CC BY
174
Вестник ОрелГАУ, 2(59), Апрель 2016, http://dx.doi.org/10.15217/48484 УДК / UDK606:615.35:613.2.001.25
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА БАД К ПИЩЕ, ИХ БЕЗОПАСНОСТЬ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СТИЛЬ ПИТАНИЯ
BIOTECHNOLOGICAL BASES FOR THE PRODUCTION OF FOOD ADDITIVES, SAFETY AND FUNCTIONAL STYLE FOOD
Горькова И.В., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Gorkova I.V., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Павловская Н.Е., доктор биологических наук, профессор Pavlovskay N.E., Doctor of Biological Sciences, Professor Орловский государственный аграрный университет, г. Орёл, Россия OrelStateAgrarianUniversity, Orel City, Russia E-mail: irigorkova-orel@yandex.ru
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Биологические активные вещества, витамин рутин, функциональные продукты, гречиха.
KEY WORDS
Biologically active substances, vitamin rutin, functional products, buckwheat.
В настоящее время имеется проблема обеспечения населения полноценным питанием, способствующим укреплению здоровья. Ее решению посвящена «Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации на период до 2020 года» от 24 апреля 2012г. №1853п-П8, одним из путей решения которой является наращивание производства функциональных продуктов, которые в своем составе имеют один или несколько компонентов в повышенном количестве. Этими компонентами выступают незаменимые для организма человека вещества - витамины, минералы и другие биологически активные вещества (БАВ), а также отдельные макронутриенты.
В соответствии с СанПиН 2.3.2.2804-10, дополняющими СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», в одной средней суточной порции (или в одной упаковке продукта, если она содержит одну суточную порцию) обогащенных пищевых продуктов должно содержаться не менее 15% и не более 50% суточной потребности в макро- или макронутриентах, БАВ, витаминах, минералах, которыми обогащен продукт. Соблюдение данного требования при производстве обогащенных продуктов гарантирует, что они будут способствовать предотвращению дефицита нужных организму веществ и в то же время будут безопасны для здоровья человека. Обогащение продуктов незаменимыми веществами (витаминами, БАВ и др.) в низких количествах (меньше 15% суточной потребности на одну суточную порцию) неэффективно и не приносит пользы при употреблении их в пищу регулярно. Оздоровительный и профилактический эффект от употребления обогащенных продуктов связан с действием содержащихся в нем незаменимых веществ, влияние которых на здоровье доказано.
Разработка рецептуры БАД производится в соответствии с Методическими рекомендациями МР 2.3.1.1915-04. «Рекомендуемые уровни потребления
пищевых и биологически активных веществ». В настоящее время создана база данных БАД с учетом пожеланий потребителей, специалистов лечебных учреждений, аптечных учреждений. В классификаторе приводятся рекомендации по применению биологически активной добавки к пище.
Так, биотехнологии БАД на основе переработки отходов гречихи посевной базируются на изучении состава сырья, обеспечения снижения потерь биологически активных веществ в результате технологических операций и хранения [1].
Гречиха посевная занимает важное место среди сельскохозяйственных культур нашей страны. По качеству химического состава зерно гречихи уникально и является важным продуктом в обеспечении населения полноценным питанием [2]. Однако ценными для производства БАД являются также несъедобные части растения: цветки, листья, лузга [3,4]. Локализация биологически активных компонентов и их содержание в растениях разных сортов и видов гречихи колеблется, зависит от условий произрастания и агротехнических мероприятий, что создает предпосылки для проведения фитохимических исследований и изучения биологической активности биофлавоноидов (БФ). БФ - это представители классов флавонолов, флавонов, проантоцианидинов и др. Наибольшие концентрации в гречихе составляют такие соединения, как рутин, кверцитрин, гиперозид, кверцетин. Выделению новых соединений из растительного сырья посвящено немало работ, например, из лузги гречихи были выделены витексин (относится к группе флавоноидов -апигенин-8-С-р-й-глюкопиранозид) и ситостеролин (фитостерол -р-ситостерол-3-О-р-й-глюкопиранозид) [5]. Ситостеролин препятствует абсорбции холестерина на стенках кровеносных сосудов и обладает иммуномодулирующим действием. Витексин обладает сосудорасширяющим действием, способствует усилению ферментативного метаболизма в сердечной мышце.
