Способ приготовления диетических продуктов питания

 

Способ приготовления диетических продуктов питания относится к пищевой промышленности и может быть использован для профилактики и снижения риска заболеваний сердечно-сосудистой и опорно-двигательной системы, особенно в регионах мира с низкой минерализацией природной воды. Данный способ предусматривает обогащение диетических продуктов питания растворимыми солями кальция и магния, а также использование питьевой воды и пищевых компонентов, предусмотренных рецептурой, при этом растворимые соли кальция и магния вводят непосредственно в используемую питьевую воду, корректируя ее минеральный состав из расчета конечного содержания в ней кальция и магния, равного 20-120 мг Са²⁺ и 10-70 мг Мg²⁺ на 1 л воды. Для улучшения потребительских свойств продуктов и условий их хранения продукты дополнительно обогащают минеральными добавками, содержащими также соединения меди, и/или серебра, и/или цинка, и/или лития, и/или марганца, и/или железа, и/или фтора, и/или селена, и/или натрия, и/или калия. Коррекция минерального состава питьевой воды и различных продуктов питания, производимых с использованием питьевой воды, особенно в регионах с мягкой природной водой будет несомненно способствовать первичной профилактике заболеваний, прямо или косвенно связанных с недостаточным поступлением кальция и магния в организм, и приведет к снижению частоты инфарктов миокарда, стенокардии, инсультов, рахита, остеопатий, кардиопатии и т.п. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к приготовлению диетических продуктов питания, обогащенных минеральными веществами, для профилактики и снижения риска заболеваний сердечно-сосудистой и опорно-двигательной системы, особенно в регионах мира с низкой минерализацией природной воды.

"Мягкая" питьевая вода, то есть вода с низким содержанием двухвалентных катионов (кальция и магния), является экологическим фактором риска Са- и Мg-зависимых нарушений и патологии. По данным эпидемиологических исследований, полученных под эгидой ВОЗ, отмечается самая высокая распространенность сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний опорно-двигательного аппарата в регионах с мягкой природной водой, практически лишенных минералов кальция и магния. Исследования особенностей питания различных популяций показали, что население даже развитых стран находится в состоянии хронического дефицита кальция и магния. В регионах с мягкой природной водой, таких как Северо-Запад России и Европы, находившихся под единым ледниковым щитом, а также Япония, Канада и Бразилия, эта ситуация усугубляется практически полным отсутствием кальция и магния в питьевой воде. Так, для населения Санкт-Петербурга только в возрасте 40-59 лет проблема гипертонической болезни затрагивает несколько сот тысяч человек, дополнительно к среднему по стране уровню. В условиях роста организма, развития стресса, наличия ряда заболеваний, лекарственной терапии гликозидами, диуретиками этот хронический дефицит усиливается повышенным выведением кальция и магния из организма. Потери кальция организмом только за счет отсутствия этого элемента в воде для человека составляют от 3,0 до 4,5 кг на протяжении жизни.

Уровень кальция является универсальной системой регуляции всех клеточных функций независимо от типа клеток. Недостаток кальция в воде также сказывается на увеличение всасывания и токсического действия тяжелых металлов, концентрация которых значительно возросла в современных условиях урбанизации и нарастающего загрязнения водоемов. Тяжелые металлы конкурируют с кальцием в клетке и замещают ионы кальция в важнейших регуляторных белках, нарушая таким образом их нормальную работу.

Магний является кофактором более чем 300 внутриклеточных ферментов, вовлеченных в метаболические процессы, протекающие с затратой энергии - реакции с участием АТФ и других трифосфатов. Магний задействован в ферментативных реакциях, регулирующих метаболизм углеводов, липидов и белков, а также участвует в регуляции клеточной проницаемости и нейромышечной возбудимости. Дефицит магния приводит к обызвествлению артерий, повышенному камнеобразованию, особенно при малых поступлениях кальция.

