CC BY
406
Для корреспонденции
Акимов Михаил Юрьевич (Mikhail Yu. Akimov) -кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией биохимии и пищевых технологий ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина»
Адрес: 393 7 74, Российская Федерация, Тамбовская область,
г. Мичуринск, ул. Мичурина, д. 30
Телефон: (475) 452-07-61
E-mail: info@fnc_mich.ru
https://orcid.org/0000-0002-1990-4902
Акимов М.Ю.
Новые селекционно-технологические критерии оценки плодовой и ягодной продукции для индустрии здорового и диетического питания
New breeding and technological Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный
научный центр имени И.В. Мичурина», 393774, г. Мичуринск, Тамбовская область, Российская Федерация
I.V. Michurin Federal Scientific Center, 393774, Michurinsk, Tambov Region, Russian Federation
Для формирования рациона здорового питания актуально обеспечение физической и экономической доступности ассортимента импортозамещающей качественной и безопасной продукции садоводства, совершенствование промышленного сортимента. При этом среди селекционных признаков, наряду со скороплодностью и урожайностью, следует поднять на первые позиции статус признаков, определяющих потребительский спрос: качество и химический состав плодов, насыщенность необходимыми микронутриентами для использования в индустрии здорового и диетического питания.
Цель исследований - выявить селекционно-технологические приоритеты по уровню содержания в плодах и ягодах макро- и микронутриентов для создания специализированной диетической профилактической и диетической лечебной пищевой продукции.
Материал и методы. В качестве объекта исследования использованы данные по содержанию белка, массовой доли общего сахара, состава моно- и дисаха-ридов, минеральных веществ (натрия, калия, кальция, магния, железа, меди, цинка), органических кислот, полифенольных соединений, флавоноидов, в том числе антоцианинов, гидроксикоричных кислот; ресвератрола, пицеида, вита-
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Акимов М.Ю. Новые селекционно-технологические критерии оценки плодовой и ягодной продукции для индустрии здорового и диетического питания // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 4. С. 244-254. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10057 Статья поступила в редакцию 14.07.2020. Принята в печать 29.07.2020.
Funding. The study did not have sponsorship.
Conflict of interests. Author declare no conflict of interests.
For citation: Akimov M.Yu. New breeding and technological evaluation criteria for fruit and berry products for the healthy and dietary food industry. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2020; 89 (4): 244-54. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10057 (in Russian) Received 14.07.2020. Accepted 29.07.2020.
evaluation criteria for fruit and berry products for the healthy and dietary food industry
Akimov M.Yu.
минов С, Е, В1, В2, РР и каротиноидов в плодовых и ягодных культурах, выращенных на опытно-производственных участках ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина» (25 сортов яблони, 21 сорт груши, 14 сортов вишни, 5 сортов абрикоса, 10 сортов жимолости, 14 сортов земляники, 8 форм калины, 18 сортов малины, 13 сортов крыжовника, 10 форм облепихи, 12 сортов сливы, 8 сортов красной смородины, 12 сортов черной смородины). Для статистической обработки данных и построения математических моделей использовали пакет статистических программ Statistica 6. Результаты и обсуждение. На основе анализа микронутриентного состава плодов и ягод составлена шкала распределения приоритетов и определены границы низкого, среднего и высокого содержания, обозначенные в баллах. На основе этого установлены пороговые значения высокого содержания (3 балла): пищевых волокон - не менее 6 г/100 г, биологически активных веществ (БАВ), макро- и микроэлементов - не менее 30% от суточной нормы потребления в 100 г; среднего содержания (2 балла): пищевых волокон - не менее 3 г/100 г, БАВ, макро- и микроэлементов - не менее 15% от суточной нормы потребления и низкого содержания (1 балл) - все, что ниже указанных параметров. Установлено, что к категориям низкого приоритета (1 балл) у изученных культур относятся белок, витамины В1 (кроме жимолости), В2, Е (кроме облепихи) и РР, а также натрий, кальций и цинк. Большинство изученных объектов имеет средние показатели и служит источником (2 балла) растворимых пищевых волокон, каротиноидов, флавоноидов, гидроксикоричных кислот и калия. Наиболее высокий приоритет у изученных культур (3 балла) выявлен по содержанию аскорбиновой кислоты и полифенольных соединений, в том числе антоцианинов. Согласно полученным данным, большинство изученных сортов характеризуется высоким содержанием органических кислот (лимонной и яблочной). Более 45% сортов обладает высоким содержанием витамина С. Высокое содержание полифенольных соединений характерно для 55,8% изученных сортов, 23,4% являются их источниками. У 45,8% сортов - высокое содержание антоцианинов, у 25% сортов - флавоноидов и гидроксикоричных кислот, 2,9% сортов богаты железом. Источниками растворимых пищевых волокон служат 62% сортов, флавоноидов - 49,6%, калия - 13%, магния - 5,8%, меди - 2,9%.
Заключение. Предложенная в качестве селекционного приоритета для создания продукции специализированного диетического профилактического и лечебного питания оценка химического состава плодов и ягод по наличию и уровню макро - и микронутриентов и БАВ является основой для дальнейшей работы по выделению комплексных источников, формирования на основе их совмещения уникальных пищевых матриц и подбора технологических процессов для создания линейки специализированных пищевых продуктов.
Ключевые слова: фрукты, ягоды, химический состав, минеральный состав, биологически активные вещества, витамины, органические кислоты, флавоноиды, полифенольные соединения, ранжирование
For the formation of a healthy diet, it is important to provide an economic and physical availability of the assortment of import-substituting high quality and safe horticultural products, and to improve the industrial assortment. Wherein, the traits which define the consumer demand, such as quality and the chemical composition of fruits, saturation with essential micronutrients for healthy and dietary nutrition, should be taken into account in the first place among other breeding criteria, such as an early maturity and productivity.
The aim of the research was the determination of breeding and technological priorities for fruits and berries from the point of view of the content of macro - and micronutrients for the development of dietary foodstuffs.
Material and methods. The object of the investigation was the data on the content of protein, total sugar, mono- and disaccha-rides, sodium, potassium, calcium, magnesium, iron, copper, zinc, organic acids, polyphenolic compounds, flavonoids, anthocyanins, hydroxycinnamic acids, resveratrol, piceid, vitamins С, E, B1, B2, PP and carotenoids in samples of fruit and berry crops grown on the experimental production sites of the Federal Research Center named after I.V. Michurin (25 varieties of apple, 21 varieties of pear, 14 - of cherry, 5 - apricot, 10 - honeysuckle, 14 - strawberry, 8 forms of viburnum, 18 varieties of raspberry, 13 varieties of gooseberry, 10 forms of sea buckthorn, 12 varieties of plum, 8 varieties of red currant, 12 varieties of black currant). The statistical software package Statistica 6 was used for statistical data processing and construction of mathematical models.
Results and discussion. The scale of priority distribution was developed, based on the analysis of the micronutrient composition of fruit and berries. The limits of low, medium and high micronutrient content in horticultural products were defined. Therefore, the threshold values of high level (3 points) were determined as >6 g/100 g for the dietary fiber and >30% of the recommended daily intake for the biologically active substances (BAS), minerals and trace elements. The threshold values of medium level of content (2 points) were determined as >3 g/100 g for the dietary fiber, >15% of the recommended daily intake for the BAS, minerals and trace elements. And threshold values of low level of content (1 points) were determined as values of indicators which are less than aforementioned. It was found that the categories of low priority (1 point) in the studied crops include protein, vitamins B1 (except for honeysuckle), B2, E (except for sea buckthorn) and PP, as well as sodium, calcium and zinc. The majority of the research objects has medium values as a source of soluble dietary fiber, carotenoids, flavonoids, hydroxycinnamic acids and potassium. The content of ascorbic acid and polyphenolic compounds, including anthocyanidins demonstrates the highest priority among the studied crops (3 points). According to the data obtained, the most of cultivars has a high content of organic acids (citric and malic), and more than 45.0% of the cultivars have a high content of vitamin C. 55.8% of cultivars have a high content of polyphenolic compounds, while 23.4% of cultivars are the sources of polyphenolic compounds too. Also 45.8% of cultivars have a high content of anthocyanidins, 25.0% of cultivars have a high content of flavonoids and hydroxycinnamic acids, 2.9% of cultivars are rich in iron. 62.0% of cultivars are the sources of soluble dietary fiber, 49.6% - sources of flavonoids, 13.0% - sources of potassium, 5.8% - sources of magnesium, 2.9% - sources of copper. Conclusion. The assessment of the chemical composition of fruits and berries from the standpoint of the presence and the content of macro- and micronutrients and BAS, proposed as a breeding program priority for the development of foodstuffs for specialized, dietary and therapeutic nutrition, is the basis for the future work on identification of complex sources, formation of unique food matrices, and selection of technological processes to develope a line of specialized foodstuffs.
Keywords: fruits, berries, mineral composition, chemical composition, natural biologically active substances, vitamins, trace elements, organic acids, flavonoids, polyphenolic compounds, ranking
При низкой энергетической ценности фрукты являются источником целого ряда углеводов, органических кислот, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ (БАВ), в частности витаминов и полифе-нольных соединений, необходимых как для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма, так и для профилактики большинства алиментарно-зависимых заболеваний, приводящих к снижению трудоспособности, развитию инвалидности и сокращению продолжительности жизни человека. Питание населения России характеризуется выраженно низким потреблением продукции садоводства [1], что приводит к недостаточности потребления БАВ, получаемых из растительной пищи. Баланс продовольственных ресурсов на российском рынке свидетельствует о том, что доля плодов и ягод отечественного производства не превышает третьей части всего реализуемого объема пищевой продукции этого вида. Для формирования сбалансированного рациона питания каждого гражданина страны в высшей степени актуальными задачами являются обеспечение физической и экономической доступности ассортимента импортозамещающей качественной и безопасной продукции садоводства, совершенствования промышленного сортимента. При этом среди селекционных признаков, наряду с устойчивостью растений к абиотическим и биотическим факторам, их скороплодностью и урожайностью, следует поднять на первые позиции приоритетные признаки, учитываемые при закладке насаждений, а также в селекционной работе; особенности плодовой и ягодной продукии, определяющие потребительский спрос: сохранность органолептических свойств; химический состав плодов (насыщенность необходимыми микронутриентами) для использования в индустрии здорового и диетического питания [2-4].
Цель исследования - выявить селекционно-технологические приоритеты по уровню содержания в плодах и ягодах макро- и микронутриентов для создания специализированной диетической профилактической и диетической лечебной пищевой продукции.
Задачи:
• выявить и ранжировать по приоритетности селекционно-технологические критерии сортов плодовых и ягодных культур с учетом обеспечения суточной нормы потребления макро- и микронутриентов для создания на их основе специализированной диетической профилактической и лечебной продукции;
• выделить сорта - источники комплекса макро-и микронутриентов из плодов и ягод для дальнейшего селекционного использования и конструирования специализированных пищевых продуктов.
Материал и методы
В качестве объектов исследования использованы плодовые и ягодные культуры, возделываемые на опытно-производственных участках ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина»: 25 сортов яблони, 21 сорт груши,
14 сортов вишни, 5 сортов абрикоса, 10 сортов жимолости, 14 сортов земляники, 8 форм калины, 18 сортов малины, 13 сортов крыжовника, 10 форм облепихи, 12 сортов сливы, 8 сортов красной смородины, 12 сортов черной смородины [5].
