Комплексная оценка качества бобовых культур

Бобовые культуры (Fabaceae или Leguminosae) занимают одно из крупнейших семейств растений и играют важную роль в сельском хозяйстве, питании человека и экологии. Они являются источником белка, сложных углеводов, пищевых волокон, витаминов, минералов и биологически активных соединений, обеспечивая высокую питательную ценность продуктов и возможность формирования сбалансированного рациона. Бобовые могут содержать от 17 до 45 % белка и от 12 до 48 % клетчатки, что делает их важным компонентом как обычного, так и функционального питания [1, 2]. Белки бобовых имеют специфический аминокислотный состав: они богаты лизином — незаменимой аминокислотой, дефицитной в злаковых культурах, но ограничены по серосодержащим аминокислотам (метионин и цистеин). Таким образом, сочетание бобовых и злаковых культур позволяет формировать полноценный растительный белок, что особенно важно для вегетарианцев, веганов и людей, стремящихся сократить потребление мяса [3, 4]. Бобовые культуры также содержат разнообразные биоактивные вещества, включая полифенолы, флавоноиды, сапонины, фитаты и лектины, обладающие антиоксидантной активностью и влияющие на физиологические процессы. Некоторые из этих соединений относятся к антипитательным факторам, которые могут снижать усвояемость белка и минералов, что делает актуальными методы обработки зерна, такие как замачивание, проращивание, ферментация и термическая обработка, для снижения концентрации этих веществ и улучшения усвояемости [5, 6].

Бобовые культуры играют значимую роль в пищевой промышленности. Их используют при производстве хлебобулочных изделий, закусок, напитков, безглютеновых продуктов, диетических и функциональных продуктов для людей с особыми потребностями — больных целиакией, диабетиков, а также вегетарианцев и веганов [7, 8]. Их включение в рацион способствует повышению потребления растительного белка, улучшению пищевой ценности продуктов и снижению зависимости от животного белка.

Основные виды бобовых культур составляют соя, фасоль, горох, чечевица, нут, люпин, рожковое дерево и арахис. Каждая культура имеет свои особенности по химическому составу, биологической ценности и функциональным свойствам [9]. Горох ( Pisum sativum Linn.) является богатым источником белка (18,3-31%) и крахмала (около 45%), а также содержит пищевые волокна (около 12%). Содержание масла в горохе низкое (0,6-5,5%). Горох богат лизином и минералами, включая железо (2,2-9 мг/100 г), кальций (46-157 мг/100

г) и цинк (1,7–6,4 мг/100 г). Антипитательные факторы включают α-галактозиды, ингибиторы трипсина, лектины, танины и фитаты. Белок гороха обладает функциональными свойствами, действуя как эмульгатор и гелеоб-разователь, и может использоваться при переработке зерновых, молочных и мясных продуктов [10]. Чечевица ( Lens culinaris ) содержит высококачественный белок (23–32%) с полным набором незаменимых аминокислот, особенно лизина, клетчатку (около 12%) и мало жира (0,8–2%). Крахмал чечевицы составляет до 46%, она не содержит глютена и подходит для безглютеновых диет. Чечевица также является источником витаминов и минералов, поддерживая пищевую ценность рациона [11]. Нут ( Cicer arietinum ) богат триптофаном и минералами, включая железо (3,4–5 мг/100 г), кальций (57,5–109 мг/100 г) и цинк (2,6–4,9 мг/100 г). К антипитательным веществам относят олигосахариды, ингибиторы протеазы, сапонины и фитаты. Диетическое потребление нута оказывает положительное влияние на сердечно-сосудистую систему, углеводный обмен и снижает риск некоторых видов рака. Кроме того, нут активно используется в производстве хлеба и закусок [12]. Соя ( Glycine max ) является крупнейшей бобовой культурой с мировым производством. Соевые бобы богаты белком и маслом (17,7–21%), что делает их важной масличной культурой. Соевый белок имеет сбалансированный профиль аминокислот, а полиненасыщенные жирные кислоты в сое (11,225 мг/100 г) оказывают положительное влияние на здоровье [13]. Диетическое потребление сои связано с профилактикой сердечно-сосудистых заболеваний, поддержанием метаболизма, противораковыми свойствами, облегчением симптомов менопаузы и остеопороза, а также поддержкой кишечной микрофлоры. Однако изофлавоны сои вызывают определённые дискуссии из-за возможного влияния на гормональный баланс и функцию щитовидной железы [14].

Целью данного исследования является комплексная оценка качества основных бобовых культур, выращиваемых в Казахстане — сои, нута, гороха и чечевицы. Для исследования использовались отечественные сорта бобовых культур.

