CC BY
316
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ БАД НА ОСНОВЕ СПИРУЛИНЫ
И.Н. ГУДВИЛОВИЧ, кандидат биологических наук;
А.Б. БОРОВКОВ Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского НАНУ, г. Севастополь, Украина
Введение
За последнее время возрос интерес к микроводорослям и цианобактериям, являющимся источником целого ряда биологически активных веществ, обладающих антиоксидантными, противо-воспалительными, радиопротекторными и иммуномодулирующими свойствами [5, 6, 9]. Биологическая ценность продуктов питания, в том числе и биомассы микроводорослей, определяется, прежде всего, качеством белков в продукте, их аминокислотным составом и степенью усвоения их организмом человека. Кроме того, в это понятие включают и содержание в продуктах других жизненно важных веществ (витаминов, микроэлементов, жирных кислот и др.) [2, 8, 10].
Среди культивируемых в промышленных масштабах микроводорослей выделяется 8р1гп1та platensis (N0^^ Geitler (синоним Arthrospira platensis Gomont), которая занимает ведущие позиции по объемам производимой из неё продукции. К антиоксидантам, содержащимся в биомассе platensis, относят каротиноиды, фикобилипротеины, ненасыщенные жирные кислоты, токоферол, ферменты, полифенолы и др. [8, 9]. Высокая эффективность и популярность спирулины объясняется её способностью накапливать значительные количества белка, содержащего все незаменимые аминокислоты (до 60-70 %), С-фикоцианина (10-14 %) и Р-каротина (до 1%) [1, 14].
Поскольку выраженное положительное влияние биомассы спирулины на организм человека определяется содержанием в её биомассе высокоценного белка и пигментов, являющихся антиоксидантами, оценка биологической ценности БАД на основе £. platensis проводилась по количественному содержанию данных веществ.
Объекты и методы исследования
Объектом исследования являлась высушенная биомасса цианобактерии £. platensis, произведённая на предприятиях Украины и России (образцы №№ 9-11), а также таблетированные БАД на её основе, произведённые в странах Европы и США (образцы №№ 1-8) (табл. 1).
Количественное определение белка в исследуемых образцах проводили по методу Лоури [11], а содержание пигментов - спектрофотометрическим методом [3]. Хлорофиллы и каротиноиды экстрагировали из клеток 100% ацетоном; спектры экстрактов пигментов регистрировали на спектрофотометре СФ-2000 в диапазоне длин волн 400-800 нм с шагом 0,1 нм. Для количественного определения С-фикоцианина в образцах использовали экстракцию фосфатным буфером (0,05 М; рН = 7-7,5) с последующим спектрофотометрированием. Расчет концентраций пигментов проводили по формулам, предложенным некоторыми авторами, по значениям оптической плотности на длинах волн, соответствующих максимумам поглощения соответствующих пигментов [4, 12].
Содержание сухого вещества (СВ) определяли весовым методом [3]. Массовую долю зольного остатка в сырой биомассе микроводорослей определяли путем предварительного высушивания навесок при 105°С в течение 24 ч. и последующего сжигания в муфельной печи при t = 500°С до постоянной массы [3].
Результаты и обсуждение
Полученные данные по химическому составу образцов представлены в табл. Содержание белка (50-65% СВ) в образцах & platensis №№ 1, 4, 9, 10, 11 указывает на соблюдение режимов технологического процесса выращивания. Относительное содержание в биомассе микроводорослей и цианобактерий белка значительно зависит от условий культивирования, особенно от условий минерального обеспечения, и в первую очередь неорганического азота [1].
В этих же образцах зарегистрировано максимальное содержание С-фикоцианина: 6-8% СВ, что, однако, несколько ниже нормы для качественной биомассы (8-10% СВ) [14]. Крайне низкое содержание С-фикоцианина в биомассе (23% СВ) в образцах №№ 2, 3, 5, 6, 7, 8 указывает на значительные отклонения либо в технологическом процессе выращивания, либо высушивания и хранения. Так как данный пигмент наиболее чувствителен к неблагоприятным условиям выращивания, то его пониженное содержание может быть связано с недостатком элементов минерального питания в среде, прежде всего азота. Кроме того, высушивание биомассы рШет1з требует четкого соблюдения температурних режимов, так как при несоблюдении данных параметров потери пигментов могут составлять до 50% [13]. Возможно, что для таблетирования использована биомасса с предварительной экстракцией С-фикоцианина, который является дорогостоящим натуральным красителем [7, 9].