Для оценки пищевой ценности различных плодов и ягод использованы данные по содержанию: массовой доли сахаров, в том числе моно- и дисахаридов; поли-фенольных соединений; флавоноидов, антоцианинов, гидроксикоричных кислот; натрия; калия; кальция; магния; железа; меди; цинка; органических кислот, ресве-ратрола; пицеида; витаминов С, РР, Е, В1, В2 и кароти-ноидов [5].
Для решения задач исследования были использованы методы статистической обработки и построения математических моделей с помощью пакета статистических программ 81а11в11са 6.
Результаты и обсуждение
В работе по оценке и ранжированию сортов различных культур по химическому составу плодов и ягод использованы приведенные в методических рекомендациях МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые нормы потребления пищевых и биологически активных веществ» нормативные требования по уровню суточной потребности организма в пищевых и биологически активных веществах [6]. Полученные данные [5] указывают на то, что внутри одного вида плодов присутствуют значительные сортовые различия, отдельные сорта по выбранным БАВ способны в существенной степени восполнять эту потребность, а другие сорта той же культуры не обеспечивают даже минимального поступления этих эссенциальных веществ. В этой связи для каждой плодовой и ягодной культуры установлен перечень приоритетных показателей химического состава, по уровню содержания которых они выгодно выделяются среди других. В Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 022/2011 «Пищевая продукция в части ее маркировки» приведены сведения о пороговых значениях содержания ряда пищевых и биологически активных веществ, позволяющих классифицировать пищевую продукцию как продукт с низким содержанием, источник вещества или продукт с повышенным его содержанием. Применение данной системы градации с учетом обеспечения суточной нормы потребления в веществах представляет интерес для классификации продукции садоводства и дальнейшего использования этих критериев для ранжирования любых сортов по пищевой ценности.
В этой связи на основе анализа микронутриентного состава плодов и ягод мы предприняли попытку составить шкалу распределения приоритетов и определить границы низкого, среднего и высокого содержания, обозначив их в баллах (табл. 1).
Согласно разработанной шкале распределения по 3-балльной системе оценки выявлены специфиче-
Таблица 1. Шкала распределения сортов по уровню содержания пищевых и биологически активных веществ и показателей приоритетности в баллах
Table 1. The scale of the distribution of varieties by the level of food and biologically active substances and priority indicators in points
Компонент химического состава Component of chemical composition Суточная норма потребления [6] Recommended daily intake [6] Содержание в 100 г плодовой и ягодной продукции Content in 100 g of fruit or berry
низкое (1 балл) low (1 point) среднее (2 балла) average (2 points) высокое (3 балла) high (3 points)
Белок, г/Protein, g 70 <10,4 10,5-20,9 >21,0
Пищевые волокна, г Dietary fiber, g 20 <2,9 3,0-5,9 >6,0
Растворимые пищевые волокна, г Soluble dietary fiber, g 2 <0,29 0,3-0,59 >0,6
Витамин С, мг/litamin C, mg 70 <10,4 10,5-20,9 >21,0
Витамин В!, мг/litamin вь mg 1,7 <0,25 0,26-0,50 >0,51
Витамин В2, мг/litamin B2, mg 2,0 <0,29 0,30-0,59 >0,60
Витамин РР, мг/itamin PP, mg 20 <2,9 3,0-5,9 >6,0
Витамин Е, мг/litamin E, mg 15 <2,24 2,25-4,49 >4,50
Каротиноиды, мг/ Carotenoids, mg 5,0 <0,75 0,75-1,49 >1,50
Флавоноиды, мг/Flavonoids, mg 85 <12,7 12,75-25,4 >25,4
Антоцианины, мг/Anthocyanins, mg 50 <12,74 12,75-25,49 >25,50
Гидроксикоричные кислоты, мг Hydroxycinnamic acids, mg 10 <1,4 1,5-2,9 >3,0
Na, мг/a, mg 1300 <194 195-389 >390
K, мг/K, mg 2500 <374 375-749 >750
Ca, мг/Ca, mg 1250 <187,4 187,5-374,9 >375,0
Mg, мг/Mg, mg 400 <59,9 60,0-119,9 >120,0
Fe, мг/Fe, mg 10 (М)/15 (Ж) <1,4 (М)/<2,2 (Ж) 1,5-2,9 (М)/2,25-4,4 (Ж) >3,0 (М)/>4,59 (Ж)
Cu, мг/Cu, mg 1,0 <0,14 0,15-0,29 >0,30
Zn, мг/Zn, mg 12 <1,79 1,80-3,59 >3,60
П р и м е ч а н и е. М - мужчины; Ж - женщины.
ские для каждой культуры селекционные приоритеты (табл. 2). Эти данные позволяют подбирать культуры и сорта с наиболее высоким содержанием незаменимых веществ для взаимодополняющего комбинирования их в рационе питания в свежем виде, а также в рецептурах при создании пищевой продукции, по своему составу близкой к потребностям человека.
Установлено, что к категориям низкого приоритета (1 балл) у изученных культур относятся белок, витамины В1 (кроме жимолости) и В2, витамин Е (кроме облепихи), витамин РР, а также натрий, кальций и цинк. Большинство изученных объектов обладает средними показателями и является источником (2 балла) растворимых пищевых волокон, каротиноидов, флавоноидов, гидроксикоричных кислот и калия. Наиболее высокий приоритет у изученных культур (3 балла) выявлен по содержанию аскорбиновой кислоты и полифенольных соединений, в том числе антоцианинов.
По среднему баллу изученные культуры ранжированы с убыванием значимости по приоритетным показателям от черной смородины (1,57 балла) до сливы (1,14 балла).
Учитывая, что химический состав плодовой и ягодной продукции существенно различается в зависимости от сорта, места и условий выращивания, полученные нами данные могут служить для ориентировочной оценки пи-
щевой ценности продукции, произведенной в условиях отдельной почвенно-климатической зоны промышленного садоводства.
Макро- и микроэлементы. При изучении данных показателей (рис. 1 и 2) установлено, что плодовые и ягодные культуры характеризуются сравнительно низким содержанием натрия (0,6-49,2 мг/100 г) по отношению к суточной норме его потребления (1300 мг). Наиболее высокое содержание калия (более 375 мг/100 г) выявлено у сортов абрикоса: Лель, Графиня, Водолей, Ульянихинский; вишни: Саратовская малышка, Десертная Морозовой, Лебедянская, Жуковская; крыжовника: Белорусский сахарный, Краснославянский, Машека, Садко, Салют, Сливовый, Черномор; малины: Желтый гигант; сливы: Венгерка заречная, Сувенирная; черной смородины: Голубка, Нара, Перун, Сокровище, Ядреная и красной: Асора, Бьянка и Снежана. Наиболее высокое содержание магния (более 60 мг/100 г) установлено в плодах сортов яблони: Антоновка обыкновенная, Бо-лотовское, Вишневое, Свежесть, Московское ожерелье, Скала, Карповское, Янтарное ожерелье, Благовест, Рождественское, Жигулевское, Старт, Пепин шафранный; вишни - Саратовская малышка; малины: Метеор и Пересвет.
Высоким содержанием железа характеризуются все изученные сорта калины (более 4,0 мг/100 г) и обле-
Таблица 2. Распределение плодовых и ягодных культур по уровню приоритетности веществ в составе продукции Table 2. Distribution of fruit and berry crops by the level of priority of substances in the composition
а а н
ин д ид о
Показатель Indicator = 1 s £ CO ¡^ = £ = i S nr o « § = 1 5 Л ^ та Жимолость Honeysuckle st линаа aspbe Калина Viburnum it rn Qj о e 2 io -о о н ryr a <u ро 3 1 1 § нс c CO с о ж о бр rip а 15 о око el VQ § а £ 1
э- 00 CO os о OS S Cc CS CD CJ oc < CC ^ 5 Ec
Белок/Protein 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Пищевые волокна (ПВ) Dietary fiber (DF) 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1
Нерастворимые ПВ Insoluble DF 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1
Растворимые ПВ Soluble DF 2* 2 2* 1 2 1 2* 1 2* 2 2 2 1
Витамин С/Vitamin C 3 3 3 3 1 3 3 2 3 1 2* 2 1
Витамин Вц/Vitamin B1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Витамин В2/Vitamin B2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Витамин Е/Vitamin E 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Витамин РР/Vitamin PP 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Na 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
K 2* 1 1 1 2* 1 2 2 2* 2 1 1 2*
Ca 1 1 1 1 3* 1 1 1 1 1 1 1 1
Mg 1 1 1 1 2* 1 1 2* 1 1 1 1
Fe 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1
Cu 1 1 1 1 1 3* 1 2* 1 1 1 1 1
Zn 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Полифенольные соединения 3 3 3 2 3 2 3 3 1 3 1 1 2
Polyphenolic compounds
Флавоноиды/Flavonoids 3 3 1 2 2 2 1 2 1 1 1 2
Днтоцианины/Anthocyanins 3 3 1 3 3 1 3* 3 1 1 1 1
Каротиноиды/Carotenoids 1 3 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1
Гидроксикоричные кислоты 1 3 1 2 1 1 1 1 1 1 3 2 1
Hydroxycinnamic acids
Средний балл Average score 1,57 1,52 1,52 1,52 1,52 1,43 1,43 1,43 1,33 1,28 1,19 1,19 1,14
П р и м е ч а н и е. 1 - низкое содержание; 2 - среднее содержание; 3 - высокое содержание; * - приоритет проявляется по отдельным сортам.
N o t e. 1 - low content; 2 - average content; 3 - high content; the "*" mark indicates that priority is shown for individual varieties.
пиха Трофимовская (1,8); меди (около 0,15 мг/100 г) -вишня: Превосходная Колесниковой, черная смородина -Багира, облепиха - Ботаническая любительская и крыжовник - Черномор. Полученные нами результаты согласуются с данными других авторов по исследованию минерального состава плодовой и ягодной продукции [7-9].
Белок. Среди изученных плодовых и ягодных культур наибольшее содержание белка обнаружено в плодах облепихи сортов Красноплодная (4,71%), Отрадная (3,15%), Воробьевская (2,43%). Семечковые культуры (яблоня и груша) содержат мало белка, в среднем 0,22 и 0,30% соответственно. Содержание белка в плодах косточковых культур (вишня, слива, абрикос) варьирует по сортам от 0,25 до 1,47%. У ягодных культур в сортовом разрезе данный показатель изменяется от 0,25 до 1,67%. Самое низкое среди них содержание выявлено в плодах крыжовника - 0,46% (0,28-0,68), самое высокое в черной смородине - 0,94% (0,61-1,42).
Углеводный состав. Обсуждая вопрос о составе и содержании углеводов в плодах и ягодах, необходимо учитывать значение гликемического индекса (GI) исследуемых культур. Это важный с точки зрения диетологии относительный показатель, характеризующий влияние углеводов в пищевых продуктах на изменение уровня глюкозы в крови. Значение GI в существенной степени определяет возможность и целесообразность использования пищевой продукции для детского, лечебного и диетического питания, особенно при нарушениях углеводного обмена [10, 11].
Согласно стандарту ISO 26642:2010 «Продукты пищевые. Определение гликемического индекса (GI) и рекомендации по классификации продуктов питания» различают низкий GI (<55), средний GI (56-69) и высокий GI (>70).
