CLINICAL TESTS OF PROPHYLACTIC DRINK EFFICIENCY FOR WORKERS OF INDUSTRIAL ENTERPRISES
Rubrics: FOOD HYGIENE
Authors:
1.
FSBEI HVE «Kemerovo Institute of Food Science and Technology»
2.
Company Sibtorg
3.
SBEI AVT «Novokuznetsk State Institute of Postgraduate Medicine»
Type:
Article
Pages:
from 102
to 106
Status:
Published
Received:
30.04.2015
Accepted:
30.04.2015
Published:
30.04.2015
Subject area:
UDK 663:613.26
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Language:
Russian
Keywords:
Specialized drink, actual nutrition, prophylactic diet
Abstract (English):
The nutrition factor assessment in health promotion and increase of professional activity of workers of industrial enterprises is essential when developing specialized foods and optimizing cure-and-disease-preventive diets. The assessment of actual nutrition, vitamin supply, and antioxidant system of workers engaged in aluminum production has been given. Investigation of excretion of ascorbic acid and riboflavin has shown that the amount of examined vitamins is below the recommended norms. Nutritional unbalance of primary food substances and energy has been established. The data obtained were the basis for scientific justification of a recipe for a specialized «Vitalife» drink enriched with necessary nutrients: vitamins C, A, D, E, B 1, B 2, B 6, B 12, nicotinamide, pantothenic and folic acids, biotin and pectin. The results of clinical tests of the efficiency of the developed product are presented. The drink was included in the diet of workers for one month, two times per day. The excretion of vitamins C and B2 with urine, the content of products of peroxide oxidation of lipids, and activity of antioxidant protection ferments (thiobarbituric acid - an active product - malonic dialdehyde, activity of a catalase and superoxidedismutase) have been studied. The application of the specialized drink in prophylactic nutrition has shown its efficiency in protection of the human organism from unfavorable working conditions which can be perceived as a factor of health promotion and prevention of professional and production-caused diseases. The possible mechanisms of such influence connected with direct interaction of oxidizers with antioxidants, the influence of the latter on capture of free radicals and singlet oxygen, protective action aiming to prevent the contact of active forms of oxygen with biologically active components of a cell, replacement and reparation of the damaged ferment structures have been considered.
The nutrition factor assessment in health promotion and increase of professional activity of workers of industrial enterprises is essential when developing specialized foods and optimizing cure-and-disease-preventive diets. The assessment of actual nutrition, vitamin supply, and antioxidant system of workers engaged in aluminum production has been given. Investigation of excretion of ascorbic acid and riboflavin has shown that the amount of examined vitamins is below the recommended norms. Nutritional unbalance of primary food substances and energy has been established. The data obtained were the basis for scientific justification of a recipe for a specialized «Vitalife» drink enriched with necessary nutrients: vitamins C, A, D, E, B 1, B 2, B 6, B 12, nicotinamide, pantothenic and folic acids, biotin and pectin. The results of clinical tests of the efficiency of the developed product are presented. The drink was included in the diet of workers for one month, two times per day. The excretion of vitamins C and B2 with urine, the content of products of peroxide oxidation of lipids, and activity of antioxidant protection ferments (thiobarbituric acid - an active product - malonic dialdehyde, activity of a catalase and superoxidedismutase) have been studied. The application of the specialized drink in prophylactic nutrition has shown its efficiency in protection of the human organism from unfavorable working conditions which can be perceived as a factor of health promotion and prevention of professional and production-caused diseases. The possible mechanisms of such influence connected with direct interaction of oxidizers with antioxidants, the influence of the latter on capture of free radicals and singlet oxygen, protective action aiming to prevent the contact of active forms of oxygen with biologically active components of a cell, replacement and reparation of the damaged ferment structures have been considered.
