CC BY
83
665.117.4
С02-ШРОТЫ ИЗ СЕМЯН ПРЯНО-АРОМАТИЧЕСКИХ РАСТЕНИЙ КАКБИОДОСТУПНОЕ РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ
Н.Р. ХАМИТОВА \ Т.И. ТИМОФЕЕНКО2, B.C. ЯКИМЕНКО2
1 ООО «Биотроф»,
192288, г. Санкт-Петербург, а/я 183; тел.: (981) 891-95-67, электронная почта: nh.biotroph@mail.ru 2 Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел.: (861) 275-24-93, электронная почта: k-tg@kubstu.ru
Проведена оценка химического состава шротов после С02-экстракции и нативных семян пряно-ароматических растений. Получены электронные снимки поверхности С02-шротов, иллюстрирующие взорванную клеточную структуру. Показано, что шроты являются ценным биодоступным растительным сырьем для использования в технологии пищевых и кормовых продуктов.
Ключевые слова: С02-экстракция, шрот, семена пряно-ароматических растений, биодоступное растительное сырье.
Комплексное использование растительной биомассы эфирно-масличных растений актуально как с экономической, так и с экологической точки зрения.
В настоящее время в пищевой промышленности широко распространены С02-экстракты, получаемые из пряно-ароматического сырья. Так, в мясной промышленности они используются взамен натуральных пряностей. При осуществлении технологии С02-экс-тракции образуется значительное количество вторичных продуктов - шротов. Расширение сферы их применения актуально в связи со значительным объемом и новыми свойствами, которые пряно-ароматическое сырье приобретает в процессе С02-экстракции.
Самостоятельно шроты используются в качестве комплекса витаминов, эссенциальных жирных кислот, растительных волокон и клетчатки, микроэлементов, аминокислот и других полезных веществ. Из них получают экстракты, вытяжки, настои, извлеченные водой и спиртом. При сверхкритической С02-экстракции в обработанном шроте остаются минеральные вещества, полисахариды, олигосахариды, белки, пектины [1].
В зависимости от вида сырья С02-шроты могут быть использованы в качестве влагоудерживающих, витаминосодержащих, ароматобразующих и вкусовых добавок, наполнителей [2].
0собенностями обработки растительного сырья в процессе С02-экстракции [3, 4] являются мягкий тепловой режим (температура 20-28°С), давление до 7,0 МПа и предварительное удаление кислорода, что позволяет получить высокоценные продукты, обладающие следующими общими свойствами:
в соответствии с требованиями технологии при сбросе давления достигается частичный или полный разрыв клеток, и их содержимое более доступно для дальнейшего использования;
углекислота, вытесняя кислород, консервирует сырье, препятствуя образованию вредных радикалов, перекисей и т. п.;
весь биоактивный, в основном водорастворимый, витаминный, микроэлементный и другие комплексы, а
также белок остаются в неизменном нативном состоянии.
Цель работы - исследование химического состава и свойств С02-шротов из семян пряно-ароматических растений для выявления перспективности их использования как биодоступного растительного сырья.
В качестве объектов исследования были выбраны семена кориандра, петрушки, укропа и тмина, а также шроты из них, полученные после С02-экстракции.
Семена кориандра посевного (Coriandrum sativum L.) в зависимости от сорта содержат 0,2-1,6% эфирного масла, 16-28% жирного масла, небольшое количество алкалоидов, пектин, крахмал, 11-17% белковых веществ, аскорбиновую кислоту, дубильные вещества, органические кислоты, сахара (фруктоза, глюкоза, сахароза) [5]. Плоды кориандра применяют как ароматическое, антисептическое и болеутоляющее средство, при гастритах, язве желудка и двенадцатиперстной кишки.
Семена тмина обыкновенного (Carum carvi L.) содержат 3-7% эфирного масла, 12-22% жирного масла, 10-23% белковых веществ, дубильные вещества. Семена тмина входят в состав слабительных, успокоительных сборов; они способны усиливать отделение желчи и деятельность пищеварительных желез, де-прессировать процессы гниения и брожения в кишечнике [6].
Семена укропа пахучего (Anethum graveolens L.) содержат 2,5-4% эфирного масла, 15-18% жирного масла, 14-15% белков. В состав жирного масла входят пет-розелиновая (25-35%), олеиновая (46-65%), линолевая (6-13%) и пальмитиновая (0,5-3%) кислоты. Семена укропа предупреждают процессы брожения, благодаря наличию в эфирном масле пинема и цимола, снижают рост бактерий родов Proteus и Klebsiella.
