Минеральный состав семян сосны сибирской и продуктов их переработки

Уникальным, экологически чистым сырьем для получения большого спектра биологически активных веществ являются семена сосны сибирской ( Рinus Sibirica Du Tour ) – кедровые орехи. Кедровые орехи издавна используются в народной медицине и обладают широким спектром фармакологического действия, обусловленным содержанием богатого комплекса биологически активных веществ: полиненасыщенных жирных кислот, полифеноль-ных соединений, фосфолипидов, витаминов, аминокислот, макро- и микроэлементов [1].

Известно, что немаловажную роль в лекарственных свойствах растений играет минеральный комплекс. Макро- и микроэлементы в растениях находятся в оптимальных для организма человека соединениях и лучше усваиваются. Многие патологические процессы в организме сопровождаются нарушением ионного равновесия. В частности, это касается язвенных патологий желудочно-кишечного тракта, которые являются причиной или следствием нарушения процессов секреции. А последние, в свою очередь, прямо зависят от соотношения ионов Na и К в биологических средах организма и проницаемости клеточных мембран, которая регулируется ионами Са и Mg. Кроме того, такие элементы, как Fe, Co, Cu, Zn, Mn, Mo входят в состав коферментов и во многом определяют ход обменных процессов организма. Mg участвует в работе ЦНС. Вместе с тем некоторые элементы являются токсичными (Rb, Sc, La, As, Sb, Cr и др.), попадая в организм, они могут включаться в состав коферментов по принципу замещения и блокировать те или иные биохимические процессы. Тяжелые металлы (Pb, Cd, Au и др.) способны кумулироваться в тканях организма (костная ткань, зубы, волосы), при этом нарушаются структура и функции последних [2].

Наиболее эффективным и экономически целесообразным путем улучшения обеспеченности населения минеральными веществами является дополнительное обогащение ими продуктов питания массового потребления до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека. В качестве таких обогащающих добавок отечественная и зарубежная промышленность традиционно использует концентрированные экстракты и вытяжки из плодово-ягодного и растительного сырья [3], что позволяет регулировать химический состав продуктов и приводить его в соответствие с современными требованиями науки о питании. Известно, что растения являются лучшими накопителями макро- и микроэлементов, которые оказывают терапевтический эффект в лечении человека и животных. Это связано с тем, что минеральные вещества находятся в них в наиболее доступной и усвояемой форме и в наборе, свойственном живой природе в целом.

Заготовка кедрового ореха для пищевых целей издавна являлась традиционным промыслом коренного населения Сибири. В новых экономических условиях заготовка ореха, как и других дикоросов, значительно увеличилась и становится экономическим и социальным фактором развития таежных территорий. Отмечается повышенный интерес к кедровому ореху как сырью для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности.

Имеющиеся в научной литературе сведения указывают на высокую зольность семян сосны кедровой сибирской (от 2,40 до 2,75%) [4, 5]. Вариации состава и содержания зольных элементов определяются геохимическими условиями произрастания и экологическими факторами. Определенное влияние на содержание минеральных веществ оказывает нарушение нормального обмена веществ, например, подсочка – механическое повреждение дерева. Нарушение транспортных путей дерева приводит к снижению зольности семян на 2–3% и уменьшению ряда минеральных веществ.