Материалы и методы исследований

Объектами исследования были бобовые культуры казахстанской селекции: соя («Жансая Элита», «Айсауле супер Элита»), нут («Нурлы»), чечевица («Веховская») и горох

(«Шал»). Для каждой культуры отбирали репрезентативные образцы свежего зерна, которые использовались для комплексного анализа качества, включающего оценку пищевого состава, физико-технологических показателей и содержания биологически активных веществ.

Для анализа применялись следующие методы:

• -    Массовую долю белка определяли методом Кьельдаля по ГОСТ 10846–91 с последующим пересчётом содержания общего азота на белок.

• -    Содержание жира определяли методом экстракции органическими растворителями по ГОСТ 29033–91 с последующим высушиванием экстракта и гравиметрическим определением.

• -    Массовую долю крахмала определяли ферментативно-химическим методом по ГОСТ 26176–91 с колориметрическим измерением.

• -    Содержание сырой клетчатки определяли кислотно-щелочным методом согласно ГОСТ 31675–2012.

• -    Натуру и удельную плотность зерна измеряли с использованием литровой пурки ПХ-1 методом свободного заполнения сосуда с последующим взвешиванием и расчётом удельной плотности.

• -    Массу 1000 зёрен определяли гравиметрическим методом по ГОСТу 10842–89 с подсчётом и взвешиванием навески зерна.

• -    pH водной вытяжки определяли потенциометрическим методом по ГОСТу 26294–89 с использованием рН-метра.

• -    Массовую долю золы определяли методом сухого озоления по ГОСТу 10847–74 с прокаливанием навески в муфельной печи и последующим взвешиванием остатка.

• -    Витамины группы B определяли методом капиллярного электрофореза в соответствии с действующими методическими рекомендациями.

• -    Токоферолы (витамин E) определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) после экстракции липидной фракции образцов органическим растворителем.

• -    Кислотное и перекисное число жира определяли титриметрическим методом по ГОСТ 21770–76 и ГОСТ 26513–85. Кислотное число выражали в мг KOH, необходимом для нейтрализации 1 г жира; перекисное число — в ммоль активного кислорода на 1 кг жира, отражающее степень первичного окисления липидов.

• -    Содержание водорастворимых антиоксидантов и полифенолов определяли спектрофотометрическим методом после экстракции биоактивных соединений с водноспиртовым раствором, с последующим количественным измерением по интенсивности окрашивания реагента.

Результаты и их обсуждение

В настоящем разделе представлены результаты комплексного анализа качества бобовых культур казахстанской селекции с оценкой их пищевого состава, физикотехнологических характеристик и содержания биологически активных веществ. Полученные данные сопоставлены между изучаемыми культурами и с литературными источниками, что позволяет выявить особенности химического состава и функциональные свойства каждого вида.

Определение физико-технологических характеристик зерна включало оценку насыпной массы, удельной плотности (натуры) и массы 1000 зёрен (табл. 1) . Данные показатели используются для характеристики степени выполненности, крупности и плотности семян , а также их пригодности к хранению и технологической переработке.

Таблица 1. Физико-технологические характеристики зерна бобовых культур

№ п/п	Наименование	Насыпная    масса, kg/hL	Удельная     плотность (г/см³)	Масса     1000 зерен, г
1	Соя «Жансая Элита» (2024)	70,3	717,5	81,927
2	Соя «Айсауле супер Элита» (2025)	70,8	737	87,312
3	Нут «Нурлы»	77,0	0,79	132,156
4	Чечевица «Веховская»	81,0	737	15,307
5	Горох «Шал»	79,5	795	93,516

В таблице 1 показаны физико-технологические характеристики зерна бобовых культур. Наибольшая насыпная масса была отмечена у чечевицы (81,0 кг/гл) и гороха (79,5 кг/гл), что свидетельствует о хорошей выполненности зерна. Максимальная удельная плотность зафиксирована у гороха (0,795 г/см³) и нута (0,79 г/см³). По массе 1000 зёрен лидирует нут (132,2 г), далее — горох (93,5 г) и соя (81,9–87,3г), тогда как чечевица отличается минимальным показателем (15,3 г), характерным для мелкосемянных культур. В целом полученные показатели подтверждают, что изученные образцы соответствуют типичным физико-механическим характеристикам своих культур и обладают удовлетворительными качественными параметрами для дальнейшего технологического использования.

В таблице 2 представлена пищевая ценность бобовых культур казахстанской селекции по основным показателям пищевого состава: содержание белка, жира, крахмала, клетчатки, зольности и активной кислотности (рН).