Одним из первых проявлений влияния хронического дефицита кальция и магния на организм является снижение уровня этих катионов в плазме крови, а на этом фоне повышение артериального давления, высвобождение кальция и парадоксальное нарастание кальций-аккумулирующей способности тканей, особенно сосудистой стенки, миокарда, почек. Дефицит поступления минералов извне покрывается мобилизацией их из костных депо и, соответственно, истощением собственных резервов организма.

Известно, что суточная потребность человека в кальции и магнии должна удовлетворяться за счет питьевой воды (до 50%) и пищи. Известно также, что кальций и магний должны поступать в организм в определенном соотношении. При отсутствии необходимого баланса этих элементов происходит неправильное распределение кальция в организме.

Для восполнения дефицита кальция и/или магния в организме и снижения риска заболеваний сердечно-сосудистой и опорно-двигательной системы известно применение минеральных добавок, содержащих кальций и/или магний, вводимых в пищевые продукты в процессе их приготовления [1-5] CША, патент 5364642; Франция, опубликованные заявки N 2567369, 2620907.

В описанных способах минеральные добавки в виде порошков или растворимых концентратов вводят в различные продукты питания: напитки и соки; кондитерские и хлебо-булочные изделия; молочные, мясные и овощные продукты, поддерживая определенный уровень в них кальция и магния, адекватный физиологическим потребностям организма.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ приготовления диетических продуктов питания для снижения риска кальций-зависимых нарушений, включающий использование питьевой воды, пищевых компонентов, обогащение продуктов минеральными добавками, содержащими растворимые соли кальция в определенном количестве [6] Недостатком всех известных способов, включая и наиболее близкий аналог (прототип), является то, что обогащение продуктов питания кальцием и/или магнием проводят без учета и коррекции минерального состава используемой питьевой воды, сбалансированного соотношения кальция и магния и их усвояемости организмом.

Задачей изобретения является обогащение продуктов питания кальцием и магнием в легко усвояемой, сбалансированной и доступной форме.

Поставленная задача решается в заявляемом способе приготовления диетических продуктов питания для профилактики и снижения риска заболеваний сердечно-сосудистой и опорно-двигательной системы, включающем использование питьевой воды, компонентов пищи, предусмотренных рецептурой, обогащение продуктов минеральными добавками, содержащими растворимые соли кальция, и отличающемся тем, что продукты дополнительно обогащают минеральными добавками, содержащими растворимые соли магния, при этом соли кальция и магния вводят непосредственно в используемую питьевую воду, корректируя ее минеральный состав из расчета конечного содержания в ней кальция и магния, равного 20-120 мг Са²⁺ и 10-70 мг Мg²⁺ на 1 л воды.

Для улучшения потребительских свойств продуктов и условий их хранения продукты дополнительно обогащают минеральными добавками, содержащими соединения меди, серебра, цинка, лития, марганца, железа, фтора и другие.

В основу отличительных признаков изобретения положено проведенное нами исследование по степени усвояемости организмом кальция и магния, находящихся в воде и в пищевых компонентах.

Исследование проводили на крысах-самцах линии Wistar в возрасте 10-12 недель. Животные получали стандартный корм, содержащий, Na 0,3, K 0,8, Ca 0,2, Mg 0,2. Полученные результаты по степени усвояемости кальция и магния из воды и из пищи представлены соответственно в табл. 1 и 2.

В табл. 1 приведены сравнительные данные по усвоению и выведению кальция из организма при употреблении обогащенной кальцием воды и пищи.

Для контроля суммарного потребления и выведения кальция животные перед началом эксперимента и по окончании его в течение суток не получали пищи и воды. Корм (10 г/сут) и вода (30 мл/сут) полностью потреблялись животными. Для разграничения пулов кальция воды и кальция пищи в питьевую воду, содержащую 100 мг/л Са²⁺, добавляли ионы ⁴⁵Са²⁺ путем внесения ⁴⁵СаCl₂ (2 мкКи/мл). Ежедневно в течение трех дней собирали мочу и экскременты животных, прокаливали в муфельной печи, растворяли в азотной кислоте, разбавляли дистиллированной водой и определяли концентрацию кальция в полученном растворе методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в воздушно-ацетиленовом пламени. Радиоактивность собранного материала измеряли при помощи сцинтилляционного счетчика радиоактивности. Зная удельную радиоактивность питьевой воды, содержание кальция в воде и в пище, а также радиоактивность экскрементов и содержание в них кальция, рассчитывали количество выделенного и усвоенного кальция из пищи и питьевой воды.

