Цель исследования – разработать специализированный продукт на растительной основе с направленными функциональными свойствами в области поддержки баланса полезной микрофло-ры кишечника и защитных сил организма. Разработана новая форма капсулированной биологиче-ски активной добавки (БАД) растительного происхождения. Дана характеристика ингредиентно-го состава специализированного продукта, включающего масло черного тмина, каприлат маг-ния, СО2-экстракт гвоздики душистой, эфирные масла чеснока, корицы и чайного дерева, что послужило основанием для качественного и количественного определения рецептуры БАД, мг/1 капсулу: масло горного тмина – 253 (линолевая кислота – Омега 6 – не менее 125); магния капри-лат – 50; корицы, эфирное масло – 5; гвоздики СО2-экстракт – 4; чайного дерева, эфирное масло – 1,5; чеснока, эфирное масло – 1. Технология производства состоит из следующих стадий: по-лучение смеси компонентов для ее капсулирования; приготовление растворимого желатина; соб-ственный процесс капсулирования и досушивания; экспертирование внешнего вида капсул; при-готовление и нанесение ацидорезистентного пленочного покрытия. Изучены показатели каче-ства и безопасности разработанного продукта по окончании 27 месяцев хранения при 15 °С и влажности воздуха не более 60 %. Установлены регламентируемые показатели критерия пище-вой ценности по содержанию линолевой кислоты – 125 мг/капсулу. С учетом отсутствия отри-цательных санитарно-токсикологических изменений безопасности определены сроки хранения БАД – 2 года при указанных выше параметрах. Употребление рекомендуемого количества про-дукта – по 1 капсуле 4 раза в день гарантирует поступление 50 мг линолевой кислоты, или 50 % от рекомендуемого суточного потребления. На основании экспертного заключения Роспотреб-надзора и свидетельства о государственной регистрации БАД рекомендован для улучшения ра-боты пищеварительного тракта, профилактики и комплексного лечения кожных или грибковых заболеваний. Производится на предприятиях компании «АртЛайф» (г. Томск).
биологически активный фитокомплекс, БАД, ингредиенты, рецептура, технология, функцио-нальные свойства, направления использования
Введение. Использование природных биологически активных веществ растительного происхождения и их комплексов в коррекции обменных нарушений и сохранении здоровья является одним из ключевых векторов современной нутрициологии и диетологии. Особую актуальность эта проблема приобретает для поддержки полезной микрофлоры кишечника, учитывая ее роль в обмене веществ, профилактике и лечении заболеваний различной этиологии [1].
Состояние микрофлоры кишечника играет определяющую роль в обменных процессах организма, обеспечении работоспособности и качества жизни. В этой связи важным аспектом современной биотехнологии и нутрициологии является коррекция микробиома с использованием фактора питания [2-4].
Цель исследования – разработать специализированный продукт на растительной основе с направленными функциональными свойствами в области поддержки баланса полезной микрофлоры кишечника и защитных сил организма.
Задачи: дать характеристику рецептурных ингредиентов, определяющих функциональную направленность разрабатываемого фитокомплекса; определить качественный и количественный состав рецептуры специализированного продукта в форме БАД; разработать технологию производства БАД с установлением регулируемых технологических параметров; определить срок годности готового продукта на основании исследования санитарно-гигиенических и санитарно-токсикологических показателей; провести промышленную апробацию.
Методы. Использованы общедоступные и специальные методы исследований.
Отбор и подготовку проб проводили по ГОСТ 15113.0; для микробиологических испытаний – по ГОСТ 26669, ГОСТ 26670, ГОСТ 31904; для определения токсичных элементов – по ГОСТ 26929.
Определение содержания линолевой кислоты проводили по ГОСТ 31663; микробиологических показателей – по ГОСТ 31659, токсичных элементов – по ГОСТ 30178, ГОСТ Р 53183, ГОСТ 31707, Р 4.1.1672; пестицидов – по ГОСТ 30349.
Результаты и их обсуждение. Разработан новый фитокомплекс – специализированный продукт в форме БАД. Дана биохимическая характеристика входящих в ее состав биологически активных ингредиентов и их действующих начал.
