Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1. Пищевые волокна. Классификация. Химическая структура 10
1.2. Физиологические эффекты пищевых волокон 26
1.3. Методы определения пищевых волокон 36
1.4. Методы оценки белкового обмена 43
1.4.1 Биологические методы 43
1.4.1.1 Определение биологической ценности «ростовыми» методами 44
1.4.1.2 Определение биологической ценности и усвояемости «балансовыми» методами 44
1.4.2 Азотистый баланс, как интегральный показатель оценки
белкового обмена у человека 46
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований 49
2.1. Объекты исследований 49
2.1.1. Пищевые продукты для определения содержания в них различных фракций пищевых волокон 49
2.1.2. Источники пищевых волокон, использованных в экспериментах на лабораторных животных 49
2.1.3. Лабораторные животные 50
2.1.4. Состав рационов 50
2.1.5. Условия проведения экспериментов 51
2.1.6. Описание экспериментальных групп животных 53
2.2. Методы 54
2.2.1. Биологические методы 54
2.2.1.2. Определение биологической ценности пищевых белков «ростовыми» методами 54
2.2.1.2.1. Метод оценки коэффициента эффективности белка (КЭБ(РЕЯ)). 54
2.2.1.3. Определение истинной усвояемости и истинной биологической
ценности пищевых белков «балансовыми» методами 55
2.2.1.3.1. Метод определения истинной усвояемости пищевых белков 55
2.2.1.3.2. Метод определения истинной биологической ценности пищевых белков 56
2.2.1.4. Определение усвояемости пищевых липидов «балансовыми»
методами 57
2.2.2. Биохимические методы 58
2.2.3. Физико-химические методы 58
2.2.3.1 Определение содержания белка 58
2.2.4.2. Определение содержания жира 58
2.2.4.3. Определение нерастворимых и растворимых пищевых волокон 59
2.2.5. Изучение влияния пищевых волокон на азотистый баланс в клинических наблюдениях 61
2.2.5.1. Характеристика групп больных 61
2.4.5.1. Характеристика применяемой диеты 63
2.4.5.2. Схема проведённых клинических наблюдений 63
2.4.5.3. Метод определения азотистого баланса у больных в клинических условиях 64
2.4.5.4.1. Расчет химического состава и энергетической ценности рациона и количества азота потреблённого больными с пищей 64
2.4.5.4.2. Расчет количества азота выделяемого больными 65
2.4.6. Статистические методы 66
ГЛАВА 3. Результаты исследований и их обсуждение...68
3.1. Содержание пищевых волокон в различных группах пищевых продуктов растительного происхождения 68
3.2. Влияние различных видов пищевых волокон на состояние белкового и липидного обмена в эксперименте 75
3.2.1. Влияние хитозана и смеси хитозана с пектином на состояние белкового и липидного обмена в эксперименте 76
3.2.2 Влияние каррагинана на состояние белкового и липидного обмена в эксперименте 85
3.2.2. Влияние микрокристаллической целлюлозы и пшеничных отрубей на состояние белкового и липидного обмена в эксперименте 94
3.3. Влияние различных видов пищевых волокон на состояние азотистого баланса у больных 102
3.3.1. Влияние традиционной диетотерапии и диетотерапии с включением пищевых волокон на показатели азотистого баланса у больных в клинических условиях 104
3.3.1.1. Определение количества азота потреблённого больными контрольной и опытными группами в течение балансового периода 105
3.3.1.2. Изменение показателей азотистого баланса у больных, находившихся на низкокалорийной диете 106
3.3.1.3. Изменение показателей азотистого баланса у больных потреблявших низкокалорийную диету и хитозан 107
3.3.1.4. Изменение показателей азотистого баланса у больных получавших низкокалорийную диету и «Ламинарию гомогенизированную желированную» 109
Заключение 110
Выдоды 116
Практическая значимость работы 117
Внедрение результатов в практику 117
Список литературы
- Методы определения пищевых волокон
- Пищевые продукты для определения содержания в них различных фракций пищевых волокон
- Определение биологической ценности пищевых белков «ростовыми» методами
- Влияние различных видов пищевых волокон на состояние белкового и липидного обмена в эксперименте
Введение к работе
Актуальность темы
Нарушения в структуре питания, дефициты макро- и микронутриентов, применение антибиотиков, поступление с пищей широкого спектра контаминантов химической и биологической природы являются важными факторами риска развития многих заболеваний. Для коррекции возникающих метаболических нарушений в последние годы всё шире используют пищевые продукты, в т.ч. специализированные, содержащие в своём составе растворимые и нерастворимые пищевые волокна (ПВ) [Тутельян В.А. и др. 2008; Погожева АВ. и др., 2010;Тутельян В.А. и др. 2012].
