RU2734122C2 - Functional food product based on processing of parsnip with high content of monosaccharides and antioxidants - Google Patents

Abstract

FIELD: functional food products.

SUBSTANCE: invention relates to specialized products intended for fast recovery of force after intense muscular load, impact of stresses and acceleration of rehabilitation of patients after severe diseases. Functional food product is characterized by that it represents thermally treated common parsnip and includes in terms of dry weight 25.5±4.5 % fructose, 25.2±1.9 % glucose, and also contains polyphenols in amount of 22.6±2.2 mg-eq gallic acid per g of dry mass and has antioxidant activity 26.1±3.6 mg-eq gallic acid per g of dry mass.

EFFECT: invention allows to produce a new functional product with increased content of monosaccharides and antioxidants.

1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области функциональных продуктов питания, а именно, к специализированным продуктам, предназначенным для быстрого восстановления силы после интенсивной мышечной нагрузки, воздействия стрессов и ускорения реабилитации больных после тяжелых болезней.The invention relates to the field of functional food products, namely, to specialized products intended for rapid recovery of strength after intense muscular load, exposure to stress and acceleration of rehabilitation of patients after serious illnesses.

Известно, что интенсивные физические нагрузки приводят к истощению гликогена, возникновению мышечных болей и снижению мышечной активности, развитию хронической усталости и депрессии. Аналогичное явление часто наблюдается и как последствие соревнований. Восстановление после так называемой «перетренировки» осуществляют за счет значительного увеличения потребления углеводов (преимущественно глюкозы, поскольку гликоген является полимером глюкозы) и природных антиоксидантов (Gonzalez et al, 2017; Cases et al, 2017). Аналогичный подход также используют и при реабилитации лиц, перенесших серьезное заболевание.It is known that intense physical activity leads to depletion of glycogen, the occurrence of muscle pain and decreased muscle activity, the development of chronic fatigue and depression. A similar phenomenon is often observed as a consequence of the competition. Recovery from so-called "overtraining" is carried out due to a significant increase in the consumption of carbohydrates (mainly glucose, since glycogen is a polymer of glucose) and natural antioxidants (Gonzalez et al, 2017; Cases et al, 2017). A similar approach is also used in the rehabilitation of persons who have suffered a serious illness.

Известен желатинизированный продукт, содержащий моносахара (глюкозу и фруктозу) для быстрого восстановления энергии у спортсменов (Бускет и др., 2009). Однако, продукт не содержит антиоксиданты, а, следовательно, не способен быстро снять последствия мощного оксидантного стресса, вызванного спортивными соревнованиями. Кроме того, используемые глюкоза и фруктоза имеют синтетическое происхождение.Known gelatinized product containing monosaccharides (glucose and fructose) for the rapid recovery of energy in athletes (Busquet et al., 2009). However, the product does not contain antioxidants and therefore is not able to quickly relieve the effects of powerful oxidative stress caused by sports. In addition, the glucose and fructose used are of synthetic origin.

Известны напитки с высоким содержанием полифенолов на основе экстрактов какао (Воуфэл и др., 2006). Однако, получение экстрактов энергозатратно, а получение сладкого вкуса требует специального внесения в напиток сахаров.Beverages with a high content of polyphenols based on cocoa extracts are known (Voufal et al., 2006). However, obtaining extracts is energy-intensive, and obtaining a sweet taste requires a special addition of sugars to the drink.

Известен продукт белково-витаминный для питания спортсменов с высоким энергетическим и химическим потенциалом (Ковалева, Лапина, 2011). Однако, белок медленнее усваивается организмом, чем моносахара, и потому сравнительно медленно восстанавливает силы спортсменов, При этом продукт отличается очень сложным компонентным составом, что создает трудности в изготовлении.Known protein-vitamin product for the nutrition of athletes with high energy and chemical potential (Kovaleva, Lapina, 2011). However, protein is absorbed by the body more slowly than monosugar, and therefore relatively slowly restores the strength of athletes, while the product has a very complex component composition, which creates difficulties in manufacturing.

