. Вони приймають участь в обміні речовин, переважно регулюючи окремі біохімічні й фізіологічні процеси. Переважно необхідні для забезпечення механізмів ферментативного каталізу, нормального обміну речовин, підтримки гомеостазу, біохімічного забезпечення всіх життєвих функцій організму.

Відомо близько 30 вітамінів і вітаміноподібних речовин. До вітаміноподібних речовин відносять сполуки, які на відміну від вітамінів синтезуються, виконують ще й пластичні або енергетичні функції. Вони біологічно активні й проявляють лікувальний ефект за багатьох захворюваннях. За фізйко-хімічними властивостями вітаміни поділяють на дві групи: водо- і жиророзчинні.

До водорозчинних вітамінів належать вітаміни С, РР, групи В, а також вітаміноподібні сполуки — холін, ліпоєва кислота та ін. Вони добре розчиняються у воді і не розчиняються в жирах. В організмі ці вітаміни не депонуються, хоча частина з них синтезується мікрофлорою кишок. Основна біологічна роль їх полягає в тому, що більшість із них входить до складу ферментних систем, виконуючи кофермент-ні функції.

Вітамін С в організмі людини приймає участь в окислювально-відновних процесах як антиоксидант, у процесах тканинного дихання, поліпшує засвоюваність заліза, бере участь у забезпеченні біосинтезу нуклеїнових кислот, білків та інших сполук. Вітамін С підтримує в здоровому стані кровоносні судини, шкіру й кісткову тканину, нормалізує діяльність імунної, ендокринної та центральної нервової систем, сприяє кровотворенню та знешкодженню й виведенню сторонніх сполук чи отрут.

Добова потреба дорослої людини в аскорбіновій кислоті становить 50—70 мг. Найбільша кількість її міститься в шипшині, чорній смородині, полуницях, грецьких горіхах, печінці та ін.

До вітамінів групи В відносяться: тіамін, рибофлавін, ніацин, піридоксин, фолієва кислота.

Тіамін (вітамін Bj) бере участь в обміні вуглеводів і забезпеченні енергією нервової та м'язевої систем. Високу біологічну активність має похідне тіаміну тіамін-пірофосфат. Добова норма вітаміну Ві становить 2—3 мг для дорослих і 0,5 мг — для дітей і підлітків.

Джерелом вітаміну Ві є різноманітні овочі й фрукти, а також м'ясо та печінка. Особливо багато його у висівках пшениці й рису, пекарських і пивних дріжджах, у бобових та зернових культурах.

Рибофлавін (вітамін В₂) приймає участь в обміні жирів і забезпеченні організму енергією. Вітамін В₂ активізує процеси біологічного окислення. Потреба у вітаміні В₂ для дорослих становить 2,5—3,5 мг, для дітей— від 1 до 3 мг на добу. Значна кількість цього вітаміну міститься у дріжджах, яєчному жовтку, молочних продуктах.

Вітамін В₆ (піридоксин) — бере участь у процесах кровотворення, забезпеченні діяльності нервової системи, нормального стану шкіри, волосся, нігтів, кісткової тканини. Добова потреба дорослої людини становить 2—4 мг вітаміну В₆. Найбільше його міститься в пшеничних зародках і висівках, дріжджах, пшениці.

Ніацин (вітамін В₅, РР, нікотинова кислота, нікотинамід) активізує окислювально-відновні реакції вуглеводно-енергетичного обміну, регулює вміст холестерину, водно-мінеральний обмін, діяльність нервової й серцево-судинної систем. Потреба дорослої людини у ньому становить 15—25 мг на добу, міститься у продуктах тваринного й рослинного походження — печінці, нирці, молочних продуктах, висівках, дріжджах та ін.

