Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к области биологически активных добавок к пище, и может быть использовано для производства БАД к пище и профилактических продуктов питания, содержащих БАД. Конкретно данное изобретение направленно на профилактику кальциевой недостаточности и оптимизацию кальциевого обмена в организме человека.
Кальций - жизненно важный элемент для организма. Ионы кальция участвуют в формировании многочисленных клеточных и тканевых структур и регуляции метаболических процессов. Функциональная активность кальция в организме проявляется в обеспечении межклеточной интеграции и клеточного узнавания, стабилизации формы клеток и клеточных органелл, стабилизации макромолекулярных комплексов, регуляции нейронной проводимости, инициации мышечного сокращения, стимулировании клеточных секреторных и биосинтетических процессов, регулировании каталитической активности многочисленных ферментов, регуляции окислительного фосфорилирования в митохондриях, активации процесса свертывания крови, формировании скелета.
При недостатке кальция в крови и тканях возникают гиперактивность нейронов, деформация клеток и дезинтеграция тканей, снижение свертываемости крови, нарушение проницаемости клеточных мембран, спазм мышц, размягчение костей, что находит свои клинические проявления.
В процессе эволюции организм выработал совершенную систему поддержания гомеостаза кальция. Уровень общего и ионизированного кальция в плазме крови и тканях регулируется в основном при участии трех структур организма: костного аппарата как динамического резервуара кальция; кишечника, который обеспечивает всасывание кальция и выступает основным органом его экскреции из организма; почек, обеспечивающих реасорбцию кальциевых ионов. Контроль за деятельностью этих органов, обеспечивающих кальциевый баланс, осуществляют специфические гормоны, прежде всего паратгормон, кальцитонин, гормональные дериваты витамина D3.
Кальциевый обмен затрагивается физиологическим состоянием организма - возрастом, ростом, репродуктивной функцией, гормональным статусом организма. На всасывание кальция существенное влияние оказывают пищевые ингредиенты: липиды, минеральные вещества, органические кислоты, хелатирующие соединения, витамины.
98% кальция организма депонируется в костной ткани. Костный метаболизм во многом определяет характер кальциевого обмена, поскольку кость - динамичная система, а не статичное кальциевое депо. Интенсивность метаболизма Са в костной ткани регулируется органическим матриксом, партгормоном, аскорбиновой кислотой, локальными изменениями рН, простагландинами.
Кальций в больших количествах содержится во многих пищевых продуктах, однако не все продукты содержат кальций в доступной для организма форме. К тому же изменившийся образ жизни современного человека, а значит, и характер его питания обусловили широко распространенное явление кальциевого дефицита не только в период повышенной физиологической потребности организма в этом катионе, но и в режиме нормального функционирования. Кальциевая недостаточность порождает серьезные заболевания, например остеопороз, остеопению.
Вместе с тем, простое обогащение продуктов питания кальцийсодержащими препаратами малоэффективно и не решает проблемы кальциевого дефицита.
Известен способ обогащения пищевых продуктов кальцием в составе порошка яичной скорлупы и симбиотической закваски (Патент РФ №2097990 “Диетические биодобавки для молочных и мясных продуктов целевого назначения”, 1995). Однако способ решает узкую технологическую задачу обогащения продуктов питания препаратом кальция в растворимой форме и не предусматривает направленного стимулирующего воздействия на кальциевый обмен в организме.
Известен кальцийсодержащий препарат, производимый фирмой Роше (Швейцария), содержащий карбонат кальция, аскорбиновую кислоту, витамины. Препарат представляет собой минерально-витаминный комплекс и предлагает растворимую форму кальция в виде “шипучего” напитка.
Также хорошо известен кальцийсодержащий препарат “глюконат кальция”. Однако как и лактат кальция это соединение представляет собой малоэффективный источник кальция ввиду невысокого процента его усвоения.