Таблица 2. Пищевая ценность бобовых культур

№ п/п	Наименование	Белок,%	Жир,%	Крахмал,%	Клечатка,%	Зольность, %	рН
1	Соя  «Жансая Элита» (2024)	36,71	18,69	18,17	14,18	3,65	6,29
2	Соя «Айсауле супер Элита» (2025)	36,39	20,56	19,98	15,59	2,09	6,33
3	Нут «Нурлы»	24,41	4,52	48,51	10,40	2,5	6,21
4	Чечевица «Веховская»	27,44	1,16	55,34	11,24	2,34	6,22
5	Горох «Шал»	24,13	2,10	51,98	11,76	2,6	6,2

Анализ полученных данных показал (табл. 2), что наибольшее содержание сырого белка характерно для образцов сои, где значения составили 36,71 % для сорта «Жансая Элита» и 36,39 % для сорта «Айсауле супер элита». Это подтверждает высокую белковую ценность сои по сравнению с другими представителями бобовых культур. У нута «Нурлы» содержание белка составило 24,41 % , у чечевицы «Веховская» – 27,44 % , а у гороха «Шал» – 24,13 % . Полученные данные согласуются с литературными источниками, указывающими на преимущество сои как наиболее концентрированного источника растительного белка среди бобовых. Показатели массовой доли жира продемонстрировали выраженную дифференциацию между культурами. Максимальные значения отмечены у сои: 18,69 % («Жансая Элита») и 20,56 % («Айсауле супер элита»), что свидетельствует о значительном содержании липидной фракции и делает сою перспективным сырьём не только для белковых, но и для масложировых продуктов. В образцах нута, чечевицы и гороха количество жира было существенно ниже и варьировало от 1,16 до 4,52 % , что является характерной особенностью этих культур и повышает их диетическую ценность.

Содержание крахмала было наибольшим у чечевицы «Веховская» – 55,34 %, а также у гороха «Шал» – 51,98 % и нута «Нурлы» – 48,51 %. В соевых образцах данный показатель был заметно ниже (18,17–19,98 %), что объясняется высоким содержанием белков и жиров, вытесняющих углеводную фракцию. Полученные данные свидетельствуют о высокой энергетической ценности чечевицы, гороха и нута за счёт углеводного компонента и подтверждают их целесообразность использования в продуктах углеводно-белкового направления. Анализ содержания клетчатки показал, что максимальные значения характерны для соевых сортов – 14,18-15,59 %. У остальных культур содержание пищевых волокон оказалось несколько ниже и находилось в диапазоне 10,40-11,76 %, что также соответствует данным литературных источников, подтверждающих значительный вклад бобовых культур в поступление пищевых волокон в рацион человека.

По показателю зольности , отражающему суммарное содержание минеральных веществ, наибольшее значение установлено для сои «Жансая Элита» — 3,65 % . У других культур зольность колебалась в пределах 2,09–2,60 % , что свидетельствует о значительном минеральном потенциале всех исследованных образцов, особенно сои. Значения рН водной вытяжки для всех образцов находились в диапазоне 6,20-6,33, что указывает на их слабокислую реакцию среды, характерную для нативного зерна бобовых культур, и свидетельствует о хорошем качестве исследуемого сырья без признаков кислотной порчи.

На рисунке 1 представлены показатели кислотного и перекисного чисел жира , характеризующие степень гидролитического и окислительного распада липидов в исследуемых бобовых культурах.

—•—Кислотное число жира, мг КОН/г

—•—Перекисное число жира, ммоль/кг

Соя «Жансая    Соя    Нут «Нурлы» Чечевица Горох «Шал»

Элита»    «Айсауле             «Веховская»

(2024) супер Элита»

Рисунок 1. Кислотное и перекисное число жира бобовых культур

Наибольшие значения обоих показателей (рис. 3) отмечены у сортов сои: 1,25–1,37 мг КОН/г по кислотному числу и 6,23–6,85 ммоль/кг по перекисному числу, что обусловлено высоким содержанием жира и преобладанием ненасыщенных жирных кислот.

У нута, чечевицы и гороха данные показатели были значительно ниже (0,23-0,75 мг КОН/г и 1,39-4,52 ммоль/кг соответственно), что свидетельствует о высокой окислительной устойчивости их жировой фракции. Все полученные значения находятся в пределах допустимых норм и подтверждают хорошее качество исследуемого сырья.

Анализ содержания водорастворимых антиоксидантов, полифенолов и токоферола (витамина E) выявил существенные различия между исследованными бобовыми культурами, обусловленные их видовыми и сортовыми особенностями, а также разной биохимической насыщенностью семян (рис. 2) .