Нами предпринята попытка оценить содержание углеводов, в том числе пищевых волокон, сахаров,
500
450
о 400-съ 1—
Е 350
300
250
200
| 150-
Hi00-
о
50
0
Na
□ Абрикос/Apricot
И Жимолость/Honeysuckle ЕЗ Крыжовник/Gooseberry ЕЗ Слива/Plum
□ Яблоня/Apple
2500
2000
1500
К Ca Mg
□ Вишня/Cherry И Груша/Pear
ЕЗ Земляника/Strawberry И Калина/Wburnum
Н Малина/Raspberry ЕЗ Облепиха/Sea buckthorn
■ Черная смородина/Black currant □ Красная смородина/Red currant
"О
n
1000
500
Рис. 1. Обобщенные данные 4-летних исследований по содержанию макроэлементов в плодах и ягодах исследуемых культур [M±m - число единиц наблюдения по каждому показателю (n): 4]. Пунктирной линией обозначено рекомендуемое суточное потребление макроэлемента
Fig. 1. Generalized data from 4-year studies on the content of minerals in fruits and berries of the studied crops [M±m - number of observation units for each indicator (n): 4]. The dotted line indicates the recommended daily intake of the minerals
500
450
о 400
0
т—.
1350
1 300-o
C/
о 250
200-
жан150 р
оде100 С
50
0
i
Л
\ / \ / \ / \ / \ /
\ / \ /
h Пк_
r-T—mfc
Fe
□ Абрикос/Apricot
0 Жимолость/Honeysuckle H Крыжовник/Gooseberry E3 Слива/Plum
□ Яблоня/Apple
Cu
□ Вишня/Cherry ЕЗ Земляника/Strawberry В Малина/Raspberry ■ Черная смородина/Black currant
Zn
еяПrn
12
10 in ly
d
8 «
у С
0
И Груша/Pear И Калина/Wburnum 0 Облепиха/Sea buckthorn □ Красная смородина/Red currant
Рис. 2. Обобщенные данные 4-летних исследований по содержанию микроэлементов в плодах и ягодах исследуемых культур [M±m - число единиц наблюдения по каждому показателю (n): 4]. Пунктирной линией обозначено рекомендуемое суточное потребление микроэлемента
Fig. 2. Generalized data of 4-year studies on the content of trace elements in fruits and berries of the studied crops [M±m - number of observation units for each indicator (n): 4]. The dotted line indicates the recommended daily intake of the trace element
6
4
2
и ранжировать исследуемые культуры по уровню GI (glucose = 100) на пригодность для диетического питания. Значения GI плодовой и ягодной продукции приведены согласно данным, собранным Службой сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США. Исследование углеводного состава плодов и ягод проводилось нами в течение 4 лет.
Согласно полученным данным, содержание углеводов варьирует от 5,0 до 12,4 г в 100 г плодовой продукции (рис. 3). GI>55 характеризуются плоды абрикоса. У земляники садовой, груш, яблок, крыжовника и сливы гликемический индекс не превышает 40, а у малины, смородины красной, облепихи, жимолости, вишни, калины варьирует от 20 до 30. Самым низким GI (15) выделяются плоды черной смородины. В целом, согласно стандарту ISO 26642:2010 «Продукты пищевые. Определение гликемического индекса (GI) и рекомендации по классификации продуктов питания» [12], продукция изученных плодовых и ягодных культур, кроме абрикоса, характеризуется низкой гликемической нагрузкой GI (<55).
Наибольшее содержание сахаров (>10%) выявлено в плодах яблони сортов Благовест, Болотовское, Былина, Жигулевское, Звездочка, Кандиль Орловский, Карповское, Мартовское, Пепин шафранный, Рождественское, Янтарное ожерелье, Свежесть, Скала, Синап Орловский; груши: Елена, Красавица Черненко, Пава, Феерия, Чудесница.
При анализе соотношения моно- и дисахаридов в плодах установлено, что семечковые культуры (яблоня и груша) содержат больше фруктозы (5,7 и 5,1%), чем косточковые (вишня - 4,0%, слива - 1,4%, абрикос - 0,9%) и ягодные культуры (жимолость - 1,8%, земляника -2,6%, калина - 0,6%, крыжовник - 1,2%, малина - 2,4%, облепиха - 2,6%, красная смородина - 3,4%, черная смородина - 4,6%).
В плодах сливы и абрикоса выявлено повышенное содержание сахарозы 3,9 и 5,6%, а в плодах жимолости, калины, крыжовника содержание глюкозы в 2-4 раза превышает содержание фруктозы. В ягодах земляники, красной смородины и черной смородины найдено небольшое количество мальтозы - <0,1%. Содержание пищевых волокон в средних значениях по культурам варьирует от 1,1 до 4,6%, в сортовом диапазоне - от 0,8 до 5,9%.
Высоким содержанием пищевых волокон характеризуются плоды облепихи (4,6%), черной смородины (4,3%). Также выявлены источники пищевых волокон (>3 г/100 г), среди которых особенно выделяются изученные сорта малины (кроме сорта Маросейка), красной смородины, черной смородины и облепихи, груши (Первомайская, Новелла, Эсмеральда), крыжовника (Гроссуляр, Сливовый).
Относительно высоким содержанием растворимых пищевых волокон - более 70% от суточной нормы потребления (2 г) - обладают сорта яблони (Болотовское,
15-1
12,5-
10-
о
^ 7,5-
о о
5-
2,5-
1
1
É
!
1
60
50
40
30
20
10
; ^ р^:
"й Ь
cd Со со
и rr s
Ci
ов e S to * о CL а/ в CK н
-о О и о
Q-CJ3 л С л
vo
О.
"Î3
"й ¡= X о
s -С:
cd Зс
чо ^ О ^ та ш
со
■с
-
Ï со > 3
= с
¡¡з
с ig
—S i *
га
e
a p
i g Э °
ii is
S m
"S3
□ GI*(glucose=100)
И Сахара простые (cyMMa)/Sugars (total)
El Пищевые волокна (cyMMa)/Dietary fiber (total) И Углеводы/Carbohydrates
Рис. 3. Обобщенные данные по результатам 4-летних исследований: гликемический индекс (й!) и содержание углеводов в плодах и ягодах
Fig. 3. Generalized data based on the results of 4-year studies: glycemic index (GI) and carbohydrate content in fruits and berries
0
0
Звездочка, Лобо, Веньяминовское, Старт, Синап Орловский, Скала, Валюта), груши (все, кроме сортов Аллегро и Лада), ремонтантные сорта малины (Жар-птица, Брянское диво, Рубиновое ожерелье, Полька), облепихи (Красноплодная, Ломоносовская, Отрадная, Самородок, Трофимовская, Ходненская, Янтарная ягода), черной смородины (все, кроме Лабильной и Орловской серенады), красной смородины (Виксне, Асора, Нива, Сне-жана, Голландская красная) и крыжовника (Гроссуляр, Малахит, Сливовый, Черномор).
Органические кислоты. Количество органических кислот в зависимости от культуры и сорта в наших исследованиях варьирует в пределах 0,4-3,5%. Высоким уровнем лимонной кислоты (>2000 мг/100 г) характеризуются плоды сортов черной смородины: Перун, Экзотика, Ядреная, Орловская серенада, Багира, Нара и Голубка; красной смородины: Голландская красная, Бьянка и Снежана. Яблочной кислотой богаты (>1400 мг/100 г) плоды сортов вишни: Комсомолка, Рубиновая, Саратовская малышка, Прима, Превосходная Колесниковой, Ха-ритоновская, Лебедянская, Шоколадница, Тургеневка, Морозовка; крыжовника: Машека, Садко, Серенада, Черномор; облепихи: Ботаническая любительская, Ломоносовская, Ходненская; сливы: Этюд, Венгерка заречная, Грация, Ренклод Мичуринский, Евразия-21, Светлячок; калины - Шукшинская. Содержание салициловой кислоты в плодах малины варьирует от 11,0 мг/100 г (Пересвет) до 19,2 мг/100 г (Метеор).
Минорные биологически активные вещества. Согласно данным литературы [13-15], фрукты и ягоды богаты аскорбиновой кислотой, содержат токоферолы, витамины группы В. Как отмечают авторы исследований, наибольшее содержание аскорбиновой кислоты установлено в сортах черной смородины (150 мг/100 г). В результате проведенных исследований нами установлено, что наиболее высоким содержанием витамина С (в 100 г) обладают плоды черной смородины (171,1 мг), а также сравнительно высокой - облепихи (81 мг), жимолости (40,2 мг), земляники (40,0 мг), красной смородины (35,9 мг), калины (37,6 мг), крыжовника (30,4 мг), малины (27,6 мг), отдельные сорта яблони (более 21,5 мг): Скала, Мартовское. Наибольшим уровнем никотиновой кислоты (0,60 мг/100 г) отличаются плоды сортов малины: Пересвет, Маросейка, Мираж, Патриция и калины: Красный коралл, Таежные рубины, Ульгень, Шукшинская; у остальных содержание не превышало 0,30 мг/100 г. Сравнительно высоким содержанием витамина В2 (0,06 мг/100 г) характеризуются плоды абрикоса и малины. Наибольшим уровнем витамина Е (а-токоферола) отличаются плоды облепихи (10,5 мг/100 г), что сильно их выделяет среди других культур.
В многолетних исследованиях показано, что полифе-нольные соединения оказывают положительный эффект на человеческий организм при профилактике некоторых хронических заболеваний [16], являющихся основными причинами смерти и инвалидности, таких как сердечно-сосудистые заболевания, сахарный диабет 2 типа, некоторые виды рака или нейродегенера-
тивных расстройств, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона [17]. В плодовой и ягодной продукции установлены высокие уровни накопления антоцианинов и фенольных кислот [18-21]. Высоким содержанием полифенольных соединений (в пересчете на галловую кислоту) обладают плоды изученных сортов жимолости (736 мг/100 г) и черной смородины: Нара, Маленький принц, Перун (689 мг/100 г). Высоким содержанием фла-воноидов характеризуются плоды вишни (214 мг/100 г), жимолости (250 мг/100 г), черной смородины (241 мг/100 г), калины (296 мг/100 г). В плодах отдельных сортов малины: Мираж, Патриция, Желтый гигант, Рубиновое ожерелье, - отмечено высокое содержание пицеида (1,3-3,1 мг/100 г); у сортов Рубиновое ожерелье, Жар-птица, Золотая осень, Скромница и Желтый гигант -ресвератрола (0,4-0,9 мг/100 г), флавоноидов, свойственных плодам винограда [22]. Наибольшим уровнем антоцианинов характеризуются плоды сортов жимолости Гжелка, Камчадалка, Герда (>300 мг/100 г) и черной смородины Экзотика и Перун (>150 мг/100 г). Высокое содержание каротиноидов (в пересчете на р-каротин) выявлено в плодах сортов облепихи Великан, Ломоносовская, Трофимовская (>15 мг/100 г). В результате проведенных исследований выявлены источники гидрок-сикоричных кислот среди плодовых и ягодных культур. Наиболее высоким уровнем их содержания характеризуются плоды сортов земляники Урожайная ЦГЛ, Праздничная, Ред Гонтлет, Привлекательная и Фейерверк (>25 мг/100 г), груши Ника, Северянка краснощекая, Яковлевская (около 10 мг/100 г) и яблони Пепин шафранный, Янтарное ожерелье (>10 мг/100 г).
