Content
3 . 2014
Physiology and biochemistry nutrition

Effects of vitamins deficiency on the cytochrome Р450 inducibility in rats

Abstract

The purpose of the study was to determine multi-vitamin deficiency effects on the inducibility of main isoforms of cytochrome P450 in the rat liver. The study was carried out on 4 groups of Wistar rats. Rats of the 1 st and 3 rd group received semi-synthetic diets containing adequate (100% of recommended vitamin level) level of vitamins, the 2 nd and 4 th – the semi-synthetic diet containing vitamins in the amount of 20% from adequate level. The duration of the experiment was 4 weeks. During the last week indole-3-carbinol (I-3-C) in dose of 20 mg/kg body weight was added to the diet of the 3 rd and 4 th group of rats. Vitamin E content in liver and blood serum declined by 59 and 34%, respectively in rats which were fed vitamin-deficient diet (2 nd group); vitamin A level decreased by 5 times in the liver, but was not changed in blood serum. Multi-vitamin deficiency in the diet led to the increase in the liver ethoxyresorufin O-dealkylase (EROD) activity of CYP1A1, methoxyresorufin O-dealkylase (MROD) activity of CYP1A2 and testosterone 6β-hydroxylase (6β-TG) activity of CYP3A by 11, 80 and 53%, respectively, and gene expression of CYP1A1, CYP1A2, CYP3A and AhR by 8,5; 1,6; 2,4 and 3,6 fold. In rats fed diet with adequate levels of vitamins (3 rd group) I-3-C increased activity of EROD and MROD by 4,4 and 5,5 fold, and the expression of CYP1A1, CYP1A2 and AhR genes by 148; 3 and 3,5 fold compared to the parameters of the 1st group (without I-3-C). Multi-vitamin deficiency increased I-3-C-related induction of EROD activity and expression of CYP1A1 and CYP1A2 genes, but decreased I-3-C-related induction of the MROD activity. Thus, 5-fold reducing of vitamin content in rat diet lead to significant changes in activity and inducibility of cytochrome P450 of CYP1A and 3A family, which play a key role in the detoxification and metabolism of drugs.

State of the energy-supply system of the liver mitochondria under the conditions of alimentary deficiency of protein

Abstract
The NADH-dehydrogenase and succinate dehydrogenase activity of the rats’ liver mitochondria under the conditions of alimentary deprivation of protein has been studied. Research was carried out on 65 white non-linear rats divided according to the diet protein content into three groups: 1 – rats fed a hypoprotein diet (7% of protein, 10% of fat и 83% of carbphydrates; n=26); 2 – rats fed a protein-free diet (n=26); 3 – rats fed a complete semi-synthetic ration (14% of protein, 10% of fat и 76% of carbphydrates; n=13). The NADH-dehydrogenase activity was estimated by spectrophotometric method, succinate dehydrogenase activity – by the intensity of reduction of the potassium ferricyanide. It has been estimated that the decrease of NADH-dehydrogenase activity of mitochondria occurred on the 14 th day of feeding rats with protein-free diet, and four-week feeding of rats under these conditions lead to the decrease of enzyme activity by 5,5 fold compared with the control group (0,506±0,040 nmol NADH/min/mg of protein) and by 3,0 fold compared with the previous stage of the experiment. At the same time a hypoprotein diet caused 2-fold decrease of NADH-dehydrogenase activity of liver mitochondria only on the 28 th day. It has been shown that the succinate dehydrogenase activity didn’t change significantly after two-week maintenance of rats on a protein-free diet as compared with control, while the four-week maintenance on both hypoprotein and protein-free diet lead to the decrease of the succinate dehydrogenase activity. Specifically, under the conditions of the hypoprotein diet succinate dehydrogenase activity of liver mitochondria decreased twofold and under the conditions of the protein free diet – threefold. Probably, the disorders at the level of Complex I of respiratory chain underlie the realization of the changes in the system of energy biotransformation in mitochondria under the conditions of alimentary protein deficiency.

Effects of nighttime snacking in students on their physiological parameters

Abstract

The purpose of the research was a comparative assessment of the level of diet nutrients, characteristics of higher nervous activity, specificity of chronobiological changes of the sleep-wake cycle, the daily dynamics of cortisol level and total antioxidant activity in saliva in students with the presence of night eating compared with students who do not eat at night.The participants were 72 university students aged 17–22 years (59 females and 13 males), a self-administered diet diary for a week was used to acquire dietary pattern and nutrient content. All participants were divided into two groups: group 1 – students with food consumption from 06.00 am to 10.00 pm without night meals (n=34), and group 2 – students, whose food consumption include all day period and night snaking from 10.00 pm to 06.00 am (n=38).High nervous activity parameters were detected according to the Eysenck questionnaire, Spielberg and Taylor anxiety tests, the test «Stress», the threefactor eating questionnaire; chronobiological state was evaluated according to sleep quality, sleep hygiene, daily sleepiness, chronotype. Levels of cortisol and total antioxidant activity were estimated in saliva twice a day: in the morning and in the evening. In both groups, the majority of students (97%) have reduced consumption of vitamins and minerals such as biotin, vitamin D, choline, iodine, cobalt, manganese, sulfur, fluorine and zinc. Deficit of carbohydrates was found in 93% of respondents. The number of students with calcium deficiency was increased in the group 2 compared to the group 1 and reached 27,8% vs 3% (p<0,05), niacin insufficiency was revealed in 41,7% vs 18,2% (p<0,05) and proteins insufficiency frequency reached 30,6% vs 0% (p<0,05).The students from the group 2 had a significantly lower (p<0,05) intake of vitamins A, B 6 and C. In the group 2 it was detected the time shift of food consumption acrophase (15,1 h vs. 13,8 h; p<0,05), decrease of persons with morning chronotype (5,55% vs 24,24%; p<0,05), increase of anxiety and daily sleepiness (26 vs 20; p<0,01, and 10 vs 6; p<0,03 respectively); decrease of sleep quality (13 vs 15; p<0,01), increase of evening saliva cortisol level [9,41 (6,96; 13,11) vs 6,51 (5,61; 9,88) ng/ml; p<0,005) and decrease of saliva total antioxidant activity in the morning [13,00 (9,82; 14,98) vs 16,41 (15,21; 17,51) mg/l; p<0,001] and in the evening [11,11 (7,85; 12,89)vs 14,32 (13,27; 15,29) mg/l; p<0,001].

