CC BY
23
Для корреспонденции
Сидорова Юлия Сергеевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» Адрес: 109240, Российская Федерация, г. Москва, Устьинский проезд, д.2/14 Телефон: (495) 698-53-71 E-mail: sidorovaulia28@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-2168-2659
Сидорова Ю.С., Петров Н.А., Колобанов А.И., Палеева М.А., Зорин С.Н., Мазо В.К.
Исследование биологической ценности in vivo концентрата белка амаранта и его модуля с белком куриного яйца
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи, 109240, г. Москва, Российская Федерация
Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 109240, Moscow, Russian Federation
Амарант (Amaranthus L.), как и другие псевдозерновые культуры [киноа (Chenopodium quinoa Willd), чиа (Salvia hispanica L.) и гречиха (Fagopyrum sp.)], является перспективным источником пищевого белка. В зависимости от подвида и сорта содержание белка в зерне амаранта оценивается от 13,1 до 21,5%, а его аминокислотный скор варьирует в значительном интервале и может быть лимитирован.
Цель исследования - получение концентрата белка из зерна амаранта (Amaranthus L.) сорта «Воронежский», его обогащение белком куриного яйца, определение аминокислотного скора полученного белкового модуля, экспериментальная оценка in vivo его истинной усвояемости и биологической ценности. Материал и методы. Концентрат белка амаранта получали из зерна по технологической схеме, включающей его ферментативную обработку, щелочную экстракцию, кислотное осаждение белков, микрофильтрацию и лиофилизацию. Определен аминокислотный состав и аминокислотный скор концентрата. Белковый модуль получен смешением концентрата белка амаранта и яичного
Финансирование. Работа проведена за счет средств гранта Российского научного фонда № 21-76-10049. Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов.
Вклад авторов. Концепция исследования - Сидорова Ю.С., Мазо В.К.; дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи - все авторы. Благодарности. Авторы выражают благодарность инженеру-исследователю лаборатории оценки безопасности биотехнологий и новых источников пищи ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» Пашориной В.А. за определение содержания белка и золы в образцах. Для цитирования: Сидорова Ю.С., Петров Н А., Колобанов А.И., Палеева М.А., Зорин С.Н., Мазо В.К. Исследование биологической ценности in vivo концентрата белка амаранта и его модуля с белком куриного яйца // Вопросы питания. 2023. Т. 92, № 4. С. 74-80. DOI: https:// doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-4-74-80
Статья поступила в редакцию 26.04.2023. Принята в печать 30.06.2023.
Funding. The research was carried out at the expense of the Russian Science Foundation grant No. 21-76-10049. Conflict of interest. The authors declare no conflicts of interest.
Contribution. The concept of the study - Sidorova Yu.S., Mazo V.K., design of the study, collection and processing of material, writing the text - all authors, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article - all authors.
Acknowledgements. The authors are grateful to V.A. Pashorina, Research Engineer, Laboratory for Biotechnology and New Food Sources, Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, for the determination of protein and ash content in the samples.
For citation: Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Kolobanov A.I., Paleeva M.A., Zorin S.N., Mazo V.K. In vivo study of the biological value of amaranth protein concentrate and its module with chicken egg protein. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2023; 92 (4): 74-80. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-4-74-80 (in Russian) Received 26.04.2023. Accepted 30.06.2023.
In vivo study of the biological value of amaranth protein concentrate and its module with chicken egg protein
Sidorova Yu.S., Petrov N.A., Kolobanov A.I., Paleeva M.A., Zorin S.N., Mazo V.K.
белка в весовых соотношениях 58:42. Истинная усвояемость и биологическая ценность белкового модуля определена in vivo в эксперименте на 32 крысах-самцах линии Вистар, разделенных на 2 группы: 1-я (контрольная; n=16, масса тела -118,7+3,1 г) и 2-я (основная; n=16, масса тела - 119,5+3,0 г). Животные 1-й и 2-й групп получали в качестве источника белка белок куриного яйца и белковый модуль соответственно. В течение 15 сут эксперимента определены индивидуальные показатели поедаемости корма и прироста массы тела каждого животного. С 14-х по 15-е сутки проводили учет поедаемости корма и сбор фекалий. Содержание азота в корме и в фекалиях определяли по методу Кьельдаля индивидуально для каждой крысы. На основе полученных данных определяли истинную усвояемость белка с учетом эндогенных потерь.
Результаты. Полученный концентрат белка амаранта содержал 70,4+0,6% белка, 17,0+1,0% жира, 9,8+0,8% углеводов, 1,8+0,2% золы; 1,4+0,1% составила его влажность. Не выявлено достоверных различий в потреблении корма и в приросте массы тела между животными обеих групп. Расчетное значение истинной усвояемости белка куриного яйца для 1-й (контрольной) группы составило 98,8+0,1%, белкового модуля для 2-й (основной) группы - 99,0+0,1%, различия между группами недостоверны.
