Аннотация

Работа выполнена с целью оценки содержания биологически активных веществ в травянистых и ягодных растениях байкальского региона. Объектами исследования служили красные и черные листья бадана толстолистного и вторичные продукты переработки дикорастущей облепихи крушиновидной: семена и листья. Получены данные о содержании в изучаемых объектах фенольных соединений, витаминов, которые подтверждают их перспективность в качестве источников пищевого сырья, обладающего антиоксидантными свойствами.

Ключевые слова

Химический состав, листья бадана толстолистного, листья и семена облепихи крушиновидной

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, в условиях адаптации к рыночной экономике, на первое место выходят проблемы рационального использования сырьевых ресурсов. Поэтому проведение научных исследований, направленных на развитие отечественного агропромышленного комплекса, является важнейшим фактором реализации концепции государственной политики в области рационального природопользования. Постоянно возрастающие потребности общества в биологически активных веществах, в том числе антиоксидантного характера, широко используемых в различных отраслях пищевой промышленности, обуславливают поиск перспективных источников их получения, к которым относится ежегодно возобновляемое растительное сырье. Поэтому целью работы явилась оценка новых перспективных растительных источников биологически активных веществ как пищевых компонентов, обладающих антиоксидантными свойствами. Количество биологически активных веществ даже в одном и том же виде растительного сырья зависит от многих факторов: генетических особенностей, климатических, гидрогеологических условий, места произрастания, возраста, фазы вегетации и др. Объектами нашего исследования были выбраны черные и красные листья дикорастущего травянистого растения камнеломковых - бадана толстолистного (Bergenia Crassifolia(L) Fritsch) - в свежем и сушеном виде и вторичное сырье переработки дикорастущей облепихи крушиновидной Hippophae rhamnoides L. -семена и листья. Бадан толстолистный растет повсеместно в прибрежной зоне Байкала на затемненных, влажных склонах, в сосновых, кедрово-пихтовых, березово-сосновых горных лесах, поселяется на сухих солнечных склонах, нормально переносит суровые условия каменистых берегов горных рек. Достаточная обеспеченность сырьевыми запасами бадана в республике Бурятия не вызывает сомнения. Общая площадь бадановых зарослей на территории Бурятии занимает 600 тыс. га при средней урожайности сырых листьев 2,5 кг на кв.м, а корневищ - 2,1 кг/м2 [1]. Бадан толстолистный относится к многолетним травянистым растениям. Особый интерес представляет его наземная часть. Благодаря своеобразному циклу развития на этом растении одновременно находятся зеленые листья (первого и второго года), красные (третьего и четвертого года) и черные (четвертого и пятого года). Черные листья, по-существу, представляют отмершее ферментированное сырье. Их сбор можно начинать весной, сразу после таяния снега. Красные листья бадана ферментируются глубокой осенью, их заготовка в этот срок не причинит вреда растению. Количество биологически активных веществ в листьях бадана на разных фазах вегетации неодинаково, но их качественный состав сходен и представлен разными группами фенольных соединений, водорастворимыми и жирорастворимыми витаминами, минеральными веществами. Благодаря наличию широкого спектра химических соединений бадан толстолистный с давних пор использовался в качестве лекарственного растения в народной тибетской и монгольской медицине. Противовоспалительные, мощные антимикробные, мочегонные, адаптогенные и др. свойства бадана лежат в основе лечения разных заболеваний. При оценке иммунокорригирующих