Моделирование мясорастительного паштета поликомпонентного состава и обогащение его селеном и йодом

3. Использование БАД к пище, содержащих органическую форму селена. Данный подход позволяет достаточно быстро ликвидировать недостаточность селена и четко дозировать потребление микронутриента в зависимости от степени имеющегося дефицита.

Рынок селенсодержащих БАД представлен широким ассортиментом: здесь представлены как органические формы селена, так и неорганические. Необходимо отметить, что некоторые цены БАДов высоки для малоимущих слоев населения.

К селенповышающим пищевым добавкам относят также растения, содержащие повышенную дозу селена. Так, например, к ним относят топинамбур и нут.

4. Создание и освоение производства обогащенных селеном пищевых продуктов питания массового потребления. При этом предпочтение следует отдавать органическим производным селена как значительно менее токсичным.

Известны способы обогащения продуктов питания селеном. Обогащение напитков для детей селенизированными дрожжами, обогащение хлебных изделий, сливочного масла. Наиболее предпочтительным способом коррекции селендефицита является обогащение продуктов с мясорастительной основой, например, паштет из фасоли и куриного филе.

1.2.2 Пути коррекции дефицита селена в питании

Исходя из трофической цепи селена, коррекция недостатка микроэлемента в питании, по мнению ведущих специалистов, может осуществляться по следующим направлениям:

Рационализация питания населения с включением в рационы продуктов, являющихся источниками селена, в частности, смешивание богатой селеном пшеницы, импортируемой из США, Канады и Австралии, с пшеницей отечественного происхождения, позволяет существенно повысить содержание селена в хлебе и хлебобулочных изделиях и, тем самым, увеличить поступление микроэлемента в организм человека.

Внесение в минеральные удобрения неорганических соединений селена, преимуществом данного подхода является то, что в обедненную селеном почву вносится микроэлемент, который в растениях биотрансформируется в органические производные селена. Тем самым содержание селена в растениях, предназначенных на пищевые и кормовые цели, увеличивается.

Использование БАД к пище, содержащих органическую форму селена. Данный подход позволяет достаточно быстро ликвидировать недостаточность селена и четко дозировать потребление микронутриента в зависимости от степени имеющегося дефицита.

Создание и освоение производства обогащенных селеном пищевых продуктов питания массового потребления. При этом предпочтение следует отдавать органическим производным селена как значительно менее токсичным.

С развитием национального проекта «Сельское хозяйство» доля импорта зерна снижается и, как следствие, первый путь коррекции селен дефицита малоэффективен.

Второй путь коррекции недостатка селена в питании был применен в 1985 году в Финляндии - путем внесения в почву селенсодержащих удобрений. Средняя концентрация селена в сыворотке крови у финнов постепенно увеличилась с 1,05 мкмоль/л в ноябре 1985 года до 1,60 мкмоль/л в ноябре 1989 года. Это увеличение продемонстрировало положительный эффект использования селена при обогащении удобрений и привело к увеличению импорта зерна с высоким содержанием селена в 1988-1989г. Результаты данного исследования показали, что в течение действия программы обогащения селеном, потребление селена финнами было в пределах безопасного и адекватного уровня. Снижение в 1991 году внесения селена в корма сопровождалось существенным уменьшением концентрации селена в сыворотке крови обследованных добровольцев.

Существует другая проблема, связанная с поглощением селена растениями в различных климатических условиях, она связана с водными режимами почв, окислительно-восстановительным потенциалом, кислотностью почвы и содержанием оксидов в почвах.

Значение имеет не только уровень селена в рационе, но и соединение, в виде которого он поступает в организм. При кормлении селенаминокислотами, накопление элемента в тканях животного идет интенсивнее, чем при даче селенита натрия. Распределение селена в организме аналогично распределению серы: 50-52% его приходится на мышечную ткань, 14-35% - на кожу, шерсть, роговое вещество, 10% - на скелет, 3% - на печень, 15-18% - на остальные ткани.

Третий подход коррекции селендефицита - применение биологически активных добавок частично решает проблему, так как широкие слои населения мало осведомлены в области профилактики заболеваний и предпочитают традиционные рецепты лечения [22]. Необходимо отметить, что некоторые цены БАДов высоки для малоимущих слоев населения.

Рынок селенсодержащих БАД представлен широким ассортиментом: здесь представлены как органические формы селена, так и неорганические.

Неорганические формы селена обладают рядом существенных недостатков: высокой токсичностью и связанным с этим риском токсических передозировок; малой совместимостью с такими легкоокисляемыми компонентами пищевых добавок, как витамины и витаминоподобные препараты; неорганические соединения селена способны перевозбуждать кишечную микрофлору и провоцировать возникновение острых форм дисбактериозов. Самым главным недостатком неорганических селеновых пищевых добавок является то, что их поведение в организме трудно регулируемо. Они способны возбуждать деятельность многих систем жизнеобеспечения организма в те периоды, когда в этом нет должной необходимости, при этом происходит истощение резервных возможностей организма и, прежде всего, иммунной системы [23].

Представитель таких добавок - «Неоселен» - водный раствор селенита натрия (производитель «Исинга»), но в данный момент препарат снят с продажи, так как увеличилось количество отравлений, вследствие передозировки.

К органическим формам селена относят селенсодержащие аминокислоты, такие как селенметионин, селенцистеин, и другие органические соединения, содержащие ковалентно связанный селен (селексен, селенопиран, 1,5 дифенил 3-селенан пентадион - 1,5; 1,5-дифенил 2,4 диметил З-селенопептадион-1,5 и др.) [24].

Органическими источниками селена являются селенобогащенные дрожжи, автолизат этих дрожжей, селенсодержащая микроводоросль спирулина, растения с повышенным содержанием селена и т.д. [25]

Пищевые дрожжи как представители одноклеточных организмов, сами по себе являются перспективным пищевым сырьем, обладающим известными преимуществами по сравнению e традиционными источниками. Белок дрожжевых изолятов хорошо переваривается и усваивается, богат лизином, но дефицитен по метионину, что снижает его биологическую ценность. Дрожжи хорошо растут и при достаточно высоком содержании металлов в среде, способны накапливать их [26].

