По данным ученых и специалистов состояние здоровья человека на 12-15% определяется системой здравоохранения, 10-12% - наследственностью, а остальное зависит от правильного, здорового питания, соответствующего потребностям организма с учетом физиологических, возрастных, профессиональных особенностей. [1]. В настоящее время, однако, следует констатировать, что рацион современного человека дефицитен практически по всем эссенциальным факторам питания, в том числе по макро- и микронутриентам. К числу важнейших среди них следует отнести йод. Йоддефицитные состояния (микроэлементозы) являются самой распространенной неинфекционной патологией в мире, от которой страдают 500 миллионов человек на Земном шаре. [2]. Чем дальше от моря или чем выше над его уровнем расположена местность, тем меньше содержание йода и в земле, и в воде, и в воздухе. Более 60% территории России находится в зоне природной йодной недостаточности: это Орловская, Брянская, Тульская, Воронежская, Вологодская, Саратовская области, Приуралье, Удмуртия, Якутия. В Москве недостаток йода испытывают примерно 90% детей. Недостаточное поступление йода с пищей приводит к заболеваниям щитовидной железы, а также к выраженным нарушениям многочисленных метаболических функций.
Наиболее популярной и перспективной формой борьбы с йоддефицитными микроэлементозами признано создание функциональных продуктов питания, обогащенных йодом в процессе технологической обработки сырья. В тоже время, рынок пищевых технологически функциональных препаратов биополимерной природы для улучшения структуры, консистенции, выхода и т.д. постоянно растет.
Учитывая особенности физико-химических свойств йода и популярность коммерческих белковых пищевых добавок различной степени очистки, представляет интерес исследовать возможность получения органических форм йода при йодировании белков, входящих в состав препаратов животного происхождения ввиду универсальности их применения в составе различных пищевых систем.
Цель работы состояла в исследовании условий получения и сравнительная оценка йодированных белков на основе пищевых добавок животного происхождения, применяемых отечественной промышленностью в производстве продуктов питания.
Рынок пищевых добавок достаточно обширен и разнообразен. Среди них особое значение имеют белковые растительного и животного происхождения, призванные балансировать аминокислотный состав и повышать биологическую ценность конечных продуктов, улучшать структурные свойства сырья, стабилизировать эмульсии, что в конечном итоге обеспечивает высокое качество и выход изделий. Использование этих препаратов в качестве носителей алиментарного йода в значительной степени может продвинуть производство функциональных продуктов, расширить их спектр и ассортимент. Крупнотоннажное производство обогащенных йодом пищевых продуктов имеет огромное социальное значение, так как позволит значительно снизить риск возникновения йодзависимых заболеваний.
В качестве объектов исследования использовали препараты животных белков Scanpro 730/SF, Scanpro BR 95, Scanpro 1015/SF фирмы «Дан-экспорт - Рус»; WB 1/40 фирмы «Провико», керапептид и белки свиной шкурки (опытно - лабораторные образцы, полученные соответственно из малоценного пера птицы и сырой шкуры свиней).
Животный белок Scanpro - 730 /SF - концентрат соединительно-тканного белка (массовая доля 76-80%), произведенный из пищевого свиного коллагенсодержащего сырья и свиной плазмы крови, имеет гидратацию 1:12(15), порошок светло-коричневого цвета; Scanpro -BR представляет собой обезжиренную свиную шкурку и также является изолятом соединительнотканного белка при его массовой доле 92-100%, известен как эмульгатор, стабилизатор, прекрасно связывает жир, гидратация холодной водой составляет 1:10, горячей - 1:20, порошок бежевого цвета; Scanpro 1015/SF -соединительно - тканный белок с массовой долей 83-85%, гидратация 1:6(10), порошок светло - коричневого цвета. Животный белок WB 1/40 представляет собой функциональный экологически чистый продукт, содержащий в сухом веществе до 100% нативного животного белка, вырабатывается из свиной шкурки. Это - порошок белого с кремоватым оттенком цвета с нейтральным запахом и вкусом, имеет хорошо выраженные функционально - технологические свойства. Керапептид - продукт разработанный специалистами Воронежской государственной технологической академии [3]; белковый препарат из свиной шкурки получали путем измельчения и смешивания с водой (1:2).
При выборе источника йода (KJ) учитывали, что он включен в Энциклопедию лекарственных средств и используется для йодирования пищевых продуктов, а также то, что при диссоциации соединения (КJ↔K++J-) образуется анионная форма йода, доступная для органа-мишени (щитовидной железы). В качестве объекта исследования использовали химически чистый йодид калия по ГОСТ 42.32 - 74 с массовой долей йода 76,5%.
В ходе экспериментальных исследований использовали современные физико-химические и биохимические методы [4]. Для определения микроколичеств йода в биологических объектах использовали роданидно-нитратный метод Проскуряковой, аминокислотный состав определяли с помощью автоматического аминоанализатора ААА-881 (Чехия) в соответствии с инструкцией к прибору.