Заключение. Результаты аминокислотного анализа и исследование in vivo истинной усвояемости белкового модуля (композиции белок амаранта/белок куриного яйца) свидетельствуют об отсутствии лимитирования относительно аминокислотной шкалы «идеального» белка (ФАО/ВОЗ, 2007) и высокой истинной усвояемости. Биологическая ценность белкового модуля, рассчитанная с использованием скорректированного аминокислотного коэффициента усвояемости белка, составила 99,0+0,1%, что подтверждает перспективы его включения в составы специализированной пищевой продукции.
Ключевые слова: амарант; концентрат белка; белковый модуль; аминокислотный скор; истинная усвояемость; биологическая ценность
Amaranth (Amaranthus L.), like otherpseudocereals as quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), chia (Salvia hispanica L.) and buckwheat (Fagopyrum sp.), is a promising source of dietary protein. Depending on the subspecies and breeds of amaranth, the protein content in its grain is estimated from 13.1 to 21.5%, and its amino acid score varies over a significant range and can be limited. The aim of this study was to obtain a protein concentrate from amaranth (Amaranthus L.) grain of the Voronezh breed, enrich it with chicken egg protein, determine the amino acid score of the obtained protein module, and experimentally evaluate in vivo its true digestibility and biological value.
Material and methods. The amaranth protein concentrate was obtained from grain according to the technological scheme, including its enzymatic treatment, alkaline extraction, acid precipitation of proteins, microfiltration and lyophilization. The amino acid composition and amino acid score of the concentrate were determined. The protein module was obtained by mixing amaranth protein concentrate and chicken egg protein in a weight ratio of 58:42. The true digestibility and biological value of the protein module has been determined in vivo. The experiment was carried out on 32 Wistar male rats divided into 2 groups (n=16 rats): control group 1 with a body weight of 118.7+3.1 g and experimental group 2 with a body weight of 119.5+3.0 g. Animals of groups 1 and 2 received diets in which egg protein and a protein module were used as a protein source, respectively. Within 15 days of the experiment, individual indicators of food intake and body weight gain of each animal were determined. From the 14th to the 15th day food intake was determined and feces were collected. The amount of nitrogen in the food and feces was determined for each rat using the Kjeldahl method. The true digestibility of the protein was determined according to obtained data.
Results. The resulting amaranth protein concentrate contained 70.4+0.6% of protein, 17.0+1.0% fat, 9.8+0.8% carbohydrates, 1.8+0.2% ash, its moisture content was 1.4+0.1%. There were no significant differences in food intake and body weight gain between animals of both groups. The calculated value of the true digestibility of chicken egg protein was 98.8+0.1% for the control group 1, of the protein module was 99.0+0.1% for the experimental group 2, the differences between the groups were not significant. Conclusion. The results of amino acid analysis and the in vivo study of the true digestibility of the protein module (composition amaranth protein/chicken egg protein) indicate the absence of limitation relative to the amino acid scale of the "ideal" protein (FAO/WHO, 2007) and high true digestibility. The biological value of the protein module, calculated according to PDCAAS, is 99.0+0.1%, which confirms the prospects for its inclusion in specialized foods.
Keywords: amaranth; protein concentrate; protein module; amino acid score; true digestibility; biological value
Амарант (Amaranthus L.), как и другие псевдозерновые культуры [киноа (Chenopodium quinoa Willd.), чиа (Salvia hispanica L.) и гречиха (Fagopyrum sp.)], является перспективным источником пищевого белка [1, 2]. Растение высокоустойчиво к экологическим стрессам, быстро адаптируется к среде обитания и различным климатическим условиям [3-5]. В съедобной части зерна амаранта содержание углеводов, белков и жиров более чем в 2 раза выше, чем в пшенице, и, соответственно, значительно выше его удельная энергетическая ценность [6]. В зависимости от подвидов и сортов амаранта содержание белка в его зерне оценивается от 13,1 до 21,5%, а аминокислотный скор (определяемый соотношением незаменимых аминокислот) может
варьировать в значительном интервале [7]. Методы экстракции белков из обезжиренной муки псевдозерновых культур основаны на их солюбилизации разбавленной щелочью с последующим изоэлектрическим осаждением разбавленной кислотой [8]. Как отмечалось нами ранее [9], белки амаранта, лимитированные по содержанию определенных эссенциальных аминокислот, можно эффективно взаимообогащать другим белком, комплементарным по аминокислотному составу. Корректная оценка биологической ценности индивидуального белка или белковой композиции, согласно рекомендациям Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций/Всемирной организации здравоохранения (ФАО/ВОЗ), предполагает
количественное определение их истинной усвояемости in vivo с использованием при расчете так называемого корректированного аминокислотного коэффициента усвояемости белка (the protein digestibility-corrected amino acid score, PDCAAS), равного аминокислотному скору, умноженному на истинную усвояемость.
