Воскресенье, 04.12.2016, 19:14
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Сельское и приусадебное хозяйство

ИЗУЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗЕРНА АМАРАНТА (НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ ВЬЕТНАМА)

ИЗУЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗЕРНА АМАРАНТА (НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ ВЬЕТНАМА)

Као Тхи Хуе, Нгуен Тхи Минь Ханг, Ле Нгуен Тхань, Е. В. Спиридович, Е. И. Алексеева, Нгуен Ван Хунг

Семена различных видов амаранта являются ценным растительным сырьем и могут быть использованы для получения фитопрепаратов с повышенной пищевой ценностью, биологической и фармакологической активностью. Объект исследований - зерна амаранта красно- семянного Amaranthus tricolor L. и белосемянного Amaranthus viridis L., выращиваемых во Вьетнаме. Исследован биохимический состав зерен амаранта. Установлено, что семена амаранта красносемянного и белосемянного содержат большое количество полисахаридов (в том числе крахмал и пищевые волокна) и белков и липидов. Масличность семян амаранта исследованных видов одинакова и в 1,5 раза больше, чем масличность семян риса и пшеницы. Установлен срок годности семян амаранта по показателям кислотного, перекисного и йодного чисел - 1,5 года. В амарантовом масле содержится достаточное количество ненасыщенных жирных кислот и сквалена. Следовательно, семена амаранта могут рассматриваться как источники биологически активных веществ.

Ключевые слова: семена амаранта, биологически активные вещества, амарантовое масло, сквален, жирные кислоты, физико-химические показатели.

 

Введение
В условиях дефицита сырья актуальной задачей для сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности является поиск новых возможностей по использованию нетрадиционных растительных ресурсов как источника биологически активных веществ для создания новых продуктов питания, биологически активных добавок к пище, фармацевтических препаратов и лечебной косметики. Особый интерес из нетрадиционных растений представляет амарант.

Амарант - однолетнее растение семейства Амарантовых, рода Амарант (Amaranthus), привлекающее внимание исследователей в качестве пищевой, кормовой, технической и декоративной культуры. Амаранты хвостатый (Amaranthus caudatus), печальный (Amaranthus hypochondriacus) и багряный (Amaranthus cruentus) являются древними культурными зерновыми растениями. В Беларуси, России и Америке их разводят ради питательных семян, богатых белками и липидами. Семена амаранта содержат 16-20 % протеина, 6-9 % жира, 60-65 % крахмала, но главная особенность амаранта - большое количество незаменимой аминокислоты - лизина - 6-7 %, что в 2,5-3,5 раза больше, чем в зерне пшеницы и кукурузы.

Семена обладают хорошими мукомольными свойствами, имеют вкус ореха и могут использоваться для выпечки хлеба, кондитерских изделий, получения круп [1, 2]. Стебли и листья растения используются для приготовления супов, салатов. Растение широко распространено во Вьетнаме и используется во многих блюдах восточной кухни.

Производственные испытания амаранта в условиях Беларуси, проводившиеся в последние годы, показали перспективность его использования в сельском хозяйстве. Многие ученые, как зарубежные, так и белорусские, указывали на актуальность переработки семян амаранта и внесли большой вклад в разработку способов получения жирных кислот, полисахаридов, пищевых волокон и белковых продуктов из амаранта [3-10]. Доказано, что амарант является экологически чистым продуктом, т. к. не нуждается в обработке ядохимикатами и выводит из организма радионуклиды.

Однако, несмотря на явные достоинства этого растения, оно еще только утверждается в качестве кормового, пищевого и технического продукта. Во Вьетнаме листья амаранта используются только для приготовления салатов и супов, т. к. биохимический состав семян амаранта изучен недостаточно, способы их переработки с целью получения различных продуктов широкого спектра действия отсутствуют. Так как растительное сырье, выращиваемое в полевых условиях различных стран, индивидуально по своему биохимическому составу, который зависит от определенных климатических и агротехнических условий, необходима его биохимическая оценка в каждом конкретном случае.