Из представленных в табл.1 данных видно, что наблюдается практическое полное усвоение и минимальная степень выведения кальция при его потреблении из питьевой воды. Несмотря на то, что потребление кальция из питьевой воды было значительно ниже, чем из пищи, вклад водного пула этого элемента в суммарное всасывание составил 34% В табл.2 представлены данные по усвоению и выведению магния при употреблении обогащенной этим элементом пищи и питьевой воды. Для исследования вклада магния, содержащегося в питьевой воде, животные были разделены на две группы. Животные первой группы получали на фоне стандартной диеты, указанной выше, питьевую воду, не содержащую магний (магний-дефицитная группа). Вторая группа животных получала воду, содержащую 50 мг/л магния. Описанным выше методом исследовали экскрекцию магния. Из представленных в табл. 2 результатов следует, что животные, не получавшие с водой магния, отличались повышенной экскрецией магния. В противоположность этому животные, получавшие скорректированную по магнию воду, усваивали большее суммарное количество этого элемента.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о существенно большей усвояемости кальция и магния из питьевой воды, чем из пищи. Совокупность отличительных признаков предлагаемого изобретения, основанная на полученных результатах, заключается в том, что при обогащении продуктов минеральными добавками содержащиеся в них растворимые соли кальция и магния непосредственно вводят в используемую при приготовлении продуктов питьевую воду. При этом для обеспечения физиологической потребности организма и сбалансированного соотношения легко усвояемых кальция и магния корректируют минеральный состав используемой питьевой воды с учетом конечного содержания в ней кальция и магния, равного 20-120 мг кальция и 10-70 мг магния на 1 л воды.

Нижеследующие примеры иллюстрируют практическую реализацию изобретения при приготовлении различных диетических продуктов питания для профилактики и снижения риска заболеваний, связанных с Са-, Мg-нарушениями в организме. В представленных примерах приводятся сбалансированные количественные соотношения различных компонентов при приготовлении различных продуктов с использованием питьевой воды (напитков, соков, лимонадов, хлебо-булочных изделий, мясных, овощных и других продуктов питания).

Пример 1. Приготовление искусственно-минерализованной столовой воды (газированной и негазированной), предназначенной для повседневного употребления и приготовления пищи и напитков.

1.1. Для регионов с природной водой, практически не содержащей минеральных солей (способ максимальной минерализации): вода питьевая 1000 г; соли кальция (варианты), мг: СаСl₂ 333, СаСl₂·2H₂O 441, СаСl₂·6H₂O 657, 1М раствор СаСl²⁺ 3,11; соли магния (варианты), мг: MgSO₄·7H₂O 718,9, MgCl₂ 277,6, 1М раствор MgSO₄ 2,93, 1М раствор MgCl₂ 2,93.

1.2. Для регионов с природной водой, содержащей недостаточное количество минеральных солей (способ минимальной минерализации): вода питьевая 1000 г; соли кальция (варианты), мг: СаСl₂ 55,5, СаСl₂·2Н₂О 73,5, СаСl₂·6Н₂О 109,5, 1М раствор СаСl²⁺ 0,517; соли магния (варианты), мг: МgSO₄·7H₂O 102,7; MgCl₂ 39,65, 1М раствор МgSO₄ 0,42, 1М раствор МgСl₂ 0,42.

Пример 2. Композиция минеральных солей для приготовления искусственно-минерализованной питьевой воды.

2.1. Максимальная минерализация для приготовления питьевой воды, содержащей 120 мг/л и 70 мг/л магния.

