Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1 Морфофизиологические особенности онтогенеза амаранта 10
1.1.1 Систематическое положение рода Amaranthus L 10
1.1.2 Распространение и культивирование амаранта 13
1.1.3 Физиолого-биохимические особенности этапов развития 14
1.2 Особенности продукционного процесса амаранта 16
1.2.1 Фотосинтетический потенциал растений амаранта 16
1.2.1.1 Влияние освещенности 17
1.2.1.2 Влияние температуры 18
1.2.1.3 Зависимость от влагообеспечения 19
1.2.1.4 Действие почвенных факторов и удобрений 21
1.3 Физиологические особенности послеуборочного хранения семян...23
1.4 Биохимические аспекты семян амаранта 25
1.4.1 Содержание основных биологически активных веществ 25
1.4.2 Особенности протеинового комплекса семян амаранта 26
1.4.3 Липиды семян амаранта 30
1.4.4 Углеводы амаранта 34
2. Экспериментальная часть 38
2.1 Объекты, методы и условия проведения исследований 38
2.1.1 Почвенно-климатические условия ЦЧР и места проведения опытов 38
2.1.2 Объекты и методы проведения исследования 42
2.1.3 Методика проведения наблюдений 43
2.1.4 Методы лабораторных исследований 45
2.1.4.1 Определение содержания липидов, углеводов, протеина 46
и других органических веществ 46
2.1.4.2 Определение значений кислотного, перекисного и йодного чисел 47
2.1.4.3 Количественное определение сквалена и токоферолов 49
2.1.4.4 Определение активности ферментов 50
2.2 Результаты и их обсуждение 56
2.2.1 Физиолого-биохимические характеристики разных сортов амаранта при их культивировании в Центрально-Черноземном регионе 56
2.2.1.1 Особенности роста и этапов развития исследуемых сортов амаранта 56
2.2.1.2 Эффективность фото синтетической ассимиляции диоксида углерода у культивируемых сортов амаранта и изменение величины удельной поверхности площади растений 60
2.2.1.3 Скорость накопления сухой массы и динамика чистой продуктивности фотосинтеза у разных сортов амаранта 66
2.2.1.4 Динамика активности окислительных ферментов на разных этапах развития сортообразцов амаранта 69
2.2.1.5 Биохимический состав семян разных сортов амаранта 74
2.2.2 Физиологические особенности послеуборочного созревания семян амаранта 79
2.2.2.1 Поиск оптимальных сроков хранения семян амаранта, обеспечивающих их заданные свойства 79
2.2.2.1.1 Определение сроков хранения зерна амаранта с различной влажностью семян после уборки 81
2.2.2.1.2 Динамика значений кислотного и перекисного чисел в хранящихся семенах 82
2.2.2.1.3 Динамика активности липолитических ферментов в семенах амаранта в зависимости от сроков хранения 83
2.2.3 Биохимия продуктов первичной переработки семян амаранта... 93
2.23 Л Физико-химические характеристики экстракционного амарантового масла 94
2.23 Л Л Разработка способа получения масла амаранта путем экстракции гексаном 94
2.2.3.1.2 Биохимические показатели экстракционного масла 96
2.2.3.1.3 Жирнокислотный состав экстракционного масла из семян амаранта 97
2.2.3.2 Общая характеристика амарантового масла, полученного прессованием 100
2.2.3.2.1 Особенности биотехнологии получения амарантового масла прессованием 100
2.2.3.2.2 Выделение масла амаранта статическим прессованием 103
2.2.3.2.3 Выделение масла амаранта методом холодного проходного прессования 103
2.2.3.2.4. Характеристика условий хранения амарантового масла. 112
2.2.3.3 Биохимическая характеристика жмыха и муки амаранта 115
2.2.3.3.1 Мука амаранта 115
2.2.3.3.2 Жмых амаранта 117
2.2.3.4 Физиолого-биохимические аспекты хранения первичных продуктов семян амаранта 120
Заключение 124
Выводы 126
Список литературы
- Распространение и культивирование амаранта
- Почвенно-климатические условия ЦЧР и места проведения опытов
- Поиск оптимальных сроков хранения семян амаранта, обеспечивающих их заданные свойства
- Особенности биотехнологии получения амарантового масла прессованием
Введение к работе
Амарант - перспективная высокопродуктивная продовольственная культура для России. Амарант относится к аспартатным представителям С4-типа растений и обладает способностью адаптироваться к различным условиям внешней среды. Амарант имеет много видов, различающихся по морфобиологическим и хозяйственным признакам, он используется как пищевое, кормовое и декоративное растение.
Амарант имеет все предпосылки для того, чтобы стать одной из основных продовольственных культур России в ближайшее десятилетие. Урожайность амаранта в условиях Центрально-Черноземного региона составляет 20 ц/га семян, биомассы до 600 ц/га. По сбору белка, аминокислот, витаминов, макро- и микроэлементов с единицы площади амарант превосходит традиционные зерновые и зернобобовые культуры. В настоящее время, амарант - международная культура с повышенным содержанием белка (до 18%), сбалансированного по незаменимым аминокислотам, уникального по своему составу масла. Масло амаранта содержит до 8 % сквалена, обладающего выраженными фармакологическими свойствами.