Масло черного тмина. В состав масла входит значительное количество полиненасыщенных жирных кислот. Содержатся витамины А, Е и Д, бета-каротин, минеральные вещества (кальций, фосфор, медь, железо, другие микро- и макроэлементы). Присутствуют эфирные масла, фосфолипиды, энзимы, аминокислоты, в т. ч. аргинин, сапонины, флавоноиды, поли- и моносахариды, дубильные вещества, алкалоиды, фитостеролы (бета-ситостерин, камперстин и др.) [5, 6].
Многочисленными исследованиями показано, что масло черного тмина нормализует работу ЖКТ, активирует иммунную систему, обладает бактерицидным действием, снижает уровень холестерина в крови. Антиоксидантные свойства тмина способствуют связыванию и выведению из организма ксенобиотиков, разрушающих клеточную оболочку.
Получают масло из сырых семян горного тмина методом холодного отжима, что позво-ляет максимально сохранить весь набор биологически активных веществ и их функциональные свойства.
Каприлат магния. Магниевая соль каприловой кислоты. Поддерживает баланс микробиоты толстого кишечника, регулирует рост дрожжевых грибков, не препятствуя размножению сапрофитных бактерий.
СО2-экстракт гвоздики душистой. Основным компонентом экстракта является эфирное масло, в состав которого входят ароматические компоненты – иланген, метилбензоат и кариофиален, эвгенол (70 %), гептанол, эвгенол-ацетат (13 %). Исходя из своего состава, экстракт гвоздики губительно действует на болезнетворные микроорганизмы, особенно протеолитической флоры, вызывающей гнойные поражения, оказывает противогрибковый эффект. Является иммуностимулятором, активизируя Т-лимфоциты, разрушающе влияет на вирус гриппа, улучшает свойства желчи, повышает антитоксические функции печени.
Благодаря наличию в эфирном масле кариофиллена формируется жгуче-ароматический вкус, возбуждающий аппетит и стимулирующий сокоотделение, что в целом способствует пищеварению и нормализует микробиоту кишечника [7].
Эфирное масло чеснока. Содержит серу и аллицин, которые губительны для вредных бактерий и вирусов. Эти свойства усиливаются наличием фитонцидов, которые являются также противогельминтным средством и проявляют положительный эффект при кишечных инфекциях. Эфирное масло чеснока активизирует перистальтику кишечника, обеспечивая нормальный транзит содержимого ЖКТ [8].
Эфирное масло коры корицы. Основным биологически активным компонентом является коричный альдегид (до 80 %). В состав эфирного масла входят эвгенол, (-)-лимонен, β-фелландрен, нонаналь, камфен, линалоол, α- и β-пинены, кариофиллен, камфен, метилкумарин, бензальдегид, камфора, альдегиды (гидрокоричный, салициловый, метилсалициловый и куминовый), другие минорные биологически активные вещества, обладающие широким спектром фармакологических действий. К ним относятся: противопаразитарное, антиоксидантное, противовоспалительное, антиагрегатное – улучшающее кровообращение, противовирусное. Подавляет грибковые и бактериальные инфекции ЖКТ, что способствует усилению иммунной функции, в том числе при борьбе с окислительным стрессом [9].
Эфирное масло чайного дерева. Содержит более 95 биологически активных компонентов, где основными являются монотерпены (до 49 %) и дитерпены (до 38 %), из редко встречающихся в природе обнаружены аллигексаноат, каквиридифлорен (до 1 %), α-терпинеол, β-терпинеол (0,25 %). Наличие в эфирном масле терпинен- 4-ола (не ниже 30 %) и цинеола (не выше 15 %) обусловливает бактерицидные свойства, предотвращает бактериальную, вирусную и грибковую инфекции [10,11].
Представленная характеристика рецептурных ингредиентов свидетельствует об их синергических свойствах в отношении поддержания баланса полезной микрофлоры кишечника и защитных сил организма.
Используемое для производства сырье должно соответствовать требованиям технических регламентов.
Рецептурный состав БАД на растительной основе представлен в таблице 1.
