Нутрицевтики: витамины и витаминоподобные вещества
1. Нутрицевтики: витамины и витаминоподобные вещества.
2.Эмульгаторы,
свойства поверхностно
3.Сахарозаменители,
интенсивные подсластители,
4. Пищевые красители:
натуральные, искусственные,
- Нутрицевтики: витамины и витаминоподобные вещества.
К нутрицевтикам относят биодобавки, дозы которых не превышают шести суточных потребностей человека в питании. Назначение нутрицевтиков — восполнять дефицит эссенциальных факторов питания.
Эссенциальные вещества (или эссенциальные факторы питания) — это незаменимые вещества, то есть не синтезируемые в организме человека. Эти вещества мы получаем только с пищей.
• витамины и витаминоподобные веществ;
• макро- и микроэлементы;
• полиненасыщенные жирные кислоты;
• незаменимые аминокислоты;
• пищевые волокна и др.
К примеру, полиненасыщенные
жирные кислоты (ПНЖК) обладают
противовоспалительным,
Можно сгруппировать нутрицевтики в зависимости от их состава и от задач, которые они решают.
Получаются следующие
группы препаратов-
1) витаминно-минеральные
комплексы с разными
Витаминно-минеральные комплексы «в чистом виде», те, которые мы привыкли называть витаминами или поливитаминами, представляют собой отдельную группу биодобавок. Особой главы, посвященной этой группе, в книге нет
2) антиоксидантные комплексы. В состав таких комплексов часто входят витамины А, С, Е, селен, биофлавоноиды, ферменты (каталаза, пероксидаза), а также препараты растений с высоким содержанием антиоксидантов (боярышник, чеснок, гинкго билоба, черника и многие другие);
3) препараты с полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) классов омега-3 и омега-6;
4) препараты, содержащие
вещества-источники
5) препараты, в состав
которых входит диетическая
6) эссенциальные аминокислоты и их комплексы;
7) так называемые «модификаторы
суточного рациона». В составе
таких препаратов определенным
образом сочетаются белки (
В такие комплексы
обычно включают и растения (например,
люцерну, хвощ, овес, ламинарию), которые
содержат легко усвояемые
8) препараты из растений, водорослей (ламинария, спирулина, хлорелла) и продукты пчеловодства (мед, пчелиная пыльца). Это источники многих питательных веществ. Их действие общеоздоравливающее, антиоксидантное, повышающее иммунитет.
Функции нутрицевтиков:
- покрывают быстро и легко недостаток жизненно необходимых пищевых веществ;
- дают возможность откорректировать индивидуальный рацион питания для конкретного человека с отсутствием болезней, принимая во внимание такие факторы, как его работа, пол, возраст, генетические факторы, биоритмы, физиологические особенности (период беременности или лактации), экологические условия и т.д.;
- повышают устойчивость организма у людей с помощью усиления ферментной защиты клеток к влиянию неблагоприятных факторов среды, особенно в экологически неблагополучных районах;
- направленно изменяют обмен веществ в организме, чтобы максимально удовлетворить потребности в пищевых веществах у человека с наличием заболеваний;
- обладают иммуномодулирующими свойствами, усиливают выведение из организма токсичных и чужеродных веществ (радионуклидов, различных тяжелых металлов).
.Нутрицевтики все шире используются в лечебном питании. В настоящее время они являются достаточно эффективной формой профилактики и лечения ряда заболеваний: атеросклероза, ожирения, сердечно-сосудистых патологий, злокачественных опухолей, иммунодефицитных состояний.
2.Эмульгаторы,
свойства поверхностно
Эмульгаторы являются обязательными компонентами косметических кремов эмульсионного типа. Они в значительной степени определяют качество кремов — их стабильность, консистенцию, однородность структуры и др. За последние годы роль эмульгаторов при создании кремов еще больше возросла в связи с применением в их рецептуре новых биологически активных веществ и специальных добавок, оказывающих значительное влияние на свойства эмульсий, в том числе на их устойчивость.
Часто применяются эмульгирующие смеси, они состоят из нескольких эмульгаторов, содержат структурообразующие вещества. По эффективности они чаще всего превосходят отдельные эмульгаторы.
Классификация эмульгаторов.
Все эмульгаторы, независимо
от их химической природы, по способности
к электролитической
- ионогенные (анионактивные, катионактивные);
- неионогенные ;
- амфотерные.
