CC BY
406
УДК 664.014.002
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ ЙОДДЕФИЦИТНЫХ
ЗАБОЛЕВАНИЙ
Л.Б. Коротышева1, Т.В. Пилипенко2
1 Санкт-Петербургский государственный экономический университет (СПбГЭУ),
191023, Санкт-Петербург, ул. Садовая, 21;
2Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет (СПбГТЭУ), 194021 Санкт-Петербург, ул. Новороссийская, 50.
В статье рассмотрен химический состав ламинарий и обоснована возможность использования данных водорослей в качестве функционального ингредиента для создания продуктов питания в целях профилактики йоддефицитных заболеваний.
Ключевые слова: йоддефицитные заболевания, тиреоидные гормоны, ламинария сахаристая, японская, морская капуста, гиалуроновая кислота.
FUNCTIONAL INGREDIENTS USED IN FOOD FOR PREVENTION OF IODINE DEFICIENCY
DISEASES
L.B. Korotysheva, T.V. Pilipenko
St. Petersburg state University of Economics (SPbSEU), 191023, Saint-Petersburg, Sadovaya street, 21; St. Petersburg state trade and economic niversity (SPbSTEU), 194021, St. Petersburg, St. Novorossiyskaya, 50 In article studied the chemical composition of kelp and justified the use of these algae as a functional ingredient for producing food for the prevention of iodine deficiency diseases.
Keywords: iodine deficiency disorders, thyroid hormones, kelp sugary, Japanese, seaweed, hyaluronic acid.
Для обогащения пищевых продуктов используют те микронутриенты, дефицит которых реально имеет место, достаточно широко распространен и небезопасен для здоровья. В условиях России это, прежде всего, такие минеральные вещества как йод, железо, селен и кальций. Известно, что более 50 миллионов жителей Российской Федерации проживают в регионах с недостаточностью йода. Совместными программами ЮНИСЕФ, РАМН (программа устранения дефицита пищевых микрокомпонентов), ICCIDD (Международный совет по борьбе с заболеваниями, вызываемыми йодной недостаточностью) и ВОЗ предпринимаются усилия о ликвидации йодной недостаточности.
Классическая теория возникновения йододефицитных заболеваний была предложена Прево и Шатии в XIX веке. В соответствии с ней данные заболевания возникают при недостаточном поступлении йода в организм. Йод относится к важнейшим эссенциальным микроэлементам, которые постоянно содержатся в живых организмах и являются незаменимыми. Это микроэлемент, необходимый для синтеза гормонов щитовидной железы, без которых невозможно нормальное функционирование человеческого организма. В организме взрослого
человека содержится 20 ^ 50 мг йода и около 1/3 его приходится на долю щитовидной железы, которая является важнейшим органом внутренней секреции, вырабатывающим тиреоид-ные гормоны, и именно они заставляют дышать ткани нашего тела, регулируют все виды обмена веществ и деятельность каждого органа, включая головной мозг. Йод находится и в других органах, в крови он циркулирует в форме йодида и в связанном с белками состоянии. Обновление всего йода щитовидной железы совершается примерно за 30 ^ 50 сут. Выводится йод из организма преимущественно через почки (до 70 ^ 80 %), частично с калом, желчью, молоком, слюной, потом и органами дыхания.
В России распространенность йододефицитных заболеваний составляет 10 ^ 15% среди городского населения и 13 ^ 35% среди сельского населения, а уровень потребления йода в три раза ниже рекомендуемых норм. Как следствие этого, в различных регионах РФ такое крайне тяжелое осложнение йодного дефицита, как эндемический кретинизм, составляет 1 ^ 3%. Высокая распространенность тиреоид-ной патологии, вызванной дефицитом йода, и большое количество операций на щитовидной железе приводят к инвалидизации части трудо-
способного населения, снижению продолжительности и качества жизни.
Фактическое среднее потребление йода жителем России сегодня составляет от 40 до 80 мкг в день при норме 150 ^ 200 мкг. Этот факт установлен в результате масштабных эпидемиологических исследований, которые на постоянной основе проводится Центром йододе-фицита Минздравсоцразвития России (на базе Эндокринологического научного центра РАМН) в различных регионах России.
