Изучение возможности использования новых видов растительного сырья Красноярского края в производстве функциональных пищевых продуктов

В настоящий момент данное направление актуально, поскольку негативные тенденции в состоянии здоровья и продолжительности жизни населения России связываются с рядом объективных причин, одной из которых является неправильная структура питания, обусловленная дефицитом потребления основных групп пищевых продуктов: белков, витаминов, макро- и микроэлементов, а также других биологически активных веществ. Основные задачи политики здорового питания должны решаться на региональном уровне с учетом специфики конкретного региона.

Развитие рынка функциональных продуктов питания во всем мире имеет положительную динамику. Так, по оценке экспертов, в 2010 г. в этом сегменте было израсходовано около 1 трлн долл. США. Основные тенденции развития в данном направлении, по словам известного экономиста Поля Пильзера, связаны с тем, что «потребители во всем мире ищут новые возможности улучшения своего физического, эмоционального и психического здоровья, замедления процессов старения и увеличения периода трудоспособности». Сегодня эти тенденции становятся стратегической платформой для компаний, производящих продукты питания [1]. Необходимо принимать во внимание то, что динамика технологических разработок в области продуктов функционального и специализированного назначения возрастает, о чем свидетельствует увеличение в 2,5–3 раза прироста патентования в 10 странах мира за период с 2004 по 2007 г. Постепенно возрастают объемы производства и продаж продуктов функционального и специализированного назначения. Например, по данным Euromonitor International, в Англии за период с 2007 по 2012 г. рост продуктов только одного сегмента (специализированные продукты типа free from) составили 354 млн фунтов. Технологии и продукты функционального питания могут стать одним из ресурсных потенциалов России [2].

Разработка функциональных пищевых продуктов на основе местного растительного сырья является приоритетной областью исследований, наиболее значимой для инновационного развития региона, усиливающей конкурентные позиции на рынке продуктов питания, особенно в условиях вступления России в ВТО. В связи с этим целесообразно проведение работ по уточнению и обобщению результатов исследований химического состава региональной флоры.

Выполнение работ по вовлечению растительных ресурсов Красноярского края в производство функциональных продуктов питания рассматривается с точки зрения реализации инновационных проектов в рамках тематического инновационного кластера с привлечением малого бизнеса. Малые перерабатывающие предприятия смогут осуществлять технологический процесс от заготовки сырья, ресурсосберегающей переработки растений до получения из них товарных продуктов функционального назначения. Решение поставленной задачи в данном контексте не случайно, так как в зарубежной литературе приводятся многочисленные примеры того, как мелкие фирмы становятся пионерами в создании и освоении многих научнотехнических достижений. По оценке Организации экономического сотрудничества и развития на долю мел- ких и средних фирм в развитых капиталистических странах приходится 10–20 % всех новшеств, хотя их доля в расходах на инновацию составляет всего 4–5 % [3]. Учитывая международный опыт хозяйственной практики, значительную роль в развитии производства продуктов питания функционального назначения должен играть малый бизнес при поддержке со стороны федерального и регионального уровня власти. Это, прежде всего, связано с тем, что производство продуктов функционального назначения является малотоннажным и узко сегментированным. Существенная роль в коммерциализации технологических разработок в этой области принадлежит малым формам предпринимательства, которым необходима государственная поддержка как важнейшая составляющая инновационного процесса.

Применение новых видов растений для производства пищевых продуктов функционального назначения сопряжено с рядом вопросов, включая требования нормативных документов, безопасность и эффективность с точки зрения направленного воздействия на организм человека, стабильности биологически активных компонентов в продуктах переработки, получаемых по технологиям, включающих обработку высокой температурой, различными растворителями, давлением и др. Следующий немаловажный вопрос – идентичность состава разновидностей (подвидов) конкретного вида растительного сырья. Стандартизация растительных компонентов является еще одной из проблем как для изготовителей продуктов питания на их основе, так и для потребителей. Химический состав и потребительские свойства растений зависят от географического места произрастания, климатических условий выращивания, период сбора и др.

Цель исследований . Проведение товароведной оценки, включающей установление подлинности, доброкачественности и токсикологических показателей безопасности новых видов растительного сырья с целью применения для функциональных пищевых продуктов.

Объекты и методы исследований . В качестве объектов исследований выбраны лекарственные растения, произрастающие на территории Красноярского края: полынь Сиверса, тимьян ползучий и пион уклоняющийся.

