Стандартизация метода определения осмоляльности специализированных пищевых продуктов

Резюме

Обязательные для применения и исполнения на таможенной территории требования к специализированным пищевым продуктам установлены в действующих документах Таможенного союза. К категории специализированных пищевых продуктов относятся пищевые продукты для детского питания, для питания беременных и кормящих женщин, продукты диетического (лечебного и профилактического) питания, продукты для питания спортсменов. Кроме общих требований безопасности, которым должна соответствовать специализированная пищевая продукция, в отдельных ее видах регламентируется значение показателя осмоляльности. С целью стандартизации метода определения осмоляльности специалистами ФГБНУ "НИИ питания" разработан национальный стандарт "Продукты пищевые специализированные. Метод определения осмоляльности". Проведены исследования образцов продукции для детского питания и для питания спортсменов, представленной на отечественном рынке. Специализированные продукты для детского питания имели осмоляльность от 290 до 327 мОсм/кг, что соответствует требованиям нормативных документов, предъявляемым к этой группе продуктов. Осмоляльность углеводно-минеральных напитков для спортсменов находилась в пределах от 308 до 330 мОсм/кг, что подтверждает их принадлежность к изотоническим напиткам. Метод может использоваться как в научных исследованиях при разработке новых специализированных продуктов с заданным химическим составом, так и в клинической практике для контроля осмоляльности продуктов для энтерального питания.

Ключевые слова:осмоляльность, специализированные пищевые продукты, национальный стандарт, криоскопический метод

Вопр. питания. - 2015. - № 2. - С. 68-75.

Разработка и применение национальных стандартов является важнейшим средством повышения качества отечественной специализированной пищевой продукции, ее конкурентоспособности на мировом рынке, а также эффективным путем решения задачи гармонизации государственной системы стандартизации с требованиями международной практики.

Терминологические понятия и обязательные для применения и исполнения на таможенной территории Таможенного союза требования к специализированной продукции установлены в следующих документах:

- технический регламент Таможенного союза - ТР ТС 021/2011 "О безопасности пищевой продукции" [13];

- технический регламент Таможенного союза - ТР ТС 027/2012 "О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания" [14];

- технический регламент Таможенного союза - ТР ТС 033/2013 "О безопасности молока и молочной продукции" [15];

- "Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)" Таможенного союза [3].

В терминологических разделах ТР ТС 021/2011 и ТР ТС 027/2012 специализированная пищевая продукция определяется как пищевая продукция, для которой установлены требования к содержанию и (или) соотношению отдельных веществ или всех веществ и компонентов, и (или) изменено содержание и (или) соотношение отдельных веществ относительно естественного их содержания в такой пищевой продукции, и (или) в состав включены не присутствующие изначально вещества или компоненты (кроме пищевых добавок и ароматизаторов), и (или) изготовитель заявляет об их лечебных и (или) профилактических свойствах, и которая предназначена для целей безопасного употребления отдельными категориями людей.

Виды специализированной пищевой продукции, ее отличительные признаки (персонализация применения и специализация состава) приведены в табл. 1.

В соответствии с ТР ТС 027/2012 и ТР ТС 033/2013, к продукции детского питания относятся адаптированные молочные смеси (заменители женского молока), начальные и последующие молочные смеси, продукты прикорма, которые начинают вводить в рацион питания детей первого года жизни, смеси для питания недоношенных и (или) маловесных детей, антирефлюксные смеси и др.

К специализированной пищевой продукции диетического лечебного или диетического профилактического питания относятся пищевые продукты для энтерального и диабетического питания, низколактозная и безлактозная пищевая продукция, а также без или с низким содержанием отдельных аминокислот, в частности без фенилаланина или с использованием компонентов с пониженным содержанием фенилаланина и др. [14].

Помимо общих требований безопасности, которым должна соответствовать специализированная пищевая продукция, к отдельным ее видам предъявляются дополнительные требования.

В частности, в соответствии с "Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)" [3] и ТР ТС 033/2013 [15], в пищевых продуктах на молочной основе для питания детей раннего возраста, находящихся на искусственном и смешанном вскармливании, регламентируется значение показателя осмоляльности.

Осмоляльность характеризует осмотическое давление жидкостей, представляет собой сумму всех кинетически активных частиц (катионов, анионов и неэлектролитов), растворенных в 1 кг растворителя (воды), и выражается в миллиосмолях на кг (мОсм/кг). Значение осмоляльности зависит от концентрации раствора, коэффициента диссоциации и числа ионов, на которые он диссоциирует.

