Меню

Гмошинский иван всеволодович нии питания



Гмошинский Иван Всеволодович

— Гмошинский Иван Всеволодович

Гмошинский Иван Всеволодович, доктор биологических наук по специальности «биохимия», ведущий научный сотрудник ФГБУ «НИИ питания» РАМН, член Диссертационного совета при ФГБУ НИИ питания РАМН.

Гмошинский Иван Всеволодович родился в 1957 году в Москве. В 1974 поступил и в 1979 году окончил Московский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова по специальности «химия».

С сентября 1979 года до сентября 1981 года Иван Гмошинский работал в ФГБУ «НИИ питания» РАМН в должности стажера-исследователя. С сентября 1981 года до февраля 1985 года — старший лаборант, с февраля 1985 года по декабрь 1990 года – младший научный сотрудник, с января 1991 года по март 1991 года – и. о. научного сотрудника, с марта 1991 года по февраль 1998 года – старший научный сотрудник, с февраля 1998 года по март 1999 года – и.о. ведущего научного сотрудника, с марта 1999 года по настоящее время – ведущий научный сотрудник ФГБУ «НИИ питания» РАМН.

В 1983 году Иван Гмошинский защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата биологических наук на тему «Протеолиз пищевых белковых антигенов в экспериментах in vivo и in vitro» и ему присвоена ученая степень кандидата биологических наук по специальности «биохимия» (03.00.04). В 1997 году Иваном Гмошинским была защищена диссертация на соискание учёной степени доктора биологических наук на тему «Проницаемость кишечного барьера для макромолекул при некоторых патологических состояниях и воздействии различных алиментарных факторов (экспериментально-клиническое исследование)» и ему присвоена ученая степень доктора биологических наук по специальности «биохимия» (03.00.04).

Область научных интересов Ивана Гмошинского включает биохимию и гигиену питания, биотехнологию, нанотехнологию, пищевую токсикологию, иммунологию и аллергологию, физическую и коллоидную химию.

Доктор Гмошинский является автором в общей сложности 450-ти научных работ, в том числе 18-ти изобретений, 3-х монографий (в соавторстве), 49-ти нормативно-методических документов (СанПиН, методических указаний, методических рекомендаций). За период с 2009 года он является автором 80-ти научных работ, в том числе 2-х монографий (в соавторстве), 2-х изобретений, 48-ми нормативно-методических документов. Его научный стаж составляет 30 лет, стаж работы в ФГБУ «НИИ питания» РАМН – 35 лет.

За период с 2003 год Иван Гмошинский явился ответственным исполнителем шести завершенных госбюджетных тем НИР:

№ 011 «Экспериментально-клиническая оценка новых пищевых источников некоторых микроэлементов: хрома, цинка, селена» (2001-2003 гг);

№ 052 «Оценка обеспеченности и физиолого-биохимическое обоснование потребности различных групп населения в эссенциальных микроэлементах (цинке, меди, хроме, марганце, селене); оценка качества и безопасности новых источников этих микронутриентов» (2003-2006 гг);

№ 080 «Разработка системы лабораторных (функциональных) тестов для выявления и дифференциальной диагностики пищевой аллергии» (2007-2008 гг);

№ 086 «Разработка критериев и методов оценки безопасности нанотехнологий и наноматериалов, используемых при производстве пищевой продукции» (2007-2009 гг);

№ 069 «Экспериментально-клиническая оценка биодоступности новых источников органических соединений некоторых эссенциальных микроэлементов (цинк, селен, йод, медь, марганец)» (2007-2009 гг);

№ 108 Оценка безопасности различных видов наноматериалов, предлагаемых для использования в пищевой промышленности (наночастицы металлического серебра, оксидов железа, кремния, цинка и другие) (2010-2012 гг).

В настоящее время доктор Гмошинский является ответственным исполнителем темы НИР № 140 ««Разработка критериев и определение биомаркеров воздействия искусственных наночастиц на организм при пероральном пути поступления».