Запатентован пищевой функциональный продукт, обладающий антиоксидантными свойствами (Бутина и др., 2010). Продукт отличается сложностью компонентного состава, включающего экстракты солодки и каркаде, искусственно вносимые соли железа, сахара, каротин, флавоноиды, витамин Е, фосфолипиды и аскорбиновую кислоту. Продукт сложен в изготовлении, содержит ряд синтетических компонентов и не является источником легко усваиваемых энергоемких моносахаров.A functional food product with antioxidant properties has been patented (Butina et al., 2010). The product is distinguished by the complexity of the component composition, including licorice and hibiscus extracts, artificially introduced salts of iron, sugar, carotene, flavonoids, vitamin E, phospholipids and ascorbic acid. The product is difficult to manufacture, contains a number of synthetic components and is not a source of easily digestible energy-intensive monosugar.

Известен пищевой продукт, содержащий антиоксидант из экстракта шлемника байкальского с повышенным содержание флавоноидов (Рогов и др, 2004). Однако, продукт содержит лишь незначительное количество моносахаров, что снижает эффективность его использования для быстрого восстановления энергии спортсменов после интенсивной физической нагрузки.Known food product containing an antioxidant from the extract of Scutellaria Baikal with an increased content of flavonoids (Rogov et al, 2004). However, the product contains only a small amount of monosaccharides, which reduces the effectiveness of its use for the rapid energy recovery of athletes after intense physical activity.

Для быстрой реабилитации спортсменов и лиц, перенесших тяжелые заболевания, известно использование Биологически Активных Добавок к пище (БАД) антиоксидантного действия, высокоуглеводных напитков, продуктов питания с высоким содержанием углеводов и антиоксидантов (Cases et al, 2017; Колеман. 2005). Однако, известно, что БАДы и искусственно созданные высокоуглеводные напитки менее эффективны, чем природные продукты питания. Так, биологическое действие флавоноидов овощей и флавоноидов БАД не идентичны. Овощи при сравнительно низких концентрациях биологически активных соединений проявляют антиканцерогенное, противовирусное, антиоксидантное, противовоспалительное, кардиопротекторное, противоязвенное, нейропротекторное действие, в то время как БАДы с высокими концентрациями единичных антиоксидантов при частом применении могут проявлять мутагенное, прооксидантное, цитотоксическое действие, способны ингибировать ключевые ферменты и разрушать ДНК (Hodek et al, 2002). По данным Key et al (2004) преимущество использования овощей перед БАДами заключается в том, что, благодаря присутствию в овощах огромного количества биологически активных соединений, осуществляется эффект синергизма, то есть усиление действия индивидуальных соединений овощей, и при этом побочное действие отсутствует, в то время как хроническое потребление БАД может вызвать нежелательный побочный эффект.For the rapid rehabilitation of athletes and persons with severe illnesses, the use of biologically active food additives (BAA) with an antioxidant effect, high-carbohydrate drinks, foods high in carbohydrates and antioxidants is known (Cases et al, 2017; Coleman. 2005). However, dietary supplements and artificially created high-carbohydrate drinks are known to be less effective than natural foods. Thus, the biological effect of vegetable flavonoids and dietary supplements flavonoids are not identical. Vegetables at relatively low concentrations of biologically active compounds exhibit anticarcinogenic, antiviral, antioxidant, anti-inflammatory, cardioprotective, antiulcer, neuroprotective effects, while dietary supplements with high concentrations of single antioxidants, with frequent use, can exhibit mutagenic, prooxidant, cytotoxic effects, are capable of inhibiting key enzymes. and destroy DNA (Hodek et al, 2002). According to Key et al (2004), the advantage of using vegetables over dietary supplements is that, due to the presence of a huge amount of biologically active compounds in vegetables, a synergistic effect is realized, that is, an increase in the action of individual compounds of vegetables, and there is no side effect, while while chronic consumption of dietary supplements can cause unwanted side effects.

Известно использование продуктов пчеловодства в комплексе с лекарственными травами и пантовыми препаратами для борьбы с перетренированностью спортсменов (Наумов и др., 2013). Однако, такие препараты отличают сложным компонентным составом, невысоким содержанием антиоксидантов и в ряде случаев вызывают аллергию.It is known to use bee products in combination with medicinal herbs and antlers to combat overtraining of athletes (Naumov et al., 2013). However, such drugs are distinguished by a complex component composition, a low content of antioxidants and, in some cases, cause allergies.