Antioxidative and membranotropic activities of rosmarinic acid

Abstract

The metabolic damages and inflammatory diseases are closely connected with high increase of the contents of the reactive oxygen species (ROS) and lipid peroxidation products in organism. In connection with this natural antioxidants are actively used for efficient fight with oxidative stress. In current work we have estimated an antioxidative potential of rosmarinic acid (RA), which is broadly wide-spread amongst plants and possesses the useful spectrum of biological activities. It has been shown that RA noticeably exceeded known antioxidants in test on antioxidant activities in Hb–H2O2 –luminol and 2,2’-azo bis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride–luminol systems, as well as on inhibition of linoleic acid peroxidation. On antioxidant activities the investigated substances can be arranged in the following order: RA > dihydroquercetin > trolox > ascorbic acid. RA molecules are localized mainly in the lipid bilayer of polar groups, but have no significant effect on its structural and functional properties: RA does not cause significant changes in permeability of planar bilayer membranes in a dose range of 0,5 to 10 μg/ml. Spontaneous incorporating of 1 mol% of RA into the lipid bilayer is sufficient for the complete prevention of lipid peroxidation. Thus, the antioxidant activity of RA is based on its ability to inhibit the initiation stage of free radical reactions of lipid peroxidation, largely caused by the formation of ROS. In this regard RA, as a powerful and effective inhibitor of ROS and lipid peroxidation, has great potential for wide use not only in medicine but also in the food industry to preserve the quality of perishable food products.

The system of quality control and food safety

Regulation of food supplements In the European Union and its member States. Part I

Abstract

The article discusses aspects of the regional (the European Union) and national (European countries) regulation of food supplements. The definition of the supplement category is given. The contemporary issues of nutrition in developed countries are discussed, and the essential role of food supplements in the diet is emphasized. In particular, the use of vitamins, minerals, botanicals and their chemical constituents in food supplements as well as the issue of setting maximum daily limits are discussed. The positive lists of vitamins, minerals and their chemical modifications are presented. The paper also outlines aspects of supplement safety, requirements for their labelling and pre-market notification procedure.

Discussion

Gradation in the level of vitamin consumption: possible risk of excessive consumption

Abstract

The ratio between the levels of consumption of certain vitamins and minerals recommended daily allowance for labelling purposes < maximum supplement levels < tolerable upper intake level (UL) < safe level (limit) of consumption ≤ therapeutic dose] has been characterized. Vitamin A and beta-carotene maximum supplement levels coincides with UL, and recommended daily allowance for these micronutrients coincides with the maximal level of consumption through dietary supplements and/or multivitamins. Except for vitamin A and betacarotene recommended daily allowance for other vitamins adopted in Russia are considerably lower than the upper safe level of consumption. For vitamin A and beta-carotene there is a potential risk for excess consumption. According to the literature data (meta-analysis) prolonged intake of high doses of antioxidant vitamins (above the RDA) both alone and in combination with two other vitamins or vitamin C [>800 μg (R.E.) of vitamin A, >9,6 mg of beta-carotene, >15 mg (T.E.) of vitamin E] do not possess preventive effects and may be harmful with unwanted consequences to health, especially in well-nourished populations, persons having risk of lung cancer (smokers, workers exposed to asbestos), in certain conditions (in the atmosphere with high oxygen content, hyperoxia, oxygen therapy). Proposed mechanisms of such action may be due to the manifestation of prooxidant action when taken in high doses, shifting balance with other important natural antioxidants, their displacement (substitution), interference with the natural defense mechanisms. Athletes are the population group that requires attention as used antioxidant vitamins A, C, E, both individually and in combination in extremely high doses. In summary, it should be noted that intake of physiological doses which are equivalent to the needs of the human organism, as well as diet inclusion of fortified foods not only pose no threat to health, but will bring undoubted benefits, filling the existing lack of vitamins in the ration.