Ионогенные эмульгаторы представляют собой: анионные или катионные ПАВ. Первые, диссоциируя в воде, образуют отрицательно заряженные, вторые – положительно заряженные ионы. Типичные эмульгаторы этих групп – мыла (анионные ПАВ) и четырехзамещенные основания (катионные ПАВ)
К анионактивным относят химические соединения с анионом в виде радикала с длинной алкильной цепью, обусловливающим поверхностную активность соединения. Примерами таких поверхностно-активных веществ являются обычные мыла, сульфированные спирты, натрия лаурилсульфат, эмульгатор №1.
К катионактивным поверхностно-активным веществам причисляют соли четвертичных аммониевых оснований, алкиламинов, циклических аминов и т.д. Поверхностная активность соединений этой подгруппа обусловлена наличием катионов. Катионактивные ПАВ меньше снижают поверхностное натяжение, чем анионактивные, но они могут взаимодействовать химически с поверхностью адсорбента, например с клеточными белками бактерий, обусловливая бактерицидное действие.
Неионогенные ПАВ – вещества, молекулы которых неспособны к диссоциации. Их дифильные молекулы в качестве полярных групп, обусловливающих их растворимость, содержат обычно гидроксильные или эфирные группы.
К неионогенным поверхностно-активным веществам относят продукты конденсации окиси этилена с различными высокомолекулярными жирными кислотами и спиртами, а также эфиры сорбитана, эфиры жирных кислот и сахарозы и др. Неионогенные ПАВ хорошо совмещаются с др. ПАВ и часто включаются в рецептуры моющих средств.
Для использования в составе косметических средств наиболее предпочтительны и чаще всего исрользуются неионогенные эмульгаторы, характеризующиеся большей биологической индифферентностью, высокой стабильностью по отношению к кислотам, электролитам и к смене pH среды.
Амфотерные поверхностно-
Важнейшими представителями поверхностно-активных веществ амфолитной группы являются фосфатиды растительного и животного происхождения.
Моно- и диглицериды стеариновой кислоты – воскообразные продукты и высоковязкие жидкости, образующие стабильные эмульсии. Жиросахара – сложные эфиры сахарозы и одноосновных высших жирных кислот: лауриновой, олеиновой, стеариновой. Это твердые бесцветные, лишенные вкуса и запаха вещества, размягчающиеся при нагревании до 400 C и превращающиеся в легкоподвижные жидкости при температуре выше 800 С. Моноэфиры сахарозы и лауриновой, стеариновой кислот хорошо растворимы в воде; полные эфиры растворимы только в органических растворителях. Жиросахара отличаются полной физиологической индифферентностью и хорошими эмульгирующими свойствами.
Твины – это слабоокрашенные жидкости различной степени вязкости, хорошо растворимы в воде, часто их называют солюбизаторы. Твин-80 даже разрешен ГФ к применению в различных лекарственных формах в качестве эмульгатора, стабилизатора и сорастворителя.
Свойства поверхностно-активных веществ.
По внешнему виду ПАВ представляют
собой пасты, жидкости или твёрдые
мылообразные продукты, белого или
желтоватого цвета с
В пене на поверхности водоёма концентрируются сами ПАВ, другие органические загрязнения, а так же микроорганизмы, в том числе потогенные, что создаёт эпидемиологическую угрозу населению при разнесении пены ветром.
Важнейшими свойствами ПАВ так же являются способность к адсорбции на поверхностях, смачиванию, эмульгированию и солюбилизации (повышению коллоидальной растворимости) других, плохо растворимых в воде веществ.
Моющие свойства ПАВ улучшаются при добавлении к ним ряда других соединений, чем и пользуются при изготовлении СМС.
Для гигиенической практики большое значение имеет стабильность ПАВ в воде. Отмечают, что в отличие от мыл ПАВ в общем являются соединениями относительно устойчивыми в воде. Однако стабильность их неодинакова и зависит не только от характера веществ, но и условий среды водоёмов: температуры, количества растворённого в воде кислорода, присутствия микрофлоры и тому подобное. Известно, что обычная микрофлора воды и почвы способна использовать синтетические ПАВ в качестве пищи. Скорость такого разрушения веществ зависит от их молекулярной структуры. Вещества с прямой алкильной цепью в молекуле, как правило, легче усваиваются микрофлорой, чем соединения с разветвлённой цепью.
Применение поверхностно-
Развитие химической промышленности обусловило применение многочисленных веществ в различных отраслях народного хозяйства. Широкое применение в мире получило производство синтетических ПАВ и моющих средств на их основе. ПАВ нередко называют детергентами (от латинского слова deterge - очищать). Детергенты широко используются в различных отраслях народного хозяйства. Основные объекты применения связаны с использованием тех физических свойств ПАВ, которые обуславливают их адсорбционную и солюбилизационную способности.