Известно использование кожуры овощей и фруктов для получения функциональных продуктов питания с повышенным содержанием антиоксидантов (Ferreira et al, 2015; Helkar et al, 2016; Sonia et al, 2016). Однако, такие продукты содержат низкий уровень моносахаров.It is known to use the peel of vegetables and fruits to obtain functional foods with a high content of antioxidants (Ferreira et al, 2015; Helkar et al, 2016; Sonia et al, 2016). However, these foods contain low levels of monosaccharides.

Концентраты отдельных овощей (например, томатная паста) могут обладать повышенным содержанием антиоксидантов. Концентрирование при изготовлении томатной пасты сопровождается изомеризацией трансизомера ликопина в цис изомер, который легче усваивается организмом, и повышением антиоксидантной активности благодаря концентрированию продукта (Голубкина и др., 2010). Однако, уровень углеводов и полифенолов при этом изменяется мало. Такие продукты являются скорее исключением из правил, поскольку термически обработанные овощи в большинстве своем менее богаты биологически активными соединениями из-за процессов окисления и деструкции, в первую очередь, антиоксидантов.Concentrates of certain vegetables (such as tomato paste) may be high in antioxidants. Concentration in the manufacture of tomato paste is accompanied by isomerization of the trans isomer of lycopene into the cis isomer, which is more easily absorbed by the body, and an increase in antioxidant activity due to the concentration of the product (Golubkina et al., 2010). However, the level of carbohydrates and polyphenols does not change much. Such products are rather an exception to the rule, since thermally processed vegetables are mostly less rich in biologically active compounds due to the processes of oxidation and destruction, primarily of antioxidants.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения (прототип) является так называемый «черный» чеснок, получаемый при длительном воздействии на луковицы умеренных температур на фоне высокой влажности (Choi et al, 2014; Ryu et al, 2017). Такая обработка обеспечивает увеличение содержания моносахаров и полифенолов в получаемом продукте. Установлена более высокая антиканцерогенная активность «черного» чеснока по сравнению с обычным чесноком (Choi et al, 2014; Ryu et a;l, 2017). Однако, такой продукт мало пригоден для быстрого восстановления силы после стрессовых условий и реабилитации больных ввиду сравнительно невысокого содержания моносахаров и умеренного содержания полифенолов.The closest analogue of the present invention (prototype) is the so-called "black" garlic obtained with prolonged exposure to moderate temperatures on the bulbs against a background of high humidity (Choi et al, 2014; Ryu et al, 2017). This treatment provides an increase in the content of monosaccharides and polyphenols in the resulting product. A higher anticarcinogenic activity of "black" garlic has been found compared to regular garlic (Choi et al, 2014; Ryu et a; l, 2017). However, such a product is not very suitable for rapid recovery of strength after stressful conditions and rehabilitation of patients due to the relatively low content of monosaccharides and moderate content of polyphenols.

Настоящее изобретение позиционирует новый функциональный продукт питания на основе переработки пастернака, лишенный указанных недостатков, с высоким содержанием моносахаров и антиоксидантов и, прежде всего, полифенолов.The present invention positions a new functional food product based on parsnip processing, devoid of these disadvantages, with a high content of monosaccharides and antioxidants and, above all, polyphenols.

Настоящая цель достигается использованием термически обработанных корнеплодов пастернака, получаемых по технологии, аналогичной использованию при приготовлении «черного» чеснока.The present goal is achieved by using thermally processed parsnip roots obtained by a technology similar to that used in the preparation of "black" garlic.

Среди корнеплодов пастернак занимает одно из первых мест по содержанию легко усваиваемых углеводов. Кроме того, известно, что пастернак содержит в 3 раза больше пищевых волокон, чем чеснок, и характеризуется более богатым минеральным составом (Федорова и др., 2013).Among root vegetables, parsnip is one of the first in terms of the content of easily digestible carbohydrates. In addition, it is known that parsnips contain 3 times more dietary fiber than garlic, and are characterized by a richer mineral composition (Fedorova et al., 2013).