свойств черных листьев бадана толстолистного установлено их благотворное влияние на все звенья иммунной защиты [2]. Бадан относится к растениям, накапливающим дубильные вещества в значительных количествах. В фенольный комплекс входят полимерные и мономерные соединения, соответственно флавоноиды и простые фенолы: гидрохинон и его гликозид арбутин [3]. Из числа реакций, в которых участвуют фенольные соединения, наибольший интерес и практическую ценность представляют реакции окисления, обуславливающие антиоксидантные свойства фенолов. Главным действующим началом, обеспечивающим фенольным антиоксидантам способность тормозить радикальные процессы окисления, являются ароматическое ядро и карбонильные и гидроксильные функциональные группы. Антиоксидантные свойства фенольных соединений и витаминов бадана могут быть использованы не только при создании лекарственных препаратов, но и в пищевой промышленности для замедления окислительных процессов, происходящих в сырье и готовых продуктах на разных стадиях технологического процесса при хранении. В связи с этим мы изучали общий химический состав, содержание фенольных соединений и витаминов. Данные представлены в табл. 1- 4. Таблица 1 Общий химический состав ПоказателиСодержание, % Черные листьяКрасные листья Влага Белок Редуцирующие сахара Сырая клетчатка Пектиновые вещества Органические кислоты, в пересчете на яблочную9,71±0,20 3,97±0,01 9,66±0,02 13,75±0,07 2,16±0,06 1,867±0,0566,34±1,87 2,89±0,03 9,23±0,11 18,16±0,02 1,46±0,05 Таблица 2 Фенольные соединения (% на абсолютно сухое вещество) ПоказателиЧерные листьяКрасные листья (осенний сбор) Галлотаннины Простые фенолы Сумма флавоноидов16,88±0,24 8,24±0,03 2,18±0,0425,60±0,10 17,88±0,21 2,55±0,03 Из данных табл. 1 следует, что черные листья бадана практически не требуют досушивания, тогда как красные листья достаточно влажны, поэтому для их длительного хранения важно выбрать способ консервирования, приводящий к наименьшим потерям в нем биологически активных веществ. Традиционно свежее листовое сырье сушат воздушно-теневым способом (ВТС), не требующим специального оборудования и энергозатрат. Однако этот способ требует много времени и больших площадей. Что касается потерь биологически активных веществ при ВТС, то в нашем случае они составили: у флавоноидов - 13,4%, арбутина - 9,8%, рибофлавина - 17,3%. Достоверное снижение содержания дубильных веществ не установлено. Альтернативными способами обезвоживания растительного сырья служит ИК-сушка и СВЧ-сушка. Эти способы предусматривают более высокие температуры, продолжительность сушки резко уменьшается. Длительность ИК-сушки листьев бадана составляла 1,5 часа при температуре 50ºС; СВЧ-сушку проводили при мощности 300W в течение 20 минут. Результаты эксперимента показали, что к повышению температуры сушки наименее устойчивы флавоноиды, сумма которых при ИК-сушке уменьшилась на 4,3%, при СВЧ-сушке - на 10,4% против ВТС. Содержание арбутина при ИК-сушке было выше на 2,3%, а при СВЧ-обработке - на 9,6% выше, чем при ВТС. На содержание дубильных веществ способ сушки не оказал существенного влияния. Таким образом, выбор способа сушки зависит от того, какой биологически активный компонент нужно сохранить в большей степени для его дальнейшего использования. Анализ результатов табл. 2-4 по содержанию биологически активных веществ показывает, что фенольные соединения в черных листьях бадана подвергаются значительной ферментации, уменьшаясь в среднем в 2 раза против красных листьев, хлорофиллы полностью разрушаются, но идет накопление водорастворимого рибофлавина. Красные листья богаче жирорастворимыми витаминами, особенно токоферолами. Однако содержание токоферолов в черных листьях все же в 30 раз превышает таковое в листовых