Селенсодержащая дрожжевая биомасса может эффективно использоваться для получения хлебопекарных биоселеновых прессованных дрожжей, которые могут найти применение при выпечке хлеба. Однако, широкому использованию селенсодержащих дрожжей в питании населения препятствует наличие плохо перевариваемой клеточной оболочки, существенным образом снижающей усвояемость содержимого дрожжевой клетки и потенциально аллергенной [27].

Другим источником органического селена, вероятно, являются молочнокислые бактерии, используемые с давних времен человеком для приготовления сквашенных продуктов и оказывающие положительное действие на желудочно-кишечный тракт и организм человека в целом. Есть описание способа выращивания Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, с высоким содержанием селена. Искомый результат достигается обогащением культивируемой среды селенитом натрия в интервале концентраций селена с верхней границей 3 мкг/г. Содержание селена в лактобациллах при этих условиях варьирует от 100 до 1000 мкг/г сухой биомассы.

Следующий органический источник селена, который в настоящее время привлекает внимание исследователей, это фотосинтезирующий одноклеточный микроорганизм - спирулина, обычно обозначаемая в работах технологической и нутрициологической направленности как «микроводоросль».

Функциональные и технологические преимущества спирулины как источника селена, связаны с тем обстоятельством, что биомасса этого микроорганизма может быть получена как культивацией в открытых водоемах, в том числе природного происхождения, так и выращиванием в фотобиореакторах закрытого типа. Последняя технология отличается существенно большими финансовыми затратами, однако позволяет получать биомассу при строго постоянных параметрах среды культивации и может осуществляться в любых климатических условиях [28].

В отличие от некоторых высших растений, таких как астрагал, в которых в больших концентрациях могут присутствовать неорганические соединения селена (селениты н селенаты), в составе биомассы спирулины «биотрансформированный» селен представлен главным образом его органическими соединениями.

Кроме «натуральных» источников селена предпринимаются попытки получения искусственного селена. Так в 90-х годах Блинохватов А.Ф. синтезировал гетероциклическое соединение 9-фенил симметричный октагидроселеноксантен (селенопиран, С11-1). В настоящее время он утвержден в РФ как компонент биологически активных добавок (№ 002744.Р.643,03.2001). Установлены преимущества селенопирана по сравнению с неорганическими соединениями. Комплексные исследования позволили выявить, что селенопиран менее токсичен, чем селенит натрия в 77 раз. Полученные данные свидетельствуют о том, что селенопиран не является аллергеном, не обладает канцерогенной активностью, напротив, отмечена генатопротекторная функция и в некоторой степени антиканцерогенное действие [29].

К селенповышающим пищевым добавкам относят также растения, содержащие повышенную дозу селена. Так, например, к ним относят топинамбур и нут. Сухой порошок топинамбура позволяет увеличить содержание селена в сыворотке крови на 19 %. Обеспечение тканей элементом (содержание волосах) увеличивается более, чем на 300%. Такой эффект сухого порошка топинамбура объясняется его бифидогенным действием, обусловленным высоким содержанием инулина.

Нут (Cicer arietinum) содержит до 700 мкг/кг селена в виде селенметионина [30].

Известны способы обогащения продуктов питания селеном. Обогащение напитков для детей селенизированными дрожжами, обогащение хлебных изделий, сливочного масла. Наиболее предпочтительным способом коррекции селендефицита является обогащение продуктов животного происхождения, так как ассортимент продуктов животного происхождения довольно широк и разнообразен. Кроме того, продукты животноводства легко усвояемы, богаты белком, являются основным источником витаминов группы В, А, Е и т.д. [31].

1.3 Роль йода в организме и проблема йоддефицитных состояний

Основная биологическая функция йода состоит в поддержании функции щитовидной железы и построении ею гормона - тироксина. Йод пока является единственным известным микроэлементом, участвующим в образовании гормона.

Физиологическая роль тироксина, основой образования которого является йод, очень велика: контроль за интенсивностью основного обмена, влияние на водно-солевой, жировой и углеводный обмены. Как гормон, тироксин находится в постоянной связи с другими железами внутренней секреции, особенно с гипофизом и половыми железами. Он активно воздействует на физическое и психическое развитие человека, участвует в регуляции деятельности центральной нервной системы, влияет на эмоциональный тонус человека, на деятельность сердечно-сосудистой системы и печени.

В обычных условиях в организме человека содержится 20-50 мг йода. Наибольшая концентрация йода (8 мг из общего количества) содержится в щитовидной железе.

Суточная потребность взрослого человека - 100-200 мкг йода (0,1-0,2 мг).

Она полностью обеспечивается при нормальном сбалансированном питании (40-200 мкг) за счет продуктов растительного и животного происхождения. Лишь небольшая часть йода (около 5-10%) поступает с водой.

Наиболее высокое содержание йода в морских водорослях:

в сухой ламинарии - 160-800 мг на 100 г продукта,

в сухой морской капусте - 200-220 мг на 100 г продукта.

В морской рыбе и продуктах моря содержание йода достигает 300-3000 мкг на 100 г продукта.

Также источником йода для человека являются: мясо, яйца, молоко, овощи.

При длительном хранении продуктов и кулинарной обработке может теряться до 65% йода.

Недостаточность йода широко распространена и носит эндемический характер. Основной причиной является недостаточное содержание йода в окружающей среде, а следовательно и в продуктах питания. Проявляется недостаточность йода увеличением щитовидной железы (эндемический зоб). В ряде случаев может развиваться гипотиреоз (недостаточность функции щитовидной железы), проявляющийся резким снижением физической и умственной работоспособности, сухостью кожи, выпадением волос, снижением температуры тела, отечностью лица и другими симптомами.

