Способ комплексного обогащения селеном, йодом, цинком, магнием и марганцем плодов и ягод

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению комплексно обогащенных макро- и микроэлементами плодов и ягод. Способ предусматривает однократное применение внекорневой обработки растений водным рабочим раствором, приготовленным с использованием селената натрия концентрацией 3 мг/л, йодистого калия концентрацией 250 мг/л, сульфата цинка концентрацией 2 г/л, сульфата магния концентрацией 12 г/л, сульфата марганца концентрацией 0,6 г/л и добавлением 15 г гашеной извести во избежание ожога растений. Это позволит одновременно повысить природное содержание селена в 1,4-2,5 раза, йода в 1,2-2,6 раза, цинка 1,15-1,3 раза, магния в 1,1-2,5 раза, марганца 1,1-1,5 раза. При этом выдерживают следующие сроки проведения внекорневой обработки и нормы расхода рабочего раствора: для актинидии коломикты - третья декада июня с нормой расхода рабочего раствора 1000 л/га, для аронии черноплодной - первая декада июля с нормой расхода рабочего раствора 300-500 л на 100 деревьев, для жимолости съедобной - первая декада мая с нормой расхода рабочего раствора 1000 л/га, для земляники садовой - вторая декада мая с нормой расхода рабочего раствора 750 л/га, для рябины обыкновенной - первая декада июля с нормой расхода рабочего раствора 400-600 л на 100 деревьев и для яблони - первая декада июля с нормой расхода рабочего раствора 600-1000 л на 100 деревьев. Изобретение позволяет получить комплексно обогащенные селеном, йодом, цинком, магнием и марганцем плоды и ягоды актинидии коломикты, или аронии черноплодной, или жимолости съедобной, или земляники садовой, или рябины обыкновенной, или яблони, предназначенные для профилактики дефицита указанных макро- и микроэлементов. 1 табл.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению обогащенных комплексно селеном, йодом, цинком, магнием и марганцем плодов и ягод, для профилактики дефицита указанных макро- и микроэлементов.

Селен, йод, цинк, магний и марганец относятся к эссенциальным элементам для человека, каждый из которых участвует в выполнении различных жизненно важных функций. Так, селен является элементом антиоксидантной системы защиты организма человека, обладает иммуномоделирующим действием, участвует в регуляции действия тиреоидных гормонов. Дефицит селена приводит к болезни Кашина-Бека (остеоартроз с множественной деформацией суставов, позвоночника и конечностей), болезни Кешана (эндемическая миокардиопатия), наследственной тромбастении. Йод участвует в функционировании щитовидной железы, обеспечивая образование гормонов тироксина и трийодтиронина. Необходим для роста и дифференцировки клеток всех тканей организма человека, митохондриального дыхания, регуляции трансмембранного транспорта натрия и гормонов. Недостаточное поступление йода приводит к эндемическому зобу с гипотиреозом и замедлению обмена веществ, артериальной гипотензии, отставанию в росте и умственном развитии у детей. Дефицит йода в организме женщин приводит к бесплодию, а во время беременности - к выбросам, повышению риска рождения физически и психически неполноценного ребенка. Цинк необходим для нормального функционирования практически всех клеток организма. Он входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и в регуляции экспрессии ряда генов. Недостаточное потребление приводит к анемии, вторичному иммунодефициту, циррозу печени, половой дисфункции, наличию пороков развития плода. В свою очередь, магний является кофактором многих ферментов, в том числе энергетического метаболизма, участвует в синтезе белков, нуклеиновых кислот, обладает стабилизирующим действием для мембран, необходим для поддержания гомеостаза кальция, калия и натрия. Недостаток магния приводит к гипомагниемии, повышению риска развития гипертонии, болезней сердца. Марганец участвует в образовании костной и соединительной ткани, входит в состав многих ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов; необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов. Недостаточное потребление сопровождается замедлением роста, нарушениями в репродуктивной системе, повышенной хрупкостью костной ткани, нарушениями углеводного и липидного обмена [1]. В связи со значимостью рассмотренных макро- и микроэлементов обеспеченность ими очень важна для здоровья человека.

Согласно нормам физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации в организм здорового взрослого человека ежесуточно должно поступать 55-70 мкг селена, 150 мкг йода, 12 мг цинка, 400 мг магния и 2 мг марганца.