Семена петрушки кучерявой (Petroselinum crispum) содержат 2-7% эфирного масла, до 22% жирного масла, которое состоит из петрозелиновой (70-76%), олеиновой (9-15%), линолевой (6-18%) и пальмитино-
вой (3%) кислот [5]. Семена петрушки используют как мочегонное и спазмолитическое средство.
С учетом специфического состава сырья время С02-экстракции при температуре 20-30°С может варьировать в пределах 2-3,5 ч. Извлечение эфирных масел из семян кориандра ведут в течение 2 ч. В С02-шроте обнаруживаются следы эфирных масел, исходная мас-личность понижается на 0,5-1%. Потери жирорастворимых витаминов составляют 40-70%. Продолжительность С02-экстракции из семян тмина и укропа составляет 2,5 ч, петрушки - 3,5 ч.
В литературе отсутствует информация о наборе и количественном соотношении отдельных компонентов С02-шротов из пряно-ароматического сырья.
Нами был изучен химический состав шротов указанных семян, полученных после С02-экстракции в 000 «Караван» (пос. Белозерный Краснодарского края).
Для исследования химического состава исходных семян и шротов использовали общепринятые методики. 0пределение общего и белкового азота проводили по методу Кьельдаля с коэффициентом пересчета 6,25. Содержание сырого протеина в образцах при фактической влажности и масличности пересчитывали по традиционной методике. Содержание сырого жира определяли экстракционным методом в аппарате Сокслета, зольность - путем доведения тигля со взвешенной навеской при повторном прокаливании до постоянной массы. Для определения содержания моно- и дисахаридов использовали йодометрический метод.
Для расширения представлений о клеточной структуре шротов использовали электронные снимки, полученные на сканирующем электронном микроскопе 1ео1 18М-7500Б в режиме детектирования вторичных электронов с ускоряющим напряжением 2,0 кВ.
Результаты исследования химического состава С02-шротов из семян пряно-ароматических растений (табл. 1) свидетельствуют, что влажность в изученных образцах находится на уровне 7,2-9,0%. Содержание липидов изменяется в широких пределах: минимальное их количество обнаружено в шроте из семян укропа, максимальное - петрушки. Содержание клетчатки
находится на уровне 14,51-30,0%, минеральных веществ - 6,42-9,73%, белков - 13,12-18,38%.
Таблица 1
Показатель Содержание в СО2-шроте из семян, %
кориандра петрушки тмина укропа
Влага 8,03 ± 0,40 7,82 ± 0,39 7,20 ± 0,36 9,00 ± 0,45
Липиды 18,81 ± 0,94 22,14 ± 1,11 14,37 ± 0,72 9,73 ± 0,49
Общий азот 2,10 ± 0,11 2,94 ± 0,15 2,68 ± 0,13 2,70 ± 0,14
В т. ч. экстрагируемый аминный 0,266 ± 0,01 0,126 ± 0,01 0,217 ± 0,01 0,189 ± 0,01
Сахара 1,88 ± 0,09 2,79 ± 0,14 1,72 ± 0,09 1,94 ± 0,10
В т. ч. восстанавливающие 0,31 ± 0,02 0,40 ± 0,02 0,19 ± 0,01 0,40 ± 0,02
Зола 6,42 ± 0,32 6,64 ± 0,33 9,73 ± 0,49 7,51 ± 0,38
Клетчатка 28,30 ± 1,42 18,92 ± 0,95 14,51 ± 0,73 30,00 ± 1,50
К особенностям химического состава шротов следует отнести значительное содержание растворимого аминного азота, которое колеблется в пределах 4,3-13% от общего, а также высокий уровень легкогидролизуемых и растворимых углеводов, обнаруженных на уровне 1,72-2,79%.
Для оценки эффективности С02-экстракции провели сравнительный анализ данных о химическом составе С02-шротов и исходных семян (табл. 2).
Таблица 2
Показатель Содержание в семенах, % на а. с. в.
кориандра петрушки тмина укропа
Сырой жир 24,1 ± 1,21 27,6 ± 1,38 16,0 ± 0,80 15,0 ± 0,75
Сырой протеин 15,8 ± 0,79 20,6 ± 1,03 12,1 ± 0,61 18,3 ± 0,92
Сытрая клетчатка 29,5 ± 1,48 19,7 ± 0,99 16,4 ± 0,82 32,3 ± 1,62
Установлено, что С02-экстракция сырья позволяет извлечь из его липидной составляющей легколетучие компоненты - эфирные масла.
