Исследование химического состава и безопасности оболочек зерна современных сортов гороха

Одним из перспективных видов сырья для реализации такого подхода является зерно гороха, при переработке которого остается значительное количество побочных продуктов, к числу которых относятся и семенные оболочки.

Исследование химического состава оболочек зерна гороха показало присутствие в них крахмала (2,62 %), пентозанов (16,35 %), уроновых кислот (16,74 %), лигнина (5,80 %), пектиновых веществ (2,10 %), протеина (4,78 %) [2]. Также оболочки зерна гороха являются источником пищевых волокон, в составе которых присутствуют полисахариды: целлюлоза (34,00 %), гемицеллюлоза (20,52 %) и лигнин (31,04 %), а также сырой протеин (2,00 %) и зола (1,25 %).

В оболочках зерна гороха содержатся все незаменимые аминокислоты, а в пищевых волокнах содержание незаменимых аминокислот выше, чем в оболочках [3].

Установлено, что содержание оболочек в зерне гороха варьирует от 7,72 до 12,51 %. Причем формы с морщинистыми семенами отличаются более высокой пленчатостью по сравнению с гладкозерными сортами [7]. Содержание оболочек положительно коррелирует с их толщиной и отрицательно с массой 1000 семян [8].

Цель исследований . Изучение химического состава, биологической ценности и безопасности оболочек зерна современных сортов гороха и определение возможности использования данного вторичного сырья в пищевом производстве.

Материалы и методы исследований. Объектом исследований являлись семенные оболочки, выделенные из зерна современных сортов гороха Темп (листочковый с гладкими семенами), Амиор (усатый с морщинистыми семенами) и селекционной линии ЛУ-153-06 (люпиноид с гладкими семенами) селекции ГНУ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур (г. Орел). Материал выращивался на опытных полях лаборатории селекции зернобобовых культур ГНУ ВНИИ ЗБК в 2011 г.

Исследование показателей химического состава и содержания токсичных элементов в оболочках зерна гороха проводили в соответствии с действующими ГОСТами. Содержание гемицеллюлозы определяли по К.П. Петрову [6], лигнина – по Н.А. Лукашику [4].

Определение содержания афлатоксина В 1 проводили с помощью тест-системы Ridascreen AflatoxinB 1 с использованием оборудования Elx 800 Универсальный ридер для микропланшет 30/15 [5].

Содержание пестицидов определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с помощью Автосамплера Agillent. Agillent Technologies 7693.

Для измерения активности радионуклидов использовали сцинтилляционный гамма- и бетаспектро-метр с программным обеспечением «Прогресс».

Исследования проводились в Орловском государственном институте экономики и торговли, Орловском государственном аграрном университете и Орловском референтном центре Россельхознадзора в рамках выполнения научно-исследовательской работы «Разработка экологически безопасных технологий производства функциональных пищевых продуктов с использованием нетрадиционного растительного сырья» по заданию Минобрнауки (№01201265786 государственной регистрации).

Результаты исследований и их обсуждение. Установлено, что влажность семенных оболочек зерна гороха варьировала от 7,60 (Амиор) до 8,12 % (ЛУ-153-06). Исследование химического состава оболочек показало, что в пересчете на абсолютно сухое вещество содержание белка в них в среднем по образцам составило 4,07 %, жира – 1,35, крахмала – 2,30, зольных элементов – 3,04 % (табл. 1).

Химический состав оболочек зерна гороха

Таблица 1

Образец	Содержание, % к абс. сух. в-ву
	Белок	Жир	Крахмал	Общая зола
Амиор	3,45±0,00	1,68±0,02	2,35±0,01	2,40±0,13
Темп	4,33±0,00	1,34±0,01	2,08±0,01	3,27±0,20
ЛУ-153-06	4,44±0,00	1,04±0,01	2,47±0,01	3,44±0,20

Наибольший процент белка был выявлен в семенных оболочках образца ЛУ-153-06, наименьший – у сорта Амиор. По содержанию крахмала и общей золы выделились оболочки селекционной линии ЛУ-153-06. Наибольший процент жира был обнаружен в семенных оболочках сорта Амиор.

Пищевые волокна семенных оболочек гороха были представлены клетчаткой, гемицеллюлозой, лигнином и пектиновыми веществами (рис.).

