Химический состав плодов облепихи (Hippophae rhamnoides L.), выращиваемой в Челябинской области

Южно-Уральский государственный университет (НИУ), г. Челябинск, Россия; e-mail: , ORCID:

e-mail: , ORCID:

Высокие хозяйственно-ценные показатели, обеспечивающие экономически выгодное возделывание, и наиболее благоприятное сочетание в плодах пищевых и лечебных свойств ставят облепиху в ряд ведущих садовых культур на Урале. В настоящее время в Челябинской области практически невозможно найти ухоженные промышленные насаждения облепихи, поскольку ее основные площади (600 га) сконцентрированы в любительских и приусадебных садах ( Ильин и др., 2012; Ильина и др., 2017; Кожевников и др., 2020 ).

Важнейшими фитонутриентами плодов облепихи крушиновидной ( Hippophae rhamnoides L.) являются каротиноиды, флавоноиды, антоцианы, сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза, ксилоза, рамноза), органические и аминокислоты, водо- и жирорастворимые витамины (С, Е, К, А, Р, группы В), пектиновые вещества, фосфолипиды, макро- и микроэлементы (B, Fe, Zn, Cu, Mn, K, Ca) ( Barl et al., 2003; Araya-Farias et al., 2011; Kim J.-S. et al., 2011; Мамедова и др., 2016; Земцова и др., 2019; Тринеева и др., 2020; Хасенова и др., 2020 ). В этой связи продукты переработки облепихи (пюре, сок, жмых и др.) являются отличными функциональными наполнителями при производстве молочных продуктов, хлебобулочных, кондитерских и кулинарных изделий, десертов, обогащенных эссенциальными нутриентами ( Бывалец, 2017; Егорова, 2018; Борисова и др., 2020; Сучкова, 2020 ).

Для формирования рациона здорового питания актуально не только обеспечение безопасности продукции садоводства, но также, наряду со скороплодностью и урожайностью, следует поднять приоритет признаков, определяющих потребительский спрос, таких как качество и химический состав плодов, их насыщенность необходимыми микронутриентами ( Акимов, 2020 ). Целью работы явилось изучение пищевых и биологически активных веществ плодов облепихи сорта "Великан", произрастающей в разных садовых агроценозах Челябинской области.

Материалы и методы

В качестве объектов исследования использовались свежие ягоды облепихи ( Hippophae rhamnoides L.) сорта "Великан", собранные в фазу плодоношения в следующих садовых товариществах:

• –    проба 1 – "Локомотив-1", г. Челябинск, Троицкий тракт;

• –    проба 2 – "Дизелист-1", Челябинская область, г. Троицк, ул. Дизельная.

Массовую долю влаги в сырье определяли по ГОСТ 33977-16, белка – по ( Скурихин и др., 1998 ), жира (методом Гербера) – по МУ 4237-86, сахаров (фотоколориметрическим методом) – по ГОСТ 8756.13-87, содержание органических кислот – по М 04-47-12, каротиноидов – по ГОСТ Р 54058-10, флавоноидов (в пересчете на рутин) – по Р 4.1.1672-0, витамина Е – по МВИ 43-08, витамина С (упрощенным методом) – по ГОСТ 7047-55, минеральных веществ – по МУК 4.1.1482-03 и МУК 4.1.1483-03¹. Исследования проводились в трехкратной повторности.

Результаты и обсуждение

Из питательных веществ в ягодах облепихи определено присутствие белков, жиров и сахаров, количественные уровни которых имели некоторые вариации даже внутри сорта (табл. 1). Так, в пробе 2 содержалось несколько больше сахаров (на 15,1 %) и липидов (на 6,5 %), в пробе 1 – белков (на 17,4 %). Липиды облепихи имеют оптимальное соотношение омега-3 и омега-6 жирных кислот ( Горемыкина и др., 2015 ), протеины проявляют гипогликемическое воздействие при сахарном диабете II типа ( Zhang et al., 2010 ), доминирующими сахарами являются глюкоза и фруктоза ( Русина и др., 2019 ), что дает этим плодам неоспоримое преимущество.

