Потенциал фитохимических веществ Cannabis sativa L. в индустрии питания

Введение . Химическое разнообразие состава растительного сырья в последнее время приобрело большое значение с точки зрения исследования биопотенциала. В этом плане фитохимические вещества с отчетливыми стереохимическими профилями представляют интерес как потенциальные ингредиенты не только в медицине, но и в индустрии питания. Фито-химические вещества подразделяются на первичные и вторичные метаболиты (специализированные метаболиты). Белки, аминокислоты, хлорофилл и пурины/пиримидины нуклеиновых кислот считаются первичными метаболитами, алкалоиды, флавоноиды, терпены, стероиды, куркумины и фенолы рассматриваются как специализированные растительные метаболиты. В последнее время эти ценные фитохимические вещества нашли широкое практическое применение в качестве лечебного сырья, а благодаря их антиоксидантным, стабилизирующим, эмульгирующим, хелатирующим и ароматическим свойствам расширяется спектр их использования в косметологии и пищевой индустрии [1].

Конопля (Cannabissativa L.) – ценная культура с широким спектром применения: от пищевых продуктов и текстиля до фармацевтики [2]. Возрождение посевных площадей и легализация промышленной конопли в качестве сельскохозяйственной культуры, ее использование в качестве продукта питания и пищевого ингредиента в России возросло после 2012 г. [3]. Рост обусловлен многочисленными преимуществами для здоровья, которыми обладает конопля, и ее широким спектром биологически активных веществ. Однако, несмотря на эту положительную тенденцию, продукты на основе конопли могут содержать тетрагидроканнабинол (ТГК) выше предельно допустимой концентрации, что вызывает беспокойство с точки зрения безопасности и соблюдения нормативных требований. В связи чем совершенствуется законодательная и нормативно-правовая базы Российской Федерации в отрасли коноплеводства для ликвидации ряда существующих противоречий от селекционных разработок до получения сертифицированной продукции [4].

Отмечено, что только некоторые сорта конопли можно классифицировать как промышленную коноплю. Предложено деление конопли на шесть основных групп: непсихоактивные растения, выращиваемые для получения семян и волокна в Западной Азии и Европе, содержат небольшое количество ТГК и высокое содержание каннабидиола (КБД) – 1-я группа; непсихоактивные сорта из Восточной Азии (в основном из Китая), содержащие ТГК от низкого до умеренного и высокое количество КБД, – 2-я группа; психоактивные сорта из Южной Центральной Азии состоят в основном из ТГК в качестве доминирующего каннабиноида – 3-я группа; психоактивные сорта, обнаруженные в Афганистане и соседних странах с высоким содержанием ТГК и КБД – 4-я группа; гибриды 1 и 2 объединены в 5-ю группу, гибриды 3 и 4 – в 6-ю группу [5].

Стимулом для мировой индустрии промышленной конопли явился результат ключевых из- менений в законодательстве, а именно законопроектов о фермерских хозяйствах в США. Закон о фермерских хозяйствах 2014 г. определил коноплю как растения с пороговым значением ТГК 0,3 % в пересчете на сухую массу и разрешил его производство в определенных условиях. Законопроект о фермерских хозяйствах 2018 г. легализовал производство конопли как сельскохозяйственного товара и исключил ее из списка контролируемых веществ. Австралия легализовала продукты из конопли в ноябре 2017 г. после запрета, действовавшего с 1937 г. [6].

Введение новых законов в отношении коноплеводства повлияло на развитие потребительского рынка продуктов питания на основе конопли, что также связывали с растущим числом вегетарианцев во всем мире и повышенным вниманием потребителей к вопросам питания и здоровья. Кроме того, выпуск инновационных продуктов на основе конопли, таких как соусы, коктейли, мороженое и десерты, является фактором, стимулирующим рост рынка продуктов питания на основе конопли. Так, в России рынок продуктов питания из конопли вырос в 4,5 раза за последние 3 года [7]. Основные страны-производители конопли находятся в Северной Америке (США, Канада и Мексика). С другой стороны, ожидается, что к 2027 г. рынок конопли в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет расти самыми высокими темпами благодаря принятию западного стиля питания и растущего спроса на продукты на основе конопли из-за отсутствия в них глютена.

Знание состава, питательных свойств и технологической функциональности пищевых ингредиентов на основе конопли имеет фундаментальное значение для определения их пригодности для использования в пищевых системах. Кроме того, понимание процессов производства ингредиентов на основе семян конопли также важно, поскольку на состав, качество и функциональные свойства ингредиента влияет послеуборочная обработка, сорт, сезонность и условия выращивания растения.

Цель исследования – обобщение научных данных по обоснованию использования продуктов переработки Cannabis sativa L. как потенциальных источников биологически активных веществ в пищевых системах функциональной и специализированной направленности.

Задачи : проанализировать фитохимические вещества конопли, охарактеризовать белки, жиры, витамины и минеральные вещества продуктов переработки конопли; показать эффективность использования продуктов переработки конопли в медицине при лечении и профилактике заболеваний; оценить возможность биопотенциала продуктов переработки конопли как перспективного сырья в технологиях функциональных продуктов.

Результаты и их обсуждение . Научные исследования выявили множество свойств соединений, выделенных из Cannabis sativa L. (конопли), благодаря чему сформулированы перспективы использования продуктов переработки конопли в качестве потенциальных источников природных минорных компонентов. В настоящее время в качестве продуктов питания применяют семена, муку, ядра, масло и жмых конопли (рис.).

