Результат интеллектуальной деятельности: СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ЛИПИДНЫЙ МОДУЛЬ

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к жировым смесям и композициям (модулям) со сбалансированным липидным профилем и комплексом биологически активных соединений, предназначенным для обогащения пищевых продуктов полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) и другими биологически активными веществами, получения специализированных пищевых продуктов целевого назначения, функциональных пищевых продуктов или использования в качестве биологически активных добавок к пище.

Известна композиция целевого назначения, содержащая полиненасыщенные жирные кислоты и активированный уголь, в которой ПНЖК представляют собой рыбный жир, перилловое масло, омега-3 жирные кислоты, омега-6 жирные кислоты, арахидоновую кислоту, линолевую кислоту, альфа-линоленовую кислоту, дигомо-гамма-линолевую кислоту, эйкозапентаеновую кислоту (ЭПК), докозагексаеновую кислоту (ДГК) или их смеси. Композиция применяется в качестве пищевой или биологически активной добавки для регулирования уровня липидов в крови, предотвращения или снижения риска развития атеросклеротических изменений, расстройств или заболеваний, для облегчения и/или предупреждения заболеваний кровеносных сосудов, сердечно-сосудистых, цереброваскулярных и некоторых других заболеваний (см. заявку на изобретение 2010121714, A61K 9/00, 2011 г.).

Известна профилактическая композиция, созданная на основе пищевых рыбных жиров (как основного компонента) и натуральных биологически активных компонентов (добавок) органического происхождения (натуральных эфирных и/или жирных масел, и/или настоек, экстрактов лекарственного сырья, в том числе растительного происхождения) в качестве активной целевой добавки с целью придания композиции заданных (конкретных) профилактических свойств (патент РФ 2202255, A23L 1/325, 1999 г.).

Известна смесь омега-3 ПНЖК целевого назначения, которая содержит, мас. %: комплекс эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот 42,8-93,0; токоферол-1 и комплекс насыщенных и ненасыщенных жирных кислот C₁₂-C₂₂ - остальное. Использование новой смеси жирных кислот, предназначенной для коррекции дислипидемических состояний и синдрома гиперкоагуляции, повышает эффективность и снижает сроки лечения состояний, сопровождающихся повышенной свертываемостью крови (патент РФ 2127115, A61K 35/60, 1999 г.).

Известные композиции имеют ряд преимуществ, определяемых их жирнокислотным составом (липидным профилем), который позволяет использовать эти композиции и смеси в качестве источника омега-3 жирных кислот, обеспечивающего конкретное направленное профилактическое или лечебное действие. Общим недостатком этих композиций, представляющих собой, преимущественно, смеси растительных масел, в том числе с рыбными жирами, являются сложный липидный состав, не обеспечивающий оптимальное с позиций нутрициологии соотношение в суточном рационе омега-3 и омега-6 ПНЖК, узкоспециализированное (лечебное) назначение, высокая себестоимость.

Известен также функциональный пищевой ингредиент с заданным липидным профилем, включающий рыбный жир и природный антиоксидант, в котором используют рыбный жир с суммарным содержанием полиненасыщенных жирных кислот не менее 25%, при этом из них сумма эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот не менее 5%, соотношение омега-6 и омега-3 соответственно 3-5:1. Рыбный жир получен из жирового сырья африканского сома Clarias Gariepinus, выращенного в условиях аквакультуры, в качестве природного антиоксиданта используют смесь натуральных токоферолов в комбинации с растительным маслом (соотношение 2,3-2,5:1) в количестве 0,02-0,05% к массе рыбного жира. Функциональный пищевой ингредиент является источником полиненасыщенных жирных кислот, имеет высокую устойчивость к окислению, нейтральные органолептические характеристики (патент РФ 2534358, A23L 1/29, 2012).

Преимуществами этого функционального пищевого ингредиента являются сбалансированный липидный профиль, определяющий его целевое использование в качестве источника омега-3 жирных кислот, простой ингредиентный состав, высокая антиоксидантная устойчивость, нейтральные органолептические характеристики. К числу основных недостатков относятся узкоспециализированное назначение и жесткие ограничения по исходному сырью - источнику рыбного жира.

Наиболее близкой к заявленному изобретению является композиция целевого назначения на основе источников полиненасыщенных жирных кислот, содержащая докозагексаеновую кислоту при определенном соотношении омега-3 жирных кислот к омега-6 жирным кислотам, соответствующем 10-16, комплекс биологически активных веществ, включающий каротиноиды и смесь токоферолов в качестве антиоксиданта. Кроме того, композиция дополнительно содержит витамины, аминокислоты и ряд других ингредиентов, в том числе пищевые добавки, в частности консервант, краситель, подсластитель, ароматизатор и другие вкусовые ингредиенты для нейтрализации рыбного запаха (заявка на изобретение 2009145010/15, A61K 31/685, 2009 г). Данная многокомпонентная композиция, характеризующаяся тем, что является нутрицевтической или фармацевтической, имеет вид жевательной (желатиновой) капсулы или жевательного мармелада и предназначена для поддержания, улучшения или лечения когнитивных и психических состояний.