Основным источником пищевых волокон в рационе питания населения являются пищевые продукты растительного происхождения. При этом, как общее, так и фракционное (растворимые - РПВ, нерастворимые - НОВ), содержание пищевых волокон в указанных продуктах, существенно различаются в зависимости от вида растительного сырья [Gallaher D.D., Schneeman В.О., 1986; Gallaher D.D. et al., 1992; Gallaher D.D., Schneeman B.O., 1998].
Благодаря своим физико-химическим свойствам пищевые волокна существенно влияют как на усвояемость нутриентов, так и на экскрецию продуктов метаболизма, оказывая действие на обмен веществ в организме [Towards С.А. et al, 1987; Schneeman В.О., Gallaher D.D., 1993; Бекетова H.A. и др., 2011; Вржесинская О.А. и др., 2011]. Несмотря на все позитивные результаты многочисленных исследований, существует ряд работ, свидетельствующих о возможном негативном воздействии пищевых волокон на показатели белкового обмена. Так, показано, что высокие дозы хитозана оказывают существенное влияние на усвоение белка рациона [Shan N. et al., 1982; Yevdokimov Yu. M. et al., 2003], а с другой стороны известно, что пектин увеличивает показатели биологической ценности белка1 [Atallah М.Т. et al., 1982]. При исследовании рафинированных форм растворимых пищевых волокон (гуаровой камеди, альгината натрия, агар-агара, каррагинана) было показано, что наименьшая величина кажущейся усвояемости белка и ретенции азота наблюдалась при приеме каррагинана [Harmuth-Hoene А.Е. et al, 1978; Harmuth-Hoene А.Е. et al, 1979; Shan N. et al, 1982]. Данные о воздействии целлюлозы на показатели биологической ценности белка (БЦ) существенно разнятся. Так, в одних исследованиях было показано, что целлюлоза не оказывает влияния на «балансовые» показатели БЦ [Shan N. et al., 1982], а в ряде других было выявлено увеличение истинной усвояемости белка [Drlorme С.В. et al, 1981; Mongenau R. et al, 1989]. В исследованиях с применением пшеничных отрубей было выявлено уменьшение истинной усвояемости белка и незначительные изменения показателей биологической
Биологическая ценность белка - это относительная степень задержки азота пищи в теле растущего организма или эффективность его утилизации для поддержания азотистого равновесия у взрослых особей, зависящая от аминокислотного состава и других структурных особенностей белка. Таким образом, данное определение отражает совокупность взаимодействия белковой части продукта и животного организма, специфически регистрируемого в виде биологической ценности [Высоцкий В.Г., Тутельян В.А., 1987; Высоцкий В.Г. и др. 1977; Покровский А.А. 1975]
ценности белка [Shan N. et al., 1982; Donangelo СМ., Eggum В.О., 1985]. Однако эти экспериментальные исследования преимущественно проводили при высоких уровнях потребления пищевых волокон (2,0-20,0%) и низком уровне потребления белка (8-10% по калорийности).
Таким образом, в настоящее время исследования показателей утилизации белка и усвояемости липидов при введении в рацион пищевых волокон носят описательный характер без достаточного экспериментального обоснования.
Не менее важной проблемой на сегодняшний день является дефицит данных о фактическом содержании пищевых волокон в основных видах пищевых продуктов в РФ, что необходимо для создания новых пищевых продуктов функционального назначения и заданного химического состава.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБУ «НИИ питания» РАМН в рамках темы № 058 «Влияние различного содержания пищевых волокон в рационе на утилизацию белка и усвояемость жира».
Цель и задачи исследования
Цель настоящей работы: изучить содержание растворимых и нерастворимых пищевых волокон в различных видах пищевых продуктов российского производства и оценить их влияние на интегральные показатели белкового и липидного обмена в экспериментальных и клинических условиях.
Задачи исследования:
-
Определить содержание растворимых и нерастворимых пищевых волокон, а также их суммарное количество в основных группах пищевых продуктов отечественного производства (бобовые, зерновые, крупяные, овощи, фрукты, ягоды, грибы, хлебобулочные изделия).
-
Изучить в эксперименте на лабораторных животных влияние пищевых волокон (хитозана, пектина, каррагинана, целлюлозы и пшеничных отрубей) на утилизацию белка (по показателям биологической ценности) и усвояемость жира.
