Научная статья на тему 'Пищевая ценность гречневой крупы из Алтайского края России'

Пищевая ценность гречневой крупы из Алтайского края России Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
380
70
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
гречиха / гречневая крупа / гликемический индекс / гипохолестеринемическая активность / функциональные продукты питания / buckwheat / buckwheat groat / glycemic index / hypocholesterolemic activity / functional food products

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Бучилина Алина Сергеевна, Гунькова Полина Исаевна, Ишевский Александр Леонидович, Баракова Надежда Васильевна, Москвичева Елена Владимировна

Гречневая крупа вырабатывается из семян гречихи и традиционно используется как в русской кухне, так и во многих кухнях мира. Мировыми лидерами по выращиванию гречихи являются Россия и Китай. При этом, основным поставщиком гречневой крупы является Алтайский край. В силу своего уникального химического состава гречневая крупа характеризуется высокими пищевой ценностью и физиологической активностью. Представлены результаты исследования образцов гречневой крупы ядрицы из семян гречихи вида Fagopyrum esculentum сортов Дикуль и Девятка, выращенных в Целинном и Солтонском районах Алтайского края в 2018–2020 гг. Показано что химический состав (а значит и пищевая ценность) гречневой крупы в зависимости от погодных условий, географической зоны выращивания и сорта культуры характеризуется широким диапазоном колебаний количественного содержания компонентов. Установлено, что в течение периода исследования содержание белков в гречневой крупе ядрице изменялось от 11,5 % до 20,73 % и в среднем составило 15,24 %; содержание жиров колебалось от 2,5 % до 6,1 %, а его среднее значение равнялось 3,83 %; общее количество углеводов в крупе варьировало от 57,8 % до 72,6 % и в среднем составило 55,13 %, при этом количество крахмала изменялось в течение трех лет от 42,38 % до 61,3 % и в среднем оно равнялось 51,13 %. Определено, что содержание витамина В2 не подвержено значительным колебаниям в зависимости от климатических условий и в среднем в крупе из Алтайского края составляет 8,73 мкг/г. Показано что высокая пищевая ценность; гипохолестеринемическая активность и низкий гликемический индекс гречневой крупы обусловливают целесообразность ее использования в технологиях функциональных продуктов питания.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Бучилина Алина Сергеевна, Гунькова Полина Исаевна, Ишевский Александр Леонидович, Баракова Надежда Васильевна, Москвичева Елена Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Nutritional value of buckwheat from the Altai territory of Russia

Buckwheat is produced from buckwheat seeds and is traditionally used in Russian cuisine and many other world cuisines. Russia and China are the world leaders in buckwheat cultivation. In Russia (and in the world), the leading supplier of buckwheat is the Altai Territory. Buckwheat is characterized by high nutritional value and physiological activity because of its unique chemical composition. In this paper, the results of a study of buckwheat samples are presented. The samples were obtained from seeds of common buckwheat (Fagopyrum esculentum) Dikul and Devyatka cultivars grown in Tselinny and Solton districts of the Altai Territory in 2018–2020. The chemical composition and the nutritional value of buckwheat depend on weather conditions, the geographical area of cultivation, and the cultivar and have a wide range of fluctuations in the quantitative content of components. During the period of study, the protein content in buckwheat groat varied from 11.5 % to 20.73 % and averaged 15.24 %; the fat content ranged from 2.5 % to 6.1 %, and its average value was 3.83 %; the total amount of carbohydrates in grains varied from 57.8 % to 72.6 % and averaged 55.13 %, while the amount of starch varied over three years from 42.38 % to 61.3 % and averaged 51.13 %. The content of vitamin B2 is not subject to significant fluctuations depending on weather conditions, and the average amount in grains from the Altai Territory is 8.73 μg/g. High nutritional value, hypocholesterolemic activity, and low glycemic index of buckwheat groat determine its use in the technology of functional food products.

Текст научной работы на тему «Пищевая ценность гречневой крупы из Алтайского края России»

УДК 664.78

Пищевая ценность гречневой крупы из Алтайского края России

А. С. БУЧИЛИНА1, канд. техн. наук П. И. ГУНЬКОВА1, д-р техн. наук А. Л. ИШЕВСКИЙ1,

канд. техн. наук Н. В. БАРАКОВА1, канд. техн. наук Е. В. МОСКВИЧЕВА2, канд. техн. наук Т. И. ФОМИЧЕВА3 1 Университет ИТМО 2Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого 3Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

E-mail: alina.buchilina@yandex.ru

Гречневая крупа вырабатывается из семян гречихи и традиционно используется как в русской кухне, так и во многих кухнях мира. Мировыми лидерами по выращиванию гречихи являются Россия и Китай. При этом, основным поставщиком гречневой крупы является Алтайский край. В силу своего уникального химического состава гречневая крупа характеризуется высокими пищевой ценностью и физиологической активностью. Представлены результаты исследования образцов гречневой крупы ядрицы из семян гречихи вида Fagopyrum esculentum сортов Дикуль и Девятка, выращенных в Целинном и Солтонском районах Алтайского края в 2018-2020 гг. Показано что химический состав (а значит и пищевая ценность) гречневой крупы в зависимости от погодных условий, географической зоны выращивания и сорта культуры характеризуется широким диапазоном колебаний количественного содержания компонентов. Установлено, что в течение периода исследования содержание белков в гречневой крупе ядрице изменялось от 11,5% до 20,73% и в среднем составило 15,24 %; содержание жиров колебалось от 2,5 % до 6,1%, а его среднее значение равнялось 3,83 %; общее количество углеводов в крупе варьировало от 57,8% до 72,6% и в среднем составило 55,13%, при этом количество крахмала изменялось в течение трех лет от 42,38 % до 61,3 % и в среднем оно равнялось 51,13 % Определено, что содержание витамина В2 не подвержено значительным колебаниям в зависимости от климатических условий и в среднем в крупе из Алтайского края составляет 8,73мкг/г. Показано что высокая пищевая ценность; гипохолестеринемическая активность и низкий гликемический индекс гречневой крупы обусловливают целесообразность ее использования в технологиях функциональных продуктов питания.