Соответствие лекарственного растительного сырья нормируемым показателям качества определяется путем проведения товароведного анализа [4]. Исследование органолептических показателей – внешнего вида, вкуса и запаха – проводили согласно методикам, изложенным в [4], и соответствующей требованиям научно-технической документации (НТД) на методы испытаний лекарственного сырья [5]. При исследовании растений на доброкачественность изучали внешний вид измельченного растительного сырья и его физикохимические показатели. Для этого описывали внешний вид измельченного сырья, определяли влажность, содержание примесей, порченых частей растений, массовую долю стеблей [4]. Показатели безопасности полыни Сиверса, тимьяна ползучего и пиона уклоняющегося устанавливали на соответствие требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 [6].

Результаты исследований и их обсуждение . Исследование растительного сырья начинали с определения подлинности цельных растений. Результаты представлены в табл. 1–3.

Характеристика подлинности тимьяна ползучего

Таблица 1

Показатель	Фактически	Показатель НД (ГОСТ 21816-89)
1	2	3
Внешний вид цельного растения	Смесь цветков, веточек, листьев, толщиной 0,2-0,4 мм. Листья цельные до 15 мм , под лупой по всей поверхности листа видны многочисленные буроватые точки. Чашечка длиной около 4 мм, снаружи опушенная; зубцы чашечки по краю с реснитчатыми волосками. Венчик длиной 5-8 мм, тычинок 4, пестик с четырехраздельной верхней завязью листьев	Смесь цельных и частично измельченных тонких веточек, листьев, кусочков стеблей толщиной до 0,5 мм и цветков. Листья короткочерешковые ланцетные, эллиптические, цельнокрайние, длиной до 15 мм, голые или слабоопушен-ные с резко выступающими жилками на нижней стороне листа. Под лупой (10 увеличение) по всей поверхности листа видны многочисленные буроватые точки (железки), у основания листа длинные редкие щетинистые волоски. Кусочки веточек тонкие, четырехгранные, опушенные. Цветки мелкие одиночные или собранные по несколько штук в полумутовки. Цветок состоит из двугубой чашечки и двугубого венчика. Чашечка длиной около 4 мм, снаружи опушенная; зубцы чашечки по краю с реснитчатыми волосками. Венчик длиной 5-8 мм, тычинок 4, пестик с четырехраздельной верхней завязью листьев

Окончание табл. 1

1	2	3
Цвет	Зеленый чашечки Буровато-красный венчика Розовато-фиолетовый	Зеленый или серовато-зеленый чашечки Буровато-красный венчика Розовато-фиолетовый
Запах	Ароматный, приятный	Ароматный
Вкус	Пряный, слегка жгучий	Горьковато-пряный, слегка жгучий

Таблица 2

Показатель	Фактически	Показатель НД (ФС 42-99-98)
Внешний вид цельного растения	Смесь стеблей, листьев, цветков и бутонов. Стебли бороздчатые голые длиной до 35 см. Листья рассеченные, голые, сильно морщинистые, бутоны различной степени развития	Трава пиона представляет собой смесь стеблей, листьев, цветков и бутонов. Стебли бороздчатые или крупноребристые, голые длиной до 35 см. Листья рассеченные, очередные, голые, сильно морщинистые, бутоны различной степени развития
Цвет	Стебли зеленые, листья с верхней стороны темно-зеленые, с нижней – светло-зеленые. Лепестки розовато-красновато-бурые	Стебли буровато-зеленые, листья с верхней стороны темнозеленые, с нижней – светлозеленые. Лепестки красноватобурые
Запах	Слабый, специфический,   при ятный	Слабый
Вкус	Горьковатый	Горьковатый

Таблица 3

Показатель	Фактически	Показатель НД (ФС 42-531-98)
Внешний вид цельного растения	Корни и корневища различной формы, длиной до 9 см, толщиной до 0,4 см, поверхность морщинистая	Корни и корневища различной формы, длиной 1-9 см, толщиной 0,2-0,5 см, поверхность продольно-морщинистая
Цвет	Темно-коричневые, в изломе светложелтые	Темно-коричневые или желтоватобурые, в изломе светло-желтые
Запах	Своеобразный, приятный	Своеобразный, запах метилсали-цилата
Вкус	Сладковато-жгучий, слегка вяжущий	Сладко-жгучий, слегка вяжущий

Характеристика подлинности травы пиона уклоняющегося

Характеристика подлинности корневища и корней пиона уклоняющегося

По результатам проведенного анализа внешнего вида растений, а также запаха и вкуса, установлено, что тимьян ползучий, трава и корни пиона уклоняющегося соответствуют требованиями НТД [7–9] и являются подлинными, что указывает на возможность дальнейшего исследования данных видов растительного сырья.

