Анализ биологически активных веществ плодов Hippophae rhamnoides L.

Наряду с технологическим прогрессом в мировом сообществе наблюдается тенденция роста числа людей с неинфекционными или хроническими заболеваниями, среди которых наиболее распространенными являются диабет, сердечно-сосудистые, легочные и онкологические заболевания. Такие распространенные факторы окружающей среды, как загрязнение воздуха, воды, высокий уровень стрессовых факторов, физических нагрузок приводят к нарушению гомеостаза организма [1–2]. Рост осведомленности потребителей в вопросах питания стимулирует создание новых продуктов, которые привлекательны с точки зрения не только сенсорных аспектов, но и пищевой ценности и/или свойств, способствующих укреплению здоровья.

По данным Всемирной организации здравоохранения, приблизительно 74 % ежегодных смертей в мире вызваны неинфекционными заболеваниями, из которых сердечно-сосудистые заболевания как следствие избыточной массы тела составляют наибольший процент [3]. Проблемы возникновения таких заболеваний достаточно разнообразны: наследственные факторы, питание, образ жизни и т. д. Одним из современных и перспективных направлений в области нутрициологии является разработка продуктов для здорового питания: понижение калорийности, обогащение антиоксидантами, пищевыми волокнами и т. д.

Для создания многокомпонентных пищевых систем требуется поиск и анализ функциональных ингредиентов на основе природных сырьевых ресурсов, которые содержат уникальный комплекс биологически активных веществ (БАВ). Фитохимические вещества, в частности антиоксиданты, - это биологически активные соединения растительного происхождения, которые обеспечивают защиту здоровья человеческого организма благодаря своим свойствам.

Так, многие лекарственные растения и плодово-ягодное сырье являются отличным источником БАВ, которые традиционно используются в лечебных целях различных народов мира (традиционной, китайской медицине и т. д.). Данные природно-сырьевые ресурсы отличаются высоким содержанием биодоступных питательных веществ, таких как минеральные вещества, витамины, антиоксиданты и т. д., синергетическое действие которых характеризуется иммуностимулирующим, противовоспалительным и противомикробным влиянием [1–3].

В настоящее время рынок функциональных продуктов, оказывающих положительное влияние на здоровье человека, динамично развивается [4]. Хотя ассортимент функциональных продуктов питания и фитохимческих веществ постоянно расширяется, спрос на новые продукты постоянно увеличивается.

Облепиха крушиновидная ( Hippophae rhamnoides L.) содержит много ценных питательных и биологически активных веществ (рис. 1). На протяжении столетий она использовалась в народной медицине. Плоды, мякоть и масло семян облепихи широко используются в питании человека [5 – 7]. В фармакологической сети доступно облепиховое масло для наружного применения, которое обладает противомикробным и заживляющим действием.

Рисунок 1 – Вид плодов Hippophae rhamnoides L.

Современные исследования уже представлены рядом разработок в области изучения химического состава, фармакологической активности и использования различных частей Hip-pophae rhamnoides L. в пищевых технологиях. Анализ отечественных и зарубежных трудов свидетельствует о различном химическом составе, а следовательно, и уровне физиологической активности различных вегетативных частей Hippophae rhamnoides L.

Так, например, листья облепихи являются побочным продуктом выращивания облепихи и обычно относятся к отходам [8 – 10]. Однако не только ягоды облепихи, но и листья этого растения (как свежие, так и сушеные) были признаны ценным источником питательных веществ и биологически активных соединений. В настоящее время наблюдается интересная тенденция в технологиях пищевой промышленности, связанная с переработкой растительных побочных продуктов. Сюда входят, например, выжимки, оставшиеся после прессования сока и семян. Листья облепихи значительно снижают уровень окислительного стресса, отчасти из-за наличия проантоцианидинов [11 – 14].

Концепция рециклинга представляет собой важную, ориентированную на устойчивость, инновационную практику, способствующую сокращению отходов и эффективному использованию ресурсов. Жом плодов Hippophae rhamnoides L. является ценным сырьем не только из-за содержания в них биологически активных соединений и их антиоксидантных свойств, но и потому, что они могут служить источником белка [15].

Анализ современных отечественных и зарубежных литературных источников свидетельствует о перспективности использования плодов Hippophae rhamnoides L. в технологиях пищевых продуктов, однако анализ химического состава плодов, произрастающих на территории Амурской области, отличается профилем спектра нутриентов, что зависит в первую очередь от типа, вида почвенного слоя и природно-климатических условий произрастания анализируемых сырьевых ресурсов [3, 4, 6, 9, 12, 13].

Целью данного исследования являлся анализ химического состава плодов Hippophae rhamnoides L.

Материалы и методы исследования

Плоды Hippophae rhamnoides L. были собраны в Амурской области в 2021–2023 гг. в период полной зрелости ягод (в сентябре). Массовая доля сухих веществ определена методом высушивания до постоянной массы в вакуум-сушильном шкафу. Химический состав БАВ плодов Hippophae rhamnoides L. определяли методом ВЭЖХ на приборе Люмахром-350, основанный на разделении веществ в хроматографической колонке с последующим их детектированием в потоке подвижной фазы. Сырой протеин анализировали методом Кьельдаля при помощи полуавтоматической системы дистилляции K1305. Сырую клетчатку определяли с помощью анализатора волокон ANKOM220. Общее содержание фенолов определяли спектрофотометрическим путем окисления в щелочной среде реактивом Фолина - Чокальтеу [11].