Таблица 1. Пищевая ценность плодов облепихи Table 1. Nutritional value of sea buckthorn berries

Показатель	Результаты испытаний
	Проба 1	Проба 2
Содержание жира, г/100 г	6,1 ± 0,2	6,5 ± 0,2
Содержание белка, г/100 г	2,7 ± 0,1	2,3 ± 0,2
Массовая доля влаги, %	81,4 ± 2,5	80,1 ± 2,0
Массовая доля сахаров, %	5,3 ± 0,3	6,1 ± 0,4
Содержание каротиноидов, мг/кг	132,2 ± 4,7	127,6 ± 3,9
Содержание флавоноидов (в пересчете на рутин), мг/100 г	0,17 ± 0,01	0,14 ± 0,01
Содержание органических кислот, мг/дм3: – щавелевой – винной – яблочной – лимонной	76,5 ± 3,1 98,6 ± 3,8 6532,0 ± 58,3 372,8 ± 11,2	79,2 ± 2,7 95,6 ± 3,2 6478,5 ± 50,1 381,3 ± 10,5
Содержание витаминов, мг/100 г: – витамина С – витамина Е (α-токоферол)	27,1 ± 1,1 65,74 ± 2,6	25,4 ± 1,2 64,61 ± 3,0

В ходе испытаний определено, что из органических кислот в обоих образцах облепихи преобладает яблочная (6478–6532 мг/дм³), присутствуют также лимонная, винная и щавелевая, которые не только поддерживают кислотно-щелочной баланс в организме человека, стимулируют секрецию пищеварительных соков, но и способствуют растворению и выведению солей мочевой кислоты (уратов) ( Акимов и др., 2020 ).

Из биологически активных веществ в пробе 1 обнаружены несколько бóльшие количества флавоноидов (на 21,4 %), витамина С (на 6,7 %), а также каротиноидов и α-токоферола, обладающих высокой антиоксидантной активностью. Вероятно, это вызвано повышением антиокислительного статуса самим растением в ответ на поступление в ткани поллютантов, способных вызывать оксидативный стресс ( Щербаков и др., 2013; Салманов и др., 2020 ), в относительно больших количествах на фоне плодов пробы 2.

Общеизвестно, что флавоноиды дополнительно проявляют цитопротекторные, гипогликемические, антигипоксические и многие другие эффекты. Витамин С принимает участие в регуляции окислительновосстановительных процессов, влияет на обмен холестерина, повышает сопротивляемость организма простудным заболеваниям. Каротиноиды участвуют в метаболизме, проявляют провитаминное действие, поддерживают иммунитет, модулируют гормональный статус. Токоферолы не только обеспечивают защиту клеточных липидов от переокисления, но и служат регуляторами ( Коденцова и др., 2017; 2018 ).

Изучение минерального состава ягод облепихи (табл. 2) особенно важно в контексте экологического неблагополучия Челябинской области по загрязненности окружающей среды тяжелыми металлами. Известно, что почвы садовых некоммерческих товариществ восточной части г. Челябинска характеризуются превышением ориентировочно-допустимых концентраций по никелю (до 4,4 раза), цинку (до 3 раз), свинцу (до 30 %), северной части – по цинку (до 2 раз), меди (до 36 %), кадмию (до 10 %), западной части – по цинку (до 2,3 раз) ( Маркова, 2018 ). Многими учеными подтверждена миграция химических элементов по пищевым цепочкам, неблагоприятный химический состав любого звена которых может привести к пагубным изменениям в организме человека ( Курчанов и др., 2015 ).

Таблица 2. Минеральный состав плодов облепихи Table 2. Mineral composition of sea buckthorn berries

Обозначение элемента	Кларковое значение для живой фитомассы ( Добровольский, 2003 )	Результат испытаний, мг/кг
		Проба 1	Проба 2
Al	–	8,29 ± 0,22	1,56 ± 0,09
As	0,06	–	0,006 ± 0,001
B	10,0	3,03 ± 0,11	2,51 ± 0,13
Ca	–	106,04 ± 7,23	54,97 ± 3,14
Cо	0,2	0,011 ± 0,001	–
Cr	0,7	0,021 ± 0,001	0,037 ± 0,002
Cu	3,2	1,55 ± 0,08	0,51 ± 0,03
Fe	–	9,94 ± 0,53	5,07 ± 0,18
К	–	7448,22 ± 92,11	7038,06 ± 88,36
Li	0,6	0,048 ± 0,002	0,051 ± 0,003
Mg	–	72,97 ± 3,56	69,77 ± 2,70

Mn	–	1,39 ± 0,06	0,96 ± 0,04
Mo	0,2	0,034 ± 0,002	0,067 ± 0,003
Na	–	24,28 ± 1,10	27,13 ± 1,14
P	–	210,60 ± 16,28	209,14 ± 9,44
Pb	0,5	0,039 ± 0,002	0,039 ± 0,003
Se	0,02	0,075 ± 0,004	0,109 ± 0,008
Si	–	8,02 ± 0,51	2,51 ± 0,083
Sn	0,1	0,011 ± 0,001	0,015 ± 0,001
Sr	14,0	0,27 ± 0,02	0,61 ± 0,05
Ti	13,0	0,071 ± 0,004	0,030 ± 0,001
V	0,6	0,017 ± 0,002	0,005 ± 0,001
W	–	0,032 ± 0,003	–
Zn	12,0	4,53 ± 0,20	4,28 ± 0,31