Keywords:
Specialized drink, actual nutrition, prophylactic diet
Specialized drink, actual nutrition, prophylactic diet
Введение Одной из мер профилактики профессионально обусловленных заболеваний рабочих промышленных предприятий, сохранения здоровья и работоспособности является разработка научно обоснованных рационов с учетом специфики труда, характера воздействия на организм неблагоприятных факторов производства [1, 2]. Указанное направление является одним из приоритетных в современной нутрициологии, что подтверждено рядом правительственных актов и постановлений [4, 5]. Известно, что при работе в условиях нагревающего микроклимата, который имеет место на металлургических предприятиях, в том числе при производстве алюминия, отмечаются значительные потери воды с потом, что приводит к повышенному расходу организмом витаминов и минеральных веществ. Характерное сочетание неблагоприятных условий труда, при одновременном дефиците жизненно важных микронутриентов, является причиной проявления психосоматической дезадаптации и, как результат этого, увеличения частоты хронических, в том числе профессиональных и производственно обусловленных заболеваний. Основной вектор решения рассматриваемой проблемы - создание и практическая реализация новых видов специализированных продуктов, в том числе безалкогольных напитков с направленными функциональными свойствами. При этом необходимо подтверждение качества и потребительских свойств рассматриваемой продукции путем проведения экспериментальных исследований или клинических испытаний [3, 6]. Объект и методы исследования Объектом исследования являлся рацион питания рабочих алюминиевого производства, биологические среды (слюна, моча), витаминизированный безалкогольный напиток. Фактическое питание изучали с использованием метода 24-часового воспроизведения (А.К. Батурин, 1998). Аскорбиновую кислоту и рибофлавин определяли по уровню их экскреции с утренней часовой пробой мочи, взятой натощак, витамин С - по методу Тильманса, В2 - флюорометрическим методом. В качестве продукта перекисного окисления липидов исследовался малоновый диальдегид (МДА). Выбор этого показателя связан с тем, что одним из основных субстратов свободнорадикального окисления служат молекулы ПНЖК и липидные компоненты липопротеинов низкой и очень низкой плотности. В результате окисления жирных кислот образуются гидроперекиси (диеновые конъюгаты), которые метаболизируются во вторичные продукты - малоновый диальдегид. Для его определения применяли флюорометрический метод основанный на том, что конечный продукт переокисления липидов - МДА - образует с тиобарбитуровой кислотой флюоресцирующий комплекс, интенсивность света которого прямо пропорциональна концентрации МДА. Изучена активность двух антиоксидантных энзимов - супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы. Активность СОД определяли хемилюминисцентным методом, по степени ингибирования восстановления нитросинего тетразолия (НТЗ) в присутствии НАДН феназинметасульфата (ФМС). Принцип определения активности каталазы основан на том, что фермент разрушает субстрат Н2О2, неразрушенную часть перекиси водорода измеряют с помощью молибдата натрия. Использовали наиболее простой и, вместе с тем, достоверный способ определения антиоксидантных возможностей организма - исследование слюны. В слюне присутствуют свободные радикалы, которые образуются в процессе антибактериальной защиты, а также ферментативным путем пероксидазных реакций. Показано, что слюна обладает антиоксидантными свойствами, т.к. содержит ферменты, ингибирующие свободнорадикальное окисление. О влиянии ферментов слюны (каталазы и супероксиддисмутазы) свидетельствует обратная связь между их активностью и количеством ТБК-активных продуктов, их содержание коррелирует с аналогичными показателями в эритроцитах. Общее количество исследований по каждому показателю составило 180. Материалы исследований подвергнуты статистической обработке. Методами параметрической статистики обработаны данные о состоянии фактического и лечебно-профилактического питания, а также материалы по содержанию продуктов перекисного окисления липидов в биологических средах (слюне) с определением средних значений, их ошибок и