Проекты

Оценка эффективности экстракта гарцинии камбоджийской для снижения массы тела

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Биотехнология и биоинженерия»

Направление работы: Биотехнология
Авторы работы: ГБОУ города Москвы лицей № 1535
Предметы: Биология
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

Постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка, повсеместная урбанизация, малоподвижный образ жизни способствуют ухудшению здоровья населения России. Активное развитие техники и технологий в конце ХХ века определяющим образом изменило стиль жизни человека. Современные технологии позволили механизировать основные процессы производства пищевых продуктов, что повысило их калорийность путём практически полной рафинации ингредиентов. Основные компоненты современной пищи (жир, сахар) способствуют накоплению жировой ткани в организме, приводящей к избыточной массе тела, и впоследствии – ожирению. По данным ВОЗ, ожирение является неинфекционной эпидемией, представляющей серьёзный риск для здоровья. Наиболее доступным и естественным методом снижения избыточной массы тела за счёт жировой ткани являются ограничительные диеты и использование в рационе продуктов, содержащих пищевые волокна и биологически активные вещества, регулирующие метаболизм нутриентов в организме.

Цель

Оценка эффективности и механизма действия экстракта гарцинии камбоджийской для снижения массы тела.

Задачи

1. Подготовить литературный обзор по изучению влияния гарцинии камбоджийской на метаболизм пищевых веществ в организме.

2. Определить содержание действующего вещества, гидроксилимонной кислоты, в экстракте гарцинии камбоджийской.

3. Установить механизм действия экстракта гарцинии камбоджийской на метаболизм пищевых веществ в модельных пищевых средах.

4. Определить влияние экстракта гарцинии камбоджийской на снижение массы тела лабораторных животных.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Одношнековый лабораторный экструдер

• Экстракт гарцинии камбоджийской

Описание

В работе использовали экстракт гарцинии камбоджийской (ЭГК) (производитель Eusa Colors Sas, Франция). Для достижения равномерного распределения ЭГК в пищевых средах его вводили в экструзионные продукты из крупы кукурузы. Экструзионную обработку автор проводил в лаборатории «Технологии макаронных и экструдированных продуктов» ФГАНУ «НИИ хлебопекарной промышленности» на одношнековом лабораторном экструдере. В работе применяли экструзионный продукт, содержащий гарцинию в количестве 7% к массе крупы.

Определение содержания пищевых веществ в модельных средах осуществляли в Центре реологии пищевых сред института:

- содержание моносахаридов определяли методом ионной хроматографии на Thermo scientific Dionex ICS 5000+ (колонка CarboPac PA20 3*150, защитная колонка Amino Trap 4*50);

- жирнокислотный состав – методом газожидкостной хроматографии на приборе НР 4890 с пламенно-ионизационным детектором;

- содержание гидроксилимонной кислоты в экструзионных продуктах – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на жидкостном хроматографе «Agilent 1100» с детектором «VWR».

Подтверждение биологического действия ЭГК на метаболизм пищевых веществ лабораторных животных проводили специалисты проблемной научно-исследовательской лаборатории экспериментальной иммунологии, иммунопатологии и иммунобиотехнологии Северо-Кавказского федерального университета.

В доклиническом исследовании были использованы крысы-самцы линии Wistar массой 280–340 г. Опытные работы с лабораторными крысами выполняли в соответствии с общепринятыми этическими нормами обращения с животными, согласно правилам, принятым Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для исследовательских и иных научных целей. Животные на протяжении эксперимента содержались в стандартных условиях лабораторного вивария при одинаковом уходе и питании, световом и температурном режиме, со свободным доступом к воде и корму. До начала исследования животные находились 14 дней для адаптации при групповом содержании в клетках на эквикалорийном рационе. Каждый день контролировали их клиническое состояние путём визуального осмотра.

Животные были разделены на 4 группы по шесть особей в каждой:

I группа – животные на стандартной диете (интактный контроль);

II группа – животные на стандартной диете + экструзионный продукт, содержащий 7% ЭГК;

III группа – животные на стандартной диете + экструзионный продукт без добавления ЭГК;

IV группа – животные на стандартной диете + ЭГК.

Для проведения эксперимента готовили пилюли на основе экструзионного продукта. Для этого смешивали измельчённый экструзионный продукт, содержащий ЭГК, с одинаковым во всех случаях количеством муки. Пилюли готовили ежедневно непосредственно перед кормлением животных. Приготовленные пилюли давали 1 раз в день за 2 часа до внесения в клетки основного рациона питания. Осуществляли контроль поедания пилюль животными. Контроль массы тела крыс проводился в динамике с использованием тензометрических весов ВТ-3000 (ГОСМЕТР).
Автор провёл статистическую обработку полученных результатов с помощью критерия Стьюдента. Исследования проводили в 3-кратной повторности. Вычисления делали с использованием программы BioStat.

Результаты

 

 

 

Определено, что в экструзионном продукте с добавлением экстракта гарцинии камбоджийской количество гидроксилимонной кислоты составило 41,1 г/кг.

Установлено, что у животных групп I и III за период эксперимента не произошло достоверно значимых изменений массы тела – увеличение составило 2,3 % и 1,2 %, соответственно. Отмечая некоторую незначительную тенденцию к её увеличению, можно предположить, что вероятно это обусловлено естественными ростовыми процессами животных.

Животные групп II и IV характеризовались тенденцией к снижению массы тела на 6,1 % и 5,3 % на 28-е сутки эксперимента, соответственно. Экспериментально подтверждено, что введение в рацион питания животных ЭГК как в составе экструзионных продуктов, так и в нативном виде, обусловливает снижение массы тела.      

 

Выводы

1. Механизм действия экстракта сводится к проявлению биологического эффекта под влиянием гидроксилимонной кислоты на метаболизм пищевых веществ: ингибирование синтеза жиров из углеводов, обусловленное инактивацией амилолитических ферментов, а также повышение окисления жиров.

2. Применение экструзионного продукта, содержащего экстракт гарцинии камбоджийской в опытах in vivo, приводило к достоверному снижению массы тела животных, что подтверждает имеющиеся в литературе сведения о свойствах гарцинии камбоджийской, способствующих коррекции массы тела.

Перспективы использования результатов работы

Проведённые исследования определения биологических эффектов гарцинии камбоджийской являются теоретическим обоснованием применения экструзионного продукта как биологически активного ингредиента в технологиях продуктов питания в целях снижения массы тела, что будет способствовать улучшению здоровья населения.

Сотрудничество с учреждениями при создании работы

Центр реологии пищевых сред ФГАНУ НИИХП.

ПНИЛ экспериментальной иммуноморфологии, иммунопатологии и иммунобиотехнологии Северо-Кавказского федерального университета

Награды/достижения

Международная научно-практической молодёжная конференция «Пищевые технологии будущего: инновационные идеи, научный поиск, креативные решения» – участник.

Мнение автора

«Я считаю, что проект «Медицинский класс в московской школе» и конференция «Старт в медицину» – это хорошая городская площадка для реализации самых интересных научных идей и стартапов»