В 2008 году Иван Гмошинский участвовал в качестве ответственного исполнителя в выполнении ряда работ по государственным контрактам с Министерством образования и науки РФ:

№ 01.648.11.3001 «Подготовка рекомендаций по определению наноматериалов и продукции нанотехнологий, представляющих потенциальную опасность для здоровья человека»;

№ 01.648.12.3022 «Создание проектов нормативно-правового и методического обеспечения комплексной системы безопасности в процессе исследований, освоения, производства, обращения и утилизации наноматериалов в Российской Федерации»;

№ 16.648.12.3001 «Разработка нормативно-методических документов, устанавливающих методы оценки безопасности искусственных наноматериалов с использованием системных биомаркеров».

Все перечисленные контракты выполнялись в рамках Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы».

Под руководством Ивана Всеволодовича в 2011 и 2012 году были защищены две диссертации на соискание ученых степеней кандидата медицинских и биологических наук по специальностям «гигиена» и «биохимия».

Иван Гмошинский является членом Диссертационного совета Д 001.002.01 при ФГБУ НИИ питания РАМН. В настоящее время он руководитель двух диссертационных работ по специальности «гигиена».

В 2011 году Иван Всеволодович Гмошинский награждён почетной грамотой Президиума РАМН. Иван Гмошинский является членом научного Нанотехнологического общества России (НОР).

Источник

Мембранные технологии — инновационный метод повышения биологической ценности белка для питания детей раннего возраста Текст научной статьи по специальности « Прочие сельскохозяйственные науки»

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Гмошинский Иван Всеволодович, Зилова И. С., Зорин С. Н., Демкина Е. Ю.

Рассматривается качественно новый подход к производству белка для молочных смесей в питании детей раннего возраста. Преимущество использования мембранных технологий состоит в том, что они позволяют сохранить биологическую ценность белка и возможность контроля и управления уровнем аминокислот в белке, максимально оптимизируя их соотношение и количество.

Похожие темы научных работ по прочим сельскохозяйственным наукам , автор научной работы — Гмошинский Иван Всеволодович, Зилова И. С., Зорин С. Н., Демкина Е. Ю.

Membrane technologies — an innovative method of protein biological value increasing in young children feeding1SRI of Nutrition RAMS, Moscow

A qualitatively new approach to protein production for milk formulas for infants is discussed in this article. The advantage of membrane technologies usage is that they allow preserving protein biological value and make it possible to control the levels of amino-acids in protein by optimizing their proportion and quantity.

Читайте также:  Вадим зеланд как питание

Текст научной работы на тему «Мембранные технологии — инновационный метод повышения биологической ценности белка для питания детей раннего возраста»

Непрерывное профессиональное образование

И.В. Гмошинский1, И.С. Зилова1, С.Н. Зорин1, Е.Ю. Демкина2

1 НИИ питания РАМН, Москва

2 ЗАО «Лакталис Восток», Москва

Мембранные технологии — инновационный метод повышения биологической ценности белка для питания детей раннего возраста

Гмошинский Иван Всеволодович, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии с группой оценки безопасности наноматериалов ФГБУ НИИ питания РАМН

Адрес: 109240, Москва, Устьинский проезд, д. 2/14, тел.: (495) 698-53-71, е-mail: gmosh@ion.ru Статья поступила: 27.04.2012 г., принята к печати: 22.05.2012 г.

Рассматривается качественно новый подход к производству белка для молочных смесей в питании детей раннего возраста. Преимущество использования мембранных технологий состоит в том, что они позволяют сохранить биологическую ценность белка и возможность контроля и управления уровнем аминокислот в белке, максимально оптимизируя их соотношение и количество.

Ключевые слова: мембранные технологии, белок PROLACTA, детские молочные смеси.