Эпидемиологические исследования, проводимые в последние десятилетия в экономически развитых странах мира и в России в области оценки состояния питания, энергозатрат и здоровья населения, свидетельствуют о существенном изменении структуры питания современного человека. В неблагоприятную сторону изменилась реальная обеспеченность человека эссенциальными пищевыми веществами, и в первую очередь микронутриентами и биологически активными компонентами пищи. Анализ фактического питания и оценка пищевого статуса населения в различных регионах России свидетельствуют о том, что рацион питания россиян дефицитен в отношении многих нутриентов, в т.ч. макроэлементов и микроэлементов (йод, селен, цинк и др.) [2].

Так, по данным эпидемиологических исследований Института питания РАМН (г. Москва, 1998 г.) и результатам клинических исследований, практически на всей территории России наблюдается дефицит селена.

Проблема йодного дефицита для России также чрезвычайно актуальна, так как более 70% густонаселенных территорий страны имеют недостаток йода в воде, почве и продуктах питания местного происхождения. Кроме того, отмечается все более выраженная недостаточность цинка у населения. Связано это с недостаточным содержанием цинка в почве, его потерей при стрессах, а также с воздействием различных ксенобиотиков. Большинство населения России с пищей получают только около 1/3 количества цинка, необходимого организму. Дефицит цинка особенно распространен среди пожилых людей. Несмотря на широкое распространение в природе магния, его дефицит в организме человека обнаруживается очень часто - примерно у 50%, причем клинические признаки дефицита магния выявляются еще чаще. Кроме того, дефицит марганца - в настоящее время распространенное явление во многих регионах нашей страны. Чаще всего это связано с повышенной психоэмоциональной нагрузкой на человека, а также со значительным снижением потребления богатых этим минералом продуктов, увеличением количества фосфатов в организме, недостатком марганца в почве и ухудшением экологической ситуации в крупных городах. Таким образом, сложившаяся ситуация обусловливает необходимость незамедлительной коррекции селенового статуса и дефицита йода, цинка, магния и марганца во многих регионах нашей страны.

Известны способы обогащения продуктов питания каким-либо одним макро- или микроэлементом. Так, селеном обогащают напитки для детей селенизированными дрожжами, хлебные изделия, сливочное масло, яйца, кукурузные и овсяные хлопья, молоко, минеральную воду и другие. Йодом обогащают воду, масло, хлеб, кондитерские и мясные изделия, молоко, кефир, молочные продукты. Для ликвидации дефицита йода производят йодированную соль, однако ее использование имеет некоторые недостатки, т.к. излишки соли вредны для организма человека, а при некоторых заболеваниях соль вообще противопоказана. Кроме того, йод находится в соли в виде нестойкого химического соединения, что приводит к значительной его потере во время хранения, а также при длительном хранении и термической обработке (варке, обжарке продуктов с использованием йодированной соли) йод теряется. Одним из источников поступления магния в организм является жесткая питьевая вода. Для районов с мягкой питьевой водой коллективом ученых Института физиологии под руководством профессора С.К.Чуриной разработаны минеральные добавки серии «Северянка», которые изготавливаются в Санкт-Петербурге ООО «Эко-Продукт» по лицензии и под непосредственным контролем разработчиков. Опыт по обогащению пищевых продуктов цинком и марганцем в России отсутствует.

Известен способ получения пищевого продукта, обогащенного комплексом макро- и микроэлементов, обладающего антиоксидантными, противовоспалительными и рядом других полезных свойств, предусматривающий соединение сырьевого зернового компонента с носителем дигидрокверцетина (ДКВ), где в качестве зернового компонента используют пшеничные зародышевые хлопья (ПЗХ), которые сушат, экстрагируют водой, отделяют полученный экстракт от исходного сырьевого компонента отжимом и фильтрованием. Затем вводят в экстракт носитель ДКВ из расчета 10 г на 10 кг ПЗХ, перемешивают и сушат полученную смесь [патент RU 2451457].

Известен также способ обогащения продуктов питания минеральными и другими биологически активными веществами, предусматривающий внесение в него минеральных веществ, витаминов в количествах, обеспечивающих сбалансированное их соотношение в продукте для конкретной группы потребителей [патент RU 2287302].