Одним из важных условий проведения реакции йодирования белков выступает показатель pH среды, связанный со свойствами микроэлемента. Так, в кислой среде йод восстанавливается до молекулярного и улетучивается, а в щелочной среде (рН>8,0) образуется гипойодид. Вследствие этого все исследуемые образцы для йодирования предварительно корректировали до рН 7,0-7,2.
Образцы белковых препаратов обрабатывали водным раствором йодида калия разной концентрации. По истечении суток в условиях минимальных положительных температур определяли количество связанного йода роданидно-нитратным методом, сущность которого заключается в определении скорости реакции окисления роданида железа в зависимости от концентрации йода. Данные представлены на рис. 1-5. При этом расчет вводимого в смесь KJ вели исходя из массовой доли соединения в исходном реактиве (76,5%). Растворы готовили с использованием дистиллированной воды с таким расчетом, чтобы на 1 г массы белка приходилось 50, 100, 150, 200, 250 мкг йода.
На рис.1 видно, что при внесении в смесь 50 мкг йода белок связывал около 96% элемента, при концентрации 100 мкг йода - 65%, при концентрации 150 мкг процент связывания составил 45, а при 200 и 250 мкг - 33,5%.
Рис. 1. Степень связывания йода пищевым белком 1015/SF
Рис. 2. Степень связывания йода пищевым белком 730/SF
Рис. 3. Степень связывания йода пищевым белком BR95
Рис. 4. Степень связывания йода свиной шкуркой
Данные на рис. 2-5 указывают на близкие результаты по связыванию йода белками препаратов Scanpro 730/SF, Scanpro BR 95, WB1/40. Несколько менее предпочтительны оказались белки препаратов керапептида и измельченной свиной шкурки. По всей видимости, это связано в случае керапептида с несколько иной химической природой белков, а в случае измельченной свиной шкурки - с наличием значительной доли жира в сырье.
Результаты экспериментальных исследований показали, что процесс йодирования во всех случаях протекает во времени и через 20-24 часа достигает максимума. Дальнейшее увеличение продолжительности контакта препаратов с йодом в обозначенных выше условиях к росту процента связывания не приводит. На основании полученных результатов можно констатировать, что для эффективного йодирования достаточно 100 мкг йода на 1 г белка. Близкие данные по эффективности связывания йода исследуемыми препаратами белков, на наш взгляд, объясняется единой коллагеновой природой с характерным аминокислотным набором в структуре (табл. 1).
Показано, что например в белках Scanpro BR 95 и WB 1/40 содержится большое количество таких аминокислот как глицин (153 и 238,5 мг/г белка), пролин (115 и 121 мг/г белка) и аргинин (73 и 73,1 мг/г белка).
Таблица 1. Характерные аминокислоты белковых препаратов
| Аминокислоты | Белковые препараты | |
|
| Scanpro BR 95 | WB 1/40 |
| Аргинин | 73,0 | 73,1 |
| Глицин | 153,0 | 238,5 |
| Пролин | 115,0 | 121,0 |
Это дает основание предполагать эффект взаимодействия белков с йодидом калия с образованием йодированных сиcтем по типу ионной связи. Наличие значительной доли аргинина дает основание считать возможной связь между NH+3 - группами и анионом йода не только в концевых участках, но и в центре полипептидной цепи. Вероятно, катионы калия взаимодействуют с карбоксильными группами кислых аминокислот: (аспаргиновой и глутаминовой кислот), содержание которых 5,72 г/100 г белка, и 10,38 г/100 г белка соответственно. В последнем случае могут быть задействованы и другие аминокислоты.
Результаты исследований стабильности йодированных белковых препаратов показали, что они устойчивы в течение 14 суток в обозначенных условиях.
Таким образом, широкий ассортимент препаратов белковых животного происхождения может быть эффективным средством для массового производства обогащенных (функциональных) продуктов питания путем их предварительной обработки и использования в качестве носителей алиментарного йода для коррекции здоровья и профилактики микроэлементозов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Тутельян В.Г. Биологически активные добавки к пище - реальный путь к улучшению здоровья [Текст]/ В.Г. Тутельян // Медицинский курьер. - 2000. - №3-4. с. 48-51.
2. Дедов И.И. Оценка йодной недостаточности в отдельных регионах России [Текст] / И.И. Дедов, И.Ю. Свириденко, Г.А. Герасимов // Проблемы эндокринологии. - 2000. - т.6. - с.3-7.
3. Антипова Л.В., Шахманов Ч.Ю., Осминин О.С. Совершенствование технологии производства керопептида из перо-пухового сырья [Текст] // Мясная индустрия. - 2004. - №3. - с.44-47.
4. Антипова Л.В. Методы исследования мяса и мясных продуктов [Текст] / Л.В. Антипова, И.А. Глотова, И.А. Рогов. - М: Колос, 2001. - 376 с.