ПИЩЕВАЯ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩАЯ ДОБАВКА И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ ЕЕ СОДЕРЖАЩИЙ Российский патент 2006 года по МПК A23L1/325 A23L1/30 A23L1/304 A23C9/127 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству кальцийсодержащих пищевых добавок и кисломолочных продуктов функционального назначения, и может быть использовано в молочной промышленности, а также медицине в качестве профилактического средства.

В настоящее время пищевая промышленность, в том числе молочная, поддерживает все виды питания человека: традиционное, профилактическое, лечебно-профилактическое, лечебное, специализированное, функциональное и нетрадиционное.

К функциональным относят продукты питания, которые помимо традиционных питательных эффектов оказывают позитивный эффект на ту или иную функцию макроорганизма (Т.П.Пилат, А.А.Иванов Биологически активные добавки к пище (теория, производство, применение). - М.: Авваллон, 2002. - С.221-223).

Определено несколько физиологических функций и состояний человека, позитивное действие на которые позволило бы относить продукты питания к той или иной категории продуктов функционального питания. Среди таких состояний одним из самых распространенных на сегодняшний день является метаболическое изменение костной системы, связанное с недостатком кальция в организме, приводящее к заболеванию скелета - остеопорозу (В.А.Тутельян, В.А.Княжев Реализация концепции государственной политики здорового питания населения России: научное обеспечение // Вопросы питания. 2000. Том 69, № 3, С.4-7).

За последние годы достигнут значительный прогресс в представлении о патофизиологии и лечении остеопороза, в том числе доказано, что профилактика и терапия остеопороза являются реальной задачей (Е.И.Марова Остеопороз // Русский медицинский журнал. 2001, т.9, № 9).

Известно, что важнейшей и наиболее частой причиной остеопороза является дефицит кальция и витамина Д в организме, который в первую очередь связан с недостаточным поступлением этих ингредиентов с пищей. В настоящее время адекватным потреблением кальция и витамина Д считается потребление 1200 мг элементарного кальция и 800 ME витамина Д в сутки. Такая доза рекомендуется всем лицам старше 60 лет и лицам, имеющим риск развития остеопороза (Е.Л.Насонов Остеопороз в практике врача // Русский медицинский журнал, 2002, Том 10, № 6, С.288-293; Л.И.Беневоленская Общие принципы профилактики и лечения остеопороза // Консилиум. 2000. Том 2, № 6. С.240-244).

Пищевая профилактика появления и развития остеопороза подразумевает ряд мер и рекомендаций для лиц, имеющих риск этого заболевания, одним из которых служит соответствующая диета.

Известно, что больше всего кальция содержится в молочных продуктах (сыр, творог), листовой зелени, шпинате, капусте, салате, моркови, рыбных костях, инжире и абрикосах.

Известно также, что в составе пищевых продуктов кальций находится в виде плохо растворимых или совершенно не растворимых в воде соединений и что кальций относится к трудно усвояемым элементам и его усвояемость зависит не только от содержания кальция в продуктах, но и от его соотношения с другими микро- и макронутриентами, прежде всего фосфором, магнием, белками и витаминами. При этом всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте уменьшается как при содержании в рационе большого количества жиров, так и при диете с низким содержанием жиров (молочные жиры, яичный желток, печень рыб), т.е., к сожалению, как раз тех продуктов, где содержится необходимый для усвоения кальция витамин Д (Пилат Т.А., Иванов А.А. Биологически активные добавки к пище (теория, производство, применение). М.: Авваллон. 2002. С.221-223).

Известно, что оптимальным для усвоения кальция соотношением кальция и магния в продуктах является соотношение 1:0,6, а кальция и фосфора 1:1,5 (по некоторым данным 1:1). Однако в природе нет натуральных пищевых продуктов, в которых бы наблюдались подобные соотношения. В хлебе, мясе и картофеле соотношение кальция и магния - 1:2, в молоке и кефире - 1:0,1; во многих овощах и фруктах - 1:4,5. (Пилат Т.А., Иванов А.А. Биологически активные добавки к пище (теория, производство, применение). М.: Авваллон. 2002. С.221-223).