Таблица
Биохимический состав БАД Spirulina platensis некоторых мировых __ производителей___
Производитель Влажность, % СВ Белок, % СВ С-ФЦ, % СВ Хл а, % СВ Каротиноиды, % СВ Зола, % СВ
1. Spirulina pure, Germany 7,0±0,2 50,7±3,3 7,5±0,6 0,9±0,1 0,09±0,02 10,9±0,3
2. Pure Spirulina, UK 6,6±0,1 27,3±2,7 2,0±0,2 0,4±0,1 0,02±0,01 17,3±0,5
3. Algae Max Spirulina, USA 7,6±0,1 36,4±3,2 3,5±0,2 0,5±0,1 0,04±0,01 13,7±0,5
4. Marcus Rohrer 7,5±0,2 56,2±2,3 7,0±0,4 1,0±0,2 0,07±0,02 10,7±0,3
5. Spirulina moxima, Italia 7,7±0,2 27,9±1,9 2,1±0,1 0,3±0,1 0,01±0,01 20,9±0,5
6. Spirulina Plant Plankton, USA 7,3±0,3 36,0±4,0 2,2±0,2 0,5±0,1 0,11±0,01 9,4±0,4
7. Spirulina European 9,7±0,4 29,1±1,5 2,0±0,2 0,2±0,1 0,05±0,01 12,4±0,6
Z. Spirulina European Nigrita, 10,0 ±0,2 47,0±0,6 3,0±0,1 0,6±0,1 0,20±0,01 16,2±0,2
G. «Кайлас», Украина 8,2±0,2 65,1±0,6 8,1±0,2 1,5±0,1 0,4±0,02 10,1±0,2
10. «АГРО-Виктория», 8,1±0,2 58,5±0,4 6,5±0,1 1,2±0,1 0,4±0,03 9,8±0,3
11. «Ал ьго-фарм», 11,5±0,30 53,2±0,5 6,2±0,1 0,6±0,1 0,1±0,05 10,0±0,3
Занижено также в образцах и содержание хлорофилла а и каротиноидов [14], что свидетельствует либо о несоблюдении режимов сушки, либо сроков и условий хранения готового продукта.
Влажность всех образцов (7-11% СВ) соответствует требованиям к качеству высушивания биомассы микроводорослей и условиям её хранения [14].Повышенная зольность в образцах №№ 2, 3, 5, 7, 8 (12-21% СВ при норме 8-10% СВ) свидетельствует о плохой промывке биомассы £. platensis либо о добавлении к биомассе вещества неорганического происхождения для улучшения таблетирования.
Известно, что на биохимический состав микроводорослей и цианобактерий, выращиваемых в открытых водоемах, значительное влияние оказывают климатические условия, а при культивировании в фотобиореакторах закрытого типа -характеризующие их работу параметры: освещенность, концентрация биогенов, условия перемешивания и др. [1, 14]. Биологическая ценность микроводорослей и продуктов из них определяется составом и сбалансированностью биологически активных веществ, входящих в их состав. Для использования биомассы в фармацевтической, пищевой промышленности и в животноводстве необходимо, чтобы клетки микроводорослей содержали ценные вещества (протеины, полисахариды, липиды, пигменты) в необходимых количествах.
Известно, что в биомассе активно растущей цианобактерии £. platensis содержание сбалансированного по аминокислотному составу белка составляет не менее 60%, а пигмента С-фикоцианина - не менее 8-10% в пересчёте на сухое вещество (СВ) [1, 7, 14]. Данные параметры являются основными при определении биологической ценности БАД на основе высушенной биомассы спирулины [1, 14].
Таким образом, из 11 исследованных образцов, полученных в промышленных условиях и предполагающих реализацию в качестве БАД, только состав образцов № 1, 4, 9, 10 и 11 в основном соответствует требованиям, предъявляемым к качественной биомассе спирулины.
Выводы
Полученные данные в некоторой степени позволяют оценить качество БАД на основе биомассы £. platensis, производимых в мире. В большинстве образцов содержание белка, С-фикоцианина, хлорофилла а и каротиноидов не соответствует параметрам для качественной биомассы. Следует отметить, что даже лучшие из проанализированных образцов производителей (№№ 1, 4, 9, 10, 11) не полностью соответствуют требованиям, предъявляемым для высококачественной биомассы £. platensis, а образцы БАД №№ 2, 3, 5, 6, 7, 8 не только не соответствуют этим требованиям, но и не имеют значительной биологической ценности. Таким образом, даже небольшой перечень показателей, которые декларируются фирмами-изготовителями, не всегда соответствует реальным показателям качества биомассы.
