СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕРОНТОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ПО ШКАЛЕ ГЛАДЫШЕВА Российский патент 2009 года по МПК G01N33/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к физико-химическим аспектам геронтологии, гериатрии, диетологии и позволяет оценить пищевые продукты с точки зрения многих проблем биологии и медицины и задач, связанных с сохранением здоровья, улучшением качества жизни, увеличением ее продолжительности, а также поддержанием красоты тела.

Уровень техники

В настоящее время многие известные рекомендации, касающиеся замедления процессов старения и увеличения продолжительности жизни, формулируются только на экспериментальной основе. Использование ряда известных диет и косметических средств для сохранения молодости и продления жизни не всегда оправдано, поскольку невозможно оценить качество рекомендуемых биоактивных веществ, композиций и продуктов с позиций именно геронтологической ценности. Более того, не описаны какие-либо методики, позволяющие получать объективную информацию при сравнении геронтологических свойств биоактивных веществ одной категории, например пищевых продуктов. В частности, невозможно количественно определить геронтологическую ценность растительных масел, изготовленных из одного и того же сырья, но выделенных из растений, произрастающих в различных географических зонах или получаемых по разным технологиям и пр.

Определение геронтологической ценности биоактивных веществ, композиций и продуктов осуществляется, как правило, лишь с привлечением эмпирического опыта, а существующие тесты не позволяют количественно сопоставлять геронтологическую ценность биоактивных веществ, композиций и продуктов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является способ измерения геронтологической ценности пищевых продуктов, включающий определение температуры плавления (застывания) Т_И липидной фракции исследуемого образца (RU 2147370, G01N 25/04, 10.04.2000). Способ включает определение температуры плавления исследуемой супрамолекулярной структуры образцов изучаемого ряда продуктов и задание эталонного значения температуры, величина которой меньше минимальной температуры плавления исследуемой супрамолекулярной структуры образцов изучаемого ряда продуктов. Далее производят определение величины удельной функции Гиббса образования супрамолекулярной структуры для образцов изучаемого ряда продуктов при указанном эталонном значении температуры. По минимальной величине удельной функции Гиббса образования исследуемой супрамолекулярной структуры производят выбор эталонного образца и сравнение величин удельной функции Гиббса образования исследуемой супрамолекулярной структуры эталонного и исследуемого образцов путем определения отношения данных величин.

Известный способ является первым известным способом. Он хотя и сравнительно точен, однако чрезвычайно сложен. Фактически, запатентован GPG (Georgi Pavlovich Gladyshev) показатель, позволяющий количественно оценивать геронтологическую ценность биоактивных веществ и композиций, преимущественно пищевых и косметических продуктов. Кроме того, известный способ предполагает сравнение и определение геронтологической ценности лишь однотипных продуктов, т.е. продуктов одного ряда, и не позволяет сравнивать пищевые продукты различного происхождения.

Способ требует использование дорогой прецизионно точной аппаратуры (высокоточные приборы ДСК - приборы дифференциальной сканирующей калориметрии) и соответствующей вычислительной техники. Операторы (химики и инженеры) должны обладать высокой квалификацией. Измерения должны проводиться в хорошо оснащенной химической лаборатории.

По-видимому, в связи с этими обстоятельствами этот способ пока не нашел широкого практического применения.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа оценки геронтологической ценности пищевых продуктов биоактивных веществ, композиций и продуктов, позволяющего на количественной основе, при помощи соответствующего показателя - шкалы G^G Гладышева (Georgi Pavlovich Gladyshev), определять геронтологическую ценность пищевых продуктов и с учетом этого делать практические выводы и предписывать рекомендации.

В результате решения данной задачи может быть получен технический результат, заключающийся в том, что существенно упрощается способ определения геронтологической ценности пищевых продуктов для решения проблем, связанных с сохранением молодости организма, красоты тела, улучшением здоровья и продлением жизни человека. Появляется также возможность создавать рациональные диеты и предписывать дифференцированные рекомендации людям различного возраста.