Фолієва кислота є складовою частиною комплексу вітамінів групи В. Біологічне значення фолієвої кислоти зумовлене тим, що її активна форма (тетрагідрофолієва кислота) у вигляді коферменту входить до складу ферментних систем, які каталізують перенесення одновуглецевих фрагментів від одних сполук на інші. Особливо важливим є переміщення метальних, оксиметильних та формільних груп, які використовуються для синтезу різноманітних сполук. Позитивна дія фолієвої кислоти щодо відновлення в організмі запасів ліпотропних сполук. Фолієва кислота приймає участь у синтезі азотних сполук, які входять до складу нуклеїнових кислот. Вона необхідна для поділу клітин, росту й розвитку всіх органів і тканин, особливо нормального розвитку зародку й плоду, здійснення процесів кровотворення.

■60

Добова потреба людини у фолієвій кислоті становить 0,2—0,3 мг. Найбільше фолієвої кислоти виявлено у дріжджах, печінці, м'ясі, картоплі, капусті.

До групи жиророзчинних вітамінів відносяться вітаміни А, Е, D і К.

Вітамін А (ретинол) є одним із основних вітамінів росту. Він підтримує в здоровому стані слизові оболонки органів дихання, шлунково-кишкового тракту, репродуктивних і статевих органів. Ретинол підвищує активність імунної системи організму, але найбільш специфічна функція його — активізація функцій органів зору. Добова потреба дорослої людини у вітаміні А становить 0,75—1,5 мг. Він міститься у продуктах тваринного походження: риб'ячому жирі, печінці кита й тріски.

Каротин як провітамін А зустрічається у багатьох рослинних продуктах: моркві, абрикосах, перці, гарбузах та ін.

Вітамін Е (токоферол)— відіграє важливу роль в окислювально-відновлювальних процесах організму, переміщенні електронів дихальним ланцюгом. Біологічна роль токоферолів зумовлена тим, що вони характеризуються антиоксидантними властивостями й запобігають надмірному окисленню ліпідів в організмі й утворенню перекисів ліпідів та накопиченню в тканинах вільних радикалів, які проявляють високу активність і шкідливо впливають на тканини організму. Добова потреба токоферолів у межах 20—30 мг. Вітамін Е міститься виключно у продуктах рослинного походження (зародки, олія, салат, петрушка, зелений горіх).

Вітамін D (кальциферол) є необхідним для засвоювання організмом кальцію й фосфору, формування і нормального розвитку скелету і зубів. Він зумовлює процеси кальцифікації кісткової тканини, бере участь у синтезі в кишках специфічного кальційзв'язуючого білка, який сприяє переміщенню кальцію через слизову оболонку кишок. Добова потреба у вітаміні D становить 0,0025—0,01 мг. Вітамін D. зустрічається у продуктах тваринного походження (в жирі печінки морських і прісноводних риб, ікрі, коров'ячому маслі, жовтку яйця).

В цілому вітаміни посилюють захисні реакції організму у несприятливих зовнішніх умовах, сприяють поліпшенню фізіологічних функцій організму. Фізіологічна дія вітамінів і антиоксидантів наведена на рис. 2.11.

Коензим Q10 (CoQIO)— це вітаміноподібна сполука, яка виявлена в більшості рослинних і тваринних клітинах. Вона також синтезується в організмі людини із амінокислоти тирозину із-за чого її не відносять до вітамінів, хоча її роль у метаболічних процесах організму аналогічна вітамінам. Щоденно в організм людини з їжею надходить близько 3—5 мг, в основному з м'ясом і рибою. До 95 % енергії організму активується за участю CoQIO, який незамінний для функціонування організму, але для нього поки що не визначені рекомендовані норми споживання, які встановлені для вітамінів та мінералів.

Більше 35 років CoQIO застосовують у лікуванні різних серцево-судинних захворювань. Вчені пов'язують його роль у функціонуванні серцево-судинної системи з його антиоксидативними функціями і здатністю підвищувати синтез енергії в серце.

Завдяки останнім досягненням науки й технології спеціалісти швейцарської компанії DSM Nutritional Products (раніше відомої як «Рош Вітаміни») вдалося отримати із кристалічного коферменту Q10 фармацевтичної якості нові високотех-нологічні форми CoQIO, які спеціально призначені для таблетування і створення функціональних продуктів харчування. Ці форма характеризуються високою біодо-ступністю і стабільністю, технологічні для використання в різних галузях харчової промисловості. Завдяки унікальним властивостям коферменту Q10 кількість ідей і концепцій щодо створення нових привабливих для споживачів продуктів необме-

жена, зокрема енергетичні, продукти для спортсменів, для жінок і підтримання їх привабливості, для профілактики серцево-судинних захворювань, продукти, які уповільнюють старіння, антиоксидантні та ін.