Диапазон терапевтического применения других БАВ гречихи также широк и включает антиоксидантное, противовоспалительное, антимикробное, антивирусное, гепаптопротекторное, капилляропротекторное и другие свойства. Механизм действия связывают со способностью БФ акцентировать свободные радикалы и хелатировать ионы металлов, катализирующих процессы окисления.
Доказано, что флавоноиды не токсичны для человека при любом способе введения. Максимально переносимая доза рутина для крыс составляет 1500 мг/кг массы тела (например, для аскорбиновой кислоты 2100 мг/кг, витамина В1 300 мг/кг) [6].
К настоящему времени проведены широкомасштабные исследования, доказывающие наличие взаимосвязи между уровнем потребления БФ как неотъемлемых компонентов пищи и положительными физиологическими эффектами, что позволяет использовать части растения гречихи и ее отходы как сырье для получения БАД к функциональным продуктам, применяемые для снижения риска возникновения атеросклероза, тромбоза, инфарктов, инсультов и других заболеваний.
Мировой рынок функциональных продуктов интенсивно развивается, ежегодно увеличиваясь на 15-20%. В России продажи функциональных продуктов питания также набирают обороты в среднем на 8% в год. На данный момент их рынок составляет 668 тыс т. В натуральном выражении основной объем продаж функциональных продуктов приходится на кисломолочные
продукты, второе место занимают хлебобулочные изделия, на третьем месте стоят зерновые каши и хлопья.На рисунке 1 представлены данные Росстата по потреблению функциональных продуктов на душу населения.
Рисунок 1 - Структура потребления в России молочных функциональных
продуктов на душу населения, %
Стремление современного человека к здоровому образу жизни и полезным продуктам подталкивает пищевую индустрию с завидным энтузиазмом создавать новые ассортиментные группы. Эти продукты должны обладать антиканцерогенными, антиоксидантными, противовоспалительными, холестеринорегулирующими и многими другими полезными свойствами.
Сегодня функциональное питание - это стиль питания для того, чтобы жить, адаптированно к современным возможностям, условиям и привычкам. Ведь у делового человека третьего тысячелетия нет времени болеть. Функциональный стиль питания устраняет явные недостатки современных диет: натуральные пищевые добавки компенсируют дефицит витаминов, минералов и микроэлементов и др. веществ. Все это приводит к увеличению продолжительности жизни.
При помощи функционального питания можно снизить количество заболеваний, связанных со старением на 80%, диабетом - на 50%, сердца - на 25%, органов зрения - на 20%.
Профилактическое действие ФПП приводит к снижению маладаптации (недостаточная защитная функция организма) за счет повышения физической выносливости, иммунитета, регуляции пищеварительной функции.
Стабильный коммерческий оборот пищевых продуктов в первую очередь связан с качеством сельскохозяйственной продукции. Выпуску ФПП
■ другие
■ молочные напитки
■ кефиры
■ вязкие йогурты
питьевые йогурты
способствует и валовой рост продукции всех сельхозпроизводителей. Так, в ноябре 2015г. в действующих ценах, по предварительной оценке, рост цен составил 471,2 млрд. рублей, в январе-ноябре 2015г. - 4740,5 млрд. рублей, что на 2,9% выше по сравнению с предыдущим периодом. На конец ноября 2015г. по сравнению с ноябрем 2014г. производство скота и птицы на убой (в живом весе) выросло на 7,1%, молока - на 3,4%. В то время как потребление молока (на душу населения в год; килограммов) находится приблизительно на одном уровне и в Орловской области составляет 212 кг/год, в среднем по РФ это 246 кг/год (на 14% ниже), а в ЦФО - 230 кг/год (на 8% ниже). Рекомендуемая же норма институтом питания РАМН составляет 390 кг/год (в пересчете на молоко, из них цельное молоко - 116 кг; масло сливочное - 6,1 кг; сметана - 6,5 кг; творог - 8,8 кг; сыр - 6,1 кг; мороженое - 8 кг; молочные консервы - 3 кг; обезжиренное молоко - 12,3 кг), следовательно, обеспеченность молочными продуктами составляет всего 55% от нормы. Поэтому, не нарушая привычное потребление недостаток в 45% можно восполнить функциональными продуктами на основе молока.