Для установления среднестатистических значений полученных результатов эксперименты проведены в трех повторностиях с последующей обработкой при помощи t-критерия Стьюдента (p≤0,05) и обработкой полученных результатов в программе STATISTICA 10.0.

Результаты исследования и их обсуждение

Продукты из плодов Hippophae rhamnoides L. являются источником питательных веществ и БАВ, но конкретный сорт и год сбора урожая - это важные факторы, которые влияют на их химический состав.

Содержание основных питательных компонентов в анализируемом сырье представлено в таблице 1. Установлено, что химический состав плодов Hippophae rhamnoides L. варьировал в зависимости от природно-климатических условий, которые сопровождались в 2023 г. обильными осадками в период сбора, а в 2021 г., наоборот, сбор плодов происходил в засушливый период.

Таблица 1

Химический состав плодов Hippophae rhamnoides L. (X±m; p≤0,05)

Год сбора	Содержание сухих веществ, г / 100 мг	Содержание сырого протеина, г / 100 г сухих веществ	Содержание клетчатки, г / 100 г сухих веществ
2021	94,92±1,12	20,52±0,78	10,58±0,66
2022	95,29±1,32	16,03±0,64	10,42±0,58
2023	93,05±1,02	18,57±0,42	12,01±1,01

Согласно данным, представленным в таблице 1, плоды Hippophae rhamnoides L. считаются хорошим источником протеина, среднее содержание которого составило 18,37 г/100 мг. Основными компонентами сухого вещества в плодах Hippophae rhamnoides L. являются углеводы, выполняющие многочисленные важные функции в живых организмах. Моносахариды - основной источник энергии для метаболизма человека и животных, а полисахариды служат хранилищами энергии и структурными компонентами. Сырая клетчатка включала сумму волокнистых веществ (целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы и т. д.), устойчивых к ферментам пищеварительного тракта [5, 12].

Функциональность пищевых волокон варьирует в зависимости от химической и физической структуры. Физиологические функции различных пищевых волокон зависят от их физико-химических характеристик, одной из которых является растворимость.

Вещества, входящие в состав пищевых волокон, характеризуются лечебными свойствами, используемыми для снижения риска возникновения ожирения, диабета и склероза. Ожирение является всемирной эпидемией, представляющей собой серьезную проблему для общества, увеличивающей экономическое бремя для систем здравоохранения и являющейся пятой по значимости причиной смерти от сердечно-сосудистых заболеваний и рака в мире.

Следующим этапом работы было определение фракционного состава пищевых волокон кожуры плодов Hippophae rhamnoides L. (табл. 2).

Таблица 2 Фракционный состав пищевых волокон кожуры плодов Hippophae rhamnoides L.

(г / 100 г сухих веществ) (X±m; p≤0,05)

Год	Нейтральнодетергентная клетчатка	Кислотно-детергентная клетчатка	Кислотнодетергентный лигнин	Гемицеллюлоза	Целлюлоза
2021	31,15±1,12	21,02±1,42	5,99±0,86	10,72±0,96	14,73±0,88
2022	20,48±1,42	18,44±1,38	6,35±0,62	7,22±0,66	11,99±0,78
2023	20,98±1,18	14,05±1,04	4,97±0,48	7,45±0,62	8,65±0,42

Фракционный состав пищевых волокон кожуры плодов Hippophae rhamnoides L . характеризовался низким уровнем содержания кислотно-детергентного лигнина, среднее значение которого составляло примерно 5,77 г / 100 г, и гемицеллюлозы – 8,46 г / 100 г.

Белки состоят из 20 аминокислот. С точки зрения питания аминокислоты делятся на две группы - заменимые и незаменимые. Из 20 аминокислот человек может синтезировать только заменимые аминокислоты. Заменимые аминокислоты синтезируются организмом, но определяются как незаменимые в периоды стресса. Такие незаменимые аминокислоты, как гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин, не могут быть синтезированы клетками человека. Следующим этапом работы явилось исследование аминокислотного состава плодов Hippophae rhamnoides L. , результаты которого представлены в таблице 3.