Согласно данным, представленным в табл. 1, новый функциональный продукт питания отличается от «черного» чеснока в 3 раза большим содержанием моносахаров и в 1,6 раз большим содержанием общего уровня сахаров. При этом исходное сырье (пастернак и чеснок) содержат низкие сходные уровни моносахаров, а уровень сахарозы в чесноке даже больше, чем корнеплодах пастернака в 2,5 раза. Моносахара (глюкоза и фруктоза) являются наиболее хорошо и быстро усваиваемыми углеводами, обеспечивающими организм энергией, и потребление их особенно важно при высоких физических нагрузках (для восстановления запасов гликогена; Cases et al, 2017; Gonzalez et al, 2017).According to the data presented in table. 1, the new functional food product differs from "black" garlic in 3 times higher content of monosaccharides and 1.6 times higher content of total sugar level. At the same time, the starting raw materials (parsnips and garlic) contain similar low levels of monosaccharides, and the level of sucrose in garlic is even 2.5 times higher than in parsnips. Monosugar (glucose and fructose) are the most readily and quickly absorbed carbohydrates that provide the body with energy, and their consumption is especially important during high physical activity (for the restoration of glycogen stores; Cases et al, 2017; Gonzalez et al, 2017).

По сравнению с исходными корнеплодами пастернака функциональный продукт содержит в 72,9 раза больше фруктозы и в 37,6 раз больше глюкозы.Compared to the original parsnip roots, the functional product contains 72.9 times more fructose and 37.6 times more glucose.

Данные табл. 2 показывают, что хотя по содержанию полифенолов и уровню антиоксидантной активности необработанные пастернак и чеснок практически не различаются, новый функциональный продукт способен обеспечить поступление в организм человека в 4,7 раз больше полифенолов и в 2 раза больше антиоксидантов, чем «черный» чеснок. Среди природных антиоксидантов полифенолы являются наиболее мощными антиоксидантами с выраженным антиканцерогенным действием (Rasouli, 2017)Table data. 2 show that although untreated parsnips and garlic practically do not differ in terms of the content of polyphenols and the level of antioxidant activity, the new functional product is able to provide 4.7 times more polyphenols and 2 times more antioxidants than “black” garlic. Among natural antioxidants, polyphenols are the most powerful antioxidants with a pronounced anticarcinogenic effect (Rasouli, 2017)

Источники информацииSources of information

Бускет О., Хейли Т, Джейкоб Д, Янусек Й, Ремес Д. Желатинизированный пищевой продукт с высокой эффективностью введения углеводов // пат РФ №2461226 С2; 27.02.2009 (аналог)Busquet O., Hayley T, Jacob D, Yanusek Y, Remes D. Gelatinized food product with high efficiency of carbohydrate administration // RF Pat. No. 2461226 C2; 02/27/2009 (analog)

Бутина ЕА, Шаззо ФР, Ясюк ОВ, Клиндухов ВП, Ханферян РА, Щипанова АА, Харченко АВ Пищевой функциональный продукт, обладающий антиоксидантными свойствами // пат РФ 2416941 С1 от 25.01.2010 (аналог)Butina EA, Shazzo FR, Yasyuk OV, Klindukhov VP, Khanferyan RA, Shchipanova AA, Kharchenko AV Functional food product with antioxidant properties // RF Pat. No. 2416941 C1 dated 25.01.2010 (analogue)

Воуфэл КА., Роббинс РД. Продукты, содержащие полифенолы; пат РФ 2417711 С2 от 28.06.2006 (аналог)Voufal CA., Robbins RD. Foods containing polyphenols; Patent RF 2417711 C2 dated 28.06.2006 (analogue)

Голубкина Н.А. Биологически активные соединения овощей / Н.А. Голубкина, С.М. Сирота, В.Ф. Пивоваров, А.Я Яшин, Я.И. Яшин // М. ВНИИССОК. - 2010Golubkina N.A. Biologically active compounds of vegetables / N.А. Golubkina, S.M. Sirota, V.F. Pivovarov, A. Ya Yashin, Ya.I. Yashin // M. VNIISSOK. - 2010

Ковалева ОН, Лапина ТМ Продукт белково-витаминный для питания спортсменов Пат РФ №2458609 от 22.09.2011 (аналог)Kovaleva ON, Lapina TM Protein-vitamin product for nutrition of athletes RF Patent No. 2458609 dated 09/22/2011 (analogue)

Коллеман Э. Питание для выносливости. Мурманск, изд. Тулома 2005 перевод с англ.Colleman E. Nutrition for endurance. Murmansk, ed. Tuloma 2005 translated from English.