Препарат целевого назначения “Остегенон”, производимый фирмой Робафарм (Франция), содержит наряду с фосфатом кальция такие компоненты, как протеогликан, коллаген, микроэлементы и направлен на стимулирование метаболизма в остеокластах. В биологически активный комплекс “Остео Вера” кроме Са включены магний, витамин D3, фолиевая кислота, цитрат, витамины группы В, бетаин. Препарат предназначен для коррекции остеопороза, стимулирует процесс всасывания кальция у лиц пожилого возраста.
Однако в целом перечисленные препараты не решают удовлетворительно проблему устранения кальциевого дефицита и его профилактики. Недостаточно просто предоставить необходимый организму кальций даже в доступной форме или стимулировать отдельные моменты кальциевого обмена. Следует обеспечить системный подход к решению проблемы кальцийдефицита.
Цель изобретения состоит в решении проблемы кальциевого дефицита в организме человека посредством его обеспечения доступным кальцием и оптимизацией кальциевого обмена в целом.
Задача решается путем создания биологически активной добавки к пище (БАД) и пищевых продуктов, содержащих минерально-органический комплекс, включающий соединения кальция, способный нормализовать кальциевый обмен, поддержать механизмы его самоконтроля и авторегуляции. При этом соединение кальция представляет собой кальцит биологического происхождения, а минерально-органический комплекс состоит из соединений магния, цинка, меди, калия, йода в виде его органического ковалентного соединения негормональной природы, аминокислот лизина, триптофана, аргинина, нитратных, сукцинатных, аскорбатных, тиосульфатных анионов, витамина D3, полиуроновых кислот.
Техническим результатом является более эффективное решение проблемы устранения дефицита кальция в организме за счет выбора оптимального источника кальция, обеспечения его растворимости в желудочно-кишечном тракте, обеспечения доступности кальциевых ионов трансмембранному переносу, стимулирования тканевой утилизации кальция, прежде всего костной тканью, оптимизации условий введения кальцийсодержащего препарата в организм.
Целесообразно использовать в качестве источника кальция его натуральное соединение - кальцит, который является структурным компонентом раковин моллюсков и яичной скорлупы. В условиях кислой реакции желудочного сока кальцит разлагается с образованием ионов кальция и углекислого газа, чем выгодно отличается от других неорганических и органических соединений кальция. Использование кальцита практически не приводит к анионному дисбалансу в организме, как это имеет место, например, при введении в организм хлорида, сульфата или фосфата кальция. Известно, что всасывание кальция клетками слизистой кишечника, а равно и процесс тканевой утилизации, поступившего в кровь кальция, опосредовано специальным механизмом. Механизм активного трансмембранного переноса кальция транспортирует этот катион против градиента его концентрации с затратой энергии. Кальций должен находиться в доступной транспортной системе форме. Лимонная кислота (цитрат), аскорбиновая кислота, лактоза, некоторые аминокислоты (лизин, аргинин, триптофан) обеспечивают растворимость кальция и этим стимулируют его эффективное всасывание.
Необходимо учитывать такой важный обмен кальциевого обмена, как его клеточный транспорт. В клеточном транспорте кальция, в поддержании его внутриклеточного гомеостаза существенную роль играют митохондрии. Энергозависимый механизм трансмембранного переноса, митохондриальная аккумуляция кальциевых ионов стимулируются такими катионами как Mg2+, K+, а также цитратом и сукцинатом. В энергозависимых реакциях АТФ потребляется в виде ее соли с магнием. Магний способствует удержанию кальция в организме. Также следует исключить саму возможность проявления магниевого дефицита в организме, связанного с пониженным всасыванием магния на фоне высокого уровня кальция в рационе. Оптимальное соотношение кальция и магния в препарате должно составлять 2:1. Обеспечивая организм достаточным количеством магния, мы тем самым стимулируем Mg, Са-зависимую неспецифическую митохондриальную АТФазу.