Изучением амаранта активно занимаются в России последние 30 лет, но эта культура, по-прежнему, является для нас экзотической, что связано с отсутствием адаптированных к российским условиям сортов, системы производства семян и хранения, основанных на знаниях физиологических особенностей амаранта. Амарант обладает комплексом хозяйственно-полезных признаков, высокой конкурентоспособностью, продуктивностью, что определяет необходимость скорейшего использования в питании населения России.
Актуальность темы
Одной из наиболее актуальных проблем в настоящее время является поиск новых видов культивируемых высокобелковых, отличающихся от традиционных по комплексу полезных свойств и признаков. Среди новых
растительных ресурсов питания, используемых человечеством, особое место занимает амарант, который в дальнейшем может стать одной из основных продовольственных культур. В России представлены сорта амаранта кормового или овощного направления. Использование этой культуры в зерновых целях, получение качественных продовольственных семян амаранта невозможно в настоящее время в связи с отсутствием не только сортов зернового направления, но и неизученностью физиологических особенностей формирования семян в климатических условиях Центрально-Черноземного региона, послеуборочного созревания и хранения.
Цель исследований
Целью работы являлось выявление наиболее высокопродуктивных сортов амаранта зернового направления в условиях ЦЧР и изучение физиологические особенности вегетации и послеуборочного хранения семян амаранта, предназначенных для продовольственного использования.
Задачи исследования
1. Изучить физиологические и биохимические особенности роста и
развития разных сортов амаранта зернового направления в условиях ЦЧР.
Выявить сортовариабельность биохимического состава семян амаранта.
Исследовать динамику важнейших ферментов центральных метаболических путей в интродуцируемых сортах амаранта на разных этапах его развития.
Изучить особенности послеуборочного созревания и подобрать условия хранения семян амаранта продовольственного назначения.
Использовать ферментативную (липазную и липоксигеназную активности) и биохимическую (величина кислотного и перекисного чисел) индикацию для характеристики состояния хранящихся семян амаранта.
Разработать способы выделения масла амаранта с максимальным сохранением физиологически активного компонета - сквалена.
7. Изучить влияние физиологических особенностей амаранта на качество пищевых продуктов и фармакологических препаратов, получаемых из семян амаранта.
Научная новизна исследований
Впервые на основе физиологических и биохимических особенностей
интродуцируемых сортов амаранта определены образцы
продовольственного и фармакологического назначения. Изучены особенности послеуборочного созревания и разработаны оптимальные условия хранения семян амаранта. Обосновано фармакологическое применение физиологически активного компонента амарантового масла — сквалена.
Практическая значимость работы
Выявлены физиологические и биохимические особенности сортов амаранта, интродуцируемых в условиях ЦЧР для продовольственных и фармакологических целей. Получены рекомендации к условиям послеуборочного созревания и хранения семян амаранта зернового направления. Разработан принципиально новый способ получения амарантового масла с сохранением биологически активных компонентов и отвечающего требованиям качественной безопасности (отсутствие растворителя, гербицидов и других токсических веществ).
Реализация результатов исследований
Результаты исследований были внедрены в производственных условиях СХА «Первое мая» Измалковского района Липецкой области, хозяйствах Рамонского, Павловского, Богучарского, Верхнехавского, Петропавловского районов Воронежской области. Материалы диссертации послужили основой для организации производства продуктов из семян амаранта ООО «Русская Олива». Получены сертификаты на 4 биологические добавки на основе масла амаранта.
Апробация работы
Материалы диссертации доложены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных конференциях. Материалы были представлены на I Международной научно-практической конференции «Растительные ресурсы для здоровья человека» (Москва, 2002 год), Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию ВГАУ (Воронеж, 2003), Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Воронеж 2004), VI Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2005), IV Международной конференции «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития» (Москва 2006), 1 Всероссийском съезде диетологов нутрициологов «Диетология. Проблемы и горизонты» (Москва, 2006), Межрегиональной конференции, посвященной памяти А.А.Землянухина «Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов», (Воронеж, 2003, 2008), Международной конференции Functional Foods for Cardiovascular Diseases. (Dallas, 2005), Международных конгрессах «Moderne Aspekte der Rehabilitationsbehandlung und fankioneller Ernahrung» (Hannover, 2004, 2006).
Публикации
Основные результаты настоящей диссертационной работы изложены в 21 публикациях, в т.ч. 2 статей в зарубежной печати.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, заключения, выводов, списка литературы (183 источника). Иллюстрационный материал включает 12 рисунков, 47 таблиц.