Белки — основной «строительный» материал организма человека, вещества, входящие в состав всех тканей и органов. Функции белков разнообразны, выделяют пластические, каталитические (ферменты), регуляторные (гормоны, нейропептиды и др.), двигательные (миозин, актин), опорные (коллаген, эластин), рецепторные, защитные (антитела, цитокины) и др. Источником аминокислот для построения собственных белков организма могут быть только белки пищи.

Для правильного выбора источника белка в рационе необходимо понимать, что белки, поступающие с пищей, различны по своему происхождению. Отличаясь по химическому составу, который определяется составляющими их аминокислотами, белки пищи могут с различной эффективностью использоваться для построения собственных белков организма. Поэтому кроме абсолютного количества потребляемого белка важно его качество. Все аминокислоты принято делить на незаменимые (эссенциальные) и заменимые. Незаменимыми назы-

вают те аминокислоты, которые организм человека не может синтезировать сам и поэтому должен получать с пищей. К ним относят лейцин, изолейцин, валин, триптофан, лизин, треонин, метионин и фенилаланин. Еще две аминокислоты (цистеин и тирозин) называют условно-незаменимыми (в англоязычной литературе — «полузаменимыми» — semi-essential), т. к. они могут синтезироваться организмом из метионина и фенилаланина, соответственно. Для детей незаменимой аминокислотой считается гистидин. Остальные аминокислоты — аланин, аргинин, аспарагиновая, глутаминовая кислоты, глицин, пролин и серин являются заменимыми и могут синтезироваться в организме, в т. ч. из незаменимых аминокислот.

В научной литературе введено понятие «биологическая ценность», которое характеризует способность белка поддерживать положительный баланс азота у растущего организма, адекватный для обеспечения его роста и развития, и нулевой баланс — у взрослого.

I.V. Gmoshinskiy1, I.S. Zilova1, S.N. Zorin1, E.J. Demkina2

1 SRI of Nutrition RAMS, Moscow

2 CC «Lactalis Vostok», Moscow

Membrane technologies — an innovative method of protein biological value increasing in young children feeding

A qualitatively new approach to protein production for milk formulas for infants is discussed in this article. The advantage of membrane technologies usage is that they allow preserving protein biological value and make it possible to control the levels of amino-acids in protein by optimizing their proportion and quantity.

Key words: membrane technologies, protein PROLACTA, milk formulas for infants.

Непрерывное профессиональное образование

Для оценки качества белка предлагалось множество методов, перечень и краткое описание которых представил в обзоре В. Г. Высоцкий с соавт. (1976), но наибольшее распространение получили величины биологической ценности, которые рассчитывают:

1) химическим методом — определение аминокислотного состава (показатель «аминокислотный скор»);

2) биологическими методами в эксперименте (различные коэффициенты биологической ценности).

На основе состава аминокислот и приемлемости белка для организма введено понятие полноценности, которую характеризует содержание незаменимых аминокислот относительно установленных для них норм потребностей у человека. Показатель, характеризующий процентное содержание той или иной незаменимой аминокислоты в белке по отношению к теоретически необходимому ее количеству согласно выбранному стандарту (шкале потребности), называется аминокислотным скором, а аминокислота, содержащаяся в наименьшем количестве относительно стандарта — лимитирующей, которая определяет биологическую ценность (полноценность) данного белка.

Если таких аминокислот в анализируемом белке несколько, то они подразделяются на первую, вторую и т. д. лимитирующие аминокислоты, начиная с аминокислоты, содержание которой наименьшее относительно стандартной величины. В случае отсутствия лимитирующих аминокислот показатель аминокислотного скора белка равен 1 (или 100%) и более. Белки, в которых количество хотя бы одной незаменимой аминокислоты не достигает установленной потребности, называют неполноценными; те же, в которых незаменимых аминокислот достаточно — полноценными.