Таблица 1
Рецептурный состав БАД
|
Компонент |
Содержание, мг |
% от АУП |
||
|
1 капсула |
4 капсулы |
4 капсулы |
||
|
Масло черного тмина Линолевая кислота (Омега-6), не менее |
253 125 |
1012 500 |
50 |
|
|
Магния каприлат |
50 |
200 |
– |
|
|
Масло эфирное корицы |
5 |
20 |
– |
|
|
СО2 экстракт гвоздики |
4 |
16 |
– |
|
|
Масло эфирное чайного дерева |
1,5 |
6 |
– |
|
|
Масло эфирное чеснока |
1 |
4 |
– |
|
|
Наполнитель |
||||
|
Кремния диоксид (AEROSIL 380) (носитель) |
5 |
– |
– |
|
|
Гриндокс 539 (антиокислитель) (аскорбилпальмитат, концентрат смеси токоферолов, лецитин, рапсовое масло) |
0,5 |
– |
– |
|
|
Итого масса содержимого капсулы |
320 |
– |
– |
|
|
Оболочка капсулы шовной мягкой желатиновой |
||||
|
Желатин (носитель) |
144 |
– |
– |
|
|
Д-Сорбит (агент влагоудерживающий) |
18 |
– |
– |
|
|
Глицерин (агент влагоудерживающий) |
18 |
– |
– |
|
|
Итого масса оболочки капсулы мягкой желатиновой |
180 |
– |
– |
|
|
Итого масса заполненной капсулы |
500 |
– |
– |
|
|
Кишечнорастворимая оболочка капсулы |
||||
|
Колликут МАЕ 100Р (носитель) |
68,95 |
– |
– |
|
|
Пропиленгликоль (агент влагоудерживающий) |
45 |
– |
– |
|
|
Тальк (агент антислеживающий) |
42,62 |
– |
– |
|
|
Поливинилпирролидон (коллидон) (загуститель) |
18,95 |
– |
– |
|
|
Титана диоксид (краситель) |
2,37 |
– |
– |
|
|
Железа оксид красный (краситель) |
0,9 |
– |
– |
|
|
Железа оксид черный (краситель) |
0,71 |
– |
– |
|
|
Железа оксид желтый (краситель) |
0,5 |
– |
– |
|
|
Итого масса кишечнорастворимой оболочки |
180 |
– |
– |
|
|
Итого масса заполненной капсулы покрытой кишечнорастворимой оболочкой |
680 |
– |
– |
|
|
Цвет оболочки капсулы |
Коричневый |
|||
|
Форма и размер капсулы |
Овал |
|||
Технология производства капсулированной формы БАД включает: изготовление смеси рецептурных ингредиентов для ее капсулирования; желатина в растворе; автоматический процесс капсулирования и досушивания; экспертирование внешнего вида; приготовление и нанесение на капсулу пленочного покрытия; фасование и упаковывание готового продукта.
Приготовление смеси для капсулирования. Рецептурные компоненты дозируют и смешивают в следующем порядке, помещая в реактор-гомогенизатор: масло горного тмина; гриндокс 539; эфирное масло корицы; СО2-экстракт гвоздики; масло чайного дерева; эфирное масло чеснока; каприлат магния (предварительно смешивают с неосилом, измельчают на молотковой мельнице с ситом № 4 и добавляют в масляную смесь при постоянном перемешивании); аэросил 380 (вносят в масляную смесь при постоянном перемешивании), гомогенизируют 5 мин и сливают приготовленную смесь через сито 1,0 мм. Качество полупродукта проверяют на отсутствие посторонних включений, комков.
Изготовление желатина в растворе. Определяются параметры работы смесителя с необходимым содержанием подготовленной воды (температура 85 °С) и заданной скоростью работы мешалки (35 об/мин). Заданные по рецептуре ингредиенты (желатин, сорбит, глицерин, очищенная вода) помещают в смеситель с последующей загрузкой консервантов и пигментов в качестве вспомогательных веществ.