Легкоусвояемым является кальций, находящийся в молочных продуктах, однако его количество в них явно недостаточно. Дневная норма кальция для больных остеопорозом людей содержится в 2-х литрах молока или молочнокислых продуктах. Употребление такого количества молочных продуктов ежедневно для большинства людей не реально. Процесс же просто дополнительного введения ионов кальция в молочные продукты является трудноосуществимым как из-за физических свойств неорганических солей кальция (их незначительная растворимость), так и из-за взаимодействия кальция с чувствительными к кальцию компонентами молока, например белками. Эти взаимодействия могут приводить к коагуляции белковых компонентов во время температурной обработки, снижению пищевой ценности белков молока, появлению солей молочного сахара - лактатов. В конечном итоге все это снижает процессы усвоения молочных продуктов в пищеварительном тракте.

Таким образом, хотя и существует настоятельная потребность получения функциональных пищевых продуктов, обогащенных кальцием, ассортимент подобных продуктов, обладающих одновременно и необходимой степенью усвоения кальция и достаточной пищевой и биологической ценностью, очень мал.

Известен способ получения сухого пищевого диетического молочного белка, обогащенного кальцием, путем термокальциевого обогащения с использованием альгината кальция и в качестве коагулянта лактата кальция (з. РФ № 2000126558, опубл. 10.11.2003).

Известно обогащенное кальцием молоко, в котором в качестве дополнительного источника кальция используют кальций гидролизованный пектин, кальций-цитрем, метастабильный лактат-цитратный кальциевый комплекс или сбалансированную смесь лактата кальция и карбоната кальция и дополнительно вводят пищевой полифосфат, например гексаметафосфат натрия (з. РФ № 2001131719, опубл. 20.09.2003).

Известен жидкий пищевой продукт на основе молочного белка, содержащий метастабильный кальциевый комплекс, полученный путем взаимодействия щелочного источника кальция (гидроксид кальция, оксид кальция, карбонат кальция) и лимонной и молочной кислоты (з. РФ № 2000127754, опубл. 20.09.2003).

Однако для всех этих продуктов характерно отсутствие необходимого для питания и усвоения кальция соотношения по минеральному составу и белку, содержится недостаточное количество витаминов и в составе пищевых продуктов появляются трудно усвояемые компоненты, такие как лактат кальция, гидролиз которого в желучно-кишечном тракте человека осуществляется ферментом лактазой (β-гликозидазой), уровень которой у взрослых людей часто снижен, и поэтому повышение количества лактата в продукте может вести к нарушению пищеварения (Пищевая химия / Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Под ред. А.П.Нечаева. - СПб.: ГИОРД, 2001. - С.288-289 (259 с.)).

В то же время ассортимент пищевых добавок, обогащенных кальцием, достаточно велик. Известен, например, минеральный обогатитель для детского и профилактического питания, полученный из мясных костей (а.с. №1593605, п. РФ 2212821), однако их применение ограничивается возрастом человека, имеются противопоказания для детей меньше 12 лет.

Наиболее близкой к заявляемому является пищевая добавка для профилактики кальциевой недостаточности и оптимизации кальциевого обмена, в которой в качестве обогатителя используют искусственно созданную смесь химических соединений, содержащую кальцит биологического происхождения (скорлупа яиц, раковины моллюсков) и разнообразные химические соединения кальция и дополнительно минерально-органический комплекс, состоящий из органических и/или неорганических соединений магния, цинка, меди, калия, органического соединения с ковалентно связанным йодом негормональной природы, лизина, аргинина в свободном и/или связанном состоянии и/или триптофана в свободном и/или связанном состоянии, лимонной и янтарной кислот и/или их солей, витамина Д₃, тиосульфата и/или полиуроновых кислот (з. РФ 2001135433, опубл. 20.07.2003).

Однако известная добавка к пище и пищевой продукт, ее содержащий, не являются натуральным продуктом, представляют собой искусственно созданную смесь и не обладают необходимым соотношением между кальцием, магнием и белком.

Основной недостаток всех вышеперечисленных пищевых минеральных обогатителей заключается в несоблюдении оптимального физиологического соотношения между кальцием, магнием и фосфором, а значит усвояемость как в продукте, так и минеральной добавке кальция снижена, снижена и их биологическая и пищевая ценность, а также их значение как профилактических средств для предотвращения остеопороза.