Ключевые слова: гречиха, гречневая крупа, гликемический индекс, гипохолестеринемическая активность, функциональные продукты питания.

Информация о статье:

Поступила в редакцию 22.04.2010, принята к печати 21.05.2021 DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-2-64-72 Язык статьи — русский Для цитирования:

Бучилина А. С., Гунькова П. И., Ишевский А. Л., Баракова Н. В., Москвичева Е. В., Фомичева Т. И. Пищевая ценность гречневой крупы из Алтайского края России // Вестник Международной академии холода. 2021. № 2. С. 64-72. DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-2-64-72

Nutritional value of buckwheat from the Altai territory of Russia

A. S. BUCHILINA1, Ph. D. P. I. GUNKOVA1, D. Sc. A. L. ISHEVSKIY1, Ph. D. N. V. BARAKOVA1, Ph. D. E. V. MOSKVICHEVA2, Ph. D. T. I. FOMICHEVA3

1ITMO University

2Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU)

3Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation (SUAI)

E-mail: alina.buchilina@yandex.ru

Buckwheat is producedfrom buckwheat seeds and is traditionally used in Russian cuisine and many other world cuisines. Russia and China are the world leaders in buckwheat cultivation. In Russia (and in the world), the leading supplier of buckwheat is the Altai Territory. Buckwheat is characterized by high nutritional value and physiological activity because of its unique chemical composition. In this paper, the results of a study of buckwheat samples are presented. The samples were obtainedfrom seeds of common buckwheat (Fagopyrum esculentum) Dikul and Devyatka cultivars grown in Tselinny and Solton districts of the Altai Territory in 2018-2020. The chemical composition and the nutritional value of buckwheat

depend on weather conditions, the geographical area of cultivation, and the cultivar and have a wide range of fluctuations in the quantitative content of components. During the period of study, the protein content in buckwheat groat variedfrom 11.5% to 20.73% and averaged 15.24%; the fat content ranged from 2.5% to 6.1%, and its average value was 3.83%; the total amount of carbohydrates in grains varied from 57.8% to 72.6% and averaged 55.13%, while the amount of starch varied over three years from 42.38% to 61.3% and averaged 51.13%. The content of vitamin B2 is not subject to significant fluctuations depending on weather conditions, and the average amount in grains from the Altai Territory is 8.73 pg/g. High nutritional value, hypocholesterolemic activity, and low glycemic index of buckwheat groat determine its use in the technology offunctional food products.

Keywords: buckwheat, buckwheat groat, glycemic index, hypocholesterolemic activity, functional food products.

Article info:

Received 22/04/2021, accepted 21/05/2021 DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-2-64-72 Article in Russian For citation:

Buchilina A. S., Gunkova P. I., Ishevskiy A. L., Barakova N. V., Moskvicheva E. V., Fomicheva T. I. Nutritional value of buckwheat from the Altai territory of Russia. Journal of International Academy of Refrigeration. 2021. No 2. p. 64-72. DOI: 10.17586/1606-4313-2021-20-2-64-72

Введение

Гречиха — важнейшая крупяная культура. В пищу используются семена растения, из которых получают крупу и муку. Широкое применение находят и вторичные продукты переработки семян гречихи: лузгу, мучку, солому, мякину отправляют на корм скоту; поташ используют как природное моющее средство; из листьев и цветков получают рутин [1]. Гречиху впервые начали выращивать более четырех тысяч лет назад в горах древней Индии и Непала, затем культура проникла в Китай и Японию. В России гречиху культивировали еще в первом веке н. э. В Европе она появилась в XV веке, вероятно, вследствие татаро-монгольского нашествия. Согласно легенде, в Европе культуру возделывали в основном греческие монахи и поэтому крупу стали называть гречневой [1]—[7]. В настоящее время мировыми лидерами по выращиванию гречихи являются Россия и Китай [1, 5]. В России основным поставщиком гречневой крупы является Алтайский край [1].

Гречиха относится к травянистым растениям. Она включена в семейство Polygonaceae, род Fagopyrum. Выделяют три основных вида гречихи: Fagopyrum esculentum, Fagopyrum tataricum и Fagopyrum multifolium. Основное пищевое значение имеет однолетнее растение Fagopyrum esculentum или гречиха обыкновенная. Плод гречихи обыкновенной имеет вид трехгранного орешка серо-коричневого цвета. Масса тысячи зерен составляет от 18 до 32 г. Из зерна вырабатывают гречневую крупу двух видов: ядрицу и продел. Ядрица представляет собой целые ядра семян гречихи, а продел является вторичным продуктом производства ядрицы и состоит из колотых ядер гречихи [1]-[6].

В России технология производства гречневой крупы обычно включает процессы гидродинамической обработки зерна при давлении от 0,25 до 0,30 МПа и сушки горячим воздухом. В результате данных процессов, гречневая крупа приобретает светло-коричневый цвет, а также привлекательные вкус и аромат [8].

Благодаря своему уникальному химическому составу гречневая крупа характеризуется высокой пищевой ценностью и физиологической активностью [1]—[16].

Ядрица и продел характеризуются примерно одинаковой пищевой ценностью [8].