2.1.1. Композиция в виде концентрированных растворов минеральных солей.

2.1.1.1. Двухкомпонентная минеральная композиция 500-кратной концентрации.

Компонент 1: вода питьевая (или вода дистиллированная) 1000 г; соли кальция (варианты), г: СаСl₂ 166,5, СаСl₂·2Н₂0 220,5, СаCl₂·6Н₂О 328,5.

Компонент 2: вода питьевая (или вода дистиллированная) 1000 г; соли магния (варианты), г: МgSO₄ 359,45, MgCl₂ 138,8.

2.1.1.2. Однокомпонентная минеральная композиция 100-кратной концентрации: вода питьевая 1000 г; МgCl₂ 27,76; соли кальция (варианты), г: СаСl₂ 33,3, СаСl₂·2Н₂О 44,1, СаСl₂·6Н₂О 65,7.

2.1.2. Композиция в виде порошков или таблеток, рассчитанная на приготовление 1 л минерализованной воды: соли кальция (варианты), мг: СаСl₂ 333, СаСl₂·2Н₂О 441, СаСl₂·6Н₂О 657; соли магния (варианты), мг: МgSO₄·7H₂O 718,9, MgCl₂ 227,6 (возможно введение дополнительных компонентов, обеспечивающих быстрое растворение композиции).

2.2. Промежуточная минерализация для приготовления питьевой воды, содержащей 100 мг/л кальция и 45 мг/л магния.

2.2.1. Композиция в виде концентрированных растворов минеральных солей.

2.2.1.1. Двухкомпонентная минеральная композиция 500-кратной концентрации.

Компонент 1: вода питьевая (или вода дистиллированная) 1000 г; соли кальция (варианты), г: СаСl₂ 138,75, СаСl₂·2Н₂О 183,75, СаСl₂·6Н₂О 273,75.

Компонент 2: вода питьевая (или вода дистиллированная) 1000 г; соли магния (варианты), г: МgSO₂· 231,07, MgCl₂ 89,23.

2.2.1.2. Однокомпонентная минеральная композиция 100-кратной концентрации: вода питьевая 1000 г; MgCl 17,85; соли кальция (варианты), г: СаСl₂ 27,75, СаСl₂2Н₂О 36,75, СаСl₂·6Н₂О 54,75.

2.2.2. Композиция в виде порошков или таблеток, расчитанная на приготовление 1 л минерализованной воды: соли кальция (варианты), мг: СаСl₂ 277,50, СаСl₂·2Н₂О 367,50, СаСl₂·6Н₂О 547,50; соли магния (варианты), мг: MgSO₄·7H₂O 462,15, МgCl₂ 178,46.

2.3. Минеральная композиция для приготовления питьевой воды, содержащей 20 мг/л кальция и 10 мг/л магния.

2.3.1. Композиция в виде концентрированных растворов минеральных солей: 2.3.1.1. Двухкомпонентная минеральная композиция 500-кратной концентрации: Компонент 1: вода питьевая (или вода дистиллированная) 1000 г; соли кальция (варианты), г: СаСl₂ 27,75, СаСl₂·2Н₂О 36,75, СаСl₂·6Н₂О 54,75.

Компонент 2: вода питьевая 1000 г; соли магния (варианты), г: MgSO₄·7H₂O 51,35, МgСl₂ 19,83.

2.3.1.2. Однокомпонентная минеральная композиция 100-кратной концентрации: вода питьевая 1000 г; МgCl₂ 3,965; соли кальция (варианты), г: СаСl₂ 5,55, СаСl₂ 2Н₂О 7,35, СаСl₂·6Н₂О 10,95.

2.3.2. Композиция в виде порошков или таблеток, расчитанная на приготовление 1 л минерализованной воды: соли кальция (варианты), г: СаСl₂ 55,5, СаСl₂·2Н₂О 73,5, СаСl₂ 6Н₂О 109,5; соли магния (варианты), мг: МgSO₂7H₂O 102,7, МgСl₂ 39,655.