Шкала суточной потребности в аминокислотах периодически уточняется и предлагается Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН совместно со Всемирной организацией здравоохранения (ФАО/ВОЗ) для использования в качестве стандарта в международной практике. При этом шкала варьирует по возрастам и годам. Так, до 1990 г. использовали шкалы потребностей, предложенные ФАО/ВОЗ в 1973 г., с 1990 г. — другие. При оценке биологической ценности белков для питания детей раннего возраста часто используется шкала, основанная на показателях аминокислотного состава белка женского молока.

Читайте также:  Куда сдать тару от детского питания

Исходя из того, что белки разного происхождения часто лимитированы по разным незаменимым аминокислотам относительно шкалы потребностей, существует прием создания полноценных белковых смесей по принципу комплементарности аминокислотного состава (взаимного дополнения).

Величины биологической ценности, определяемые в экспериментах на животных, условно можно разделить на «ростовые» и «балансовые».

Выделяют следующие показатели, определяемые на основе прироста массы тела относительно употребляемого белка (обычно у растущих крыс в силу схожей с человеком пищеварительной системы):

• коэффициент эффективности белка PER (в отечественной литературе КЭБ);

• коэффициент чистой эффективности белка NPR (или КЧЭБ), который учитывает потери в массе тела у животных на безбелковом рационе (за счет эндогенных потерь азота).

Показатели, определяемые на основе баланса азота, потупившего с пищей и выделенного в процессе жизнедеятельности с мочой и калом:

• BV — биологическая ценность (отношение величины баланса азота к разнице между потребленным азотом и выделенным с калом):

• NPU — чистая утилизация белка — отношение величины баланса азота к потребленному азоту).

Кроме того, на основе балансовых исследований рассчитывают усвояемость белка (D), которая определяется как соотношение разности между потребленным азотом и выделенным с калом к потребленному азоту с рационом. Для более точного определения расчеты проводят с учетом азота, выделяемого животными при получении рациона, не содержащего белок, т. е. за счет собственных белков тела (эндогенные потери). В последнем случае показатели обозначаются в соответствующей научной литературе как BVtr, NPUtr и Dtr, где tr — обозначение учета эндогенных потерь организма при расчете этого показателя.

Перечисленные «ростовые» показатели биологической ценности используют обычно в экспериментах, особенно при изучении новых источников или форм белка для оценки воздействия данного белка на рост и развитие животных и для выявления его оптимального уровня, необходимого для нормального развития.

Показатели биологической ценности и усвояемости, основанные на исследовании баланса азота, о которых было упомянуто выше, используют как в экспериментальных исследованиях с животными, так и в исследованиях с участием человека.

Опубликованные данные показывают, что величины показателей биологической ценности различаются как для разных белков, так и при разных уровнях одного и того же белка в рационе, при этом количество полноценного белка, включенного в состав рациона, может быть меньше для достижения максимальных результатов.

Исследования в биологических экспериментах требуют высоких материальных затрат, достаточно длительны и лишь косвенно учитывают аминокислотный состав. Поэтому с недавнего времени Университетом ООН апробирован и предложен новый показатель качества белка, учитывающий как химический состав — показатель аминокислотного скора, так и биологический показатель качества белка — величину «истинной» усвояемости (Dtr), которая характеризует степень утилизации (использования) потребленного белка в организме с учетом эндогенных потерь организма (за счет естественного распада собственных тканей).

Новый показатель качества белка, обозначенный как PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score, ФАО) — аминокислотный скор, скорректирован по усвояемости.

Указанную величину значительно легче рассчитать, тем более что в литературе опубликованы составы аминокислот практически всех существующих белков, а также величины Dtr наиболее часто используемых белков в рационах как в чистом виде (изолированные и концентрированные формы белков цельного коровьего молока, казеинатов, лактальбумина, яичного альбумина, сои, пшеничного глютена и т. п.), так и в составе пищевых источников (говядина, овсяные хлопья, консервированные бобовые, пшеница и др.).