Наиболее близким к заявляемому является обогащенный кальцием пищевой продукт, содержащий молочный белок и обогащающее количество кальциевого комплекса, полученного взаимодействием источника кальция и отрицательно заряженного эмульгатора в присутствии или в отсутствии органической или неорганической кислоты или их солей (п. РФ № 2218800). При этом, в качестве источника кальция используют гидроксид кальция, карбонат кальция, хлорид кальция, фосфат кальция, сульфат кальция, нитрат кальция, лактат кальция, фумарат кальция, цитрат кальция, ацетат кальция, глицерофосфат кальция или оксид кальция, а отрицательно заряженный эмульгатор представляет сложный эфир лимонной кислоты и моноглицеридов, стеароил лактилат в виде соли натрия, кальция или кислоты, модифицированный ферментом лецитин, стеарил цитрат, жирные кислоты и их соли, или сложные эфиры диацетил винной кислоты и моноглицеридов.

Однако хотя известный продукт и содержит повышенное количество кальция, несоблюдение оптимального физиологического соотношения между кальцием, магнием и фосфором снижает его биологическую ценность и ценность его как профилактического средства для предотвращения остеопороза. Производство такого продукта требует тщательного технологического контроля, так как на разных этапах технологического потока может произойти засорение побочными синтетическими компонентами, присутствие которых всегда имеет место в химически синтезированных соединениях, а дополнительное введение эмульгатора в смесь приводит к удорожанию пищевого продукта.

Задача данного изобретения состоит в разработке функционального продукта питания, а также пищевой кальциевой добавки для профилактики остеопороза, обладающих, помимо пищевой и повышенной биологической ценностей, высокой усвояемостью кальция и способностью корректировать метаболические нарушения в костной ткани, проявляющиеся таким заболеванием, как остеопороз, за счет создания в заявляемых продуктах физиологически оправданного соотношения между минеральными и белковыми компонентами, входящими в их состав.

Поставленная задача достигается функциональным пищевым продуктом, содержащим молочный белок в виде кефира и дополнительно витамины Д₂ и Е, а в качестве источника кальция гомогенизированный рыбобелковый концентрат (РБК), полученный из костных хребтов с прирезями мяса рыб океанических лососевых пород (род Oncorhynchus) путем их водного ферментирования при температуре 75-85°С с последующей сушкой при температуре не выше 20°С и характеризуемый соотношением между содержанием кальция, магния и фосфора, равным 1:0,4:0,4, при следующем соотношении компонентов, на 100 г продукта:

РБК - 3,0±0,1 г;

Эргокальциферол (витамин Д₂) - 300±10 МЕ;

α-токоферола ацетат (витамин Е) - 10±0,1 ME;

Кефир - остальное.

Поставленная задача достигается также пищевой кальцийсодержащей добавкой с соотношением между содержанием кальция, магния и фосфора, равным 1:0,4:0,4, полученной из костных хребтов с прирезями мяса рыб океанических лососевых пород (род Oncorhynchus) путем их водного ферментирования при температуре 75-85°С и последующей сушки при температуре не выше 20°С, и дополнительно содержащей витамины Д₂ и Е в физиологически приемлемом количестве.

Заявляемый функциональный пищевой продукт (далее продукт) является натуральным продуктом, содержащим необходимые компоненты в физиологически оправданных соотношениях, обладает необходимой пищевой, энергетической ценностью, а также профилактической активностью при заболевании остеопорозом. 200 г заявляемого функционального продукта (один стакан, 200 мл) содержит суточную норму биологически значимых нутриентов для профилактики остеопороза. С учетом состава кефира в заявляемом функциональном продукте соотношение между содержанием кальция, магния и фосфора составляет 1:0,6:1, что является оптимальным для усвоения этих компонентов и прежде всего кальция в желудочно-кишечном тракте. Введенные витамины (главным образом, витамин Д₂) ускоряют процесс всасывания ионов кальция в слизистой кишечника и далее интенсифицируют метаболизм этого элемента в организме. Заявляемый продукт является полноценным натуральным питательным продуктом, поскольку содержит легкоусвояемые белки мышечной массы рыбы с высоким процентным содержанием незаменимых аминокислот. Присутствие животных жиров, содержащих липотропные факторы (фосфолипиды), усиливает анаболические процессы в организме и поэтому благоприятно влияет на состояние костной ткани. Пищевая и энергетическая ценность продукта (в 100 г) в случаях применения в качестве основы кефиров с разной степенью жирности приведена в таблице 1.

