Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проведен теоретический обзор, патентный поиск, а также мета-анализ для тщательной проработки тематики проекта. Выяснено, что на биодоступность цинка влияет присутствие ингибиторов, например, фитиновая кислота. По оценкам, 3200 генов генома человека, составляющих примерно 15 % от общего числа генов, кодирующих белки, несут информацию о белках, которые связывают или, по прогнозам, будут связывать ионы цинка. Транспорт Zn2+ через липидные бислои опосредуется двумя семействами белков: SLC39s/ZIPs и SLC30s/ZnTs. Цинк принимает непосредственное участие в созревании инсулина и индуцированной глюкозой секреции инсулина β-клетками поджелудочной железы, соответственно различные нарушения метаболизма цинка могут отражаться и на метаболизме инсулина. Проведена оценка потребления цинка, а также нутриентов, влияющих на его усвоение с использованием клинически валидированного полуколичественного опросника по частоте приема пищи FFQ (Food Frequency Questionnaire). Оптимальный уровень потребления цинка отмечался у 127 женщин (38,4 %) и 38 мужчин (23,9 %). Недостаточное потребление цинка было обнаружено у 71 женщины (22,8 %) и 51 мужчины (32,1 %). Чрезмерное количество потребляемого цинка было выявлено у 4 женщин (1,2 %) и 5 мужчин (3,1 %). Подобрана биологически активная форма цинка, подходящая для внесения в пищевые продукты. Всего было синтезировано 5 хелатных форм: бисглицинат Zn, пантотенат-глицинат Zn, тиаминат-глицинат Zn, цитрат Zn, цистеинат-глицинат Zn. В ходе анализа было выявлено, что некоторые хелатные формы не подходят для фортификации продуктов по ряду причин. Синтезируемые из пантотеновой кислоты и лизина соединения получались тягучими, комковались и имели горько-вяжущий вкус, непригодный для внесения в продукты питания из-за негативного влияния на органолептические свойства продуктов. Другие хелатные формы – цитрат, тиаминат-глицинат, глицинат-цистеинат – также имели недостаточно пригодные технологические свойства. Бисглицинат Zn оказался лишенным всех перечисленных недостатков, он имел сладковато-вяжущий вкус, без специфического запаха, легко перетирался и дозировался, поэтому был выбран в качестве основной формы, на базе которой проводились все дальнейшие исследования. Проведен анализ и выявление закономерностей скорелированности между пищевыми компонентами и кофакторами как Se и Zn для понимания перспективности выбора тех или иных видов пищевого сырья для потенциального избегания темы, связанной с хемофобией у потребителей. Итоги исследования позволяют сделать вывод о необходимости применения как минимум двух видов стратегий при пищевом инжиниринге – классической фортификации в технологическом цикле или обогащении «в поле» с целью прижизненного формирования свойств пищевого сырья и продуктов питания, вырабатываемых из него. Разработаны рецептуры групп продуктов с внесением биологически активной формы цинка. Разработка рецептуры хлебобулочных изделий При разработке хлеба было использовано следующее сырье: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, соль пищевая, дрожжи хлебопекарные сушеные, закваска хлебопекарная сухая пшеничная «Сапоре Иоланта», бисглицинат цинка. Установлено, что при внесении 8 мг бисглицината цинка в 100 г продукта суточная потребность в цинке обеспечивается на 20 %. Разработанный хлеб по показателям общей (hобщ=4,44 мм), пластической (hпл=1,28 мм) и упругой (hупр=3,15 мм) деформации мякиша был ниже образца 5 (hобщ=5,58 мм; hпл=1,85 мм; hупр=3,73 мм), но выше других представленных образцов. По органолептическим и физико-химическим показателям качества разработанный продукт соответствует требованиям ГОСТ Р 58233-2018. Разработка рецептуры мармелада на основе агар-агара При разработке мармелада на агар-агаре было использовано следующее сырье: сахар белый, патока, сок натуральный ягодный, агар-агар, кислота лимонная, бисглицинат цинка. Установлено, что при внесении 20 мг бисглицината цинка в 100 г продукта суточная потребность в цинке обеспечивается на 50 %. Прочность разработанного мармелада была ниже в сравнении с образцами 1 (Fпр=43,5 Н) и 5 (Fпр=45 Н), но выше образца 2 (Fпр=30,6 Н) и составила (Fпр=32 Н). Внесение в рецептуру натурального сока могло повлиять на структурные свойства продукта и как результат ослабить консистенцию мармелада. По органолептическим и физико-химическим показателям продукт соответствует ГОСТ 6442-2014. Рецептура полуфабриката из фарша мясного При разработке фарша мясного было использовано следующее сырье: свинина, жир-сырец свиной, лук репчатый, сухари, яйца, хлеб, соль, перец, бисглицинат цинка. Установлено, что при внесении 20 мг бисглицината цинка в 100 г продукта суточная потребность в цинке обеспечивается на 50 %. По органолептическим и физико-химическим показателям продукт соответствует ГОСТ 55365-2014. Йогурт сладкий с фруктово-ягодным наполнителем «Клубника» с массовой долей жира 1,5 %, обогащенный цинком При разработке йогурта было использовано следующее сырье: молоко обезжиренное, молоко сухое, массовая доля жира 25 %, молоко сухое обезжиренное, сахар белый, наполнитель, закваска, бисглицинат цинка. Йогурт дополнительно обогащен цинком за счет внесения бисглицината цинка (20 мг на 100 г продукта), что обеспечивает суточную потребность взрослого человека в цинке более чем на 50 %. Полученный йогурт соответствует требованиям ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» и ГОСТ 31981-2013 «Йогурты. Общие технические условия». Проведено определение сохранности микроэлемента цинка в разработанных продуктах питания. Для исследованных продуктов: хлеб, мармелад на агар-агаре, йогурт и молочный напиток со вкусом мультифрукта, мясной фарш и сокосодержащий напиток – доля извлекаемых хелатов цинка составляла от 24 до 79 %, (в среднем 49,6 %) что подтверждает их высокую стабильность и сохранность этих соединений в пищевых продуктах. Помимо указанного, оценка стабильности химического соединения хелатов, выбранных для фортификации продуктов питания, оценивалась посредством сравнения их ИК-спектров, получаемых от нативного вещества, подвергшегося влиянию гидролиза (оценка гидролитической стабильности) при повышенной температуре. После подвергания гидролитическому воздействию образцов проводили их выкристаллизацию и оценивали изменение в ИК-спектре нативного хелата с тем, что подвергся термической обработке, в том числе оценивали изменение кривизны графиков посредством анализа скореллированности данных по Пирсону. Статистический анализ не показал значимого отличия значений ИК-спектров друг от друга. Корреляция между значениями двух графиков по Пирсону составила r = 0,98 при p<0,0001, что указывает на высокий уровень связанности данных.