Мировой и отечественный опыт свидетельствует о том, что наиболее эффективным и экономически доступным способом решения проблемы обеспеченности населения микронутриентами является включение в рацион специализированных пищевых продуктов, обогащенных биологически активными веществами до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека.

Ряд российских компаний производят поливитаминные и витаминно-минеральные премиксы для пищевой промышленности. Среди них ЗАО «Сентоза факторинг», выпускающая серию витаминных и витаминно-минеральных смесей для пищевой промышленности, под общей торговой маркой «Элевит». Премиксы «Элевит» предназначены для обогащения микронутриентами (смесь витаминов B₁, B₂, PP, B₉, C, B₆, B₃, B₁₂ и микроэлементов - магния, цинка, марганца) хлеба, макаронных изделий, соков и напитков, детского питания (каш быстрого приготовления), кондитерских изделий, мороженого, сыров, молочных смесей, колбасных изделий. Нормы ввода компонентов в продукты таковы, что при употреблении в пищу определенной порции каждого из обогащенных продуктов человек получает от 20 до 50% суточной нормы витаминов и минеральных добавок. При этом опасность передозировки исключена в силу того, что избыток тех или иных компонентов премиксов не накапливается в организме. Однако продукты, обогащенные витаминно-минеральными премиксами, производятся в ограниченном ассортименте и небольшом объеме, что не позволяет использовать их в повседневном питании.

Восполнить дефицит селена, йода, цинка, магния и марганца комплексно можно с помощью витаминно-минеральных комплексов, в состав которых наряду с витаминами входят макро- и микроэлементы.

Существует также возможность коррекции дефицита селена, йода, цинка, магния и марганца с помощью пищевых продуктов питания, являющихся носителями высоких концентраций указанных макро- и микроэлементов.

Использование биологически активных добавок (БАД) к пище, содержащих дефицитный элемент, позволяет достаточно быстро ликвидировать недостаточность в нем и четко дозировать потребление микронутриента в зависимости от степени имеющегося дефицита, причем рынок БАДов представлен широким ассортиментом. Однако в Федеральный Реестр БАДов, прошедших государственную регистрацию, в настоящее время входят лишь несколько наименований, содержащих одновременно селен, йод, цинк, магний, марганец и др. Кроме того, цены БАДов высоки и недоступны для большей части населения, что в свою очередь не позволяет решить вопрос имеющегося дефицита в том или ином макро- или микроэлементе.

В связи с этим необходимо создание и освоение производства обогащенных комплексом макро- и микроэлементов (магнием, селеном, йодом, цинком и марганцем) продуктов питания массового потребления, к которым и относятся плоды и ягоды. Употребление в пищу плодов и ягод, обогащенных комплексом макро- и микроэлементов, будет способствовать одновременно профилактике дефицита магния, селена, йода, цинка и марганца у населения.

Предлагаемый способ комплексного обогащения магнием, селеном, йодом, цинком и марганцем плодов и ягод предусматривает однократное применение внекорневой обработки растений по зеленой ягоде водным рабочим раствором, приготовленного с использованием селената натрия концентрацией 3 мг/л, йодистого калия концентрацией 250 мг/л, сульфата цинка концентрацией 2 г/л, сульфата магния концентрацией 12 г/л, сульфата марганца концентрацией 0,6 г/л и добавлением 15 г гашеной извести во избежание ожога растений, что позволит повысить природное содержание селена в 1,4-2,5 раза, йода в 1,2-2,6 раза, цинка 1,1-1,3 раза, магния в 1,1-2,5 раза, марганца 1,1-1,5 раза.

При данном способе комплексного обогащения плодов и ягод питательным раствором опрыскивают листья. Опрыскивание необходимо проводить рано утром, в вечернее время или днем в пасмурную, но не дождливую погоду, чтобы раствор на листьях быстро не высыхал. Для обогащения применяют нужную концентрацию раствора и учитывают сроки проведения обработки. Норма расхода рабочего раствора зависит от количества растений на 1 га и возраста насаждений.

Указанный способ комплексного обогащения предлагается применять как для традиционного, так и для нетрадиционного растительного сырья. Становится возможным одновременно повысить содержание селена, йода, магния, марганца и цинка в яблоках, или плодах и ягодах земляники садовой, или жимолости съедобной, или актинидии, или рябине обыкновенной или, аронии черноплодной.