Таблица 1Наименование изделияСодержание, в % не менее:Калорийность, ккал/100 гбелкажирауглеводовКефир 1% с добавкой6,01,24,0551,0Кефир 2,5%-ный с добавкой6,02,74,0564,5

Наши экспериментальные исследования показали высокую эффективность применения заявляемого продукта и добавки по схемам опытных групп первой и второй. На фоне экспериментального глюкокортикоидного остеопороза заявляемая пищевая добавка снижала порозность костной ткани, увеличивала содержание кальция в сыворотке крови и костях, снижала выделение кальция с мочой.

Для приготовления пищевой кальцийсодержащей добавки (далее добавки), применяемой для профилактики остеопороза, нами впервые было предложено использовать в качестве экономически и медико-биологически обусловленного сырья костные хребты с прирезями мяса - отходы от переработки океанических рыб лососевых пород (род Oncorhynchus). Популяция этих рыб находится на хорошем уровне, уловы стабильны. После переработки рыбы на филейную часть и отходы для изготовления добавки использовали отходы - спинные хребты с прирезями мяса.

Экспериментально нами впервые было обнаружено, что именно в костных остатках хребтов рыб с прирезями мяса семейства лососевых пород (род Oncorhynchus) наблюдается наиболее близкое к физиологически обоснованному для усвоения кальция соотношение между кальцием, магнием и фосфором.

Исследования биологической ценности отходов в виде костных хребтов с прирезями мяса (в сумме) показали, что они отличаются хорошо сбалансированным белковым составом, незначительным содержанием полярных липидов и, что особенно важно сбалансированы по минеральным микронутриентам, особенно Са, Mg, P (таблица 2). Проведенные исследования минерального состава сырья при различных условиях технологического процесса его переработки: автоклавирование с последующим обезжириванием спиртом, автоклавирование без обезжиривания спиртом, изменение условий варки, высушивания и гомогенизации, показали, что по таким основным микронутриентам, как Са, Mg и P, общему белку, липидам и влаги, предложенная заявителем пищевая добавка, характеризующаяся заявляемым соотношением между кальцием, магнием и фосфором и полученная водной ферментацией при температуре 75-85°С с последующей сушкой при температуре не выше 20°С, является стабильным, биологически ценным продуктом, обладающим профилактической активностью при заболевании остеопорозом.

Для повышения биологической и пищевой ценности, а также для увеличения усвояемости кальция и увеличения сроков хранения в добавку дополнительно вводят витамины Д₂ и Е в физиологически приемлемом соотношении.

Таблица 2Режим приготовленияСаMgPЛипидыБелокВлагаВодное ферментирование в течение 30 минут при температуре 80°С, лиофильная сушка20,75,25,76,854,17,1

Для ускорения процесса сушки с сохранением необходимых свойств добавки целесообразно проводить лиофильную сушку при давлении 0,015-0,02 мбар и температуре 12-17°С.

Для получения добавки используют сырье, полученное после переработки промысловых рыб лососевых пород - спинные хребты с прирезями мяса. Плавники, головы и хвостовые плавники не используются. Обработку органическими растворителями для удаления жира не производят, поскольку содержание липидов в начальном сырье низкое (ниже 10%). После водного ферментирования сырье сушат с использованием, например, лиофильной сушки в течение как правило пяти часов при температуре 15±2°С и давлении 0,015-0,02 мбар. Обезвоживание можно проводить и при нормальном давлении, но время сушки увеличивается до 72 часов. Высушенный материал гомогенизируют до мелкодисперсного порошка с гранулами не более 0,5 мм, получая рыбобелковый концентрат, в который сразу добавляют витамины Д₂ (Р. 71.893.5) и Е (Р. 001153/01-2002) в физиологическом соотношении. Готовую пищевую добавку расфасовывают, маркируют и отправляют на хранение (хранение в течение 1 месяца при температуре от 0 до -5°С).