Список литературы
1. Дробецкая И. В. Влияние условий минерального питания на рост и химический состав Spirulinaplatensis (N0^1) Geitl.: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук / ИнБЮМ НАНУ. - Севастополь, 2005. - 25 с.
2. Ефимов А. А. Обоснование технологии получения фикоцианина из сине-зеленых водорослей как пищевой добавки // Фундаментальные исследования. - 2007. -№ 11. - С. 80-82.
3. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. - К.: Наук. думка, 1975. - 247 с.
4. Стадничук И. Н. Фикобилипротеины. Биологическая химия. - М.: Мир, 1990. - 196 а
5. Abd El-Baky H. Over production of Phycocyanin pigment in blue green alga Spirulina sp. and its inhibitory effect on growth of Ehrlich ascites carcinoma cells // J. Medical Sci. - 2003. - Vol. 3, № 4. - P. 314-324.
6. Belay A. The Potential application of Spirulina (Arthrospira) as nutritional and therapeutic supplement in health management // J. Amer. Nutraceutical Assoc. - 2002. - Vol. 15, № 2. - P. 27-49.
7. Boussiba S., Richmond A. C-phycocyanin of the blue-green algae Spirulina platensis // Arch. Microbiol. - 1998. - Vol. 125, № 2. - P. 143-147.
8. Demmig-Adams B., Adams W. Antioxidants in photosynthesis and human nutrition // Science. - 2002. - Vol. 298, № 5601. - P. 2149-2153.
9. Eriksen N. Production of phycocyanin-a pigment with applications in biology, biotechnology and medicine // Appl. Microbiol. and Biotechnol. - 2008. - Vol. 1. - P. 1-14.
10. Moser U. N-3 and N-6 pufas in healthy and diseased skin // J. Appl. Cosmetol. -2002. - Vol. 20, № 2. - P. 137-142.
11. Protein measurement with the Folin phenol reagent / O.H. Lowry, N.J. Rosebrough, A.L. Farr, R.J. Randall // J. Biol. Chem. - 1951. - Vol. 193. - P. 265-275.
12. Rowan K. S. Photosynthetic pigments of algae. - Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1989. - 334 p.
13. Sarada R., Pillai M. G., Ravishankar G. A. Phycocyanin from Spirulina spp.: influence of processing of biomass on phycocyanin yield, analysis of efficacy of extraction methods and stability studieson phycocyanin // Process Biochem. - 1999. - Vol. 34. - P. 795801.
14. Vonshak A. Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell-biology and Biotechnology. - London: Taylor & Francis, 1997. - P. 43-65.
Рекомендовано к печати к.б.н. Садогурской С.А.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЛЕТУЧИХ СОЕДИНЕНИЙ ЭФИРНОГО МАСЛА И ВОДНО-ЭТАНОЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ СОРТООБРАЗЦОВ
БАЗИЛИКА ОБЫКНОВЕННОГО
(ОС1МиМ БАЗШСиМ Ь.)
А.Е. ПАЛИИ, кандидат биологических наук;
Н.В. МАРКО, кандидат биологических наук;
И.Н.ПАЛИЙ
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр
Введение
Базилик обыкновенный (Остит basilicum Ь.) - однолетнее травянистое растение семейства яснотковые (Lamiaceae) высотой около 40 см. Трава растения содержит эфирное масло, флавоноиды, сапонины, каротин, аскорбиновую кислоту и др. Эфирное масло из базилика применяется в основном в мужской парфюмерии для придания изделиям особого аромата. Обладает расслабляющим действием и используется при лечении нервных расстройств и бессонницы [3]. Основные компоненты масла: метилхавикол, эвгенол, линалоол, 1,8-цинеол, камфора и другие [9]. Благодаря высоким концентрациям биологически активных веществ трава базилика обыкновенного имеет болеутоляющее, противосудорожное, спазмолитическое и бактерицидное действие. Растение используют как тонизирующее средство при астении, ослаблении функции дыхания, нарушении кровообращения, угнетенном
