Биохимический состав семян и зеленой массы чиа (Salvia hispanica L.) в условиях южной лесостепи Западной Сибири

На волне импортозамещения в аграрной сфере люди все чаще вспоминают о малораспространенных или забытых культурах. Среди них – шалфей испанский (чиа). Вместе с тем интенсивно увеличивается спрос на зож-продукты, функциональные, органического происхождения и другие из линейки правильного питания в условиях общей обеспокоенности населения своим здоровьем, связанной с пандемией COVID-19. Ряд источников массовой информации позиционируют семена чиа как «суперфуд», продукт питания нового поколения.

На данный момент культура шалфей испанский (чиа) набирает популярность в странах Европы и во всем мире, т.к. представляет собой важный биологический ресурс, используемый в разных отраслях промышленности [1]. В 2009 г. Евросоюз признал его семена новым пищевым ингредиентом [2]. Проведенные научные исследования подтверждают положительный эффект от употребления семян в пищу при лечении некоторых заболеваний. Таким образом, семена чиа представляют собой достойный продукт питания, который целесообразно использовать как часть ежедневного рациона.

Родиной шалфея испанского считается Центральная и Южная Мексика. Семена данного растения становятся все более популярными на Западе. Эта ценнейшая культура до определенного момента не выращивалась в странах Европы и, конечно, в России [3].

Древние племена майя, инков и ацтеков использовали семена однолетника из семейства сальвия как валюту, атрибут для религиозных обрядов и основной компонент в своем рационе, который придавал им мегаэнергию. В странах Южной Америки до сих пор считают, что столовая ложка в 10 г семян чиа за счет уникального состава способна дать человеку достаточное количество сил в течение суток при тяжелых физических нагрузках [4].

Первые селекционные исследования по возобновлению культурного возделывания чиа были проведены в 1991 г. на экспериментальных участках в Аргентине. Работа ведется по настоящее время в различных эколого-географических регионах мира в новых, нетипичных для данной культуры условиях произрастания [5]. Эстафету по приручению этого интересного растения в России принял Омский ГАУ.

На сегодняшний день шалфей испанский на коммерческой основе выращивается примерно на площади в 400 тыс. га. Этим занимаются сельскохозяйственные регионы стран юга Северной Америки, некоторые страны Восточной Азии и Австралия. В Российской Федерации чиа не возделывается, семена завозят из стран-производителей и или стран-перекупщиков, таких как Израиль, Франция, Китай, Таиланд и др. [6].

Чиа – растение короткого дня, восприимчивое к фотопериоду, отличающееся отсутствием вариантов чувствительности к продолжительности светового дня, что ограничивало его коммерческое использование тропическими и субтропическими широтами вплоть до недавнего года. Вызревание семян традиционных образцов чиа также может ограничиваться наступлением заморозков до или во время цветения. Известны линии народной селекции, которые культивируются в диком виде. Упорная работа над селекцией культуры привела к созданию новых ранозацветающих генотипов чиа, по-

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 4(48)

AGRONOMY

зволяющих получать достаточно высокие урожаи даже в умеренном климате высоких широт некоторых стран [7].

Таблица 1 Химический состав семян чиа

(USDA, Release 24, 2011)

Состав	USDA
Белок, %	16,54
Жиры, %	30,47
Витамин С, мг	1,6
Тиамин, мг	0,62
Рибофлавин, мг	0,17
Ниацин, мг	883
Фолиевая кислота, мкг	49
Кальций, мг	631
Калий, мг	407
Магний, мг	335
Фосфор, мг	860
Селен, мкг	55,2
Железо, мг	7,72
Цинк, мг	4,58

Семенам чиа приписывают высокую питательную ценность, особенно благодаря высокому содержанию в них жиров и пищевых волокон. Пищевая энергетическая ценность (калорийность) очень низка – всего 486 ккал на 100 г продукта (табл. 1). По данным Database Nutrient National (USDA) (национальная база данных продуктов питания, созданная Министерством сельского хозяйства США) они содержат до 34 г пищевых волокон, из которых 85–93% составляет нерастворимая фракция и волокон приходится примерно 7–15% – растовримая [8]. По количеству в составе пищевых волокон семена шалфея испанского превосходят орехи, злаки и сухофрукты.

Семена характеризуются высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, главным образом α-линоленовой (омега-3), на долю которой приходится примерно 60% общего количества жирных кислот. Ранее считалось, что омега-3 может содержаться только в рыбьем жире, но относительно недавно достаточно большое ее количество было обнаружено в составе льна, конопли и чиа [3]. Кроме того, в меньших количествах в чиа содержатся олеиновая, пальмитиновая и линолевая кислоты [9].