Наумов А.О., И.Н. Смирнова, Л.В. Барабаш, И.И. Антипова, С.В. Верещагина Эффективность комплексного применения растительных адаптогенов, пантовых препаратов и продуктов пчеловодства в соревновательный период у спортсменов сложно-координационных зимних видов спорта // Спортивная медицина. - 2013 - Т. 1(10) - С. 194-195 (аналог)Naumov A.O., I.N. Smirnova, L.V. Barabash, I.I. Antipova, S.V. Vereshchagin The effectiveness of complex application of plant adaptogens, antler preparations and beekeeping products in the competitive period among athletes of difficult coordination winter sports // Sports Medicine. - 2013 - T. 1 (10) - S. 194-195 (analogue)

Рогов И.А., Титов Е.И., Митасева Л.Ф., Дегтярев П.С., Свергуненко С.Л., Куликов А.Н., Литвиенко ВИ, Селищева А.А., Сорокоумова Г.М. Пищевой продукт, содержащий антиоксидант из экстракта шлемника байкальского /// пат РФ №2228673 С1 - 2004 от 20.06.2003 (аналог)Rogov I.A., Titov E.I., Mitaseva L.F., Degtyarev P.S., Svergunenko S.L., Kulikov A.N., Litvienko VI, Selishcheva A.A., Sorokoumova G.M. A food product containing an antioxidant from an extract of Scutellaria baikal /// RF Pat. No. 2228673 C1 - 2004 dated 20.06.2003 (analogue)

Федорова М.И., Е.Г. Козарь, В.А. Степанова, И.Т. Балашова, Н.А. Голубкина, А.В. Беспалько Жизнеспособность и повышение посевных качеств семян пастернака // М.: ВНИИССОК. - 2013Fedorova M.I., E.G. Kozar, V.A. Stepanova, I. T. Balashova, N.A. Golubkina, A.V. Bespalko Viability and improvement of sowing qualities of parsnip seeds // M .: VNIISSOK. - 2013

Cases J, С Romain, Cr

Linda H. Chung, J M

С Laurent, S Gaillet, E Prost-Camus, M Prost, P E. Alcaraz Improves Physical Performance during High-Intensity Exercise: A Randomized, Double Blind, Crossover Trial // Nutrients 2017, 9, 421; doi:10.3390/nu9040421Cases J, C Romain, Cr

Linda H. Chung, JM

With Laurent, S Gaillet, E Prost-Camus, M Prost, P E. Alcaraz Improves Physical Performance during High-Intensity Exercise: A Randomized, Double Blind, Crossover Trial // Nutrients 2017, 9, 421; doi: 10.3390 / nu9040421

Choi I.S., Cha H.S., Lee Y.S. Physicochemical and Antioxidant Properties of Black Garlic // Molecules - 2014 - Vol. 19 - P. 16811-16823; doi:10.3390/molecules 191016811Choi I.S., Cha H.S., Lee Y.S. Physicochemical and Antioxidant Properties of Black Garlic // Molecules - 2014 - Vol. 19 - P. 16811-16823; doi: 10.3390 / molecules 191016811

Ferreira M.S.L., Santos M.C.P., Moro T.M.A., Basto G.J., Andrade R.M.S.,

Formulation and characterization of functional foods based on fruit and vegetable residue flour // J Food Sci Technol. 2015, 52(2): 822-830 (аналог)Ferreira MSL, Santos MCP, Moro TMA, Basto GJ, Andrade RMS,

Formulation and characterization of functional foods based on fruit and vegetable residue flour // J Food Sci Technol. 2015, 52 (2): 822-830 (analog)