Неоспоримо, что основной причиной развития йоддефицитных состояний является недостаток йода в почвах, воде, и, как результат этого крайне низкое содержание йода в основных продуктах питания, что оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения. Кроме дефицита йода в пище, воде, почве выделяют ряд других факторов окружающей среды, которые имеют значительно меньшее значение в развитии йоддефицитных заболеваний, но также оказывающих зобогенное воздействие. Это так называемые, фоновые зобогены, действие которых проявляется только на фоне йодного дефицита различной степени выраженности. По мнению ученых, они могут усугублять проявления йодной недостаточности, способствуя манифестации зобной эндемии, включая гипотиреоз, кретинизм, и утяжеляя нарушения физического и психического развития [5. Данилова Л.И. /Эндемический зоб: клинические аспекты проблемы. //Мед. Новости. - 1997. - № 6. - С. 3-11.].

Большое количество веществ окружающей среды известно своим воздействием на морфологию и функцию щитовидной железы, эти факторы представлены в таблице. К ним относятся тиоцианаты, флавоноиды, фенолы, дисульфиды, нитраты и нитриты. Огромное значение в развитии йод-дефицитных состояний имеют нерациональное питание с недостаточным содержанием белка, витаминов, микроэлементов (цинка, брома, селена, кобальта, меди), прием лекарственных препаратов: сульфаниламидов, антибиотиков (бензилпенициллин, эритромицин, стрептомицин и др.), производных тиомочевины, перхлоратов, солей лития; значительна роль курения, беременности, наследственных и иммунологических факторов в развитии данного процесса [5, 65. Данилова Л.И. /Эндемический зоб: клинические аспекты проблемы. //Мед. Новости. - 1997. - № 6. - С. 3-11. 6. Данилова Л.И., Холодова Е.А., Стожаров А.Н. Эндемический зоб: особенности диагностики, лечения и профилактики в различных возрастных группах населения: Метод. рекоменд. - Мн.,1996. - 30с.] (Таблица 1.3).

Таблица 1.3

Несмотря на очевидность роли факторов окружающей среды в патогенезе эндемического зоба, ряд закономерностей позволяет предположить, что определенное значение могут иметь и эндогенные, в том числе, генетические факторы [35]. Обращает на себя внимание тот факт, что не у всего населения, проживающего в местности с йодной недостаточностью, развиваются йоддефицитные заболевания. Случаи спорадического зоба встречаются в регионах с отсутствием йодного дефицита, подтверждают генетическую компоненту в патогенезе заболевания [26].

Есть мнение, что характерной чертой зобной эндемии, возникающей при сочетании низких величин йода и селена, является дисбаланс тиреоидных гормонов, проявляющийся накоплением тироксина с параллельным снижением величины трийодтиронина, что обусловливает развитие симптомов дистиреоза [1]. Дефицит селена усугубляет проявления йодной недостаточности, вызывая не только тиреоидную дисфункцию, но и индуцирует некротические, фиброзные изменения в щитовидной железе, стимулирует клеточную пролиферацию [21].

В человеческом организме йод находится и в неорганической форме: йодид-ионы. Он входит в состав гормонов щитовидной железы. Эти гормоны выполняют жизненно важные задачи: поддерживают нормальный углеводный, белковый и жировой обмен в организме, а также стабильное состояние психики, что особенно важно для людей, перешагнувших 60-летний рубеж. При недостатке йода нарушается обмен веществ в организме, перестает правильно функционировать щитовидная железа, ослабляется иммунитет. Ухудшается состояние кожи, ногтей и волос, повышается риск развития атеросклероза и ожирения. http://www.medeffect.ru/endocrin/iodine-0018.shtml

Самым распространенным проявлением йодной недостаточности является зоб. Однако современные знания позволяют выделить целый ряд заболеваний, обусловленных влиянием йодной недостаточности на рост и развитие организма. Дефицит тиреоидных гормонов у плода и в раннем детском возрасте может привести к необратимому снижению умственного развития, вплоть до кретинизма. От дефицита йода страдает не только мозг ребенка, но и, согласно результатам многочисленных исследований, его слух, зрительная память и речь. В йоддефицитных регионах у женщин нарушается репродуктивная функция, увеличивается количество выкидышей и мертворождений. Недостаток йода может сказаться на работе жизненно важных органов и привести к задержке физического развития. В йоддефицитных регионах повышается перинатальная и детская смертность.

С момента проведения йодной профилактики среди ученых обсуждается вопрос о возможной роли йода в индукции и/или манифестации аутоиммунных процессов в щитовидной железе [10,31]. На сегодняшний день имеются лишь косвенные доказательства роли йода в развитии аутоиммунной патологии. Они получены в ходе экспериментов на животных и при проведении эпидемиологических исследований, в которых сравнивалась частота аутоиммунных заболеваний щитовидной железы в районах с нормальным и недостаточным потреблением йода.

Доказано, что введение фармакологических доз йода может приводить к появлению тиреоидных антител у генетически предрасположенных лиц [33]. Развитие неблагоприятных побочных эффектов после введения фармакологических доз йода закономерно поставило вопрос, может ли коррекция йодной недостаточности привести к развитию аутоиммунных заболеваний щитовидной железы? Теоретически такая возможность обсуждалась [11,12]. Однако исследования взаимосвязи между проведением йодной профилактики и последующим развитием аутоиммунных заболеваний не дали убедительных результатов [9].

В результате исследований пришли к выводу, что групповая и индивидуальная йодная профилактика в районах с легкой степенью йодной недостаточности с использованием калия йодида в дозе 200 мкг в сутки приводит к снижению частоты зоба и уменьшению объема щитовидной железы, а также обеспечивает нормальную экскрецию йода с мочой у подростков и лиц детородного возраста.

Наиболее широко дефицит йода и эндемический зоб распространены в предгорных и горных местностях (Северный Кавказ, Урал, Алтай, Сибирское плато, Дальний Восток), а также в Верхнем и Среднем Поволжье, на Севере и в центральных областях европейской части страны. Практически на всей территории России потребление йода с пищей и водой снижено. По данным наших исследований, реальное потребление йода составляет всего 40-80 мкг в день, то есть ниже рекомендованного уровня в 2-3 раза. Так, например, в Москве суточное потребление йода составляет 80-90 мкг на человека, а в Подмосковье - 40-50 мкг. Недостаточное потребление йода создает серьезную угрозу здоровью около 100 млн россиян и требует проведения мероприятий по массовой и групповой профилактике.