Оценивая экспериментальные данные по химическому составу плодов и ягод всей совокупности сортов изученных культур, приведем процентное соотношение этих сортов, распределенных в соответствии со шкалой селекционных приоритетов в границах низкого, среднего и высокого содержания пищевых и БАВ (рис. 4).
Установлено, что большинство изученных сортов характеризуется высоким содержанием органических кислот (лимонной и яблочной). Более 45% сортов обладает высоким содержанием витамина С. Высокое содержание полифенольных соединений характерно для более половины изученных сортов, а 1/4 являются их источниками. Высокое содержание антоцианинов выявлено у 45,8% сортов, флавоноидов и гидроксикоричных кислот - примерно у 25% сортов и лишь 2,9% сортов богаты железом. Источниками растворимых пищевых волокон являются 62% сортов, флавоноидов - примерно половина, калия - 13%, магния - 5,8% сортов и меди - 2,9%.
Таким образом, выделены комплексные источники и сорта с высоким содержанием незаменимых пищевых и БАВ для потребления в свежем виде и конструирования специализированных пищевых продуктов: плоды яблони (Пепин шафранный, Скала, Жигулевское); груши (Северянка краснощекая, Яковлевская, Эсмеральда); вишни (Саратовская малышка, Лебедянская); абрикоса (Погремок, Лель); земляники садовой (Дукат, Привлекательная, Праздничная); черной смородины (Перун,
% 100
■ Ряд 1 ■ Ряд 2 I Ряд 3
Рис. 4. Соотношение сортов с низким, средним и высоким содержанием в плодах пищевых и биологически активных веществ Ряд 1 - низкое содержание (1 балл); ряд 2 - среднее содержание (2 балла); ряд 3 - высокое содержание (3 балла).
Fig. 4. Percentage of varieties with low, medium and high content of food and biologically active substances in fruits Row 1 - low content (1 point); Row 2 - average content (2 points); Row 3 - high content (3 points).
Ядреная); красной смородины (Виксне); малины (Мираж, Жар-птица); крыжовника (Машека, Сливовый); жимолости (Герда, Гжелка); калины (Соузга, Искушение); облепихи (Красноплодная, Трофимовская).
Дальнейшие научные исследования на данную тему будут посвящены использованию предложенной в качестве селекционных приоритетов оценки химического состава плодов и ягод и выделенных комплексных источников для формирования уникальных пищевых матриц и подбора технологических процессов при создании линейки специализированных пищевых продуктов.
Выводы
1. Впервые предложена в качестве селекционного приоритета для создания продукции специализированного диетического профилактического и диетического
лечебного питания оценка химического состава плодов и ягод с позиции наличия и уровня содержания в них макро- и микронутриентов и БАВ - сахаров, пищевых волокон, органических кислот, витаминов, каротиноидов, минеральных веществ, полифенольных соединений, в том числе флавоноидов, стильбенов (пицеида и ресве-ратрола), антоцианинов, гидроксикоричных кислот.
2. На основании детального исследования содержания макро- и микронутриентов определены важнейшие их источники из плодов и ягод - сорта яблони (Пепин шафранный, Скала, Жигулевское); груши (Северянка краснощекая, Яковлевская, Эсмеральда); вишни (Саратовская малышка, Лебедянская); абрикоса (Погремок, Лель); земляники садовой (Дукат, Привлекательная, Праздничная); черной смородины (Перун, Ядреная); красной смородины (Виксне); малины (Мираж, Жар-птица); крыжовника (Машека, Сливовый); жимолости (Герда, Гжелка); калины (Соузга, Искушение); облепихи (Красноплодная, Трофимовская).
Литература
1. Тутельян В.А., Никитюк Д.Б., Хотимченко С.А. Норматив- 2. Papadaki A., Sanchez-Tainta A. Fruits and vegetables // The Pre-ная база оценки качества и безопасности пищи // Russian vention ofCardiovascular Disease through the Mediterranean Diet /
Journal of Rehabilitation Medicine. 2017. № 2. С. 74-120. eds A. Sanchez-Villegas, A. Sanchez-Tainta. London : Academic
Press, 2018. P. 101-109. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811259-5.00006-8
3. Dickerson R.N. Metabolic support challenges with obesity during critical illness // Nutrition. 2019. Vol. 57. P. 24-31. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.nut.2018.05.008
4. Sarkar P., Thirumurugan K. Modulatory functions of bioactive fruits, vegetables and spices in adipogenesis and angiogenesis // J. Funct. Foods. 2019. Vol. 53. P. 318-336. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.jff.2018.12.036
5. Акимов М.Ю., Бессонов В.В., Коденцова В.М., Эллер К.И., Вржесинская О.А., Бекетова Н.А. и др. Биологическая ценность плодов и ягод российского производства // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 4. С. 220-232. DOI: https://doi. org/10.24411/0042-8833-2020-10055
6. Методические рекомендации МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ». Москва : Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 46 с.
7. Cosmulescu S., Trandaflr I., Nour V., Botu M. Variation in minerals of skin and pulp of different cultivars of plum // Acta Horticulturae. 2917. Vol. 1175. P. 93-98. DOI: https:// doi.org/10.17660/ActaHortic.2017.1175.17
8. Savikin K., Zivkovic J., Zdunic G., Godevac D., Dordevic N. Phenolic and mineral profiles of four Balkan indigenous apple cultivars monitored at two different maturity stages // J. Food Compos. Anal. 2014. Vol. 35, N 2. P. 101-111. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.jfca.2014.05.004
9. De Souza V.R., Pereira P.A.P., da Silva T.L.T., de Oliveira Lima L.C., Pio R., Queiroz F. Determination of the bioactive compounds, antioxidant activity and chemical composition of Brazilian blackberry, red raspberry, strawberry, blueberry and sweet cherry fruits // Food Chem. 2014. Vol. 156. P. 362-368. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.01.125
10. Foster-Powell K., Holt S.H., Brand-Miller J.C. International table of glycemic index and glycemic load values: 2002 // Am. J. Clin. Nutr. 2020. Vol. 76, N 1. P. 5-56. DOI: https://doi.org/10.1093/ ajcn/76.1.5
11. Atkinson F.S., Foster-Powell K., Brand-Miller J.C. International Tables of Glycemic Index and Glycemic Load Values: 2008 // Diabetes Care. 2008. Vol. 31, N 12. P. 2281-2283. DOI: https:// doi.org/10.2337/dc08-1239
12. ISO 26642:2010 Food products - Determination of the glycaemic index (GI) and recommendation for food classification.
13. Hakala M., Lapvetelainen A., Huopalahti R., Kallio H., Tahvonen R. Effects of varieties and cultivation conditions on the composition of strawberries // J. Food Compos. Anal. 2003.
Vol. 16. P. 67-80. DOI: https://doi.org/10.1016/S0889-1575(02) 00165-5
14. Skupien K., Oszmianski J. Comparison of six cultivars of strawberries (Fragaria ananassa Duch) grown in Northwest Poland // Eur. Food Res. Technol. 2004. Vol. 219. P. 66-70. DOI: https://doi.org/10.1007/s00217-004-0918-1
15. Pantelidis G.A., Vasilakakis M., Manganaris G.A., Diamantidis G.R. Antioxidant capacity phenol anthocyanin and ascorbic acid contents in raspberries, blackberries, red currants gooseberries, and cornelian cherries // Food Chem. 2007. Vol. 102. P. 777-783. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2006.06.021
16. Сидорова Ю.С., Шипелин В.А., Петров Н.А., Фролова Ю.В., Кочеткова А.А., Мазо В.К. Экспериментальная оценка in vivo гипогликемических свойств функционального пищевого ингредиента -полифенольной пищевой матрицы // Вопросы питания. 2018. Т. 87. № 4S. С. 5-13. DOI: https:// doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10036
17. Wang X., Ouyang Y., Liu J., Zhu M., Zhao G., Bao W. et al. Fruit and vegetable consumption and mortality from all causes, cardiovascular disease, and cancer: systematic review and dose-response meta-analysis of prospective cohort studies // BMJ. 2014. Vol. 349. Р. 44-90. DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.g4490
18. Lysiak G.P., Michalska A., Wojdylo A. Postharvest changes in phenolic compounds and antioxidant capacity of apples cv. Jonagold growing in different locations in Europe // Food Chem. 2020. Vol. 310. Article ID 125912. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.foodchem.2019.125912
19. Van de Velde F., Esposito D., Grace M.H., Pirovani M.E., Lila M.A. Anti-inflammatory and wound healing properties of polyphenolic extracts from strawberry and blackberry fruits // Food Res. Int. 2019. Vol. 121. P. 453-462. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.foodres.2018.11.059
20. Cervantes L., Martínez-Ferri E., Soria C., Ariza M.T. Bioavailability of phenolic compounds in strawberry, raspberry and blueberry: insights for breeding programs // Food Biosci. 2020. Vol. 37. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100680
21. Orsavová J., Hlavácová I., Mlcek J., Snopek L., Misurcová L. Contribution of phenolic compounds, ascorbic acid and vitamin E to antioxidant activity of currant (Ribes L.) and gooseberry (Ribes uva-crispa L.) fruits // Food Chem. 2019. Vol. 284. P. 323-333. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.01.072
22. Martins V., Garcia A., Alhinho A.T., Costa P., Lanceros-Méndez S., Costa M.M.R. et al. Vineyard calcium sprays induce changes in grape berry skin, firmness, cell wall composition and expression of cell wall-related genes // Plant Physiol. Biochem. 2020. Vol. 150. P. 49-55. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.02.033
References
Tutelyan V.A., Nikityuk D.B., Khotimchenko S.A. Normative base of food quality and safety assessment. Russian Journal of Rehabilitation Medicine. 2017; (2): 74-120. (in Russian) Papadaki A., Sanchez-Tainta A. Fruits and vegetables. In: A. Sanchez-Villegas, A. Sanchez-Tainta (eds). The Prevention of Cardiovascular Disease through the Mediterranean Diet. London: Academic Press, 2018: 101-9. DOI: https://doi.org/10.1016/ B978-0-12-811259-5.00006-8
Dickerson R.N. Metabolic support challenges with obesity during critical illness. Nutrition. 2019; 57: 24-31. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.nut.2018.05.008
Sarkar P., Thirumurugan K. Modulatory functions of bioactive fruits, vegetables and spices in adipogenesis and angiogenesis. J Funct Foods. 2019; 53: 318-36. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.jff.2018.12.036
Akimov M.Yu., Bessonov V.V., Kodentsova V.M., Eller K.I., Vrzhesinskaya O.A., Beketova N.A., et al. Biological value of fruits and berries of Russian production. Voprosy pitaniia [Problems
of Nutrition]. 2020; 89 (4): 220-32. DOI: https://doi.org/10.24411/ 0042-8833-2020-10055 (in Russian)
Norms of physiological needs in energy and food substances for various groups of the population of the Russian Federation: Methodological recommendations of Rospotrebnadzor MR 2.3.1.243208 of 18.12.2008. (in Russian)
Cosmulescu S., Trandafir I., Nour V., Botu M. Variation in minerals of skin and pulp of different cultivars of plum. Acta Horticulturae. 2917; 1175: 93-8. DOI: https://doi.org/10.17660/ActaHor-tic.2017.1175.17
Savikin K., Zivkovic J., Zdunic G., Godevac D., Dordevic N. Phenolic and mineral profiles of four Balkan indigenous apple cultivars monitored at two different maturity stages. J Food Compos Anal. 2014; 35 (2): 101-11. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.jfca.2014.05.004
De Souza V.R., Pereira P.A.P., da Silva T.L.T., de Oliveira Lima L.C., Pio R., Queiroz F. Determination of the bioactive compounds, antioxidant activity and chemical composition of Brazilian black-
1.