Hygiene of nutrition

Toxicological assessment of nanostructured silica. I. Integral indices, adducts of dna, tissue thiols and apoptosis in liver

Abstract

The purpose of this study is evaluation of some parameters of toxicity of nanostructured SiO2 when orally administered to rats for 3 months. We used commercial SiO2 preparation, obtained by gas-phase hydrolysis of tetrachlorosilane with a size of the primary nanoparticles close to 5–30 nm, which was characterized as NM by several independent methods. SiO2 in the form of sonicated aqueous dispersion was administered to male rats with initial weight of 80±4 g for the first 30 days by intragastric gavage and then for 62 days with consumed diets in daily dose of 0,1; 1,0; 10 and 100 mg/kg body weight. The control animals received vehicle – deionized water. Weight gain, relative mass of internal organs, intestinal permeability to protein macromolecules (determination of ovalbumin level in blood serum by solid-phase bivalent immunoassay), urinary excretion of oxidative degradation product of DNA 8-oxo-2-deoxyguanosine (8-oxo-G) (by reversed phase HPLC), the level of thiol compounds in liver (spectrophotometrically), liver cell apoptosis (flow cytometer), fixing efficiency of passive avoidance (CRPA) have been measured. It has been shown that three-month administration of nanostructured SiO2 in all doses resulted in animal body weight decrease by 10–15%; a significant increase in adrenal weight was noticed under doses of 1 and 10 mg/kg and urinary 8-oxo-G excretion was significantly reduced at the dose 10 mg/kg. At the maximum dose of NM, 100 mg/kg, after 2 months of administration the number of animals decreased that entered the dark compartment of the experimental setup at initial testing of CRPA. The rest of the studied indices did not experience any significant changes depending on the dose of NM. It is concluded that no toxic effect were expressed in indices studied under the influence of nanostructured SiO2 in rats at daily doses up to 100 mg per kg body weight for 3 months.

Micronutrients in human nutrition

Hygienic aspects of iodic deficiency in the children’s population of the Saratov region

Abstract
The analysis of clusters of iodine-scarce states formation among the children’s population of the Saratov Region is submitted. The hygienic assessment of iodine content in raw food materials and foodstuffs grown up and made on the territory of the Saratov Region is given. It has been revealed that various food groups were characterized by a low iodine content, which was (mcg/100 g) in the bread – 4,5±1,0; 3,6±0,8 in wheat grain; 2,7±0,6 in buckwheat; 2,5±1,1 in beans; 1,95±0,9 in peas. The actual iodine content in local vegetables and fruits was 1,3–1,6 fold below than the standard chemical composition according to the national tables, in river fish – twice. The quality analysis of the iodated salt sold in the trading network has been carried out. It has been found out that the use of the iodated salt with low iodine content has decreased the additional direct population risk from 12,34% in 2000 to 0,48% in 2010. For the last few years the use of the iodated salt tends to increase in the Saratov Region.In 2011 the iodated salt was used by 37,2% of urban population and 29,0% of villagers. In 2011 88,6% of school students were provided with the iodated salt in educational institutions of the area. It has been shown that the formation of mass iodine-scarce states among the population in the Saratov Region has lasted for a long time. The screening researches of urine excretion in the organized groups of surveyed children revealed an average level of iodine deficiency.In 2011 the iodine deficiency of moderate degree was registered in 18 areas of the Saratov Region, in 6 – of easy degree, whereas the moderately severe deficiency areas were not registered.

Effectiveness of the use of iodized milk protein to improve girls’ sufficiency with iodine

Abstract
The work presents the results of the research capabilities of the use of iodized milk protein as a component of food supplement and enriched food product for the correction of iodine sufficiency in girls. Milk iodinated protein was produced by the enzyme-effective iodization of amino acid residues of cow’s milk whey proteins. The study involved 30 girls, whose average age was 19,9±1,4 years. Participants of observation were divided into three groups, for 10 people each. The first group received daily serving of meat cutlets (50g), enriched with dairy iodinated protein. Iodine content in the finished minced was 100 mcg. The second group received iodinated milk protein in the form od food supplement with iodine content of 100 mcg. The third group was a control one. The duration of observations was 30 days. To assess the effectiveness of measures the concentration of iodine in urine, blood levels of thyroid-stimulating hormone and free thyroxine have been determined, changes in cognitive processes (memory and attention) with the use of psychological tests have been evaluated. Studies have shown the effectiveness of using of iodized milk protein for the correction of iodine deficiency in girls. The use of iodized protein, as part of the enriched product and in the form of food supplement increased urinary iodine level and had a positive influence on the state of the hypophysial-thyroid system. In addition, the use of iodized milk protein helped to improve the cognitive functions of the students, which can be considered as an additional positive effect of correction of iodine deficiency.
Diet treatment

Assessment of efficiency of dietotherapy with addition of a vitamin-mineral complex in patients with diabetes mellitus type 2

