Урожайність традиційних культур і спіруліни

Добова потреба в ПНЖК для дорослих повинна становити мінімум 1% загальної кількості калорій. 10 г спіруліни забезпечують 8…14 % добової потреби людини у ПНЖК. Вони є попередниками простагландинів, основних гормонів, що регулюють в організмі обмін речовин, зокрема кров'яний тиск і синтез холестерину. Це дає можливість застосовувати водорість як профілактичний засіб для осіб, що страждають коронарними хворобами, атеросклерозом і зайвою вагою.

ПНЖК інгібують процес канцерогенезу, впливають на структурно-функціональний стан клітинних мембран при хронічній нирковій недостатності, справляють гепатопротекторний ефект. Особливо багато в біомасі спіруліни лінолевої (11 000…14 000 мг/кг) і g-ліноленової кислот (9 000…12 000 мг/кг). У природі відомо дуже небагато джерел з подібним вмістом гамма-ліноленової кислоти. Це – материнське молоко, насіння смородини й огірочника (бораго), олія енотери.

Біомаса спіруліни є також цінним джерелом b-каротину (1700 мг/кг), вітамінів групи В (В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, і особливо В₁₂) і вітаміну Е, що дозволяє розглядати її як ефективний засіб боротьби з авітамінозом, у тому числі у тваринництві (табл. 3). Спіруліна містить удесятеро більше каротиноїдів, ніж морква, і лише 1 г спіруліни задовольняє добову потребу людини в цьому вітаміні, причому не у вигляді синтезованого в штучних умовах препарату, а в натуральній, звичній для організму засвоюваній формі. Використання спіруліни сприяє збільшенню концентрації лактобацил у кишечнику й абсорбції вітамінів групи В.

Суха біомаса спіруліни має антимікробні й антиоксидантні властивості, завдяки чому може сприяти збільшенню терміну зберігання продуктів і нейтралізації вільних радикалів, що попереджає захворювання на рак і передчасне старіння. Зі вмістом у біомасі спіруліни синього пігменту – фікоціаніну пов'язані надії на застосування її як профілактичного й лікувального протипухлинного засобу.

Спіруліна багата на залізом, яке добре абсорбується організмом людини й тварин. Це визначається дією фікоціаніну, що утворює добре засвоюваний комплекс із залізом. Крім того, в спіруліні калію, кальцію, магнію й фосфору більше, ніж в інших харчових джерелах, значна кількість інших мікроелементів (Мn, Сu, Mo, Co, Ni, Zn, В). В 10 г спіруліни міститься 10 % добової потреби людини в кальції й магнії, 16 % – у марганці, 17 % – у хромі й трохи менше – цинку, міді, селену і германію.

Таблиця 7.2

Вміст амінокислот у спіруліні

Таблиця 7.3

Вміст вітамінів у спіруліні

Спіруліна містить сульфоліпіди, які, як показали дослідження, перешкоджають адсорбції вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ).

Сьогодні розроблено способи виробництва біомаси спіруліни в штучних умовах. Співробітники лабораторії поновлюваних джерел енергії МДУ ім. М.В.Ломоносова протягом декількох років проводять роботи, у результаті яких створено, апробовано й впроваджено в практику біотехнологію промислового виробництва мікроводорості спіруліни платенсіс у тепличних комплексах, що дало можливість вирощувати такого роду культуру в кліматичних умовах Росії.

На виробництво й реалізацію даної продукції з метою оздоровлення населення отримано гігієнічний сертифікат, затверджено технічні умови на її виробництво. Разом з Інститутом харчування РАМН налагоджено випуск натуральних біологічно активних добавок – препаратів «Сплат», «Гіасплат», «Сплатінат», які досить широко реалізуються в Україні.

Розроблена авторами харчова добавка «Гіасплат» містить у своєму складі гіалуронову кислоту, присутність якої надає композиції дієтологічних, імуностимулюючих і ранозагоювальних властивостей.

Фенотипові особливості спіруліни дозволяють одержувати швидкі відповідні реакції на зміни біотичних і абіотичних чинників при її культивуванні, впливати на склад мікроводорості та її продуктивність. Такі властивості можуть бути використані для спрямованого біосинтезу вуглеводів, білків, ліпідів, вітамінів, рослинних пігментів та інших біологічно активних складових. Так, змінюючи склад поживного середовища, а також інші умови культивування, можна змінювати кількість білку в мікроводорості в межах 30…70 %.