В противоположность натриевым ионам организм зачастую испытывает дефицит калиевых катионов. K+ стимулирует K+, Mg2+ - активируемую АТФазу, которая генерирует трансмембранный градиент одновалентных катионов. K/Na-насос - существенный функциональный механизм в жизнедеятельности клеток, в т.ч. костной ткани и процессах адсорбции и десорбции кальция в ней. Обогащение рациона человека калием обеспечит и нормализацию кальциевого обмена.
Негативная роль тяжелых металлов, присутствующих в пище, проявляется в ингибировании транспортных систем ионов К, Са, Mg, Zn. Введение в состав рациона тиосульфата и/или полиуроновых кислот, или их солей повысит эффективность всасывания кальция, а также магния, цинка, поскольку эти компоненты свяжут сопутствующие пищевым продуктам ионы тяжелых металлов.
Серьезным фактором, ограничивающим растворимость ионов кальция, магния, цинка, а значит, и их доступность системам трансмембранного переноса, следует считать присутствующие в продуктах питания фитиновую и щавелевую кислоты. Злаки, бобовые содержат до 1-4% фитиновой кислоты, моль которой способен практически необратимо связать до 6 молей ионов кальция, магния, цинка. Эти ионы образуют нерастворимые соединения с щавелевой и фитиновой кислотами и транзитом выводятся из организма в их составе. Следовательно, следует обеспечить поступление кальций-, магний-, цинксодержащих соединений с продуктами питания, с низким содержанием фитиновой и щавелевой кислотами. Целесообразно разрушать фитиновую кислоту для повышения эффективности всасывания Са, Mg, Zn.
Цинк - антагонист кальция. Его всасывание падает на фоне повышенной концентрации кальция. Поэтому следует обеспечить компенсационное поступление цинка в организм, учитывая тот факт, что цинк является кофактором многих ферментов, в том числе участвующих в кальциевом обмене. Цинк особенно эффективно и практически необратимо связывается фитиновой кислотой.
Всасывание Са, его тканевая утилизация - энергоемкие процессы. Для оптимизации кальциевого обмена целесообразно стимулировать энергетический обмен. Полноценное энергообеспечение сказывается и на процессах сорбции/десорбции кальция из костной ткани, формировании костного матрикса. Регуляция интенсивности энергетического обмена осуществляется тироидными гормонами, поэтому необходимо добиться сбалансированности рациона йодом. Предпочтительно для этой цели использовать органические соединения с ковалентно связанным йодом - как наиболее эффективный источник этого микроэлемента для организма. В качестве источника йода используют йодированные аминокислоты, белки, их гидролизаты, йодированные жирные кислоты, терпеноиды, соединения изопреновой природы.
Более 90% кальция депонируется и связывается в костной ткани. Процесс костного отложения кальция и его извлечение при костной резорбции оказывают доминирующее влияние на кальциевый обмен. Важную роль в этих процессах играет органический матрикс, формирующий структуру центров кальцификации. В формировании органического матрикса принимает участие лизин, аскорбиновая кислота, ионы меди в составе медьсодержащих ферментов. Одновременно с обогащением рациона кальцием следует обеспечить организм лизином, аскорбиновой кислотой, исключить дефицит меди.
На обмен кальция в костной ткани существенное воздействие оказывают лимонная и янтарная кислоты. Положительный эффект при воздействии на кальциевый обмен достигается только при единовременном пероральном введении кальция и этих органических кислот.
Таким образом, целесообразно использовать для устранения кальциевого дефицита минерально-органический комплекс, включающий соли кальция, магния, цинка, меди, калия, соединения аскорбата, сукцината, цитрата, витамин D3, аминокислоты лизин, аргинин, триптофан в свободном и связанном состоянии, органический ковалентно связанный йод, тиосульфат, полиуроновые кислоты, адсорбенты.