Gonzalez J.Т., Fuchs C.J., Betts J.A., van Loon L.J.C. Glucose Plus Fructose Ingestion for Post-Exercise Recovery-Greater than the Sum of Its Parts? // Nutrients - 2017 - Vol. 9 - P. 344; doi:10.3390/nu9040344.Gonzalez J.T., Fuchs C.J., Betts J.A., van Loon L.J.C. Glucose Plus Fructose Ingestion for Post-Exercise Recovery-Greater than the Sum of Its Parts? // Nutrients - 2017 - Vol. 9 - P. 344; doi: 10.3390 / nu9040344.

Helkar PB, Sahoo AK, Patil NJ Review: Food Industry By-Products used as a Functional Food Ingredients// Int J Waste Resour - 2016 - 6:248. doi:10.4172/2252-5211.1000248 (аналог)Helkar PB, Sahoo AK, Patil NJ Review: Food Industry By-Products used as a Functional Food Ingredients // Int J Waste Resour - 2016 - 6: 248. doi: 10.4172 / 2252-5211.1000248 (analog)

Hodek P., Trefil P.,

M. Flavonoids-potent and versatile biologically active compounds interacting with cytochromes P450 // Chem. - Biol. Interact. - 2002. - Vol. 139 - P. 1-21Hodek P., Trefil P.,

M. Flavonoids-potent and versatile biologically active compounds interacting with cytochromes P450 // Chem. - Biol. Interact. - 2002. - Vol. 139 - P. 1-21

Key T.J., Schatzkin A., Willett W.C., Allen N.E., Soencer E.A., Travis R.C. Diet, nutrition and the prevention of cancer // Public Health Nutr. - 2004. - Vol. 7. - P. 1287-1300Key T.J., Schatzkin A., Willett W.C., Allen N.E., Soencer E.A., Travis R.C. Diet, nutrition and the prevention of cancer // Public Health Nutr. - 2004. - Vol. 7. - P. 1287-1300

Rasouli H Polyphenols and their benefits: a review // Int J Food Properties Volume 20, 2017 - Issue sup 2 - P. 1700-1741 https://doi.org/10.1080/10942912.2017.1354017Rasouli H Polyphenols and their benefits: a review // Int J Food Properties Volume 20, 2017 - Issue sup 2 - P. 1700-1741 https://doi.org/10.1080/10942912.2017.1354017

Ryu J.H., Kang D. Physicochemical properties, biological activity, health benefits, and general limitations of aged black garlic: A Review // Molecules - 2017 - Vol. 22(6): pii: E919. doi:10.3390/molecules22060919 (прототип).Ryu J.H., Kang D. Physicochemical properties, biological activity, health benefits, and general limitations of aged black garlic: A Review // Molecules - 2017 - Vol. 22 (6): pii: E919. doi: 10.3390 / molecules22060919 (prototype).

Sonia N.S., Mini C., Geethalekshmi P.R Vegetable peels as natural antioxidants for processed foods - A review // Agricultural Reviews, 37 (1) 2016: 35-41 (аналог).Sonia N.S., Mini C., Geethalekshmi P.R Vegetable peels as natural antioxidants for processed foods - A review // Agricultural Reviews, 37 (1) 2016: 35-41 (analogue).

Claims (1)

Функциональный продукт питания, характеризующийся тем, что он представляет собой термически обработанные корнеплоды пастернака и включает в расчете на сухую массу 25,5±4,5% фруктозы, 25,2±1,9% глюкозы, а также содержит полифенолы в количестве 22,6±2,2 мг-экв. галловой кислоты на г сухой массы и имеет антиоксидантную активность 26,1±3,6 мг-экв. галловой кислоты на г сухой массы.A functional food product, characterized by the fact that it is thermally processed parsnip root crops and includes, based on dry weight, 25.5 ± 4.5% fructose, 25.2 ± 1.9% glucose, and also contains 22 polyphenols, 6 ± 2.2 mEq. gallic acid per g dry weight and has an antioxidant activity of 26.1 ± 3.6 mEq. gallic acid per g dry weight.