Выраженный йодный дефицит обнаружен на обширной территории Западной (Тюменская область) и Восточной Сибири (Красноярский край, Якутия). Наиболее широко дефицит йода распространен в пригорных и горных местностях (Северный Кавказ, Урал, Алтай, Сибирское плато, дальний Восток), а также в Верхнем и Среднем Поволжье, на Севере и Центральных областях Европейской части страны. [1, 2, 3]
В качестве функциональных ингредиентов используемых в пищевых продуктах для профилактики йоддефицитных заболеваний (ЙДЗ) наибольший интерес представляют морские бурые водоросли (ламинарии) и синезелёные водоросли (цианобактерии).
Ламинария - это морская бурая водоросль, основная часть которой ремневидное зелено-бурое пластинчатое слоевище (таллом) широколанцетовидной формы, длиной 2 ^ 6 м (иногда до 12 м), шириной 10 ^ 35 см, половину ширины пластины занимает срединная полоса, отграниченная продольными складками. Пластина внизу переходит в ствол-черешок длиной 3-70 см и заканчивается корневидными образованиями - ризоидами, которыми растение прикрепляется к каменистому грунту. Все растение пронизано слизистыми ходами и лакунами. Размножается спорами, после образования спор ламинария погибает. Продолжительность жизни ламинарии от 2 до 4 лет в зависимости от климатических условий. Ламинарию можно с уверенностью назвать самой известной представительницей бурых водорослей известно более 20 видов водорослей рода собственно ламинарий, или морской капусты [4].
В водах морей Дальнего Востока обнаружено много видов ламинарий, среди которых наиболее ценны в промысловом отношении следующие: японская ламинария (Laminaria japonica Aresch; сахаристая ламинария (Laminaria saccharina Lamour); узкая ламинария (Laninaria angustata Kjellm). Слоевище лентообразное; узкое (5 ^ 8 см) и длинное (1,5-2,5 м); длинночерешковая ламинария (Laminaria lonqipes Вогу); курчавая ламинария (Laminaria bullata Kjellm).
Самыми популярными видами Laminaria являются ламинария сахаристая (L. Saccbari-na) и ламинария японская (L. Japonica). Первая
встречается в Белом, Баренцевом, Карском и во всех морях дальнего востока, вторая - на севере Японского моря, а также у южного и юговосточного берега Сахалина и у Южных Курильских островов.
В России промысловое значение имеют в основном два вида ламинарии: ламинария сахаристая, произрастающая у северных берегов России и ламинария японская, растущая у дальневосточного побережья.
В Приморье естественные промысловые заросли ламинарии в основном локализованы в районе между мысами Поворотный и Бычий. Биомасса промысловых растений здесь достигает 100 кг сырой массы на квадратном метре на глубинах от одного до 12 метров. Общие запасы водорослей оцениваются в 250 ^ 350 тыс. тонн сырых растений. У нас в стране добыча ламинарии японской и ламинарии сахаристой ведется в основном методом драгировок (канзой или механической драгой), косьбой, а также подбором штормовых выбросов. Добытую из моря ламинарию сушат на вешалах под навесами, предохраняя от дождя, росы и тумана, так как под воздействием пресной воды ламинария теряет маннит, йод, соли калия и при последующих высушиваниях, даже меняет окраску. Сушить ламинарию в сухожаровых установках не рекомендуется. Водоросль второго и третьего года жизни является самой ценной, так как именно в этот период она содержит наибольшее количество альгиновой кислоты и маннита. Наибольшее количество минеральных веществ содержится в ламинарии в весенний период, а максимальное содержание органических веществ - у ламинарии, добытой в июле, августе. На Дальнем Востоке, Камчатке и Курилах урожай ламинарии собирают на второй год. В настоящее время в этих регионах сбор ламинарии сильно сократился в связи с низкой доходностью этого вида деятельности и уничтожением значительных зарослей морской капусты в начале 90-х годов XX века применением варварских орудий ее добычи.
В естественных условиях запасы ламинарии японской подвержены сильным колебаниям. Это отражается на объеме заготовок. Большой урон зарослям наносят сильные штормы и торошение льда у берега в холодные зимы; освобождаемые во время промысла участки дна нередко заселяются непромысловыми водорослями. Поэтому люди издавна пытались искусственно увеличить площади под ламинарией японской.