Предварительно готовят раствор желатина в течение 2,5 ч на 210 кг готовой продукции. Затем его выгружают и пропускают через фильтр с размером ячеек 0,2 мм, отстаивают на протяжении 4 ч при температуре 60 °С. Хранят в специальной емкости не более суток.
Капсулирование проводят на автоматическом капсульном оборудовании, досушивание – в сушильных камерах, выдерживая их до прекращения изменений массы при экспозиции до 60 ч.
Внешний вид капсулы должен отвечать заданным требованиям, после чего готовый продукт отправляют в экспедицию с указанием необходимой маркировки согласно требованиям Технического регламента.
Нанесение ацидорезистентного пленочного покрытия (АРПП). Проводят на установке Manesty-350. Для приготовления суспензии пленочного покрытия в емкость дозируют расчетное количество воды, добавляют при перемешивании оксиды железа красного, черного, желтого и гомогенизируют.
Полученную суспензию красителей поме-щают в реактор-гомогенизатор, дозируют заданное количество воды и гомогенизируют.
Засыпают при работающей мешалке колликут, перемешивают 60 мин и добавляют пропиленгликоль. В отдельной емкости перемешивают и просеивают (через вибросито 1,0) тальк, диоксид титана, коллидон 30 и небольшими порциями засыпают при работающей мешалке в реактор-гомогенизатор с раствором колликута. После 1 мин гомогенизации приготовленную суспензию АРПП фильтруют через нейлоновый фильтр (0,315–0,45 мм), подключают реактор-гомогенизатор к установке для нанесения пленочного покрытия и распыляют до достижения массы АРПП – 19 % от всей капсулы.
Смесь для капсулирования и суспензия АРПП хранятся не более 3 сут.
Готовые капсулы, соответствующие требованиям технической документации, направляют на фасовку и упаковку.
Для установления сроков реализации продукт помещали для хранения при 15–25 °С в течение 27 мес. (влажность воздуха не должна превышать 60 %). По истечении указанного срока определяли качественные характеристики – микробиологические, органолептические, физико-химические. Регламентируемый показатель пищевой ценности определяли по содержанию линолевой кислоты, Омега 6 в 1 капсуле не менее 125 мг.
Изучали органолептические и физико-химические показатели разработанного продукта (табл. 2).
Таблица 2
Регламентируемые органолептические и физико-химические показатели качества БАД
|
Показатель |
Характеристика |
|
Внешний вид |
Капсула шовная мягкая желатиновая, с кишечнорастворимой оболочкой |
|
Цвет содержимого капсулы |
Масляная суспензия коричневого цвета, допускается мутность, выпадение осадка |
|
Запах и вкус |
Специфический |
|
Средняя масса капсулы, мг |
680 (612–748) |
|
Содержание линолевой кислоты (Омега-6), мг, в 1 капсуле, не менее |
125 |
При определении санитарно-гигиенических показателей патогенные микроорганизмы, в т. ч. сальмонеллы, не обнаружены, что соответствует требованиям действующего нормативного документа (ТР ТС 021 /2011).
Содержание тяжелых металлов и пестицидов в испытуемых образцах находилось в пределах установленных норм.
На основании проведенных исследований установлен срок годности готового специализированного продукта – 2 года со дня изготовления при указанных условиях с «запасом прочности» 3 месяца.
Рекомендации к применению: 4 раза в день по 1 капсуле во время еды. Курс приема – 45 дней. Употребление указанного количества БАД обеспечивает поступление 500 мг линолевой кислоты (Омега 6), что составляет 50 % от АУП (АУП – адекватный уровень суточного потребления).
Пищевая ценность 100 г продукта, г: белки – 19; жиры – 37; углеводы – 0,2; энергетическая ценность, ккал – 420.
Специализированный продукт на растительной основе рекомендуется для формирования полезной микрофлоры и улучшения работы пищеварительного тракта, а также для повышения защитных сил организма за счет иммуностимулирующих, антиоксидантных и бактерицидных свойств.
Эффективность и функциональная направленность БАД подтверждены экспертным заключением Роспотребнадзора и свидетельством о регистрации.