культурах - укропе, петрушке, сельдерее. Таблица 3 Содержание витаминов в листьях бадана в мг/100 г ВитаминыЧерные листьяКрасные листья Аскорбиновая кислота Тиамин Рибофлавин Каротиноиды β-каротин Витамин К Витамин Е Сумма хлорофиллов76,5±0,03 0,0837,82±0,06 0,262±0,01 33,4±0,01 4,19±0,02 1,60±0,02 0,35±0,03 -- - 0,0327,82±0,006 - 7,82±0,06 2,82±0,13 47,90±1,75 45,33±0,10 По содержанию витамина С черные листья бадана превосходят многие овощные культуры, традиционно используемые в рационах питания, такие как лук зеленый, петрушка (30-35 мг%), сельдерей, салат (8 мг %) и многие другие. Кроме этого, листья бадана богаче аскорбиновой кислотой, чем некоторые травянистые дикоросы, такие как чабер летний, одуванчик лекарственный, шпинат, подорожник большой, женьшень, трава пастушьей сумки и другие. В черных листьях бадана содержание рибофлавина выше, чем во многих дикорастущих, съедобных травах, где количество витамина В2 колеблется в достаточно широком диапазоне - от 0,06-0,08 мг% в борщевике и более чем 0,1 мг% в колокольчике, дуднике, щавеле, кинзе, крапиве и других. Нужно отметить, что содержание рибофлавина в наиболее употребляемых овощах и фруктах составляет 0,01-0,06 мг%. Содержание витамина В1 согласуется с имеющимися немногочисленными данными, в которых отмечается, что среднее содержание тиамина в дикоросах составляет 0,12 мг на 100 г сырой массы. Перспективными растительным сырьем является также дикорастущая облепиха крушиновидная, естественные заросли которой в Бурятии занимают массивы в низовьях реки Темник с ее притоками, вдоль реки Джида, в Тункинской долине. Естественно, дикорастущая облепиха по своей продуктивности уступает селекционным сортам, но все же она является генетическим фондом культуры, сохраняющей и накапливающей признаки, наиболее адаптированные к климатическим изменениям среды обитания. Ягоды облепихи известны как поливитаминное и масличное сырье, но в зависимости от способа их переработки получаемые продукты будут иметь свой химический состав. В этом плане хорошо изучен состав масла, сока, шрота, но ресурсосберегающие технологии предусматривают рациональное использование всей био-массы облепихи, в том числе ее семян и древесной зелени. В настоящее время при традиционной технологии переработки облепихового сырья семена используются в составе шрота или в качестве посевного материала. Анализ литературных данных показал, что подробный химический состав семян не был изучен, хотя издавна ценилось в Китае так называемое «белое масло», получаемое из семян облепихи в качестве лечебного и профилактического средства. В эксперименте исследован химический состав семян облепихи Селенгинского экотипа. Состав семян облепихи представлен в табл. 5. Семена облепихи характеризуются высоким содержанием жиров. Ввиду их значительного количества и лечебной значимости интерес представляло исследование фракционного и жирнокислотного состава. Таблица 4 Состав семян облепихи ПоказателиСодержание Жиры, % Белки, % Углеводы, % клетчатка пектин крахмал моно- и дисахара, в т.ч. редуцирующие Флавоноиды, % Токоферол, мг/100г Каротиноиды, мг/100г Аскорбиновая кислота, мг/100г Тиамин, мг/100г Рибофлавин, мг/100г15,45±0,75 25,06±1,14 23,11±1,12 14,21±0,58 3,46±0,15 2,71±0,11 2,29±0,10 1,54±0,06 50,01±2,13 4,25±0,22 6,51±0,32 1,02±0,07 0,25±0,01 В системе петролейный эфир : этиловый эфир : уксусная кислота в соотношении 90:10:1 было установлено, что неполярные липиды в облепиховом семени представлены моноацилглицеринами и диацилглицеринами на 24 и 18 % соответственно, на долю триацилглицеринов приходится порядка 58%. Данные исследования жироподобных веществ семян облепихи по фракциям в системе хлороформ : метанол : аммиак (65:25:4) показали преобладание фракции