В соответствии с изложенным целью исследований являлось изучение биохимического состава семян амаранта, компонентного состава и физико-химических показателей амарантового масла на основе сырья Вьетнама.

Объекты и методы исследования
В качестве объекта исследования были выбраны зерна амаранта красносемянного Amaran- thus tricolor L. и белосемянного Amaranthus viridis L., отобранные в провинции Хынгйен во Вьетнаме в 2014 г.
Для определения биохимического состава (содержание сырого белка, липидов, золей, моно- и дисахаридов, крахмала, пищевых волокон), компонентного состава амарантового масла были использованы общепринятые и стандартные методы.

Общее содержание белка определяли по методу Къельдаля на установках Tubotherm и Varodest-30 по ГОСТ 26889-86.

Содержание золи, влаги определяли по ГОСТ 24027.2-80.

Содержание крахмала определяли на поляриметре СУ-4 по ГОСТ 10845-98 по методу Эверса.

Содержание пищевых волокон определялось по методике, разработанной Е. П. Широковым [11].

Определение содержания редуцирующих и нередуцирующих сахаров проводили цианидным методом, основанным на свойстве редуцирующих моносахаров восстанавливать в щелочной среде феррицианид калия K3 [Fe(CN)6] в ферроцианид калия K4 [Fe(CN)6] в присутствии индикатора метиленовый синий. По мере изменения окраски от синей к бесцветной определяли окончание реакции между сахарами и феррицианидом [11].

Определение содержания липидов проводилось по методике [12], основанной на экстракции сырья гексаном в аппарате Сокслета и последующей отгонке растворителя в вакууме. Жирнокислотный состав масла определяли по методике согласно ГОСТ 30418-96, основанной на превращении триглицеридов жирных кислот в метиловые (этиловые) эфиры жирных кислот и газохроматографическом анализе последних.
Определение содержания сквалена в масле проводили с применением ВЭЖХ на жидкостном хроматографе Миллихром А-02 с ультрафиолетовым детектором. За основу была взята методика, предложенная в [13]. Для внесения пробы в жидкостной хроматограф готовили раствор масла в смеси ацетонитрил : изопропанол : гексан (72 : 17 : 11) в соотношении 9 мкл масла на 5 мл растворителя. Для лучшего извлечения сквалена из масла смесь обрабатывали на роторной мешалке в течение 30 минут. Раствор сквалена фильтровали через нейлоновый фильтр диаметром 0,45 мкм. Полученный фильтрат вносили в хроматограф.


Показатель преломления амарантового масла определяли с помощью рефрактометра серии ИРФ-45Б52М.

Плотность амарантового масла определяли по ГОСТ 1468.10-78.

Перекисное число амарантового масла определяли по ГОСТ P 51487-99.

Число омыления амарантового масла определяли по ГОСТ 5478-90.

Йодное число амарантового масла определяли по ГОСТ 5475-69.

Кислотное число амарантового масла определяли по ГОСТ P 52110-2003.

Результаты исследований и их обсуждение

Биохимический состав семян амаранта. Результаты исследований состава нутриентов двух распространенных видов амаранта, выращиваемых на территории Вьетнама, представлены в табл. 1.
Согласно данным табл. 1, в семенах обоих видов амаранта преобладают углеводы (около 70 %), а содержание пищевых волокон, моно- и дисахаридов, минеральных веществ, крахмала и липидов находится на одном уровне. Зерно амаранта красносемянного отличается большей концентрацией белка (до 19 %).
Таблица 1
Состав нутриентов в семенах амаранта
Состав нутриентов в семенах амаранта

Анализ данных табл. 1 свидетельствует, что семена амаранта могут использоваться для получения крахмала, муки амарантовой экструдированной и пищевых волокон. Результаты исследований некоторых авторов показали, что по содержанию таких незаменимых аминокислот, как тирозин, цистин, валин, гистидин, треонин, а также заменимых - глутамат, аспартат и серин белок амаранта очень близок к соевому белку. Отношение лейцина к лизину в протеине семян некоторых видов амаранта приближается к единице, т.е. белок амаранта соответствует по данному показателю идеальному протеину [4, 6]. В дальнейшем зерна амаранта могут использоваться как сырье для получения белковых продуктов с уникальным составом аминокислот.