Пример 3. Изготовление минерализованного сухого напитка, расчитанного на приготовление 1 л готового напитка.

3.1. Напиток с максимальной минерализацией: соли кальция (варианты), мг: СаСl₂ 333, СаСl₂·2Н₂О 441, СаСl₂·6Н₂О 657; соли магния (варианты), мг: MgSO₂7H₂O 718,9, МgCl₂ 277,6; остальное по рецептуре, например, мг: аскорбиновая кислота 105, лимонная кислота 1575, подсластитель 362, сахарная пудра 120467, вкусовая эссенция 75, краситель 7,5.

3.1. Напиток с минимальной минерализацией: соли кальция (варианты), мг: СаСl₂ 55,5, СаСl₂·2Н₂О 73,5, СаСl₂6Н₂О 109,5; соли магния (варианты), мг: MgSO₄7H₂O 102,7, МgСl₂ 39,65; остальное по рецептуре.

Пример 4. Изготовление лимонадов, фруктовых соков, других безалкогольных напитков и пива на основе искусственно минерализованной воды.

4.1. Максимальная минерализация: вода питьевая 1000 кг; соли кальция (варианты): СаСl₂ 333 г, СаСl₂·2Н₂О 441 г, СаСl₂·6Н₂О 657 г, 1М раствор СаСl₂ 3,11 л, компонент 1 двухкомпонентной минеральной композиции 500-кратной концентрации (см. 2.1.1.1) 2 л; соли магния (варианты): МgSO₄·7H₂O 718,9 г, МgСl₂ 277,6 г, 1 М раствор МgSO₄ 2,93 л, 1 М раствор МgCl₂ 2,93 л, компонент 2 двухкомпонентной минеральной композиции 500-кратной концентрации (см. 2.1.1.1) 2 л; остальное по рецептуре.

4.2. Минимальная минерализация: вода питьевая 1000 кг, соли кальция (варианты): СаСl₂ 55,5 г, СаСl₂·2Н₂О 73,5 г, СаСl₂·6Н₂О 109,5 г, 1М раствор СаСl₂ 0,519 л, компонент 1 двухкомпонентной минеральной композиции 500-кратной концентрации (см. 2.3.1.1) 2 л; соли магния (варианты): МgSO₄·7H₂ O 102,7 г, МgCl₂ 39,65 г, 1М раствор МgSO₄ 0,418 л, 1М раствор МgCl₂ 0,418 л, компонент 2 двухкомпонентной минеральной композиции 500-кратной концентрации (см.2.3.1.1) 2 л; остальное по рецептуре.

Пример 5. Изготовление колбасных изделий с использованием искусственно минерализованной воды: вода питьевая 36 кг; соли кальция (варианты): СаСl₂ 1998-11988 мг, СаСl₂·2Н₂О 2646-15876 мг, СаСl₂·6Н₂О 3942-23652, 1М раствор СаСl₂ 18,46-112,10 мл, компонент 1 двухкомпонентной минеральной композиции 500-кратной концентрации (см. 2.1.1.1) 72 мл; соли магния (варианты): МgSO₄·7H₂O 3697-25880 мг, МgCl₂ 1427,5-9994 мг, 1М раствор МgSO₄ 15,02-105,14 мл, 1М раствор МgСl₂ 15,02-105,14 мл, компонент 2 двухкомпонентной минеральной композиции 500-кратной концентрации (см. 2.1.1.1) 72 мл; остальное по рецептуре, например: говядина 1с. 30 кг, свинина полужирная 48 кг, соя 4 кг, мука 2 кг.