Встановлено, що спіруліна відрізняється здатністю концентрувати неорганічний йод з культурального середовища й потім синтезувати фізіологічно активні сполуки йоду, що мають гормональний ефект. Це дозволяє використовувати її для виробництва гормональних сполук, для біостимуляції інших біологічно активних препаратів.

В умовах відчутного дефіциту йоду в харчових продуктах і кормах, виробництво харчових БАД, збагачених цим елементом, є надзвичайно важливим. Добова потреба в йоді становить 100 мкг (дітям) або 200 мкг (дорослим). Для підвищення ефективності застосування спіруліни як харчової біодобавки за рахунок збільшення вмісту йодовмісних гормональних сполук у біомасі, розроблено спосіб одержання йодованої спіруліни. Сутність його полягає в культивуванні водорості на мінеральному середовищі, до якого додані як джерело йоду і неорганічні, й органічні його сполуки.

Найбільш актуальним варто вважати одержання біологічно активних добавок, які містять мікроелементи в органічній формі. Це підвищує їхню біодоступність і ефективність. Біотехнологічні прийоми дають можливість створювати біологічно й фармакологічно активні компоненти спрямованим включенням мікроелементів у біологічний об'єкт. На сьогодні вивчено можливість використання мікроводоростей для одержання хромовмісних і селеновмісних органічних сполук.

Більш ніж у 80 % населення нашої країни забезпеченість селеном нижча від оптимального рівня. У природних умовах селен надходить у живий організм головним чином у вигляді амінокислот селенометіоніну й селеноцистеїну, а також у формі селеніту натрію. Значущість мікроелементу селену для організму людини й тварин згідно сучасним уявленням, багато в чому визначається його антиоксидантною і імунорегуляторною дією. Він запобігає утворенню хімічно активних «агресивних» часток кисню, має антиоксидантну дію, подібну до дії вітамінів Е, С. З дефіцитом селену в організмі пов'язують виникнення серцево-судинних, онкологічних, астматичних, гастроентерологічних захворювань, передчасне старіння.

Хром підсилює дію інсуліну у всіх метаболічних процесах, у яких бере участь цей гормон, підвищує проникнення глюкози в клітину, впливає на зміну вмісту цукрів. Недостатність забезпечення організму хромом виражається в істотному підвищенні ризику розвитку атеросклерозу, цукрового діабету, ішемічної хвороби серця, розвитку ожиріння, головних болів, стомлюваності.

Розроблено технологію одержання хромо- і селеновмісних препаратів спіруліни, у результаті чого створено біокомплекс природного носія – спіруліни та вбудованого в його структуру есенціального мікроелементу (хрому або селену). З позицій оцінки безпечного використання в харчуванні допустима межа надходження для неорганічної форми селену значно нижча, ніж для органічної.

Є всі підстави рекомендувати для широкого використання в харчуванні й кормовиробництві біодобавки, які містять селен в органічній формі. Відповідно до рекомендацій медиків, добова доза селену, що надходить до організму людини в складі харчових БАД, повинна становити 10…50 % від добової потреби в цьому елементі, якщо йдеться про профілактичне харчування.

В 70…80-х роках минулого століття спіруліну активно вивчали з точки зору безпеки. Незалежні дослідження, проведені у Франції, Японії й Мексиці, показали відсутність небажаних результатів і побічних ефектів при споживанні спіруліни людиною. Було показано також, що спіруліна не виявляє токсичного ефекту навіть у тих випадках, коли вона становить значну частину від загальної кількості споживаного білку.

Спіруліну доцільно широко використовувати у харчовій промисловості для збагачення традиційних харчових продуктів при виробництві паст, печива, напоїв і легких закусок тощо, а також у косметиці.

Рослинні екстракти зі спіруліни застосовують для поліпшення смаку м'ясних продуктів та їх збагачення протеїнами. Цим, зокрема, займалися італійські харчові компанії, які виділили 35 млн. дол. для будівництва чотирьох заводів з виробництва спіруліни в Марокко, Сенегалі й Тунісі.

Ученими Французького інституту нафти встановлено легку засвоюваність спіруліни тваринами й людиною й відсутність будь-якої її токсичності. Проводили тестування прийнятності різних кулінарних продуктів на базі спіруліни – супів, омлетів, десертів. Було доведено, що томати й шоколад є саме тими продуктами, що гармонують зі спіруліною. Дослідження різних способів дезодорації сухої біомаси спіруліни з метою уникнення специфічного водоростевого запаху довели, що найкращий результат дає дезодорація з застосуванням спирту. Отриманий гідролізат не має ні запаху, ні смаку водоростей.