6
2
7
8
4
5
9
berry, red raspberry, strawberry, blueberry and sweet cherry fruits. Food Chem. 2014; 156: 362-8. DOI: https://doi.Org/10.1016/j. foodchem.2014.01.125
10. Foster-Powell K., Holt S.H., Brand-Miller J.C. International table of glycemic index and glycemic load values: 2002. Am J Clin Nutr. 2020; 76 (1): 5-56. DOI: https://doi.org/10.1093/ajcn/76.1.5
11. Atkinson F.S., Foster-Powell K., Brand-Miller J.C. International Tables of Glycemic Index and Glycemic Load Values: 2008. Diabetes Care. 2008; 31 (12): 2281-3. DOI: https://doi.org/10.2337/ dc08-1239
12. ISO 26642:2010 Food products — Determination of the glycaemic index (GI) and recommendation for food classification.
13. Hakala M., Lapvetelainen A., Huopalahti R., Kallio H., Tahvonen R. Effects of varieties and cultivation conditions on the composition of strawberries. J Food Compos Anal. 2003; 16: 67-80. DOI: https://doi.org/10.1016/S0889-1575(02)00165-5
14. Skupien K., Oszmianski J. Comparison of six cultivars of strawberries (Fragaria ananassa Duch) grown in Northwest Poland. Eur Food Res Technol. 2004; 219: 66-70. DOI: https://doi.org/10.1007/ s00217-004-0918-1
15. Pantelidis G.A., Vasilakakis M., Manganaris G.A., Diamantidis G.R. Antioxidant capacity phenol anthocyanin and ascorbic acid contents in raspberries, blackberries, red currants gooseberries, and cornelian cherries. Food Chem. 2007; 102: 777-83. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.foodchem.2006.06.021
16. Sidorova Yu.S., Shipelin V.A., Petrov N.A., Frolova Yu.V., Kochet-kova A.A., Mazo V.K. The experimental evaluation in vivo of hypoglycemic properties of functional food ingredient - polyphe-nolic food matrix. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018;
87 (4S): 5-13. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10036 (in Russian)
17. Wang X., Ouyang Y., Liu J., Zhu M., Zhao G., Bao W., et al. Fruit and vegetable consumption and mortality from all causes, cardiovascular disease, and cancer: systematic review and dose-response meta-analysis of prospective cohort studies. BMJ. 2014; 349: 44-90. DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.g4490
18. Lysiak G.P., Michalska A., Wojdyio A. Postharvest changes in phenolic compounds and antioxidant capacity of apples cv. Jonagold growing in different locations in Europe. Food Chem. 2020; 310: 125912. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125912
19. Van de Velde F., Esposito D., Grace M.H., Pirovani M.E., Lila M.A. Anti-inflammatory and wound healing properties of polyphenolic extracts from strawberry and blackberry fruits. Food Res Int. 2019; 121: 453-62. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.11.059
20. Cervantes L., Martínez-Ferri E., Soria C., Ariza M.T. Bio-availability of phenolic compounds in strawberry, raspberry and blueberry: insights for breeding programs. Food Biosci. 2020; 37. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100680
21. Orsavová J., Hlavácová I., Mlcek J., Snopek L., Misurcová L. Contribution of phenolic compounds, ascorbic acid and vitamin E to antioxidant activity of currant (Ribes L.) and gooseberry (Ribes uva-crispa L.) fruits. Food Chem. 2019; 284: 323-33. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.01.072
22. Martins V., Garcia A., Alhinho A.T., Costa P., Lanceros-Méndez S., Costa M.M.R., et al. Vineyard calcium sprays induce changes in grape berry skin, firmness, cell wall composition and expression of cell wall-related genes. Plant Physiol Biochem. 2020; 150: 49-55. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.02.033
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Для корреспонденции
Эллер Константин Исаакович - доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией метаболомного и протеомного анализа ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» Адрес: 109240, Российская Федерация, г. Москва, Устьинский проезд, д.2/14 Телефон: (495) 698-54-07 E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-1046-4442
Эллер К.И., Перова И.Б.
Тенденции развития аналитических методов определения качества и подлинности пищевых продуктов
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
В обзоре представлены некоторые результаты исследований, проведенных в ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», по разработке и применению современных химико-аналитических методик определения показателей качества, пищевой и биологической ценности пищевых продуктов. Особое внимание уделено методическим подходам к определению биологически активных веществ растительного происхождения, определению критериев подлинности и методикам выявления фальсификации пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище. Показано практическое применение современных аналитических методик (капиллярная газожидкостная хроматография, капиллярный электрофорез, высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-спектрометрическим и ультрафиолетовым детектором на диодной матрице и др.), сочетающих высокоэффективное и селективное разделение и детектирование для идентификации, а также качественного и количественного определения компонентов сложного матрикса пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище.
Ключевые слова: аналитическая химия, биологически активные вещества, биологически активная добавка, БАД к пище, подлинность, фальсификация пищевых продуктов, газожидкостная хроматография, ГЖХ, высокоэффективная жидкостная хроматография, ВЭЖХ, масс-спектрометрия
Финансирование. Исследование выполнено в рамках государственного задания. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Эллер К.И., Перова И.Б. Тенденции развития аналитических методов определения качества и подлинности пищевых продуктов // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 4. С. 255-261. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10059 Статья поступила в редакцию 20.07.2020. Принята в печать 29.07.2020.
Funding. The research was carried out within the framework of the state task. Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.
For citation: Eller K.I., Perova IB. Trends in the development of analytical methods for determination of the quality and authenticity of foodstuffs. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2020; 89 (4): 255-61. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10059 (in Russian) Received 20.07.2020. Accepted 29.07.2020.
Trends in the development of analytical methods for determination of the quality and authenticity of foodstuffs
Eller K.I., Perova I.B.
The review presents several results of investigations carried out at the Federal Research Centre for Nutrition, Biotechnology and Food Safety on the development and application of modern chemical-analytical methods for determining the quality indicators, nutritional and biological value of foodstuffs. Particular attention is paid to methodological approaches to the determination of biologically active substances of dietary supplements of plant origin, to the definition of criteria for authenticity and methods to disclose falsification of food and dietary supplements. The practical application of modern analytical techniques (capillary GLC, capillary electrophoresis, HPLC with a mass spectrometric detection, UV/VIS diode-array detection, etc.), combining high efficiency and selective separation and detection for identification and qualitative and quantitative determination of components in complex matrix of foodstuffs and dietary supplements is shown.
Keywords: analytical chemistry, biologically active substances, dietary supplements, authenticity, falsification of foodstuffs, GLC, HPLC, mass spectrometry
Основной задачей аналитической химии пищевых продуктов традиционно было обеспечение их безопасности для потребителя. Вопросы безопасности остаются актуальными в связи с растущим загрязнением окружающей среды, широким применением в сельском хозяйстве пестицидов, химических удобрений, антибиотиков, ветеринарных лекарств, в пищевой промышленности - пищевых добавок и технологических вспомогательных средств. Кроме проблем безопасности не менее важны для потребителей вопросы качества, пищевой и биологической ценности пищевых продуктов. В настоящее время отмечается также растущий интерес к питанию как одному из основных факторов здорового образа жизни. Это расширяет круг задач пищевой аналитической химии с целью определения целого спектра минорных биологически активных веществ (БАВ) пищи в обогащенных продуктах, функциональных ингредиентах, нутрицевтиках и биологически активных добавках (БАД) к пище. Производство и реализация фальсифицированной продукции наряду с намеренным введением потребителя в заблуждение относительно свойств и происхождения продуктов может наносить прямой ущерб здоровью населения и способствует недобросовестной конкуренции на продовольственном рынке. Кроме того, в последнее время становится все более актуальной проблема ложной или вводящей в заблуждение маркировки пищевых продуктов. Неправильные и необоснованные заявления изготовителей при этикетировании продукции могут касаться существенных характеристик, пищевой ценности, т.е. непосредственно затрагивать сферу безопасности и законных прав потребителей. Это обусловило необходимость разработки соответствующих методик выявления фальсификации.
В последние 20 лет постоянно расширяются и совершенствуются различные методические подходы к анализу пищевых продуктов. Эти методы включают спектроскопические, такие как спектрофотометрия в ультрафиолетовой (УФ) и видимой областях, спек-трофлуориметрия, масс-спектрометрия (МС), ядерный магнитный резонанс, инфракрасная спектрометрия, атомная адсорбционная спектроскопия, атомно-эмис-
сионная спектроскопия. Расширилось применение биологических методов, таких как полимеразная цепная реакция, иммуноферментные (ЕИвД), энзиматические методы и биосенсоры. Существенное развитие получили различные виды разделения, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), капиллярная газовая и газожидкостная хроматография (ГХ и ГЖХ), капиллярный электрофорез, суперкритическая флюидная хроматография. Существенно расширилось применение более экономичных, менее трудозатратных методов пробоподготовки, таких как твердофазная экстракция, экстракции жидкости под давлением и с помощью микроволнового излучения, применение аффинных сорбентов.
В ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» постоянно проводятся систематические исследования по разработке и внедрению в практику лабораторий надзорных органов современных методик по определению безопасности, качества и подлинности пищевых продуктов [1-4]. Некоторые примеры исследований по разработке и применению современных аналитико-химических подходов для оценки качества и подлинности различных групп пищевых продуктов приведены ниже.
Жиры, масла
Применение современных аналитических методов контроля значительно расширило возможности достоверного подтверждения качества, оценки пищевой ценности и выявления фальсификации жиров, масел и продуктов на их основе. Важными гигиеническими характеристиками качества жировых продуктов наряду с общими показателями безопасности и качества, предусмотренными требованиями Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» и Технического регламента ТР ТС 024/2011 «Технический регламент на масложировую продукцию», являются концентрация и состав жирных кислот, стеринов и жирорастворимых витаминов. Эти показатели не только характеризуют пищевую ценность, но и служат критериями подлинности и выявления фаль-
сификации. В последние годы существенно обновлена методическая база, позволяющая исследовать жиры и масла по этим показателям (табл. 1) [3, 5-7].
Пищевая ценность и натуральность растительных масел, животных жиров, а также комбинированных жировых продуктов могут быть оценены по соответствию их жирнокислотного и стеринового состава показателям, приведенным в международном стандарте Кодекса Алиментариус «Растительные жиры, масла и производные продукты» (Совместная программа ФАО/ВОЗ по стандартам на пищевые продукты [8]).
Эти методики позволяют определить также наличие недекларированных гидрогенизированных масел по содержанию транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот, оценивать подлинность нетрадиционных и дорогостоящих растительных масел повышенной пищевой ценности. В качестве примеров можно привести установление подлинности масла семян граната, где до 85% составляет уникальная ю-5 линоленовая (пунико-вая) кислота, и натуральности масла кедрового ореха по наличию 5,9,12-октадекатриеновой (пиноленовой) кислоты. Важным применением является также возможность качественной и количественной оценки в рыбных жирах полиненасыщенных жирных кислот семейства ю-3. В связи с растущим производством функциональных и обогащенных жировыми компонентами продуктов повышенной пищевой ценности приобретает особое значение применение современных методик анализа для качественного и количественного определения с помощью ГЖХ- и ВЭЖХ-методик состава фитосте-ринов (р-ситостерина, кампестерина, стигмастерина и др.). Анализ стериновой фракции успешно применяется также для выявления недекларированного добавления растительного масла в молочный жир, например в сливочное масло, сгущенное молоко, сметану, сыры и другие жировые продукты животного происхождения. Сотрудники ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» продолжают исследования по оценке качества, выявлению фальсификаций и оценке безопасности масложиро-вых продуктов и жировых пищевых ингредиентов.