С 1990 года в стране стали проводиться регулярные эпидемиологические исследования йоддефицитных заболеваний. По данным проведенных обследований, распространенность эндемического зоба у детей и подростков в центральной части России составила 15-25 %, а по отдельным регионам - еще выше (до 40%). В ранее не считавшихся эндемичными Тамбовской и Воронежской областях частота зоба у школьников в сельских районах достигает 15-40 %. В Архангельской области частота этого недуга колеблется от 11 % на побережье Белого моря до 80-98 % (!) на юге области. Выраженный дефицит йода обнаружен на обширных территориях Западной (Тюменская область) и Восточной Сибири (Красноярский край, Якутия), в Республике Бурятия, Республике Тыва. В этих регионах частота заболевания колеблется от 25 до 80 %. При этом отмечается 2-3-кратное снижение выделения йода с мочой.

Следует отметить, что ряд областей России, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС (Брянская, Тамбовская, Тульская, Орловская и Калужская), сейчас также являются эндемичными по зобу. Дефицит йода обусловил повышенное накопление радиоактивного йода в щитовидной железе у значительного числа жителей (особенно у детей) вскоре после аварии и ныне является фактором повышенного риска развития онкологических заболеваний.

В Москве ситуацию с обеспечением населения йодом тоже нельзя считать удовлетворительной: частота зоба у московских школьников составляет 8-14%, тогда как при нормальном обеспечении йодом частота увеличения щитовидной железы у школьников не превышает 5 %. А у их сверстников в США увеличение щитовидной железы встречается менее чем у 2 %. Выделение йода с мочой у московских школьников также было заметно снижено (в среднем от 41 до 77 мкг/л). Считается, что в популяции (большой группе людей, живущих в определенной местности) дефицита йода нет, если средний показатель концентрации йода в моче превышает 100 мкг/л.

В Московской области ситуация еще более сложная. По данным эндокринологов, частота увеличения щитовидной железы в отдельных районах Московской области составляет от 12 до 29 %, а средний показатель содержания йода в моче колеблется от 25 до 83 мкг/л.

Основная причина широкого распространения йоддефицитных заболеваний, в том числе и в России, состоит в том, что традиционный пищевой и водный рацион не в состоянии обеспечить достаточного количества йода, необходимого для нормального функционирования щитовидной железы, а использование богатых йодом продуктов в силу разных причин может быть ограничено. Так, в последние годы в нашей стране примерно в 4 раза снизилось потребление морской рыбы, богатой йодом. В Японии, например, йода мало и в воде, и в воздухе, и в почве, но местные жители едят много рыбы и других даров моря. На Тайване же, наоборот, традиционно не употребляют в пищу морепродукты, и Базедова болезнь там встречается часто, не помогает даже йодирование питьевой воды.

В России же уменьшилось и потребление мяса и молока, где йода содержится значительно больше, чем в растительной пище. Свою лепту в развитие йоддефицитных заболеваний вносит, соответственно, и вегетарианство, что особенно нехорошо для детей.

Обогащение организма йодом во многом зависит от условий, при которых организм его усваивает, поскольку иногда при нормальном обеспечении организма этим элементом могут наблюдаться признаки его недостатка. Причиной тому наличие агентов, которые мешают нормальному усвоению йода организмом. К ним можно отнести, например, использование сильно хлорированной воды, чрезмерное "обогащение" организма фтором в результате использования фторсодержащей зубной пасты или употребления фторированной воды. Также для адекватного усвоения йода необходимо и наличие в организме его "союзников" - витаминов А и Е, кобальта, меди и др.

Йоддефицитные состояния определяются не только экологическими условиями, но и природными, скорее даже климатическими. Здесь особо выделяется так называемый североспецифичный фактор. Нарушения, связанные с дефицитом йода, особо остро проявляются в условиях Севера, где происходит наложение многих факторов. Щитовидная железа в этих условиях испытывает тройной пресс со стороны неблагоприятных климатических условий (холодовой фактор, нарушение светового режима), негативного влияния деятельности человека и природного дефицита йода, что приводит к перенапряжению ее функции и развитию устойчивого патологического изменения самой железы, что является потенциальной основой для развития различных болезней.

1.4 Учет синергизма микроэлементов на примере взаимодействий селена и йода

При недостатке селена в организме снижается активность целого ряда важнейших ферментов, нарушаются процессы нейтрализации гидроперекисей и перекисей липидов, развивается оксидантный стресс. Дефицит йода влияет в первую очередь на функцию щитовидной железы, недостаточная выработка тиреоидных гормонов ведет к нарушению практически всех видов обмена веществ у животных и развитию тяжелых патологических состояний. Кроме того, йод и селен функционально связаны между собой, поскольку последний входит в состав фермента йодтирониндейодиназы, обеспечивающего трансформацию тироксина в трийодтиронин. Недостаток в организме этих двух микроэлементов может служить одним из главных факторов риска в провоцировании йодцефицитных состояний, в первую очередь эндемического зоба. Дефицит селена вызывает симптомы гипотиреоидизма, вследствие чего снижается уровень обменных процессов в организме и невозможна полная реализация генетического потенциала продуктивности животных и птицы. Кемеровская область входит в селен- и йоддефицитную биогеохимическую провинцию.

Селенодефицит связан с йододефицитом. Из многих микроэлементов, влияние которых на развитие йододефицитных заболеваний изучалось в экспериментах на структуру и функцию щитовидной железы, наибольший интерес представляет селен.