Рецептура и технология апробированы, продукт производится на предприятиях ООО «АртЛайф» (г. Томск). Стабильность качественных характеристик гарантируется сертификацией производства по требованиям ISO 22000 и GMP.
Заключение
1. Дана характеристика рецептурных компонентов и действующих начал разрабатываемого продукта, что послужило основанием для разработки качественного и количественного состава рецептуры, определения функциональной направленности и синергических свойств.
2. Разработана технология БАД с определением регулируемых технологических параметров производства.
3. На основании исследований показателей безопасности при хранении специализированного продукта установлен срок годности – 2 года со дня изготовления при температуре 15–25 °С и влажности не более 60 % с гарантированным «запасом прочности» 3 месяца.
4. Проведена промышленная апробация в условиях предприятия, сертифицированного по требованиям международных стандартов ISO 22000 и GMP, что обеспечивает стабильность качественных характеристик и востребованность продукта на потребительском рынке.
1. Вековцев А.А., Никитюк Д.Б., Позняковс-кий В.М. Новые масштабные биотехноло-гические проекты в метаболической кор-рекции дисфункциональных состояний и синдромов дезадаптации // Актуальные проблемы хранения и переработки сель-скохозяйственного сырья: кол. монография. СПб.: Лань, 2020. С. 18–26.
2. Микробиом и биохакинг: парадигма управ-ления здоровьем / А.А. Вековцев [и др.] // Индустрия питания. 2021. Т. 6, № 2. С. 16–32.
3. Биотехнологическая программа в форме БАД для поддержки индигенной микрофло-ры кишечника / Б. Тохириён [и др.] // Вест-ник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Пищевые и биотехноло-гии. 2020. Т. 8, № 2. С. 65–73.
4. Черешнев В.А., Позняковский В.М. Фактор питания и эволюционно-генетическое фор-мирование кишечной микрофлоры: значе-ние для сохранения иммунитета и здоровья // Индустрия питания. 2020. Т 6, №3. С. 5–16.
5. Алхасова Х.М., Соловьев В.Г. Состав и биологические свойства масла Черного тмина (обзор литературы) // Научный меди-цинский вестник Югры. 2021. Т. 30, № 4. С. 14–20. DOI:https://doi.org/10.25017/2306-1367-2021-30-4-14-20.
6. Шахин М., Долганова Н.В. Исследование характеристик масла черного тмина, олив-кового масла и купажированной композиции с повышенными функциональными свой-ствами // Технология и товароведение ин-новационных пищевых продуктов. 2021. № 3 (68). С. 35–38. DOI:https://doi.org/10.33979/2219-8466-2021-68-3-35-38.
7. Мишарина Т.А., Алинкина Е.С., Медведе-ва И.Б. Антирадикальные свойства эфир-ных масел и экстрактов гвоздики и души-стого перца // Прикладная биохимия и мик-робиология. 2015. Т. 51, № 1. С. 99. DOI:https://doi.org/10.7868/S0555109915010092.
8. Сравнительное исследование эфирных ма-сел лука и чеснока методами тонкослойной хроматографии и хромато-масс-спектромет-рии / Д.С. Байгаров [и др.] // Традиционная медицина. 2008. № 2(13). С. 37–43.
9. Ломова М.А. Исторический опыт и перспек-тивы использования коры корицы и корич-ного эфирного масла // Современная Рос-сийская наука: актуальные вопросы, до-стижения и инновации: сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. (Пенза, 23 февраля 2021 г.). Пенза: Наука и Просвещение, 2021. С. 276–278.
10. Сидорова Н.Р., Виноградова А.В. Оценка антимикробных свойств эфирных масел // Современные научные взгляды в эпоху глобальных трансформаций: проблемы, новые векторы развития: мат-лы XLII Все-рос. науч.-практ. конф. (Ростов-на-Дону, 16 декабря 2021 г.). Ростов н/Д.: ВВМ, 2021. С. 854–856.
11. Куркина Ю.Н., Есина Е.П., Барскова А.С. Фитонцидная активность натуральных эфир¬ных масел // Заметки ученого. 2020. № 1(44). С. 28–31.