Ресурсы и использование молока и молокопродуктов за 2014 год представлены в таблице 1, анализ которой приводит к заключению, что ни в одном из регионов России нет полноценной обеспеченности молоком. По мнению специалистов, культура потребления молочных продуктов в России только начинает складываться, а рынок еще не достиг фазы насыщения. Все это доказывает наличие огромного потенциала развития молочного направления в России.
Основная нагрузка при производстве молочных продуктов приходится на молоко, кефир и сметану. В Орле потребители отдают свои предпочтения кисломолочным и творожным продуктам. При этом, они не вполне удовлетворены существующим ассортиментом молочных продуктов.
Современные методы биотехнологии дают возможность массового производства отдельных пищевых компонентов: рутин, цитрин, кверцетин, гесперидин и многие другие (около 150 флавоноидов) [7]. Все они обладают мощным антиоксидантным действием (препятствуют чрезмерной активизации окислительных процессов в организме); нормализуют проницаемость и эластичность сосудов; участвуют в процессе образования коллагена, препятствуют образованию в кровеносных сосудах склеротических бляшек;оказывают противовоспалительное и противоотечное действие, препятствуют возникновению аллергических реакций и имеют даже легкий обезболивающий эффект; способны расширять сосуды и участвуют в нормализации давления.
Недостаток флавонолов может привести к отеку мозга или кровотечениям, вызванным ломкостью капилляров.
Данный витамин не вырабатывается нашим организмом и должен быть включен в ежедневный рацион. С целью оптимизации питания можно использовать в качестве добавок к молоку или кисломолочным напиткам как монокомпоненты, например чистый рутин, так и различные комплексы.
В связи с этим были разработаны молочные ФПП, обогащенные проростками гречихи и выработанные с использованием заквасок: ST-Body-3; ^N-19; YF- 812; L. В таблице 2 отражена биологическая ценность данных ФПП.
Таким образом, на сегодняшний день функциональные продукты массового потребления являются средством, способным противостоять
развитию дефицита незаменимых веществ (витаминов, БАВ, микроэлементов) в организме человека. Установленные требования к данным продуктам продолжают совершенствоваться.Исследования органолептических, физико-химических и микробиологических показателей функциональных молочных продуктов с проростками гречихи показали перспективность их внедрения в производство.
Таблица 1. Ресурсы и использование молока и молокопродуктов за 2014 год (на душу населения в год; килограммов, Росстат, ноябрь 2015 года)
Ресурсы Использование
Регион Запасы на начало года Производство Ввоз, включая импорт Итого ресурсов Производственное потребление Потери Вывоз, включая экспорт Личное потребление Запасы на конец года
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Российская Федерация 1981,8 30790,9 9154,9 41927,6 3481,5 35,9 628,9 35660,9 2120,4
Центральный федеральный 526,1 5393,3 8284,3 14203,7 560,5 4,2 4271,6 8807,5 559,9
округ
Белгородская область 20,6 544,2 265,5 830,3 34,9 0,1 368,3 403,7 23,3
Брянская область 20,0 312,7 333,0 665,7 35,5 0,0 348,5 256,9 24,8
Владимирская область 13,3 345,1 167,2 525,6 26,3 0,6 203,3 284,2 11,2
Воронежская область 23,3 788,5 323,3 1135,1 92,8 0,4 390,5 628,9 22,5
Ивановская область 10,8 149,2 168,6 328,6 9,0 0,1 124,2 186,8 8,5
Калужская область 4,8 228,3 96,5 329,6 26,6 0,1 76,5 221,9 4,5
Костромская область 3,3 106,9 49,3 159,5 10,8 0,1 19,9 125,8 2,9