В Китае кропотливой селекционной работой были выведены новые формы растений на основе ламинарии японской, способные быстро расти при повышенных температурах воды и достигать товарного качества в течении одного года. С 50-х годов XX века в Китае была создана целая индустрия по выращиванию и
переработке морской капусты и сейчас ее культивируют вдоль побережья КНР вплоть до Кантона. В Китае выращивание ламинарии идет в разрезе продовольственной программы. Морские фермы позволили расширить естественный ореол произрастания, что позволило Китаю занять лидирующие позиции в экспорте данного ценного сырья и, в настоящее время, на российском продовольственном рынке представлена, в основном, ламинарией японской выращенной на специализированных фермах.
В данной работе были поставлены следующие практические задачи:
- изучить химический состав ламинарии сушеной, искусственно выращенной на плантациях Китая;
- обосновать возможность использования данного вида ламинарии в качестве функционального ингредиента из растительного сырья
для создания функциональных продуктов питания для профилактики ИДЗ.
Наиболее удобной формой хранения и транспортирования является сушеная ламинария. Сушеная морская капуста должна соответствовать требованиям ТУ 15-01-206-89 «Капуста морская сушеная для промышленной переработки». Сушеная морская капуста должна соответствовать требованиям настоящих технических условий и изготавливаться по действующей технологической инструкции с соблюдением санитарных норм и правил, утвержденных в установленном порядке. Сушеную морскую капусту изготавливают в виде слоевищ и шинкованной. Для проведения исследований была выбрана ламинария сушеная нашинкованная произведенная в Китае. Сушеная ламинария имела органолептические показатели и физико-химические показатели, приведенные в табл.1.
Таблица 1 - Показатели качества ламинарии сушеной
Наименование показателя Норма по ТУ Результаты анализа
Внешний вид Полоски морской капусты, нарезанные поперек слоевища, шириной не более 5 мм. Допускается наличие деформированных полосок. Слоевища и куски слоевищ длиной не менее 15 см естественной ширины. Поверхность слоевищ чистая без известковых отложений. Белый налет солей и разрушения на протяжении были выявлены на 1/5 длины слоевища, не более. Слоевищ с вырезами мест недопустимой окраски не выявлено. Качество шинковки равномерное, с шириной полос до 5см.
Цвет Естественный от светло оливкового с зеленоватым оттенком до темно оливкового, зеленовато бурого, черно зеленого Естественный от светло оливкового с зеленоватым оттенком до темно оливкового.
Запах Свойственный сушеной морской капусте без посторонних порочащих признаков.
Наличие песка Не более 0,2% Менее 0,1%
Коэффициент регидратации От 6,8 до 7,5 7,1
Наличие посторонних примесей и плесени Не допускается Не обнаружено
Массовая доля вла-ги,% не более 20 16,5
Химический состав образцов ламинарии сушеной и кальмара приведены в табл.2.
Органические вещества морской капусты представлены сложным комплексом азотистых, углеводных и углеводоподобных веществ, в том числе клетчатка, азотистые вещества, красящие пигменты, полисахариды. Специфическими веществами морской капусты являются маннит, альгиновые кислоты, лами-нарин (водорослевый крахмал).
Как видно из данных, приведенных в табл. 2. в ламинарии содержится 8,25% белка. В бурых водорослях 80 -^85 % общего азота является белковым и имеет значительные колебания от
сезона года и цикла развития (одногодичная или двухгодичная).
Такое содержание белка типично для двухгодичной ламинарии в июле-августе. Небелковый азот в основном представлен свободными аминокислотами (6 ^ 12 %), пептидами (7 ^ 8%) и азотистыми основаниями (1 3,5%). Для ламинариевых специфично присутствие йодаминокислотных комплексов: моно- и дийодтирозина, дийодтиронина и тироксина и легко усваиваются организмом человека.
Исследованный образец ламинарии содержит незначительное количество липидов -
0,43%. Известно, что липиды ламинарии пред-
ставлены, в основном, триглицеридами (75 % липидов).