Широко ведутся разработки специализированных пищевых продуктов с добавлением в традиционную рецептуру муки амаранта, концентратов или гидроли-затов белка амаранта с заявляемыми гипотензивными свойствами (печенье, макароны) [10, 11]. Важная отличительная особенность белка амаранта - отсутствие глютена, что позволяет использовать его в составе продуктов для питания лиц, страдающих целиакией. Соответственно, в последнее десятилетие активно развиваются технологии безглютеновых продуктов на основе амарантовой муки [12]. Ассортимент в основном представлен макаронными изделиями (вермишель, спагетти и др.) [13-16], продуктами хлебопекарного производства (хлеб [17], печенье [18, 19]) и снеками [20, 21]. Макаронные изделия получают с включением в состав 10-30% амарантовой муки [13-16].
В Российской Федерации ассортимент диетических продуктов на основе зерна амаранта практически отсутствует и ограничивается амарантовой мукой. Более того, при разработке и позиционировании специализированной пищевой продукции, содержащей в своем составе муку зерна амаранта, в подавляющем большинстве нет экспериментального обоснования ее целевого назначения, соответствующего современным требованиям доказательной медицины.
Цель данного исследования - получить концентрат белка зерна амаранта, обогатить его белком куриного яйца, определить аминокислотный скор полученного белкового модуля, экспериментально оценить in vivo его истинную усвояемость и биологическую ценность.
Материал и методы
Для получения белкового концентрата из зерна амаранта (Amaranthus L.) сорта «Воронежский» (предварительно размолотого и просеянного через сито 0,355 мм) предложена и реализована технологическая схема переработки зерна, включающая его ферментативную обработку, щелочную экстракцию, кислотное осаждение белков, микрофильтрацию в тангенциальном потоке и лиофилизацию [22]. Для ферментативной обработки зерна, проводимой в течение 2 ч при постоянном перемешивании, использовали смесь 2 ферментных препаратов: 1,2 г целловиридина Г20Х (активность 3000 ед/г) и 1,2 мл прозима 4G (активность 15 000 ед/см3) из расчета на 1 кг размолотого зерна.
Содержание белка определяли методом Кьель-даля согласно ГОСТ 26889-86 «Продукты пищевые и вкусовые. Общие указания по определению содержания азота методом Кьельдаля» (коэффициент пересчета 6,25), содержание золы определяли согласно
ГОСТ 15113.8-77 «Концентраты пищевые. Методы определения золы». Для определения содержания жира проводили его экстракцию следующим образом: к навеске массой 2-3 г тщательно гомогенизированного образца, помещенной во флакон объемом 50 см3, приливали 30 см3 смеси хлороформ/метанол (2:1 по объему) (оба квалификации ХЧ). Флаконы закрывали и взбалтывали в течение 1,5 ч на орбитальном шейкере (Biosan OS-10, Латвия). Затем приливали 10 см3 воды, очищенной в системе MilliQ, перемешивали и центрифугировали 5 мин при 1800 g. Хлороформный слой отбирали в предварительно взвешенные кругло-донные колбы. К пробам снова приливали 20 см3 хлороформа, перемешивали, центрифугировали и отбирали в те же колбы. Объединенные экстракты упаривали на вакуумном ротационном испарителе (Heidolph Hei-Vap Advantage, Германия) при 75 об/мин, 50 °С. Липофильную фракцию сушили 5-10 мин при 80 °С (сушильный шкаф Binder FED 53, Германия) и охлаждали до комнатной температуры, а затем взвешивали. Влажность образцов определяли с помощью анализатора влажности Mettler Toledo MJ33 (Mettler Toledo, США). Содержание углеводов определяли по разности от общего состава.
Аминокислотный состав полученного концентрата белка из зерна амаранта определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе (Hitachi, Япония). Подготовку образцов проводили по методу Мура и Стейна [23]. Обезвоженный ацетоном и обезжиренный серным эфиром материал гидролизовали 6 н раствором HCl (24 ч, 105 °С). Гидролизат упаривали на водяной бане до сухого остатка и растворяли в 0,02 н HCl. Для количественного определения триптофана использовали метод щелочного гидролиза с последующим проведением цветной реакции с п-диметиламинобензальдегидом и измерением развивающейся окраски на спектрофотометре при 610 нм.
Коррекцию аминокислотного состава полученного концентрата белка амаранта проводили путем его обогащения белком куриного яйца исходя из выявления лимитирующей аминокислоты при анализе аминокислотного состава. Белковый модуль был получен методом сухого смешивания концентрата белка амаранта и яичного белка в соотношениях по массе 58:42.