Для получения функционального продукта питания, пригодного для профилактики остеопороза, в готовый стандартный кефир (ОСТ 4929-84) разной степени жирности добавляют рыбобелковый концентрат с заявляемыми свойствами и витамины Д₂ и Е в заданном соотношении или добавляют заявляемую пищевую добавку.

Качество сырья и вспомогательных материалов, используемых для приготовления кефира с РБК, соответствует требованиям действующей нормативной документации и Гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов (СанПиН 2.3.2.1078-01).

Характеристика показателей качества пищевого продукта.

Отбор проб и подготовку их к испытаниям проводили по ГОСТ 26809, ГОСТ 26929.

Органолептические показатели продукта соответствуют ГОСТ 28283 (Таблица 3).

По физико-химическим показателям заявляемый продукт соответствует требованиям, указанным в таблице 4. Проводили определение массовой доли сухих веществ - по ГОСТ 3626; определение массовой доли жира - по ГОСТ 5867; определение массовой доли белка - по ГОСТ 23327; определение массовой доли общего сахара - по ГОСТ 3628;

Таблица 4Наименование показателяЗначение показателякефир 1% с добавкойкефир 2,5% с добавкойМассовая доля сухих веществ, %, не менее9,0Массовая доля белка, %, не менее6,0Массовая доля жира, %, не менее1,22,7Массовая доля общего сахара (по сахарозе) в пересчете на сухое вещество, %, не менее4,05Кислотность, Т°70-110Температура при выпуске с предприятия, °С, не выше6

По содержанию токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов пищевой продукт соответствует требованиям СанПин 2.3.2.1078-01 (индекс 1.2.1.), данные приведены в таблице 5. Их определение проводили по ГОСТ 26927; ГОСТ 26930; ГОСТ 26932; ГОСТ 26933.

Таблица 5Наименование вещества (элемент)Допустимый уровень его содержания, мг/кг (для радионуклидов - Бк/кг), не болееТоксичные элементыСвинец0,1Мышьяк0,05Кадмий0,03Ртуть0,005Микотоксины (афлатоксин M₁)0,0005Антибиотики (левомицетин, тетрациклиновая группа, стрептомицин,пенициллин)Не допускаютсяХлорорганические пестицидыГексахлорциклогексан (α, β, γ - изомеры)0,05ДДТ и его метаболиты0,05РадионуклидыЦезий - 137100Стронций - 9025

По микробиологическим показателям продукт соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 (индекс 1.2.1.6.), указанным в таблице 6. Отбор и подготовку проб для микробиологических анализов проводили по ГОСТ 26668, ГОСТ 26669, ГОСТ 26670. Определение микробиологических показателей проводили по ГОСТ Р 50474; ГОСТ 30347; ГОСТ Р 50480.

Таблица 6Наименование показателяЗначение показателяМасса продукта (см³), в которой не допускаются:БГКП (колиформы)0,01Патогенные (в том числе сальмонеллы)25S.aureus1,0

Экспериментальная оценка функциональной эффективности пищевой добавки для профилактики остеопороза.

Объекты и материалы экспериментального исследования:

В качестве экспериментального материала использовали белых крыс линии Вистар с исходной массой 150-200 г. Животные находились в виварии в соответствии с санитарными правилами по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник от 6.04.1973 г. Кормление проводилось в соответствии с нормами, утвержденными приказом Министерства здравоохранения СССР №163 от 10.03.1966 г., дополнительных пищевых добавок, повышающих содержание кальция в рационе животных, не вводилось.

Экспериментальная модель остеопороза:

Остеопороз моделировали по методике Зиганшиной и соавт. (Зиганшина Л.Е., Бурнашова З.А., Валеева И.Х, Галяутдинова А.Ю., Самойлова Н.С. Сравнительное изучение эффективности димефосфона и ксидифона при стероидном остеопорозе у крыс // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2000. Т. 63. № 6. С.39-42.)

Согласно вышеуказанной методике стероидный глюкокортикоидный остеопороз моделировали путем введения внутрижелудочно ежесуточно 5 мг преднизолона на кг массы животного в течение 20 дней. Каждые 10 дней оценивали состояние кальцийфосфорного обмена. На 20-е сутки под легким эфирным наркозом животных декапитировали, получали сыворотку крови и выделяли бедренные кости и поясничные позвонки для дальнейшего биохимического, гистоморфологического исследования и биомеханических испытаний.