Основным потребителем ПАВ является текстильная промышленность, большой процент их идёт на бытовые нужды. В производстве строительных материалов они используются, как связывающий материал, как заменители при производстве алебастра, а так же как стабилизаторы для почв. ПАВ находят применение в медицине.
Смачивающая способность их обусловила применение в косметических композициях. Наличие эмульгирующих способностей ПАВ привело к их употреблению в фармацевтической промышленности для приготовления водных экстрактов, эмульсий, оснований для мазей.
ПАВ широко применяются в кожевенной, меховой и бумажной промышленности в качестве компонентов моющих средств для обеззараживания, в сельском хозяйстве – для улучшения Физических свойств удобрений, для стимуляции роста сельскохозяйственных животных, в качестве инсектицидных, гербицидных и фунгицидных опрыскиваний.
В пищевой промышленности
ПАВ используются в качестве замедлителей
очерствения хлебобулочных
В нефтяной промышленности они употребляются при бурении скважин, диэмульгировании сырой нефти, при операциях по очистке и транспортировке.
В химической промышленности
эти вещества используются в качестве
стабилизаторов веществ, обладающих способностью
денатурировать белки, входят в состав
пенообразующих, противопожарных средств
и предотвращающих
ПАВ используются в борьбе
с запотеванием стёкол и прозрачных
пластмасс, для очистки промышленных
дымов, в приготовлении
3.Сахарозаменители,интенсивные подсластители, смеси подсластителей, коэффициенты сладости основных подсластителей.
Подсластители — вещества, используемые для придания сладкого вкуса. Широко используются натуральные и синтетические вещества для подслаживания пищевых продуктов, напитков, лекарственных средств.
Интенсивные подсластители
в десятки и сотни раз слаще
сахара. С их помощью можно производить
низкокалорийные диетические
При выборе подсластителя для продуктов с длительным сроком годности следует обращать внимание на его стабильность при хранении. Как правило, при длительном хранении интенсивные подсластители медленно разлагаются на составляющие, безвредные для человека, но несладкие.
Дозировку интенсивных подсластителей рассчитывают, исходя из ориентировочных коэффициентов сладости, а затем уточняют по результатам дегустации. Замена сахара подсластителем может быть как полной, так и частичной.
1. Синтетические (интенсивные) подсластители и их смеси
Интенсивные подсластители - вещества несахарной природы, которые в десятки и сотни раз слаще сахара. Они могут быть натуральными или синтетическими.
Синтетические интенсивные подсластители представлены сахарином и цикламатами (это подсластители “старого” поколения), а также “новыми”, к которым относятся аспартам, сукралоза, ацесульфам калия.
Синтетические интенсивные подсластители применяются в производстве молочных продуктов (йогуртов, мороженого, творожных продуктов и т. п.), хлебобулочных изделий, печенья, жевательной резинки, майонезов, кетчупов, соусов, напитков, при консервировании фруктов и овощей - то есть везде, где может быть использован сахар.
Сахарин
Первый искусственный подсластитель – сахарин (Е954) - был синтезирован еще в XIX веке американским химиком Фальбергом. Это вещество в 450 (!) раз слаще сахара. Сахарин широко применяется в пищевой промышленности, а потому, сами того не подозревая, все мы периодически подкармливаемся сахарином – он входит в состав мороженного, кремов, десертов и прочих кондитерских изделий. Обладая металлическим привкусом, он не отличается хорошими вкусовыми качествами, имеет мочегонный эффект и должен строго дозироваться во избежание побочных действий. Суточная доза - до 2,5 мг на килограмм массы тела и не больше! Вообще, наряду с цикламатами, сахарин вызывает у врачей наибольшие нарекания со стороны безопасности. Сахарин содержится в подсластителе “Сукразит”. Он не разрушается при термической обработке, поэтому его можно добавлять в кондитерские изделия и компоты, а вот для маринадов он не подходит, потому что не является консервантом.[5, 104c]
Цикламат
Цикламаты (Е952) - кальциевая (или натриевая) соль циклогексиламино-N-сульфоновой кислоты, эмпирическая формула С6Н13О3S, молекулярный вес 166 - бескалорийний подсластитель. В чистом виде - белый кристаллический порошок, устойчивый при нагревании до 250 °С, стабилен при переработке, термообработке и хранении. Хорошо растворяется в воде (до 200 г/л), степень сладости 30, вкусовое ощущение сладости нарастает медленно.