Такая композиция характеризуется сложным рецептурным составом и способом изготовления (капсулирование, желирование), имеет высокую калорийность, не обеспечивает оптимального соотношения в суточном рационе омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот, содержит антиоксидант в высокой концентрации, при которой проявляется прооксидантный эффект, снижающий эффективность целевого назначения.

Технической задачей заявленного изобретения является создание простого по составу и способу изготовления (эмульгирование), имеющего пониженную калорийность специализированного липидного модуля, представляющего собой композицию целевого назначения со сбалансированным липидным профилем, обеспечивающим оптимальное соотношение в суточном рационе омега-6 и омега-3 ПНЖК, и комплексом биологически активных соединений, обусловливающих в совокупности заданную биологическую эффективность и физиологическое действие. Специализированный липидный модуль предназначен для обогащения пищевых продуктов полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) и другими биологически активными веществами, получения функциональных пищевых продуктов, специализированных пищевых продуктов целевого назначения или использования в качестве биологически активных добавок к пище с целью регулирования уровня липидов в крови, предотвращения или снижения риска развития атеросклеротических изменений, расстройств или заболеваний, для предупреждения или облегчения заболеваний кровеносных сосудов, сердечно-сосудистых заболеваний, а также поддержания, улучшения или лечения когнитивных состояний.

Техническим результатом является расширение ассортимента обогащенных, функциональных и специализированных пищевых продуктов целевого назначения, представляющих собой источник биологически активных соединений и полиненасыщенных жирных кислот с оптимальным соотношением омега-3 и омега- 6 ПНЖК, обусловливающих в совокупности заданную биологическую эффективность и физиологическое действие.

Поставленная задача решается специализированным липидным модулем на основе источников полиненасыщенных жирных кислот, содержащим докозагексаеновую кислоту при определенном соотношении омега-3 и омега-6 жирных кислот и комплекс биологически активных веществ, включающий каротиноиды и смесь токоферолов. При этом заявленный специализированный модуль представляет собой эмульсию с содержанием липидов от 40 до 60% с размером частиц дисперсной фазы от 1 до 4 мкм, характеризуется сбалансированным липидным профилем, содержит в качестве источника докозагексаеновой кислоты пищевое масло морских гидробионтов, которое в смеси с растительным маслом обеспечивает содержание декозогексаеновой кислоты на уровне не менее 80% от общего содержания омега-3 жирных кислот, общее содержание полиненасыщенных жирных кислот на уровне 6-11%, содержание омега-6 жирных кислот на уровне 2,5-9% и омега-3 жирных кислот - 1,5-2% от общего содержания жирных кислот, при этом комплекс биологически активных веществ дополнительно включает плазмалогены в концентрации 280-400 мг на 100 г продукта, в качестве каротиноидов в составе комплекса присутствуют ксантофиллы в виде лютеина, зеаксантина или астаксантина в концентрации 5-10 мг на 100 г продукта, а концентрация смеси натуральных токоферолов (или d,l-α-токоферола) составляет 5-30 мг на 100 г продукта.

Диапазон концентраций биологически активных веществ (полиненасыщенных жирных кислот, ксантофиллов, плазмалогенов) в составе специализированного липидного модуля обусловлен необходимостью проявления каждым из компонентов биологически активного комплекса их заданной физиологической активности. Заявленный диапазон концентраций смеси натуральных токоферолов (или d,l-α-токоферола) обеспечивает проявление ими технологической функции антиоксиданта.

Базовым компонентом специализированного липидного модуля, определяющим его целевое назначение, является жировая основа, состоящая из смеси масел и/или жиров, с оптимальным соотношением омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот. В качестве исходных масел могут быть использованы любые растительные масла, содержащие преимущественно омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты (подсолнечное, сафлоровое, масло виноградных косточек и др.) и пищевые масла (жиры) гидробионтов, содержащие преимущественно омега-3 жирные кислоты (лососевый жир, масло микроводорослей Schizochytrium sp. и др.) в натуральной или в микрокапсулированной форме, в качестве источника докозагексаеновой кислоты.

Полиненасыщенные жирные кислоты, поступая в организм с пищей, оказывают благоприятное влияние на кровяное давление, частоту сердцебиения, концентрацию триглицеридов в крови, функцию эндотелия, а также снижают риски развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и рака.

Являясь незаменимыми компонентами пищи, полиненасыщенные жирные кислоты обеспечивают усваивание жирорастворимых компонентов, таких как жирорастворимые витамины (например, витамин E). В свою очередь, витамин E за счет присутствия фенольной гидроксильной группы способен выполнять роль донора протонов, подавляющего развитие цепей свободнорадикального окисления. Спектр потенциальных эффектов и уровень интегрального физиологического воздействия базового липидного компонента в составе модуля усиливается комплексом биологически активных веществ, включающим плазмалогены, ксантофиллы и смесь природных токоферолов.