Для изучения эффективности действия добавки в качестве профилактики экспериментального остеопороза животных делили на 4 группы. Группа интактных животных включала крыс, не получавших никаких препаратов. Группа контроля включала животных, которым вводили преднизолон по вышеуказанной методике в течение 20-и дней. Животные двух опытных групп ежедневно употребляли с пищей добавку, содержащую РБК с витаминами в дозе 0,1 г на 100 г веса крысы. Суточная доза содержала Са - 0,03 г, витамина Д₂ - 0,0002 мг, витамина Е - 0,00001 мг. Крысы первой опытной группы употребляли добавку в течение 20-и дней одновременно с введением преднизалона (первая опытная группа). Крысы второй опытной группы употребляли добавку в течении 40 дней: в течение 20-и дней до начала введения преднизолона и затем в течение 20-и дней одновременно с введением преднизолона (вторая опытная группа).

Методы экспериментального исследования:

Определение показателей кальций-фосфорного обмена оценивали по уровню концентрации в сыворотке крови общего кальция и неорганического фосфора, а также по уровню их экскреции с мочой за сутки.

Определение кальция и фосфора проводили спектрофотометрическим методом с использованием методов и наборов реактивов "Кальций-Ново" и "Фосфор-Ново" (Новосибирск) соответственно. Измерения проводили на спектрофотометре "UV-1601" фирмы Shimadzu. Для измерений использовали кварцевые кюветы толщиной 1 см. Определение кальция вели при длине волны 650 нм, определение фосфора - при 340 нм.

Для проведения анализа на содержание кальция, магния в костях использовали сухое сожжение. Количество Са²⁺ и Mg²⁺ в костях определяли комплексонометрическим титрованием. Содержание кальция определяли титрованием этилендиаминтетрауксусной кислотой с индикатором мурексидом при рН 12. Суммарное содержание кальция и магния определяли, титруя пробу этилендиаминтетрауксусной кислотой с индикатором эриохром черный при рН 10. Содержание магния определяли по разнице между этими титрованиями в миллиэквивалентах на 100 г сухого вещества.

Плотность костной ткани рассчитывали как отношение массы кости (г) к объему данной кости (см³). Объем кости определяли пикнометрометрическим методом по объему вытесненной воды.

Для сопоставления различных характеристик состояния костной ткани в настоящее время отдается предпочтение механическому нагружению целых костей в соответствии с наиболее вероятным приложением нагрузки в реальных условиях. Сопротивление разрушению при сжатии характеризовали величиной несущей способности образца, численно равной максимальной величине нагрузки, влекущей за собой разрушение кости. Несущую способность выражали в кг. Определение максимальной осевой нагрузки на кость проводили в лаборатории Дальневосточного государственного технического университета. Для определения максимальной осевой нагрузки на сустав использовали комплекс универсальный учебный СМ-1 для определения сопротивления материалов.

Гистоморфологическое исследование костного материала проводили на поясничных и бедренных костях крыс. После забоя крыс кости извлекали и фиксировали в 10% нейтральном формалине. Далее образцы обезвоживали в спиртах восходящей плотности и после декальцинации реактивом Эванса заливали в парафин. Обзорные срезы окрашивали гематоксилином и эозином. После чего проводили комплексный анализ морфофункционального состояния структур.

Статистическая обработка результатов биохимических и биомеханических исследований включала в себя оценку разбросов результатов анализа и разбросов ошибки от средней величины.

Статистическая обработка данных проведена в программе Excel 6.0.

Результаты экспериментального исследования:

Показатели кальций-фосфорного обмена в сыворотке, моче и костях экспериментальных животных.

Как известно, в патогенезе развития глюкокортикоидного остеопороза определенную роль играют нарушения кальций-фосфорного обмена, касающиеся прежде всего костной ткани и сыворотки крови. Наши исследования показали, что у контрольной группы животных, получавших в течение 20-и дней глюкокортикоиды, произошло значительное снижение уровня кальция в сыворотке крови при одновременном увеличении экскреции кальция с суточной мочой (таблицы 7 и 8).

