Использование биологически активных соединений антиканцерогенного действия в производстве функциональных продуктов питания

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Оробинская В. Н., Писаренко О. Н. Использование биологически активных соединений антиканцерогенного действия в производстве функциональных продуктов питания // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2015. – Т. 13. – С. 1706–1710. – URL: http://e-koncept.ru/2015/85342.htm.
Аннотация. В статье представлена характеристика глюкозинолатов, затронуты механизмы, связанные с модуляцией ферментативных систем, антивоспалительными процессами и индукцией апоптоза. Глюкозинолаты (ГЗЛ) – биологически активные соединения, обладающие антимикробной активностью против Helicobacter pylori, вызывающей язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки. При разработке функциональных продуктов учитывается вид тепловой обработки, подбирается температурный режим: увеличивающий биодоступность ликопена, не инактивирующий мирозиназу и не уменьшающий биодоступность ГЗЛ. В экспериментах in vivo на животных установлено максимальное содержание сульфорана в крови и моче при добавлении в рацион порошка брокколи впервые 6 и 12 часов при пероральном введении. Разработана новая рецептура оладьев на основе водорастворимого полисахаридного комплекса (ВРПСК) скорцонера и мелко измельченной маргеланской (китайской) редьки. Исследованы физико-химические показатели полуфабрикатов и функционального продукта. Маргеланская (китайская) редька содержит биологически активные соединения, которые в ЖКТ подвергаются ферментации с образованием веществ, влияющих на апопаптоз раковых клеток. Инулин и олигофруктоза в качестве биологически активных добавок к пище влияют на повышение активности лимфоцитов, поднимая серологические уровни глютамина, снижая содержание lgЕ до 0,6-2,80 г/л в сыворотке крови при гипериммуноглобулинемиях.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Оробинская Валерия Николаевна,Институт сервиса, туризма и дизайна (филиал) ФГОАУ ВПО СевероКавказский федеральныйуниверситет в г. Пятигорске, доцент кафедры Охраны окружающей среды, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник отдела ОПОНИР, orobinskaya.val@yandex.ru

Писаренко Ольга Николаевна,Институт сервиса, туризма и дизайна (филиал) ФГОАУ ВПОСевероКавказский федеральный университет в г. Пятигорске, доцент кафедры Технологии, продуктов питания и товароведения, кандидат философских наук , olga.pisarenko.65@mail.ru

Использование биологически активных соединений антиканцерогенного действиявпроизводстве функциональных продуктов питания

Аннотация.В статье представлена характеристика глюкозинолатов,затронутымеханизмы связанныес модуляцией ферментативных систем, антивоспалительными процессами и индукцией апоптоза. Глюкозинолаты(ГЗЛ)–биологически активные соединения, обладающиеантимикробной активностью против Helicobacter pylori, вызывающей язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки. Приразработке функциональных продуктов учитывается видтепловой обработки, подбирается температурный режим:увеличивающийбиодоступностьликопена, неинактивирующиймирозиназу и не уменьшающийбиодоступность ГЗЛ. В экспериментах invivoна животных установлено максимальное содержание сульфорана в крови и моче при добавлении в рацион порошка брокколивпервые 6 и 12 часов при пероральном введение.Разработана новая рецептура оладьейна основе водорастворимого полисахаридного комплекса (ВРПСК) скорцонера и мелко измельченноймаргеланской(китайской)редьки. Исследованы физикохимические показатели полуфабрикатов и функционального продукта. Маргеланская (китайская) редька содержит биологически активные соединения, которые в ЖКТ подвергаются ферментации с образованием веществ, влияющих на апопаптоз раковых клеток. Инулин и олигофруктоза, в качестве биологически активных добавок к пище, влияют на повышение активности лимфоцитов, поднимаясерологические уровни глютамина, снижаясодержание lgЕ до 0,62,80 г/л в сыворотке крови при гипериммуноглобулинемиях. Ключевые слова: глюкозинолаты, сульфорафан, глюкорафанин, водорастворимый полисахаридный комплекс, инулин, олигофруктоза.