Таблица 2 - Химический состав ламинарии (в % на сухое вещество)
Углеводы водорослей представлены водорастворимыми простыми сахарами, а также нерастворимыми в воде, но гидролизующимися полисахаридами. Полисахариды водорослей представлены разнообразными полимерами весьма специфического состава и свойств. В отличие от полисахаридов наземных растений большинство полисахаридов водорослей
устойчиво к действию пищеварительных ферментов, поэтому они не усваиваются, и в организме человека ведут себя как пищевые волокна.
К числу нерастворимых полисахаридов относится ламинарин, или водорослевый крахмал, содержание которого составляет 9,21%. Содержание ламинарина не постоянно в течении года и достигает максимума (10 ^ 20 %) в августе. Ламинарин является смесью полимеров глюкозы и выполняет роль энергетического резерва клеток.
Высокоассоциированные полимеры ламинарина нерастворимы в горячей воде, а низкоассоциированные растворяются и обладают оптической активностью. Клетчатка морских водорослей отличается по своим физико-химическим свойствам от клетчатки наземных растений более низким содержанием целлюлозы и более высоким содержанием пентозанов и метилпентоза-нов. Содержание клетчатки остается довольно постоянным в разные периоды года.
Альгиновые кислоты - смесь линейных полимеров, образованных в основном из остатков гиалуроновой кислоты, маннуроновой кислоты и ее ангидрида. Альгиновые кислоты являются типичными для бурых водорослей полимера-
ми, в различных видах ламинарий содержание их в сухом веществе изменяется от 11 до 37 % [4,5].
В исследованном образце содержание альгиновых кислот составило 34,6%. Среди ламинариевых наиболее высокое содержание альгиновых кислот обнаружено у сахаристой и японской ламинарий.
Из данных, приведенных в табл.2. видно, что в ламинарии довольно высокое содержание кристаллического спирта маннита -13,82%. Самое высокое содержание маннита в водорослях собранных в июле-августе - до 29% , в остальные периоды оно не превышает 6%.
По литературным данным известно, что после извлечения водоросли из воды маннит выделяется на поверхность в составе слизи и при высушивании водоросли выкристаллизовывается, образуя белый налет. Во время высушивания и хранения высушенной водоросли маннит может разрушаться ферментами, этот процесс усиливается при повышении относительной влажности, температуры воздуха и увеличении продолжительности хранения.
Анализ данных, приведенных в табл.2 позволяет сделать предположение, что сушеная ламинария была выработана их водорослей второго года, собранных в июле-августе.
аким образом, результаты исследований показали, что использование данного сырья обеспечит высокое качество готовых изделий с использованием ламинарии сушеной, выращенной на плантациях в Китае.
Литература
1. Волкотруб Л.П., Караваев Н.Р., Зинченко Н.С., Ягудина А.Т. Гигиенические аспекты профилактики йоддефицитных состояний//Гигиена и санитария. 2000. №3. С. 28-31.
2. Дедов И., Трошина Е. Йододефицитные заболевания: пути профилактики. // Медицинская газета. -2005. - №27. с. 11.
3. Маюрникова Л.А. Роль алиментарного фактора в профилактике недостаточности йода и селена // Хранение и переработка сельхозсырья. - 1998. - №3. С. 39.
4. Кизеветтер И.В., Суховеева И.В.. Шмелькова Л.П. Промысловые морские водоросли и травы Дальневосточных морей [Текст]. — М.: Лег. и пищ. пром-ть, 1981. - 176 с.
5. Некрасова В.Б., Полянская Т.Е. Экстракт «Ламинария»// Пищевая и перерабатывающая промышленность. - 1987, №11 - С. 35-36.
Показатель Содержание, %
Ламинария
Сухие вещества 83,5
В том числе в % к сухому веществу
Белок 8,25
Липиды G,43
Углеводы, в том числе 25,83
Ламинарин 9,21
Маннит 13,82
Альгиновая кислота 34,6
Минеральные вещества 3G,89
1Коротышева Людмила Брониславовна - кандидат технических наук, доцент кафедры "Товароведение и экспертиза потребительских товаров" СПбГЭУ, моб.: +79G95818552, e-mail: [email protected]; 2Пилипенко Татьяна Владимировна - кандидат технических наук, профессор кафедры "Товароведение и экспертиза потребительских товаров" СПб государственный торгово-экономических университет, моб.:+79117456847.