С целью изучения возможности применения кедровых орехов и продуктов их переработки в качестве как ингредиентов, так и самостоятельных продуктов пищевого и лечебнопрофилактического назначения с точки зрения биологической активности, а также и экологического загрязнения, определяли содержание в них минеральных веществ, в том числе тяжелых металлов.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования являлись семена сосны сибирской, заготовленные в Республике Бурятия (Прибайкальский район) в сентябре 2011 г. Масло получали из очищенных ядер семян сосны сибирской холодным прессованием и экстракцией этиловым спиртом под воздействием электромагнитного поля СВЧ [6]. Соответственно, жмых – белково-углеводный остаток после выделения масла прессованием, а шрот – экстракцией. Экстракт из скорлупы получали СВЧ-экстракцией измельченного сырья водно-спиртовым раствором [7] с последующим высушиванием в вакуумной СВЧ-сушилке «Муссон 2». Для подготовки образцов к анализу использовался метод сухой минерализации – для ядер, скорлупы, пленки и шрота и метод кислотной экстракции (неполной минерализации) для кедрового масла [8]. Определение содержания Ca, Mg, Fe, Co, Ni, Mn, Cr, Cu, Pb, Cd, Zn в полученных минерализатах осуществляли на атомно-абсорбционном спектрофотометре SOLAAR M6 (США); К, Na – на пламенном фотометре ПФ-1; Р, Аl, Si – с помощью фотоколориметрического метода анализа на фотоколориметре ФЭК 56 М. Результаты пересчитывались на абсолютно сухое вещество.

Результаты и обсуждение

Результаты определения элементов в исследуемых образцах приведены в таблице.

Анализ результатов показал значительные различия в минеральном составе исследованных образцов. Так, в ядре, жмыхе и шроте можно отметить высокое содержание таких макроэлементов, как калий, фосфор и магний, из микроэлементов марганец, медь, цинк и кобальт.

Известно [9], что калий играет важную роль в метаболизме клетки, способствует нервно-мышечной деятельности, регулирует внутриклеточное осмотическое давление, улучшает работу мышц; фосфор участвует в строении костных тканей, способствует функционированию нервных клеток, работе ферментов и метаболизму клетки; магний активизирует деятельность ферментов и нервно-мышечную деятельность, снижает риск атеросклероза, способствует лучшему усвоению кальция, марганец активирует многие ферменты, участвует в формировании костей, кроветворении, влияет на метаболизм инсулина и стимулирует рост, цинк способствует росту организма, участвует в работе металлоферментов; медь является компонентом многих ферментов и белков, участвующих в окислительно-восстановительных процессах и обусловливает антиоксидантное действие; железо участвует в кроветворении, выполняет функцию переноса и активирования молекулярного кислорода

Таблица

Макро- и микроэлементы семян сосны сибирской и продуктов их переработки

*РНП – рекомендуемая суточная норма потребления для человека.

** Курсивом выделены эссенциальные элементы.

Содержание указанных макро- и микроэлементов в ядре гораздо выше, чем в скорлупе. Наблюдается их накопление в продуктах переработки в жмыхе и в еще большей степени в шроте. В кедровом масле количество макро- и микроэлементов значительно ниже, в прессовом масле их содержание несколько выше, возможно вследствие наличия большего количества примесей. В составе подскорлупной пленки в значительных количествах присутствуют все определенные макроэлементы, причем кальция значительно больше, чем в остальных компонентах и продуктах. По составу микроэлементов пленка выделяется высоким содержанием железа, хрома и цинка. При переработке скорлупы с получением сухого экстракта большая часть минеральных веществ извлекается в экстракт, и содержание их в сухом экстракте значительно выше, чем в исходной скорлупе. Относительно большое содержание свинца в скорлупе по сравнению с ядром, возможно, связано с тем, что свинец существенным образом влияет на эластичность и пластичность стенок клеток растения, ведет к возрастанию твердости тканей [10], что обусловливает его накопление в твердой кедровой скорлупе.

Некоторые микроэлементы одновременно могут быть и очень токсичными все дело в концентрации: при нормальном его содержании в живых организмах он рассматривается как микроэлемент, при избытке – как тяжелый металл. Из определенных нами элементов это Со, Ni, Cu, Zn, Mn, Pb и Cd. Анализ полученных данных показал, что содержание тяжелых металлов как в самих кедровых орехах, так и в продуктах переработки не превышает предельно допустимых концентраций, принятых СанПиН.

Заключение

Таким образом, значительное содержание минеральных веществ, в том числе эссенциальных элементов обусловливает возможность применения компонентов семян сосны сибирской и продуктов их переработки для обогащения продуктов питания макро- и микроэлементами, причем жмых и шрот являются более перспективными источниками минеральных веществ.