Указанные результаты достигаются тем, что в способе измерения геронтологической ценности пищевых продуктов, включающем определение температуры плавления (застывания) Т_И липидной фракции исследуемого образца, из известных пищевых продуктов выбирают два вещества, температура плавления (застывания) T_MIN липидной фракции одного из них удовлетворяет условию Т_MIN<Т_И, а температура плавления (застывания) Т_MAX липидной фракции другого вещества удовлетворяет условию Т_И<Т_МАХ, полученный температурный диапазон от T_MIN до Т_MAX разбивают на N≥2 интервалов, граничные значения интервала температурного диапазона последовательно располагают по N-бальной шкале G^G от N балла, соответствующего Т_MIN, до 0, соответствующего Т_МАХ, определяют балл, соответствующий Т_И, и судят о геронтологической ценности исследуемого образца, при этом наибольшей геронтологической ценностью обладает продукт с наибольшим баллом.

Отличительная особенность описываемого изобретения состоит в том, что из известных пищевых продуктов выбирают два вещества, температура плавления (застывания) T_MIN липидной фракции одного из них удовлетворяет условию T_MIN<Т_И, а температура плавления (застывания) Т_МАХ липидной фракции другого вещества удовлетворяет условию Т_И<Т_МАХ, полученный температурный диапазон от T_MIN до Т_МАХ разбивают на N≥2 интервалов, граничные значения интервалов последовательно располагают по N-бальной шкале G^G от N балла, соответствующего T_MIN, до 0, соответствующего Т_Мах, определяют балл, соответствующий Т_И, и судят о геронтологической ценности исследуемого образца, при этом наибольшей геронтологической ценностью обладает продукт с наибольшим баллом. Иными словами классифицируют натуральные продукты питания по оценке температур застывания или плавления (pour point, set point, melting point, etc.) жиров и масел, содержащихся в натуральном продукте питания.

Целесообразность введения шкалы G^G обосновывается положением о том, что геронтологическая ценность жиров и масел, содержащихся в натуральном продукте питания, соответствует геронтологической ценности GPG (коррелирует с геронтологической ценностью) всех компонентов экологически чистого натурального пищевого продукта. Такими компонентами являются белки, углеводы, другие ингредиенты пищевого продукта, которые участвуют в образовании супрамолекулярной структуры этого продукта и влияют на величину удельной функции Гиббса образования его структуры. Таким образом, соответствующий бал рассматриваемой шкалы характеризует пищевой продукт в целом, то есть его антистарительную (геронтологическую) ценность.

Из термодинамической теории эволюции и старения живых существ следует, что по мере старения животных и растений (чья биомасса используется в пищу) природа всех супрамолекулярных ингредиентов их тканей должна заметно меняться, при этом общий химический состав организмов также должен претерпевать изменения. Этот вывод, как хорошо известно, согласуется с многочисленными наблюдениями и экспериментальными данными (Гладышев Г.П. Супрамолекулярная термодинамика - ключ к осознанию явления жизни. Что такое жизнь с точки зрения физикохимика. Издание второе / Институт компьютерных исследований. «Регулярная и хаотическая динамика». Москва - Ижевск, 2003). Можно утверждать, что при росте и развитии тканей живого организма его супрамолекулярные структуры обновляются все новыми и новыми компонентами, которые (компоненты), как правило, характеризуются повышенными (по сравнению с более молодыми тканями) температурами (температурными интервалами) плавления этих структур.

При образовании супрамолекулярных структур тканей организма с участием низкоплавких жиров и масел (липидов), в целом, термодинамически предпочтительно выгодно ассоциироваться (участвовать в самосборке) с подобными сравнительно низкоплавкими структурами простых и сложных белков, углеводов, других компонентов тканей. Наоборот, высокоплавкие жиры и масла должны предпочтительно образовывать супрамолекулярные структуры (структуры самосборки) совместно с другими высокоплавкими компонентами тканей.

В локальных объемах тканей происходит некое усреднение термодинамических параметров, при этом удельная функция Гиббса образования супрамолекулярной структуры тканей при их старении должна, неизбежно, становиться все более и более отрицательной величиной. Супрамолекулярные структуры тканей по мере их старения становятся более стабильными. В этом проявляется действие второго начала термодинамики, которое неотвратимо выполняется на всех иерархических уровнях живой материи. Заключение (о преимущественном межмолекулярном взаимодействии между сравнительно низкоплавкими компонентами, а также - между сравнительно высокоплавкими компонентами тканей) хорошо согласуется с известным правилом химии "подобное растворяется в подобном", количественным "правилом смешения Гурона-Видала" и другими. Здесь также разумно сказать и об аналогичном правиле в живой природе: "молодое преимущественно взаимодействует с молодым" ("молодое объединяется с молодым"). В данном конкретном случае под термином "молодое" понимаются супрамолекулярные структуры сравнительно молодых тканей. Это последнее правило распространяется на все материально-осязаемые и духовные иерархические структуры живого мира. Несомненно, такого типа правила соответствуют требованиям иерархической термодинамики, в частности,- требованиям термодинамики общества (Thims, Libb. The papers in the field of human thermodynamics; Institute of Human Thermodynamics: Chicago, 2005, In internet:

