Неблагоприятные факторы окружающей среды, такие как промышленные отходы, радионуклиды, повышенный уровень ультрафиолетового излучения, действие оксидов азота и углерода, экстремальные климатические условия, стрессовые ситуации и т. п., снижают сопротивляемость организма человека и ведут к возрастанию риска возникновения многих соматических заболеваний. В целях защиты населения и, в первую очередь, детей от воздействия вредной экологической обстановки проводится большая работа по модификации пищевой продукции путем целенаправленного обогащения ее биологически активными добавками (БАД) и/или пищевыми добавками, например, антиоксидантного действия.

В настоящее время активно формируется новое научно-практическое направление по созданию парафармацевтической продукции, представляющее собой комплексную проблему и включающее идеи и методы многих смежных отраслей науки и производства. Касательно БАД и собственно пищевых добавок можно выделить в качестве важнейших следующие этапы их разработки:

  1. Физико-химическое исследование состава и определение норм показателей качества.
  2. Фармакологический скрининг, изучение острой и хронической токсичности.
  3. Медико-биологическое обоснование сферы лечебно-профилактического действия и установление дозировок.
  4. Разработка аналитических методик для стандартизации добавок в составе пищевой композиции.

На роль БАД прежде всего могут претендовать нетоксичные вещества природного происхождения. Большой интерес в этом плане представляют биофлавоноидные соединения (ФС). ФС проявляют антиоксидантное, противовоспалительное, гепатопротекторное, антимикробное, антивирусное, капилляропротекторное и радиозащитное действие. В последние годы исследуется антиканцерогенное действие ФС во взаимосвязи с их антиоксидантной активностью и выявлена иммуностимулирующая функция флавоноидов. Важная роль ФС в укреплении здоровья людей широко обсуждалась на недавнем международном форуме по полифенолам.

Разнообразная фармакологическая активность ФС служит медико-биологическим фундаментом в деле разработки на их основе пищевых добавок лечебно-профилактического назначения. Ассортимент пищевой продукции с БАД, в состав которых входят ФС, охватывает жизненно важные источники питания: молочные, кисломолочные, мясные, мучные, крупяные продукты. В качестве БАД чаще всего используются флавоноидсодержащие смеси, являющиеся продуктами перерабатывающей промышленности (экстракты фруктов, ягод, овощей, фруктовые и ягодные пасты и пюре, ягодные жомы, лиофилизированные соки и т. п.). Развивающимся направлением является использование в качестве пищевых добавок суммарных экстрактов лекарственных растений.

Новый аспект в создании лечебно-профилактических пищевых продуктов состоит в использовании в качестве добавок индивидуальных ФС. В этих случаях к добавкам приложимы высокие требования к стандартизации качества и соблюдению норм введения в продукт и норм потребления. Практическое внедрение таких добавок прежде всего определяется возможностью их промышленного производства и обеспеченностью растительным сырьем. В этом отношении привлекает внимание древесина лиственницы, которая, являясь сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности, одновременно может служить источником ряда ценных биологически активных соединений, в том числе полисахарида арабиногалактана и биофлавоноидов. Вовлечение этого растительного материала в сферу производства БАД по сравнению с традиционным растительным сырьем имеет такие преимущества, как независимость от сезонной урожайности, стабильность объемов заготовки сырья и возможность реализации комплек­сной безотходной технологии переработки.

ФС древесины лиственницы сибирской и лиственницы даурской представлены в основном, дигидрокверцетином (1) и однотипными по химическому строению его биогенетическими предшественниками: дигидрокемпферолом (2), нарингенином (3), а также содержащимися в следовых количествах пинобанксином (4) и пиноцембрином (5).

1.  R I =R 2 =R 3 =OH

2. R 1 =R 3 =OH   R 2 =H

3. R 3 =OH    R 1 =R 2 =H

4. R 1 =OH R 2 =R 3 =H

5. R 1 =R 2 =R 3 =H

В целом, древесина лиственницы представляет собой уникальное сырье не столько потому, что она содержит до 3,5 % биофлавоноидов, сколько в силу состава этих веществ. Биогенетическое родство, близость химического строения, физико-химических и фармакологических свойств биофлавоноидных компонентов лиственницы при явном преобладании дигидрокверцетина позволяет получать из нее по разработанной технологии практически моно компонентный продукт - дигидрокверцетин (ДКВ).