Использование плазмалогенов в составе специализированного липидного модуля имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием как диацилфосфолипидов, так и моно- и диглицеридов жирных кислот. Так, за счет отсутствия карбонильного кислорода в sn-1 положении плазмалогенов их гидрофобность ниже, чем у соответствующих форм диацилфосфолипидов, остатки жирных кислот в положении sn-1 и sn-2 расположены ближе и практически параллельно друг другу, что приводит к более компактной упаковке плазмалогенов на границе раздела фаз и образованию устойчивых монослойных структур при низких температурах. Помимо преимуществ в структурных характеристиках, плазмалогены, за счет низкой энергии диссоциации винильных эфиров по сравнению с ацильными эфирами более склонны к окислению с образованием веществ, способных обрывать цепи свободнорадикального окисления липидов. Также плазмалогены богаты арахидоновой и докозогексаеновой кислотами, что при вариабельности жирнокислотных составов различных масел и жиров в составе липидного модуля позволяет поддерживать необходимое соотношение омега-3 и омега-6 жирных кислот. В ряде исследований показано, что вторичная недостаточность плазмалогенов сопровождает развитие респираторных болезней, а также нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Ниманна-Пика (тип C) и других, при этом введение в рацион питания продуктов, богатых плазмалогенами, способствует повышению обеспеченности организма последними. Использование ксантофиллов позволяет существенно снизить поступление синглетного кислорода к липидам, что обеспечивается наличием системы сопряженных связей, которая позволяет гасить синглетный кислород, переводя избыточную энергию в тепловую. Помимо способности к гашению синглетного кислорода, в той или иной степени присущей большинству каротиноидов, ксантофиллы благодаря наличию полярных групп способны выполнять функцию гасителя синглетного кислорода также на границе раздела полярной и неполярной фаз. Имеющиеся данные свидетельствуют о высокой значимости ксантофиллов в качестве антиоксидантов в организме. Так, например, астаксантин способен проникать сквозь гематоэнцефалический барьер, оказывая антиоксидантное действие для тканей сетчатки глаза, головного и спинного мозга, что играет значительную роль в развитии таких заболеваний, как глаукома, катаракта, болезнь Альцгеймера.

В силу того что процесс усвоения жиров в организме протекает с участием водорастворимых ферментов (липаз) и зависит от ряда факторов, таких как дисперсность жира, целесообразно применять перечисленные компоненты в составе эмульсии для повышения усвоения жировых и жирорастворимых компонентов. При этом размер частиц эмульсии играет существенную роль в окислительной устойчивости компонентов эмульсии за счет увеличения площади контакта фаз с кислородом. При среднем размере частиц эмульсии в диапазоне 1-4 мкм достигается оптимальное соотношение седиментационной устойчивости и окислительной стабильности эмульсии.

Высокая окислительная стабильность специализированного липидного модуля обеспечивается заданным распределением функциональных ингредиентов в эмульсионной матрице продукта (рис. 1)

Как показано на рис. 1, каждый из компонентов липидного модуля выполняет определенную роль в подавлении развития окислительных процессов. Так, астаксантин, расположенный на границе раздела фаз масло/вода, выполняет роль барьера для свободных электронов из водной фазы, а также выводит их из жировой фазы. Токоферолы, находясь целиком в жировой фазе, обрывают цепи свободнорадикального окисления липидов. Плазмалогены выступают в качестве основного эмульгатора и за счет низкой энергии диссоциации алкенильной связи локально участвуют в процессах обрыва цепей свободнорадикального окисления липидов.

Биологически активные вещества, входящие в состав специализированного липидного модуля, аналогичным образом воздействуют на процессы, протекающие в организме, обеспечивая тем самым положительный синергический эффект.

Пример 1

Специализированный липидный модуль состава:

- жир лососевый, % - 25,4

- масло виноградных косточек, % - 34

- смесь плазмалогенов, % - 0,400

- d-l-α-токоферол, % - 0,005

- зеаксантин, % - 0,007

- вода - остальное

Пример 2

Специализированный липидный модуль состава:

- масло микроводорослей, % - 9,3

- масло сафлоровое, % - 30,4

- комплекс плазмалогенов, % - 0,3

- смесь натуральных токоферолов, % - 0,005

- лютеин, % - 0,010

- вода - остальное

Пример 3

Специализированный липидный модуль состава:

- микрокапсулированное масло микроводорослей, % - 12

- масло подсолнечное, % - 47,7

- смесь плазмалогенов, % - 0,300

- смесь натуральных токоферолов, % - 0,007

- астаксантин, % - 0,005

- вода - остальное

Специализированный липидный модуль получают путем смешивания рецептурных количеств растительного масла и масла морских гидробионтов (источника докозагексаеновой кислоты), растворения в этой смеси масел натуральных токоферолов (или d,l-α-токоферола), ксантофиллов (в виде лютеина или зеаксантина, или астаксантина) и плазмалогенов, постепенного при перемешивании введения в полученную смесь расчетного количества воды и последующего эмульгирования с использованием любого из применяемых для этой цели устройств смеси воды и масел до образования устойчивой эмульсии с размером частиц дисперсной фазы от 1 до 4 мкм.