У Європі спіруліну продають не лише як харчову добавку, а й як косметичний засіб. У Швеції її додають у хліб; у Великобританії, Швейцарії й Франції вводять у фруктові й горіхові солодкі плитки, роблять кукурудзяні пластівці й готові сніданки з добавками спіруліни, рослинні паштети зі спіруліною, а також виготовляють спірулінову пасту й навіть спіруліновий кус-кус (африканська страва із крупи, баранини й овочів).

У Мексиці спіруліна дуже популярна у вигляді коржиків і печива. В Японії роблять коржі, порошок, напої, чіпси й крекери зі спіруліною. Вона надзвичайно популярна також у Кореї, Тайвані, Гонконзі, Сінгапурі. Спіруліну додають у печиво й солодку локшину, яку в Індії називають «Spirul-Om». Розпочато розвиток ринку цього продукту в Південній Африці.

Уже зазначали, що спіруліна може містити пігменту фікоціаніну до 15…20 % від своєї ваги. Фікоціанін – рідкісний натуральний барвник блакитного кольору, використовується у харчовій і косметичній промисловості. Так, у Японії фірма Daimppon Ink & Chemicals розробила виробництво блакитного харчового барвника Lina-Blue на основі фікоціаніну зі спіруліни, яким забарвлюють жувальні гумки, морозиво, льодяники, напої, молочні продукти й приправи.

Спіруліна є також прекрасним джерелом хлорофілу – зеленого харчового барвника. В Європі харчові барвники зі спіруліни вже надійшли в продаж.

Уся ця інформація свідчить про доцільність і високу ефективність використання спіруліни, як і інших водоростей, для збагачення традиційних харчових продуктів із метою розширення спектру продукції оздоровчої дії.

Для правильного вибору функціонального збагачувача при отриманні продукції певного призначення (наприклад, із підвищеним вмістом кальцію) доцільно виходити з хімічного складу різних видів водоростей, наведеного у таблиці 7.4, звідки видно, що найбільшим вмістом кальцію вирізняється зостера.

Таблиця 7. 4

Порівняльний хімічний склад водоростей (на 100г продукту)

В останні роки українськими вченими розроблено низку продуктів з використанням цистозіри, хоча їх асортимент є обмеженим і далеко не відповідає потребам у таких продуктах. Відомі технології борошняних формованих виробів із добавками еламіну та цистозіри (проф. Г.В.Дейниченко, Харків); сухий порошок цистозіри використовують у складі м’ясних фаршевих виробів (доц. С.М.Пересічна, Київ). Розроблено технології кондитерських виробів з використанням цистозіри (професори М.І.Пересічний, М.Ф.Кравченко, Київ). Відома технологія виробництва хліба з додаванням водоростей (професори В.І.Дробот, В.Н.Корзун, Київ). Значний інтерес являє нова технологія отримання молочно-білкових фаршів з водоростевими добавками (доц. Д.П.Крамаренко, Луганськ). Добавки цистозіри за цими технологіями складають 1…5% до маси готового продукту.

Разом із тим, масове виробництво таких продуктів практично не налагоджено, і роботи у даному напрямі необхідно продовжувати й розширювати.

Для прикладу практичної реалізації виробництва харчового продукту з цистозірою наведено технологічну схему отримання молочно-білкового фаршу на основі молочно-білкового концентрату зі сколотин, запропоновану Д.Крамаренком (Луганськ).

Рис. 7.1. Технологічна схема виробництва молочно-білкового фаршу “Пікантний”

ВИСНОВКИ

1. Важливою проблемою сьогодення в усьому світі є проблема йододефіциту. В Україні вона поглиблена наслідками Чорнобильської катастрофи, що спричинила значне зростання радіонуклідного забруднення і широке розповсюдження хвороб щитоподібної залози.

2. Істотним джерелом органічного легкозасвоюваного йоду є бурі морські водорості та спіруліна. Тому важливим завданням науковців і практиків стає розроблення та виробництво широкого спектру харчових продуктів оздоровчої дії з використанням різноманітних водоростей.

3. Нові види харчових продуктів із водоростями дозволяють, з одного боку, нормалізувати надходження в організм людини вітамінів, мінеральних елементів, у тому числі йоду, а з іншого – сприяють виведенню важких металів, пестицидів, радіонуклідів, надаючи харчовим продуктам радіопротекторних та дезінтоксикаційних властивостей.