Преобладающим полисахаридом оболочек гороха являлась клетчатка, содержание которой составило 54,09 (ЛУ-153-06)-57,48 % (Амиор). Количество гемицеллюлозы по исследуемым образцам варьировало в пределах от 7,20 (ЛУ-153-06) до 10,45 % (Амиор). Лигнин в семенных оболочках был представлен в количестве 5,30 (Лу-153-06)-5,60 % (Амиор). Содержание пектиновых веществ в среднем по образцам составило 2,89 %, с варьированием от 2,81 (Амиор) до 3,01 % (ЛУ-153-06).

Пектиновые вещества семенных оболочек гороха были представлены двумя фракциями: водорастворимой и водонерастворимой. Причем наибольшая доля в составе данной группы пищевых волокон приходилась на нерастворимый протопектин – в среднем 85,54 %. Также установлено, что доля растворимой формы пектиновых веществ в оболочках зерна гороха с гладкими семенами была выше, чем в оболочках семян морщинистого типа. Так, в оболочках гороха сорта Темп и линии Лу-153-06 она составила соответственно 15,73 и 16,61 % от общей суммы пектиновых веществ, в оболочках сорта Амиор – 11,03 %.

Исследование минерального состава семенных оболочек гороха показало, что в них содержатся в незначительных количествах такие макроэлементы, как калий, кальций, натрий и фосфор. Содержание железа варьировало от 0,94 (Темп) до 1,09 мг/100 г (Амиор). Также в составе оболочек зерна гороха были обнаружены микроэлементы медь, магний и цинк в количестве 0,073; 0,050 и 0,010 мг/100 г соответственно.

Кроме того, нами установлено, что в оболочках зерна гороха присутствует витамин тиамин (В 1 ), содержание которого варьировало от 312,0 (Амиор) до 450,0 мг/100 г (Темп).

Исследование безопасности оболочек зерна гороха проводилось по следующим показателям: содержание токсичных элементов (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть), микотоксинов (афлатоксин В 1 ), пестицидов (гексахлорциклогексан (α-,β-,γ-изомеры), ДДТ и его метаболиты, ртутьорганические пестициды) и радионуклидов (цезий-137 и стронций-90) в соответствии с требованиями, установленными СанПиН 2.3.2.1078-01 для зерна гороха [1].

Результаты исследования показателей безопасности для оболочек зерна гороха представлены в табл. 2.

Допустимый уровень безопасности для оболочек зерна гороха

Таблица 2

Показатель	Допустимый уровень (не более), мг/кг	Образец
		Амиор	Темп	Лу-153-06
Токсичные элементы, мг/кг: свинец	0,5	0,3270±0,03	0,2039±0,01	0,1463±0,01
мышьяк	0,3	0,0468±0,02	0,0353±0,02	0,0501±0,04
кадмий	0,1	0,0460±0,03	0,0791±0,01	0,0613±0,01
ртуть	0,02	Не обнаружено	Не обнаружено	Не обнаружено
Микотоксины, мг/кг: афлатоксин В 1	0,005	0,0035±0,01	0,0035±0,01	0,0020±0,00

Установлено, что содержание таких токсичных элементов, как свинец, мышьяк и кадмий, в оболочках зерна гороха значительно ниже допустимого уровня. Ртути в анализируемых образцах выявлено не было. Содержание афлатоксина В 1 в оболочках зерна гороха также было в пределах допустимого уровня. Хлор- и ртутьорганические пестициды, а также радионуклиды, в семенных оболочках исследуемых сортов гороха обнаружены не были.

Заключение. Установлено, что в составе семенных оболочек современных сортов гороха присутствуют в небольшом количестве белок, крахмал, зольные элементы и жир. Преобладающим компонентом являются пищевые волокна и, в частности, клетчатка. Пектиновые вещества представлены, в основном, протопектином. Выявлены различия в содержании отдельных компонентов в составе оболочек зерна гороха, обусловленные сортовыми особенностями.

Исследование биологической ценности семенных оболочек гороха показало присутствие в них основных макро- и микроэлементов, а также витамина В 1 . По показателям безопасности все исследуемые образцы отвечали требованиям СанПиН.

Таким образом, оболочки зерна современных сортов гороха представляют собой биологически ценное и экологически безопасное сырье, использование которого позволит не только расширить ресурсные возможности перерабатывающей промышленности для разработки инновационных технологий функциональных пищевых продуктов, но и существенно снизить ущерб, наносимый окружающей среде выбросами отходов производства.