Щитовидная железа человека имеет самое высокое содержание селена на грамм ткани по сравнению с другими органами. Йодотирониндейодиназа - фермент, превращающий неактивный тироксин в активный 3-йодотиронин содержит в активном центре селен и слабо работает при недостатке селена в рационе. В тироцитах вырабатывается три типа глутатионпероксидаз (основные ферменты антиоксидантной защиты организма) также содержащих в своем составе селен. При постоянном продуцировании тироцитом перекиси водорода, ему необходима для поддержания нормальной клеточной функции и защиты железы в целом надежная система защиты от перекиси водорода и активных кислородных интермедиатов. У экспериментальных животных длительный и глубокий дефицит селена ведет к некрозу и фиброзу щитовидной железы.

В центральном Заире параллельный дефицит йода и селена является причиной эндемического кретинизма. Неадекватно низкое потребление селена и низкие уровни селена в сыворотке до диагностирования рака существенно коррелируют с развитием карциномы щитовидной железы и других опухолей. Многие регионы мира вынуждены решать проблему дополнительного введения этих обоих микроэлементов в продукты питания.

Эпидемиологические исследования указывают на связь между низким содержанием селена в пище и ростом риска кардиомиопатии, кардиоваскулярной болезни, канцерогенезом. Селенопротеины клеток млекопитающих играют важную роль в поддержании антиоксидантного статуса, функционировании тироидного гормона, функции иммунной системы, особенно клеточного иммунитета, в образовании спермы, работе предстательной железы.

Больные, находящиеся на протеиноограниченном рационе (фенилкетонурия, гиперфениланемия), испытывают дефицит селена. Сделан однозначный вывод о необходимости дополнительного введения селена для пациентов, придерживающихся низкобелковой диеты.

При исследовании связи йода и селена с развитием рака груди выяснилось, что потребление морских продуктов, как растительных, так и животных, богатых селеном и йодом, связано с низкой частотой встречаемости рака груди у японских женщин. Селен синергичен йоду, будучи компонентом всех трех деиодиназ. Селеновый статус влияет как на гомеостаз тироксина, так и на усваиваемость йода.

Доктор ветеринарных наук Дроздова Л.И. и кандидат биологических наук Шатских Е.В. проводили сравнитеьный морфологический анализ органов иммунной системы циплят-бройлеров при включении в рацион раннего онтогенеза органических форм селена и йода и их сочетаний с неорганическими аналогами. Таким образом при исследовании органов иммунной системы наиболее полноценное развитие фабрициевой бурсы тимуса наблюдается при введении в рацион органических источников микроэлементов. Комплексное применение селена и йода оказывает положительное влияние на морфофункциональные показатели щитовидной железы, щитовидной железы и надпочечников.

В экспериментах на животных показано, что одновременный дефицит селена и йода приводит к более сильному гипотиреоидизму, чем дефицит одного йода. Некоторые авторы предполагают, что кретинизм у новорожденных может быть следствием комбинированного дефицита этих 2 элементов у матери.

Селен участвует в метаболизме тироксина и 3йодтиронина. Это микросомальный фермент локализован в печени, почках, щитовидной железе и ЦНС.

Роль селена в развитии йоддефицитных состояний полностью не изучена, и данные о взаимоотношениях между дефицитом селена в пище и сохранением функции щитовидной железы неоднозначны. Эффекты действия дефицита селена на конверсию и метаболизм тиреоидных гормонов, развитие тиреоидной дисфункции нуждаются в изучении.

Тяжелый йодный дефицит в Центральной Африке проявляется высокой частотой зоба (более 80% у женщин детородного возраста и детей более 5 лет) и кретинизма. Кроме того, у многих детей имеет место гипотиреоз различной степени тяжести, различного течения и продолжительности. Высокую частоту микседематозного кретинизма (частота 1-10% населения детского возраста) связывают с наличием одновременного дефицита селена. Гипотезой развития врожденного гипотиреоза считается воздействие дефицита селена на снижение активности глутатионпероксидазы, что может увеличить поступление перекиси водорода (Н2О2) и в течение нескольких недель привести к атрофии щитовидной железы, набдюдаемой при микседематозном кретинизме [39].

Опыты, проведенные на тиреоидэктомированных крысах(получавших трийодтиронин), показывают, что дефицит селена обладает действием, сходным с пропилтиоурацилом: ингибирует конверсию тироксина в трийодтиронин в периферических тканях и активность 3,5,3' трийодтиронин - 5'- йодтиронин дейодиназа щитовидной железы типа 1 (Д1) в печени и почках [40].

Взаимосвязь между уровнем селена и активностью тканевых дейодиназ подчеркивает важное значение данного микроэлемента в развитии йод-дефицитных состояний. В исследованиях, проведенных на крысах, имеющих дефицит обоих элементов - йода и селена, было показано, что у животных уровни трийодтиронин, тироксина в щитовидной железе, уровень йода в щитовидной железе, уровень тироксина в печени и плазме были значительно ниже, а уровень тиреотропного гормона (ТТГ) и масса щитовидной железы значительно выше, чем у крыс, имеющих только дефицит йода. Активность Д1 была снижена в печени при дефиците селена, активность дейодиназы 2 (Д2) была выше в головном мозге и значительно ниже в гипофизе при комбинированном дефиците йода и селена, чем при дефиците одного йода. Исследователями сделан вывод, что дефицит селена может усугублять риск развития и тяжесть гипотиреоза, возникающего на фоне йодной недостаточности [15].

2. Методы получения исследований

Программа Generic предназначена для автоматизированного проектирования и расчета многокомпонентных рецептур продуктов функционального питания.

В функции программы входит введение в базы данных рецептур многокомпонентных продуктов в качестве модели рецептуры используют модель на рисунке 2.2.

На первом уровне модели находится рецептура (продукт, включающий некоторое количество компонентов, содержание которых задается в граммах на 100 кг, продукта).

На втором уровне находится компонент продукта.