http://www.humanthermodvnamics.com/HT-history.html

http://www.humanthermodynamics. com/Evolution.html). Они (правила) могут быть рассмотрены в рамках физической теории подобия.

Разумеется, температура застывания (плавления) супрамолекулярной структуры различных веществ (например, жиров) строго не коррелирует с соответствующей величиной изменения функции Гиббса при образовании данных структур. Это хорошо объяснимый факт (Гладышев Г.П. Супрамолекулярная термодинамика - ключ к осознанию явления жизни. Что такое жизнь с точки зрения физикохимика. Издание второе / Институт компьютерных исследований. «Регулярная и хаотическая динамика». Москва-Ижевск, 2003). Однако известные вычисления и эксперименты, также как и представленные выше доводы, позволяют утверждать, что сделанное заключение о связи "плавкости" жиров и масел и "плавкости" других компонентов тканей вполне оправдано. Такой вывод справедлив не только с позиций термодинамики, но и хотя бы потому, что он рассматривается применительно к натуральным пищевым продуктам - "живым объектам", обитающим в "сравнительно узком температурном интервале" в условиях биосферы. В определенном смысле, натуральные пищевые продукты, с приемлемым приближением, можно считать однотипными системами, для которых применимы общие корреляции.

Целесообразно также температурный диапазон от T_MIN до Т_MAX разбивать на N=12 интервалов.

Наиболее ценные результаты при использовании настоящего изобретения можно получить при сравнении геронтологической ценности однотипных продуктов, например, таких как ткани органов растений и животных, природных жиров и пр.

Осуществление изобретения

Способ определения антистарительной (геронтологической) ценности натуральных продуктов питания с использованием шкалы G^G Гладышева по настоящему изобретению чрезвычайно прост и, как отмечалось, имеет термодинамическое обоснование. Для измерения температуры застывания жиров и масел, а следовательно, определения балла G^G, возможно использование простейшей аппаратуры, позволяющей измерять температуру застывания (плавления) жиров или растительных масел (а также жиров микробного происхождения), выделенных из исследуемых пищевых продуктов. Можно использовать обычные лабораторные методы (Иоффе Д.В. Жиры. Жиры животные. Химическая энциклопедия. Издательство "Советская энциклопедия". М., 1990, том 2, с.302-309). Точность определения температуры застывания может соответствовать одной или нескольким десятых градуса. Методики выделения жиров и масел (липидов) из натуральных продуктов питания хорошо известны и просты. Они могут использоваться на базе прикладной лаборатории исследования пищевых продуктов. Кроме того, возможно, применяя простейший (дешевый) сканирующий калориметр, определять указанную температуру (среднюю температуру плавления липидной фракции) без выделения жира или масла из натурального продукта питания.

Пищевой рацион человека включает, в том или ином количестве, разнообразные продукты с различной геронтологической ценностью. Биохимия человека и животных адоптирована к условиям его обитания (местом постоянного проживания). Рекомендация количества, используемого в пишу продукта, разумеется, должна принимать во внимание это обстоятельство и предлагаться с учетом общих медицинских показаний и средним показателем геронтологической ценности каждого продукта. Здесь следует руководствоваться выявлением оптимальных решений. Однако если такой выбор сделан, далее целесообразно рекомендовать для питания конкретный продукт, выбирая (при возможности) из ряда аналогичных продуктов одного вида (одного наименования), продукт с наивысшим баллом по шкале G^G. Так, выбирая баранье мясо, предпочтение должно отдаваться продукту с пониженной температурой застывания бараньего жира. Таким продуктом является мясо ягненка, пасущегося в высокогорье, где произрастают кормовые травы в условиях прохладного климата. Температура застывания жира такого молодого животного на несколько градусов меньше подобной величины, характеризующий жир взрослого барана, выкормленного на равнине. Представленный пример соответствует выводам термодинамической теории и, как хорошо известно, согласуется с опытом древней и современной диетологии. Разумеется, подобные заключения можно сделать относительно любых других натуральных продуктов питания животного и растительного происхождения.