-
Изучить состояние азотистого баланса у больных гипертонической и ишемической болезнью сердца с ожирением, получавших диету с включением различных видов пищевых волокон.
Научная новизна работы
Установлено содержание растворимых и нерастворимых пищевых волокон в 47 видах пищевых продуктов растительного происхождения: наибольшее содержание нерастворимых пищевых волокон определено в пшеничных отрубях, зерновых (пшеница, рожь) и крупах (гречневая, рисовая, пшено).
В эксперименте установлено, что включение в корм животных хитозана и каррагинана в высоких дозах приводит к снижению показателя истинной биологической ценности белка. Нерастворимые пищевые волокна (хитозан и целлюлоза), а также пшеничные отруби снижают усвояемость жира.
Использование различных видов пищевых волокон приводит к разнонаправленному их влиянию на показатели липидного обмена: хитозан и
пшеничные отруби - увеличивают концентрацию общего холестерина и снижают концентрацию триглицеридов в сыворотке крови; целлюлоза в средних дозах - увеличивает концентрацию общего холестерина и триглицеридов, а в высоких дозах - снижает их концентрацию в сыворотке крови.
В клинических наблюдениях показано, что дополнительное обогащение низкокалорийной диеты, содержащей около 21 г ПВ, хитозаном (4,98 г/сут) и пищевыми волокнами ламинарии (4,78 г/сут) приводит к отрицательному азотистому балансу на фоне гиполипидемического эффекта.
Практическая значимость работы
Результаты по содержанию растворимых и нерастворимых пищевых волокон в пищевых продуктах растительного происхождения включены в справочник «Химический состав и калорийность российских продуктов питания»/ В.А.Тутельян// М.- ДеЛи плюс- 2012.- 284 с.
Предложенный подход к изучению влияния пищевых волокон на показатели белкового и липидного обмена может быть использован при создании продуктов функционального назначения и диетических (лечебных и профилактических) продуктов, а также для оценки эффективности их использования, в т.ч. при диетотерапии.
Внедрение результатов в практику
Результаты балансовых экспериментальных исследований и клинических наблюдений действия различных пищевых волокон на показатели белкового и липидного обмена, были использованы при разработке MP 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации».
Апробация работы Апробация работы состоялась 11 апреля 2012 г. на межлабораторной научной конференции ФГБУ «НИИ питания» РАМН. Материалы диссертационной работы доложены на Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Окружающая среда и здоровье», г. Суздаль, 19-22 мая 2005 г.; VIII Всероссийском конгрессе «Оптимальное питание - здоровье нации», Москва, 26-28 октября 2005 г.; II Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Окружающая среда и здоровье», г. Рязань, 28-31 мая 2007 г.; Международной научно-практической конференции «Питание и здоровье», Республика Казахстан, г.Алматы, 4 мая 2009 г.; XI Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов, Москва, 30 ноября - 2 декабря 2009 г.; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана», Владивосток, 2010 г.; XII Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов с международным участием «Питание и здоровье», Москва, 29 ноября - 1 декабря 2010 г.; VI Московском Международном Конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития», Москва, 21-25 марта 2011 г.; XIII
Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов с международным участием «Персонифицированная диетология: настоящее и будущее», Москва, 5-7 декабря 2011г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 37 работ, в том числе 11 статей в рецензируемых научных журналах рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 2 монографиях, которые отражают содержание диссертации.
Структура и объём диссертации
Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, обоснования цели и выбора методов исследования, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, включает 26 таблиц, 5 схем и 1 приложение.
Указатель литературы включает 29 отечественных и 160 зарубежных источников.
Методы определения пищевых волокон
Несмотря на значительное количество работ, посвященных изучению химического состава пищевых волокон (ПВ) и физиологических эффектов их использования в питании человека, до сих пор нет четкого общепринятого определения термина «пищевые волокна». Ряд определений основывается на данных, полученных с помощью химико-аналитических методов, другие базируются на физиологических эффектах, которые выявляются при использовании ПВ в питании человека.