Осмотической активностью обладают только те частицы растворенного вещества, которые находятся в свободном состоянии. Осмоляльность оказывает значительное влияние на переносимость, усвояемость и эффективность специализированных пищевых продуктов [8].

В клинической практике чаще пользуются показателем осмолярности, который представляет собой сумму всех кинетически активных частиц в 1 л раствора и выражается в миллиосмолях на литр (мОсм/л). Значение осмолярности исследуемого раствора можно рассчитать, умножив значение осмоляльности на его плотность [2].

Адаптированные и частично адаптированные молочные смеси для детей первого года жизни должны быть максимально приближены по составу к женскому молоку и тем самым адаптированы к особенностям метаболизма, функционального состояния и иммунной реактивности детей первого года жизни. Важным показателем адекватности адаптированной молочной смеси физиологическим особенностям детей первого года жизни, одним из критериев оценки переносимости, всасывания и усвоения является ее осмоляльность, значение которой должно приближаться к осмоляльности женского молока.

Значение этого показателя для специализированной пищевой продукции диетического лечебного и диетического профилактического питания для детей раннего возраста нормируется в ТР ТС 027/2012 [14]. В эту группу входят низколактозные и безлактозные продукты, смеси на основе изолята соевого белка, смеси на основе полных гидролизатов белка, смеси без фенилаланина или с низким его содержанием, смеси для питания недоношенных и (или) маловесных детей.

Регламентируемые значения осмоляльности специализированных пищевых продуктов, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания детей раннего возраста, приведены в табл. 2.

К специализированной пищевой продукции относятся также продукты, предназначенные для энтерального питания. В приказах Минздрава России от 05.08.2003 № 330 и от 26.04.2006 № 316 "О мерах по совершенствованию лечебного питания в лечебно-профилактических учреждениях

Российской Федерации" энтеральное питание определяется как вид нутритивной терапии, при которой питательные вещества вводятся через желудочный или внутрикишечный зонд при невозможности адекватного обеспечения энергетических и пластических потребностей организма естественным путем при ряде заболеваний [5, 10].

В ТР ТС 027/2012 [14] установлено несколько другое определение для характеристики пищевой продукции энтерального питания - жидкая или сухая (восстановленная до готовой к употреблению) пищевая продукция диетического лечебного и диетического профилактического питания, предназначенная для перорального употребления непосредственно или введения через зонд при невозможности обеспечения организма в пищевых веществах и энергии обычным способом.

Пищевые продукты для энтерального питания являются существенным дополнением или даже единственным источником питания при многих заболеваниях. В медицинской практике для характеристики питательных смесей для энтерального питания принято использовать термин "осмолярность".

По значению этого показателя смеси можно разделить на низкоосмолярные (менее 300 мОсм/л), среднеосмолярные (300-350 мОсм/л) и высокоосмолярные (более 350 мОсм/л). Полимерные смеси, состоящие из цельного белка, олигосахаридов, мальтодекстринов или крахмала, растительного масла, минеральных веществ и витаминов, имеют низкую осмолярность благодаря содержанию высокомолекулярных соединений.

Полуэлементные и элементные смеси содержат все незаменимые нутриенты в виде среднеи низкомолекулярных соединений (олигопептиды, аминокислоты, олиго-, ди-, моносахара, среднецепочечные триглицериды, полиненасыщенные жирные кислоты, минеральные вещества, витамины, другие биологически активные вещества). Недостатком таких смесей является высокая осмолярность (более 500 мОсм/л), что может привести к осложнениям со стороны желудочно-кишечного тракта, способствовать возникновению осмотической диареи у больного. Чтобы исключить возможные осложнения, смеси для энтерального питания должны быть изотоничны плазме крови и иметь осмолярность 280-300 мОсм/л [1, 4, 12].