Также целесообразно использовать для устранения кальциевого дефицита минерально-органический комплекс, включающий соединения кальция, магния, цинка, меди, калия, соединения аскорбата, сукцината, цитрата, витамин D3, аминокислоты лизин, аргинин, триптофан в свободном состоянии, органический ковалентно связанный йод, тиосульфат, полиуроновые кислоты, адсорбенты, тиосульфат, полиуроновые кислоты, адсорбенты.
Целесообразно использовать для устранения кальциевого дефицита минерально-органический комплекс, включающий соединения кальция, магния, цинка, меди, калия, соединения аскорбата, сукцината, цитрата, витамин D3, аминокислоты: лизин, аргинин, триптофан в связанном состоянии, органический ковалентно связанный йод, тиосульфат, полиуроновые кислоты, адсорбенты.
Также целесообразно использовать для устранения кальциевого дефицита минерально-органический комплекс, включающий органические соединения кальция, магния, цинка, меди, калия, соединения аскорбата, сукцината, цитрата, витамин D3, аминокислоты: лизин, аргинин, триптофан в связанном состоянии, органический ковалентно связанный йод, тиосульфат, полиуроновые кислоты, адсорбенты.
Также целесообразно использовать для устранения кальциевого дефицита минерально-органический комплекс, включающий неорганические соединения кальция, магния, цинка, меди, калия, соединения аскорбата, сукцината, цитрата, витамин D3, аминокислоты: лизин, аргинин, триптофан в связанном состоянии, органический ковалентно связанный йод, тиосульфат, полиуроновые кислоты, адсорбенты.
Также целесообразно использовать для устранения кальциевого дефицита минерально-органический комплекс, включающий соединения кальция, магния, цинка, меди, калия, соединения аскорбата, сукцината, цитрата, витамин D3, аминокислоты: лизин, аргинин, триптофан в свободном состоянии, органический ковалентно связанный йод, тиосульфат, полиуроновые кислоты, адсорбенты.
Введение в организм этих соединений в виде минерально-органического комплекса обеспечит растворимость кальция, доступность его трансмембранному переносу, стимулирует клеточный перенос кальция и поддержит его внутриклеточный гомеостаз, облегчит тканевую утилизацию кальция и в особенности его костный обмен, стимулирует формирование органического кальцийсвязывающего матрикса, усилит энергетическую обеспеченность процесса всасывания, транспорта, депонирования кальция.
Для нормализации кальциевого обмена показано регламентированное потребление кальция. Целесообразно вводить кальций в организм на фоне продуктов питания с низким содержанием фитиновой и щавелевой кислот. Из-за особенностей кальциевого обмена следует принимать кальцийсодержащий минерально-органический комплекс на ночь. Эффективное усвоения Са возможно только при условии полноценной белковой обеспеченности организма.
В качестве компонентов минерально-органического комплекса целесообразно использовать органические и неорганические соли Mg, К, Сu, Zn, а также другие их химических соединения, например металлопротеины (церулоплазмин), хелаты с сывороточным альбумином, хлорофиллы и др.
Необходимые компоненты могут быть также получены из растительного, животного, микробиологического сырья. Целесообразно включить в БАД комплексную соль полиуроновой кислоты с двух-, одновалентными катионами.
Кальцийсодержащий минерально-органический комплекс пригоден для обогащения продуктов питания, предпочтительно с низким содержанием фитиновой и щавелевой кислот. Целесообразно производить биологически активные добавки к пище в виде порошков, таблеток, драже, капсул, растворов.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые, однако, не охватывают весь объем притязаний данного изобретения.