Горох «Шал»

Чечевица «Веховская»

Нут «Нурлы»

Соя «Айсауле супер Элита» (2025)

Соя «Жансая Элита» (2024)

Е (токоферол), мг/100 г

Полифенолы, %

Водорастворимые антиоксиданты, мг/100 г

0    0,5

1,5

2,5

Рисунок 2. Содержание водорастворимых антиоксидантов, полифенолов и токоферола (витамина E ) в бобовых культурах

На рисунке 2 представлены результаты содержания водорастворимых антиоксидантов, полифенолов и токоферола (витамина E) бобовых культур. Наиболее высокие значения по всем показателям характерны для образцов сои - 1,43-1,58 мг/100 г антиоксидантов, 2,192,41 % полифенолов и 2,00–2,19 мг/100 г токоферолов . Это объясняется известной способностью сои накапливать фенольные соединения и жирорастворимые антиоксиданты , включая токоферолы, которые входят в состав жировой фракции и выполняют защитную функцию против окисления липидов.

Нут и чечевица характеризуются более низким уровнем исследуемых соединений (0,47-0,72 мг/100 г антиоксидантов; 0,79-0,97 % полифенолов; 0,51–0,86 мг/100 г токофе- ролов), что связано с их низкой масличностью и менее выраженным синтезом фенольных компонентов. Показатели гороха занимают промежуточное положение (1,04 мг/100 г антиоксидантов, 1,48 % полифенолов, 0,74 мг/100 г токоферолов), отражая его средний уровень биологически активных веществ среди изученных культур.

Полученные данные подтверждают, что соя обладает наибольшей антиоксидантной активностью , что обосновывает её высокую биологическую ценность и перспективность использования в составе функциональных и обогащённых пищевых продуктов .

Анализ содержания водорастворимых витаминов группы В представлен на рисунке 3.

Рисунок 3. Содержания водорастворимых витаминов группы В в бобовых культурах

В1

В2

В3

В5

В6

Вс

Результаты определения витаминов B₁, B₂, B₃, B₅, B₆ и фолатов (B₉) показали выраженные межвидовые и межсортовые различия в их накоплении (рис. 3). Наибольшие концентрации большинства витаминов выявлены в сортах сои, особенно в образце «Айсауле супер Элита» (2025) , где отмечено максимальное содержание тиамина (B₁ – 1,086 мг/100 г), рибо-флавина (B₂ – 0,254 мг/100 г), ниацина (B₃ – 11,204 мг/100 г), пантотеновой кислоты (B₅ – 2,021 мг/100 г) и пиридоксина (Вб - 0,982 мг/100 г) . Это связано с высокой метаболической активностью соевых бобов и их интенсивным синтезом коферментных витаминов.

Чечевица также характеризуется значительным витаминным потенциалом, особенно по содержанию B₅ (2,247 мг/100 г) и фолатов (Bc - 0,503 мг/100 г) , что подтверждает её ценность как источника витаминов группы B в рационе питания. Горох показывает высокие значения ниацина (B₃ – 6,825 мг/100 г) и пантотеновой кислоты ( 2,31 мг/100 г ) , однако уступает сое по другим витаминам.

Нут выделяется относительно низкими концентрациями витаминов Bi-Вз , при этом характеризуется повышенным содержанием фолиевой кислоты (Bc - 0,585 мг/100 г) , что делает его важным источником данного витамина среди исследуемых культур.

В целом результаты подтверждают, что соя является наиболее богатым источником витаминов группы B, тогда как чечевица и нут дополняют витаминный профиль за счёт высокого содержания фолатов, обеспечивая комплексную нутриентную ценность бобовых культур для функционального питания.

Заключение

В результате проведенного исследования была выполнена комплексная оценка качества бобовых культур казахстанской селекции: сои («Жансая Элита», «Айсауле супер Элита»), нута («Нурлы»), чечевицы («Веховская») и гороха («Шал»). Анализ показал, что соя отличается наибольшим содержанием белка и жира, что делает её ценным сырьем как для белковых, так и для масложировых продуктов. Нут, чечевица и горох характеризуются высоким содержанием крахмала и умеренной долей клетчатки, что определяет их энергетическую ценность и диетические свойства.

Определение кислотного и перекисного числа жира показало, что все образцы находятся в пределах нормы и обладают хорошей стабильностью липидной фракции. Содержание водорастворимых антиоксидантов, полифенолов и витаминов (B-группа и токоферолы) подтверждает высокую биологическую ценность зерна и его потенциал для использования в функциональных продуктах питания.

Физико-технологические показатели зерна (натура, удельная плотность, масса 1000 зерен) свидетельствуют о высокой технологической пригодности исследованных культур для переработки и хранения.

Таким образом, проведенное исследование подтверждает возможность эффектив- ного использования изученных бобовых культур в пищевой промышленности, а также их значимость как источников белка, углеводов, пищевых волокон, витаминов и антиоксидантов.

Финансирвание.

Результаты, представленные в статье, получены в рамках НИР, выполняемой по грантовому финансированию КН МНВО РК № AP26105475 «Разработка безопасной технологии длительного силосного хранения цельносмолотой муки из зерновых и бобовых культур различной дисперсности» (2025–2027 гг.).