Истинную усвояемость и биологическую ценность белкового модуля определяли in vivo. Эксперимент проводили на 32 растущих крысах-самцах линии Вистар с исходной массой тела 80±5 г, полученных из питомника лабораторных животных филиал «Столбовая» ФГБУН НЦБМТ ФМБА России. Исследования на животных выполнены в соответствии с требованиями, изложенными в ГОСТ 33647-2015 «Принципы надлежащей лабораторной практики» и ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами» и одобрены Локальным этическим комитетом ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (протокол № 11 от 15.12.2021). В течение 7 сут
Таблица 1. Состав полусинтетических рационов Table 1. The composition of semi-synthetic diets
Компонент Содержание на 100 г корма, г / Content per 100 g of diet
Component 1-я (контрольная) группа / control group 1 2-я (основная) группа / experimental group 2
Белок куриного яйца (содержание белка 82,8%) Chicken egg protein (protein content - 82.8%) 22,3 -
Белковый модуль (содержание белка 74,9%) Protein module (protein content - 74.9%) - 26,0
Жир Подсолнечное масло / Sunflower oil 5,0 5,0
Fat Лярд / Lard 5,0 5,0
Крахмал / Starch 62,5 59,0
Минеральная смесь [24] / Mineral mixture [24] 4,0 4,0
Жирорастворимые витамины [24] Fat-soluble vitamins [24] 1,0 1,0
Водорастворимые витамины [24] Water-soluble vitamins [24] 0,1 0,1
L-цистеин / L-cysteine 0,3 0,3
карантина осуществляли ежедневный осмотр внешнего состояния животных. В эксперимент были взяты животные без внешних признаков отклонений здоровья. Животных рандомизированно распределяли по группам: 1-я (контрольная; п=16, масса тела - 118,7±3,1 г) и 2-я (основная; п=16, масса тела - 119,5±3,0 г). Животных содержали по 1 особи в клетках из поликарбоната при 12/12-часовом режиме освещенности и температуре 20-24 °С. Животные обеих групп получали полноценный изокалорийный (377±3 ккал/100 г сухого корма) и изоазоти-стый (20±2% белка по калорийности) полусинтетический рацион. В рационе животных 1-й (контрольной) группы в качестве источника белка использовали белок куриного яйца. В рационе крыс 2-й (опытной) группы яичный белок был полностью заменен на белковый модуль. Составы рационов, минеральной и витаминной смесей представлены в табл. 1.
Воду и корм животные получали ad libitum. Через
1 сут на протяжении всего эксперимента контролировали потребление корма (с учетом его влажности),
2 раза в неделю производили взвешивание животных. С 14-х по 15-е сутки, в так называемый обменный период, крыс помещали в обменные клетки и, помимо перечисленных показателей, по методу Кьельдаля определяли количество азота в корме и фекалиях, предварительно высушенных на воздухе. На 15-е сутки животных выводили из эксперимента.
Метод расчета истинной усвояемости (true digestibility, Dtr) основан на определении доли истинно абсорбированного в желудочно-кишечном тракте крысы азота (Atr), выраженной в процентах от азота, потребленного животным с пищей (I). Количество азота, выделяемого с калом в течение 1 сут крысой, находящейся на безбелковом рационе, принимали равным 0,023 г [25].
Таблица 2. Аминокислотный состав и скор концентрата белка амаранта, яичного белка и нового белкового модуля Table 2. Amino acid composition and score of amaranth protein concentrate, egg protein and new protein module
Незаменимые аминокислоты Indispensable amino acids Аминокислотная шкала «идеального» белка (ФАО/ВОЗ 2007) Amino acid scale of "Ideal" protein (FAO/WHO, 2007) Содержание аминокислот (г/100 г белка) и аминокислотный скор Amino acid content (g/100 g) and score
концентрат белка амаранта amaranth protein concentrate яичный белок egg protein белковый модуль protein module
А А С А С А С
Изолейцин / Isoleucine 3,0 2,5 84,0 8,0 266,7 4,8 159,3
Лейцин / Leucine 5,9 4,3 72,7 9,2 153,9 6,3 107,0
Лизин / Lysine 4,5 2,6 58,0 7,2 160,0 4,5 100,0
Метионин + цистин Methionine + cysteine 2,2 1,5 68,2 6,5 295,5 3,6 161,8
Фенилаланин +тирозин Phenylalanine + tyrosine 6,3 5,6 89,2 10,8 171,4 7,7 123,1
Треонин / Threonine 2,3 2,3 101,3 4,9 213,0 3,4 147,3
Триптофан / Tryptophane 0,6 2,0 326,7 1,5 250,0 1,8 295,1
Валин / Valine 3,9 2,4 60,5 6,9 176,9 4,2 108,5
П р и м е ч а н и е. А - содержание аминокислоты, г/100 г белка; С - аминокислотный скор, % относительно «идеального» белка (ФАО/ВОЗ).
N o t e. А - amino acid content; g/100 g of protein; C - amino acid score, % relative to «ideal» protein (FAO/WHO).
