Проблемы функционального питания

1.3 CO₂ – экстракты и шроты, полученные из растительного

 пряно-ароматического и лекарственного  сырья

Для улучшения вкуса и аромата, а также биологической активности пищи и содержания в ней комплекса полезных веществ и витаминов возникла необходимость получения экстрактов из пряно-ароматического и лекарственного сырья [131,132].

При сравнении синтетических ароматизаторов с натуральными было установлено, что  потребляя во время жары огромное количество ароматизированных вод, мы портим желудки, выводим из строя печень и почки, нарушаем микрофлору кишечника, в то время как СО₂-экстракты, полученные действительно из сердца растительной клетки, улучшают аппетит, снабжают организм сбалансированным набором витаминов и микроэлементов, биологически активными веществами, антиоксидантами, защищающими клетки человека от старения [132,133].

Как известно, существует много способов извлечения из растений целевых веществ, но стоит вопрос о возможно наиболее полном удалении из экстракта и шрота растворителя. Экстракция диоксидом углерода имеет коренное отличие: растворитель не надо удалять специально, он сам улетучивается из сырья и экстракта, кроме того, это бесцветная жидкость не имеющая запаха.

Температурный диапазон применения жидкой углекислоты очень широк и позволяет экстрагировать сырье, как в плюсовой, так и в минусовой областях температур. К ее достоинствам можно отнести пожаро- и взрывобезопасность, доступность производства. Низкая критическая температура и малое значение скрытой теплоты испарения позволяют вести экстракцию жидкой углекислотой с небольшими затратами тепла [134-136].

Жидкая углекислота хорошо растворяет эфирные и жирные масла, карбонильные соединения, жирорастворимые витамины (А, Д, К, Р), токоферолы-стерины, алкалоиды в виде оснований, фурокумарины, фуранохромоны, линолевую кислоту и др. Экстракция и отгонка растворителя при невысоких температурах (до 30⁰С) дают возможность извлекать эфирные масла, сохраняющие аромат исходного сырья, и биологически активные компоненты в естественном состоянии [137].

Варьирование основных параметров экстракции (температура, давление, продолжительность  экстракции и т.д.) позволяет вести  экстракционный процесс так, чтобы  получить продукт необходимого состава.

Экстракция жидкой углекислотой полностью исключает окисление вследствие отсутствия аэрации. Физико-химические особенности растворителя способствуют извлечению веществ из растительного сырья практически без изменения их свойств. СО₂-экстракты – высококонцентрированные вещества, хорошо хранятся, легко дозируются, экономичны в употреблении. Они содержат вкусовые, бактерицидные, антиаллергические, противовоспалительные, регенерирующие, гормональные и другие полезные компоненты. СО₂-экстракты не только ароматизируют продукт, но и значительно повышают его биологическую ценность благодаря высокому содержанию ингредиентов, приносящих пользу здоровью человека [138].

Все СО₂-экстракты представляют собой маслянистые или мазеобразные жидкости, легко растворяющиеся в спиртовых и жировых основах. СО₂-экстракты являются абсолютно натуральными (сохраняют аромат, эфирные масла, витамины, токоферолы-стерины, каратиноиды и др.), не содержат примесей экстрагента [139,140]. Поэтому использование СО₂-экстрактов при изготовлении традиционных продуктов позволит сделать их вкусными и биологически активными, позволяет сократить расход сухих пряностей, упростить технологию, исключить возможность заражения готовой продукции микроорганизмами и увеличить срок годности готовой продукции [140-144].

Черемуха обыкновенная Padus aviut Mill является перспективной лекарственно-технической культурой при производстве БАВ. В настоящее время они употребляются в виде муки для выпечки разнообразных кондитерских изделий. Характерной особенностью черемухи обыкновенной является наличие бензальдегида и бензойной кислоты, обладающих ароматическими и консервирующими свойствами [145,146].

СО₂-экстракты из древесной зелени и плодов черемухи обыкновенной сходны Полученные данные о химическом составе СО₂-экстрактов из древесной зелени и плодов черемухи обыкновенной позволяют рекомендовать их в качестве БАД при производстве продуктов питания. Наличие бензальдегида в СО₂-экстрактах позволит расширить ассортимент натуральных пищевых ароматизаторов, а высокое содержание витамина Е, а также присутствие бензойной кислоты и фенольных соединений позволяют рекомендовать СО₂-экстракты в качестве натуральных консервантов [146].