Большое значение имеет осмоляльность для характеристики напитков для спортсменов. Во избежание обезвоживания организма наиболее важным защитным мероприятием становится быстрое восстановление утерянной жидкости. Скорость всасывания жидкости желудочно-кишечным трактом зависит от количества осмотически активных частиц в ней, т.е. от осмоляльности. В научной литературе по питанию спортсменов приводится следующая классификация напитков в зависимости от значения осмоляльности: гипоосмоляльные (гипотонические) - менее 250 мОсм/кг; изоосмоляльные (изотонические) - 270-330 мОсм/кг; гиперосмоляльные (гипертонические) - более 330 мОсм/кг. Гипотонические напитки способствуют восстановлению водного баланса организма, содержат соли-электролиты, витамины, небольшое количество углеводов. В состав изотонических напитков также входят соли-электролиты, витамины и 6-8% углеводов. Такие напитки быстро восполняют потерю жидкости и энергии в организме, не вызывая дисбаланса в желудочнокишечном тракте. Для быстрого восстановления израсходованных энергетических резервов используют высокоуглеводные гипертонические напитки, осмоляльность которых может достигать 600-700 мОсм/кг [9, 16].

В клинической практике для определения осмолярности биологических жидкостей часто пользуются расчетным методом с использованием определяемых эмпирически коэффициентов для натрия, азота мочевины, глюкозы и др. Однако этот метод дает ошибку более 20%, что может оказать негативное влияние на эффективность лечения пациента [8]. Для контроля электролитных инфузионных растворов широко используется расчетный метод, основанный на определении концентрации ионов натрия, которые вносят основной вклад в осмолярность этих растворов [2, 6, 11].

Специализированные пищевые продукты представляют собой многокомпонентные смеси, поэтому расчетные методы определения осмоляльности неприемлемы. Для этих целей используется криоскопический метод, сущность которого заключается в измерении осмоляльности водных растворов по снижению точки их замерзания в сравнении с точкой замерзания чистого растворителя - воды.

Измерения проводят с помощью осмометровкриоскопов как отечественного, так и импортного производства. Наиболее часто используют миллиосмометры-криоскопы термоэлектрические МТ-5, МТ-5-01 (НПП "Буревестник", РФ), осмометркриоскоп ОСКР-1М (компания "КИВИ осмометрия", РФ), автоматический криоскопический осмометр "OSMOMAT 030 D" (фирма "Gonotec", Германия). Эти приборы изготовлены в соответствии с обязательными требованиями государственных стандартов, действующей технической документацией, признаны годными для эксплуатации в РФ и зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений. Они обладают высокой чувствительностью, обеспечивают точность и хорошую сходимость результатов, просты в эксплуатации, имеют удобную в использовании программу для контроля системы, а также сбора и обработки данных. После ввода образца измерения проводятся в полностью автоматизированном режиме. Все данные по калибровке и результатам измерений могут быть сохранены, доступная функция поиска позволяет быстро отыскать нужные результаты в базе данных, которые в любой момент могут быть сгенерированы, распечатаны и представлены в виде отчета.

Одним из преимуществ использования криоскопического метода является тот факт, что прибор измеряет фактическую осмоляльность (а не осмолярность), значение которой регламентируется в действующих нормативных документах. Другими методами, например расчетными, определяется осмолярность, и для пересчета ее в осмоляльность необходимо дополнительно определять плотность исследуемого раствора.

Осмометры-криоскопы могут использоваться и в медицинской практике для оперативного контроля осмоляльности биологических сред (кровь, моча), водных растворов фармацевтических препаратов, включая лекарства для детей, инфузионные и электролитные растворы, глазные капли, микстуры, смеси для парентерального питания, а также применяться для диагностики ряда заболеваний [7, 8].

Однако методика проведения исследований по определению осмоляльности, представленная в руководствах по эксплуатации приборов, не имела статуса документа, утвержденного в установленном порядке органами стандартизации и метрологии. Для стандартизации метода определения осмоляльности специалистами ФГБНУ "НИИ питания" в рамках национальной программы стандартизации России разработан национальный стандарт ГОСТ Р 55578-2013 "Продукты пищевые специализированные. Метод определения осмоляльности", который утвержден Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6.09.2013 № 853-ст и введен в действие с 1 января 2015 г.

Разработанный стандарт устанавливает регламентированные требования к отбору и подготовке проб для анализа, проведению испытаний, обработке результатов, параметрам и режимам проверки и градуировки прибора с использованием калибровочных растворов.

Апробация метода была проведена на образцах специализированной пищевой продукции для детского питания и питания спортсменов, представленной на отечественном рынке, с использованием миллиосмометра-криоскопа МТ-5-01 (НПП "Буревестник", РФ). Абсолютная погрешность метода при определении осмоляльности в диапазоне от 0 до 500 ммоль/кг воды составляет ±6 ммоль/кг. Определение осмоляльности продукции проводили в двух повторностях.