Abstract

The influence of diet inclusion of vitamin and mineral complex (VMC), potassium and magnesium in the form of asparaginate on micronutrient status, body composition and biochemical parameters in patients with diabetes mellitus type 2 (DM2) has been investigated. 120 female patients with DM2 and obesity of I–III degree (mean age – 58±6 years) have been included in the study. The patients were divided into two groups: main group (n=60) and control group (n=60). For 3 weeks patients of both groups received a low-calorie diet (1600 kcal/day). Patients of the main group received VMC, providing an additional intake of vitamins C and E (100–120% RDA), beta-carotene (40% RDA), nicotinamide (38% RDA), pantothenic acid and biotin (60% RDA), vitamins B 12 , B 2 and folic acid (75–83% RDA), vitamins B 1 and B 6 (160–300% RDA), zinc (100% RDA) and chromium (400% RDA), and also received magnesium (17,7% RDA) and potassium (9,4% RDA) in the form of asparaginate. Body composition, biochemical parameters and micronutrient status (blood serum level of vitamins C, D, B 6 , B 12 , folate, potassium, calcium, magnesium, zinc, phosphorus) were evaluated in all patients before and after the 3-week course of diet therapy. After the low-calorie diet therapy average body weight reduction was 4,2±0,2 kg in the main group, and 4,4±0,1 kg in the control group, without statistically significant differences between groups. Statistically significant decrease of total cholesterol, triglycerides, and glucose concentration in blood serum was registered in both groups. It should be noted that in the control group glycemia decreased on 1,2±0,1 mmol/l, while the main group showed a decrease on 1,8±0,1 (p<0,05) to normal values (5,4±0,1 mmol/l). Initial assessment of vitamin and mineral status revealed that most patients were optimal supplied with vitamins and minerals. After the dietotherapy significant increase of vitamin C, 25-hydroxyvitamin D, vitamin В 6 , folate, vitamin В 12 , potassium, magnesium, calcium, zinc and phosphorus concentration in blood serum was observed in patients receiving VMC. While in the control group statistically significant decrease of vitamin C, magnesium, zinc and phosphorus concentration in blood serum after the treatment was revealed. The obtained data shows the necessity of addition of the vitamin-mineral complex to the diet of patients with DM2 and obesity.

Information

Обогащенные пищевые продукты на основе кислотного и ферментативного гидролизатов из мяса мидий

Abstract

Дополнение к материалам XV Всероссийского конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием "Здоровое питание: от фундаментальных исследований к инновационным технологиям" (2-4 июня 2014 г., Москва), опубликованным в Приложении к журналу "Вопросы питания" № 3, 2014.

Питание - один из ведущих факторов, не только определяющих здоровье населения, но и важный элемент профилактики многих распространенных заболеваний. Поэтому актуальной задачей является создание пищевых продуктов массового потребления, обогащенных аминокислотами, полиненасыщенными жирными кислотами, а также эссенциальными микро- и макроэлементами.

Ферментолизат мяса мидий и его комплекс с цинком могут быть использованы в качестве источника аминокислот и эссенциальных микро- и макроэлементов в органически связанной форме для приготовления широкого ассортимента обогащенных формованных и фаршевых изделий, различных напитков в диетическом (лечебном и профилактическом) питании.

Для создания новых видов обогащенных пищевых продуктов за счет ферментолизата мяса мидий и его комплекса с цинком, а также для расширения области применения кислотного гидролизата мяса мидий были разработаны рецептурные композиции мидийных соусов, приближенных по органолептическим показателям к соевому соусу, взятому в качестве эталона.

Мидийный соус изготавливали по технологической схеме, предусматривающей следующие стадии: разбавление кислотного гидролизата мяса мидий до заданной солености; нагревание (Т=60 °С); смешивание компонентов; нагревание (Т=65 °С) и перемешивание (t=25-30 мин); упаковка; маркировка и хранение.

На основании проведенных исследований были установлены оптимальные значения содержания сахара, лимонной кислоты, выбран пищевой стабилизатор (ксантановая камедь) и разработана рецептурная композиция мидийного соуса, получившая наивысшую органолептическую оценку. Мидийный соус имел приятный пикантный вкус и аромат морепродуктов, коричнево-черный цвет и густую однородную консистенцию. Для расширения ассортимента соусов был получен мидийный соус, обогащенный цинком, на основе калийной формы кислотного гидролизата и комплекса ферментолизата мяса мидий с цинком.

Полученные образцы мидийного соуса и мидийного соуса, обогащенного цинком, по физико-химическим показателям практически не различались между собой и были близки к показателям соевого соуса, за исключением более низкого значения вязкости у соевого соуса (см. таблицу).

Анализ аминокислотного состава мидийных соусов показал, что они содержат полный набор заменимых и незаменимых аминокислот. Необходимо отметить, что количество незаменимых аминокислот в составе пептидных фракций соусов больше, чем в кислотном гидролизате мяса мидий и приближено к содержанию их в идеальном белке, за исключением серосодержащих аминокислот.

Исследование микро- и макроэлементного состава соусов показало, что мидийный соус, обогащенный цинком, содержал, кроме заданного количества цинка (6,8 мг), повышенное количество калия - 3478 мг и йода - 0,11 мг в 100 г продукта.

Таким образом, на основе ферментолизата мяса мидий, комплекса ферментолизата мяса мидий с цинком и кислотных гидролизатов мяса мидий были получены новые обогащенные пищевые продукты - мидийные соусы, которые могут использоваться в качестве специализированных пищевых продуктов.