В настоящее время продолжаются начатые в 2015 г. исследования токсичности индивидуальных продуктов вторичного окисления, разработаны методы выявления добавления заменителей молочного жира в молочных
продуктах. В результате разработки, проведенной с использованием методов хромато-масс-спектрометрии, внедрен в практику работы Роспотребнадзора метод определения глицидиловых эфиров и монохлорпропандиола [7].
Соковая продукция
В последнюю декаду существенно обновлен набор аналитических методик для оценки качества и выявления возможной фальсификации соковой продукции. Российским союзом производителей соков (РСПС) и ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» подготовлено российское издание «Свод правил для оценки качества фруктовых и овощных соков АШ (Европейская ассоциация производителей фруктовых соков)» [9]. В сборнике приведены 27 полных справочных руководств для основных фруктовых, ягодных и овощных соков. В каждом руководстве приведены такие специфические для данного сока параметры, как содержание сухих веществ (Бпх), профиль углеводов, органических кислот, профиль антоцианиновых пигментов для красных и фиолетовых соков, состав минеральных веществ, свободных аминокислот, изотопные соотношения. Для методического обеспечения контроля данных показателей ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» совместно с РСПС разработаны соответствующие ГОСТы (табл. 2).
РСПС при сотрудничестве с ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» проведено исследование соковой продукции, представленной на российском рынке, с целью получения актуальной информации о ее химическом составе. На основании полученных результатов в совокупности с данными справочников подготовлено издание «Нутриентные профили соков» [10], где приведены нутриентные профили 10 наиболее популярных видов соков: яблочного, апельсинового, томатного, грейпфру-тового, ананасового, виноградного, вишневого, персикового, гранатового, морковного. С 2017 по 2020 г. в журнале «Вопросы питания» вышла серия публикаций, посвященных нутриентным профилям этих видов соков [11-20]. Отдельно следует остановиться на важности состава антоцианиновых пигментов, присутствующих в красных и фиолетовых ягодных соках. Для комплексного исследования антоцианинов в соковой продукции
Таблица 1. Государственные стандарты на определение жирных кислот и стеринов в пищевых продуктах Table 1. State Standards for the determination of fatty acids and sterols in foods
Номер ГОСТа The number of the State Standard Название ГОСТа The title of the State Standard
ГОСТ 31665-2012 GOST 31665-2012 Масла растительные и жиры животные. Получение метиловых эфиров жирных кислот Vegetable oils and animal fats. Preparation of methyl esters of fatty acids
ГОСТ 31663-2012 GOST 31663-2012 Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров жирных кислот Vegetable oils and animal fats. Determination of methyl esters of fatty acids by gaz chromatography method
ГОСТ 31979-2012 GOST 31979-2012 Молоко и молочные продукты. Метод обнаружения растительных жиров в жировой фазе газожидкостной хроматографией стеринов Milk and milk products. Detection method of vegetable fat in lipid phase by gas-liquid chromatography of sterols
Таблица 2. Государственные стандарты на определение показателей в соковой продукции Table 2. State Standards for the determination of indicators in juice products
Номер ГОСТа The number of the State Standard Название ГОСТа The title of the State Standard
ГОСТ Р 54742-2011 GOST R 54742-2011 Продукция соковая. Определение нарингина и неогесперидина в апельсиновом соке методом высокоэффективной жидкостной хроматографии Juice products. Determination of naringin and neohesperidin in orange juice by high-performance liquid chromatography
ГОСТ Р 54744-2011 GOST R 54744-2011 Продукция соковая. Определение хинной, яблочной и лимонной кислот в продуктах из клюквы и яблок методом высокоэффективной жидкостной хроматографии Juice products. Determination of quinic, malic and citric acids in products from cranberry and apples by high-performance liquid chromatography
ГОСТ 31643-2012 GOST 31643-2012 Продукция соковая. Определение аскорбиновой кислоты методом высокоэффективной жидкостной хроматографии Juice products. Determination of ascorbic acid by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) method
ГОСТ 31644-2012 GOST 31644-2012 Продукция соковая. Определение 5-гидроксиметилфурфурола методом высокоэффективной жидкостной хроматографии Juice products. Determination of 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) method
ГОСТ 31669-2012 GOST 31669-2012 Продукция соковая. Определение сахарозы, глюкозы, фруктозы и сорбита методом высокоэффективной жидкостной хроматографии Juice products. Determination of sucrose, glucose, fructose and sorbite by High Performance Liquid Chromatography (HPLC)
ГОСТ 32709-2014 GOST 32709-2014 Продукция соковая. Методы определения антоцианинов Juice products. Methods for determination of Anthocyanins
ГОСТ 32771-2014 GOST 32771-2014 Продукция соковая. Определение органических кислот методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии Juice products. Determination of organic acids by reversed-phase High Performance Liquid Chromatography (HPLC)
ГОСТ 33277-2015 GOST 33277-2015 Продукция соковая. Определение массовой концентрации каротиноидов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии Determination of carotenoids by High Performance Liquid Chromatography (HPLC)
при участии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» был разработан ГОСТ 32709-2014 «Продукция соковая. Методы определения антоцианинов». В основе суммарного определения содержания антоцианинов с помощью рН-дифференциальной спектрофотометрии лежит специфическое для антоцианинов изменение поглощения в зависимости от рН раствора. В кислой среде (рН 1,0) антоцианины находятся в форме катиона флавилия, имеющего интенсивную красную окраску; при рН 4,5 антоцианины превращаются в форму бесцветного карбинола. Специфичность методики позволяет не только оценить реальную концентрацию мономерных антоци-анинов в соковой продукции, но и выявить недеклари-рованное добавление синтетических красных и синих красителей, которые не изменяют своей окраски при изменении рН. Для того чтобы выявить фальсификацию дешевым антоцианин-содержащим сырьем (экстракты бузины, черной моркови, гибискуса), а также путем не-декларированного добавления другого ягодного сырья, в ГОСТе предусмотрена методика определения специфического для каждых окрашенных ягод и фруктов профиля индивидуальных антоцианинов с помощью ВЭЖХ со спектрофотометрическим детектированием в видимой области при длинах волн от 500 до 530 нм.
Определение биологически активных веществ
Применение современного аппарата аналитической химии: капиллярная ГЖХ, ГЖХ-времяпролетная-МС
и ГЖХ-МС/МС, ВЭЖХ с диодно-матричным УФ-видимым спектрофотометрическим детектором (ДМД), рефрактометрическим, флуориметрическим и МС-детекторами, капиллярный электрофорез с ДМД, - позволило существенно расширить список исследуемых минорных БАВ и получить принципиально новые данные как о качественном и количественном составе БАВ, так и об их новых растительных источниках. В ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» разработан и адаптирован целый ряд ВЭЖХ-методик для идентификации и количественной оценки биологически активных компонентов, определяющих пищевую ценность и/или фармакологический эффект, а также являющихся индикаторными веществами БАД к пище, критериями их подлинности и стандартизации. Полученные с помощью современных аналитических методик данные необходимы для оценки уровня потребления БАВ, для определения качества и подлинности исходного сырья и готовой продукции, для стандартизации готовой продукции, для поиска новых растительных источников БАВ и их химико-таксономической классификации. На основании анализа наиболее актуальных растительных объектов (растительные сборы, фиточаи, БАД к пище на растительной основе) и оценки в них индикаторных биологически активных фитоингредиентов разработаны или адаптированы оптимальные условия экстракции, очистки, хроматографического разделения и селективного спектрофотометрического и МС-детектирования. По результатам подготовлен сборник [4], включающий 51 методику определения минорных БАВ, относящихся
к разным группам: флавоноиды (флаванолы, флавоны, халконы, флаваноны, катехины, флаволигнаны, анто-цианины), полифенольные соединения нефлавоноид-ной природы (гидроксикоричные кислоты, простые фенолы, фенолокислоты, фенолоспирты, стильбеноиды, ксантоны), проантоцианидины, индольные и пуриновые алкалоиды, элеутерозиды элеутерококка и панаксо-зиды женьшеня, схизандрин лимонника и др. Ряд методик сборника переведен в соответствующие межгосударственные стандарты, например, по определению проантоцианидинов (ГОСТ 32623-2019 «Продукция пищевая специализированная, биологически активные добавки к пище. Метод определения проантоцианидинов») и кверцетина (ГОСТ Р 57990-2017 «Продукция пищевая специализированная, биологически активные добавки к пище. Метод определения кверцетина»), эта работа продолжается в настоящее время.
Разработанные в ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» аналитические подходы используются для выявления все чаще встречающейся в последнее время фальсификации БАД к пище и ингредиентов для различных формул специализированных диет для лиц, контролирующих массу тела. Одним из наиболее распространенных видов фальсификации является добавление синтетических ингибиторов фосфодиэстеразы 5-го типа (иФДЭ-5) в БАД к пище для мужчин с целью повышения эффективности продукта. Обычно такие БАД к пище содержат экстракты растений, витамины, микроэлементы. По результатам исследований наряду с перечисленными компонентами в составе таких БАД к пище были обнаружены недекларированные фармацевтические субстанции из группы синтетических иФДЭ-5 и/или их структурные аналоги. Нелегальное включение синтетических иФДЭ-5 в состав БАД к пище может привести к развитию серьезных побочных эффектов и представляет значительную угрозу для здоровья потребителей. В целях защиты здоровья населения и обеспечения качества и безопасности БАД к пище для мужчин в 2015 г. Роспотребнадзор начал мониторинг возможных случаев фальсификации синтетическими иФДЭ-5. В ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» была разработана и метрологически аттестована методика измерений массовой доли синтетических иФДЭ-5 (та-далафила, варденафила и силденафила) в многокомпонентном матриксе БАД к пище методом ВЭЖХ с УФ-спектрофотометрическим МС-детектированием [21]. С помощью разработанной методики было проана-
Сведения об авторах
лизировано более 200 БАД к пище для мужчин [22]. Проведенные исследования показали, что 26% БАД к пище для мужчин содержат недекларированные синтетические иФДЭ-5, по результатам мониторинга БАД указанного типа были сняты с реализации. При государственной регистрации новых БАД к пище проводится их обязательная проверка на содержание недекларирован-ных синтетических иФДЭ.
В последние годы другой актуальной проблемой, связанной с фальсификацией БАД к пище, стало недекла-рированное добавление сибутрамина в БАД к пище для похудения с целью повышения эффективности продукта. Сибутрамин представляет собой высокоэффективный анорексигенный лекарственный препарат, применяемый для лечения алиментарного ожирения, коррекции массы тела у пациентов с дислипопротеинемией и сахарным диабетом 2 типа. Прием сибутрамина может вызывать многочисленные побочные эффекты: повышение систолического и/или диастолического артериального давления и частоты сердечных сокращений, головные боли, расстройства желудочно-кишечного тракта, возможно появление судорог и острого психоза. В ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» была разработана и метрологически аттестована методика определения сибутра-мина в БАД к пище методом обращенно-фазовой ВЭЖХ с УФ- и МС-детектированием [23]. По разработанной методике проанализировано порядка 100 БАД к пище для похудения, в некоторых был обнаружен сибутрамин.