4. Нові харчові продукти з водоростями можуть стати важливим фізіологічним джерелом йоду, селену, хрому та інших мікроелементів і за умови різноманітного збалансованого раціону на 50…80% задовольняти потребу організму людини в основних мікроелементах.

5. Створення продуктів функціонального призначення з водоростями та їх споживання забезпечують організм людини достатньою кількістю необхідних біологічно активних речовин у найбільш сприятливих для засвоєння формах без накопичення шкідливого надлишку.

6. Для виробництва йодовмісних та селеновмісних харчових продуктів доцільно створювати нові композиції на основі волокнистих матеріалів, які одержують із вторинних продуктів перероблення рослинної сировини – зерна, плодів, овочів, насичуючи їх добавками з водоростей.

7. Актуальним вбачається також розроблення продуктів із водоростями на основі молочно-білкової сировини, оскільки молочний білок сприяє засвоєнню більшості мікроелементів організмом людини.

8. Незважаючи на появу харчових продуктів із водоростями, їхній асортимент на сьогодні дуже незначний і задовольняє потребу населення України в таких продуктах менш ніж на 1%. Тому необхідно продовжувати роботу з розширення асортименту продукції функціонального призначення з використанням водоростей.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ТЕМИ 7

1. Харчова та біологічна цінність морських водоростей.

2. Специфічні властивості морських водоростей та їх лікувальний вплив.

3. Прикладне значення альгінової кислоти та її похідних. Застосування альгінат них матеріалів у медицині.

4. Сорбційна дія альгінової кислоти та альгінатів.

5. Біохімічна характеристика чорноморської бурої водорості – цистозіри.

6. Найважливіші біологічно активні речовини цистозіри та їх роль у функціонуванні організму людини.

7. Характеристика мікро елементного складу цистозіри.

8. Цистозіра як джерело органічного йоду, що легко засвоюється організмом людини.

9. Основні функціональні властивості цистозіри як визначальний чинник отримання широкого спектру оздоровчих продуктів.

10. Загальна характеристика фізико-хімічних властивостей спіруліни. Особливості її культивування та врожайність.

11. Біохімічний склад спіруліни та його вплив на стан здоров’я людини.

12. Якісний і кількісний склад вітамінів спіруліни і задоволення добової потреби людини в них.

13. Використання спіруліни для виробництва гормональних сполук і, передусім, гормонів щитовидної залози.

14. Використання спіруліни для виробництва хромовмісних і селеновмісних органічних сполук та їхній вплив на живий організм.

15. Доцільність і широта спектру використання спіруліни для збагачення харчових продуктів.

16. Порівняльний хімічний склад різних видів водоростей.

17. Асортимент харчових продуктів з водоростями в Україні.

18. Принципова технологічна схема виробництва продуктів на молочній основі з цистозірою.

Рекомендована література

1. Деревянко Л.П. Эламин: йодирующая радиозащитная добавка из морской капусты. – К.: НЦРМ АМН Украины, 1999. – 29 с.

2. Пересічний М.І., Корзун В.Н., Кравченко М.Ф., Григоренко О.М. Харчування людини і сучасне довкілля: теорія і практика. – К.: КНТЕУ, 2003. – 526 с.

3. Водоросли. Справочник / АН УССР, Ин-т ботаники им. М.Холодного. – К.: Урожай, 1989. – 358 с.

4. Дейниченко Г.В. та ін. Вплив добавок морських водоростей на процес сушіння борошняних формованих виробів // Прогресивні рес. технол. та їх економ. обґрунтування. Зб. наук. праць. – Харків: ХДАТОХ, 2002. – Ч. 1. – С. 113-116.

5. Пересічна С.М., Михайловський В.С. Вітамінний склад фаршевих м’ясних виробів із використанням рослинної сировини // Ресторанне господарство і туристична індустрія: Зб. наук. праць. – К.: КНТЕУ, 2003. – С. 41-47.

6. Дробот В.І., Ситник І.П., Корзун В.Н. Хліб з додаванням водоростей // Зерно і хліб. – 2000. – №4. – С. 24-25.

7. Пересічний М.І. Наукове обґрунтування та розробка технологій продуктів громадського харчування радіозахисної дії: дис. … докт. техн. наук: 05.18.16. – К.: КНТЕУ, 1999. – 334 с.