Сутки эксперимента / Days of experiment 1-я группа / Group 1 -Щ- 2-я группа / Group 2
Средний прирост массы тела животных, % Average body weight gain of animals, %
Истинную усвояемость белка рассчитывали индивидуально для каждой крысы по формуле:
Dtr = I - (FI' Fkk x 100% = x 100%, (1)
где Dtr - истинная усвояемость (в %); I - общее количество азота, потребленного крысой с пищей в течение «балансового» периода (в граммах) в сутки; F - количество азота, экскретированного с калом крысой в течение «балансового» периода (в граммах) в сутки; Fk - количество экскретированного азота с калом (в граммах) крысой сходной массы тела, получавшей безбелковый рацион (эндогенные потери азота с калом) в сутки; Atr - истинное количество азота, абсорбированного в желудочно-кишечном тракте крысы в течение «балансового» периода (в граммах) в сутки.
Скорректированный аминокислотный скор с учетом усвояемости белка (PDCAAS), равный аминокислотному скору исследуемого белка относительно шкалы ФАО/ ВОЗ, умноженному на истинную усвояемость, рассчитывали по формуле:
AC x Dtr
PDCAAS =-10^-, (2)
где Dtr - истинная усвояемость (в %); АС - аминокислотный скор (в %).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета программ SPSS Statistics 20 (IBM, США). Вычисляли среднее значение (М) и стандартную ошибку среднего (m), данные пред-
ставлены как М±т. Анализ различий между группами выполняли с использованием критерия Стьюдента или У-критерия Манна-Уитни. При уровне значимости р<0,05 различия считали статистически значимыми.
Результаты и обсуждение
Полученный концентрат белка амаранта содержал 70,4±0,6% белка, 17,0±1,0% жира, 9,8±0,8% углеводов, 1,8±0,2% золы, 1,4±0,1% составила его влажность.
Анализ аминокислотного состава полученного концентрата белка амаранта (табл. 2) свидетельствует о том, что первой лимитирующей аминокислотой является лизин. Соответствующая коррекция аминокислотного состава была осуществлена путем обогащения концентрата белка амаранта белком куриного яйца. Наименьшее процентное отношение добавленного яичного белка к концентрату белка амаранта, при котором достигается аминокислотный скор белкового модуля, равный 1,0, составило 42% от массы всей смеси. Сравнительная характеристика аминокислотного скора концентрата белка амаранта, яичного белка и полученного белкового модуля представлена в табл. 2.
Содержание белка, определенное методом Кьель-даля, в рационе с яичным белком составило 21,4%, в рационе с белковым модулем - 22,2%.
Средняя величина поедаемости корма для 1-й группы в экспериментальный период составила 17,1±0,7 г/сут на крысу, для 2-й группы - 18,6±0,7 г/сут на крысу. Не выявлено достоверных различий в потреблении корма и приросте массы тела (см. рисунок) между животными обеих групп (р>0,05).
В табл. 3 приведены цифровые показатели азотистого баланса, полученные в обменном периоде эксперимента, и значения истинной усвояемости.
В обменный период (т.е. в течение 1 сут) потребление животными основной группы корма, соответственно, и белка было статистически значимо выше по сравнению с потреблением корма и белка животными контрольной группы. Следует отметить, что предельно высокая истинная усвояемость яичного белка достоверно не снизилась при его практически 50% замещении белком амаранта, что подтверждает высокую эффективность использованного в работе методического подхода с целью получения белкового модуля высокой биологической ценности.
Таблица 3. Показатели за обменный период (средние данные на 1 крысу в сутки) Table 3. Parameters during the metabolic period (average data per 1 rat per day)
Группа животных Animal group Количество съеденного, г / Quantity of eaten, g Азот, экскретированный с калом, г Nitrogen, excreted with feces, g Dtr, %
корм / diet азот / nitrogen
1 (n=16) 15,2±0,8 0,56±0,05 0,035±0,002 98,8±0,1
2 (n=16) 19,2±0,6* 0,66±0,06* 0,037±0,003 99,0±0,1
П р и м е ч а н и е. * - статистически значимое отличие (p<0,05) от показателя животных группы 1. N o t e. * - statistically significant difference (p<0.05) from the index of group 1 animals.
Заключение
Результаты аминокислотного анализа и исследования in vivo белкового модуля (композиции белок амаранта/ белок куриного яйца) свидетельствуют об отсутствии его лимитирования относительно аминокислотной шкалы
«идеального» белка (ФАО/ВОЗ, 2007 г.) и о высокой истинной усвояемости. Биологическая ценность белкового модуля, рассчитанная с использованием PDCAAS, составляет 99,0±0,1%, что подтверждает перспективы его включения в составы специализированной пищевой продукции.