Оценка физического развития детей в возрасте 12-36 мес, проживающих в мегаполисе России

Abstract

Адекватное питание является важнейшим условием для оптимального роста и развития здоровых детей. Особую роль оно приобретает в раннем детском возрасте, когда происходит активный рост, формирование и становление функций и систем организма ребенка. Несбалансированное питание может приводить как к развитию недостаточности питания, так и к избыточной массе тела и ожирению, которые нередко встречаются в детском возрасте и вызывают различные нарушения состояния здоровья. Поэтому оценка нутритивного статуса должна проводиться регулярно у детей всех возрастных групп.

Цель исследования - оценить параметры физического развития здоровых детей в возрасте 12-36 мес, проживающих в Москве.

Обследовано 106 детей: 48 (45,3%) мальчиков и 58 (54,7%) девочек в возрасте 12-36 мес. В зависимости от возраста дети были разделены на 2 группы: 1-я группа - 59 детей в возрасте 12-24 мес, 2-я группа - 47 детей в возрасте 24-36 мес. Антропометрические данные оценивали с использованием программы WHO ANTHROPlus, 2009. Рассчитывали показатели Z-score массы тела для возраста (WAZ), длины тела для возраста (HAZ), а также индекса массы тела для возраста (BAZ).

Установлено, что у детей 1-й группы средняя масса составляла 11,5±1,3 кг, рост - 82,9±5,2 см, 2-й группы - 13,6±1,5 кг, 93,2±4,0 см.

В результате исследования выявлено, что для детей 1-й группы средний Z-score WAZ составил 0,8, средний Z-score HAZ - 1,1, средний Z-score BAZ - 0,3. Для детей 2-й группы средний Z-score WAZ - 0,4, средний Z-score HAZ - 0,7, средний Z-score BAZ - 0,1.

Подробный анализ изучаемых показателей показал, что Z-score WAZ был в пределах возрастной нормы (от -2 до +2) у большинства (94,9%) детей 1-й группы и у всех детей 2-й группы. Низкая масса тела (Z-score WAZ < -2) не выявлена ни у одного ребенка. Избыточная масса тела (Z-score WAZ > +2) была обнаружена только у 5,1% детей 1-й группы.

Расчет Z-score HAZ показал, что у большинства (83,9%) детей обеих групп он был в пределах возрастной нормы (от -2 до +2). Нормальные показатели роста в 1-й группе отмечались у 83,1% детей и во 2-й группе у 85,1% детей. Низкорослость (Z-score НAZ < -2) наблюдалась в 3,4% случаев в 1-й группе, а высокий рост (Z-score НAZ > +2) - в 13,6% случаев у детей 1-й группы и в 14,9% детей 2-й группы. Нормальные значения Z-score BAZ (от -2 до +1) отмечены у 69,5% детей 1-й группы и у 85,1% у детей 2-й группы. Легкая недостаточность питания (Z-score BAZ от -2 до -1) диагностирована лишь у 3,4% детей 1-й группы и у 2,1% детей 2-й группы. Избыточная масса тела (BAZ от +1 до +2) выявлена у 16 (27%) детей 1-й группы и у 6 (12,7%) детей 2-й группы.

Выводы. У большинства детей в возрасте 12-36 мес установлены показатели физического развития, соответствующие средневозрастным стандартам. Однако у 20,8% детей в этом возрасте выявляется избыточная масса тела, при этом у мальчиков она диагностировалась в 1,5 раза чаще, чем у девочек. Наличие избыточной массы тела у наблюдаемых детей, возможно, обусловлено выявленным при расчете 3-дневных рационов высоким потреблением белка, "взрослых" продуктов питания, а также особенностями питания в семье, что требует углубленного изучения пищевого поведения. Результаты исследования диктуют необходимость разработки научно обоснованных рекомендаций по питанию детей раннего возраста с целью профилактики алиментарно-зависимой патологии, в первую очередь избыточной массы тела и ожирения.

Биотестирование на Tetrahymena pyriformis биологически активных добавок к пище на основе растительного сырья с разным соотношением компонентов

Abstract

В настоящее время во многих странах мира большое количество людей прибегает к применению биологически активных добавок к пище (БАД) с целью коррекции дефицита нутриентов в организме, в том числе эссенциальных, повышения неспецифической резистентности организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Широкое применение БАД является наиболее быстрым, экономичным и научно обоснованным путем решения проблемы рационализации питания населения. Значительная часть зарегистрированных БАД содержит компоненты растительного происхождения, в том числе лекарственные растения. Вредное воздействие на организм человека БАД растительного происхождения может быть связано как с их контаминацией микроорганизмами, токсичными элементами, пестицидами, так и с повышенным уровнем поступления биологически активных веществ, содержащихся в растительном сырье, непредсказуемым взаимодействием компонентов, качеством используемого сырья, технологией производства, инертностью вспомогательных веществ (крахмал, сахароза, ароматизаторы, красители и др.). Одновременно непредсказуемыми могут оказаться последствия при длительном и бесконтрольном применении БАД в связи с недостаточной изученностью сочетаемости входящих компонентов.

Современные доклинические и клинические исследования БАД весьма длительны и высокозатратны.

В этой связи многообещающим представляется такой методический подход к оценке безвредности, как биотестирование. В ранее проведенных исследованиях нами была показана перспективность использования в качестве тест-объекта для токсиколого-гигиенической оценки фитокомпозиций и БАД одноклеточных эукариотических организмов Tetrahymena pyriformis. Использование инфузорий Tetrahymena pyriformis дает ряд преимуществ по сравнению с классическими моделями: экономичность, быстрота, удовлетворение этических норм, ограничивающих применение высших животных в экспериментальных исследованиях.