Таблица 7
Содержание кальция и фосфора (в ммоль/л) в сыворотке крови экспериментальных животных. Группы животныхИнтактныеКонтрольОпыт 1Опыт 2Кальций2,55±0,161,78±0,16^#2,67±0,15*3,01±0,16*Фосфор2,43±0,062,47±0,082,22±0,092,47±0,09Примечание: ^{# -} разница с показателями интактных крыс достоверна, * - разница с показателями контрольных крыс достоверна.Таблица 8
Содержание кальция и фосфора (в ммоль/л) в суточной моче животных. Группы животныхИнтактныеКонтрольОпыт 1Опыт 2Кальций2,123,02,61,6Фосфор0,490,3650,2770,16

При потреблении заявляемого продукта, содержащего значительное количество легкоусваемого кальция и витаминов, выявлено отчетливое нормализующее его влияние. Уровень кальция в сыворотке крови у животных, принимавших добавку в течение 20-и дней (первая группа) и 40-а дней (вторая группа), остался на уровне интактных крыс. Состояние кальция в сыворотке крови характеризовалось как нормальное и соответствовало таковому у интактных животных (таблица 7).

Результаты исследования кальция и магния в костной ткани представлены в таблице 9. Следует отметить наличие положительной динамики увеличения кальция и магния в костях у опытных крыс, что особенно характерно для группы животных, принимавших продукт в течение 40-а дней.

Таблица 9.
Содержание кальция и магния (в мэкв/100 мл) в бедренной кости экспериментальных животных. Группы животныхИнтактныеКонтрольПервая группаВторая группаКальций17,81±1,7417,16±0,4417,44±1,0719,3±0,95Магний1,63±0,261,83±0,12,0±0,241,93±0,26

Исследования плотности костной ткани и биомеханических показателей бедренной кости (несущая способность) экспериментальных животных выявили ряд изменений у контрольных животных и опытных крыс (таблица 10). После приема глюкокортикоидов снизилась плотность костной ткани контрольных крыс, одновременный прием продукта нормализовал этот показатель у опытных животных. Несущая способность кости в процессе всего эксперимента оставалась без изменений.

Таблица 10.
Показатели плотности костной ткани (в г/см³) и несущей способности бедренной кости (в кг) у экспериментальных животных. Группы животныхИнтактныеКонтрольОпыт 1Опыт 2Плотность костной ткани1,236±0,0491,135±0,0741,237±0,0621,269±0,017Несущая способность кости16,33±1,2117,60±2,0015,13±1,2318,48±1,19

Патоморфологическое исследование костной ткани;

Патоморфологическое исследование костной ткани животных с экспериментальным остеопорозом и принимавших добавку показали ряд изменений. У животных интактной группы костная ткань имела нормальную структуру (фиг.1). Хорошо были выражены компоненты костной ткани: пластинчатая костная ткань, образующая компактное вещество диафиза и наружный тонкий слой эпифиза трубчатой кости, а также губчатая костная ткань, образующая внутреннюю часть эпифиза. Надкостница (периост) покрывала тонким слоем компактную кость. Во внутреннем волокнистом слое периоста и в эндосте, выстилающем кость со стороны костного мозга, был слабо выражен слой остеобластов. Костная манжетка четко видна. Признаки нарушения остеогенеза не выявлены.

У животных группы контроль с экспериментальным остеопорозом обнаружены морфологические изменения, характерные для остеопороза (фиг.2). В надкостнице имелись реактивные изменения в виде утолщения и разволокнения, остеобласты не визуализировались. Кортикальная кость, формирующая поверхностный слой диафиза бедренной кости, неравномерной толщины и узурирована под надкостницей, на всем протяжении диафизарная часть кости истончена, по сравнению с интактными животными, с наличием участков варикоза. Перихондральная и энхондральная кость не имела равномерного окрашивания с наличием базофильных очагов, что указывало на нарушение процесса минерализации кости. Костная манжетка на отдельных участках имела криброзное строение и была неравномерна по толщине. Определялась отчетливая жировая дистрофия клеток костного мозга и в результате наблюдалась его вакуолизация. Гаверсовы каналы были малочисленны. Со стороны эндоста в гаушиповых лакунах встречались остеокласты, за счет расширения гаушиповых лакун поверхность эндоста имела фестончатый рисунок.