Полученные нами электронные снимки поверхности С02-шротов хорошо согласуются с литературными данными о структурных изменениях, происходящих в процессе С02-экстракции в растительных клетках [7].
х 500
х 1000
При сбросе давления на стадии удаления растворителя из шротов разрушаются наружные мембраны клеток и высвобождаются содержащиеся в них биологически активные вещества.
На электронных снимках поверхности С02-шрота из семян кориандра при разном увеличении (рисунок) хорошо видна ячеистая поверхность шрота, представленная остатками клеточных стенок семян, вскрытых в процессе С02-экстракции, имеющих форму многогранника.
ВЫВОДЫ
1. При существующем уровне технологии сверх-критической С02-экстракции С02-шроты из семян пряно-ароматических растений, благодаря высокому содержанию белков, липидов, биодоступных легкогидролизуемых углеводов и аминного азота, являются ценным растительным сырьем для использования в технологии пищевых и кормовых продуктов.
2. Развитая поверхность взорванных клеток позволяет использовать шроты в качестве сорбентов и субстратов в биотехнологических процессах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Муравьева А.Д. Тропические и субтропические лекарственные растения. - М.: Медицина, 1983. - С. 114-116.
2. Барштейн В.Ю. Создание функциональных продуктов на основе использования углекислотных экстрактов // Проблеми харчування. - 2004. - № 3. - С. 10-12.
3. Посокина Н.Е., Степанищева Н.М. Использование шротов пряностей в качестве ароматизаторов и антиоксидантов при производстве консервов // 3-й Междунар. симп. «Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания: Сб. тез. докл.» - М., 1994. - С. 195.
4. Корсун В.Ф., Пупыкина К.А, Корсун Е.В. Лекарственные растения в гастроэнтерологии. Руководство по клинической фитотерапии. - М.: Практ. медицина, 2008. - 464 с.
5. Кротова И.В., Ефремов А.А. Возможности рационального использования эфирномасличных растений // Химия растит. сырья. - 2002. - № 3. - С. 29-33.
6. Дудченко Л.Г., Козьяков А.С., Кривенко В.В. Пряно-ароматические и пряно-вкусовые растения: Справочник. - Киев: Наукова думка. - 1989. - 304 с.
7. Касьянов Г.И. Технологические основы С02-обработ-ки растительного сырья. - М.: Русоз, 1994. - 132 с.
Поступила 02.12.11 г.
co2-meal from seeds of aromatic plants as bio-available plant raw material
N.R. KHAMITOVA \ T.I. TIMOFEENKO2, V.S. YAKIMENKO2
1 “Biotroph” Ltd.,
a/b 183, Saint-Petersburg, 192288;ph.: (981) 891-95-67, e-mail: nh.biotroph@mail.ru
2 Kuban State Technologycal University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; ph.: (861) 275-24-93, e-mail: k-tg@kubstu.ru
Assess the chemical composition of the seed meal after CO2-extraction of native seeds of aromatic plants. Obtained electronic images of the surface of C02-meal, illustrating the exploded cell structure. Shown that the seed meal is a valuable raw material for the plant bio-available use in food and feed technology products.
Key words: CO2-extraction, meal, seeds of aromatic plants, bio-available plant raw material.
665.345.4:616-003.725
ЛЬНЯНОЕ Н АМАРАНТОВОЕ МАСЛА - ИСТОЧНИКИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ НОВЫХ БАД
Т.И. ТИМОФЕЕНКО, А.В. ЛОБОДА, С.Н. НИКОНОВИЧ, А.В. БИРБАСОВА
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел: (861) 275-24-93, электронная почта: k-tg@kubstu.ru
Исследован химический и жирнокислотный состав льняного и амарантового масел как источников биологически активных веществ различной природы с целью возможности их использования в рецептурах новых биологически активных добавок функциональной направленности.
Ключевые слова: льняное масло, масло из семян амаранта, жирные кислоты, биологически активные добавки.
В соответствии с современными представлениями нентов для создания новых видов биологически актив-о диетологии сбалансированными по жирнокислотно- ных добавок (БАД).
му составу являются жировые пр°дукты, содержащие Цель настоящей работы - оценка льняного масла и 50% олеиновой, 20% линолевой кислоты и не более масла семян амаранта как источников жирных кислот
30% насыщенных жирных кислот [1, 2]. В связи с этим для БАД нового поколения.
актуальны исследования характеристик источников Объектами исследований были масло, выделенное
жирных кислот различной насыщенности как компо- из семян льна сорта ВНИИМК 172 в опытно-промыш-