Третий уровень - базовые элементы макропитательные вещества белок, липиды и т.д., одержание которых задается в граммах на 100 кг компонента

Четвертый уровень - элементы, микропитательные вещества, входящие в состав макропитательных (аминокислоты, жирные кислоты), содержание которых задается в граммах на 100 г базового компонента

Общий алгоритм работы с программой:

- определить список элементов, необходимых для работы; добавить необходимые элементы в окне «данные об элементах»;

Рисунок 2.1 - Модель рецептуры программы Generic 2.0

- определить список компонентов необходимых в работе; добавить недостающие компоненты, сформировать состояния, откорректировать состав имеющихся компонентов «в окне данные о компонентах, и их составе»;

- сформулировать задачу для моделирования «в окне задач»;

- моделирование производят через пункт «рецептура: моделирование состава»;

- в случае ручного формирование рецептуры ввести рецептуру в окне «рецептура»;

- произвести расчет элементарного состава и оценку результата моделирования рецептуры через пункт «рецептура/расчет».

Расчет рецептур производится вызовом через соответствующий пункт меню (Рецептуры/Расчет) либо через кнопку "Расчет" (см. "Главное окно программы"). Задание параметров для расчета и отображение результатов производится в появляющемся окне "Расчет рецептур". Окно содержит две таблицы. В таблице "Состав рецептуры" отображается компонентный состав рецептуры. В таблице "Содержание элементов" отображается элементный состав рецептур и значения функций желательности в соответствии с выбранной задачей. При запуске окна расчета таблицы не содержат данных. Для заполнения таблиц необходимо выбрать задачу, рецептуру/результат моделирования для расчета. Для этого надо щелкнуть на кнопке "Выбрать" и задать вышеперечисленные параметры, после чего таблицы заполняются расчетными данными для выбранных исходных параметров расчета.

Расчет можно сохранить в виде рецептуры или компонента. Для этого необходимо щелкнуть на кнопке "Сохранить" и в появившемся окне сохранить расчет. Расчет сохраняется как рецептура в виде компонентного состава или как компонент в виде элементного состава.

По данным расчета, возможно построить диаграмму, распечатать результат расчета или копировать выделенные в таблицах данные в буфер обмена с помощью кнопок "Диаграмма".

Задание параметров расчета.

В окне задания параметров расчета содержатся две таблицы: "Рецептуры", "Задачи", в которых отображены все рецептуры и задачи базы данных программы.

Для задания задачи необходимо установить в таблице "Задачи" курсор на необходимую задачу и нажать или дважды щелкнуть задаче. В поле слева отобразится наименование выбранной задачи.

Исходными данными для расчета являются или уже существующие рецептуры или компонентные составы результатов моделирования. Для выбора рецептуры или результата служат индикаторы панели "Источник".

Выбор рецептуры осуществляется аналогично выбору задачи в таблице "Рецептуры".

Для выбора результата моделирования необходимо выбрать в панели "Источник" индикатор "Результаты моделирования" и щелкнуть на кнопке В появившемся окне результатов установить курсор на необходимый результат моделирования и щелкнуть на кнопке "Выход" (или нажать <ENTER>). В поле слева таблицы "Рецептуры" отобразится номер результата.

Для выбора заданных параметров расчета необходимо щелкнуть на кнопке "Выбрать" (нажать<ENTER>), для отмены на кнопке "Выход" (нажать <ENTER>).

Задачу оптимизации процессов, характеризующихся несколькими откликами, обычно сводят к задаче оптимизации по одному критерию с ограничениями в виде равенств или неравенств. В зависимости от вида поверхности отклика и характера ограничений для оптимизации предлагается использовать методы неопределенных множителей Лагранжа, линейного и нелинейного программирования и др. К недостаткам этих способов решения задачи следует отнести вычислительные трудности. В частности при описании поверхности отклика полиномами второго порядка решение задачи на условный экстремум с применением неопределенных множителей Лагранжа приводит к необходимости решать систему нелинейных уравнений. Поэтому одним из наиболее удачных способов решения задачи оптимизации процессов с большим количеством откликов является использование предложенной Харрингтоном в качестве обобщенного критерия оптимизации так называемой обобщенной функции желательности. Для построения обобщенной функции желательности предлагается преобразовать измеренные значения откликов в безразмерную шкалу желательности.

Для построения шкалы желательности удобно использовать метод количественных оценок с интервалом значений желательности от 0 до I. Значение d = 0 (или D) соответствует абсолютно неприемлемому значению данного отклика; a d = 1 (D=l) - самому лучшему значению отклика, причем дальнейшее увеличение его или невозможно, или не представляет интереса. Промежуточные значения желательности и соответствующие им числовые отметки приведены в таблице 2.1.

Построенная в соответствии с таблицей 2.1 шкала представляет собой безразмерную шкалу, при помощи которой любой отклик может быть преобразован так, чтобы его можно было интерпретировать в терминах полезности и желательности для любого специфического применения.

Таблица 2.1 - Базовые отметки шкалы желательности

Количественные отметки на	Желательность значению отклика
шкале желательности
0,80 - 1,00	Очень хорошо
0,63 - 0,80	Хорошо
0,37 - 0,63	Удовлетворительно
0,20 - 0,37	Плохо
0,00 - 0,20	Очень плохо

Удобной формой преобразования у в <1 служит экспоненциальная зависимость:

а=ехр(-ехр(-у')), (2.27)

у=bo+b1y, (2.28)

где коэффициенты bo и b1y можно определить, если задать для двух значений свойства соответствующие значения желательности предпочтительно в интервале 0,2< d<0,8.

Имея несколько откликов, преобразованных в шкалу d, можно при помощи арифметических операций скомбинировать из этих различных, а некий обобщенный показатель желательности D. При этом, если какой либо один отклик является абсолютно неудовлетворительным, обобщенная функция желательности должна быть равна 0, независимо от остальных откликов.

Математическим выражением, отвечающим этим требованиям, служит среднее геометрическое частных функций желательности, т.е.