Сведения об авторах
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация):
Сидорова Юлия Сергеевна (Yulia S. Sidorova) - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: sidorovaulia28@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-2168-2659
Петров Никита Александрович (Nikita A. Petrov) - инженер лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: petrov-nikita-y@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-9755-6002
Колобанов Алексей Иванович (Alexey I. Kolobanov) - лаборант-исследователь лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий E-mail: alleexxkl@yandex.ru http://orcid.org/0000-0003-3986-1708
Палеева Мария Александровна (Mariia A. Paleeva) - кандидат фармацевтических наук, научный сотрудник лаборатории химии пищевых продуктов E-mail: Fromp@mail.ru https://orcid.org/0000-0003-1453-9560
Зорин Сергей Николаевич (Sergey N. Zorin) - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: zorin@ion.ru https://orcid.org/0000-0003-2689-6098
Мазо Владимир Кимович (Vladimir K. Mazo) - доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов E-mail: mazo@ion.ru https://orcid.org/0000-0002-3237-7967
Литература
Batista A.P., Portugal C.A., Sousa I., Crespo J.G., Raymundo A. Accessing gelling ability of vegetable proteins using rheological and fluorescence techniques // Int. J. Biol. Macromol. 2005. Vol. 36, N 3. P. 135-143. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2005.04.003 Zhu F. Amaranth proteins and peptides: biological properties and food uses // Food Res. Int. 2023. Vol. 164. Article ID 112405. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.foodres.2022.112405
Joshi D.C., Sood S., Hosahatti R., Kant L., Pattanayak A., Kumar A. et al. From zero to hero: the past, present and future of grain amaranth breeding // Theor. Appl. Genet. 2018. Vol. 131, N 9. P. 1807-1823. DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-018-3138-y Joshi D.C., Chaudhari G.V., Sood S., Kant L., Pattanayak A., Zhang K. et al. Revisiting the versatile buckwheat: reinvigorating genetic gains through integrated breeding and genomics approach // Planta. 2019. Vol. 250, N 3. P. 783-801. DOI: https://doi.org/10.1007/s00425-018-03080-4
Baraniak J., Kania-Dobrowolska M. The dual nature of amaranth-
functional food and potential medicine // Foods. 2022. Vol. 11, N 4.
P. 618. DOI: https://doi.org/10.3390/foods11040618
Tang Y., Tsao R. Phytochemicals in quinoa and amaranth grains and
their antioxidant, anti-inflammatory, and potential health beneficial
effects: a review // Mol. Nutr. Food Res. 2017. Vol. 61, N 7. Article
ID 1600767. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.201600767
Day L. Proteins from land plants - potential resources for human
nutrition and food security // Trends Food Sci. Technol. 2013.
Vol. 32, N 1. P. 25-42. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2013.
05.005
Rodrigues I.M., Coelho J.F., Carvalho M.G.V. Isolation and valorisation of vegetable proteins from oilseed plants: methods, limitations and potential // J. Food Eng. 2012. Vol. 109, N 3. P. 337-346. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2011.10.027
9. Сидорова Ю.С., Бирюлина Н.А., Зилова И.С., Мазо В.К. Белки зерна амаранта: перспективы использования в специализированной пищевой продукции // Вопросы питания. 2022. Т. 91, № 3. С. 96-106. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2022-91-3-96-106
10. Sabbione A.C., Suárez S., Añón M.C., Scilingo A. Amaranth functional cookies exert potential antithrombotic and antihypertensive activities // Int. J. Food Sci. Technol. 2019. Vol. 54. P. 1506-1513. DOI: https://doi. org/10.1111/ijfs.13930
11. Valdez-Meza E.E., Raymundo A., Figueroa-Salcido O.G., Ramírez-Torres G.I., Fradinho P., Oliveira S. et al. Pasta enrichment with an amaranth hydrolysate affects the overall acceptability while maintaining antihypertensive properties // Foods. 2019. Vol. 8, N 8. P. 282. DOI: https://doi.org/10.3390/foods8080282
12. Azizi S., Azizi M.H. Evaluation of producing gluten-free bread by utilizing amaranth and lipase and protease enzymes // J. Food Sci. Technol. 2023. Vol. 60, N 8. P. 2213-2222. DOI: https://doi. org/10.1007/s13197-023-05748-6
13. Fiorda F.A., Soares Júnior M.S., da Silva F.A., Souto L.R.F., Grosmann M.V.E. Amaranth flour, cassava starch and cassava bagasse in the production of gluten-free pasta: technological and sensory aspects // Int. J. Food Sci. Technol. 2013. Vol. 48. P. 1977-1984. DOI: https://doi. org/10.1111/ijfs.12179 Q1
14. Bastos G.M., Soares Júnior M.S., Caliari M., de Araujo Pereira A.L., de Morais C.C., Campos M.R.H. Physical and sensory quality of gluten-free spaghetti processed from amaranth flour and potato pulp // LWT Food Sci. Technol. (Lebensmittel-Wissenschaft-Technol.). 2016. Vol. 65. P. 128-136. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.07.067