Приведенные в настоящем обзоре отдельные примеры проводимых в ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» химико-аналитических исследований пищевых продуктов показывают основные тенденции в развитии аналитической пищевой химии:
- широкое развитие методов, обеспечивающих наряду с показателями безопасности определение показателей, характеризующих пищевую и биологическую ценность продуктов;
- разработка и внедрение методических подходов к определению подлинности и выявлению фальсификации пищевых продуктов, включая БАД к пище и специализированные пищевые продукты;
- развитие методической базы аналитической химии пищевой продукции за счет внедрения современных инструментальных методик, таких как капиллярная ГЖХ и ВЭЖХ с МС-детекторами, капиллярного электрофореза, иммуноферментных (ELISA) и изотопных методов анализа.
Эллер Константин Исаакович (Konstantin I. Eller) - доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией метаболомного и протеомного анализа ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-1046-4442
Перова Ирина Борисовна (Irina B. Perova) - кандидат фармацевтических наук, старший научный сотрудник лаборатории метаболомного и протеомного анализа ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация)
E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-5975-1376
Литература
1. Эллер К.И. Методы контроля качества и безопасности пищевых продуктов // Российский химический журнал. 1994. Т. 38, № 1. С. 92-97.
2. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / под ред. В.А. Тутельяна, И.М. Скури-хина. Москва : Брандес, 1998. 337 с.
3. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. Москва : Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 240 с.
4. Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи / под ред. В.А. Тутельяна, К.И. Эллера. Москва : Династия, 2010. 180 с.
5. Макаренко М.А., Малинкин А.Д., Боков Д.О., Бессонов В.В. Монохлорпропандиолы, глицидол и их эфиры в детском питания // Вопросы детской диетологии. 2019. Т. 17, № 1. С. 38-48. DOI: https://doi.org/10.20953/1727-5784-2019-1-38-48
6. Макаренко М.А., Бессонов В.В. Подходы к идентификации состава заменителей молочного жира в масложировых и молокосодержащих продуктах // Вопросы питания. 2015. Т. 84, № S5. С. 50.
7. Определение содержания 3-монохлорпропандиола, 2-моно-хлорпропандиола и глицидола в пищевых растительных маслах и животных жирах МУК 4.1.3547-19. 2019. 17 с.
8. Кодекс Алиментариус. Жиры, масла и производные продукты : пер. с англ. Москва : Весь Мир, 2007. 68 с.
9. Свод правил для оценки качества фруктовых и овощных соков. AIJN (Европейская ассоциация производителей фруктовых соков) : пер. на русский язык — Некоммерческая организация «Российский союз производителей соков» (РСПС). Москва : Планета, 2019. 224 с.
10. Нутриентные профили соков : справочник. Москва : Планета, 2020. 224 с.
11. Иванова Н.Н., Хомич Л.М., Перова И.Б. Нутриентный профиль яблочного сока // Вопросы питания. 2017. Т. 86, № 4. С. 125—136. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2017-00068
12. Иванова Н.Н., Хомич Л.М., Перова И.Б. Нутриентный профиль апельсинового сока // Вопросы питания. 2017. Т. 86, № 6. С. 103—113. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2017-00012
13. Иванова Н.Н., Хомич Л.М., Бекетова Н.А. Нутриентный профиль томатного сока // Вопросы питания. 2018. Т. 87, № 2. С. 53—64. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10019
14. Иванова Н.Н., Хомич Л.М., Перова И.Б., Эллер К.И. Нутриентный профиль вишневого сока // Вопросы питания. 2018. Т. 87, № 4. С. 78—86. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-
2018-10045
15. Иванова Н.Н., Хомич Л.М., Перова И.Б., Эллер К.И. Нутри-ентный профиль грейпфрутового сока // Вопросы питания. 2018. Т. 87, № 5. С. 85—94. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10057
16. Иванова Н.Н., Хомич Л.М., Перова И.Б., Эллер К.И. Нутри-ентный профиль виноградного сока // Вопросы питания.
2018. Т. 87, № 6. С. 95—105. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10071
17. Иванова Н.Н., Хомич Л.М., Перова И.Б., Эллер К.И. Нутриентный профиль ананасового сока // Вопросы питания. 2019. Т. 88, № 2. С. 76—85. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-
2019-10020
18. Хомич Л.М., Перова И.Б., Эллер К.И. Нутриентный профиль гранатового сока // Вопросы питания. 2019. Т. 88, № 5. С. 80—92. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10057
19. Хомич Л.М., Перова И.Б., Эллер К.И. Нутриентный профиль персикового сока-пюре // Вопросы питания. 2019. Т 88, № 6. С. 100—109. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10070
20. Хомич Л.М., Перова И.Б., Эллер К.И. Нутриентный профиль морковного сока // Вопросы питания. 2020. Т 89, № 1. С. 92—101. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10010
21. Методика измерений массовой доли синтетических ингибиторов фосфодиэстеразы-5 (тадалафила, варденафила и силденафила) в биологически активных добавках методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с ультрафиолетовым и масс-спектрометрическим детектированием. Методические указания. Москва : Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2016. 22 с.
22. Перова И.Б., Эллер К.И., Тумольская Е.В. Результаты скрининга недекларированного добавления синтетических ингибиторов фосфодиэстеразы-5 в БАД к пище растительного происхождения // Анализ риска здоровью. 2019. № 3. С. 50—59. DOI: https://doi.org/10.21668/health.risk/2019.3.06
23. Суханова А.М., Перова И.Б., Родионова Г.М., Эллер К.И., Гегечкори В.И. Использование сибутрамина в лекарственных препаратах и БАД к пище анорексигенного действия (обзор) // Разработка и регистрация лекарственных средств.
2019. Т. 8, № 1. С. 97—102. DOI: https://doi.org/10.33380/2305-2066-2019-8-1-97-101
References
Eller K.I. Methods for determination of quality and safety of food products. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal [Russian Chemical Journal]. 1994; 38 (1): 92-7. (in Russian)
Tutelyan V.A., Skurikhin I.M. (eds). Guidelines for methods of analysis of food quality and safety. Moscow: Brandes, 1998: 337 p. (in Russian)
Guidelines for quality control and safety of biologically active food dietary supplements. Moscow: Federal Center for State Sanitary and Epidemiological Supervision of the Ministry of Health of Russia, 2004: 240 p. (in Russian)
Tutelyan V.A., Eller K.I. (eds). Methods of analysis of minor biologically active substances of food. Moscow: Dynastiya, 2010: 28-41. (in Russian)
Makarenko M.A., Malinkin A.D., Bokov D.O., Bessonov V.V. Monochloropropanediols, glycidol and their esters in baby food. Voprosy detskoy dietologii [Problems of Pediatric Nutrition]. 2019; 17 (1): 38-48. (in Russian)
Makarenko M.A., Bessonov V.V. Approaches to the identification of the composition of milk fat substitutes in fat-and-oil and milk-
8. 9.
10.
11.
12.
containing products. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2015; 84 (S5): 50. (in Russian)
Determination of 3-monochloropropanediol, 2-monochloropro-panediol and glycidol content in edible vegetable oils and animal fats MUK 4.1.3547-19. 2019. 17 p. (in Russian) Codex Alimentarius. Fats, oils and related products. 2004. Code of Practice for Evaluation of Fruit and Vegetables Juices. AIJN. Translated into Russian by RSPS. Moscow: Planeta, 2019: 224 p. (in Russian)
Nutritional profiles of juices. Reference document. Moscow: Planeta, 2020: 224 p. (in Russian)
Ivanova N.N., Khomich L.M., Perova I.B. Apple juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2017; 86 (4): 125-36. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2017-00068 (in Russian)
Ivanova N.N., Khomich L.M., Perova I.B. Orange juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2017; 86 (6): 103-13. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2017-00012 (in Russian)
1.
7.
2.
4
6.
Gnnep K.M., nepoBa M.B.
13. Ivanova N.N., Khomich L.M., Beketova N.A. Tomato juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (2): 53-64. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10019 (in Russian)
14. Ivanova N.N., Khomich L.M., Perova I.B., Eller K.I. Cherry juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (4): 78-86. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10045 (in Russian)
15. Ivanova N.N., Khomich L.M., Perova I.B., Eller K.I. Grapefruit juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (5): 85-94. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-
2018-10057 (in Russian)
16. Ivanova N.N., Khomich L.M., Perova I.B., Eller K.I. Grape juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (6): 95-105. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10071 (in Russian)
17. Ivanova N.N., Khomich L.M., Perova I.B., Eller K.I. Pineapple juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (2): 76-85. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-
2019-10020 (in Russian)
18. Khomich L.M., Perova I.B., Eller K.I. Pomegranate juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (5): 80-92. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10057 (in Russian)
19. Khomich L.M., Perova I.B., Eller K.I. Peach juice-puree nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (6): 100-9. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10070 (in Russian)
20. Khomich L.M., Perova I.B., Eller K.I. Carrot juice nutritional profile. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2020; 89 (1): 92-101. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10010 (in Russian)
21. Methods for the measurement of mass concentration of synthetic phosphodiesterase-5 inhibitors (tadalafil, vardenafil and sildenafil) in food dietary supplements by high performance liquid chromatography with ultraviolet and mass spectrometric detection: Guidelines. Moscow: Federal Center for State Sanitary and Epidemiological Supervision of the Ministry of Health of Russia, 2016: 22 p. (in Russian)
22. Perova I.B., Eller K.I., Tumol'skaya E.V. Screening results for non-declared synthetic phosphodiesterase-5 inhibitors being added to dietary supplements of plant origin. Analiz riska zdorov'yu [Health Risks Analysis]. 2019; (3): 50-9. DOI: https://doi.org/10.21668/ health.risk/2019.3.06 (in Russian)
23. Sukhanova A.M., Perova I.B., Rodionova G.M., Eller K.I., Gegechko-ri V.I. Use of sibutramin in pharmaceutical drugs and anorexic dietary supplements. Razrabotka i registratsiya lekarstvennykh sredstv [Drug Development and Registration]. 2019; 8 (1): 97-101. DOI: https:// doi.org/10.33380/2305-2066-2019-8-1-97-101 (in Russian)
Для корреспонденции
Погожева Алла Владимировна - доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории демографии и эпидемиологии питания ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», профессор кафедры гигиены питания и токсикологии ИПО ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) Адрес: 109240, Российская Федерация, г. Москва, Устьинский проезд, д.2/14 Телефон: (495) 698-53-87 E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-3983-0522
Погожева А.В.1, 2, Смирнова Е.А.1
К здоровью нации через многоуровневые образовательные программы для населения в области оптимального питания
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи, 109240, г. Москва, Российская Федерация
2 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), 119991, г. Москва, Российская Федерация
1 Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 109240, Moscow, Russian Federation
2 I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Ministry of Healthcare of the Russian Federation (Sechenov University), 119991, Moscow, Russian Federation
Здоровое питание - важнейшая составляющая качества жизни, под которым понимается интегральный показатель психического, физического и социального функционирования человека. В рационе россиян недостаточно овощей и фруктов, молочных продуктов, избыток сахара, соли, продуктов, содержащих животный жир и транс-изомеры жирных кислот. Нарушения структуры питания, пищевого статуса приводят к развитию алиментарно-зависимых заболеваний (таких, как сердечно-сосудистые, онкологические, сахарный диабет, ожирение, подагра, остеопороз и др.) - основных причин преждевременной смертности населения. Все это свидетельствует о низком уровне знаний населения о принципах здорового питания. 49,2% россиян практически не имеют представления о правилах здорового питания. В связи с этим представляется
Финансирование. Исследование выполнено в рамках государственного задания. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности. Авторы выражают благодарность за предоставленные материалы главным внештатным специалистам-диетологам федеральных округов РФ: Блинковой Л.Н., Кадыровой Л.М., Кондратьевой А.М., Поповой Н.А., Степановой А.В., Шарафетдинову Х.Х. Для цитирования: Погожева А.В., Смирнова Е.А. К здоровью нации через многоуровневые образовательные программы для населения в области оптимального питания // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 4. С. 262-72. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10060 Статья поступила в редакцию 20.07.2020. Принята в печать 29.07.2020.