Первые варианты определений пищевых волокон появились еще в 50-е годы предыдущего столетия. Так,в 1953 г. Hispley Е.Н. [95] обозначил пищевые волокна как неперевариваемые компоненты клеточных стенок растений в форме "недоступных" углеводов. Позднее это определение было развито Trowell Н. [169] на основании анализа гипотез, предполагающих благоприятное влияние пищевых волокон на организм человека («гипотеза диетических пищевых волокон»), включая профилактику атеросклероза, дивертикулеза и рака толстого кишечника [41, 169] и вероятность появления отрицательных эффектов при употреблении с пищей больших количеств рафинированных углеводов («сахарная болезнь») [47]. Таким образом, в начале 70-х годов XX века пищевые волокна, были определены как «структурные компоненты растительных клеток, устойчивые к гидролизу ферментами человека» [169]. Однако в дальнейшем (в 1976 г) была признана неадекватность этого определения и возникла необходимость его замены [168]. К этому времени еще не было ясно, подвергаются ли в желудочно-кишечном тракте человека гидролизу пищеварительными ферментами такие компоненты растительных клеток как слизь, полисахариды межклеточного вещества и клеточных стенок растений, полисахариды водорослей. В последующем было установлено, что ферменты желудочно-кишечного тракта не способны гидролизовать ряд полисахаридов (например: каррагинан, альгинаты, гуаровую камедь и др.). Одновременно было выявлено, что пищевые волокна, используемые в питании человека, обуславливают снижение содержания холестерина в крови, а также сглаживают степень гликемической реакции после приема пищи [86, 102]. С этого момента по мере разработки усовершенствованных методов определения пищевых волокон и изучения их физиологической роли были предложены многочисленные варианты определения пищевых волокон.
Сравнительный анализ этих определений позволил их разделить на 3 группы: К первой следует отнести те дефиниции, которые основаны лишь на факте негидролизуемости пищевых волокон в тонком кишечнике человека эндогенными ферментами с последующей частичной или полной их ферментацией в толстом кишечнике. Вторая группа дефиниций объединяет определения, базирующиеся на методах выделения и анализа пищевых волокон. В третью группу можно включить дефиниции, учитывающие наряду с негидролизуемостью в тонком кишечнике их физиологическую активность.
На начальном этапе исследования пищевых волокон их дефиниции касались лишь волокон растительного происхождения, что, по-видимому, можно объяснить несовершенством используемых в то время аналитических методов [91, 102, 114]. В последующем, когда были разработаны более совершенные методы определения пищевых волокон, было выявлено наличие в рационе пищевых волокон животного происхождения, представленных полисахаридами. В частности, с помощью этих методов такие вещества, как хи-тозан и мукополисахариды, вошли в аналитически определяемые величины общего содержания в рационе пищевых волокон. Эти углеводы можно включать в понятие пищевых волокон по следующим двум соображениям: - они являются пищевыми волокнами в тех дефинициям, которые основаны на методическом аспекте их выявления с помощью метода преципитации полисахаридов этанолом или анализа моносахаридных остатков; и - они относятся к пищевым волокнам в рамках тех дефиниций, которы ми не специфицируются растительные компоненты.
В 2000 г. международная комиссия, созданная при Институте медицины США [57] под названием «Предложения по дефинициям пищевых волокон», с целью объединения всех видов в пищевую категорию согласовала следующие понятия пищевых волокон, отражающие их смысловое разделение: - пищевые волокна продуктов: состоят из неперевариваемых углеводов, которые естественно содержатся в интактной форме в пищевой продукции растительного происхождения; -добавляемые пищевые волокна: представляют собой изолированные неперевариваемые углеводы, оказывающие благоприятное физиологическое действие; - общие пищевые волокна: представляют собой сумму естественно со держащихся в продуктах и добавляемых пищевых волокон.
По мнению авторов предложенных дефиниций, объединяющих понятия о пищевых неперевариваемых углеводах [37, 51, 52, 63, 64, 94, 116, 185, 189], эти формулировки обеспечивают сохранность современного перечня этих веществ и позволяют добавлять в одно из представленных определений новые источники и виды пищевых волокон.
Наиболее полным считается следующее определение, данное экспертами Комиссии Кодекс Алиментариус: «Пищевые волокна - это полисахариды, состоящие из десяти или более мономерных остатков, устойчивые к гидролизу ферментами тонкого кишечника человека» [48].
Приведенные определения пищевых волокон предопределили целесообразность расширения и детализации информации об углеводах пищи наподобие той, которая приведена в таблицах пищевой ценности в отношении белка (например, аминокислот) и жира (например, жирных кислот). В настоящее время разработаны рекомендации по включению в Таблицы химического состава пищевых продуктов тех из них, которые содержат пищевые волокна, а также данных об общем количестве в них естественных и добавляемых пищевых волокон [75].