Рис. 2.11. Ділянки фізіологічної дії вітамінів і вітамінів-антиоксидантів

Мінеральні речовини є структурною та функціональною основою існування живих систем, забезпечують нормальний перебіг метаболічних й енергетичних процесів, підтримання показників гомеостазу організму, стимулюють нормальне функціонування серцево-судинної, нервової, м'язової, кровотворної систем.

Більшість хімічних елементів у тканинах і рідинах організму утворює комплексні сполуки з біополімерами (білками, нуклеїновими кислотами), які виконують роль біолігандів (наявність у їх складі молекул різних функціональних груп, здатних до утворення координаційних зв'язків з іонами металів).

Залізо в числі мікроелементів відіграє важливу роль в організмі людини, яка зводиться до участі його в кровотворенні й тканинному диханні. В організмі людини міститься 2—5 г заліза, з яких близько 70 % входить до гемоглобіну, 4—5 % — до міоглобіну, яке називають геміновим залізом. Крім того, в організмі міститься негемінове залізо у вигляді залізобілкового комплексу — ферритину. Фізіологічна потреба в залізі у дітей першого року життя становить 6—10 мг на добу, в підлітковому періоді — 12 мг, у чоловіків — 10 мг, у жінок —• 18 мг (у період вагітності — 30—36 мг).

Кальцій становить близько 2 % маси тіла. Майже 97 % його міститься в кістках у вигляді нерозчинних солей фосфорної кислоти. Решта знаходиться в іонному вигляді, а також у комплексі з білками альбумінової фракції у всіх тканинах і рідинах організму. Невелика кількість міститься в крові у вигляді хлориду кальцію. Солі кальцію відіграють важливу роль у регуляції процесів скорочення м'язів, згортанні крові, у формуванні опірних покривних тканин.

62

63

Кальцій відноситься до елементів, які погано всмоктуються в організмі людини і це відбувається у тонкій кишці за участю специфічних механізмів, які залежать від наявності вітаміну D. Добова потреба у кальції — 0,1—0,2 г.

Магній міститься в плазмі крові, в органах і тканинах. Основна його частка входить до складу кісткової тканини, де знаходиться у вигляді фосфатів. Магній приймає участь у реакції фосфорилювання глюкози під час перетворення вуглеводів й отримання енергії, в обміні жирів і ліпоїдів — сприяє зниженню рівня холестерину в крові за умов гіперхолестеринемії. Магній підтримує структури органел (рибосом, мітохондрій), є необхідним для функціонування багатьох ферментних систем. Рекомендована фізіологічна норма магнію становить 400 мг на добу.

Фосфор в організмі міститься у складі органічних і неорганічних сполук. Кальцієві солі фосфору входять до складу кісткової тканини, виконуючи структурну функцію. У кістковій тканині зосереджено понад 75 % фосфору. Значна його кількість входить до складу біополімерів клітин — білків, нуклеїнових кислот, ліпідів. Частина фосфору міститься у макроенергетичних сполуках, які беруть участь в енергетичному обміні організму (АТФ, АДФ, АМФ, креатинфосфат).

Цинк є необхідним елементом у формуванні поведінки реакцій людини. Йому належить важлива роль у процесах утворення кісток, заживлению ран, регуляції синтезу колагену, пролонгуванні дії інсуліну. Цинк входить до складу багатьох ферментів (більш ніж 200), які приймають участь в обмінних реакціях. В організмі міститься 1,5—2 г цинку. Добова потреба в ньому складає 13—14 мг.