Сроки обработки и нормы расхода рабочего раствора при комплексном обогащении селеном, йодом, цинком, магнием и марганцем плодов и ягод
Наименование культуры	Сроки проведения внекорневой обработки	Состав и концентрация рабочего раствора	Примерная норма расхода рабочего раствора	Увеличение содержание элемента в обогащенных плодах и ягодах
Актинидия коломикта	третья декада июня	3 мг/л селената натрия+250 мг/л йодистого калия+2 г/л сульфата цинка+12 г/л сульфата магния+0,6 г/л сульфата марганца+15 г гашеной извести	1000 л/га	селена в 1,4 раза, йода в 1,8 раза, цинка в 1,3 раза, магния в 1,3 раза, марганца в 1,1 раза
Арония черноплодная	первая декада июля		300-500 л на 100 деревьев	селена в 1,9 раза, йода в 2,6 раза, цинка в 1,2 раза, магния в 1,1 раза, марганца в 1,5 раза
Жимолость съедобная	первая декада мая		1000 л/га	селена в 2,5 раза, йода в 1,2 раза, цинка в 1,15 раза, магния в 2,5 раза, марганца в 1,2 раза
Земляника садовая	вторая декада мая		750 л/га	селена в 2,3 раза йода в 1,3 раза цинка в 1,1 раза магния в 2 раза марганца в 1,2 раза
Рябина обыкновенная	первая декада июля		400-600 л на 100 деревьев	селена в 2,3 раза, йода в 1,7 раза, цинка в 1,2 раза, магния в 1,25 раза, марганца в 1,3 раза
Яблоня	первая декада июля	600-1000 л на 100 деревьев	селена в 2,2 раза, йода в 1,8 раза, цинка в 1,3 раза, магния в 1,2 раза, марганца в 1,4 раза

Источники информации

1. МР 2.3.1.2432-08. Рациональное питание: нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации.

2. МР 2.3.1.19150-04. Рациональное питание: рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ.

3. Витаминные и витаминно-минеральные смеси «Элевит» для пищевой промышленности. Научно-производственное предприятие «Сентоза факторинг»: http://www.sentosamos.ru/K.htm (дата обращения: 29.12.2012).

4. Вощенко А.В., Селен, здоровье, человек / А.В. Вощенко, Г.А. Дремина. - Чита: Изд. «Забтранс», 1996. - 15 с.

5. Гмошинский И.В. Минеральные вещества в питании человека. Селен: всасывание и биодоступность / И.В. Гмошинский, В.К. Мазо // Вопросы питания. - 2006, №5. - С.15-21.

6. Гмошинский И.В. Селен в питании: краткий обзор / И.В. Гмошинский, В.К. Мазо // Medicina Altera. 1999, №4. - С.18-22.

7. Гореликова Г.А. Нутрицевтик селен: недостаточность в питании, меры профилактики / Г.А. Гореликова, Л.А. Маюрникова, В.М. Позняковский // Вопросы питания. 1997, №5. - С.18-21.

8. Дефицит (недостаточность) марганца - симптомы, болезни, профилактика. - http://www.eurolab.ua/diseases/946 (дата обращения 20.01.2013).

9. Дефицит марганца: - http://www.fitlist.ru/vitamin/1639/ (дата обращения 25.01.2013).

10. Журбин А.И. Обогащение йодом пищевых продуктов растительного происхождения / А.И. Журбин // Вопросы питания. 1964. Т. 23, №2. С.86-87.

11. Егорова И.А. Обогащение яиц кур селеном и витамином Е / И.А. Егорова, Е.В. Ивахник, Т.Т. Папазян // Птица и птицепродукты. 2006, №2. - С.42-44.

12. Зубаревич Л.А. Соединения селена и здоровье / Л.А. Зубаревич. - М.: Колос С, 2004. - 192 с.

13. Иванова И.Л. Особенности обеспеченности кальцием, магнием и фосфором населения в Приморском крае / И.Л. Иванова, В.К. Ковальчук // Гигиена и санитария. - 2011. - №1. - С.61-66.

14. Иунихина В.С., Данилкина В.А., Тихонов В.П. Патент №245145 7 на изобретение «Способ получения обогащенного пищевого продукта», 2010.