У животных 2-й опытной группы, получавших добавку по схеме в течение 20-и дней до введения глюкокортикоидов и затем 20 дней одновременно с ними, выявлена картина остеопороза, однако степень его оказалась менее выраженной, чем у животных в контроле (фиг.3). По сравнению с последними животными у крыс данной группы была видна активация клеток надкостницы, слой остеобластов, прилегающих к внутренней поверхности надкостницы, был лучше выражен. Грубой остеопорозности кости не обнаружено у двух из пяти исследованных животных.

У животных 1-й опытной группы, получивших добавку по схеме в течение 20-и дней одновременно с введением глюкокортикоидов, патологические изменения костной ткани были значительными и сопоставимы с таковыми в контроле (остеопороз без приема добавки). Отмечалось неравномерное истончение трубчатой кости и узурированность ее поверхности, вероятно, в результате повышения активности остеокластов. Как и в контроле, наблюдалось заметное увеличение числа гаверсовых каналов, также связанное с повышенной внутрикостной резорбцией. Вследствие этого, в метафизарной части кортикальный слой имел строение, напоминающее губчатую кость. Кроме того, наблюдалось расширение полостей костномозгового канала, при этом эндостальная часть кости была отделена от костномозговых клеток широким пространством. Отмечалась очаговая вакуолизация костного мозга вследствие жировой дистрофии. Остеобласты как в периосте, так и в эндосте были малочисленны. Надкостница с участками утолщения за счет ее фиброзного слоя.

Таким образом, результаты проведенного экспериментального исследования свидетельствуют о том, что использование заявляемой пищевой добавки и функционального продукта оказывает существенное действие при экспериментальном глюкокортикоидном остеопорозе, уменьшая его проявления. Следует отметить, что положительный эффект продукта более очевиден при его длительном применении и повышенной дозе (вторая опытная группа). Такой эффект обусловлен метаболическими закономерностями, характерными для макроорганизма в целом и костной ткани в частности. Этот результат был подтвержден также проведенными исследованиями в практике профилактики остеопороза при приеме заявляемого кисломолочного продукта в больнице г.Владивостока. По-видимому, использование продукта, содержащего легко усвояемый кальций, должно продолжаться длительное время (не менее двух месяцев).

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству кальцийсодержащих пищевых добавок и кисломолочных продуктов функционального назначения. Предложена пищевая кальцийсодержащая добавка, содержащая источник кальция, витамин Д₂ и витамин Е. Источником кальция является гомогенизированный рыбобелковый концентрат (РБК) с соотношением между содержанием кальция, магния и фосфора, равным 1:0,4:0,4. Концентрат получают из костных хребтов с прирезями мяса рыб океанических лососевых пород (род Oncorhynchus) путем их водного ферментирования при температуре 75-85°С с последующей сушкой при температуре не выше 20°С. Предложен также функциональный пищевой продукт, содержащий молочный белок и пищевую кальцийсодержащую добавку. В качестве молочного белка используют кефир. При этом продукт содержит компоненты в следующем соотношении на 100 г продукта: РБК - 3,0±1,0 г, витамин Д₂ - 300±10 МЕ, витамин Е - 10±0,1 ME, кефир - остальное. Изобретение позволяет получить продукт, обладающий высокой усвояемостью кальция, что дает возможность использовать продукт и добавку в профилактике остеопороза. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 10 табл., 3 ил.

1. Функциональный пищевой продукт, содержащий молочный белок и источник кальция, отличающийся тем, что продукт дополнительно содержит витамины Д₂ и Е, в качестве молочного белка используют кефир, а в качестве источника кальция - гомогенизированный рыбобелковый концентрат (РБК) с соотношением между содержанием кальция, магния и фосфора, равным 1:0,4:0,4, полученный из костных хребтов с прирезями мяса рыб океанических лососевых пород (род Oncorhynchus) путем их водного ферментирования при температуре 75-85°С с последующей сушкой при температуре не выше 20°С, при следующем соотношении компонентов на 100 г продукта:

РБК3,0±0,1 гЭргокальциферол (витамин Д₂)300±10 МЕα-Токоферола ацетат (витамин Е)10±0,1 MEКефирОстальное