При необходимости оценки нового источника белка или белка какого-либо продукта достаточно провести короткий эксперимент по определению усвояемости Dtr и рассчитать аминокислотный состав белкового компонента или определить его на аминокислотном анализаторе.

Качество белка, используемого в детских молочных смесях, остается одним из актуальных вопросов на сегодняшний день. Изучение последствий нарушения белковой обеспеченности остается основным вопросом в питании детей раннего возраста. Ожирение, риск развития сахарного диабета, сердечно-сосудистых патологий доказанно связаны с избыточным потреблением белка и дисбалансом аминокислот в потребляемом белке в раннем возрасте.

Для правильного роста и развития детей первого года жизни, помимо адекватного содержания белка в рационе питания, необходимо максимально близкое соответствие аминокислотного профиля белка детской смеси аминокислотному профилю белка женского молока. Создание белка для заменителя грудного молока с высоким показателем аминокислотного скора является одной из ключевых задач в области технологии заменителей грудного молока.

Сравнение аминокислотного состава белка коровьего и женского молока позволяет определить основные задачи, которые стоят перед разработчиками и производителями детских молочных смесей:

• снижение в белке уровня аминокислоты треонина;

• повышение уровня аминокислоты триптофана;

• достижение наиболее благоприятного соотношения триптофан/треонин;

• обеспечение баланса аминокислот в белке между соотношением количества триптофана и уровнем «больших нейтральных аминокислот» (лейцин, изолейцин, валин).

Решение этих задач практически невыполнимо при использовании традиционных способов получения белка для заменителей женского молока.

С развитием пищевых технологий подходы к получению высококачественного белка молочных смесей в значительной степени совершенствуются. Мембранные технологии (МТ) в настоящее время находят самое широкое применение, а мировой рынок мембран ежегодно растет на 8-12% в течение последних 50 лет [1]. В последние годы стимул к проведению исследований в области мембранных технологий придало то обстоятельство, что они оказались важным разделом нанотехнологий, поскольку эффект селективности массопере-носа во многом определяется наличием наноразмерных пор в мембранах. Мембранными материалами являются многочисленные природные (целлюлоза) и синтетические полимеры. Сюда же относятся керамика, графит и металлические сплавы. Главное свойство мембраны — высокая селективность, характеризующая способность разделять компоненты смеси. В России также имеются производители мембран, некоторые из которых финансирует ОАО «РОСНАНО».

Читайте также:  Питание во время обострения язвы 12 перстной кишки

В пищевой промышленности, в частности в молочной отрасли, мембранные технологии используются при выделении из молока его компонентов, концентрировании и разделении белков и т. д. Высокая селективность, безопасность, мягкие условия проведения, способствующие максимальному сохранению термолабильных пищевых веществ, способствуют массовому распространению мембранных технологий. С внедрением принципа тангенциальной фильтрации, позволившего преодолеть трудности метода, связанные с эффектами образования око-ломембранных слоев и концентрационной поляризации, стала возможной разработка МТ, обладающих высокой производительностью.

При мембранной фильтрации основную роль в эффекте разделения играет размер частиц, тогда как

их физические и химические свойства, определяющие взаимодействие с мембраной, имеют второстепенное значение. В зависимости от размера пор применяемых мембран выделяют следующие виды мембранных технологий:

1. Микрофильтрация, использующая мембраны с порами диаметром более 100 нм (1 нм = 10-9 м). Микро-фильтрационные мембраны задерживают бактериальные и соматические клетки, жировые капельки, мицеллы казеина, крупные белковые агрегаты и беспрепятственно пропускают белки молока и низкомолекулярные компоненты (соли, лактозу) (рис. 1).

2. Ультрафильтрация, при которой размер пор мембраны находится в интервале 1-100 нм. Такие мембраны используются для селективного фракционирования белков по их молекулярным массам, разделения белка и лактозы молочной сыворотки, а также для отделения негидролизованного белка от коротких пептидов и других малых молекул в ходе получения ферментативных белковых гидролизатов (рис. 2).