Как уже указывалось, продукты питания растительного происхождения являются основным источником потребляемых человеком пищевых волокон. При этом практикуемый во всем мире смешанный тип питания обеспечивает потребление их комплекса, а в зависимости от стереотипа используемых продуктов и традиций питания - преобладание одного или нескольких видов пищевых волокон. Содержание и виды пищевых волокон в растительных объектах преимущественно зависят от их ботанических особенностей, анатомии и морфологии, и в большинстве случаев существенно различаются [12, 56, 63]. Подобные различия были также установлены и между съедобной и несъедобной частями растений. Это позволило в некоторых случаях разработать технологии по получению ряда рафинированных форм пищевых волокон и внедрить их в промышленное производство. Кроме того, источниками добавляемых пищевых волокон становятся также некоторые виды сырья животного происхождения.
Пищевые продукты для определения содержания в них различных фракций пищевых волокон
Определение биологической ценности пищевых белков «ростовыми» методами основано на оценке скорости роста лабораторных животных, и включает метод оценки коэффициента эффективности белка (КЭБ (PER)). 2.2.1.2.1. Метод оценки коэффициента эффективности белка (КЭБ(РЕЯ)).
Методом оценки КЭБ определяют прирост массы тела у лабораторных животных в граммах на 1 грамм потреблённого ими белка. Расчёт ведут по следующей формуле: прирост массы тела крысы (в граммах) за экспериментальный период, Wt - масса тела крысы (в граммах) в последний день эксперименталь ного периода, Wo - масса тела крысы (в граммах) в первый день экспериментального периода; 1р - количество белка потреблённого крысой (в граммах) за экспериментальный период.
Как видно из представленной формулы величина значения КЭБ прямо-пропорциональна приросту массы тела крысы (AW) и обратнопропорцио-нальна количеству потреблённого ей белка (1р).
Количество белка потреблённого крысой (1р) рассчитывается по его экспериментально определённому содержанию в съеденном ей корме. Съеденный крысой корм (поедаемость) определяется по разности между количеством корма полученным крысой за весь экспериментальный период и суммарным не съеденным ей остатком этого корма.
КЭБ рассчитывается индивидуально для каждой крысы. 2.2.1.3. Определение истинной усвояемости и истинной биологической ценности пищевых белков «балансовыми» методами. Определение усвояемости и биологической ценности пищевых белков «балансовыми» методами основано на определении азотистого баланса у лабораторных животных.
Азотистый баланс представляет собой разность между потреблённым азотом пищи и азотом, суммарно выделяемым организмом различными путями. Математически он определяется следующим соотношением:
Истинная биологическая ценность пищевых белков (БЦИС (BVtr)) - степень истинной задержки (ретенции) азота пищи в организме лабораторных животных, выражается в процентах.
Метод определения истинной усвояемости пищевых белков. Метод основан на определении истинной усвояемости азота (Dtr) - доли истинно абсорбированного в желудочно-кишечном тракте крысы азота (Atr), выраженной в процентах от азота потреблённого животным с пищей (I). Значение истинной усвояемости азота соответствует значению истинной усвояемости белка.
Количество истинно абсорбированного азота (Atr) вычисляется по разности между азотом потреблённым крысой с пищей (I) и азотом выделенным животным с калом (F), с учётом азота выделяемого с калом у крысы, получавшей безбелковый рацион (Fk). Количество азота выделяемого с калом в течение суток крысой, находящейся на безбелковом рационе, равняется в среднем 0,023 г. [10]
Расчёт истинной усвояемости белка ведётся по следующей формуле: где Dtr - истинная усвояемость (в %), I - общее количество азота потреблённого крысой с пищей в течение «балансового» периода (в граммах), F - количество азота экскретированного с калом крысой в течение «балансового» периода (в граммах), Fk - количество азота экскретированного с калом крысой, находившейся на безбелковой диете в течение такого же «балансового» периода (в граммах), Atr - истинное количество азота абсорбированного в желудочно-кишечном тракте у крысы в течение «балансового» периода (в граммах).
При расчёте БЦИС учитываются экзогенные потери азота с калом (F) и с мочой (U) с поправкой на эндогенные потери азота с калом (Fk) и с мочой (Uk) у крыс получавших безбелковый рацион. Количество азота выделяемого с калом и с мочой в течение суток крысой, находящейся на безбелковом рационе, в зависимости от массы приведены в приложении 1 [9, 10].