Пример 6. Изготовление хлебопекарных продуктов на минерализованной воде (на примере хлеба пшеничного): мука пшеничная 100 кг,соль 1,3 кг, вода водопроводная 61 л, дрожжи прессованные хлебопекарные 2,5 кг, соли кальция (варианты): СаСl₂ 3,39-20,32 г, СаСl₂·2Н₂О 4,48-26,9 г, СаСl₂·6Н₂О 6,68-40,07 г, 1М раствор СаСl₂ 30,56-183,36 мл, компонент 1 двухкомпонентной минеральной композиции 500-кратной концентрации (см.2.1.1.1; 2.3.1.1.) 122 мл; соли магния (варианты): МgSO₄·7H₂O 6,25-43,8 г, MgCl₂ 2,41-16,89 г, 1М раствор МgSO₄ 25,45-178,15 мл, 1М раствор MgCl₂ 25,45-178,15 мл, компонент 2 двухкомпонентной минеральной композиции 500-кратной концентрации (см. 2.1.1.1-2.3.1.1.) 122 мл.

Количество и соотношение используемых минеральных добавок варьирует в зависимости от природной минерализации воды.

Дополнительное введение в конечный продукт или в композицию минеральных солей различных микроэлементов (Cu, Ag,Zn, Li, Mn, F и др.) с целью повышения потребительских свойств продукта и/или увеличения срока хранения продукта (Сu, Ag) представлено в примере 7.

Пример 7. Изготовление столовой искусственно-минерализованной питьевой воды, содержащей ионы меди и серебра: вода питьевая 1000 г; соли кальция (варианты): СаСl₂ 55,5-333 мг, СаСl₂·2Н₂О 73,5-444 мг, СаСl₂·6Н₂О 109,5-657 мг, 1М раствор СаСl₂ 0,517-3,11 мл; соли магния (варианты): МgSO₄·7H₂O 102,7-718,9 мг, МgCl₂ 39,65-277,6 мг, 1М раствор МgSO₄ 0,42-2,93 мл, 1М раствор МgСl₂ 0,42-2,93 мл, сульфат серебра Аg₂SO₄ 14,4-144 мкг, сульфат меди CuSO₄·5H₂O 392-3136 мкг. Ионы серебра и меди могут также вводиться электролитически.

Пример 8. Аналогично примеру 7, при этом вместо серебра и меди или дополнительно вводятся соединения, содержащие цинк, литий, марганец, железо, фтор, селен, натрий, калий, например: соли кальция (варианты): СаСl₂ 55,5-333 мг, СаСl₂·2Н₂О 73,5-444 мг, СаСl 6Н О 109,5-657 мг, 1М раствор СаСl 0,517-3,11 мл; соли магния (варианты): МgSO·7H₂O 102,7 718,9 мг, МgCl₂ 39,65-277,6 мг,1М раствор МgSO₄ 0,42-2,93 мл, 1М раствор МgCl₂ 0,42-2,93 мл.

Растворимая соль калия (например, КСl) в количестве, соответствующем 1-1000 мг калия на 1 л воды.

Коррекция минерального состава воды и продуктов питания, производимых с использованием питьевой воды в различных регионах, особенно в регионах с мягкой природной водой, будет несомненно способствовать первичной профилактике заболеваний, прямо или косвенно связанных с недостаточным поступлением кальция и магния в организм и приведет к снижению частоты инфарктов миокарда, стенокардии, инсультов, рахита, остеопатий, кардиопатии и т.п.

Учитывая выраженное положительное влияние коррекции воды на состояние экспериментальных животных, возможно внедрение результатов также в агропромышленный комплекс (зверосовхозы, птицефабрики и т.д.).

Формула изобретения

1. Способ приготовления диетических продуктов питания, предусматривающий обогащение диетических продуктов питания минеральными добавками, включающими растворимые соли кальция, а также использование питьевой воды и пищевых компонентов, отличающийся тем, что минеральные добавки дополнительно включают растворимые соли магния, при этом растворимые соли кальция и магния вводят непосредственно в используемую питьевую воду, корректируя ее минеральный состав из расчета конечного содержания в ней кальция и магния, равного 20 - 120 мг Са²⁺ и 10 70 мг Mg²⁺ на 1 л питьевой воды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в диетические продукты питания дополнительно вводят соединения меди, и/или серебра, и/или цинка, и/или лития, и/или марганца, и/или железа, и/или фтора, и/или селена, и/или натрия, и/или калия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2