15. Makdoud S., Rosentrater K.A. Development and testing of gluten-free pasta based on rice, quinoa and amaranth flours // J. Food Res. 2017. Vol. 6, N 4. P. 91-110. DOI: https://doi.org/10.5539/jfr.v6n4p91
2
4
6
7
8
16. Lux Née Bantleon T., Spillmann F., Reimold F., Erdos A., Lochny A., Floter E. Physical quality of gluten-free doughs and fresh pasta made of amaranth // Food Sci. Nutr. 2023. Vol. 11, N 6. P. 3213-3223. DOI: https://doi.org/10.1002/fsn3.3301
17. Calderón de la Barca A.M., Mercado-Gómez L.E., Heredia-San-oval N.G., Luna-Alcocer V., Porras Loaiza P.M.A., González-Ríos H. et al. Highly nutritional bread with partial replacement of wheat by amaranth and orange sweet potato // Foods. 2022. Vol. 11, N 10. P. 1473. DOI: https://doi.org/10.3390/foods11101473
18. Avila-Nava A., Alarcón-Telésforo S.L., Talamantes-Gómez J.M., Corona L., Gutiérrez-Solis A.L., Lugo R. et al. Development of a functional cookie formulated with chaya (Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) (I.M. Johnst) and amaranth (Amaranthus cruentus) // Molecules. 2022. Vol. 27, N 21. P. 7397. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27217397
19. Estivi L., Pellegrino L., Hogenboom J.A., Brandolini A., Hidalgo A. Antioxidants of Amaranth, quinoa and buckwheat wholemeals and heat-damage development in pseudocereal-enriched einkorn water biscuits // Molecules. 2022. Vol. 27, N 21. P. 7541. DOI: https://doi. org/10.3390/molecules27217541
20. Singh A., Kumari A., Chauhan A.K. Formulation and evaluation of novel functional snack bar with amaranth, rolled oat, and unripened
banana peel powder // J. Food Sci. Technol. 2022. Vol. 59, N 9. P. 3511-3521. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-021-05344-6
21. Domínguez-Hernández E., Gutiérrez-Uribe J.A., Domínguez-Hernández M.E., Loarca-Piña G.F., Gaytán-Martínez M. In search of better snacks: ohmic-heating nixtamalized flour and amaranth addition increase the nutraceutical and nutritional potential ofvegetable-enriched tortilla chips // J. Sci. Food Agric. 2023. Vol. 103, N 6. P. 2773-2785. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.12424
22. Sidorova Y.S., Petrov N.A., Perova I.B., Kolobanov A.I., Zorin S.N. Physical and chemical characterization and bioavailability evaluation in vivo of amaranth protein concentrate // Foods. 2023. Vol. 12, N 8. P. 1728. DOI: https://doi.org/10.3390/foods12081728
23. Rutherfurd S.M., Gilani G.S. Amino acid analysis // Curr. Protoc. Protein Sci. 2009. Chap. 11. P. 11.9.1-11.9.37. DOI: https://doi. org/10.1002/0471140864.ps1109s58
24. Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet // J. Nutr. 1997. Vol. 127, N 5. Suppl. P. 838S-841S. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/127.5.838S
25. Высоцкий В.Г., Мамаева Е.М. К оценке эндогенных потерь азота у белых крыс различного возраста // Вопросы питания. 1979. № 3. С. 48-53.
References
1. Batista A.P., Portugal C.A., Sousa I., Crespo J.G., Raymundo A. Accessing gelling ability of vegetable proteins using rheological and fluorescence techniques. Int J Biol Macromol. 2005; 36 (3): 135-43. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2005.04.003
2. Zhu F. Amaranth proteins and peptides: biological properties and food uses. Food Res Int. 2023; 164: 112405. DOI: https://doi.org/10.1016/j. foodres.2022.112405
3. Joshi D.C., Sood S., Hosahatti R., Kant L., Pattanayak A., Kumar A., et al. From zero to hero: the past, present and future of grain amaranth breeding. Theor Appl Genet. 2018; 131 (9): 1807-23. DOI: https://doi. org/10.1007/s00122-018-3138-y
4. Joshi D.C., Chaudhari G.V., Sood S., Kant L., Pattanayak A., Zhang K., et al. Revisiting the versatile buckwheat: reinvigorating genetic gains through integrated breeding and genomics approach. Planta. 2019; 250 (3): 783-801. DOI: https://doi.org/10.1007/s00425-018-03080-4
5. Baraniak J., Kania-Dobrowolska M. The dual nature of amaranth-functional food and potential medicine. Foods. 2022; 11 (4): 618. DOI: https://doi.org/10.3390/foods11040618
6. Tang Y., Tsao R. Phytochemicals in quinoa and amaranth grains and their antioxidant, anti-inflammatory, and potential health beneficial effects: a review. Mol Nutr Food Res. 2017; 61 (7): 1600767. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.201600767
7. Day L. Proteins from land plants - potential resources for human nutrition and food security. Trends Food Sci Technol. 2013; 32 (1): 25-42. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2013.05.005