Определение показателя БЦИС проводят по следующей формуле где -О г ґг _ истинная биологическая ценность в процентах, I - общее количество азота потреблённого крысой с пищей в течение «балансового» периода (в граммах), F - количество азота экскретированного с калом крысой в течение «балансового» периода (в граммах), U - количество азота экскретированного с мочой крысой в течение «балансового» периода (в граммах), AN азотистый баланс (1), 2 Е - сумма эндогенных потерь азота с мочой {Uk ) и калом (Fk) у крыс находящихся на безбелковом рационе (в граммах), Atr - истинное количество азота абсорбированного в желудочно-кишечном тракте у крысы в течение «балансового» периода.
Истинную биологическую ценность рассчитывают индивидуально для каждой крысы. Определение усвояемости пищевых липидов «балансовыми» методами. Метод основан на определении усвояемости липидов (Z)/) - доли абсорбированных в желудочно-кишечном тракте крысы липидов (Аі), выраженной в процентах от липидов потреблённых животным с пищей (//).
Количество абсорбированных липидов (Аі) вычисляется по разности между липидами потреблёнными крысой с пищей (//) и липидами выделенными животным с калом (F[). Количество липидов, потреблённых крысой с пищей (/;), рассчитываются исходя из их процентного содержания в корме животного с учётом поедаемости корма животным (С0) [13].
Определение биологической ценности пищевых белков «ростовыми» методами
Выделение липидов с калом статистически недостоверно уменьшается пропорционально с увеличением содержания каррагинана в корме животных. Исключение составила группа животных, корм которых содержал 2,2% каррагинана на 100 г рациона с увеличенным содержанием липидов (47% по калорийности) (Таблица 12). У этой группы животных экскреция липидов с калом недостоверно увеличивается на 5% по сравнению с контрольной группой.
У опытной группы животных, корм которых содержал 0,2 г каррагинана на 100 г сухого рациона, экскреция липидов с калом снизилась на 2% по сравнению с контролем. У животных, находившихся на рационе с добавлением 0,6 г каррагинана на 100 г сухого корма, выделение липидов с калом уменьшилось на 10% по сравнению с контрольной группой. У опытной группы животных потреблявших 2,2 г каррагинана на 100 г сухого рациона снижение экскреции липидов с калом составило 12%.
При введении в рацион животных каррагинана в исследуемых количествах усвояемость липидов в ЖКТ у крыс не изменяется. Исключение составила опытная группа, корм которых содержал 2,2% каррагинана на 100 г рациона с увеличенным содержанием липидов (47% по калорийности): абсорбция липидов у этой опытной группы животных достоверно увеличилась. Содержание общего холестерина и триглицеридов в сыворотке крови у крыс снижается пропорционально увеличению содержания каррагинана в рационе животных (Таблица 13).
Потребление крысами рациона, содержащего каррагинан в количестве 0,2 г на 100 г сухой диеты, приводит к недостоверному снижению общего холестерина в сыворотке крови лабораторных животных на 19% и недостоверному увеличению содержания триглицеридов в сыворотке крови крыс на 5%, по сравнению с контрольной группой животных.
У животных, получавших 0,6 г каррагинана на 100 г сухого рациона, выявлено недостоверное снижение содержания общего холестерина в сыворотке крови на 11% и недостоверное снижение содержания триглицеридов в сыворотке крови на 24%, по сравнению с контрольной группой.
У животных, получавших 2,2 г каррагинана на 100 г сухого рациона, содержание общего холестерина и триглицеридов в сыворотке крови достоверно снижается на 26% (р 0,05) и 38% (р 0,05), соответственно, по сравнению с контрольной группой животных.
Потребление крысами рациона с увеличенным содержанием липидов (47% по калорийности), содержащего каррагинан в количестве 2,2 г на 100 г диеты, приводит к достоверному снижению общего холестерина в сыворотке крови животных на 19% (р 0,01), и достоверному снижению содержания триглицеридов в сыворотке крови крыс на 49% (р 0,01), по сравнению с контрольной группой животных.
Результаты этого эксперимента показывают, что уровень содержания каррагинана несомненно влияет на биологическую ценность белка. Видно, что при добавлении 0,2 г каррагинана на 100 г сухого корма наблюдается уменьшение биологической ценности белка. Последующее увеличение содержания каррагинана в рационе животных (0,6 г каррагинана на 100 г сухого корма) приводит к увеличению биологической ценности белка. И, наконец, дальнейшее увеличение содержания каррагинана в рационе крыс снова приводит к уменьшению биологической ценности белка. Минимальное зна чение биологической ценности белка наблюдалось при добавлении каррагинана в количестве 2,2 г на 100 г корма. При увеличении содержания липидов в рационе животных, получавших 2,2 г каррагинана, наблюдается недостоверное увеличение биологической ценности белка.