Гречневая крупа отличается наиболее высоким, по сравнению с большинством других круп, содержанием белков. Количество белков в гречневой крупе в среднем составляет 12,8%, но оно может достигать 21% и выше. Отличительными особенностями гречневого белка являются отсутствие в нем глютена, а также преобладание растворимых альбуминов и глобулинов, которые хорошо усваиваются организмом человека, и повышенное содержание незаменимых аминокислот лизина, лейцина, изолейцина, валина, треонина, фенилала-нина [2]-[14]. Содержание углеводов в гречневой крупе в среднем равно 68,8%, основным углеводом является крахмал, а на пищевые волокна и простые углеводы в среднем приходится 11,3% и 2,1%, соответственно [8]. Гречневый крахмал отличается высоким содержанием резистентного крахмала, а пищевые волокна крупы представлены в основном растворимыми соединениями [5]. Благодаря этим особенностям углеводной системы употребление продуктов из гречневой крупы приводит в организме человека к замедлению всасывания глюкозы и снижению уровня холестерина [4-6, 11]. Гречневая крупа характеризуется наибольшим, по сравнению с другими крупами, содержанием витаминов (В; — 0,53 мг %, В2 — 0,24 мг %, РР — 24,6 мг %) и минеральных веществ ^е — 8 мг %, К — 380 мг %, Mg — 200 мг %, Р — 298 мг %, Si — 81 мг %) [1, 5, 8, 15].

Химический состав и, следовательно, пищевая ценность гречневой крупы характеризуется широким диапазоном колебаний количественного содержания компонентов. Количество компонентов в крупе зависит от погодных условий, географической зоны выращивания и сорта культуры. Целью настоящего исследования явилось определение пищевой ценности образцов гречневой крупы, выращенной в Алтайском крае.

Объекты и методы исследования

Объектами исследования служили образцы гречневой крупы ядрицы высшего сорта, выработанной по ГОСТ Р 55290-2012 из гречихи вида Fagopyrum esculentum со-

ртов Дикуль и Девятка, выращенных в 2018-2020 гг. в Целинном и Солтонском районах Алтайского края России. Образец 1 представлял крупу урожая 2018 г., образец 2 — крупу урожая 2019 г., а образец 3 был составлен из крупы урожая 2020 г. Климатические условия во время вегетационного периода выращивания гречихи установлены по данным собственных наблюдений и на основании данных, представленных на сайте «Погода и климат» www.pogodaiklimat.ru. Среднемесячное количество осадков составило в 2018, 2019 и 2020 гг. — 58,6, 62,3 и 46,8 мм, соответственно. Среднемесячная температура воздуха была в 2018 г. 15,1 °С, в 2019 г. — 15,2 °С, в 2020 г. — 17,2 °С.

Для аналитических исследований использованы следующие методы количественного определения компонентов гречневой крупы.

Для исследований отбирали пробу крупы массой 250 г. Затем навеску крупы массой (50,0 ± 0,1) г размалывали на лабораторной мельнице и просеивали через сито с диаметром отверстий 0,25 мм.

Определение белка

Содержание белка определяли методом Кьельдаля.

Катализатор готовили путем растирания до получения однородного порошка смеси из 10,0 г сернокислой меди и 300,0 г сернокислого калия. Для получения раствора индикатора 0,2 г метилового красного и 0,1 г бром-крезолового зеленого растворяли в 100 см3 96 %-го этилового спирта.

В колбу Кьельдаля вносили (0,5 ±0,001) г измельченной крупы, 2 г приготовленного катализатора и 15 см3 концентрированной серной кислоты. Затем колбу нагревали до тех пор, пока раствор не станет прозрачным, и далее продолжали более интенсивное нагревание еще в течение 30 мин. Колбу охлаждали и к ее содержимому приливали 70 см3 дистиллированной воды, полученный раствор перемешивали и снова охлаждали. В коническую приемную колбу вносили 25 см3 0,05 моль/ дм3 раствора серной кислоты и 4 капли раствора индикатора. Приемную колбу и колбу Кьельдаля соединяли с холодильником и проводили отгонку аммиака. Конец отгонки устанавливали по отсутствию посинения лакмусовой бумажки. Дистиллят титровали раствором гидроокиси натрия с концентрацией 0,1 моль/дм3 до появления зеленой окраски раствора. Параллельно проводили холостой опыт, в том же порядке, но без навески. Массовую долю общего азота N (в %) в крупе вычисляли по формуле:

- У0) •К-0,0014-100/т, (1)

где т — масса навески, г; Уъ У0 — объем 0,1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия, пошедшего на титрование дистиллята соответственно в рабочем и холостом опытах, см3; К — коэффициент поправки раствора серной кислоты; 0,0014 — количество азота, эквивалентное 1 см3 0,005 моль /дм3 раствора серной кислоты, г.

Содержание белка в крупе определяли путем умножения экспериментально определенной массовой доли общего азота на коэффициент пересчета содержания азота на белок, который для гречи равен 5,53.

Определение жира

Содержание жира определяли методом Сокслета по стандартной методике, согласно ГОСТ 29033-91 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения жира».

Определение зольности

Массовую долю золы определяли путем сжигания навески размолотой крупы с последующим определением количества несгоревшего остатка. Определение проводили по стандартной методике, согласно ГОСТ 1084774 «Зерно. Методы определения зольности».

Определение влажности

Содержание влаги определяли путем обезвоживания навески измельченной крупы в сушильном шкафу. Использовали стандартную методику согласно ГОСТ 26312.7-88 «Крупа. Метод определения влажности».