Цель настоящего исследования - оценить безвредность БАД с разным соотношением компонентов (семена лимонника китайского, корни и корневища родиолы розовой, порошок спирулины, трава эхинацеи пурпурной) на стадии их разработки. БАД-1 содержит вышеуказанные компоненты в соотношении 15:25:40:20, а БАД-2 - 15:15:50:20 соответственно.

3 компонента БАД: семена лимонника китайского, корни и корневища родиолы розовой, трава эхинацеи пурпурной, - входят в Государственную фармакопею Республики Беларусь, т.е. являются лекарственными растениями. Компоненты БАД-1 и БАД-2 обладают адаптогенным и иммуномодулирующим действием, являются источником эссенциальных микроэлементов.

Безвредность БАД оценивалась по токсикологическим параметрам, характеру комбинированного действия компонентов БАД и показателям биологического действия на Tetrahymena pyriformis. Токсичность БАД и характер комбинированного действия компонентов БАД исследовались в остром и хроническом экспериментах, биологическое действие БАД исследовалось в хроническом (1 жизненный цикл популяции) и пролонгированном (7 жизненных циклов популяции) экспериментах.

В результате проведенных исследований на тест-объекте Tetrahymena pyriformis установлено, что по параметрам острой токсичности семена лимонника китайского относятся к 3-му классу опасности, корни и корневища родиолы розовой - ко 2-му классу опасности, порошок спирулины - к 5-му классу опасности, трава эхинацеи пурпурной - к 4-му классу опасности. В связи с тем, что при определении класса опасности по среднесмертельной дозе (ЛД 50 ) корни и корневища родиолы розовой отнесли ко 2-му классу, в то время как другие компоненты оказались менее токсичны, было решено уменьшить массовую долю корней и корневищ родиолы розовой в составе БАД и провести сравнительную оценку БАД-1, содержащую семена лимонника китайского, корни и корневища родиолы розовой, порошок спирулины, траву эхинацеи пурпурной в соотношении 15:25:40:20 и БАД-2, содержащую те же растительные компоненты в соотношении 15:15:50:20. БАД-1 и БАД-2 по параметрам острой токсичности относятся к 3-му классу (умеренно опасны).

По результатам токсиколого-гигиенической оценки на Tetrahymena pyriformis в хронических экспериментах семена лимонника китайского относятся к 3-му классу опасности, корни и корневища родиолы розовой - к 4-му классу опасности, порошок спирулины - к 3-му классу опасности, трава эхинацеи пурпурной - ко 2-му классу опасности, БАД-1 и БАД-2 - к 4-му классу (мало опасны). БАД-1, как и ее компоненты, характеризуются слабо выраженными кумулятивными свойствами, а БАД-2 - отсутствием кумулятивных свойств.

Комбинированное действие компонентов БАД-1 по токсикологическому параметру - среднесмертельной дозе - характеризуется снижением токсического эффекта, а по функциональному показателю: угнетение генеративной функции в хроническом эксперименте в стационарной фазе роста популяции T. pyriformis - увеличением токсического эффекта; действие более чем аддитивное.

Комбинированное действие компонентов БАД-2 по среднесмертельной дозе также характеризуется снижением токсического эффекта, а по угнетению генеративной функции в хроническом эксперименте - суммацией токсических эффектов. Проведенное исследование показало, что наиболее существенный вклад в реализацию токсического эффекта вносят корни и корневища родиолы розовой.

Результаты исследований по изучению биологического действия в хроническом эксперименте свидетельствуют о том, что БАД-1 и БАД-2 в концентрации 0,1 мг/мл не оказали вредного воздействия как на отдельные особи инфузорий Tetrahymena pyriformis, так и на популяцию в целом. С учетом коэффициента экстраполяции (20 000) данная концентрация эквивалентна рекомендуемому суточному потреблению БАД человеком (2 г). В исследованной концентрации БАД-1 проявила умеренно выраженный адаптогенный эффект (коэффициент адаптогенности Кад=1,17±0,011 при р<0,05), а БАД-2 - выраженный адаптогенный эффект (коэффициент адаптогенности Кад=1,23±0,006 при р<0,05).

Изучение биологического действия в пролонгированном эксперименте показало, что ни БАД-1, ни БАД-2 в концентрации 0,1 мг/мл, а также на порядок выше и на 2 порядка ниже не оказали вредного воздействия на популяцию T. pyriformis. Однако сравнительная оценка БАД-1 и БАД-2 выявила увеличение резерва адаптации T. pyriformis на 18% в среде культивирования, содержащей БАД-2 в концентрации, в 100 раз меньшей (0,01мг/мл), чем БАД-1 (1,0 мг/мл).

Немаловажное значение имеет тот факт, что возросший адаптационный потенциал популяции сохранился при ее пересеве после культивирования на протяжении 6 жизненных циклов со сред, содержащих биологически активные добавки, в среды без БАД. Стимуляция роста инфузорий на разных фазах развития при пересеве с БАД-1 концентрацией 1,0 мг/мл в среду без БАД составила 8-44%, коэффициент адаптогенности равен 1,32±0,007 при р<0,05. При пересеве популяции одноклеточных организмов со среды, содержащей БАД-2 в концентрации 1,0 мг/мл, в среду без БАД стимуляция роста составила 11-26%, коэффициент адаптогенности равен 1,23±0,011 при р<0,05.