(2.29)

Очевидно, что если какое либо одно d =0, то соответственно D=О, Более того, на D сильно влияют именно наименьшие значения d. В то же время D равно 1 только тогда, когда все частные желательности di=1 (i=1, 2,.,.., к). Важно еще то, что (3) позволяет применять к частным желательностям и обобщенному показателю единый способ задания базовых отметок шкалы желательности, представленной в таблице 9, так как если d1 = d2 =...= dк ~ 0, 37, то и D - 0,37 и т. д. С обобщенной функцией желательности можно проделывать все вычислительные операции, как и с любым откликом системы, можно использовать D в роли критерия оптимизации при исследовании и оптимизации процесса. Таким образом, применение обобщенной функции желательности оказывается очень эффективным при разработке рецептур. При этом частные функции желательности рассчитываются для каждого нормируемого компонента химического состава. В связи с тем, что необходим учет содержания нормируемых компонентов рецептуры в каждом ингредиенте и расчет частных функций желательности для каждого компонента химического состава возникает необходимость в громоздких вычислениях. Проблема была решена при помощи компьютера посредством специально написанной с участием доцента Ушакова М.В.

3. Результаты и обсуждения

3.1 Разработка рецептур мясорастительных паштетов для функционального питания

Выполнение экспериментальных исследований в направлении создания высококачественных биологически полноценных продуктов паштетной группы связано, прежде всего, с разработкой научно-обоснованных рецептур и модификацией технологического процесса производства ввиду применения новых пищевых компонентов полифункционального действия.

Современные принципы разработки рецептур мясных изделий основаны на выборе определенных видов сырья и таких их соотношений, которые бы обеспечивали достижение требуемого (прогнозируемого) качества готовой продукции, включая количественное содержание и качественный состав пищевых веществ, наличие определенных органолептических показателей, потребительских и технологических характеристик.

3.2 Обоснование выбора и характеристика компонентов для проектирования рецептур мясорастительных паштетов

В основных направлениях государственной политики в области здорового питания особое внимание уделено биотехнологии качественно новых, сбалансированных по пищевой и биологической ценности продуктов, способных обеспечивать потребности различных групп населения в пищевых веществах и энергии, в том числе на основе ресурсосбережения. Особую актуальность приобретают проблемы расширения ассортимента мясных продуктов. При этом важно не только снизить затраты производства, но и повысить пищевую ценность, функциональность, обогатить микроэлементами.

Решению данной проблемы способствует мировое увеличение производства бобовых культур, рациональное использование животного сырья, введение в продукты микроэлементов.

Альтернативным сырьем для производства поликомпонентного мясорастительного паштета является филе куриное, фасоль белая, грибы вешенки. В качестве источника йода используется сухая морская капуста, селен вводится в виде 4,4-ди[3(5-метилпиразолил)]селенида.

3.2.1 Мясо курицы

Куриное мясо - одна из важных составляющих здорового питания. Источник высококачественных, легкоусвояемых белков, витаминов, аминокислот, минералов, незаменимый материал для роста и функционирования любого организма, основа профилактики ряда заболеваний плюс ко всему прекрасный. К тому же, если учесть, что в соответствии с последними исследованиями ученых именно мясо птицы обеспечивает полноценный баланс белка в организме.

Куриное мясо - вкусный, питательный, и в то же время низкокалорийный продукт, легко усваиваемый организмом человека. По количеству белка куриное мясо превосходит говядину и постную свинину. В мясе кур содержатся витамины А, В1, В2, никотиновая кислота и множество минеральных веществ.

Куриное мясо - ценный высококалорийный диетический продукт с низким содержанием жира и высоким содержанием протеина.

Недавние исследования подтвердили предположение ученых о том, что куриный бульон улучшает состояние сердца, действуя на размеры сердечной мышцы и толщину стенок сосудов, при этом не оказывая никакого влияния на артериальное давление.

Куриное мясо является одним из лучших источников белка. Кроме того, в нем в большей степени, чем в других видах мяса, представлены полиненасыщенные жирные кислоты, благодаря чему оно не только хорошо усваивается организмом, но и способствует профилактике ишемии, инфаркта миокарда, инсульта, гипертонии, а также поддерживают нормальный уровень обмена веществ и повышают иммунитет. Куриное мясо содержит больше белков, чем любой другой вид мяса, при этом содержание в нем жиров не превышает 10%. Для сравнения: мясо курицы содержит 22,5% белка, в то время, как мясо индеек - 21,2%, уток - 17%, гусей - 15%. Еще меньше белка в так называемом "красном" мясе: говядине -18,4%, свинине -13,8%, баранине -14,5%. Но особо следует выделить то, что белок куриного мяса содержит 92% необходимых для человека аминокислот (в белке свинины, баранины, говядины - соответственно 88,73% и 72%). По минимальному содержанию холестерина мясо куриных грудок, так называемое "белое мясо", уступает только рыбе.

В курином мясе в большом количестве содержится Витамин B2 (который влияет на все виды обменных процессов, принимает участие в регуляции углеводного и жирового обменов, способствует нормальному функционированию центральной нервной системы, поддерживает здоровье кожи и ногтей); Витамин В6 (который играет важную роль в регуляции белкового и жирового обменов, укрепляет нервную систему, поддерживает здоровье кожи); Витамин В9 (который играет важную роль в процессах кроветворения, участвует в регуляции белкового обмена, повышает устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, необходим для здорового протекания беременности); Витамин В 12 (усиливает иммунитет, нормализирует кровяное давление, необходим для здоровья репродуктивных органов, предотвращает депрессию и бессонницу).

К тому же в курятине содержится большое количество железа в легкоусваемоей форме, а также серы, фосфора, селена, кальция, магния и меди.

Мясо курицы практически универсально: оно поможет при заболеваниях желудка с высокой кислотностью и в том случае, если она понижена. Волокна мяса играют роль буфера, притягивающего на себя излишнюю кислоту при гастритах, синдроме раздраженного желудка, язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. Особые свойства куриного мяса незаменимы в виде бульона, содержащего экстрактивные вещества, - при пониженной секреции они заставляют "ленивый" желудок работать. Куриное мясо - одно из самых лёгких для переваривания. Оно легче усваивается: в мясе курицы меньше соединительной ткани - коллагена, чем, например, в говяжьем. Именно мясо курицы является важным компонентом диетического питания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сахарном диабете, ожирении, а также для профилактики и лечения сердечно-сосудистых недугов. Кроме того, куриное мясо, не смотря на наивысшее содержание белка, самое низкокалорийное.