достоверности по критерию Стьюдента. Результаты и их обсуждение Для сравнения результатов клинических испытаний сформированы две группы. Основную группу, численностью 30 человек, составили работающие Новокузнецкого алюминиевого завода, мужчины основных профессий. В контрольную группу, аналогичной численности, вошли рабочие, подвергающиеся воздействию таких же производственных факторов, как и рабочие основной группы. Обе группы были идентичны по возрасту, коррекция рациона проводилась путем включения в его состав витаминизированного напитка «Виталайф» производства ЗАО «Алтайвитамины». Исследования проводили до и после оптимизации лечебно-профилактического рациона. Предварительно дана оценка химического состава и энергетической ценности рациона питания рабочих (табл. 1). На основании результатов исследования определены следующие особенности фактического питания рабочих: - доля жира в общей калорийности превышает рекомендуемые нормы, отмечается значительное превышение поступления НЖК, незначительный уровень поступления ПНЖК, особенно семейства δ-3 (отношение δ-6/δ-3 составляет 28 : 1), фосфолипидов и избыток потребления холестерина; - недостаточное количество пищевых волокон, особенно пектинов, что снижает детоксикационные возможности у работающих в неблагоприятных условиях труда; - выявленный дефицит витаминов отличается сочетанной недостаточностью витаминов С, В1, А, каротиноидов, фолиевой кислоты и ряда минералов, то есть имеет характер полигиповитаминоза и полигипоминералоза; - с учетом малого количества в рационах овощей, не подвергшихся термической обработке, и фруктов, содержащих биофлаваноиды, а также дефицита витаминов и минералов с антиоксидантной активностью, необходимо обратить внимание на решение проблемы обеспечения рабочих биоантиоксидантами, считая это направление приоритетным для профилактики профессиональных и производственно обусловленных заболеваний. Таблица 1 Химический состав и пищевая ценность Пищевые вещества Рекомендуемая норма Показатели Белки (г), в т.ч.: - животные - растительные 89 49 40 88,5±6,2 40,6±6,9 47,9±3,7 Жиры (всего), г: - животные - растительные - НЖК - МНЖК - ПНЖК - ПНЖК/НЖ - холестерин - фосфолипиды 104 72 32 35 41 28 0,7-0,8 300 7,0 141,3±10,7 105,9±9,5 35,4±2,4 75,3±8,5 46,5±4,8 19,3±2,7 0,26 484,3±43,6 4,7±0,4 Углеводы, (г): - МД-сахариды - пищевые волокна 456 50-100 20-40 г 484,3±28,2 126,7±16,2 16,7±1,5 Витамины, мг: - А, мкг - Е - В1 - В2 - Ниацин - В6 - С - фолиевая кислота, мкг 1000 15 1,6 2,0 22 2,0 80 200 712,6±51,4 12,5±3,1 1,2±0,5 1,5±0,5 17,9±2,9 2,2±0,5 61,2±10,3 171,8±10,1 Минеральные вещества, мг: - калий, г - кальций - фосфор - магний - железо - цинк - хром, мкг - йод, мкг 2,5-5,0 800 1200 400 10 15 50-200 150 2250,9±45,6 767,5±29,2 2148,9±221,3 319,7±16,3 15,2±1,9 12,4±1,4 45,7±6,4 46,5±9,5 Энергетическая ценность, ккал 3100 3562,9 Полученные материалы послужили основанием для разработки концентрата безалкогольного напитка «Виталайф», обогащенного витаминами С, А, D, Е, В2, В6, В12, никотинамидом, пантотеновой и фолиевой кислотами, биотином и пектином. Способ приготовления сухого напитка: 20 г (1 столовую ложку) засыпают в стакан (200 мл) питьевой воды и растворяют при перемешивании. В стакане восстановленного напитка содержится 1/4 часть суточной потребности взрослого человека в добавляемых нутриентах. Двойная порция специализированного продукта полностью удовлетворяет суточную потребность рабочих с учетом наличия вредных факторов производственной среды. Прием напитка в количестве двух раз в день по 200 мл обеспечивает дополнительное поступление, мг.: витамина С - 34,0; А - 0,5; D - 200 МЕ; Е - 5,0; В1 - 0,70; В2 - 0,85; В6 - 1,0; В12 - 150 мкг; никотинамид - 8,6; пантотеновая - 3,5; фолиевая - 0,2; биотин - 1,1; пектин - 2,0 г. Особое профилактическое значение для рабочих алюминиевого производства имеет дополнительное введение в рацион пектина. В результате проведения клинических исследований показано, что прием витаминизированного напитка в течение одного месяца в указанных количествах приводит к достоверному повышению экскреции витаминов С и В2 с мочой, в то время как в группе рабочих, не получавших напиток, существенных изменений не отмечено. Содержание