15. Полянская И.С., Топал О.И., Чечулина О.В., Жмакина А.Ф. Патент №2287302 на изобретение «Способ обогащения минеральными веществами пищевого продукта», 2004.

16. Портянко В.Ф. Повышение эффективности применения микроудобрений (йода, бора, железа) под плодовые культуры / В.Ф. Портянко, А.П. Мягченко, В.В. Попивщая // Микроэлементы в обмене веществ и продуктивности растений. Киев, 1984. С.161-163.

17. Постановление Правительства РФ №1119 от 05.10.99 "О мерах по профилактике заболеваний, связанных с дефицитом йода".

18. Скальный А.В. Микроэлементозы человека / А.В. Скальный. - М.: Научный мир, 1999. - 96 с.

19. Скальный А.В. Цинк и здоровье человека / А.В. Скальный. - Оренбург: РИО ГОУ ОГУ, 2003. - 80 с.

20. Тутельян В.А. Микронутриенты в питании здорового и больного человека / В.А. Тутельян, В.Б. Спиричев и др. - М.: Колос, 2002. 424 с.

21. Федеральный реестр БАД. - URL: http://obad.ru/registrbad (дата обращения 23.10.2012).

22. Федичкина Н.В. Обогащение продуктов питания минеральными веществами / Н.В.Федичкина, И.В. Кирпичникова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - №4. - С.91-93.

23. Функциональные пищевые продукты. Введение в технологии / Под ред. А.А. Кочетковой. - М.: ДеЛи принт, 2009. - 288 с.

24. Хабаров А.А. Цинк: актуальность и характеристики биодобавок (обзор литературы) / А.А. Хабаров, Е.В. Будко, К.А. Лушов, Л.А.Горбачева, Н.О. Ельцова Н.О. // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - №3; URL: www.science-education.ru/103-6416 (дата обращения 20.12.2012).

25. Чурина С.К., Макаров В.Л., Семенов Д.Г. Патент РФ №2134241 на изобретение «Искусственная минерализованная питьевая вода и состав для ее приготовления», 1999.

26. Чурина С.К. Коррекция критического дефицита минеральных солей и микроэлементов в питьевой воде как фактор первичной профилактики экологически обусловленных заболеваний / С.К. Чурина // Международная Информационная Система по Резонансным технологиям. 1998 г. - Сборник №18-3: http://www.ikar.udm.ru/sb/sbl8-3.htm (дата обращения 30.01.2013).

27. Юдина С.Б. Технология продуктов функционального питания / С.Б. Юдина. - М.: ДеЛи принт, 2008. - 280 с.

Способ комплексного обогащения селеном, йодом, цинком, магнием и марганцем плодов и ягод, характеризующийся тем, что включает однократную внекорневую обработку листьев деревьев, кустарников и растений водным рабочим раствором, приготовленным с использованием селената натрия концентрацией 3 мг/л, йодистого калия концентрацией 250 мг/л, сульфата цинка концентрацией 2 г/л, сульфата магния концентрацией 12 г/л, сульфата марганца концентрацией 0,6 г/л и добавлением 15 г гашеной извести во избежание ожога растений, что позволит повысить природное содержание селена в 1,4-2,5 раза, йода в 1,2-2,6 раза, цинка 1,1-1,3 раза, магния в 1,1-2,5 раза, марганца 1,1-1,5 раза, при этом выдерживают следующие сроки проведения внекорневой обработки и нормы расхода рабочего раствора: для актинидии коломикты - третья декада июня с нормой расхода рабочего раствора 1000 л/га, для аронии черноплодной - первая декада июля с нормой расхода рабочего раствора 300-500 л на 100 деревьев, для жимолости съедобной - первая декада мая с нормой расхода рабочего раствора 1000 л/га, для земляники садовой - вторая декада мая с нормой расхода рабочего раствора 750 л/га, для рябины обыкновенной - первая декада июля с нормой расхода рабочего раствора 400-600 л на 100 деревьев и для яблони - первая декада июля с нормой расхода рабочего раствора 600-1000 л на 100 деревьев, с получением комплексно обогащенных селеном, йодом, цинком, магнием и марганцем плодов и ягод актинидии коломикты, или аронии черноплодной, или жимолости съедобной, или земляники садовой, или рябины обыкновенной, или яблони, предназначенных для профилактики дефицита указанных макро- и микроэлементов.