Таблица 3

Аминокислотный состав плодов Hippophae rhamnoides L. (г /100 г белка) (X±m; p≤0,05)

Показатель	Год
	2021	2022	2023
Незаменимые аминокислоты
Лизин	5,18±0,12	4,01±0,32	5,07±0,42
Метионин	7,96±0,18	7,59±0,18	8,11±0,38
Цистин	1,19±0,66	0,98±0,06	1,25±0,08
Треонин	4,51±0,84	3,12±0,12	4,01±0,12
Изолейцин	3,65±0,14	2,79±0,32	3,15±0,42
Триптофан	0,25±0,08	0,41±0,10	0,39±0,08
Валин	4,41±0,87	3,70±0,68	4,09±0,22
Лейцин	7,21±0,62	4,85±0,44	6,21±0,40
Гистидин	1,99±0,23	1,21±0,12	1,89±0,28
Заменимые аминокислоты
Аспарагиновая кислота	10,61±0,86	6,22±0,86	8,44±0,68
Серин	4,09±0,23	2,93±0,22	3,55±0,23
Глютаминовая кислота	8,83±0,68	8,92±0,84	9,05±0,38
Пролин	4,82±0,44	3,19±0,42	4,04±0,42
Глицин	5,29±0,66	3,55±0,22	4,48±0,18
Аланин	2,85±0,11	2,94±0,68	3,07±
Аргинин	4,22±0,22	4,67±0,44	4,48±

Проведенные исследования показали, что содержание незаменимых аминокислот за анализируемый период в плодах Hippophae rhamnoides L. достаточно высокое.

Далее был изучен полифенольный профиль плодов Hippophae rhamnoides L. , результаты которого представлены в таблице 4.

Таблица 4

Полифенольный состав плодов Hippophae rhamnoides L.

Показатель	Время удержания, мин.	Содержание, %
Catechin‐ hexoside	3,34	0,04
Gallocatechine	3,43	0,09
Pedunculagin isomer	3,59	2,79
Catechin‐ gallocatechin	3,70	0,87
Pedunculagin isomer	3,95	0,05
Pedunculagin	4,01	2,12
(+) ‐ Catechine	4,05	0,34
Pterocarinin A	4,12	0,09
Pterocarinin A izomer	4,18	2,01
Pterocarinin A izomer	4,22	2,62
Casuarinin	4,32	8,42
Chebulagic acid	4,52	10,34
Stachyurin	4,67	0,69
HHDP‐ galloylglucoside Isostrictinin	4,77	0,32
Hippophaenin B	4,80	0,38
Hippophaenin C	4,92	0,15
Hippophaenin C	4,98	0,30
Procyanidin dimmer type B	5,03	0,51
Galloyl‐ bis‐ HHDP‐ glucose III	5,24	1,45
Tellimagrandin I. Monomeric	5,47	0,29
Ellagitannin	5,68	5,82
Ellagitannin	6.08	5,19
Ellagitannin	6.31	7,51
Ellagic acid rutinoside	6,38	0,94
Quercetin‐ 3‐ O‐ rutinoside	6,42	0,75
Ellagitannin	6,59	0,59
Myricetin dimethyl ether rutinoside	6.64	0,14
Kaempferol‐ hexoside‐ rhamnose	6,70	0,68
Isorhamnetin‐ dihexoside	6,90	1,15
Isorhamnetin‐ 3‐ O‐ rutinoside	7,03	0,09
Isorhamnetin‐ 3‐ O‐ galactoside	7,11	0,28
Isorhamnetin‐ 3‐ O‐ glucoside	7,31	0,51
Isorhamnetin‐ 3‐ O‐ Hexoside‐ 7‐ Orhamnoside	7,42	0,04
Isorhamnetin‐ 3‐ O‐ rutinoside isomer	7,55	0,02
Kaempferol‐ 3‐ O‐ rutinoside	7.75	0,19
Quercetin‐ glucoside‐ rhamnosiderhamnoside	7,88	0,22
Quercetin‐ hexoside‐ rhamnosiderhamnoside	9,90	0,02
Isorhamnetion‐ dihexoside‐ Hexoside	10,25	0,08
Isorhamnetion‐ dihexoside‐ Hexoside	10,74	0,11
Kaempferol‐ Hexoside‐ p‐ Coumaroil	10,88	0,06
ИТОГО		58,26

Проведенные исследования показали, что плоды Hippophae rhamnoides L. богаты полифенолами, в основном из группы танинов и их производных: гидролизуемых танинов или эл-лаготанинов. Танины – это нефлавоноидные соединения, которые являются вторичными метаболитами растений и известны своим горьким вкусом. Хотя известно, что танины оказывают токсическое действие, они все же обладают множеством полезных для здоровья свойств, что обусловливает их большой интерес в исследовательских областях. Танины, особенно галлоильные, обладают антимикробной активностью. Они могут либо связываться с белками на стенке бактериальной клетки, взаимодействовать с бактериальными ферментами или напрямую повреждать внешнюю стенку и бактериальную мембрану. Более того, танины обладают антиоксидантными свойствами. Исследователи обнаружили, что они могут иметь лучшие антиоксидантные свойства, чем мономерные полифенолы [5, 12, 16].

Время удерживания, мин

Рисунок 2 – Хроматограмма БАВ, извлеченных из плодов Hippophae rhamnoides L.

Заключение

Таким образом, проведенные исследования показали, что плоды Hippophae rhamnoides L. являются перспективным ценным ресурсом для использования в качестве функционального ингредиента в рецептурах пищевых систем. Более того, плоды Hippophae rhamnoides L . – ценный компонент высококачественного белка с благоприятным составом незаменимых аминокислот.