3. Нанофильтрация, применяющая мембраны с размером пор 0,1-1 нм, позволяет проводить обессоли-вание пищевых веществ, в т. ч. низкомолекулярных (пептиды и лактоза). Нанофильтрационные мембраны задерживают макромолекулы растворимых белков, пептидов, лактозы, пропускают ионы минеральных солей, воду (рис. 3).

4. Обратный осмос (поры диаметром около 0,1 нм, проницаемы только для воды) позволяет концентрировать пищевые вещества и получать высокоочищен-ную питьевую воду (рис. 4).

Важно подчеркнуть, что хотя мембранные технологии и являются по формальным признакам нанотехнологиями, их продукция (пищевые вещества в виде очищенных фракций) не относится к наноматериалам, т. к. не содержит наночастиц, а представлена только веществами в традиционных для питания человека формах.

Главное преимущество использования мембранных технологий в производстве белка для питания детей раннего возраста — возможность получения продукта с регулируемым аминокислотным составом. Одновременно возможно улучшить перевариваемость, растворимость белка, его вкусовые свойства. Вследствие низкой температуры, при которой протекают процессы мембранного разделения, значительно снижается степень протекания реакции Майара, приводящей к потемнению белково-углеводных смесей и снижению биологической ценности вследствие потерь аминокислот. Высокая скорость мембранных процессов значительно снижает риск микробной контаминации продукта.

Использование МТ позволяет получить продукты с регулируемым минеральным составом и снизить осмо-лярность смеси, что влияет на переносимость детьми молочной смеси, а также отказаться от производства продуктов для детского питания с использованием молочной (подсырной) сыворотки, которая, по сути, является отходом производства сыроделия. К недостаткам молочной сыворотки, как источника белка, относится кислая среда (низкие значение рН), избыточное количество солей, неудовлетворительные вкусовые качества, а также то, что в подсырной сыворотке помимо сывороточных белков содержатся микробные и сычужные ферменты, значительные количества остаточного жира и бактерий.

Помимо всего перечисленного, в молочной сыворотке невозможно контролировать количество гликомакропептида, который выделяется под воздействи-

ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ /2012/ ТОМ 11/ № 3

Непрерывное профессиональное образование

Рис. 1. Характеристика процесса микрофильтрации (используется при производстве PROLACTA)

Рис. 3. Характеристика процесса нанофильтрации (используется при производстве PROLACTA)

Рис. 2. Характеристика процесса ультрафильтрации (используется при производстве PROLACTA)

Рис. 4. Характеристика процесса обратного осмоса (используется при производстве PROLACTA)

Белки, пептиды, лактоза, минеральные соли

ем сычужного фермента из каппа-казеина молока. Согласно данным G. Boehm и соавт., гликомакропептид служит источником избыточного поступления треонина и его повышения в плазме крови, чего следует избегать, т. к. при этом происходит увеличение концентрации глицина в головном мозге. Указанные изменения негативно воздействуют на нейротрансмиттерный баланс в головном мозге, что может повлиять на развитие

центральной нервной системы в ранний постнатальный период жизни [2].

Одним из примеров использования мембранных технологий в получении белка для питания детей раннего возраста может служить белок PROLACTA.

С помощью мембранных технологий сывороточные белки напрямую извлекают из обезжиренного молока, избегая применения высоких температур, химического

и ферментативного воздействия, привычных в производствах с получением сыворотки. Вследствие этого белки PROLACTA избегают денатурации, т. е. полностью сохраняют свои нативные свойства (рис. 5).

Оптимизированный белок PROLACTA — это изолят сывороточных белков молока, полученный с использованием методов микрофильтрации, ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса (рис. 6). Состав ами-

Рис. 5. Характеристика мембранных технологий, используемых в процессе производства белка PROLACTA

Источник