Компонентный состав и физико-химические показатели амарантового масла. Масличность семян амаранта обоих видов одинакова и достигает 6,3-6,7 %, что в 1,5 раза больше, чем масличность семян риса, пшеницы. По внешнему виду масло - жидкость темно-оранжевого цвета, вкус специфический, без горечи. Анализируемые жирные масла характеризовались сходными физико-химическими показателями (табл. 2). По величине йодного числа они могут быть отнесены к группе полувысыхающих жирных масел. Установлен срок их годности по показателям кислотного, перекисного и йодного чисел - 1,5 года.
 

Таблица 2
Физико-химические показатели амарантового масла
Физико-химические показатели амарантового масла

Компонентный состав липидов различных видов амаранта, выращиваемых в разных странах, изучался многими исследователями [4, 5, 8]. Результаты исследований весьма различны. Установлено, что масличность, количественный и качественный жирнокислотный состав амарантового масла зависят от вида амаранта, климатических условий, способа и растворителя для экстракции. С использованием метода ГХ-МС нами идентифицировано 7 жирных кислот амарантового масла, полученного путем экстракции гексаном (табл. 3).

Как следует из данных табл. 3, компонентный состав жирных кислот амарантового масла из семян обоих видов отличался незначительно. Сумма НЖК составляла 24,58-24,84 % с доминированием пальмитиновой (20,34-20,68 %); ННЖК - 66,75-66,85 % с преобладанием линолевой (43,0-43,21 %) и олеиновой (22,57-22,39 %). В семенах содержится элаидиновая кислота - 1,07-1,15 %, которой нет в семенах других видов амаранта. Элаидиновая кислота является трансизомером олеиновой кислоты и очень редко встречается в природе.

Содержание таких жирных кислот, как линолевая, олеиновая и пальмитиновая в семенах амаранта красносемянного и белосемянного практически одинаково. Для использования в медицинских целях наиболее важны линолевая и линоленовая кислоты. Эти кислоты превращаются в организме в арахидоновую кислоту, участвующую под действием циклооксигеназы в образовании простогландинов и тромбоксанинов, а под действием липооксигеназы - лейкотриенов, улучшающих проницаемость сосудов, способствующих сокращению гладких мышц внутренних органов и проявляющих миотропное действие. Их содержание в гексановом экстракте играет большую роль при дальнейшем использовании семян амаранта как источника биологически активных жирных кислот.

Таблица 3
Компонентный состав амарантового масла
Компонентный состав амарантового масла

Кроме того, очень важно отметить, что в семенах амаранта содержится достаточно много сквалена: 6,73% в красносемянном и 6,37 % - в белосемянном. Сквален, принадлежащий к тритерпенам, является естественным компонентом человеческой кожи (до 12-14 %), благодаря чему он легко всасывается и проникает внутрь организма. Биологическая активность сквалена достаточно разнопланова. Сквален является производным витамина А и при синтезе холестерина превращается в его аналог - 7-дегидрохолестерин, который при солнечном свете становится витамином D, обеспечивая тем самым радиопротекторные свойства. Способность сквалена высвобождать кислород из воды позволяет считать его противоопухолевым фактором, способным повышать силы иммунной системы в несколько раз и обеспечивать тем самым устойчивость организма к различным заболеваниям [7].

Сквален впервые был получен из печени глубоководной акулы. Содержание сквалена в акульей печени относительно невысоко - не более 1,5 % [7], поэтому стоимость сквалена значительна. Результаты исследований показали, что выгоднее использовать семена амаранта для получения сквалена благодаря большей доступности сырьевой базы.