Семена шалфея испанского способны оказать экопротективную помощь населению. Современные исследования подтверждают высокий антиоксидантный потенциал семян чиа, особенно по сравнению с семенами льна [10].

Семена чиа поистине можно считать уникальными, ведь они обладают сильными гидрофильными свойствами (впитывают объем воды, превышающий собственный в 12 раз) и имеют нейтральный вкус, т.е. сочетаются со всеми видами приготовлений и пищевых продуктов [11]. Обычно семена добавляются в напитки – воду, соки, йогурты, молоко. Они добавляют блюду хрустящий контраст, а напитки сгущают, образуя гель-мешок и большое количество слизи [12]. Всего одна столовая ложка семян шалфея испанского каждый день способна обогатить привычную диету человека пищевыми волокнами, кислотами омега-3, протеинами, полезными элементами, витаминами и минералами [13; 14].

Таким образом, интродукция новой культуры шалфей испанский ( Salvia hispa-nica L .) представляет определенный научный интерес и практическую значимость.

Материалы и методы

Исследования по интродукции шалфея испанского были проведены в 2018–2022 гг. на участке опытного поля селекционного севооборота Учебно-опытного хозяйства лаборатории селекции и семеноводства полевых культур имени С.И. Леонтьева Омского ГАУ.

Объектами исследования были 5 образцов культуры ( Salvia hispanica L .):

– 0/18 Интродуцированный (стандарт);

– 1/18 Израиль;

– 2/18 Таиланд;

– 3/18 Франция;

– 4/18 Мексика.

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 4(48)                                                                     AGRONOMY

Предшествующая культура – фасоль обыкновенная.

Опыты закладывались по Методике полевого опыта в овощеводстве [15].

Схема посева: междурядья – 60 см, расстояние между растениями – 30 см, по 10 растений в ряду. Площадь одной учетной делянки составляла 17,6 м2, рядки в которых располагались с севера на юг.

Уход за посевами заключался в ручных прополах по мере необходимости, в пасынковании прилегающих к почве стеблей, чеканке у длительно вегетирующих растений. Уборка урожая семян проводилась вручную, по 9 растений с каждой повторности для определения структурного анализа. Общее количество растений – 45 шт.

Качества посевного материала определяли согласно ГОСТу: энергия прорастания и всхожесть - ГОСТ 12038–84; масса 1000 семян – ГОСТ 12042–80.

Содержание сахарозы в зеленых листьях и проростках семян проводили на приборе рефрактометре «Refracto30Р». Химический состав зеленой массы был исследован в аккредитованных испытательных лабораториях Омского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» и отдела токсикологических и радиологических исследований и охраны окружающей среды ФГБУ «Центр агрохимической службы «Омский».

Метеорологические условия вегетационных периодов 2018–2022 гг. оценивали по данным Омской метеорологической станции.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по методике, изложенной в пособии Б.А. Доспехова.

Результаты исследований

Содержание химических элементов в зеленых листьях и проростках семян у шалфея испанского (чиа), как и у большинства растений, подвержено изменчивости в зависимости от эколого-географического происхождения образца, почвенных и метеорологических условий при его выращивании [16].

Для растений важную роль играет сахар, который может содержаться в его клетках, обычно в клеточном соке, как некий запас, который растение может потратить на питание или поддержание энергии. Содержание сахара в зеленой массе определяет пригодность культуры для технической переработки и на корм животным в качестве добавки [17]. Анализ содержания сахаров в листьях образцов чиа представлен в табл. 2, 3.

Таблица 2

Содержание сахарозы в зеленых листьях чиа (фаза выброса цветоноса, 07.07.2022 г.), %

Образец	Показатели (повторности)			Среднее
	1	2	3
0/18 Интродуцированный (стандарт)	10,1	9,7	10,0	9,9
1/18 Израиль	11,4	11,8	11,6	11,6
2/18 Таиланд	7,1	6,7	6,3	6,7
3/18 Франция	6,2	6,7	7,2	6,7
4/18 Мексика	9,1	8,5	8,9	8,8
НСР 05	0,8	0,9	0,8	0,7

Результаты анализа показывают, что содержание сахарозы в зеленых листьях чиа не превышает отметки в 11,8%, а минимальное значение показателя составляет 6,2%. Максимальное содержание сахаров в листьях наблюдается у образца чиа 1/18, минимальное – у образца 3/18.