Пример 1
Яичную скорлупу измельчают в порошок, стерилизуют влажным способом при 120 градусах Цельсия в течение 30 минут. Белок подскорлуповых мембран удаляют. Далее готовят минерально-органический комплекс, в состав которого включают 0,65 г порошка скорлупы, что соответствует 0,25 г кальция, 0,125 г магния в составе магния углекислого основного, 4 мг цинка в составе сульфата цинка, 0,25 г калия лимоннокислого, 0,1 г янтарной кислоты, 0,5 г аскорбиновой кислоты, 0,25 г лизина, 0,05 г триптофана, 0,125 г аргинина, 50 мкг йода в составе йодированного казеина, 100 ME витамина D3, 0,25 мг меди в составе сульфата меди, 0,25 г полиуроновой кислоты на одну таблетку. Таблетку изготавливают с использованием в качестве наполнителя лактозы или сахарозы.
Оптимальная доза кальция для взрослого человека - 1 г Са в сутки. Препарат следует принимать ежедневно, на ночь, сочетая его с продуктами питания с низким уровнем фитиновой кислоты, щавелевой кислоты, например зерновые продукты, продукты из бобовых, шпинат, щавель и т.п.
Пример 2
Очищенные раковины моллюсков измельчают в порошок, который стерилизуют. Далее кальцит растворяют, добавляя лимонную и янтарную кислоты в отношении 2:1. В раствор вносят цитрат магния, выдерживая отношение Ca:Mg равным 2:1. На 0,65 г порошка раковин добавляют 100 ME витамина D3, 0,6 г аскорбата натрия, 0,25 г лизина, 0,2 г аргинина, 25 мкг связанного йода в составе гидролизата йодированного белка, 0,25 мг меди, 15 мг цинка, 100 мг калия как соли альгиновой кислоты, 100 мг тиосульфата калия.
Полученный кальцийсодержащий раствор с минерально-органическим комплексом включают в молоко, которое используют для приготовления молочнокислых продуктов, исходя из нормы 0,65 г порошка раковин моллюсков на 0,5 л готового продукта. Молочные белки выступают источником необходимого триптофана.
Пример 3
Яичную скорлупу измельчают в порошок, стерилизуют влажным способом при 120 градусах Цельсия в течение 30 минут. Белок подскорлуповых мембран удаляют. Далее готовят минерально-органический комплекс, в состав которого включают 2,6 г дисперсного порошка скорлупы, что соответствует 1 г кальция, 0,5 г магния в составе цитрата магния, 10 мг цинка в его хелатной форме с гистидином, 0,25 мг сульфата меди, 30 мкг органически связанного йода в составе йодированного казеина, 100 ME витамина D3, 100 мг тиосульфата калия, 0,2 г аскорбата натрия, 0,1 г сукцината, 20 г молочных белков, содержащих аминокислоты: лизин, аргинин, триптофан, альгинат кальция (0,05 г кальция). Данная смесь может служить сырьем для изготовления творожных сырков.
Пример 4
Яичную скорлупу измельчают в порошок, стерилизуют влажным способом при 120 градусах Цельсия в течение 30 минут. Готовят минерально-органический комплекс, в состав которого включают 2,6 г диспергированного порошка скорлупы, что соответствует 1 г кальция, 0,5 г магния в составе цитрата магния, 10 мг цинка, 0,3 мг цинка в хелатной форме с хлорофиллом, 50 мкг органически связанного йода в составе йодированного казеина, 100 ME витамина D3, 100 мг тиосульфата калия, 0,5 г аскорбата натрия, 0,1 г сукцината, 20 г молочных белков, содержащих аминокислоты: лизин, аргинин, триптофан, альгинат кальция (0,05 г кальция). Данная смесь может служить сырьем для изготовления творожных сырков.
Пример 5
Очищенные раковины моллюсков измельчают в порошок, который стерилизуют. Далее к кальциту, что соответствует 0,25 г кальция, добавляют цитрат магния в количестве 0,125 г магния и 0,1 г янтарной кислоты. На 0,65 г порошка раковин добавляют 25 ME витамина D3, 0,1 г аскорбиновой кислоты, 0,06 г лизина, 0,05 г аргинина, 0,012 г триптофана, 12,5 мкг связанного йода в составе гидролизата йодированного белка, 0,055 мг меди в составе церуллоплазмина, 4 мг цинка в составе сульфатной соли, 100 мг калия как соли альгиновой кислоты, 100 мг тиосульфата калия. Полученную минерально-органическую смесь используют для получения БАД в таблетированной форме, используя лактозу в качестве наполнителя.