Продукты из конопли

Традиционно конопля используется как ценный источник клетчатки и питательных веществ. Многочисленные исследования также продемонстрировали противомикробное, антипроли-феративное, фитотоксическое и инсектицидное действие эфирного масла из женских соцветий конопли. Ученые из Италии, Турции и Ирака изучали соцветия конопли как источник противовоспалительных, антимикотических и анти-пролиферативных средств в опытах in silico , in vitro . Показано, что соцветия конопли являются многообещающим источником нутрицевтиков и космецевтиков против воспалительных и инфекционных заболеваний [8]. Особое значение имеет широкий спектр фитохимических веществ, содержащихся в соцветиях конопли. Двумя основными и наиболее известными фи-тохимическими веществами в конопле являются каннабиноиды: -транс-Δ9-тетрагидроканнаби-нол, который оказывает опьяняющее действие; -каннабидиол – вещество, которое не является опьяняющим и имеет потенциальные лекарственные свойства [9].

Установлено, что семена конопли содержат около 20–25 % белка, 20–35 % масла, 20–30 % углеводов, которые в основном представляют собой нерастворимые пищевые волокна и высокий уровень антиоксидантов. Исследования белковой фракции показали, что семена конопли имеют такое же содержание белка, как и другие семена масличных культур, в них больше белка, чем в семенах подсолнечника или канолы, но меньше белка, чем в сое [10]. Белки семян конопли содержат все незаменимые аминокислоты, а белковая фракция конопли легко усваивается [11]. Глобулины составляют 60–80 % общего белка, альбумины составляют большую часть остального [12].

Семена конопли являются источником минералов (P, K, Mg, Ca, Na, Fe, Mn, Zn, Cu) и фитонутриентов (токоферолов, каротиноидов, стеролов), содержат ряд антипитательных компонентов (фитиновая кислота, конденсированные дубильные вещества, ингибиторы трипсина, цианогенные гликозиды и сапонины) [13]. Масло семян конопли является богатым источником полине-насыщенных жирных кислот, особенно незаменимых, доля которых составляет более 70 %. Различные уровни линолевой кислоты (51,6– 59,0 % жирных кислот в масле), α-линоленовой кислоты (10,5–22,0 % жирных кислот в масле), общих токоферолов (56–97 мг/100 г масла), фи- тостеролов (279 мг/ 100 г масла) свидетельствуют о разнообразии состава масла [9, 14].

Семена конопли содержат ряд фитохимиче-ских веществ, а присутствие фенольных соединений и токоферолов способствует их антиоксидантной активности. Существует целый ряд продуктов, которые можно получить из семян конопли. Помимо измельчения целых или очищенных семян конопли в муку могут быть выделены масла с добавленной пищевой ценностью и фракции, обогащенные белком. Кроме того, фитохимические экстракты вызывают все больший интерес, поскольку их роль и применение в области здравоохранения и питания получают все большее признание [15].

Исследована питательная ценность ростков конопли. Показано, что проращивание усиливает противовоспалительные свойства за счет таких соединений, как пренилфлавоноиды, каннфла-вины A и B, т. е. ростки конопли могут быть новым противовоспалительным пищевым материалом [16]. В другом исследовании сообщалось о повышенном содержании полифенолов, флавоноидов, антиоксидантной активности и концентрации белка в ростках конопли, выращенных под синим светодиодом, по сравнению с сырыми семенами [17]. Кроме того, отмечены интересные результаты: ростки конопли не обладают галлюциногенными эффектами, не содержат большого количества дельта-9-тетрагидроканнабинола и, таким образом, их можно употреблять не опасаясь негативного воздействия на здоровье [18].

Анализ применения продуктов переработки конопли как в моделях in vitro, так и в моделях in vivo показали их эффективность. Например, в исследованиях по профилактике ожирения установлено, что у мышей, которых кормили мукой из семян конопли в расчете 200 или 300 мг/кг, прибавка массы тела, эпидидимальная и околопочечная жировая ткань значительно уменьшились по сравнению с мышами, получавшими обычную диету [19]. Показано, что общий холестерин, липопротеины высокой и низкой плотности и триглицериды также были значительно снижены. Кроме того, отмечено, что масла из семян конопли имеют соотношение омега-6 и омега-3 3 : 1, что является оптимальным для достижения различных преимуществ в организме, таких как повышение метаболизма и снижение уровня холестерина в крови [20].

Гидролизаты пищевого белка из конопли привлекли к себе внимание исследователей с точки зрения применения в качестве биоактивных пептидов природного происхождения для лечения гипертонии [21]. В нескольких научных работах отмечено, что коноплю можно использовать для профилактики и лечения рака [22, 23]. Сообщалось о противодиабетических свойствах конопли и ее компонентов [24].

Анализ результатов научных исследований по применению продуктов переработки конопли в пищевых системах показал, что она является перспективным сырьем в технологиях функциональных продуктов [25, 26]. Исследована пищевая ценность муки конопляной и ее отличительные особенности в сравнении со злаковыми и бобовыми видами муки, показана перспективность применения для производства продуктов специализированной направленности. Разработаны хлеб и кондитерские мучные изделия без глютена с добавлением конопли, изучены их свойства и биологическая ценность [27, 28]. Апробировано использование конопли в качестве добавки для производства медовухи, традиционного напитка, производимого путем ферментации [29].

Заключение . Таким образом, показана эффективность использования продуктов переработки конопли в медицине при лечении и профилактике ряда заболеваний. Оценена возможность биопотенциала продуктов переработки конопли как перспективного сырья в технологиях функциональных продуктов. Необходимо отметить строгое соблюдение нормативных требований к показателям качества и безопасности применяемой в технологии индустрии питания продуктов переработки конопли, а также определении показателей для идентификации функциональной направленности при добавлении конопли в пищевые продукты для обеспечения безопасности их использования в продуктах питания.