Определение общего содержания углеводов

Общее содержание углеводов С (в %) рассчитывали по формуле:

С=100% - (В+З+Ж+Б), (2)

где В — влажность крупы, %; З — массовая доля золы, %; Ж — содержание жира, %; Б — содержание белка в крупе, %.

Определение крахмала

Содержание крахмала определяли поляриметрическим методом путем растворения крахмала, имеющегося в исследуемой крупе, в растворе соляной кислоты, дальнейшего осаждения и фильтрования растворенного гречневого белка и установления оптического угла вращения крахмального раствора. Измерение проводили по стандартной методике согласно ГОСТ 10845-98 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения крахмала».

Определение витамина В2

Содержание витамина В2 определяли спектрофото-метрическим методом.

Навеску измельченной крупы массой 1 г растирали в фарфоровой ступке с 0,1 н. раствором соляной кислоты до достижения однородной массы. Полученную массу количественно переносили в мерный цилиндр и доводили объем смеси до 75 см3 0,1 н. раствором соляной кислоты. Далее раствор переносили в коническую колбу и выдерживали на кипящей водяной бане в течение 45 мин при частом помешивании. Затем раствор охлаждали до комнатной температуры, отфильтровывали через бумажный фильтр и определяли оптическую плотность раствора при 445 нм. Содержание витамина рассчитывали по калибровочному графику. Для построения калибровочного графика навеску чистого рибофлавина массой 20 мг растворяли в 500 см3 дистиллированной воды, затем путем разбавления полученного раствора готовили серию стандартных растворов, содержащих от 1,2 до 12 мкг рибофлавина в 1 см3, и определяли их оптическую плотность при 445 нм.

Все исследования проводили в трехкратной повтор-ности. При расчетах был принят уровень значимости 5% (а=0,05).

Результаты и их обсуждение

Белки

Количество белков в гречневой крупе варьируется от 7% до 21% и выше, и является наиболее высоким по сравнению с большинством злаковых аультур. Белки гречневой крупы уникальны по своему составу и свойствам [1]—[1а].

Главными компонентами гречневого белка являются солерастворимые глобилины и водорастворимые альбумины — первые составляют около 50% от общего белка семян гречихи, вторые — около 25% [4]. Грлчневый белок, в отличие от белков других злаковых культур не содержит глютен и показан людям, больным целиакией [4]—[13]. В составе белковой системы семян гречихи обнаружены тиамин-связывающие белки (ТВР), образующие комплексы с тиамином. Тиамин в комплексе с ТВР остается стабильным во время тепловой обработки семян. В организме человека тиамин-белкквые рлмплексы атакуются про -теазами в результате чего свободный тиамин высвобождается и вовлекается в метабокичеслие процессы [4, 5].

Аминокислотный состав гречневого белка, по сравнению с белками других злаков, характеризуется хорошей сбалансированностью, высоким содержанием лизина (являющегося первой лимитирующей аминокислотой вдкугихрастительлых белках), нргинине, аспарагиновой кислоты и относительно низким — пролина и глютами-новой кислоты [5-8, 10-12, 17-18]. Содержание аминокислот в семенах различных злаковых культур по данным [17]-[[8] представлено на рис. 1.

Благодаря хорошо сбалансированному аминокислотному составу белки семян гречихи характеризуются высокой биологической ценностью. Отношение Lys/Arg и М^бСк в гречневом белке значительно ниже, чем в большинстве растительных белков, что, по мнению ряда авторов, оруслнвливыет гипохолескераиемическую активность данного белка. Белки гречихи обладают наивысшей! среда всех растительных белков способностью к снижению уровня холестерина в крови [5-8, 11, 12, 13].

Количество белков в семенах злаков определяется в основном климатическими условиями, географической зоной выращивания и сортом культуры [1, 4, 5, 9, 16]. Резулнтаты исследквания содержнния белков в различных урожаях гречневой крупы из Алтайского края представлены на рис. 2.

0 Я

1 ° ее s

а

К ч К й

3

а

о Ч О

О

1400 1200 1000 800 600 400 200 0

т

в

n

=

: 1 1

1 Mi h S п! Пае

/

4>

' s */.//

□ Гречка П Пшеница В Рис

Рис. 1. Содержание аминокислот в семенахразличныхзлаковых культу]:) Fig. 1. Amino acid content in seeds of various cereals

25

ä? 20

5 15 ю ш

n10

(D О

и

5

■ Образец 1

■ Образец 2

■ Образец 3

0

Рис. 2. Содержание белков в различных урожаях гречневой крупы из Алтайского края Fig. 2. Protein content in various yields of buckwheat groats from the Altai Territory

Как видно из диаграммы, показанной на рис. 2, содержание белка в различных урожаях гречневой крупы варьируется от 11,5% до почти 21 %. Количество белков в образце 3 более чем в 1,5 раза выше по сравнению с образцами 1 и 2. Наблюдаемые различия, вероятно, можно объяснить жаркими и засушливыми климатическими условиями в Алтайском крае в вегетационный период выращивания гречихи в 2020 г. Полученные результаты содержания белков в гречневой крупе из семян гречихи вида Fagopyrum esculentum и зависимости его от климатических условий согласуются с данными других авторов [1, 4, 5, 9, 16].