Нами выделен образец 1/18 со стабильным содержанием сахарозы в зеленой массе, который целесообразно использовать в селекционной практике, как источник данного показателя.

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 4(48)                                                                     AGRONOMY

По мнению ученых, индустрия функционального питания – самое перспективное направление в пищевой промышленности в настоящее время. Так, проростки с большим содержанием сахара могут использоваться в качестве самостоятельного продукта или добавки при приготовлении различных блюд (табл. 3).

Таблица 3

Содержание сахарозы в проростках семян чиа (20.10.2022 г.), %

Образец	Содержание сахара
0/18 Интродуцированный (стандарт)	17,2
1/18 Израиль	25,4
2/18 Таиланд	15,9
3/18 Франция	22,3
4/18 Мексика	23,6
НСР 05	2,8

Проведенный анализ показал, что содержание сахаров в проростках семян чиа находилось в пределах от 15,9% у образца 2/18 до 25,4% у образца 1/18. Остальные образцы имели промежуточное между данными показателями значение.

Растения чиа наращивают достаточно мощную вегетативную массу, которую можно использовать на пищевые цели и как корм для скота. Результаты определения биохимического состава зеленой массы представлены в табл. 4 и 5.

Таблица 4 Химический состав зеленой массы, образец 0/18, 2022 г.

№ п/п	Наименование показателя	Ед. изм.	Показатель	Погрешность (неопределенность)
1	Цинк	мг/кг	3,84	0,81
2	Массовая доля протеина	%	32,00	0,95
3	Массовая доля сырой клетчатки	%	13,45	1,59

Проведенный химический анализ зеленой массы интродуцированного образца чиа 0/18 показал, что исследуемый образец является ценным источником протеина, клетчатки и такого важного элемента как цинк.

Шалфей испанский является ценным сырьем, технологические и полезные свойства которого могут использоваться в различных отраслях промышленности.

Таблица 5

Химический состав зеленой массы, образец 0/18, 2022 г.

№ п/п	Наименование показателей, единица измерения	Фактическое значение результата
		при натуральной влаге	в пересчете на абсолютно сухое вещество
1	Массовая доля сырого протеина, %	16,2	17,4
2	Массовая доля сырого жира, %	4,47 ± 0,59	4,80 ± 0,61
3	Массовая доля сырой клетчатки, %	20,4 ± 1,9	21,9 ± 2,0
4	Массовая доля сырой золы, %	9,4 ± 0,4	10,1 ± 0,4
5	Массовая доля влаги и летучих веществ, %	6,8
6	Расчетный показатель: Обменная энергия (ОЭ), МДж/кг	9,52	10,21
7	Расчетный показатель: Кормовые единицы	0,78	0,84
8	Массовая доля кальция, %	0,34 ± 0,06	0,36 ± 0,06
9	Массовая доля фосфора, %	0,43 ± 0,08	0,46 ± 0,08

По результатам химического анализа зеленой массы культуры массовая доля сырого протеина составляет 17,4%, сырого жира – 4,8%, сырой клетчатки – 21,9%, сырой

Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 4(48) AGRONOMY золы – 10,1%, кальция – 0,36% и фосфора – 0,46%. Кормовая ценность – 0,84 кормовые единицы. Следует сделать вывод, что употребление зеленой массы чиа в пищу или как корм для скота не только не создает угрозу здоровью, но, напротив, во многих случаях может быть полезным.

Заключение

Шалфей испанский (чиа) является ценным сырьем и представляет собой важный биологический ресурс для интенсификации сельскохозяйственного производства. Семена растения за счет своих технологических и полезные свойств, сбалансированности аминокислотного состава могут считаться ценным сырьем, которое может широко использоваться в различных отраслях промышленности. Семена чиа по своему уникальному составу относятся к суперфудам (продуктам растительного происхождения). Очень важной задачей является интродукция культуры, поиск нового исходного материала и получение полноценных семян для дальнейшей селекционной практики по созданию новых образцов (сортов) культуры чиа, адаптация растений в условиях климата России и Западной Сибири.

Усредненные показатели результатов анализа на содержание сахарозы в листьях шалфея испанского позволили выделить как ценный селекционный источник образец 1/18 (11,6%). У всех изучаемых образцов в проростках семян содержится большое количество сахарозы, которое находилось в пределах от 17,2% у образца 0/18 до 25,4% у образца 1/18. Остальные образцы имели промежуточное между данными показателями значение. Результаты химических анализов зеленой массы образца 0/18 показали питательную ценность в кормовых единицах (0,84), присутствие в растении кальция (0,36%), фосфора (0,46%) и других элементов.