Таким образом, по результатам оценки на T. pyriformis можно сделать выводы, что обе рецептуры БАД безвредны как для организма, так и для популяции, характеризуются умеренно выраженным адаптогенным эффектом на протяжении 7 жизненных циклов популяции в концентрации, эквивалентной рекомендуемому суточному потреблению человеком.

Об использовании в пищевой промышленности алюминийсодержащих пищевых добавок

Abstract

Алюминий - самый распространенный метал в литосфере, составляющий 8% земной коры. Он может поступать в организм человека с водой и пищей. В необработанных пищевых продуктах содержание алюминия составляет <5 мг/кг продукта. Вариабельность содержания различных соединений алюминия в обработанных пищевых продуктах зависит от многих факторов, таких как способ обработки воды, вида упаковки и оборудования для упаковки пищевых продуктов, пищевых добавок, в том числе красителей, лекарственных средств. Высокие концентрации алюминия (от 5 до 10 мг/кг) отмечаются в хлебе, кондитерских хлебобулочных изделиях, некоторых овощах (грибах, шпинате, редисе, салате латук, маш-салате), глазированных фруктах, молочных составных продуктах, вареных колбасах, субпродуктах, морепродуктах. Однако наибольшее содержание алюминия обнаружено в листовом и пакетированном чае, травах, какао и какао-продуктах, специях [The EFSA Journal (2008) 754, 1-34].

Проведенные исследования показали, что биодоступность различных соединений алюминия, содержащихся в воде, составляет 0,3%, в пищевых продуктах - 0,1%. Около половины потребляемого с пищей алюминия аккумулируется в костной ткани. Алюминий также содержится в коже, в тканях нижнего отдела желудочно-кишечного тракта, лимфоузлах, надпочечниках, паращитовидной железе и большинстве внутренних органов человека. Проведенные на крысах эксперименты показали, что аккумуляция алюминия, поступающего с пищей, намного более выражена в поджелудочной железе, печени, костях и почках, в меньшей степени - в мозге, мышечной ткани, сердце и легких. Имеются сообщения о том, что алюминий может преодолевать плацентарный барьер и обнаруживается в молоке кормящих матерей.

В плазме крови 90% алюминия (Al 3+ ) связывается с трансферином и около 10% с цитратами. Отмечено, что уровень железа в организме снижается при увеличении концентрации алюминия в тканях.

Дефицит кальция и магния способствует накоплению алюминия в тканях мозга и костей. Соединения алюминия с цитратами выводятся из организма с мочой [WHO Technical Report Series, 966, 2011; EFSA Journal 2011;9(5):2157].

Алюминий оказывает негативное влияние на почки (вызывает их гидронефротическую трансформацию, расширение мочевых протоков, затруднение в мочеиспускании и/или образование камней).

В соответствии с проведенными недавно in vitro экспериментами он в больших концентрациях оказывает генотоксическое действие на хромосомы бактериальных клеток и клетки теплокровных животных.

Установлено, что при введении в высоких дозах ряд соединений алюминия может потенциально оказывать негативное действие на репродуктивную систему собак и обладать нейротоксичностью у мышей и крыс [WHO Technical Report Series, 966, 2011, The EFSA Journal (2008) 754, 1-34].

Объединенным экспертным Комитетом ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA) неоднократно проводились оценки безопасности алюминия при его поступлении в организм из всех возможных источников. В соответствии с данными оценками JECFA в 1988 г. установил условно-переносимый уровень потребления алюминия (provisional tolerable weekly intake - PTWI), который составил 0-7 мг/кг массы тела в неделю. С учетом новых токсикологических данных в 2007 г. был установлен новый показатель - 0-1 мг/кг массы тела за неделю [WHO Technical Report, 2007, Series 940]. Пересмотр, оценки алюминия при поступлении его в организм человека из всех источников, проведенный в 2011 г., позволил установить JECFA новый уровень безопасного недельного потребления 0-2,0 мг/кг массы тела в пересчете на алюминий [WHO Technical Report Series, 966, 2011]. Таким образом, установленный допустимый уровень поступления алюминия для человека со средней массой тела 60 кг составляет 120 мг/нед.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в среднем поступление алюминия в организм человека из всех возможных источников (вода, пищевые продукты, упаковка, воздух) варьирует от 11 до 136 мг/человека в неделю. Для европейских стран этот показатель составляет 11-91 мг/человека в неделю [WHO Technical Report Series, 966, 2011]. В 2011 г. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) установило переносимый уровень поступления алюминия в организм (TWI), который составил 1 мг/кг массы тела [The EFSA Journal (2008) 754, 1-34].