Йод— життєво необхідний мікроелемент. Вміст його в організмі становить 25 мг. Найбільша кількість йоду (15 мг) концентрується у щитовидній залозі, решта — в печінці, нирках, крові, мозку, відповідно 10—6—16—5 %. Основна біологічна дія йоду — участь у синтезі гормонів щитовидної залози (тироксину і трийодтироніну). Йод впливає на водно-сольовий обмін, окислювально-відновлювальні процеси, фагоцитарну активність лейкоцитів, позитивно впливає на фізичний та психічний розвиток. Добова потреба в йоді здорової людини складає: 50 мкг — для дітей у перші 12 місяців життя, 90 мкг — для дітей від 2 до 6 років, 120 мкг — для дітей від 7 до 12 років, 150 мкг — для дорослих (від 12 років і старше), 200 мкг — для вагітних і матерів годувальниць.

2.9. АнтаоксидАнти

Антиоксиданти— це природні або ідентичні природним, поліфункціональні речовини, які приймають участь у різних типах обміну речовин, синтезі та перетворенні біологічно активних метаболітів, здатні перешкоджати окисленню активних хімічних речовин у клітинах організму людини, забезпечують активність універсальної регулюючої системи, перешкоджають накопиченню токсичних продуктів окислення.

Серед антиоксидантів особливе місце займають біоантиоксиданти, які функціонують у живому організмі, регулюють ступінь несприятливого впливу вільноради-кального окислення на більшість метаболічних процесів. Біоантиоксиданти поділяють на дві групи — жиророзчинні та водорозчинні (рис. 2.12).

Антиоксидантна система клітин включає три рівні захисту. Перший рівень забезпечується металозв'язуючими протеїнами та ферментами, що запобігають утворенню вільних радикалів. На другому рівні діють антиоксиданти, які здатні розривати ланцюгові вільнорадикальні реакції: вітаміни А, Е, С, каротиноїди, убіхінони, глютатіон, сечовина та ін.

Рис. 2.12. Класифікація антиоксидантів Два рівні антиоксидантного захисту не здатні перешкодити ушкодженню деяких біологічних молекул. Завдання третього рівня є відновлення ушкоджених молекул. На цьому рівні діють ферменти — протеази, ліпази та ін. Кінцевим підсумком дії біоантиоксидантів є створення оптимальних умов для метаболізму та забезпечення нормального росту клітин і тканин (рис. 2.13).

До біоантиоксидантів відносять аскорбінову кислоту, флавоноїди, біогенні аміни, сірковмісні сполуки, ферменти-антиоксиданти, мікроелемент селен, токофероли, вітамін А та його попередники, фосфоліпіди.

Аскорбінова кислота є важливим компонентом біологічної антиоксидантної системи, функціональна дія якої тісно пов'язана з глутатіоном і токоферолом. Механізм гальмування процесів мікросомального окислення вітаміном С пов'язаний з його електронно-донорними властивостями — аскорбат виступає як синергіст інших природних антиоксидантів, підтримуючи їх у відновленому стані і тим самим сприяє обриванню процесу вільно радикального окислення.

Флавоноїди проявляють високу антиоксидантну активність (катехіни, лейкоан-тоціани, флавоноли, флавони), завдяки їх здатності акцептувати вільні радикали, хелатувати іони металів, що каталізують процеси окислення та сприяють дії ферментів, які беруть участь у першій ланці захисту від активних вільних радикалів. Флавоноїди підвищують активність аскорбінової кислоти, захищають її та адреналін від окислювального розщеплення. Однією із найбільш цінних властивостей флавоноїдів є корекція метаболізму арахідонової кислоти в організмі, яка здійснюється шляхом інгібірування ліпоксигену.

Різноманітна біологічна активність флавоноїдів є підставою для створення харчових добавок функціонального призначення.

Біогенні аміни — продукти декарбоксилювавання амінокислот, що мають досить високу біологічну активність (серотонін, ацетилхолін, гістамін). Біологічна дія серотоніну залежить від наявності в його молекулі гідроксильної групи. Ацетилхолін є медіатором передачі нервових імпульсів від нервових волокон на м'язи, гістамін виконує роль медіатора і стимулює утворення соляної кислоти у слизовій оболонці шлунку.