Значение истинной биологической ценности белка, полученные для каждой из опытных групп, меньше истинной биологической ценности рассчитанной для контрольной группы животных.
Полученные данные показывают, что добавление каррагинана к корму лабораторных животных приводит к снижению уровней общего холестерина и триглицеридов сыворотки крови. Статистически достоверное снижение общего холестерина и триглицеридов в сыворотке крови лабораторных животных получены в опытных группах получавших 2,2 г каррагинана на 100 г корма, как на фоне его обогащения липидами (47% по калорийности), так и без добавления последних в рацион крыс.
Учитывая поедаемость корма и массу тела животных, а также точно известное содержание пищевых волокон в рационе (источником поступления которых в данном эксперименте был только каррагинан, добавляемый в корм) был рассчитан средний уровень фактического потребления каррагинана (Таблица 14).
Влияние микрокристаллической целлюлозы и пшеничных отрубей на состояние белкового и липидного обмена в эксперименте
Эксперименты были проведены на 40 растущих крысах-самцах линии Вистар со средней исходной массой тела в 61,9 ± 1,9 г (6 групп по 8 крыс в каждой).
В отличии от предыдущих экспериментов контролем служила первая группа эксперимента №2, т.к. использовался казеин той же партии, что и в предыдущем эксперимете. Это позволило провести исследование не 1-го вида пищевого волокна, а 2-х.
Результаты по определению величин, характеризующих влияние пищевых волокон на ретенцию азота, представлены в таблицах 15-16.
Полученные результаты показывают увеличение прироста массы тела крыс во всех опытных группах животных, получавших корм как с добавлением микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), так и с добавлением пшеничных отрубей (Таблица 15), по сравнению с контрольной группой животных. Во 2 опытной группе животных (0,2 г МКЦ) прирост массы тела крыс недостоверно увеличился на 6% по сравнению с контрольной группой животных. Прирост массы тела у животных 3 группы (2,0 г МКЦ) статистически недостоверно увеличился на 14% по сравнению с контрольной группой животных. Статистически достоверное увеличение прироста массы тела на 24% (р 0,05), по сравнению с контрольной группой животных, наблюдается у животных 4 группы (4,0 г МКЦ). Прирост массы тела крыс 5 опытной группы (0,2 г пшеничных отрубей) недостоверно увеличился на 16% по сравнению с контрольной группой животных.
Влияние различных видов пищевых волокон на состояние белкового и липидного обмена в эксперименте
Потребление крысами хитозана в дозах от 0,22 до 0,68 г/кг/сут приводит к достоверному повышению содержания ОХ в сыворотке крови до соответствующего максимальному значению у контрольной группы. При потреблении хитозана в количестве 1,98 г/кг/сут сохраняется тот же уровень содержание ОХ, как и у группы потреблявшей 0,68 г/кг/сут.
В то же время, при увеличении потребления хитозана наблюдается снижение содержания ТГ в сыворотке крови, минимальное значение которого обнаружено на уровне его потребления 1,98 г/кг/сут. Потребление крысами смеси хитозана и пектина в количестве 2,31 г/кг/сут приводит к увеличению содержания ТГ и некоторому снижению содержания ОХ в сыворотке крови, по сравнению с животными, потреблявшими только хитозан в дозе 1,98 г/кг/сут, однако, полученные значения находились на уровне имевшем место у животных контрольной группы.
При введении каррагинана в корм животным наблюдается иная направленность исследованных показателей. Потребление каррагинана в дозе 2,23 г/кг/сут приводит к достоверному снижению как ОХ (р 0,05), так и ТГ (р 0,05) в сыворотке крови. В то же время, на фоне обогащения рациона ли 112 пидами (47% по калорийности) содержание ОХ и ТГ в сыворотке крови практически не отличались от уровней, имевших место у животных контрольной группы.
У всех опытных групп крыс, потреблявших МКЦ, содержание ОХ в сыворотке крови превышают значение, полученное у контрольных животных. При этом минимальное содержание ОХ наблюдалось в сыворотке крови у животных потреблявших МКЦ в количестве 4,46 г/кг/сут. Содержание ТГ в сыворотке крови увеличивается при потреблении животными целлюлозы от 0,22 г/кг/сут до 1,90 г/кг/сут. При дальнейшем увеличении потребления МКЦ (4,46 г/кг/сут) наблюдается существенное снижение содержания ТГ в сыворотке крови опытных животных.