Пример 6
Яичную скорлупу измельчают в мелкодисперсный порошок, стерилизуют влажным способом при 120 градусах Цельсия в течение 30 минут. Белок подскорлуповых мембран удаляют. Далее готовят минерально-органический комплекс, в состав которого включают 0,65 г порошка скорлупы, что соответствует 0,25 г кальция, 0,06 г магния в составе магния углекислого основного, 0,065 г магния в виде сукцината магния, 3 мг цинка в составе сульфата цинка, 0,25 г калия лимоннокислого, 0,1 г аскорбиновой кислоты, 0,06 г лизина, 0,01 г триптофана, 0,04 г аргинина, 15 мкг йода в составе йодированного казеина, 20 ME витамина D3, 0,2 мг меди в составе сульфата меди, 0,25 г полиуроновой кислоты на одну таблетку. Таблетку изготавливают с использованием в качестве наполнителя лактозы или сахарозы.
Оптимальная доза кальция для взрослого человека - 1 г Са в сутки. Препарат следует принимать ежедневно, на ночь, сочетая его с продуктами питания с низким уровнем фитиновой кислоты, щавелевой кислоты, например зерновые продукты, продукты из бобовых, шпинат, щавель и т.п.
Пример 7
Очищенные раковины моллюсков измельчают в порошок, который стерилизуют. Далее кальцит растворяют, добавляя лимонную и янтарную кислоты в отношении 2:1. В раствор вносят цитрат магния, выдерживая отношение Ca:Mg равным 2:1. На 2,6 г исходного порошка раковин добавляют 100 ME витамина D3, 0,2 г аскорбата натрия, 0,1 г аскорбата калия, 0,25 г лизина, 0,2 г аргинина, 0,05 мг триптофана, 50 мкг связанного йода в составе йодированного белка, 0,25 мг хлорофилпьного соединения меди, 10 мг хелатного соединения цинка, 100 мг калия как соли альгиновой кислоты, 100 мг тиосульфата калия, 0,1 г кальциевой соли альгината (2%). К раствору добавляется растительный экстракт и конечная минерально-органическая смесь готовится в виде фруктозных сиропов.
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства биологически активных добавок (БАД) к пище и профилактических продуктов. Предложена БАД к пище для профилактики кальциевой недостаточности и оптимизации кальциевого обмена. Добавка содержит соединение кальция и минерально-органический комплекс. Соединение кальция представляет собой кальций биологического происхождения. Минерально-органический комплекс состоит из соединений магния, цинка, меди, калия, негормонального органического соединения йода в ковалентно связанной форме, витамина D3, аскорбатных, цитратных, сукцинатных, тиосульфатных анионов, аминокислот лизина, аргинина, триптофана как в свободном, так и в связанном состоянии, соединений полиуроновой кислоты. Также предложен пищевой продукт, содержащий вышеописанную БАД к пище. Изобретение позволяет более эффективно решить проблему устранения дефицита кальция в организме за счет выбора оптимального источника кальция. А также позволяет обеспечить доступность кальциевых ионов трансмембранному переносу и стимулирование тканевой утилизации кальция. 2 с. и 22 .п. ф-лы.
ДИЕТИЧЕСКАЯ БИОДОБАВКА ДЛЯ МОЛОЧНЫХ И МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ ЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ | 1995 |
|
RU2097990C1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Походная разборная печь для варки пищи и печения хлеба | 1920 |
|
SU11A1 |
Авторы
Даты
2005-07-10—Публикация
2001-12-28—Подача