фосфолипидов, наличие сфинголипидов и цероброзидов. Присутствие сфингомиелинов и цереброризидов, которые играют значительную роль в реализации важнейших функций клеток, усиливает биологическую значимость липидов семян облепихи. Жирнокислотный состав семян облепихи представлен в табл. 5. Значительное количество липидов обуславливает наличие жирорастворимых биологически активных веществ, в том числе токоферолов, проявляющих антиокислительные свойства. По содержанию тиамина и рибофлавина семена облепихи на порядок превосходят многие виды растительного сырья. Таким образом, состав семян облепихи характеризует их как сырье с высоким содержанием таких биологически активных веществ, как флавоноиды, токоферолы, тиамин и рибофлавин. В эксперименте исследован состав древесной зелени биомассы облепихи, состоящей из листьев и неодревесневших побегов. Химический и витаминный состав листьев облепихи представлен в табл. 6. Таблица 5 Жирнокислотный состав липидов семян облепихи Жирные кислотыМассовая доля в жире, % Сумма насыщенных кислот, в т.ч. Миристиновая С14:0 Пальмитиновая С16:0 Стеариновая С18:0 Арахиновая С20:0 Сумма мононенасыщенных кислот, в т.ч. Миристолеиновая С14:1 Пальмитолеиновая С16:1 Олеиновая С18:1 Гадолеиновая С20:1 Сумма полиненасыщенных кислот, в т.ч. Линолевая С18:2 Линоленовая С18:3 Арахидоновая С20:421,04 2,11 10,26 8,26 0,33 22,21 0,14 4,78 12,87 1,01 52,90 28,99 21,78 1,62 В листьях облепихи усвояемые углеводы составляют порядка 50% всех углеводов. Причем установлено, что дисахара представлены сахарозой в количестве 2,55% и редуцирующими сахарами - 4,95%. Кроме того, содержание пищевых волокон составляет 9,26%, из которых 3% приходится на долю протопектина. Таблица 6 Состав листьев облепихи ПоказательСодержание , % Белки Зола Моно- и дисахара Клетчатка Сумма флавоноидов Дубильные вещества Аскорбиновая кислота Тиамин Рибофлавин Каротиноиды, в.т.ч. β-каротин Хлорофилл1,40±0,067 5,96±0,21 9,50±0,13 9,07±0,35 2,45±0,07 13,27±0,71 97,52±3,10 мг% 0,034±0,001 мг% 0,029±0,001 мг% 8,83±3,18 мг% 4,11±0,18 мг% 23,45±1,14 мг% В листьях облепихи значительное количество аскорбиновой кислоты, а по содержанию флавоноидов они сопоставимы с листьями бадана. Побеги уступают по содержанию витаминов листьям, за исключением β-каротина, но является наряду с листьями источниками макро- и микроэлементов. В эксперименте доказано, что данное сырье не токсично и не аллергенно. Содержание тяжелых металлов в древесной зелени облепихи не превышает санитарных норм, предъявляемых к растительному сырью. Поэтому древесная зелень облепихи может быть вовлечена в сферу промышленного производства. Таким образом, все изученные виды растительного сырья содержат как водорастворимые, так и липофильные химические соединения, обладающие антиоксидантными свойствами. Однако для использования их в разных областях пищевой промышленности нужно учитывать некоторые особенности химического состава. Так, в семенах облепихи много клетчатки, в красных листьях бадана много дубильных веществ, обладающих горьким вкусом, поэтому требуются технологические способы коррекции химического состава указанного сырья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лубсандоржиева П.Б. Серия: Лекарственные растения тибетской медицины. Бадан толстолистный. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2002. - 90с.
2. Седунова Е.Г. Возможность использования черных листьев бадана толстолистного в качестве природного иммуномодулятора / Лебедева С.Н., Жамсаранова С.Д. Новые научные технологии в Дальневосточном регионе. - Благовещенск, 1999. - с.51-52.
3. Федосеева А.М. Выделение некоторых фенольных соединений и идентификация арбутина из листьев бадана // Химия растительного сырья. - 2003. - № 2. - С. 110-111.