Несмотря на то, что цикламаты были открыты еще в 1937 г., одобрены к применению, например, в странах ЕС были не очень давно, всего пока его применение разрешено более чем в 50 странах мира. Объем его потребления составляет 7,5 % общего мирового объема потребления подсластителей. На российском рынке считается наиболее дешевым подсластителем.
Цикламат улучшает вкус сахарина, если его использовать в количестве 110 частей на 1 часть сахарина, поэтому в России эта смесь активно используется при производстве напитков. Синергический эффект наблюдается также с ацесульфамом К и аспартамом.
Цикламаты широко используются также при приготовлении фруктовых соков, компотов, кондитерских изделий, джемов, шоколадов. В отдельных случаях применение цикламатов позволяет улучшить вкус и повысить растворимость лекарственных препаратов с щелочной реакцией. Цикламат разрешен диабетикам, но не рекомендован маленьким детям и беременным женщинам.
Аспартам
Аспартам (Е 951) в 200 раз слаще сахара. Выявлено, что он безвреден и не оказывает побочного действия на желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистую и центральную нервную системы, не способствует развитию кариеса зубов, однако противопоказан для больных фенилкетонурией. Установленная для аспартама величина допустимого суточного потребления составляет 40 мг/кг массы тела.
Под воздействием высоких температур аспартам может частично разлагаться, этот процесс зависит от содержания влаги, рН и температуры окружающей среды, а также срока хранения пищевого продукта и сопровождается уменьшением сладости.
Аспартам целесообразно использовать для подслащивания пищевых продуктов, которые не требуют тепловой обработки, например, мороженого, кремов, а также лечебно-диетических продуктов. Если технологическим процессом предусмотрена тепловая обработка, то рекомендуется увеличивать дозу аспартама, указанную в рецептуре, на 30 - 40%.
С использованием этого подсластителя разработан широкий ассортимент молочных продуктов: напитки ацидофильные, простокваша «Цитрусовая», кефир ароматизированный, йогурты, десерты сливочные, творожные и др. В таких рецептурах предусматривается внесение аспартама в количестве 400-900 г/т продукта.
Сладкий вкус пищевых продуктов с аспартамом не изменяется при температуре 20 °С в течение 24 - 48 ч, при 10 °С - в течение 7 сут, при 4 °С - в течение 14 сут.
Сукралоза
Сукралоза (Е955) - (1,6-дихло-1,6-дидеокси-b-д-
Сукралоза - высокоинтенсивный бескалорийный подсластитель, разработанный и полученный английской фирмой Tate & Lyle в 1976 г. путем обработки чистой сахарозы хлором. Добавление хлора делает молекулу сукралозы химически чистой и биологически инертной, поэтому в ней нет калорий, а образованный хлорид является безопасным соединением, присутствующим во многих ежедневно потребляемых пищевых продуктах и напитках. Сукралоза является некариогенным подсластителем.
Хорошо растворяется в воде (2,57 г/л при 20 °С), этаноле, метаноле, плохо растворяется в эфирах и маслах, рН - около 7. Сукралоза сохраняет свои качества при длительном хранении в средах с повышенной кислотностью, рекомендуется хранить чистую сукралозу при температуре 20 °С или ниже, но отдельно от пахучих веществ, например, специй. Однако следует избегать переработки содержащих сукралозу продуктов и хранение их при очень высоких температурах.
Сукралозу применяют в качестве универсального подсластителя при производстве безалкогольных и алкогольных напитков, молочных десертов, консервированных и замороженных фруктов и овощей, повидла, кондитерских и хлебобулочных изделий, соусов, майонезов, маринадов, сухих завтраков, сухих смесей (например, для кексов), жевательной резинки и др. Так как сукралоза является высокоинтенсивным подсластителем, то при приготовлении, например, типичного сиропа для напитков приблизительно 1,7 г чистого порошка сукралозы заменяет 1 кг сахара.
Сукралоза признана безопасной для диабетиков и даже для беременных женщин и детей, но на российском рынке она является самым дорогим подсластителем, хотя дает мощный синергический эффект с ацесульфамом, сахарином и цикламатом, поэтому может использоваться в незначительных количествах с большим эффектом. Однако следует учесть, что синергизм с аспартамом отрицательный.[5, 107c]
Ацесульфам калия
Соединение, сахарный эквивалент которого меняется в зависимости от условий (вид продукта, концентрация, температура и т.д.) и составляет около 200 ед.
Многочисленные испытания ацесульфама на безвредность позволили получить отзывы о его несомненной безопасности для здоровья.