Сірковмісні сполуки, які утворюються із амінокислот (цистеїн, цистин, метіонін), виконують специфічні функції в обміні речовин і, в той же час, є важливим інструментом антиоксидантної системи.

Ферменти-антиоксиданти виконують каталітичні функції під час реалізації про-тиокислювальних властивостей захисних сполук, забезпечують пряме знешкодження інтермедіатів кисню й озону, зводять до мінімуму концентрацію супероксидного радикалу й пероксиду водню в клітинах, різко зменшують токсичність радикалу ОН.

Важливими антиоксидантними ферментами є супероксиддисмутаза (СОД) і це-рулоплазмін (ЦП).

Ферменти супероксиддисмутази (СОД) застосовують для профілактики негативного впливу токсичних хімічних речовин та радіоактивних випромінювань. Можуть використовуватись для загальнооздоровчої дії. До складу молекули суперок-сиддисмутаз входять іони металів (мідь, цинк, марганець), що забезпечують електронно-транспортну функцію активних центрів ферментів. Молекула має ди-сульфідний зв'язок і одну SH-групу, які відіграють значну роль у забезпеченні антиоксидантної дії СОД.

Церулоплазмін (ЦП)— мідьвмісний білок а-глобулінової фракції сироватки, який окислює поліфеноли, біогенні аміни, а також перетворює залізо двовалентне у тривалентне. Він проявляє супероксиддисмутазну активність, але на відміну від СОД, захищає внутрішньоклітинні структури та ліпідновмісні біоструктури крові від ушкоджувальної дії вільних радикалів.

Мікроелемент селен як есенціальний компонент їжі почали розглядати в середині XX сторіччя. Селен характеризується вираженими антиоксидантними власти-

востями, що дозволяє використовувати його для профілактики онкологічних захворювань. Стимулюючи утворення антитіл, селен підвищує імунну реактивність організму.

Активність селену підвищується в присутності вітамінів Е, А і С Добова потреба дорослої людини у селені складає — 150—200 мкг. Головним джерелом селену в харчуванні людини є зернові, особливо пшениця (зародки). Перспективним об'єктом для біотехнологічного отримання селену з метою його використання у харчових цілях є простіші гриби, дріжджі, одноклітинні водорості, зокрема спіруліна.

Шляхом автолізу селеновмісних дріжджів отримують біологічно активну добавку « Вітасин-Se», яка не має побічних небажаних ефектів.

Вітамін Е (токоферол). Під загальною назвою вітамін Е— це об'єднана група токоферолів, які позначаються буквами грецького алфавіту: а, (3, у, А та ін. і відрізняються числом та місцем розміщення метальних груп у С₅, С₇, С₈.

Найбільш важливим джерелом токоферолів є рослинні олії. У соняшниковій олії містяться переважно а-токофероли, тоді як у кукурудзяній і соєвій вітамін Е на 90 % складається з у- і А-токоферолів з високою антиоксидантною активністю.

Токофероли відіграють важливу роль в окислювально-відновних процесах організму. Біологічна дія токоферолів зумовлена тим, що вони проявляють антиоксидантні властивості й запобігають надмірному окисленню ліпідів в організмі, утворенню пероксидів ліпідів та нагромадженню в тканинах вільних радикалів. Найвища антиоксидантна активність притаманна А- і у-токоферолам, які складають близько 90 % усіх токоферолів організму людини.

Добова потреба у токоферолах становить близько 20—30 мг, з них половина припадає на а-токоферол.

Вітамін А та його попередники — каротиноїди. За хімічною природою каротиноїди є поліненасиченими сполуками терпенового ряду. їх поділяють на каротиноїди вуглеводні, С_4о — ксантофіли, гемо-, апо- та нор-каротиноїди. Серед каротиноїдів найважливіше значення мають а-, р-, у- та є-каротини, які відрізняються будовою та біологічною активністю.

Вітамін А як оксидант, гальмує перетворення сульфгідрильних груп у дисульфі-дні, приймає участь у синтезі глікопротеїдів, впливає на метаболізм мембранних фосфоліпідів, проявляє антимутагенці властивості, запобігає канцерогенній дії бен-зпірену та інших токсичних речовин.