3.2.2 Фасоль Московская белая

Низкая себестоимость, высокая ресурсность бобовых, наличие в России обширных посевных площадей, качественный белковый, липидный и минеральный состав служат убедительными доводами в пользу применения их в технологии здорового питания. Пищевая ценность фасоли обусловлена высоким содержанием белка, но и его аминокислотным составом, соответствующим по набору и количеству незаменимых аминокислот белку мяса. Белки фасоли при обычных способах приготовления усваиваются организмом на 75%.

Семейства бобовые способны аккамулировать селен в форме аминокислот, а высшие семейства в форме селенметионина путем замещения серы, входящей в состав метионина растения, селеном. Наибольшая часть селена аккумулируется в семенах растения. Предполагая, что количество аминокислот напрямую зависит от массы семян было предложено использовать семена фасоли в качестве сырья.

Для исследований необходимо было выбрать сорт фасоли, способный аккумулировать в своих семенах наибольшее количество селена в форме аминокислот. С этой целью проводили сравнения аминокислотного состава белковых гидролизатов бобов фасоли 2х сортов, наиболее подходящих по характеристикам для эксперимента. Концентрация метионина в гидролизате фасоли Московская белая в 2 раза превысила концентрацию метионина в сорте Снежная королева [Пиво и напитки,6/2009, с 26]

Фасоль - род растений семейства бобовые.

В настоящее время фасоль выращивается во всем мире. Существует порядка 200 видов фасоли, один из видов фасоль - белая.

Фасоль, зерно богата следующими витаминами и минералами: пищевыми волокнами - 41,3 %, витамином B1 - 33,3 %, витамином B3 - 24 %, витамином B6 - 45 %, витамином B9 - 22,5 %, витамином PP - 32 %, кальцием - 15 %, магнием - 25,8 %, калием - 44 %, фосфором - 60 %, серой - 15,9 %, железом - 32,8 %, цинком - 26,8 %, медью - 48 %, марганцем - 67 %, селеном - 45,3 %, хромом - 20 %, молибденом - 56,3 %, бором - 24,5 %, ванадием - 475 %, кремнием - 306,7 %, кобальтом - 187 %, где % - процент удовлетворения суточной нормы на 100 гр.

Содержит тиамин (В1). Тиамин оптимизирует познавательную активность и функции мозга. Он оказывает положительное действие на уровень энергии, рост, нормальный аппетит, способность к обучению и необходим для тонуса мышц пищеварительного тракта, желудка и сердца. Тиамин выступает как антиоксидант, защищая организм от разрушительного воздействия старения, алкоголя и табака.

Способствует синтезу жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов и витаминов А и Д, синтезу протеинов и аминокислот.

Способствует регуляции уровня глюкозы в крови, образованию ниацина (витамина PP) из триптофана, синтезу белков, гемоглабина и транспортировка кислорода эритроцитами.

Положительно влияет на функции кишечника и печени, повышает содержание холина в печени и препятствует ее жировой инфильтрации. Поддерживает иммунную систему, способствую нормальному образованию и функционированию белых кровяных телец. Полезна при беременности.

Полезен для здоровья кожи и слизистых оболочек, нервной и пищеварительных систем, регулирует сахар в крови, антиоксидант.

Содержит фосфор. Фосфорная кислота участвует в построении многочисленных ферментов (фосфатаз) - главных двигателей химических реакций клеток. Из фосфорнокислых солей состоит ткань нашего скелета.

Способствует транспортировке кислорода в виде гемоглобина в эритроцитах.

3.2.3 Грибы вешенки

Был изучен химический состав вешенки обыкновенной, культивируемой в Воронежской области. Влажность свежих грибов составила 92,3 %, повышенная влажность грибов один из показателей, который позволяет относить их к низкокалорийным пищевым продуктам. Абсолютное содержание белков в сухой массе грибов составила 1,73 % (24,76 % белка, 2,25 % жира, 8 % клетчатки).

Для определения биологической ценности вешенки изучали аминокислотный состав белков на аминокислотном анализаторе «Бриз». Белки вешенки характеризуются преобладанием глутаминовой кислоты (329 мг/г) и гистидина (279 мг/г), а также значительным содержанием незаменимых аминокислот - лизина, лейцина, фенилаланина (174, 181 и 104 мг/г соответственно). Отмечается недостаток мети-онина - всего 4 мг/г. За счет дефицита метионина резко возрастает относительное количество треонина и валина. В общей сумме аминокислот высока доля незаменимых (25,6 %). Таким образом, белки вешенки могут служить важным дополнительным источником лизина, треонина, валина и лейцина.

Вешенка содержит практически весь комплекс витаминов группы В (В1, В2 В6, В7, В5), а также жирорастворимые витамины D2 и Е. Пищевые волокна вешенки способны связывать и выводить из организма токсины, радионуклиды, соли тяжелых металлов, а водорастворимые полисахариды оказывают иммуностимулирующее действие. Употребление продуктов, содержащих вешенку, способствует снижению холестерина и препятствует развитию атеросклероза. Вешенка обыкновенная обладает противоопухолевым и противовоспалительным свойствами.

Полисахариды - гриба тормозят развитие различных злокачественных опухолей. Они повышают активность клеток тимуса (вилочковой железы, ответственной за иммунитет), вовлекая их в работу на создание мощного иммунологического механизма, направленного на подавление жизнедеятельности раковых клеток.

Благодаря тому что полисахариды (основные лекарственные вещества вешенки), не только борются с конкретным заболеванием, но и попутно приводят в норму ослабленную иммунную систему, возможности их применения достаточно широки. Целый ряд заболеваний, вызванных в большой степени понижением защитныx сил организма, достаточно хорошо поддаётся излечению. Среди них можно отметить заболевания кожи, желчно-каменную болезнь, а так же болезни, связанные с радиоактивным облучением. Еще одно неоспоримое преимущество полисахаридов вешенки - в их низкой токсичности.