Эфиромасличное растение полынь Сиверса  известна как тонизирующее, жаропонижающее, антисептическое и антигельминтное средство, которое также возбуждает аппетит, улучшает пищеварение [147,148]. Фармакологическое действие данного растения обусловлено наличием широкого спектра биологически активных веществ, главными среди которых являются эфирное масло, горечи, флавоноиды, кумарины и витамины.

Полученные результаты физико-химических показателей и биологически активных веществ позволяют рекомендовать  исследуемые экстракты в качестве натуральных ароматизаторов и биодобавок для пищевой промышленности [148,149].

Проводились разносторонние работы с сырьем орехоплодных (орех грецкий, орех черный) [150,151].

СО₂-экстракты получали из околоплодников грецкого и черного орехов в период биологической спелости. Экстракция проводилась сниженным диоксидом углерода. Для определения бактерицидных свойств экстракты вводили в питательные среды. Установлено, что введение СО₂-экстракта околоплодника черного и грецкого ореха позволило снизить активность бактерий. Бактерицидный эффект значительно повышается, если увеличить количество экстракта, вводимого в исследуемую рабочую смесь культур.

Анализируя химический жирно-кислотный  состав СО₂-экстрактов, можно сделать вывод об их высокой биологической ценности. Наличие моно- и полиненасыщенных жирных кислот свидетельствует о том, что экстракты могут быть использованы для получения лечебно-профилактических средств и продуктов антисклеротического назначения.

Добавление СО₂-экстрактов в любой продукт оказывает бактерицидный эффект и, следовательно, снижает его бактериальную обсемененность и продлевает сроки хранения [152].

Утилизация и комплексное использование  отходов, образующихся в ряде отраслей промышленности при переработке  растительного сырья, - одна из важнейших  задач, которая с одной стороны, позволит сократить его потери, повысить технико-экономические показатели предприятий, создать безотходные технологии и улучшить экологическую обстановку, а с другой – вовлечь в кормовую базу животноводства новые нетрадиционные ресурсы [151].

Объектом исследования были шроты, образовавшиеся после: водно-спиртовой экстракции – корни валерианы и женьшеня, травы чабреца и череды, цветы календулы и соцветия ромашки; обработки ацетоном и водой, подщелоченным аммиаком, - семена чернушки Дамасской; обработки хлористым метиленом и отгонки последнего глухим паром – плоды шиповника.

Единственной формой обеспечения  сохранности шротов является сушка  продуктов.

Шроты лекарственных растений можно  хранить при относительной влажности  воздуха W=50-80% в течение 1-2 мес., так как это не приводит к развитию плесневых грибов. При относительной влажности воздуха, превышающей указанные пределы, продолжительности безопасного хранения шротов лекарственных растений устанавливается с учетом W и времени достижения равновесного состояния [153].

Абсорбция диоксида углерода в силу физико-химического взаимодействия его с извлекаемыми веществами довольно значительная и благотворно влияет на сохранность продукта, защищая его от воздействия окружающей среды: предохраняет от окислительных процессов, замедляет биохимические процессы, сохраняет от воздействия окружающей бактериальной среды. То же самое наблюдается с отходами производства – шротом, который, благодаря развитой поверхности, адсорбирует диоксид углерода и настолько крепко, что даже в открытом виде не полностью теряет диоксид углерода [153,154].

До последнего времени при производстве экстрактов с применением пищевого диоксида углерода шроты почти не утилизировались, а они имеют  очень ценный состав, так как водорастворимые  ценные компоненты полностью остаются в шроте и могут использоваться наравне с экстрактами как пищевые добавки [154].

Проведя всесторонние исследования СО₂-экстрактов и шротов из растительного пряно-ароматического и лекарственного сырья на предмет их безопасности и степени проявления биологически активных свойств, Институт питания Российской Академии Медицинских наук (РАМН) высоко оценил биологическую ценность СО₂-экстрактов и шротов из растительного пряно-ароматического и лекарственного сырья и в рекомендациях об их использовании особо отметил целесообразность использования таких добавок в продуктах питания, а также необходимость разработки на их основе специальных функциональных продуктов.

В ряде работ имеются данные о  возможности применения СО₂-экстрактов и шротов из растительного пряно-ароматического и лекарственного сырья кондитерских и хлебобулочных изделиях, а также в мясном и консервном производстве.

Анализ литературных источников отечественной  и зарубежной литературы показывает, что традиционные рецептуры сахарных кондитерских изделий в последние  годы значительно совершенствуются с целью получения готовых продуктов с высокими потребительскими свойствами и особенно функциональными и профилактическими свойствами за счет введения биологически активных добавок из растительного пряно-ароматического и лекарственного сырья.