ДКВ - порошок светло-желтого цвета, растворимый в этаноле, нерастворимый в хлороформе. Растворимость в воде при различной температуре имеет экспоненциальный характер: при комнатной температуре - 0,1; 40 °С - 0,3; 60 °С - 1,0 и 90 °С - 5,3 %. Растворимость в водно-спиртовой среде увеличивается с 0,1 до 11 % по мере возрастания доли спирта от 30 до 90 %.

ДКВ представляет большой интерес как вещество с широким спектром биологической активности. В результате полного фармакологического скрининга установлено наличие антиоксидантных, капилляропротекторных свойств в сочетании с противовоспалительным, гастро- и гепатопротекторным, гиполипидемическим и диуретическим действием. В большинстве тестов свойства ДКВ исследовались в сравнении с известным биофлавоноидом - кверцетином (KB). По капилляроукрепляющему действию ДКВ в 3,4 (100 мг/кг) и 4,9 (300 мг/кг) раза превосходит КВ. При оценке антитоксического действия на модели поражения печени сильными гепатогропными ядами- тетрациклином и тетрахлорометаном - ДКВ оказался также более активным, чем КВ.

Важнейший вывод на основании фармакологических исследова­ний состоит в том, что ДКВ может играть протекторную роль в отношении развития кардиосклероза, особенно при такой патологии, как сердечная недостаточность или инфаркт миокарда, защиты печени от различных видов поражения. Особого внимания заслуживают данные о проявлении ДКВ радио протекторного действия, получен­ные в институте Медицинской радиологии.

ДКВ не обладает эмбриотоксическими и тератогенными свойствами, у него не выявлено аллергизирующего и токсического действия.

По результатам фармакологических и токсикологических испытаний ДКВ может быть рекомендован для применения в пищевой промышленности как нетоксичный природный антиоксидант и как биологически активная добавка.

На модели липосомальных мембран из желтков куриных яиц показано, что при индуцировании пероксидного окисления липидов (ПОЛ) системой Fе 2+ -аскорбат ДКВ по величине антиоксидантной активности (АОА) сравним с известным антиоксидантом - ?-токофе-ролом и более активен, чем в-каротин. Например, при концентрации 1,3 10 -5 М ?-токоферол и ДКВ практически полностью тормозят накопление конечного продукта ПОЛ - малонового диальдегида (МДА), тогда как в-каротин ингибирует этот процесс только наполовину.

Пищевая продукция с высоким содержанием липидов (шоколад, сухое молоко и т. п.) нуждается в защите от развивающегося при ее хранении процесса ПОЛ, приводящего к сокращению срока годнос­и и снижению качества за счет накопления продуктов окисления. ДКВ был изучен в качестве антиоксидантной добавки к традиционным липидсодержащим кондитерским компонентам (масло какао и т. д.), а также к шоколаду и сухому молоку. ДКВ добавляли в количестве от 0,05 до 2,0 % от массы липидов. ПОЛ инициировали с помощью ионов Fe 2+ , за ходом процесса следили по сопровождающей его хемилюменесценции (ХЛ). Во всех случаях наблюдалось снижение интенсивности ХЛ по сравнению с контролем. Для ДКВ характерен дозозависимый характер АОА как по отношению к кондитерским компонентам и изделиям (табл.), так и сухому молоку.

Дозозависимое слияние ДКВ на ингибированис ПОЛ компонентов кондитерских изделий и шоколада

Образец Степень ингибирования, % от контроля ДКВ, % от массы липидов
0,05 0,20 0,5 1,0
Орехи 17,30 55,40 76,15 93,15
Какао-масло 23,50 42,35 72,10 87,20
Какао-порошок - 51,25 - -
Кондитерский жир - 13,15 88,20 88,20
Шоколад 12,30 34,30 50,35 80,25

 

ДКВ оказывает наибольшее ингибирующее влияние на процесс ПОЛ легко окисляемых липидов орехов и масло какао. На модели Fе 2+ -индуцированного ПОЛ шоколада и конфет установлено, что добавка ДКВ в количестве 0,2-0,5 % от массы липидов обеспечивает

продление срока хранения изделий в 2-2,5 раза и одновременно ведет к улучшению качества за счет снижения содержания в них токсичных продуктов окисления.