Температуры плавления Т_ПЛ (застывания Т_3АСТ) жиров и растительных масел существенно зависят от филогенетического возраста животного или растения, возраста собственно самих организмов, среды их обитания (климатических условий), особенностей питания и других факторов. Это согласуется с выводами о том, что ценность пищи существенно определяется многими факторами, действие которых отражается на усредненной (интегральной) величине удельной функции Гиббса (свободной энергии Гиббса) образования супрамолекулярной структуры продукта питания (при стандартной температуре). Следует отметить, что эта интегральная средняя величина является показателем эволюционного (филогенетического и онтогенетического) развития живых организмов.

В связи с тем обстоятельством, что природные жиры и масла, разумеется, не являются чистыми индивидуальными веществами, а представляют собой сложные смеси разнообразных (как правило, жироподобных) компонентов, они застывают (плавятся) в сравнительно широком интервале температур. Потому измеряемая температура плавления (застывания) этих природных веществ является средней величиной, значение которой зависит от метода ее определения. Отсюда следует, что любые сопоставления температур плавления Т_ПЛ или застывания Т_3АСТ сравниваемых продуктов (веществ) должны делаться с использованием одной (стандартной) методики. Таких методик известно много. Так, на практике используются методы, основанные на фиксировании температуры подъема в капилляре, температуры растекания, температуры просветления, температуры истечения и каплепадения и другие (Иоффе Д.В. Жиры. Жиры животные. Химическая энциклопедия.. Издательство "Советская энциклопедия". М., 1990, том 2, с.302-309).

Способ по настоящему изобретению может быть проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. Требуется определить геронтологическую ценность трески. Определяют температуру плавления (застывания) Т_И липидной фракции ее супрамолекулярной структуры как исследуемого образца. Установлено, что Т_И=-15°С. Затем из известных продуктов питания выбирают два вещества из того условия что, температура плавления (застывания) T_MIN липидной фракции одного из них удовлетворяет условию T_MIN<Т_И, а температура плавления (застывания) Т_МАХ липидной фракции другого вещества удовлетворяет условию Т_И<Т_МАХ (очевидно, что для выбора веществ, удовлетворяющих указанному условию, необходимо определить температуру плавления (застывания) их липидных фракций). Пусть в качестве этих веществ определены и выбраны: подсолнух, имеющий температуру плавления (застывания) липидной фракции супрамолекулярной структуры Т_ПЛ1=-18°С=T_MIN и, например, конина, температура плавления (застывания) липидной фракции супрамолекулярной структуры которой составляет Т_ПЛ2=+35°С=Т_МАХ. Температурный диапазон от T_MIN до Т_МАХ составляет, 53 градуса. Полученный температурный диапазон от T_MIN до Т_МАХ разбивают на N=2 равных интервала. Граничные значения интервалов последовательно располагают по 2-х бальной шкале G^G от 2 баллов, соответствующего T_MIN=-18°C, до 0, соответствующего Т_МАХ=+35°C. Балл по шкале G^G, соответствующий Т_И=-15°С составит 1,67, что свидетельствует о достаточно приемлемой геронтологической ценности трески как продукта питания.