8. Rodrigues I.M., Coelho J.F., Carvalho M.G.V. Isolation and valorisation of vegetable proteins from oilseed plants: methods, limitations and potential. J Food Eng. 2012; 109 (3): 337-46. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jfoodeng.2011.10.027
9. Sidorova Yu.S., Biryulina N.A., Zilova I.S., Mazo V.K. Amaranth Grain Proteins: Prospects for Use in Specialized Food Products. Voprosy pita-niia [Problems of Nutrition]. 2022; 91 (3): 96-106. DOI: https://doi. org/10.33029/0042-8833-2022-91-3-96-106 (in Russian)
10. Sabbione A.C., Suárez S., Añón M.C., Scilingo A. Amaranth functional cookies exert potential antithrombotic and antihypertensive activities. Int J Food Sci Technol. 2019; 54: 1506-13. DOI: https://doi. org/10.1111/ijfs.13930
11. Valdez-Meza E.E., Raymundo A., Figueroa-Salcido O.G., Ramírez-Torres G.I., Fradinho P., Oliveira S., et al. Pasta enrichment with an amaranth hydrolysate affects the overall acceptability while maintaining antihypertensive properties. Foods. 2019; 8 (8): 282. DOI: https://doi. org/10.3390/foods8080282
12. Azizi S., Azizi M.H. Evaluation of producing gluten-free bread by utilizing amaranth and lipase and protease enzymes. J Food Sci Technol. 2023; 60 (8): 2213-22. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-023-05748-6
13. Fiorda F.A., Soares Júnior M.S., da Silva F.A., Souto L.R.F., Grosmann M.V.E. Amaranth flour, cassava starch and cassava bagasse in the production of gluten-free pasta: technological and sensory aspects. Int J Food Sci Technol. 2013; 48: 1977-84. DOI: https://doi.org/10.1111/ ij fs.12179 Q1
14. Bastos G.M., Soares Júnior M.S., Caliari M., de Araujo Pereira A.L., de Morais C.C., Campos M.R.H. Physical and sensory quality of gluten-free spaghetti processed from amaranth flour and potato pulp. LWT Food Sci Technol (Lebensmittel-Wissenschaft-Technol). 2016; 65: 128-36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.07.067
15. Makdoud S., Rosentrater K.A. Development and testing of gluten-free pasta based on rice, quinoa and amaranth flours. J Food Res. 2017; 6 (4): 91-110. DOI: https://doi.org/10.5539/jfr.v6n4p91
16. Lux Née Bantleon T., Spillmann F., Reimold F., Erdos A., Lochny A., Floter E. Physical quality of gluten-free doughs and fresh pasta made of amaranth. Food Sci Nutr. 2023; 11 (6): 3213-23. DOI: https://doi. org/10.1002/fsn3.3301
17. Calderón de la Barca A.M., Mercado-Gómez L.E., Heredia-Sando-val N.G., Luna-Alcocer V., Porras Loaiza P.M.A., González-Ríos H., et al. Highly nutritional bread with partial replacement of wheat by amaranth and orange sweet potato. Foods. 2022; 11 (10): 1473. DOI: https://doi.org/10.3390/foods11101473
18. Avila-Nava A., Alarcón-Telésforo S.L., Talamantes-Gómez J.M., Corona L., Gutiérrez-Solis A.L., Lugo R., et al. Development of a functional cookie formulated with chaya (Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) (I.M. Johnst) and amaranth (Amaranthus cruentus). Molecules. 2022; 27 (21): 7397. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules 27217397
19. Estivi L., Pellegrino L., Hogenboom J.A., Brandolini A., Hidalgo A. Antioxidants of Amaranth, quinoa and buckwheat wholemeals and heat-damage development in pseudocereal-enriched einkorn water biscuits. Molecules. 2022; 27 (21): 7541. DOI: https://doi.org/10.3390/ molecules27217541
20. Singh A., Kumari A., Chauhan A.K. Formulation and evaluation of novel functional snack bar with amaranth, rolled oat, and unripened banana peel powder. J Food Sci Technol. 2022; 59 (9): 3511-21. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-021-05344-6
21. Domínguez-Hernández E., Gutiérrez-Uribe J.A., Domínguez-Hernández M.E., Loarca-Piña G.F., Gaytán-Martínez M. In search of better snacks: ohmic-heating nixtamalized flour and amaranth addition increase the nutraceutical and nutritional potential of vegetable-enriched tortilla chips. J Sci Food Agric. 2023; 103 (6): 2773-85. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.12424
22. Sidorova Y.S., Petrov N.A., Perova I.B., Kolobanov A.I., Zorin S.N. Physical and chemical characterization and bioavailability evaluation in vivo of amaranth protein concentrate. Foods. 2023; 12 (8): 1728. DOI: https://doi.org/10.3390/foods12081728
23. Rutherfurd S.M., Gilani G.S. Amino acid analysis. Curr Protoc Protein Sci. 2009; 11: 11.9.1-37. DOI: https://doi.org/10.1002/0471140864. ps1109s58
24. Reeves P.G. Components of the AIN-93 diets as improvements in the AIN-76A diet. J Nutr. 1997; 127 (5 suppl): 838S-41S. DOI: https://doi. org/10.1093/jn/127.5.838S
25. Vysotsky V.G., Mamaeva E.M. On the evaluation of endogenous nitrogen losses in white rats of different ages. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 1979; (3): 48-53. (in Russian)