Потребление животными пшеничных отрубей (0,23 - 2,31 г/кг/сут) приводит к достоверному (р 0,05) снижению содержания ТГ в сыворотке крови. Однако, при потреблении пшеничных отрубей в количестве 2,31 г/кг/сут наблюдается недостоверное повышение содержания общего холестерина в сыворотке крови, тогда как при потреблении пшеничных отрубей в дозе 0,23 г/кг/сут у крыс имеет место также недостоверное снижение данного показателя.
Результаты проведённых исследований по определению показателей биологической ценности белка при добавлении различных видов пищевых волокон в целом совпадают с данными литературы. Однако наши исследования были проведены при более низких уровнях содержания пищевых волокон в рационах и физиологическом уровне содержания белка.
Действие изученных пищевых волокон на показатели липидного обмена лишь частично совпадают с результатами экспериментов, изложенных в литературе. Так, подтверждаются данные литературы в отношении пшеничных отрубей и каррагинана, но нами обнаружены противоположные эффекты, оказываемые хитозаном и целлюлозой на содержание ОХ и ТГ в сыворотке крови. Данный факт может быть связан с различиями в содержании, как пи 113 щевых волокон, так и липидного компонента опытных рационов, использованных в наших экспериментах.
В клинике ФГБУ «НИИ питания» РАМН было проведено изучение влияния на азотистый баланс и некоторые показатели липидного обмена традиционной диетотерапии и диетотерапии с включением хитозана и пищевых волокон ламинарии (источник альгиновых кислот).
У больных, получавших в течение 3-х недель НКД, дополнительно обогащенную ПВ, наблюдалось достоверное уменьшение азотистого баланса: так, при обогащении рациона хитозаном (р 0,05, t-критерий Стьюдента и р 0,01, критерий парных выборок), а при обогащении рациона пищевыми волокнами ламинарии (р 0,01, критерий парных выборок). При этом у контрольной группы больных наблюдалось недостоверное увеличение азотистого баланса. Масса кала увеличивалась только у групп больных, получавших дополнительно к диетотерапии источники пищевых волокон. Наиболее существенное увеличение массы кала наблюдалось у больных получавших хи-тозан (на 44,5 г/сут, р 0,01, согласно критерию парных выборок), а у больных, получавших пищевые волокна ламинарии, масса кала увеличивалась на 20,4 г/сут (р 0,01, согласно критерию парных выборок).
Снижение азотистого баланса, наблюдаемое у больных опытных групп, по-видимому, связано с влиянием пищевых волокон на усвояемость белка, что косвенно подтверждается увеличением количества азота выводимого с калом, отмеченное у всех групп больных, особенно получавших хитозан.
Таким образом, полученные в экспериментах данные об отрицательном влиянии пищевых волокон, потребляемых в высоких дозах, на показатели биологической ценности и усвояемость белка были подтверждены в клинических наблюдениях.
Анализ результатов биохимических исследований показал снижение содержания ОХ и ТГ в сыворотке крови у всех обследованных больных. При этом наиболее существенное снижение ОХ в сыворотке крови отмечалось у больных, получавших дополнительно пищевые волокна ламинарии (на 21%, р 0,01), далее, у больных получавших НКД с хитозаном (на 19%), р 0,05) и НКД (на 16%), р 0,05). В отношении ТГ наблюдалась несколько иная картина: так, наибольшее снижение содержания ТГ в сыворотке крови было отмечено у больных, получавших дополнительно к НКД хитозан (14%»); у больных, дополнительно получавших пищевые волокна ламинарии концентрация ТГ в сыворотке крови снижалась на 13% , а у больных получавших только НКД-на 12%.
Наблюдаемая разница по влиянию ПВ на содержание ОХ и ТГ, полученная в экспериментальных исследованиях и клинических наблюдениях, по-видимому, связана с тем, что содержание ПВ в НКД составляет 20,8 г (таблица 20) и, дополнительное её обогащение хитозаном (5 г/сут) и альгинатами (5 г/сут), увеличивает количественное и видовое содержание ПВ в рационе, что приводит к более существенным изменениям содержания ОХ и ТГ в сыворотке крови. Данный факт подтверждается результатами, полученными у экспериментальных групп крыс, получавших хитозан (1,8%) и хитозан с пектином (0,9% + 0,9%).