Глюкозинолаты (ГЗЛ), βтиогликозидыNгидроксисульфаты представляют собой вторичные метаболиты широко распространенные в крестоцветных овощах, таких как капуста, брокколи, и горчица рис. 1, табл. 1.

Рис.1.Структурная формула глюкозинолатов

ГЗЛ стабильные и неактивные соединения растений, при повреждении, например, при механической обработке происходит высвобождение ГЗЛ из вакуолейи под действием эндогенного растительного ферментамирозиназы (βтиоглюкозидазы)их ферментативный гидролиз с образованием изотиоцинатов (ITC), органических нитрилов и т.д.; образование этих соединений варьируется в зависимости от условий ферментативного гидролиза: рН, температурыиот структуры боковой цепи(Rгруппыглюкозинолатов) рис. 2. [1].Таблица 1Содержание глюкозинолатов в некоторых овощах семейства Brassicaceae [2]

СырьеСодержание глюкозинолатов, мг в 100 г продукта*Брюссельская капуста240Брокколи60Кресссалат390Кольраби50Репа90Примечание. *J.Higdon, 2005 г.

В процессе пищеваренияв естественных условиях, ГЗЛ как правило, вступают в контакт с мирозиназой и подвергаются ферментативному катализу. Пепсин и HCl микрофлоры толстого кишечника играюттакжеважную роль в формировании изотиоцинатов[4].

Рис. 2.Ферментативный гидролиз глюкозинолатов

Эпидемиологические данныеотечественных и зарубежных ученых установили тесную связь между потреблением крестоцветных овощей, таких как брокколии др. иснижениемриска развития рака. Противораковые механизмы связаны с модуляцией ферментативных систем, антивоспалительными процессами и индукциейапоптоза. В структуре изотиоцианатовсодержитсяатом серы, придающий характерныйзапах при приготовлении продуктов из крестоцветных растений. В брокколи содержится сульфорафан(C6H11NOS2) рис.3.

Рис.3. Структурная формула сульфорафана C6H11NOS2

Этот глюкозинолатбыл выделен из Carddria draba в 1959 г., в брокколиего содержание достигает60 мг на 100 г. продукта. Сульфорафан обладает также бактерицидными свойствами, современные исследования показали, что данный глюкозинолат обладает антимикробной активностью против Helicobacter pylori, бактерии, вызывающей язву желудкаи косвенно способствующая возникновению рака желудка, так какН. pylon провоцируетобразование в желудке изъязвлений.

При разработке функциональных продуктов «химической стратегии» необходимо учитывать,факторы, которые могут повлиять на биодоступностьбиологически активных пищевых компонентов, включая матрицу пищи, приготовление пищи, одновременным приемом других факторов или наличие собственных ферментов.

Ликопен является хорошо известным примером, где термически обработанный томатный сок дает 23 кратное увеличение концентрации в сыворотке крови, тогда как необработанный томатный сок не производит никаких изменений в концентрации сыворотки [4].В случаеликопена, приготовление пищи с использование жиров увеличивает его биодоступность.Для глюкозинолатов доказано, что приготовление крестоцветных овощей инактивирует мирозиназу и уменьшает биодоступностьГЗЛ [5].Особый интерес представляет использование брокколи для профилактики рака мочевого пузыря [6].Исследования, проведенныеinvivoна экспериментальных животных линии Вистерпоказали, что изменение в плазме крови и моче экспериментальных животных (наличие метаболитов глюкозинолатов) происходит впервые 6 и 12 часов при пероральном введение брокколи в виде порошка и вареной брокколи.Таблица 1Общее содержание мкмоль/% органических соединений глюкозинолатов, определяемое в образцах мочи в течение 24 ч после употребления вареной брокколи и порошка брокколи