Липиды

Основным компонентом липидной фракции семян гречихи являются триацилглицерины, содержание которых составляет 1,5-3,7% и более [2, 5, 12]. Жирнокис -лотный состав жира семян гречихи по данным [5] представлен в табл. 1.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 1

Жирнокислотный состав жира семян гречихи

Table 1

Fatty acid composition of buckwheat

Жирная кислота Принятое обозначение Содержание в семенах гречихи, мг/г

Пальмитиновая С 16:0 186

Стеариновая С 18:0 19

Олеиновая С18:1 359

Линолевая С18:2 344

Линоленовая С 18:3 22

Арахиновая С20:0 14

Пауллиновая С20:1 30

Бегеновая С22:0 14

Эруковая С22:1 2

Нервоновая С24:1 9

tu 2

Образец 1 Образец 2 Образец 3

Рис. 3. Содержание жиров вразличныхурожаях гречневой крупы из аАлтайского края Fig. 3. Fat content in various yields of buckwheat groats from the Altai Territory

Зольность и влажность

Зольность и влажность исследуемых образцов гречневой крупы была определена для выполнения аналитического расчета содержания углеводов. Результаты исследования зольности и влажности крупы представлены в табл. 2.

Таблица 2

Количество золы и влаги в гречневой крупе

Table 2

Ash and moisture content in buckwheat

Образец Содержание, %

золы влаги

1 1,85 11,5

2 2,10 11,5

3 3,59 11,6

Данные табл. 1 показывают, что основными жирными кислотами семян гречихи являются олеиновая, лино-левая, пальмитиновая, пауллиновая, линолевая, стеариновая, арахиновая и бегеновая. Среди жирных кислот доминируют биологически ценные ненасыщенные кислоты [5, 7, 9, 11]. Биологическая ценность гречневого жира также обусловлена присутствием в нем тритерпиноида милиацина, известного своими лечебными свойствами. Милиацин обладает иммуномоделирующей, антимикробной, антигликемической активностями по отношению к организму человека. Содержание милиацина в гречневом жире составляет 4,3-4,5% [8].

Жир гречневой крупы характеризуется высокой стойкостью при хранении, они сохраняют свои первоначальные свойства в течении более чем 15 месяцев. Стойкость гречневого жира при хранении объясняется высоким содержанием в нем антиоксидантов: витаминов группы Е (6,65 мг/100г) и флавоноидов [4, 8].

Результаты исследования содержания жиров различных урожаях гречневой крупы из Алтайского края представлены на рис. 3.

По результатам наших исследований (см. рис. 3), содержание жира в крупе различных урожаев варьировалось от 2,5% до 6,1 %. Наибольшим содержанием жира характеризовалась крупа урожая жаркого и засушливого 2020 г.

Полученные результаты показывают, что содержание влаги во всех образцах было приблизительно одинаковым и соответствовало требованиям ГОСТ Р 55290 «Крупа гречневая. Общие технические условия». Наибольшее содержание золы наблюдалось в крупе из урожая жарко го и засушливого года.

Углеводы

Общее содержание углеводов в гречневой крупе составляет 58-73%. Доминирующими углеводами являются крахмал и пищевые волокна [2, 4, 5, 8, 9 11].

Результаты исследования содержания углеводов в гречневой крупе из Алтайского края показаны на рис. 4.

Содержание углеводов в исследуемых образцах крупы составило 57,8-72,6% (см. рис. 4). Как показали наши исследования, в жаркие засушливые годы содержание углеводов в крупе понижается на 6-25%.

Крахмал

Крахмал является основным компонентом гречневой крупы. Его содержание в крупе составляет 50-70% [2, 4-6, 11]. По химическому составу он отличается от крахмала других злаков. Соотношение амилозы к амилопек-тину в гречневом крахмале составляет 1:3 [5]. СЭМ-изображение гранул гречишного крахмала, по данным [5] представлено на рис. 5.

6

4

1

0

80

£ 70

50

си

40

Ü 30 £

& 20 Ei

5 10 0

Образец 1 Образец 2 Образец 3

Рис. 4. Содержание углеводов в гречневой крупе из Алтайского края Fig. 4. The content of carbohydrates in buckwheat groats from the Altai Territory

Рис. 5. СЭМ-изображение гречневого крахмала Fig. 5. SEM-image of buckwheat starch

& 60

Исследования с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) показали, что гранулы гречневого крахмала имеют неправильную многоугольную форму, размеры частиц составляют от 2 до 9 мкм, что меньше, чем у кукурузного крахмала (12,2мкм) и картофельного крахмала (30,5 мкм). Гречневый крахмалявля-ется резистентным, т. е. устойчивым к действию амилазы in vitro. Установлено, что употребление отварной гречневой кркпы приводит к наиболее низколу уровню глюкозы в крови после приема пищи по сравнению с продуктами из белой пшеничной муки [5, 11].

Содержание крахмала в гречневой крупе из Алтайского края, по результатам нашего исследования, представлено в табл. 3.

Таблица 3

Содержание крахмала в гречневой крупе

Table 3

Starch content in buckwheat

Образец Содержание крахмала, %

1 61,20

2 55,80

3 42,38

Согласно данным табл. 3, диапазон колебания содержания крахмала в гречневой крупе составил 18,4%, среднее содержание составило 53,13%. Жаркая засушливая погода способствует понижению количества крахмала в гречневой крупе.

Пищевые волокна

Основными компонентами пищевых волокон гречневой крупы являются целлюлоза, некрахмальные полисахариды и лигнин. Отличительной особенностью гречневых пищевых волокон является преобладание в них растворимых некрахмальных полисахаридов, содержащих ксилозу, маннозу, галактозу и глюкуроновую кислоту. Содержание растворимых и нерастворимых пищевых волокон в гречневой муке и муке из других злаков по данным [5] представлено в табл. 4.

Водорастворимые пищевые волокна обладают высокой молекулярной массой, поэтому при растворении в воде они образуют растворы с высоким показателем вязкости, увеличивающие время прохождения пищи через тонкий

Таблица 4

Содержание пищевых волокон в муке из различных зерновых культур

Table 4

Dietary fiber content in flour from various cereals

Вид муаи Содержание пищевых волокон, мг/г

всего растворимых нерастворимых

Гречневая 65 53 12

Пшеничная 24 10 15

Ржаная 136 36 100

кишечник и замедляя всасывание глюкозы [3, 5, 10, 11]. Клетчатка гречихи не содержит фитиновой кислоты, которая снижает биодоступность кальция, магния, цинка и других минеральных веществ и является основным антипитательным фактором пшеницы [5]. По мнению ряда авторов. Водорастворимые пищевые волокна кроме низкого гликемического индекса обладают способностью к снижению уровня холестерина в крови [10]-[13].

Витамины

Содержание витаминов в гречневой крупе по данным [5] представлено в табл. 5.

Таблица 5 Содержание некоторых витаминов в семенах гречихи

Table 5

The content of some vitamins in buckwheat

Витамин Содержание, мг/г

А (Р-каротин) 2,1

В; (тиамин) 4,6

В2 (рибофлавин) 1,4

В3(ниацин) 18,0

В5 (пантатеновая кислота) 10,5

В6 (пиридоксин) 7,3

С (аскорбиновая кислота) 50,0

Е (токоферол) 54,6

Р (рутин) 0,12-0,36

Семена гречихи характеризуются наиболее высоким содержанием витаминов В1, В2, В3 и Е по сравнению с большинством злаков [5, 7-9, 12]. Рутин, относящийся к витаминам группы Р, среди злаковых культур обнаружен только в гречихе. Витамин В1 прочно присоединяется к тиамин-связывающему гречневому белку, что обусловливает его высокую стабильность при термической обработке и хранении гречневой крупы [5]. По данным ряда авторов, гречневая крупа также отличается высоким содержанием фолацина, холина [4, 5, 8].

Содержание витамина В2 в гречневой крупе из Алтайского края, по результатам нашего исследования, представлено в табл. 6.

Таблица 6

Содержание витамина В2 в гречневой крупе

Table 6

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Vitamin B2 content in buckwheat groat

Образец Содержание витамина В2, %

1 8,9

2 8,5

3 8,8

Результаты исследования показывают приблизительно равное содержание витамина В2 во всех образцах. Зависимость содержания данного витамина в гречневой крупе от климатических условий не была выявлена.

Минеральные вещества

Семена гречихи и гречневая крупа, по данным многих исследователей, являются источником многих минеральных веществ [1, 2, 4-9, 12, 15]. Содержание минеральных веществ по данным [8] в гречневой крупе представлено в табл. 7.

Таблица 7

Содержание основных минеральных веществ в гречневой крупе

Table 7

The content of the most abundant minerals in buckwheat groat

Минеральные вещества Содержание в 100 г крупы, мг Минеральные вещества Содержание в 100 г крупы, мг

Кальций 70 Железо 14

Фосфор 298 Цинк 10-15

Магний 200 Марганец 1,6

Калий 380 Медь 0,64

Кремний 81 Сера 48

Литература

1. Гордеев А. В., Бутковский В. А. Россия — зерновая держава. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ДеЛипринт, 2009. 471 с.

2. Mazza G., Oomah B. D. Buckwheat. In B. Caballero (Ed.), Encyclopedia of food sciences and nutrition. Cambridge: Academic Press, 2003. pp. 692-699.

3. Skrabanja V., Kovac B., Golob T., Liljeberg Elmstahl H. G., Bjorck I. M, Kreft I. Effect of Spelt Wheat Flour and Kernel on Bread Composition and Nutritional Characteristics. // J. Agric. Food Chem. 2001, 49 (1): 497-500.

По сравнению с другими злаками, такими как рис, пшеница, кукуруза, зерна гречихи содержат наибольшее количество железа, цинка, меди, маганца, кремния [2, 4, 5, 8].

Выводы

Гречневая крупа, произведенная из сортов гречихи, произрастаемой в Алтайском крае, характеризуется высокой пищевой ценностью вследствие высокого содержания в ней важных для человека компонентов химического состава.

Экспериментально установлены основные показатели пищевой ценности гречневой крупы ядрицы из семян гречихи вида Fagopyrum esculentum сортов Дикуль и Девятка, выращенных в Целинном и Солтонском районах Алтайского края в 2018-2020 гг.

Установлено, что количественный состав крупы зависит числа осадков и температуры воздуха в течение вегетационного периода выращивания гречихи.

Содержание белков в гречневой крупе ядрице в течение периода исследования изменялось от 11,5% до 20,73% и в среднем составило 15,24%. Белки гречневой крупы не содержат глютен, они отличаются высоким содержанием лизина, хорошо сбалансированным аминокислотным составом и высокой гипохолестеринемической активностью.

Содержание жиров в период исследования колебалось от 2,5% до 6,1%, его среднее значение составило 3,83%. Биологическая ценность жира гречневой крупы определяется преобладанием в его составе полиненасыщенных жирных кислот, высоким содержанием витамина Е и наличием тритерпиноида милиацина с лечебными свойствами.

Общее количество углеводов в крупе варьировало от 57,8% до 72,6% и в среднем составило 55,13%. Количество крахмала изменялось в течение трех лет от 42,38% до 61,3%, в среднем оно равнялось 51,13%. Соотношение амилозы к амилопектину в гречневом крахмале составляет 1:3. В составе пищевых волокон преобладают растворимые некрахмальные полисахариды, характеризующиеся низким гли-кемическим индексом и гипохолестеринемической активностью.

Показано, что гречневая крупа отличается высоким содержанием витаминов В1, В2, В3, Е, Р и минеральных веществ железа, цинка, меди, марганца, кремния. Установлено, что содержание витамина В2 не подвержено значительным колебаниям в зависимости от климатических условий и в среднем в крупе из Алтайского края составляет 8,73 мкг/г.

Высокая пищевая ценность и физиологическая активность гречневой крупы, выращенной в Алтайском крае, обусловливает целесообразность ее использования в технологиях функциональных продуктов питания.

References

1. Gordeev A. V., Butkovskij V. A. Russia — grain nation. Moscow, DeLiprint, 2009, 471 p. (in Russian)

2. Mazza G., Oomah B. D. Buckwheat. In B. Caballero (Ed.), Encyclopedia of food sciences and nutrition. Cambridge: Academic Press, 2003. pp. 692-699.

3. Skrabanja V., Kovac B., Golob T., Liljeberg Elmstáhl H. G., Bjorck I. M., Kreft I. Effect of Spelt Wheat Flour and Kernel on Bread Composition and Nutritional Characteristics. J. Agric. Food Chem. 2001, 49 (1): 497-500.

4. Li S. Q., Zhang Q. H. Advances in the Development of Functional Foods from Buckwheat. Li and Q. Howard Zhang. // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2001, 41 (6): 451-464.

5. Ahmed A., Khalid N., Ahmad A., Abbasi N. A., Latif M. S. Z, Randhawa M. A. Phytochemicals and biofunctional properties of buckwheat: a review. // J. Agric. Sci. 2014, 152 (3): 349-369.

6. KrkoskovaB., Mrazova Z. Prophylactic components of buckwheat. // Food Res. Int. 2005, 38 (5): 561-568.

7. Qiu J., Liu Y, Yue Y, Qin Y., Li Z. Dietary tartary buckwheat intake attenuates insulin resistance and improves lipid profiles in patients with type 2 diabetes: a randomized controlled trial. // Nutr. Res. 2016, 36 (12): 1392-1401.

8. Зенкова А. Н., Каминский В. П., Пятницкая И. Н., Панкратьева И. А., Давыдова И. А., Политуха О. В. Крупяные продукты как компонент здорового питания. М.: ГНУ ВНИИЗ Россель-хозакадемии, 2008. 72 с.

9. Меледина Т. В., Матвеев И. В., Федоров А. В. Несоложеные материалы в пивоварении: учебное пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2017. 66 с.

10. Tomotake H., Yamamoto N., Yanaka N., Ohinata H., YamazakiR., Kayashita J., Kato N. High protein buckwheat flour suppresses hypercholesterolemia in rats and gallstone formation in mice by hypercholesterolemic diet and body fat in rats because of its low protein digestibility. // Nutrition. 2006. 22 (2): 166-73.

11. Skrabanja V., KreftI. Nutritional value of buckwheat proteins and starch. In Molecular breeding and nutritional aspects of buckwheat. Cambridge: Academic Press, 2016. pp. 169-176.

12. Yang J., Gu Z., Zhu L., Cheng L., Li Z., Li C., Hong Y. Buckwheat digestibility affected by the chemical and structural features of its main components. // FoodHydrocoll. 2019, 96: 596-603.

13. Yilmaz H. O., Ayhan N. Y., Meriq Q. S. Buckwheat: A Useful Food and its Effects on Human Health. // Curr. Nutr. Food Sci. 2020, 16 (1): 29-34.

14. Агафонов Г. В., Чусова А. Е., КовальчукН. С., Зуева Н. В. Возможность применение гречихи в технологии ферментированного солода // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018. Т. 80. № 4. С. 170-176.

15. Протасова О. С., Белоконова Н. А., Попова О. С. Оценка минерального состава гречневой крупы в зависимости от региона произрастания и способа обработки зерна // Вестник Уральского государственного медицинского университета.

2019. № 1. С. 65-67.

16. Сажин А. А., Сажина С. В., Порсев И. Н. Сортовые особенности гречихи в условиях 2020 года на фоне обработки семенного материала гуминовыми удобрениями. // Развитие научной, творческой и инновационной деятельности молодежи.

2020. С. 177-182.

17. Mota C., Santos M., Mauro R., Samman N., Matos A. S., Torres D., Castanheira I. Protein content and amino acids profile of pseudocereals. // Food Chem. 2016, 193; 55-61.

18. Зенькова М. Л. Исследование минерального и аминокислотного состава пророщенного и консервированного зерна пшеницы // Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 4. С. 513-521.

4. Li S. Q., Zhang Q. H. Advances in the Development of Functional Foods from Buckwheat. Li and Q. Howard Zhang. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2001, 41 (6): 451-464.

5. Ahmed A., Khalid N., Ahmad A., Abbasi N. A., Latif M. S. Z., Randhawa M. A. Phytochemicals and biofunctional properties of buckwheat: a review. J. Agric. Sci. 2014, 152 (3): 349-369.

6. Krkoskova B., Mrazova Z. Prophylactic components of buckwheat. Food Res. Int. 2005, 38 (5): 561-568.

7. Qiu J., Liu Y., Yue Y., Qin Y., Li Z. Dietary tartary buckwheat intake attenuates insulin resistance and improves lipid profiles in patients with type 2 diabetes: a randomized controlled trial. Nutr. Res. 2016, 36 (12): 1392-1401.

8. Zenkova A. N., Kaminskij V. P., Pjatnickaja I. N., Pankrat'eva I. A., Davydova I. A., Polituha O. V. Cereal products as a component of a healthy diet. Moscow, 2008. 72 p. (in Russian)

9. Meledina T. V., Matveev I. V., Fedorov A. V. Unmalted Materials in Brewing: A Study Guide. Sankt-Peterburg: ITMO University, 2017, 66 p. (in Russian)

10. Tomotake H., Yamamoto N., Yanaka N., Ohinata H., Yamazaki R., Kayashita J., Kato N. High protein buckwheat flour suppresses hypercholesterolemia in rats and gallstone formation in mice by hypercholesterolemic diet and body fat in rats because of its low protein digestibility. Nutrition. 2006. 22 (2): 166-73.

11. Skrabanja V., Kreft I. Nutritional value of buckwheat proteins and starch. In Molecular breeding and nutritional aspects of buckwheat. Cambridge: Academic Press, 2016. pp. 169-176.

12. Yang J., Gu Z., Zhu L., Cheng L., Li Z., Li C., Hong Y. Buckwheat digestibility affected by the chemical and structural features of its main components. Food Hydrocoll. 2019, 96: 596-603.

13. Yilmaz H. O., Ayhan N. Y., Merif Q. S. Buckwheat: A Useful Food and its Effects on Human Health. Curr. Nutr. Food Sci. 2020, 16 (1): 29-34.

14. Agafonov G. V., Chusova A. E., Koval'chuk N. S., Zueva N. V. Possibility of using buckwheat in fermented malt technology. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tehnologij. 2018. vol. 80. no 4. p. 170176. (in Russian)

15. Protasova O. S., Belokonova N. A., Popova O. S. Assessment of the mineral composition of buckwheat, depending on the region of growth and the method of grain processing. Vestnik Ural'skogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta. 2019. no 1. Pp. 6567. (in Russian)

16. Sazhin A. A., Sazhina S. V., Porsev I. N. Cultivar features of buckwheat in the conditions of2020 against the background of processing seed material with humic fertilizers. Razvitie nauchnoj, tvorcheskoj i innovacionnoj dejatel 'nosti molodezhi. 2020. Pp. 177-182. (in Russian)

17. Mota C., Santos M., Mauro R., Samman N., Matos A. S., Torres D., Castanheira I. Protein content and amino acids profile of pseudocereals. Food Chem. 2016, 193; 55-61.

18. Zen'kova M. L. A study of the mineral and amino acid composition of germinated and canned wheat grains. Tehnika i tehnologijapishhevyhproizvodstv. 2019. vol. 49. no 4. Pp. 513521. (in Russian)

Сведения об авторах

Бучилина Алина Сергеевна

Аспирант факультета биотехнологий Университета ИТМО, 191002, Россия, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, alina.buchilina@yandex.ru

Гунькова Полина Исаевна

К. т. н., доцент научно-образовательного центра химического инжиниринга и биотехнологий, доцент факультета биотехнологий Университета ИТМО, 191002, Россия, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, gunkova@itmo.ru

Ишевский Александр Леонидович

Д. т. н., доцент факультета биотехнологий Университета ИТМО, 191002, Россия, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, alishevskii@itmo.ru

Баракова Надежда Васильевна

К. т. н., доцент факультета биотехнологий Университета ИТМО, 191002, Россия, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, n.barakova@mail.ru

Москвичева Елена Владимировна

К. т. н., доцент высшей школы биотехнологий и пищевых производств, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 194021, Россия, Санкт-Петербург, ул. Новороссийская, 48-50, moskvicheva_ev@spbstu.ru

Фомичева Татьяна Ивановна

К. т. н., доцент института инновационных технологий в электромеханике и робототехнике, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 190000, Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 67, mukhlenova@mail.ru

Information about authors Buchilina Alina S.

Postgraduate of Faculty of Biotechnology (BioTech), ITMO University, 191002, Russia, St. Petersburg, Lomonosov str., 9, alina.buchilina@yandex.ru

Gunkova Polina I.

Ph. D., Associate Professor of Research and Educational Center of Chemical Engineering and Biotechnology, Associate Professor of Faculty of Biotechnologies (BioTech), ITMO University, 191002, Russia, St. Petersburg, Lomonosov str., 9, gunkova@itmo.ru

Ishevskiy Aleksandr L.

D. Sc., Associate Professor of Faculty of Biotechnologies (BioTech), ITMO University, 191002, Russia, St. Petersburg, Lomonosov str., 9, alishevskii@itmo.ru

Barakova Nadezhda V.

Ph. D., Associate Professor of Faculty of Biotechnologies (BioTech), ITMO University, 191002, Russia, St. Petersburg, Lomonosov str., 9, n.barakova@mail.ru

Moskvicheva Elena V.

Ph. D., Associate Professor of Graduate School

of Biotechnology and Food Technology, P

eter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU),

194021, Russia, St. Petersburg, Novorossiyskaya str., 48-50,

moskvicheva_ev@spbstu.ru

Fomicheva Tatiana I.

Ph. D., Associate Professor of Institute of Innovative Technologies in Electromechanics and Robotics, St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, 190000, Russia, St. Petersburg, Bolshaya Morskaya str., 67, mukhlenova@mail.ru

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО

Food BioTech Conference 2021

университет итмо 23-25 августа 2021 г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Конференция проводится на базе мегафакультета биотехнологий и низкотемпературных систем Университета ИТМО по адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9

Food BioTech Conference 2021 — отличная возможность поделиться своими академическими и клиническими исследованиями, а также найти новых научных и промышленных партнеров в областях:

• Биотехнологии, продовольственное питание;

• Функциональное питание и профилактическая медицина;

• Качество и безопасность пищевых продуктов;

• Пищевая промышленность и управление технологическими процессами;

• Устойчивое потребление и производство.

Телефон для справок: +7 (812) 607 0466 E-mail: foodbiotech.science@itmo.ru Подробная информация на сайте: https://foodbiotech.itmo.ru/

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.