Исследуемые образцы продукции для питания детей раннего возраста представляли собой готовые к употреблению продукты и сухие молочные смеси. Для приготовления готового к употреблению продукта смеси растворяли в воде по способу, указанному на этикетке. Образцы продукции для питания спортсменов представляли собой готовые к употреблению углеводно-минеральные напитки или сухие смеси комплексного состава, изготовленные зарубежными и российскими производителями. Напитки для спортсменов содержали углеводы, представленные главным образом фруктозой, глюкозой и ее полимерами, водорастворимые витамины, соли-электролиты - источники макро- и микроэлементов, а также биологически активные компоненты (таурин, L-карнитин и др.).

Результаты анализа, приведенные в табл. 3, свидетельствуют, о том, что исследованные специализированные продукты для детского питания имели осмоляльность от 290 до 327 мОсм/кг, что соответствует требованиям нормативных документов, предъявляемым к этой группе продуктов.

Осмоляльность углеводно-минеральных напитков для спортсменов (табл. 4) находилась в пределах от 308 до 330 мОсм/кг воды, что подтверждает их принадлежность к изотоническим напиткам. Такие напитки обеспечивают высокую скорость транспорта воды и энергии в организме, предотвращают обезвоживание, не вызывают дискомфорта в желудочно-кишечном тракте.

Введение в действие разработанного стандарта будет способствовать своевременному контролю осмоляльности при создании специализированных пищевых продуктов и их применении, что позволит избежать негативных последствий, связанных с гиперосмотичностью. Криоскопический метод определения осмоляльности может использоваться как в научных исследованиях при разработке пищевых продуктов с заданным химическим составом, физико-химическими и функциональными свойствами, так и для оперативного контроля в клинической практике.

Литература

1. Барановский А.Ю., Шапиро И.Я. Искусственное питание больных. - СПб., 2000. - 154 с.

2. Громова Л.И., Кузьмина Ю.А., Чмут В.И. Патент № 2357244 "Способ определения осмолярности электролитных инфузионных растворов".

3. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (утверждены Решением Комиссии таможенного союза от 28 мая 2010 года № 299).

4. Ерпулева Ю.В., Боровик Т.Э., Лекманов А.У., Шадчев А.П. Энтеральное питание как своевременная энергетическая и пластическая поддержка детей в стрессовых состояниях // Вестн. интенсив. тер. - 2004. - № 2. - С. 39-42.

5. Инструкция по организации энтерального питания в лечебнопрофилактических учреждениях (в редакции Приказа Минздравсоцразвития РФ № 316 от 26.04.2006 "О внесении изменений в приказ МЗ РФ №330 от 05.08.2003 г.").

6. Кузьмина Ю.А. Разработка состава, технологии и методов стандартизации нового электролитного инфузионного раствора Изосоль: Автореф. дис. - канд. фарм. наук - СПб., 2009. - 24 с.

7. Лобанова О.С. Инновационный способ диагностики и мониторинга лечения болезни глазной поверхности в практике врачаофтальмолога // Соврем. оптометрия. - 2010. - № 2. - С. 18-21.

8. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. - М.: Медицина, 2006. - 544 с.

9. Никитюк Д.Б., Новокшанова А.Л., Абросимова С.В. и др. Минеральный состав углеводно-электролитных напитков, витаминно-минеральных комплексов и биологически активных добавок для спортсменов // Вопр. питания. - 2012. - Т. 81, № 4. - С. 71-76.

10. Приказ МЗ РФ №330 от 05.08.2003 "О мерах по совершенствованию лечебного питания в лечебно-профилактических учреждениях Российской Федерации".

11. Решетников С.Г., Бабаянц А.В., Проценко Д.Н., Гельфанд Б.Р. Инфузионная терапия в периоперационном периоде (обзор литературы) // Интенсив. тер. - 2008. - № 1. - С. 12-26.

12. Руководство по парентеральному и энтеральному питанию / Под ред. И.Е. Хорошилова. - СПб., 2000. - 376 с.

13. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 "О безопасности пищевой продукции" (утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. № 880).

14. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 027/2012 "О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания" (принят Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 15 июня 2012 г. № 34).

15. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 033/2013 "О безопасности молока и молочной продукции" (утвержден Решением Совета Евразийской Экономической комиссии от 09.10.2013 г. № 67).

16. Токаев Э.С., Мироедов Р.Ю., Некрасов Е.А., Хасанов А.А. Технология продуктов спортивного питания: Учебное пособие. - М.: МГУПБ, 2010. - 108 с.