Сульфорафанв ммоль/%Брокколи (порошок)Брокколи (вареная)конц. в урине через 12 часовконц. в урине через 24 часаконц. в урине через 12 часовконц. в урине через 24 часа137,5± 12,0124,1± 14,837,1± 11,830,1 ± 7,0Производные сульфорафанав ммоль/%118,1 ± 11,487,8 ± 10,715,3 ± 4,114,4 ± 3,5

Результаты экспериментальных исследований табл. 1 показывают, что наибольшие пики концентрации в моче сульфоранаи его производных наблюдаются при употреблении экспериментальными животными порошка брокколи, т.е. добавки, содержащей не ингибированную мирозиназу.На основе водорастворимого полисахаридного комплекса (ВРПСК)скорцонера и мелко измельченной китайской редьки рис. 4. нами был получены экспериментальные образы оладий, разработана новая рецептура.

Объекты и методы:

Рассматривается применения Скорцонера (Scorzonera hispanica L.) –овощного и лекарственного растения в качестве источника БАДс целью расширения ассортиментакомбинированных функциональных продуктов (ФП) и ингредиентов с широким спектром биологической активности на основе растительной сырьевой базы Ставропольского края и КабардиноБалкарской республики. Несмотря на возросший интерес к инулинсодержащим растениям в последнее время, можно отметить незначительное количество публикаций по исследованиям этого растения, при добавлении мелкоизмельченной маргеланской китайской редьки, выращенной в фермерском хозяйстве КБР, источника большого количества витаминов, микрои макроэлементов, а также особых ферментов. Однако основную питательную ценность данного продукта все же составляют минеральные соли (кальций, магний, фосфор, цинк, марганец и многие другие). Калорийность маргеланской (китайской) редьки составляет всего 21 ккал, что является очень невысокой питательной ценностью, поэтому употреблять данный продукт желающим похудеть можно без ограничений. Редька содержит биологически активные соединения «химиопрофилактической стратегии» природного происхождения против рака, которые в ЖКТ подвергаются ферментации с образованием веществ, влияющих на апопаптоз раковых клеток. Более 100 глюкозинолатов были определены в растениях данного вида.



Рис.4.Опытные образцы редьки Маргеланской (китайской) редьки

и образец оладий

Предлагается использовать инулин и олигофруктозу в качестве биологически активных добавок к пище, влияющих на повышение активности лимфоцитов. Введение этих веществ или растений, содержащих их, поднимает серологические уровни глютамина (Jenkins и другие. 1997) возможно в результате экономии глютамина[5]. Глютамин –необходимый субстрат для лимфатической ткани, это может улучшить иммунные функции организма человека. Кроме тоговведение этих диетических волокон снижает содержание lgЕ до 0,62,80 г/л в сыворотке крови при гипериммуноглобулинемиях (аллергических заболеваниях), связанных с повышенной чувствительностью к пищевым веществам типа глюкозинолатов. За основу взята традиционная рецептура оладий на дрожжах [7]. Создано три образца с заменой части сырья на редькуи водорастворимый полисахаридный комплекс (ВРПСК) из скорцонера испанского сорта «ТСХА1»[8]. В табл. 2приведен состав компонентов для производства продукта функционального назначения, выход изделия.Таблица 2 Состав компонентов, выход изделий

Исследованы физикохимические показатели полуфабрикатов и функционального природного продукта: общая (титруемая) кислотность; количество жира (ГОСТ 589985) на порцию в полуфабрикате и готовом изделии с учетом потерь при тепловой обработке; массовая долязолы (ГОСТ 590187); содержание витамина С. Результаты исследований представлены на рис. 5,6,7,8.