Пример 2. Требуется определить геронтологическую ценность свинины, телятины, мяса тюленя, т.е. однотипных пищевых продуктов. Определяют температуры плавления (застывания) Т_И1 (свинина) Т_И2 (телятина) и Т_И3 (мясо тюленя) липидной фракции их супрамолекулярных структур. Определено: Т_И1=32°С, Т_И2=+16°С, и Т_И3=+10°С. Затем из известных продуктов питания выбирают два вещества из того условия что, температура плавления (застывания) Т_MIN липидной фракции одного из них удовлетворяет условию T_MIN<Т_И, а температура плавления (застывания) Т_МАХ липидной фракции другого вещества удовлетворяет условию Т_И<Т_МАХ (очевидно, что для выбора веществ, удовлетворяющих указанному условию, необходимо определить температуру плавления (застывания) их липидных фракций). Пусть в качестве этих веществ определены и выбраны: соя, имеющая температуру плавления (застывания) липидной фракции супрамолекулярной структуры Т_ПЛ1=-10°С=T_MIN и, например, баранина, температура плавления (застывания) липидной фракции супрамолекулярной структуры которой составляет Т_ПЛ2=+39°С=Т_МАХ. Температурный диапазон от T_MIN до Т_МАХ составляет 49 градуса. Полученный температурный диапазон от Т_MIN до Т_МАХ разбивают на N=12 равных интервала. Граничные значения интервалов последовательно с располагают по 12-и бальной шкале G^G от 12 баллов, соответствующего T_MIN=-10°С, до 0, соответствующего Т_МАХ=+39°С. Устанавливают соответствие Т_ПЛ исследуемых образцов баллам по шкале G^G. Получено: свинина - 1,71 балла, телятина - 5,63 балла и мясо тюленя - 7,08 балла. Отсюда следует, что из трех однотипных продуктов питания наибольшую геронтологическую ценность представляет мясо тюленя, получившее наибольший балл.

Изучая различные продукты питания в соответствии со способом по настоящему изобретению, несложно выработать рекомендации о диете и подборе продуктов из числа имеющихся в наличии.

Таким образом, настоящее изобретение позволяет использовать шкалу G^G антистарительной (геронтологической) ценности натуральных продуктов питания (шкалу Гладышева) и все возможные ее модификации, а также все возможные способы оценки антистарительной (геронтологической) ценности натуральных продуктов питания, основанные на определении температуры затвердевания (плавления) натуральных жиров и масел (любых липидных фракций и компонентов), содержащихся в натуральных продуктах питания.

Способ по настоящему изобретению имеет надежное обоснование и отличается чрезвычайной простотой, применим для оценки антистарительной (геронтологической) ценности любых натуральных пищевых продуктов (включая пищевые добавки и их компоненты), используемых человеком в его повседневной жизни. Способ может также применяться для оценки антистарительного (геронтологического) качества кормов сельскохозяйственных животных, птиц, рыб и любых других животных, а также для подкормки растений.

Изобретение относится к физико-химическим аспектам геронтологии, гериатрии, диетологии и позволяет оценить геронтологическую ценность пищевых продуктов. Способ измерения геронтологической ценности пищевых продуктов, включает определение температуры плавления (застывания) Т_И липидной фракции исследуемого образца, при этом из известных пищевых продуктов выбирают два вещества, температура плавления (застывания) Т_MIN липидной фракции одного из них удовлетворяет условию Т_MIN<Т_и, а температура плавления (застывания) Т_МАХ липидной фракции другого вещества удовлетворяет условию Т_И<Т_МАХ. Полученный температурный диапазон от T_MIN до Т_MAX разбивают на N≥2 интервалов. Граничные значения интервалов последовательно располагают по N-бальной шкале от N балла, соответствующего T_MIN, до 0, соответствующего Т_МАХ. Определяют балл, соответствующий Т_И, и судят о геронтологической ценности исследуемого образца, при этом наибольшей геронтологической ценностью обладает продукт с наибольшим баллом. Изобретение позволяет упростить определение геронтологической ценности пищевых продуктов. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ измерения геронтологической ценности пищевых продуктов, включающий определение температуры плавления (застывания) Т_И липидной фракции исследуемого образца, отличающийся тем, что из известных пищевых продуктов выбирают два вещества, температура плавления (застывания) T_MIN липидной фракции одного из них удовлетворяет условию T_MIN<Т_И, а температура плавления (застывания) Т_МАХ липидной фракции другого вещества удовлетворяет условию Т_И<Т_МАХ, полученный температурный диапазон от T_MIN до Т_MAX разбивают на N≥2 интервалов, граничные значения интервалов последовательно располагают по N-бальной шкале от N балла, соответствующего T_MIN, до 0, соответствующего Т_МАХ, определяют балл, соответствующий Т_И, и судят о геронтологической ценности исследуемого образца, при этом наибольшей геронтологической ценностью обладает продукт с наибольшим баллом.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температурный диапазон от T_MIN до Т_MAX разбивают на N=12 интервалов.