В соответствии с оценкой EFSA [The EFSA Technical Report, Supporting Publications 2013:EN-411], в зависимости от взятого в расчет сценария, потребление 5 алюминийсодержащих пищевых добавок (сульфат алюминия-аммония (E 523): алюмофосфат натрия кислый (E 541); алюмосиликат натрия (E 554); алюмосиликат кальция (E 556); алюмосиликат (каолин) (E 559)) населением различных возрастных групп (дети младшего возраста, дети, подростки, взрослое население, пожилые люди) составляет от 2,3 до 76,9 мг/кг массы тела за неделю в среднем и от 7,4 до 145,9 мг/кг массы тела за неделю для 95% населения. В соответствии со вторым сценарием, предусматривающим большее потребление пищевых продуктов, в состав которых входят алюминийсодержащие пищевые добавки, эти значения составили: среднее потребление - 18,6-156,2 мг/кг массы тела за неделю; потребление для 95% выборки населения - 5,3-286,8 мг/кг массы тела. Таким образом, было показано, что поступление алюминия в составе алюминийсодержащих пищевых добавок в рассматриваемых возрастных группах намного превышает безопасный уровень его поступления из всех источников (TWI), установленный EFSA, а также условно-переносимый уровень потребления алюминия за неделю (PTWI), установленный JECFA.

Полученные данные о токсичности алюминийсодержащих пищевых добавок и уровнях потребления алюминия с пищевыми продуктами стали основанием для исключения из перечня пищевых добавок, приведенного в "Общем стандарте по пищевым добавкам" (Codex Stan 192-1995) алюмосиликата калия Е555 и бентонита Е558. Однако возможность превышения максимально допустимого уровня потребления алюминия при использовании пищевых добавок остался открытым. Поэтому на 46-й сессии Комитета Кодекс Алиментариус по пищевым добавкам - CCFA46 (Гонконг, Китай, 17-21 марта 2014 г.) Российской Федерацией был поднят вопрос о необходимости пересмотра использования алюминийсодержащих пищевых добавок, входящих в перечень разрешенных для использования в пищевой промышленности в соответствии с Codex Stan 192-1995. CCFA46 поддержал это предложение.

В соответствии с Постановлением ЕС № 380/2012 бентонит (Е558), алюмосиликат кальция (Е556), алюмосиликат (каолин) (Е559) исключены из перечня разрешенных для использования в Европейском союзе пищевых добавок. Пищевые добавки алюмосиликат калия (Е555), алюмосиликат кальция (Е556) используются ограниченно - в составе пищевых добавок (красителей) и пищевых нутриентов.

Таким образом, считаем целесообразно исключить из перечня Приложения 2 ТР ТС 029 "Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств" пищевые добавки алюмосиликат калия (Е555), бентонит (Е558), алюмосиликат натрия (Е554), алюмосиликата калия (Е555), алюмосиликата кальция (Е556), алюмосиликат (каолин) (Е559).

Микронутриенты: кобальт, никель, хром во фруктах, ягодах и овощах, выращенных в Российской Федерации

Abstract

Здоровье и качество жизни современного человека напрямую зависят от питания, которое должно полностью обеспечивать физиологические потребности организма в эссенциальных пищевых веществах. Недостаточное или избыточное поступление необходимых пищевых веществ приводит к развитию ряда заболеваний. Микроэлементы, к которым относятся кобальт, никель и хром - незаменимые компоненты пищи. Потребность в кобальте и хроме определена в "Нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации".

Овощи, фрукты и ягоды - важный элемент здоровой диеты, в дневной рацион рекомендуется включать до 3-6 порций овощей и 2-4 порции фруктов. Достаточный уровень потребления овощей и фруктов (не менее 400 г в день) обеспечивает снижение риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и ожирения. Растительные продукты в результате селекции и иной технологии выращивания имеют разный минеральный состав. Необходимо постоянно проводить изучение химического состава пищевых продуктов и продовольственного сырья для составления диет и оценки поступления в организм необходимых микронутриентов, одними из которых являются 3 незаменимых микроэлемента (кобальт, никель, хром).

Цель исследования - изучение содержания кобальта, никеля и хрома в образцах овощей, фруктов и ягод различных видов и сортов.

Определение кобальта, никеля и хрома проводили методом зеемановской атомной абсорбции. Методика основана на атомизации минерализатов в воздушно-ацетиленовом пламени. Погрешность определения составила для кобальта - 1%, для никеля - 6%, для хрома - 7%.

В среднем установлено содержание кобальта в овощах, зеленных овощных культурах, фруктах и ягодах 1 мкг/100 г продукта, в бахчевых - 3 мкг/100 г продукта. Концентрация никеля составила в овощах, зеленных овощных культурах и фруктах 10 мкг/100 г продукта, в ягодах - 20 мкг/100 г, в бахчевых культурах - 30 мкг/100 г продукта. Установлено, что хрома содержится во фруктах и бахчевых культурах на уровне 1 мкг/100 г, в овощах - 2 мкг/100 г, в зеленных овощных культурах и ягодах - 6 мкг/100 г продукта.

Вывод. Более частое использование овощей и фруктов в питании современного человека позволит обогатить рацион питания незаменимыми микронутриентами, а полученные экспериментальные результаты существенно дополнят базы данных химического состава пищевых продуктов.

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
CHIEF EDITOR
CHIEF EDITOR
Viktor A. Tutelyan
Full Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Medical Sciences, Professor, Scientific Director of the Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety (Moscow, Russia)

Journals of «GEOTAR-Media»