Тимьян ползучий официально разрешен к применению в пищевой промышленности на основании ГОСТ 21816-89. На траву, корневища и корни пиона уклоняющегося имеется фармакопейные статьи ФС 42-531-98 и ФС 42-99-98. На полынь Сиверса отсутствует НТД, позволяющая официально использовать ее в производстве продуктов питания. В связи с этим исследованы показатели подлинности сырья: внешние признаки (описание), микроскопия, числовые показатели (влажность, содержание органической примеси, содержание минеральной примеси, содержание основных действующих веществ: эфирных масел, наличие амбарных вредителей), упаковка, маркировка, условия транспортирования и хранения, срок годности. На основании проведенных исследований были определены нормируемые показатели качества полыни Сиверса и разработана НТД (ТУ 9373-006-02067907-2012), что дает возможность к применению ее в пищевой промышленности.

С целью дальнейших исследований растений на доброкачественность был изучен внешний вид измельченного растительного сырья и его физико-химические показатели. По результатам проведенного анализа степень измельчения всех видов исследуемого растительного сырья не превышает 8 мм, что соответствует требованиям НТД. Содержание частиц, проходящих сквозь сито с диаметром 0,5 мм, не превышает установленных стандартами значений. Влажность всех образцов сырья также находится в соответствии с требованиями нормативной документации. Отсутствие органической и минеральной примесей, посторонних запахов, плесени, гнили, а также зараженности вредителями, свидетельствует о соблюдении правил при заготовке, сушке и транспортировании растений. Таким образом, на основании изученных физикохимических показателей можно заключить, что все исследуемое растительное сырье отвечает требованиям НТД и является доброкачественным. Далее были проведены исследования токсикологических показателей безопасности растительных объектов (табл. 4).

Показатели безопасности растительного сырья

Таблица 4

Показатель, ед. измерения	Величина допустимого уровня	Пион уклоняющийся		Биомасса
		Трава	Корни	Полынь Сиверса	Тимьян ползучий
Свинец, мг/кг	1,0	0,575	0,152	0,642	0,356
Кадмий, мг/кг	0,1	> 0,005	> 0,005	> 0,007	> 0,003
Мышьяк, мг/кг	0,2	> 0,002	> 0,002	> 0,008	> 0,004
Ртуть, мг/кг	0,1	0,007± 0,001	0,007± 0,001	0,006± 0,001	0,004± 0,001
а-ГХЦГ, мг/кг	0,1	< 0,002	< 0,002	< 0,003	< 0,002
b-ГХЦГ, мг/кг	0,1	< 0,002	<0,002	< 0,003	< 0,003
г-ГХЦГ, мг/кг	0,1	< 0,002	<0,00	< 0,004	< 0,003
ДДТ, мг/кг	0,1	< 0,002	<0,002	< 0,004	< 0,002
ДДЕ, мг/кг	0,1	0,009 ± 0,0007	0,009±0,0007	0,008 ± 0,0007	0,006 ± 0,0007
ДДТ, мг/кг	0,1	< 0,002	< 0,002	< 0,001	< 0,002
Стронций-90, Бк/кг	100	< 26,97	< 27,06	< 36,05	< 19,49
Цезий-137, Бк/кг	200	< 16,54	< 16,60	< 23,82	< 12,55

Данные табл. 4 свидетельствуют о том, что токсикологические показатели в исследуемых образцах растительного сырья находятся ниже пределов допустимых гигиенических норм согласно СанПиН 2.3.2 1078-01, что говорит об их безопасности при использовании в производстве функциональных пищевых продуктов.

Заключение . В ходе исследований проведена товароведная оценка качества, установлены нормируемые показатели подлинности, доброкачественности, токсикологических показателей безопасности полыни Сиверса, тимьяна ползучего и пиона уклоняющегося, произрастающих на территории Красноярского края. Полученные экспериментальные данные дают основание для использования местных растений в производстве функциональных пищевых продуктов, что имеет практическую значимость с точки зрения обеспечения населения региональными продуктами.