в слюне продуктов перекисного окисления липидов и активность ферментов антиоксидантной защиты в основной и контрольной группе не отличалось (табл. 2). Таблица 2 Содержание продуктов перекисного окисления липидов и активность ферментов антиоксидантной защиты (до проведения витаминизации) Группа Х+m ТБК-активный продукт (МДА) нмоль /см3 Каталаза, МЕ /мг Супероксиддисмутаза (СОД), МЕ /см3 Основная Контрольная 19,3+0,42 18,7+0,19 68,6+5,1 66,5+6,3 25,4+1,7 26,7+1,4 Выявлены отрицательные связи, характеризующие линейную зависимость между содержанием малонового диальдегида в слюне (r-0,65; Р < 0,05), активностью каталазы и супероксиддисмутазы (r-0,52; Р<0,05). При приеме напитка рабочие получали дополнительно комплекс антиоксидантных веществ в виде витаминов, что послужило основанием для изучения продуктов перекисного окисления липидов и активности ферментов антиоксидантной защиты (табл. 3). Таблица 3 Содержание продуктов перекисного окисления липидов и активность ферментов антиоксидантной защиты (после проведения витаминизации) Группа Х+m ТБК-активный продукт (МДА) нмоль /см3 Каталаза, МЕ /мг Супероксиддисмутаза (СОД), МЕ /см3 Основная Контрольная 13,1+0,29 17,9+0,31 89,8+7,7 68,7+6,0 32,8+1,7 25,4+2,5 Примечание. Различие статистически достоверно (Р < 0,05) Из данной таблицы следует, что в основной группе повысилась активность ферментов, обеспечивающих антиокислительный потенциал организма и улучшение его функционального состояния. Защитное действие антиоксидантов в рассматриваемом случае обеспечивается следующими механизмами: - прямым взаимодействием оксидантов с антиоксидантами (аскорбиновая кислота); - улавливанием свободных радикалов и сиглентного кислорода витаминами Е, В1, В6 (ловушки свободных радикалов); - защитным действием «структурных» антиоксидантов, предотвращающих контакт активных форм кислорода с функциональными компонентами клетки (витамин Е); - замещением и репарацией поврежденных ферментных структур (витамин Е). Витамин Е (токоферол) выполняет в тканях роль биологических антиоксидантов, которые инактивируют свободные радикалы, предотвращая развитие свободнораликальных процессов перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот. В связи с тем, что ПНЖК являются важнейшим компонентом биологических мембран, то эта способность витамина Е играет важную роль в поддержании структурной целостности и функциональной активности липидного слоя клеточных оболочек и субклеточных органелл. Аскорбиновая кислота обладает выраженными антиоксидантными свойствами и защищает биологические мембраны фагоцитов от повреждающего действия продуцируемых клетками активных форм кислорода и хлора. Материалы проведенных клинических испытаний позволяют заключить, что витамины и пектин, включенные в состав напитка, обладают действенным потенциалом защиты организма рабочих от воздействия неблагоприятных условий производства, и могут служить фактором сохранения здоровья, профилактики профессиональных и производственно обусловленных заболеваний.
1. Pilat, T.L. Pitanie rabochih pri vrednyh i osobo vrednyh usloviyah truda. Istoriya i sovremennoe sostoyanie. T.1 / T. L. Pilat, A. V. Istomin, A. K. Baturin. - M., 2006. - 240 s.
2. Spirichev, V.B. Mikronutrienty - vazhneyshiy alimentarnyy faktor v ohrane zdorov'ya. Gigienicheskie aspekty primeneniya vitaminov v proizvodstvennyh kollektivah (analiticheskiy obzor). - M., 2007. - 63 s.
3. Dadali, V.A. Biologicheski aktivnye veschestva lekarstvennyh rasteniy kak faktor detoksikacii organizma / V. A. Dadali, V. G. Makarov // Voprosy pitaniya. - 2003. - № 5. - S. 49-55.
4. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federacii ot 25.10.2010 № 1873-r. «Osnovy gosudarstvennoy politiki Rossiyskoy Federacii v oblasti zdorovogo pitaniya naseleniya na period do 2020 goda».
5. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federacii ot 17.04.12 goda № 559-r. «Strategiya razvitiya pischevoy i pererabatyvayuschey promyshlennosti Rossiyskoy Federacii do 2020 goda».
6. Spirichev, V.B. Obogaschenie pischevyh produktov mikronutrientami - nadezhnyy put' optimizacii ih potrebleniya / V.B. Spirichev, V.V. Trihina, V.M. Poznyakovskiy // Polzunovskiy vestnik. - 2012. - № 2/2. - S. 9 - 15.