Рис.5.Диаграмма общей кислотности полуфабриката и готового изделия с 15% содержанием редьки и 5% содержанием ВРПСК5353123456Контроль15%+5%ВРПСКНаименование продуктовМасса нетто на 1 порцию, гКонтрольный образецОпытный образец 15% редька, 5% ВРСПКОпытный образец 10% редька, 5% ВРСПКМука пшеничная84,771,575,9Яйца куриные444Молоко84,771,575,9Дрожжи2,52,52,5Сахар333Соль1,61,61,6Ванилин0,020,020,02Редька свежая

26,417,6ВРПСК

0,150,15Масса полуфабриката №1084176176176Маргарин столовый777Выход готовых изделий150150150Сметана202020Выход на порцию170170170Проведенные исследования показывают, что при добавлении в традиционную рецептуру растительного сырья в виде редьки кислотность не изменяется,как в готовом изделии, так и в полуфабрикате.

Рис.5.Диаграмма количества жира в полуфабрикате и готовом изделии

Проведенные исследования показывают, что при добавлении в традиционную рецептуру растительного сырья в виде редьки содержание жира в полуфабрикате и готовом изделии снижается на 4,3% 4,8% соответственно. Способствует этому низкое содержание жира в самом сырье (репе).

Рис.6.Диаграмма определения содержания золы в готовых изделиях

Результаты проведенных опытов показывают, что при использовании растительного сырья в производстве оладий, содержание золы в готовом изделии повышается 9,38,48,9877,588,599,5Контроль15%+5 %ВРПСК2,632,662,6152,622,6252,632,6352,642,6452,652,6552,662,665Оладьи, контр.Оладьи с репой 15%+5% ВРПСКна 1,14%, за счет золы редьки и ВРСПК скорцонера.Проведенные исследования показывают, что в полуфабрикате с использованием растительного сырья содержание сухих веществ меньше,чем в полуфабрикате, приготовленном по традиционной рецептуре. Обусловлено это тем, что в качестве нового компонента используется редька и ВРСПК, у которых содержание сухих веществ на 100 г продукта меньше, чем у заменяемого сырья.

Ссылки на источники1.Holst B, Williamson G. A critical review of the bioavailability of glucosinolates and related compounds.Nat Prod Rep.2004;21:425–47.

2.Vermeulen M, van den Berg R, Freidig AP, van Bladeren PJ, Vaes WH. Association between consumption of cruciferous vegetables and condiments and excretion in urine of isothiocyanate mercapturic acids.J Agric Food Chem.2006;54:5350–8.3.Kristal AR, Lampe JW. Brassica vegetables and prostate cancer risk: a review of the epidemiological evidence.Nutr Cancer.2002;42:1–9.[PubMed]4.Drewnowski A, GomezCarneros C. Bitter taste, phytonutrients, and the consumer: a review.Am J Clin Nutr.2000;72:1424–35.[PubMed]5.Orobinskaya V.N., Kazub V.T., Konovalov D.A.The influence of biologically active substances of non traditionalplants on the biochemical processes in the human body// The second international conference on Eurasian scientific Development, Vienna, may 26, 2014. –490 P.6.Anders Øverby,Mette S. Bævre, Ole P. ThangstadandAtle M. BonesDisintegration of microtubules inArabidopsis thalianaand bladder cancer cells by isothiocyanates // Journal ListFront Plant Sci. V.6; 2015.7.Писаренко О.Н., Беляева И.А. Новые возможности использования brassicarapaL. в производстве функциональных продуктов питания / Материалы 2й ежегодной научнопрактической конференции преподавателей, студентов и молодых ученых СКФУ «Университетская наука –региону»/ Под ред. Т.А. Шебзуховой, И.М. Першина. –Пятиорск.: ФГАОУ ВПО«СКФУ» (филиал) в Пятигорске, 2014ю –В 2т. –Т.II. С.144146 8.Маршалкин М.Ф., Оробинская В.Н.Пищевые волокна скорцонера и овсяного корня и их лечебнопрофилактическое использование// Успехи современного естествознания. 2002.

№2. С. 7779.