Funding. The research was carried out within the framework of the state task. Conflict of interests. Authors declare no conflict of interests.
Acknowledgements. Authors are grateful for the materials provided by the chief freelance dietitians of the Federal districts of the Russian Federation: Blinkova L.N., Kadyrova L.M., Kondratieva A.M., Popova N.A., Stepanova A.V., Sharafetdinov Kh.Kh.
For citation: Pogozheva A.V., Smirnova E.A. To the health of the nation through multi-level educational programs for the population in the field of optimal nutrition. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2020; 89 (4): 262-72. DOI: 10.24411/0042-8833-2020-10060 (in Russian) Received 20.07.2020. Accepted 29.07.2020.
To the health of the nation through multi-level educational programs for the population in the field of optimal nutrition
Pogozheva A.V.1, 2, Smirnova E.A.1
Погожева А.В., Смирнова Е.А.
исключительно важным ликвидировать сформировавшийся пробел в области образования населения по вопросам здорового питания путем внедрения обучающих программ. С этой целью разработаны обучающие (просветительские) программы по вопросам здорового питания для целевых групп населения (детей дошкольного и школьного возраста; взрослого населения всех возрастов, в том числе беременных и кормящих женщин, лиц старше трудоспособного возраста; лиц с повышенным уровнем физической активности; работающих в тяжелых и вредных условиях труда; проживающих на территориях с особенностями в части воздействия факторов окружающей среды). На базе научных учреждений Роспотребнадзора и ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» созданы 4 научно-методических и образовательный центр по вопросам здорового питания. Большую работу по реализации образовательных программ для населения по вопросам здорового питания проводит профильная комиссия по диетологии Минздрава России, включающая главных внештатных специалистов-диетологов федеральных округов и субъектов РФ.
Ключевые слова: питание, пищевой статус, алиментарно-зависимые заболевания, образовательные программы
Healthy nutrition is the most crucial component of the quality of life, which is understood as an integral indicator of mental, physical and social functioning of a person. The diet of Russians doesn't contain enough vegetables and fruits, dairy products, while white sugar, salt, products containing animal fat, and trans fats are in excess. Violations of the structure of nutrition and nutritional status lead to the development of diet related non-communicable diseases (cardiovascular, oncological, diabetes mellitus, obesity, gout, osteoporosis, etc.) that are the leading causes of mortality of the population. All this indicates a low level of knowledge of the people about the principles of healthy nutrition. 49.2% of Russians have almost no idea about the rules of healthy eating. In this regard, it is essential to eliminate the existing gap in the education of the population on healthy nutrition through the introduction of training programs. For this purpose, training (educational) programs on healthy eating have been developed for target groups of the population (preschool and school-age children; adults of all ages, including pregnant and breastfeeding women, people older than working age; people with an increased level of physical activity; persons working in severe and harmful conditions or living in territories with unique features in terms of the impact of environmental factors). Based on scientific institutions of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing and Federal Research Centre for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, four scientific-methodical centres and one educational centre on the issues of healthy nutrition have been created for the development of training (education) programs. A great deal of work on the implementation of educational programs for the population on healthy nutrition is carried out by the Profile Commission on Dietetics of the Ministry of Health of the Russian Federation, which includes the chief dietitians of Federal districts of the Russian Federation.
Keywords: nutrition, nutritional status, non-communicable diseases, educational programs
Одной из ведущих потребностей человека является питание. Здоровое питание - важнейшая составляющая качества жизни, под которым понимается интегральный показатель психического, физического и социального функционирования человека. Было установлено, что среди различных факторов окружающей среды на питание приходится 50% влияния на здоровье, т.е. столько, сколько занимают коммунальные, производственные экологические и другие факторы, взятые вместе. Однако традиционное питание россиян все еще далеко до оптимального [1-5].
Результаты исследований последних лет позволили сделать вывод о том, что практически половина самых распространенных заболеваний современного человека обусловлена неадекватным питанием. Очевидно значение негативных последствий для здоровья населения,
связанных с нарушениями структуры питания и пищевого статуса. Такие нарушения ведут к постоянному росту распространенности алиментарно-зависимых неинфекционных заболеваний (НИЗ), таких как сердечно-сосудистые, онкологические, сахарный диабет, ожирение, подагра, остеопороз и др., которые являются основной причиной смертности населения экономически развитых стран, в том числе России [2, 3, 6].
В 2018 г. более половины случаев смертности в России приходилось на НИЗ, в том числе на болезни системы кровообращения - 47% смертей, на новообразования -16% [6, 7]. Только две данные позиции обусловливают более половины случаев смертности в России, а в сочетании с болезнями эндокринной системы (2,4%), включая расстройства питания и нарушения обмена веществ, составляют более 65% причин смертности. При этом
данные НИЗ развиваются на фоне постоянного роста распространенности среди взрослого (19 и более лет) населения избыточной массы тела, которая в настоящее время диагностируется у 47,3% мужчин и у 35,5% женщин, и ожирения - у 18,8 и у 27,4% соответственно [8]. Аналогичная тенденция наблюдается и среди детского населения. Распространенность избыточной массы тела у детей в возрасте 5-14 лет составляет 19,4%, у подростков в возрасте 15-18 лет - 12,7%, а ожирения - 10,4 и 2,6% соответственно [8].
Рацион большинства взрослого населения России характеризуется избыточной калорийностью, высоким потреблением животного жира, соли, добавленного сахара при недостатке овощей и фруктов, рыбы и морепродуктов, что вносит свой вклад в развитие НИЗ. По сравнению с мужчинами женщины потребляют больше рыбных и молочных продуктов, свежих овощей и фруктов, меньше - мясных и консервированных продуктов, хлебобулочных изделий [8, 9].
Складывающаяся до настоящего времени структура питания населения России не соответствует оптимальной, представленной в утвержденных приказом Минздрава России от 19.08.2016 № 614 «Рекомендациях по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания»: потребление овощей и бахчевых, фруктов и ягод - ниже в 1,3 раза, молока и молочных продуктов - в 1,2 раза, масла растительного и маргаринов -в 1,2 раза, яиц - в 1,1 раза, тогда как мяса и мясопродуктов - выше в 1,2 раза, сахара и кондитерских изделий -в 1,4 раза. Только потребление хлебо- и рыбопродуктов соответствует рациональным нормам [8, 9].
В 2018 г. по сравнению с 2013 г. в России потребление населением хлебопродуктов, молока и молочных продуктов, сахара и кондитерских изделий, масла растительного и маргарина практически не изменилось, картофеля, фруктов и ягод, рыбы и рыбопродуктов снизилось на 4%, тогда как овощей и бахчевых, мяса и мясопродуктов, яиц возросло на 5-8% [8, 9].
Структура потребления пищевых продуктов отражается на химическом составе рациона питания населения России. С 2013 по 2018 г. на фоне некоторого возрастания калорийности рациона отмечается тенденция к увеличению содержания в нем жира (на 2,3%) и животного белка (на 3,0%), количество которого в составе общего белка составило 63,6% (рекомендуемое соотношение животного и растительного белка - 1:1) [10].
Несмотря на то что в последнее время выявлена тенденция к снижению распространенности дефицита ряда витаминов за счет использования в питании специализированных пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище [11, 12], проблема адекватной обеспеченности населения микронутриентами остается нерешенной, о чем свидетельствуют результаты массовых обследований различных групп населения [13-15].
Такое состояние питания населения России нельзя считать здоровым, так как известно, что нарушение его режима и структуры, а также недостаточное представ-
ление о принципах здорового питания способствуют увеличению риска развития ожирения, сахарного диабета 2 типа, сердечно-сосудистых и других НИЗ.
Одной из причин нарушения структуры питания является тот факт, что не все население знает и придерживается принципов здорового питания.
По данным выборочного наблюдения поведенческих факторов, влияющих на состояние здоровья населения, выполненного Росстатом в 2018 г., большинство населения (>80% опрошенных) вполне осознают, что состояние их здоровья зависит прежде всего от них самих. Многие люди не приучены к стилю жизни и поведению, которые предупреждают заболевания, подвержены влиянию отрицательных социальных норм и традиций. Признавая на декларативном уровне важность здоровья, пользу занятий физической культурой, пагубность курения, употребления алкоголя и т.д., большинство людей в реальной жизни пренебрегают возможностями сохранения здоровья и рисками его потери. Например, только 34,9% населения считают целью занятий спортом увеличение продолжительности жизни, при этом 82,9% признают ведущую роль спорта в укреплении здоровья. Среди основных причин, мешающих заниматься физкультурой и спортом, респонденты указывают отсутствие свободного времени - 39,6%, отсутствие желания, интереса - 33,2%, плохое состояние здоровья - 22,8%, лень - 21,8%, вредные привычки (курение, употребление алкоголя и др.) - 3,3% [16].
По данным мониторинга здорового образа жизни, проведенного Всероссийским центром изучения общественного мнения (ВЦИОМ) в 2019 г., доля граждан, следящих за своим питанием, на сегодняшний день составляет 59%: 7% соблюдают диету, рекомендованную врачом, 13% - выбранную самостоятельно, 39% - в целом стараются есть здоровую пищу. Выросла доля тех, кто отмечает отсутствие возможности следить за своим рационом ввиду нехватки денежных средств, - с 14 до 19%. Каждый 5-й (21%) употребляет в пищу любые продукты, поскольку чувствует себя совершенно здоровым [17]. Результаты еще одного исследования ВЦИОМ [18] о рационе питания россиян и представлениях о правильном питании свидетельствуют о том, что свое питание считают правильным 48% россиян, столько же придерживаются обратной точки зрения. При этом о правильности своего рациона чаще говорят представители старших поколений — от 45 до 59 лет (52%) и от 60 лет (35%). Напротив, считают свое питание неправильным чаще молодые люди от 25 до 34 лет (56%). Под правильным питанием россияне понимают в первую очередь отказ от вредных продуктов (43%). Около 1/3 респондентов связывают данное понятие с принятием небольших порций пищи 4-5 раз в день (35%), употреблением достаточного количества воды (35%), потреблением только органических продуктов (33%), умеренным питанием (31%) и контролем состава пищи (30%). При этом только 8% россиян придерживаются мнения, что понятие «полезные продукты» связано с их пищевой ценностью, а 15% считают, что полезные продукты - те, что богаты витаминами.