Бета-каротин і вітамін А є достатньо активними акцепторами вільних радикалів.

Фосфоліпіди — це складні ефіри гліцерину й жирних кислот, які містять фосфорну кислоту і азотовмісну сполуку. Важливими представниками фосфоліпідів є фо-сфатидилхоліни, фосфатидилетаноламін, фосфатидилсерини, плазмологени, фос-фатидилінозити, сфінгомієліни. Фізіологічна роль фосфоліпідів визначається тим, що вони входять до складу білково-ліпідних комплексів мембран, мітохондрій, лі-зосом та інших клітинних органел.

На антиокислювальні властивості й показники активності фосфоліпідів впливає склад жирних кислот. Наприклад, фосфоліпіди, які вміщують насичені жирні кислоти з довгим ланцюгом, мають більш високі значення антиокислювальної активності.

Фосфоліпідні фракції відомі як антиоксиданти. Лецитин—- як харчова антиоксидантна добавка вперше була прийнята до виробництва у США. Лецитини (фос-фатидилхоліни) беруть участь у побудові важливих клітинних структур та в чисельних метаболічних реакціях. Вони гальмують пероксидацію ліпідів, уповільнюють процес окислення.

ва

Добова потреба дорослої людини у фосфоліпідах складає 5 г. Джерелом лецитину є нерафінована олія, соя, горох, горіхи.

Спиртовий екстракт іранського прополісу проявляє антиоксидантні властивості, тобто є джерелом натуральних антиоксидантів і може бути корисним для попередження розладів здоров'я, зумовлених присутністю вільних радикалів.

Пробютики

Пробіотики— живі мікроорганізми, які можуть позитивно впливати на здоров'я людини, нормалізувати склад і функції мікрофлори шлунково-кишкового тракту (найчастіше це біфідобактерії і лактобацили, здатні проявляти антагонізм проти патогенних й умовно-патогенних мікробів).

Для корекції мікробної екології використовуються спеціально підібрані пробіо-тичні мікроорганізми у вигляді пробіотичних лікарських препаратів, біологічно активних харчових добавок або продуктів харчування. До основних груп пробіотиків відносять:

• Пробіотики на основі живих мікроорганізмів;

• Пробіотики на основі метаболітів або структурних компонентів представників нормальної мікрофлори;

• Пробіотики на основі сполук мікробного чи іншого походження, які стимулюють ріст і активність біфідобактерій і лактобацил — представників нормальної мікрофлори;

• Пробіотики на основі комплексу живих мікроорганізмів, їх структурних компонентів, метаболітів у різних поєднаннях і сполуках, які стимулюють ріст представників нормальної мікрофлори;

• Пробіотики на основі генно-інженерних штамів мікроорганізмів, їх структурних компонентів і метаболітів із заданими характеристика;

• Пробіотичні продукти харчування на основі живих мікроорганізмів, їх метаболітів, інших сполук мікробного, рослинного або тваринного походження, здатних підтримувати й відновлювати здоров'я через корекцію мікробної екології організму.

Вперше термін «пробіотики» був запропонований у 1954 році F.Vergio, який проводив порівняння різних сполук, що характеризуються антимікробними й позитивними ефектами на кишкову мікрофлору. Зокрема, вони сприяють розкладу молочного цукру у випадку незасвоєння лактози, профілактиці діареї, підвищенню вмісту у товстій кишці ферментів, які стимулюють імунну систему.

Пізніше Lilly & Stillwell (1965) під терміном пробіотики запропонували розуміти живі мікроорганізми, що підсилюють ріст інших мікроорганізмів.

Найбільш розповсюджені штами лактобацил і біфідобактерій, які використовуються для виробництва пробіотиків і продуктів функціонального харчування наведені в табл. 2.11.

Розроблені і реалізуються як монокультурні, так і комплексні пробіотики, які складаються із двох-п'яти різноманітних висушених живих мікроорганізмів. їх недоліком можна вважати неадаптованість використаних у них штамів мікроорганізмів.

Таблиця 2.11

Поиск по сайту: