CC BY
273
634.57:633.814
ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ КЕДРОВЫХ ОРЕХОВ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
ЕЮ. ЕГОРОВА 1, КМ. ПОЗНЯКОВСКИЙ 2
1 Бийский технологический институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им. И.П. Ползунова,
659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27; тел./факс: (3854) 435-318 2Кемеровский технологический институт пищевой промышленности,
650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47; тел./факс: (3842) 756-967
Приведены результаты исследования химического состава и сделано заключение о пищевой ценности отдельных про -дуктов переработки - ядра, скорлупы, околоядровой пленки, масла - орехов дальневосточной кедровой сосны (Ріпш koraiensis). Дана сравнительная характеристика аминокислотного состава белков ядра и жирнокислотного состава масла орехов дальневосточной и сибирской (Pinus sibiricd) кедровых сосен.
Ключевые слова: кедровые орехи, Pinus kcrdiensis, пищевая ценность, состав аминокислот, кедровое масло, жирно -кислотный состав.
Из орехов трех видов кедровой сосны: сибирской -Pinus sibirica Du Tour, дальневосточной - Pinus koraiensis Siebold et Zucc., стланика - Pinus pumila (Pall.) Regel (сем. Pinaceae) - наиболее важное значение в условиях РФ стабильно сохраняет орех кедровой сосны сибирской, ядро которого отличается самой высокой масличностью. Вместе с тем, зарубежные ученые уже достаточно продолжительное время уделяют внимание дальневосточной разновидности сосны, большинство публикаций посвящено исследованию состава жирных кислот и биохимических свойств масла [1-5]. Последнее обусловлено возросшим интересом к физиологической активности масла орехов Pinus koraiensis, проявляющейся не только в известных свойствах высоконенасыщенных масел - коррекции углеводно-жирового обмена, способности нормализовать липидный спектр крови, снижении риска сердечно-сосудистых заболеваний и т. п., но и в стимуляции секреции гормонов, подавляющих аппетит и тем самым способствующих снижению индекса массы тела, причем последняя особенность в проявлении активности выявлена только для масла этих орехов [5].
Дальневосточная кедровая сосна (корейская, маньчжурская) является главной лесообразующей породой на большей части территории лесов российского Даль -него Востока [6-8]. Кроме РФ, вид распространен также на северо-востоке Китая, в северной части Корейского полуострова и в горах острова Хонсю в Японии [7]. Площадь доступных к освоению кедровников Дальнего Востока составляет около 560 тыс. га; урожайность относительно невысокая - в среднем от 30 до 60 кг/га [8], но урожайные годы бывают более часто, а шишки и семена-орешки - более крупные, чем у кедровой сосны сибирской: орешки длиной 12,5-18,5 мм и шириной 8,5-12,5 мм, остро-трехгранные, масса одного орешка 0,5-0,7 г, выход ядра 33-36 мас. %.
До настоящего времени масштабную переработку дальневосточных орехов в РФ сдерживала выраженная специфичность их анатомического строения, требую-
шая модификации используемых рушек и существующих аппаратурно-технологических схем при переходе с сибирского кедрового ореха на дальневосточный. Как промышленно значимая орехопромысловая база кедровники Дальнего Востока практически не рассматривались, поэтому исследования имели единичный характер и ограничивались вопросами урожайности и жиронакопления [9, 10].
В последние годы отмечается увеличение числа предприятий, занимающихся производством кедрового масла, и для обоснования потенциальных возможностей комплексного использования дальневосточного кедрового ореха необходимо более детальное исследование химического состава продуктов его переработки.
Цель настоящей работы - изучение качественного и количественного состава макрокомпонентов первичных продуктов переработки орехов (семян) Ріпш кcrdiensis, с определением состава аминокислот белков ядра и наиболее важных биологически активных компонентов масла.
В качестве объектов исследования использовали орех дальневосточной кедровой сосны урожая 2007 г. (Лесозаводский район Приморского края) и 2008 г. (Ус -сурийский район Приморского края). Разделение орехов на ядро, скорлупу и околоядровую пленку в 2007 г. проводилось в лабораторных условиях; для определения состава жирных кислот, фосфолипидов и токоферолов масло выделяли из измельченных ядер экстракцией н-гексаном в аппарате Сокслета с последующей вакуумной отгонкой растворителя до температуры вспышки масла не менее 225°С. В 2008 г. переработка ореха осуществлялась в условиях производства ООО «Специалист» (г. Бийск) по технологии [11].
Химический состав орехов исследован с использо -ванием стандартных методик. Состав жирных кислот определен по ГОСТ Р 51483-99 на газожидкостном хроматографе Кристалл-5000.1 с капиллярной колонкой Innowax-60. Анализ токоферолов выполнен на высокоэффективном жидкостном хроматографе Мили-
хром А-02. Состав аминокислот в ядре определен методом капиллярного электрофореза на приборе Ка-пель-105М по [12].
Таблица 1
Массовая доля компонента, % от а. с. в.
Химический состав Ядро Скорлупа Околоядровая пленка
Урожай 2007 г.
Белки (К • 6,25) 17,1 ± 0,25 1,6 ± 0,14 5,25 ± 0,15
Липиды 59,8 ± 2,0 0,45 ± 0,15 3,71 ± 0,15
Углеводы: 19,3 ± 1,2 97,3 ± 0,3 88,1 ± 0,7
полисахариды* 14,3 ± 1,0 97,0 ± 0,3 87,4 ± 0,9
легкогидролизуемые сахара 4,8 ± 0,3 0,3 ± 0,05 0,80 ± 0,15
Зола 2,75 ± 0,05 0,6 ± 0,1 1,4 ± 0,15
Урожай 2008 г.
Белки (К • 6,25) 15,7 ± 0,14 1,5 ± 0,14 5,8 ± 0,14
Липиды 63,9 ± 1,7 0,6 ± 0,2 7,0 ± 0,2
Углеводы: 20,0 ± 0,7 97,2 ± 0,49 85,7 ± 0,4
полисахариды* 15,0 ± 0,4 96,9 ± 0,3 85,0 ± 0,2
легкогидролизуемые сахара 4,5 ± 0,3 0,2 ± 0,1 0,7 ± 0,2
Зола 2,4 ± 0,1 0,7 ± 0,1 1,5 ± 0,1
заменимых кислот, в том числе установлено количественное преобладание по 5 индивидуальным аминокислотам. Необходимо отметить повышенное содержание многих заменимых аминокислот, в том числе аланина, аргинина и тирозина, являющихся ключевыми участниками многих обменных процессов и относящихся к заменимым лишь условно, так как в достаточной степени организмом человека они не синтезируются.
Таблица 2
Аминокислота
Содержание, г/100 г белка*, в ядре орехов
Ріпш кстієтіз
Ріпт зіЬігіеа
*В состав полисахаридов скорлупы и околоядровой пленки включено содержание лигнина.
Данные химического состава продуктов переработки орехов (табл. 1) свидетельствуют, что по характеру накопления и распределения запасных питательных веществ кедровые орехи повторяют процессы обмена, закономерные для всех масличных культур. Содержание масла в ядре дальневосточных орехов не превышает известных значений по средней масличности орехов сибирской кедровой сосны (максимальная маслич-ность которых достигает 69-70,5% от а. с. в. ядра). При более низкой масличности, ядро дальневосточных орехов характеризуется более высоким содержанием усвояемых углеводов, в частности крахмала и сахарозы как преобладающего углевода легкогидролизуемой фракции. Эти результаты хорошо согласуются с ранее опубликованными данными о замедленных темпах жирообразования орехами Ртш когагвтч^' в сравнении с орехами Ртш ^чЫпса [9, 10], что обусловлено различиями в климатических условиях произрастания этих видов.
Преобладающими компонентами скорлупы и око-лоядровой пленки являются нерастворимые полисахариды и лигнин (сумма белков, липидов и золы не превышает 15%); крахмала в составе этих объектов не обнаружено. С учетом химического состава этих продуктов переработки орехов их можно рассматривать как дополнительный источник грубых пищевых волокон.
Данные по аминокислотному составу белков ядра дальневосточных кедровых орехов приведены в табл. 2; для сравнения даны результаты анализа белков ядра сибирских кедровых орехов (Респ. Алтай, урожай 2009 г.), полученные в аналогичных условиях постановки эксперимента. В сравнении с белком сибирских орехов белок ядра орехов дальневосточной сосны характеризуется более высоким содержанием суммы не-
Лизин
Метионин**
Триптофан
Валин
Лейцин + изолейцин Треонин
Фенилаланин* * *
Аланин
Аргинин
Аспарагиновая к-та
Гистидин
Глицин
Г лутаминовая к-та
Пролин
Тирозин
Серин
Цистин
5,74 ± 1,96 / 104 1,60 ± 0,55 / 83 1,23 ± 0,49 / 123 3,39 ± 0,95 / 68 15,00 ± 3,90 / 136 3,10 ± 1,23 / 77 6,47 ± 1,93 / 156 5,37 ± 1,41
15.43 ± 6,16 8,31 ± 3,31 2,82 ± 1,41 4,66 ± 1,63 11,72 ± 4,69
5.43 ± 1,41 2,88 ± 0,86 6,75 ± 1,75 1,29 ± 0,64
г/100 г продукта,
6,11 ± 2,07 / 111 1,94 ± 0,66 / 89
1.07 ± 0,44 / 107 3,20 ± 1,28 / 64
17.71 ± 4,61 / 161
3.07 ± 1,22 / 77
6.71 ± 2,01 / 171
6.45 ± 1,66 16,14 ± 6,45 5,20 ± 2,07
1,47 ± 0,75
6.45 ± 2,26 8,12 ± 3,26 6,64 ± 1,72 3,57 ± 1,06 6,55 ± 1,69
,____________________ 1,19 ± 0,60
*Для незаменимых аминокислот: числитель знаменатель - скор, %.
**Скор дан на сумму с цистином.
* * *Скор дан на сумму с тирозином.
Расчетная утилитарность белков по Н.Н. Липатову [13] составила около 52% (для сибирских кедровых орехов - 60%). Следовательно, по составу белков ядра орехи дальневосточной кедровой сосны можно считать несколько менее полноценными, чем сибирские. Лимитирующая аминокислота - валин.
Выделенное масло характеризуется следующими показателями: плотность 0,920 г/см3, массовая доля влаги и летучих веществ 0,11 ± 0,04%, массовая доля фосфорсодержащих веществ в пересчете на Р2О5 -0,022 ± 0,015%.
Известно, что масло орехов разных видов кедровых сосен обладает различным содержанием ненасыщенных жирных кислот [14]. Результаты нашего анализа состава жирных кислот масла хорошо согласуются с данными, опубликованными в литературе, но демонстрируют более высокое содержание всех идентифицированных насыщенных жирных кислот, чем это было установлено до сих пор (табл. 3; здесь же приведены обобщенные данные по составу жирных кислот в масле орехов кедровой сосны сибирской). В составе ненасыщенных жирных кислот отмечается более высокое содержание олеиновой и значительно более низкое содержание линоленовой кислоты, чем в масле сибирских орехов. Тем не менее, уровень содержания лино-левой и линоленовой кислот позволяет расценивать это
Таблица 3
Наименование и индекс жирной кислоты Массовая доля, %, в масле орехов
Pinus koraiensis Pinus sibirica
Согласно [5] Согласно [14] Урожай 2007 г. Ур ожай 2008 г.
Миристиновая (С14 : 0) - 0,04 - 0,03-0,05 0,10-1,26
Пальмитиновая (С16 : 0) 4,3 4,50 4,68-5,31 4,91-5,25 3,60-7,26
Пальмитолеиновая (С 16 : 1) 0,2 0,10 0,02-0,07 - 0,04-1,19
Стеариновая (С18 : 0) 2,1 2,17 2,56-2,60 2,26-2,60 1,77-4,86
Олеиновая (С 18 : 1) 24,4 21,25 26,49-27,45 26,67-26,81 19,9-26,27
Вакценовая (С18 : 1) - - 0,52-0,79 0,52-0,57 0,10-1,78
Линолевая (С18 : 2) 46,4 47,47* 44,43-45,06 45,00-45,08 38,83-46,70
Линоленовая (С18 : 3) 15,9* 21,35 13,51-14,02* 14,00-15,36* 18,90-23,72*
Арахиновая (С20 : 0) - 0,20 0,54-1,20 0,71-1,24 0,28-1,64
Г ондоиновая (С20 : 1) - 1,16 (суммарно с С18 : 3-a) 0,67-1,38 0,63-1,28 0,83-1,64
Эйкозадиеновая (С20 : 2) - 0,59 0,85-1,06 до 1,0 0,58-1,24
Эйкозатриеновая (С20 : 3) - 1,12 1,26-1,34 0,8 0,94-1,35
* Сумма изомеров.
масло как источник физиологически функциональных ингредиентов - полиненасыщенных жирных кислот. Содержание позиционного изомера, обладающего активностью кислот семейства ю-3 (а-линоленовой кислоты), составляет 0,18-1,35 мас. %, т. е. практически соответствует интервалу значений по содержанию этой кислоты в масле орехов кедровой сосны сибирской (0,14-1,34 мас. %).
Токоферолы традиционно упоминаются в качестве второго по значимости биологически активного компонента кедрового масла: они выполняют функцию естественных антиоксидантов, предотвращая протекание в организме свободнорадикальных процессов или снижая негативный эффект их проявления. Сумма токоферолов в масле составила 31,4-38,4 мг/100 г (в масле сибирских кедровых орехов в среднем - 35-40 мг/100 г), доля а-изомера находится на уровне 50-54% от суммы токоферолов.
В целом полученные нами результаты свидетельствуют, что в сравнении с сибирской разновидностью кедровых орехов орехи дальневосточной кедровой сосны отличаются пониженной масличностью на фоне закономерно более высокого содержания усвояемых углеводов. Специфика химического состава отдельных продуктов переработки орехов определяет перспективы их использования в производстве разных групп пищевых продуктов общего и функционального назначения
Белок ядра дальневосточных кедровых орехов характеризуется средней для растительного сырья утилитарностью, выгодно отличаясь от белка орехов кедровой сосны сибирской по сумме незаменимых аминокислот, содержанию аланина, аргинина и тирозина. Состав аминокислот делает перспективным комбинирование белоксодержащих продуктов переработки ореха (жмыхов, шротов) с молочным сырьем и зерно-продуктами, белки которых отличаются от белков кедрового ореха по лимитирующей аминокислоте.
По сумме полиненасыщенных жирных кислот масло дальневосточных орехов может расцениваться как функциональный пищевой продукт Особенности состава жирных кислот масла орехов дальневосточной и
сибирской кедровых сосен предполагают наличие у этих масел различающихся механизма действия и степени влияния на отдельные звенья антиоксидантной ферментативной защиты организма, а соответственно, и различной эффективности в профилактике заболеваний.
ЛИТЕРАТУРА
1. Effects of g-linolenic acid and its positional isomer pinolenic acid on immune parameters of Brown-Norway rats / N. Matsuo, K. Osada, T. Kodama et al. // Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids. - 1996. - № 4 (55). - Р. 223-229.
2. Effects of Pinus pinaster and Pinus koraiensis seed oil supplementation on lipoprotein metabolism in the rat / G. Asset, B. Staels, R.L. Wolff et al. // Lipids. - 1999. - V. 34. -№ 1. - Р. 39-44.
3. Non-methylene-interrupted polyunsaturated fatty acids: effective substitute for arachidonate of phosphatidylinositol / T. Tanaka, T. Takimoto, Ju. Morishige et al. // Biochem. and Biophys. Research Communic. - 1999. - V. 264. - № 3. - Р. 683-688.
4. Selective increase in pinolenic acid (allcis-5, 9,12-18:3) in korean pine nut oil by crystallization and its effect on LDL-receptor activity / Ji.-W. Lee, K.-W. Lee, S.-W. Lee et al. // Lipids. - 2004. - V. 39. - № 4. - Р. 383-387.
5. EP 168 5834 A1. Use of pinolenic acid for the treatment of obesity / A. Einerhard, U. Schmid, J. Heimerikx, L. Gambelli. - Filing 13.01.2006; Publ. 02.08.2006.
6. Дюкарев В.НРозенберг В.А. О природе кедра и концепции природопользования на Дальнем Востоке СССР // Проблемы кедра. Региональные программы: Сб. науч. тр. Вып. 3. - Томск: ТНЦ СО АН СССР, 1990. - С. 55-62.
7. Жизнь растений. Т. 4. / Под ред. А.А. Федорова. - М.: Просвещение, 1978. - С. 370-372.
8. Данилин А.К., Чумин В.К. Лес и лесное хозяйство Хабаровского края: Монография. - Хабаровск, 2000. - 461 с.
9. Кречетова Н.В. Эколого-биохимическая разнокачест-венность семян кедра корейского и задачи ее изучения // Проблемы кедра: Семеношение и размножение: Сб. науч. тр. Вып. 4. - Томск: ТНЦ СО АН СССР, 1990. - С. 58-64.
10. Мелашенко В.В. Накопление запасных питательных ве -ществ семенами кедра корейского // Кедрово-широколиственные ле -са Дальнего Востока: Сб. науч. тр. - Владивосток: ДВО АН СССР, 1987. - С. 123-126.
11. Егорова Е.Ю., Бахтин Г.Ю. Химический состав околоплодной оболочки кедровых орехов как вторичного сырья // Изв. ву -зов. Пищевая технология. - 2009. - № 1. - С. 30-32.
12. М-04-38-2004. Комбикорма и сырье для их производства. Методика измерений массовой доли аминокислот методом ка -
пиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель». - СПб.: ООО «Люмэкс», 2009. - 66 с.
13. Липатов Н.Н. Некоторые аспекты моделирования аминокислотной сбалансированности пищевых продуктов // Пищевая и перерабатывающая пром-сть. - 1986. - № 4. - С. 48-52.
14. Медведев Ф.А., Кулакова С.Н., Левачев М.М. Особен -ности жирнокислотного состава кедровых орехов Сибири и Дальне -го Востока // Вопр. питания. - 1992. - № 2. - С. 70-71.
Поступила 26.03.10 г.
ALIMENTARY VALUE OF THE FAR EAST CEDAR NUTS
E.YU. EGOROVA 1, V.M. POZNYAKOVSKY 2
1 Biysk Technological Institute (Branch) of Polzunov Altai State Technical University,
27, Trofimov st., Biysk, 659305; ph./fax: (3854) 435-300
2 Kemerovo Institute of Technology of the Food-processing Industry,
47, Builders blvd., Кеmеrоvо, 650056; ph./fax: (3842) 756-967
The results of the chemical composition study are given and the alimentary value conclusion of some specific processing products of the Pinus koraiensis nuts - nut kernel, nutshell, near-kernel glum, oil is made. The comparative caracteristic of the kernel protein aminoacid composition and oil fatacid composition for the nuts Pinus koraiensis and Pinus sibirica is given.
Key words: cedar nuts, Pinus koraiensis, alimentary value, aminoacid composition, fatacid composition.
664.864+664.03.1
ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАЛЬНЕВОСТО ЧНЫХРАСТЕНИЙ В КАЧЕСТВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ В ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
М В. ПАЛАГИНА, Ю.В. ПРИХОДЬКО
Тихоокеанский государственный экономический университет,
690091, г. Владивосток, Океанский пр-т, 19; тел/факс: (4232) 26-50-89, электронная почта: о{Ас[email protected]
Рассмотрены возможности использования дальневосточных растений для получения функциональных продуктов системного действия. Представлены новые напитки и соусы. Основу напитков составили натуральные минеральные воды, сквашенное молоко, водный экстракт из соевых бобов, водно-спиртовые экстракты и соки дикорастущих растений. Ключевые слова: функциональные продукты, сырье из дикорастущих растений.
Совершенствование современных технологий производства продуктов питания тесно связано с расширением их ассортимента за счет переработки нетрадиционного сырья, с переходом от использования искусственных пищевых добавок к натуральным, обладающим биологической активностью, с разработкой специализированных функциональных продуктов [1, 2]. Сырьем для производства таких продуктов могут стать для каждого региона местные сырьевые ресурсы [3]. Биопотенциал последних можно значительно повысить, например, в Дальневосточном регионе, используя дикорастущие растения, т. е. сырье с оптимально сбалансированным химическим составом, богатое витаминами, микроэлементами, ферментами, другими биологически активными веществами с широким спектром действия и полифункциональными свойствами. Актуально также использование в качестве сырья возобновляемых органов растений, что экономически и экологически целесообразно.
При обосновании использования дальневосточных растений в качестве функциональных ингредиентов в технологии пищевых продуктов руководствовались установленными нормами рационального питания для
удовлетворения физиологических потребностей человека [4]. Особый интерес представляет комплексное использование растительных биологически активных веществ, так как, взаимно дополняя друг друга, они могут оказывать более сильный эффект, чем по отдельности. Такие комплексные функциональные продукты относят к продуктам системного действия, регулирующим состояние нескольких систем организма и влияющим на гомеостаз в целом. Из функциональных продуктов системного действия современных потребителей привлекают прежде всего продукты общеукрепляющего, адаптационного, детоксикационного и антиоксидантного типа действия, регуляторы минерального и витаминного состояния организма.
В соответствии с государственной политикой в области здорового питания нами предложена концептуальная модель получения функциональных пищевых продуктов с использованием сырья Дальневосточного региона Эта модель явилась обобщением многообразного опыта, накопленного за 2002-2009 гг в ходе выполнения биотехнологических и медико-биологических исследований. Концептуальная модель включает следующие положения.