1.4 Использование CO₂- сырья в хлебопекарной, макаронной и     кондитерской промышленности

Рассматривая динамику изменения  структуры питания человека в  историческом аспекте, можно четко  выделить следующие, общие для населения  всех индустриально развитых стран, явно неблагоприятные тенденции: во-первых, избыточное потребление жиров, в частности насыщенных; во-вторых, значительное увеличение потребления сахара и соли; в-третьих, существенное уменьшение потребления крахмала и пищевых волокон, в частности клетчатки [19,20].

Особую тревогу вызывает повсеместно  выявляемый и глубокий дефицит как  у взрослого, так и детского населения  большинства витаминов, в том  числе витаминов антиоксидантного ряда – С, Е, А и  - каротина.

Таким образом, мы постоянно стоим перед дилеммой: уменьшить потребление пищи с целью профилактики ожирения и усугубить тем самым дефицит эссенциальных микронутриентов или увеличить потребление пищи, ликвидировав дефицит микронутриентов, но резко увеличив риск развития ожирения и сопутствующих ему заболеваний. По-видимому, единственным высокоэффективным и быстрым путем решения этой исключительно трудноразрешимой задачи коррекции структуры питания населения является широкое применение БАД, и прежде всего нутрицевтиков [21].

БАД – это концентраты натуральных  или идентичных натуральным биологически активных веществ.

Биологочиски активные добавки  к пище принято делить на 2 группы: нутрицевтики и парафармацевтики.

Парафатмацевтики, как правило, являются минорными компонентами пищи, например, это органические кислоты, кофеин и многие другие, так называемые натурпродукты.

Нутрицевтики – это эссенциальные  нутриенты – природные ингредиенты  пищи, такие, как витамины или их близкие предшественники.

Использование нутрицевтиков позволяет: во-первых, достаточно легко и быстро ликвидировать дефицит эссенциальных пищевых веществ, повсеместно обнаруживаемых у большинства взрослого и детского населения России; во-вторых, в максимально возможной степени индивидуализовать питание конкретного здорового человека в зависимости от потребностей и условий обитания.

Иными словами, применение БАД - нутрицевтиков  является эффективной формой первичной  и вторичной профилактики, а также  комплексного лечения таких широко распространенных хронических заболеваний, как ожирение, атеросклероз и другие сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования, иммунодефицитные состояния.

Достаточно широкое практическое применение получили БАД - нутрицевтики – дополнительные источники белка и аминокислот [22].

В последнее время особое внимание привлекают к себе БАД как дополнительные источники полиненасыщенных жирных кислот и фосфолипидов. Это обусловлено, с одной стороны, их постоянным дефицитом  в питании, а с другой - исключительной эффективностью как в профилактике, так и в лечение нарушений липидного обмена, и в частности атеросклероза [22,23].

БАД как дополнительные источники  витаминов давно и хорошо известны и очень широко используются в  повседневной и медицинской практике [24].

Необходимо отменить новую  весьма интересную тенденцию в мире БАД - создание комплексных систем БАД, включающих все основные виды нутрицевкиков – источников белка и энергии, витаминно-минеральный комплекс, липидный комплекс, пищевые волокна [23,24].

Разработаны и широко используются различные добавки, содержащие в своем составе различные нутриенты, это «Фортамин» содержащий в своем составе витамины В₁, В₂, РР, фолиевую кислоту и железо; “Амитон” – добавка обогащенная йодом; «Аммивит» – виноградный витаминный концентрат, содержащий 18 аминокислот, 17 витаминов, 18 макро- и микроэлементов и бетаситостерин (регулятор уровня холестерина) и другие [30,31].

Разработано несколько видов пищевых  добавок из растительного и лекарственного сырья [32]. «Фитолен 1» содержит подсушенный экстракт растений, полученный после дробного терморегулируемого настаивания и фитобальзамной композиции, включающей корневище и траву пырея ползучего, лист подорожника большого, траву клевера красного, лист крапивы двудомной, корень одуванчика лекарственного, траву хвоща полевого, измельченные выжимки плодов облепихи крушиновидной, измельченный и подвергнутый специальной обработке белгородский мел и зародыши пшеницы. «Фитолен 2» включает в себя все аналогичные экстракты растений как и «Фитолен 1», но измельченные выжимки плодов облепихи крушиновидной заменены измельченными выжимками плодов аронии черноплодной. «Антиоксифит» содержит высушенные и измельченные растения: корневище и листву пырея ползучего, лист подорожника большого, траву клевера красного, лист крапивы двудомной, корень одуванчика лекарственного, надземную часть хвоща полевого, а также измельченный и подвергнутый специальной обработке белгородский мел и зародыши пшеницы [33,34].