Ацесульфам калия - кристаллическое вещество, термически и химически устойчивое, хорошо растворимо в органических растворителях, в воде, отличается быстро наступающим приятным, но мало устойчивым сладким вкусом. Вкус ацесульфама калия не изменяется в кислой среде, нагревание его растворов при рН 4 до температуры 120 °С не приводит к распаду этого соединения. Хранение водных растворов ацесульфама в течение 1 мес при температуре 40 °С не приводит к его гидролизу и снижению степени сладости.
Ацесульфам калия применяют в различных продуктах питания: напитках, мучных, кондитерских изделиях, молочных продуктах (напитки из сыворотки, напитки кисломолочные, йогурты, изделия творожные и др.).
Смесевые подсластители представляют собой смеси индивидуальных. При смешении возможно проявление синергического эффекта. "Качественный" синергизм проявляется в улучшении вкуса при использовании нескольких подсластителей вместо одного. Например, сладость ацесульфама калия чувствуется мгновенно, но недолго, а сладость аспартама проявляется не сразу, но держится продолжительное время. Изменяя соотношение обоих веществ в смеси, вкус её можно в наибольшей степени приблизить к вкусу сахара. «Количественный» синергизм — это взаимное усиление сладости различных подсластителей. Например, 320 мг смеси равных частей аспартама и ацесульфама К обладают той же сладостью, что и 500 мг каждого из этих подсластителей в отдельности.
2.Натуральные подсластители.
Получаемые из растений высокоинтенсивные подсластители: миракулин, глицирризин, тауматин, монеллин и др; некоторые из них имеют сахарозный эквивалент, достигающий ! 2000-3000). Широкое использование большинства растительных подсластителей крайне ограничены из-за сравнительно незначительного ресурса исходного растительного сырья, высокой стоимости производства, малой стойкости к высоким температурам, некоторым органическим кислотам, наличия сопутствующего привкуса, недостаточной комплексной изученности медико-биологических свойств и др.
Среди подсластителей растительного
происхождения в настоящее
Проведенные в разных странах исследования показали, что стевия, помимо безвреднности при длительном ее употреблении, обладает весьма ценными свойствами: обладает иммуномодулирующими, антигипертензивными, бактерицидными, сахароснижающими, антиокислительными и др. полезными свойствами, положительно влияет на деятельность печени и поджелудочной железы, препятствует образованию язв желудочно-кишечного тракта, устраняет аллергические диатезы у детей, улучшает сон, повышает физическую и умственную работоспособность; ацетилсалициловая кислота, бутадион и другие противовоспалительные лекарства, принимаемые совместно со стевией, не оказывают неблагоприятного воздействия на стенки желудка.
Перспективно и доступно для получения естественных подсластителей из лекарственного растения солодки. По предварительным данным из 1 т корня солодки можно получить 150-200 кг подсластителя с сахарозным эквивалентом 50.
Достойное место в медицине должны занять флавоноиды. Известно, что флавоноиды цитрусовых после специальной обработки приобретают сладкий вкус. К ним относятся гесперидин из апельсинов и лимонов, наригин из грейпфрутов, неогесперидин из севильских апельсинов. Из папоротника Polipodium vulgare L. выделен стероидный сапонин осладин, в 3000 раз по сладости превышающий сахарозу. Выделен целый ряд еще малоизученных сладких веществ, например, из канифоли сосны, из листьев чая (филодульцин), из растения Perilla nankinensis (периальдегид), из фруктов «Ло Хан».
Таким образом, интенсивные подсластители рекомендуется применять в виде водных растворов. Стабильность вносимого в продукт подсластителя зависит от физико-химических характеристик продукта. Чем ниже температура хранения продукта, тем дольше сохраняется его сладость. Применение многих подслащивающих веществ требует также дополнительного использования консервантов или других пищевых добавок.
Коэффициент сладости заменителя сахара (КСзс), относительно пищевого сахара, определяют по формуле:
где КС (a1), (а2), (ai) - коэффициенты сладости отдельных компонентов ЗС,
m(a1), (а2), (ai) - масса отдельных компонентов ЗС в граммах,
Мзс - общая масса ЗС в граммах.
Обычная норма сладости для человека около 10 г пищевого сахара на стакан напитка объемом 180-200 мл или порцию пищевых изделий из него. Произведение указанного количества потребляемого сахара в граммах на его коэффициент сладости, равный 1, составит 10. Аналогично, в случае использования заменителя сахара с КСзс=1 для достижения указанного произведения необходимо 10 г ЗС, а в случае с КСзс=2 достаточно 5 г ЗС.