Заключение
В ходе исследований нами был изучен состав нутриентов зерна амаранта красносемянного и белосемянного, определены органолептические, физико-химические показатели, масличность и идентифицирован компонентный состав амарантового масла. Установлено, что семена исследованных видов амаранта содержит большое количество полисахаридов (в том числе крахмал и пищевые волокна) и значительное количество белков и липидов. В амарантовом масле содержится достаточное количество ненасыщенных жирных кислот и сквалена. Следовательно, семена амаранта могут рассматриваться как источник биологически активных веществ. Глубокое изучение биохимического состава семян амаранта различных видов и возможности их переработка с целью получения функциональных продуктов и биологически активных добавок к пище станут предметом дальнейших исследований.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Коноков П. Ф. Амарант - перспективная культура XXI века / П. Ф. Коноков, В. К. Гинс, М. С. Гинс. М.: Изд. центр «Академия», 1999. 109 с.
2. Чиркова Т. В. Амарант - культура XXI века / Т. В. Чиркова // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 10. С. 22-27.
3. Алексеева Е. И. Физико-химическая характеристика сортов амаранта и их генетическая дифференциация / Е. И. Алексеева // Тр. Белорус. гос. ун-та. Сер.: Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. 2010. Т. 5, № 2. С. 127-133.
4. Коренская И. М. Фармакогностическое изучение семян различных сортов амаранта печального (Amaranthus hypochondriacus L.): автореф. дис. ... канд. фарм. наук / И. М. Коренская. Пермь, 2012. 27 с.
5. Лобода А. В. Разработка технологии и рецептуры биологически активной добавки «Сквален- лецитин» на основе семян амаранта: автореф. дис. ... канд. техн. наук / А. В. Лобода. Краснодар, 2009. 24 с.
6. Шмалько Н. А. Белковые продукты из семян амаранта / Н. А. Шмалько, Ю. Ю. Комаров, И. А. Ча- лова // Фундаментальные исследования. 2008. № 10. С. 63-64.
7. Росляков Ю. Ф. Комплексная переработка семян амаранта с целью получения биологически активных добавок широкого спектра действия / Ю. Ф. Росляков, Г. И. Касьянов, Н. А. Шмалько // Успехи современного естествознания. 2004. № 9. С. 95-96.
8. Ayorinde F. O. Determination of fatty acid composition of Amaranthus species / F. O. Ayorinde, M. O. Ologunde, E. Y. Nana, B. N. Bernard, O. A. Afolabi, O. L. Oke, R. L. Shepard // Journal of the American Oil Chemistry Society. 1989. 66. P. 1812-1814.
9. Breen W. M. Food uses of amaranth grain / W. M. Breen // Cereal foods world. 1991. Vol. 36. P. 426-430.
10. Chavez-Jauregui R. N. Acceptability of snacks produced by the extrusion of amaranth and blends of chickpea and bovine lung / R. N. Chavez-Jauregui, R. A. Cardoso-Santiago // International Journal of Food Science and Technology. 2003. Vol. 38. P. 795-798.
11. Широков Е. П. Практикум по технологии хранения и переработки плодов и овощей / Е. П. Широков. М.: Агропромиздат, 1985. С. 35-47.
12. Артюнян Н. С. Лабораторный практикум по химии жиров / Н. С. Артюнян, Е. П. Корнев, Е. В. Мар- товщук. СПб.: ГИОРД, 2004. 264 с.
13. Vidal-Escales E. New methodology to follow the evolution of squalene by-products during model compound vulcanization studies / E. Vidal-Escales, S. Borros // Talanta. 2004. 62. Р. 539-547.

ВЕСТНИК АСТРАХАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2015. №1(59)

Категория: Сельское и приусадебное хозяйство | Добавил: x5443x (13.11.2015)
Просмотров: 651 | Теги: семена, БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, Амарант | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016