В каждом из изучаемых образцов ягод облепихи обнаружено более 20 минеральных элементов. При этом относительно высокие концентрации большинства из них определены в пробе 1. Так, из эссенциальных элементов, имеющих важное физиологическое значение, содержится больше Cu (в 3 раза), Ca и Fe (в 1,9 раза), Mn (в 1,5 раза). Cu является кофактором в составе супероксиддисмутазы, обеспечивая защиту макрофагов и моноцитов, обладает противовоспалительными свойствами и смягчает проявление аутоиммунных заболеваний. Ca играет важную роль в мышечном сокращении/расслаблении, свертываемости крови, ферментативном регулировании, стабилизации белковых структур и сигнальной трансдукции. Fe участвует в ключевых физиологических функциях, включая транспортировку газообразных молекул, таких как кислород О 2 (гемоглобин) или газотрансмиттеры (NO или CO 2 ), электронный транспорт в митохондриях и деятельность различных окислительно-восстановительных ферментов ( Коденцова и др., 2017; Скальный, 2020 ).

В пробе 2 выявлены повышенные уровни Mо и Sr (в 2–2,3 раза), Se (в 1,4 раза), Cr (на 76,2 %). Mо входит в состав ферментов, участвуя в тканевом дыхании, влияет на углеводный и пуриновый обмен, ускоряет фосфорно-кальциевый обмен, участвует в синтезе витамина С и способствует усвоению железа. Соединения Sr (близкие по химическим свойствам к соединениям Ca) входят в состав скелета и содержатся во всех органах и тканях человека. Se повышает иммунобиологическую реактивность организма и выработку устойчивости к анафилактическому шоку, ингибирует активность цитратгидролазы, повышает восприятие сетчаткой глаза световых лучей ( Скальный, 2020 ).

В пробе 1 содержится больше условно необходимых минеральных элементов V (в 3,4 раза), Ti (в 2,4 раза) и микроэлемента с неустановленной биологической ролью Al (в 5,3 раза). Количественные характеристики остальных минеральных веществ (Li, Mg, Na, Р, Pb, Zn) находились в одном диапазоне в обеих пробах сырья. Особое внимание стоит уделить фактическому содержанию Pb, уровень которого оказался максимально близок к верхней границе допустимого количества согласно требованиям ТР ТС 021/20112 (не более 0,4 мг/кг). Из элементов, относящихся к показателям безопасности, дополнительно выявлен As в пробе 2, количество которого не превысило регламентированной нормы (не более 0,2 мг/кг). Содержание других потенциально опасных элементов (Cd и Hg) установлено не было.

При сравнении полученных результатов с кларковыми значениями установлено, что по количеству Se обе пробы ягод облепихи отклоняются в бóльшую сторону (в 4–6 раз). Необходимо помнить, что Se – это не только эссенциальный ультрамикроэлемент, но и токсикант первого класса опасности. В условиях хронического потребления высоких доз Se происходит поражение печени, почек, кожи, суставов, выраженный дерматит, болезненные изменения ногтей и подкожный отек, выкидыши, врожденные уродства ( Ноцек и др., 2015 ).

Выявленная вариабельность минерального состава плодов облепихи обусловлена прежде всего эколого-геохимическими характеристиками почвы, используемой для выращивания, и особенностями агротехники культуры, применяемой в разных садовых товариществах.

Заключение

В результате исследования получены данные по количественным характеристикам пищевых и биологически активных веществ, содержащихся в плодах облепихи (Hippophae rhamnoides L.) сорта "Великан", произрастающей в разных садовых агроценозах Челябинской области. Внутри сорта определены небольшие вариации в содержании белков, сахаров, флавоноидов, каротиноидов, витамина С и существенные различия в уровнях таких минеральных элементов, как Al, V, Cu, Mо, Sr, Ti, Ca, Fe, Mn, Se. По количеству Se обе пробы плодов облепихи превзошли кларковые значения в 4–6 раз, по содержанию Pb оказались максимально близки к верхней границе ПДК согласно требованиям ТР ТС 021/2011. Изучение минерального состава облепихи особенно важно в контексте экологического неблагополучия Челябинской области по загрязненности окружающей среды тяжелыми металлами.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.