Курская область 15,1 325,0 88,3 428,4 34,5 0,0 117,1 255,0 21,8
Липецкая область 16,0 248,1 192,9 457,0 30,7 0,3 143,1 269,3 13,6
Московская область 142,6 637,4 2383,8 3163,8 53,7 0,6 1138,2 1816,1 155,2
Орловская область 3,2 191,6 142,3 337,1 22,2 0,1 147,7 162,2 4,9
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Рязанская область 10,9 365,1 166,4 542,4 34,5 0,2 219,0 274,1 14,6
Смоленская область 8,7 235,6 225,9 470,2 59,1 0,0 177,3 225,0 8,8
Тамбовская область 8,2 223,8 77,5 309,5 37,5 0,2 73,4 190,9 7,5
Тверская область 9,0 212,6 226,8 448,4 24,0 0,2 108,8 304,4 11,0
Тульская область 5,3 176,7 57,9 239,9 10,1 0,3 13,4 214,6 1,5
Ярославская область 7,2 272,4 132,7 412,3 18,3 0,9 78,9 305,0 9,2
г. Москва 203,8 30,1 3186,4 3420,3 0,0 0,0 523,5 2682,7 214,1
Таблица 2. Показатели качества функциональных кисломолочных продуктов
Кисломолочный напиток, обогащенный
Показатель Контрольйогурт, 2,5% проростками гречихи с пробиотическими заквасками
ST-BODY-3 YF-812 ^N-19
Массовая доля сухих веществ, % 9,5 10,3 10,2 11,3
Массовая доля белка, % 3,0 3,5 3,6 4,5
Массовая доля жира, % 2,5 2,7 2,6 9
Массовая доля углеводов, % 4,2 4,5 4,6 4,4
Кислотность, оТ 70-110 72 71 82
Степень
перевариваемости, % 87,3 89,5 90,5 92,1
Минеральные вещества, мг%:
Na 0,5 0,6 0,62 0,59
Ca 1,24 1,32 1,29 1,6
Mg 0,14 0,16 0,20 0,17
P 0,92 1,72 1,78 1,76
Витамины, мг%:
B1 0,02 0,33 0,34 0,33
B2 0,13 1,05 1,19 1,18
PP 0,1 2,07 2,5 2,4
C 0,3 0,89 1,20 1,23
Р - 130 130 130
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Павловская Н.Е. Применение биотехнологии в рециклинге отходов с/х производства для получения рутина и кормовых добавок /Н.Е. Павловская,
B.Н. Дедков, И.А. Гнеушева, И.В. Горькова, И.Н. Гагарина, А.Ю. Гаврилова //Биотехнология и качество жизни: Международная научно-практическая конференция. - Москва, 2014. -С. 449-450
2. Gorkova Irina. Manufacture of Secondary valuable products on the basis of waste products of cultivation and Processing of Buckwheat / IrinaGorkova, Ninel Pavlovsay, Irina Gagarina, Irina Gneusheva //Advances in buckwheat research proccedings of the 11th International symposium on buckwheat. - Orel, «Kartush», 2010 - P. 736-743
3. Павловская Н.Е. Получение БАВ из соломы биотехнологическим методом/ Н.Е. Павловская, И.В. Горькова, И.А. Гнеушева, В.Н. Дедков //Инновации аграрной науки и производства /Сб. статей по материалам Международной научно-практической конференции 14-15 декабря 2011 года. - Орел, 2011. -
C.124-127
4. CarolinOlschlager.RutinandProanthocyanidinContentsinBuckwheatGrains: CombinedBiosynthesisinInterspecificHybridsbetweenFagopyrumesculentumMoen chxF. homotrop/cumOhnishiandtheirProgeny /CarolinOlschlager, FriedrichJ. Zeller, DieterTreutter. //TheEuropeanJournalofPlantScienceandBiotechnology. - 2010. -№ 4 (SpecialIssue 1)-12 с.
5. Мягчилов А.В. Выделение ситостеролина и витексина из шелухи гречихи посевной FagopyrumsagittatunGilib. (Polygonaceae)/ А.В. Мягчилов, Л.И. Соколова, П.С. Дмитренок //Химия растительного сырья. - 2012. - №3. - С. 89-92.
6. Кравченко Л.В. Изучение влияния рутина на защитный потенциал крыс / Л.В. Кравченко, Л.И. Авреньева, И.В. Аксенов, А.С. Балакина, Г.В. Гусева, Н.В.Трусов //Вопросы питания. - 2015.-Т. 84, N 3.-С.22-30.
7. Гнеушева И.А. Фотосенсибилизирующее действие гречихи и продуктов ее биотехнологической переработки / И.А. Гнеушева, Н.Е. Павловская, И.В. Горькова, И.Ю. Солохина //Вестник Орел ГАУ. - 2012. - №2(35). - С.45-48