В образцах сухого молока, изготовленного с добавлением 0,02; 0,08 и 0,2 % ДКВ от массы липидов, процесс ПОЛ ингибировался на 60, 80 и 90 % соответственно.

Время, мин

Влияние ДКВ на кинетику Fe 2+ -индуцированной ХЛ сухого молока. Стрелками отмечены моменты введения FeSO 4

Добавка ДКВ положительно сказывается на снижении количест­ва накапливаемых в сухом молоке продуктов окисления. Особенно это проявляется в условиях длительного хранения; через 8 месяцев хра­нения количество МДА в сухом молоке с 0,2 % ДКВ было на 90 % меньше, чем в контрольном образце.

Для оценки количественного содержания ДКВ в продуктах использован метод ВЭЖХ.

Пищевые продукты, изготовленные с добавкой ДКВ, проявляют АОА, которую оценивали по уровню ПОЛ в гомогенатах печени животных (крыс) двумя путями: при моделировании патологического процесса invitro и в условиях токсического поражения печени тетрах-лорометаном invivo. Влияние ДКВ определяли по изменению содержания МДА в гомогенате печени по сравнению с контролем.

В экспериментах invitro ПОЛ индуцировали с помощью системы Fе 2+ -аскорбат. Добавление ДКВ-содержащего продукта вызывало достоверное снижение скорости ПОЛ по сравнению с контролем примерно в 2 раза при расчетном количестве 1-2 мг ДКВ/г печени.

В экспериментах invivo крысам профилактически в течение 7 дней вводили внутрь ДКВ-содержащий пищевой продукт, а в конце опыта вызывали ССI 4 -индуцированный гепатит. При этом скорость ПОЛ в контроле повышалась в 3 раза, в то время как за счет профилактического многократного перорального введения ДКВ-содержащего про­дукта печень животных существенно предохранялась от усиления про­цессов ПОЛ.

Таким образом, ДКВ может быть использован в пищевой промышленности как антиоксидант для широкого круга жиросодержащей продукции (молочной, рыбной, мясной, кондитерской и т. д.) и как БАД с целью получения пищевой продукции, применяемой для профилактики патологических состояний, связанных с недостаточным уровнем антиоксидантов в организме и нарушением проницаемости капилляров, к числу которых относятся сердечно-сосудистые и бронхо-легочные заболевания, нарушения функций печени и желудочно-кишечного тракта. Пищевая продукция с добавкой ДКВ имеет особое значение для питания людей, проживающих в регионах с неблагоприятной экологической ситуацией.

На базе проведенного научного исследования осуществлен этап практического внедрения новых видов продукции: шоколада и сухого молока с антиоксидантом, а также шоколада профилактического назначения и молока для детского питания «Лаволакт», предназначенного для регионов с повышенным радиационным фоном. Для каждого вида продукции разработана НТД и получены Гигиенические Сертификаты.

На кондитерской фабрике «Красный Октябрь» осуществлен промышленный выпуск шоколада с антиоксидантом. Сухое молоко с ан­тиоксидантом и «Флаволакт» выработаны рядом молочных комбинатов.

ДКВ нашел применение и в медицине. В старейших медицинских центрах страны - Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова и НПО «ВИЛАР» - на базе ДКВ создан новый лекарственный препарат «Диквертин».

Большой объем работы, проделанной к настоящему времени коллективами ряда научных и производственных учреждений по созданию научно-технической, медико-биологической, технологической, нормативно-документальной основ по внедрению ДКВ как нового пищевого антиоксиданта и биологически активной добавки, служит фундаментом для дальнейшего широкого развития новых направлений в профилактическом использовании ДКВ в пищевой промышленности.