Распространение и культивирование амаранта
Виды амаранта условно делят на зерновые, овощные, кормовые, лекарственные и декоративные [14, 55]. На территории нашей страны встречается 18 видов амаранта, чаще всего A.retroflexus или щирица. Растения семейства амарантовых распространены, в основном, в тропиках и субтропиках Центральной и Южной Америки, Африке, некоторых районах Азии, реже в теплоумеренных и умеренных поясах.
Коренное население Америки, племена ацтеков и инков культивировали амарант 2000 лет до н.э. Теофраст, Диоспорид, Плиний и Овидий упоминают об амарантах как растениях широко используемых в медицине, магии, в качестве пищевых и декоративных. В раскопках землянки скифов бронзовой эпохи были обнаружены семена A.retroflexus в семенах проса, что свидетельствует об использовании щириц в культуре уже почти 1000 лет до н.э. На территории Воронежской области и Башкирии (10000-300000 лет) в плейстоценовых отложениях обнаружены семена A.allus и A.retroflexus [48, 121].
Некоторые представители рода Amaranthus имеют очень характерное распространение. Так, по 1-2 вида эндемичны для Центральной Америки (A.chihuahuensis - Мексика) Антильских, Галапагосских островов (A.sclerontoides), Южной Африки (A.capensis), Австралии - A.pallidiflorus [121].
Распространение A.sylvestris очень интересно тем, что ограничено Старым Светом - Евразией, Африкой и Австралией. Упоминаний о произрастании этого вида в Новом Свете не было. Такая география некоторых представителей рода свидетельствует о его некогда древнем широком, возможно, гондванском ареале, так как возможность проникновения амарантов в Австралию, Индию и Аравию, в настоящее время существенно отдаленных друг от друга, свидетельствует о несомненной близости этих участков суши в древности и древности самого рода [123].
В верхней части семенной оболочки находятся пигменты, которые определяют цвет семени. У других двудольных культур на развитие зародыша используется в качестве источника энергии и питательных веществ эндосперма. При этом в зрелом семени эндосперм практически не остается. У амарантовых эндосперм остается в виде единственного слоя клеток в районе прикрепления зародыша к семенной оболочке. Остается также несколько слоев клеток эндосперма на верхушках семядолей и корешке. Паренхима зародыша имеет запасные белковые тельца диаметром 3-5 мкм. Белковые тельца встречаются в тканях зародыша и в эндосперме, однако размер телец может быть разным. В клетках эндосперма размер белковых телец 1,5-2,0 мкм. В перисперме белок встречается в виде очень мелких отложений между гранулами крахмала, который является основным компонентом перисперма [134, 170].
Созревание семян неравномерное и начинается с нижней части метелки и верхней по аналогии цветения, темпы созревания зависят от метеорологических условий вегетационного периода [94, 133].
В онтогенезе амаранта выделяют 4 основные фенофазы: вегетативная, бутонизация, цветение, плодоношение [98]. Вегетативная фаза начинается с момента прорастания семян до образования генеративных органов. Всходы появляются на 5-8 день. После появления всходов сроком 4-5 недель, в основном, развивается корневая система. Всходы мелкие, семядоли обычно две, наружная сторона которых темно-зеленая, внутренняя - фиолетово-карминовая. Пластинка семядолей ланцетная, гипокотиль окрашен в розовато-фиолетовый цвет [129]. В среднем вегетативная фаза длится у A.caudatus, A.cruentus — 48 дней, у A.hybridus - 93 дня и A.mantegarzianus -71 день.
Начало фазы бутонизации начинается с формирования соцветия. С началом фазы бутонизации линейный рост осуществляется за счет увеличения междоузлий.
Продолжительность цветения в условиях Татарстана у 3 видов амаранта A.cruentus, A.sp. (К 388), A.mantegazzianus составляет 25-30 дней. Распускание цветков в пределах соцветия начинается с верхушечного колоса и постепенно распространяется вниз. На отдельном колосе соцветия, как на верхушечном, так и на боковых цветках различных порядков, цветение идет от основания к верхушке [36, 129].
Длительность фазы обычно 28-30 дней. Фаза цветения наступает на 47-58 день у A.cruentus, A.caudatus, A.lividus, A.spinach, позже начинает цвести A.hybridus - на 98 день [50].
Фаза плодоношения начинается тогда, когда в верхней части соцветия не завершилась бутонизация. В это время соцветие может достигать 10-12 см. Фаза плодоношения поступательно охватывает все соцветия 2 порядка.
Почвенно-климатические условия ЦЧР и места проведения опытов
Семена амаранта содержат значительное количество полисахаридов, представленных в основном крахмалом от 48 до 69%). Крахмал амаранта по своим параметрам является уникальным. Уникальная в первую очередь однородность микрокристаллических (1-3 мкм) гранул крахмала. Крахмал -гомополисахарид а - D -глюкозы, является основным хранилищем углеводов для всех высших растений. Для крахмала амаранта вследствие малого размера гранул характерна повышенная набухаемость при низкой растворимости и пониженное субстратное сродство к ферменту а -амилазе [89]. Амарантовый крахмал может быть отнесен вследствие высокого содержания амилопектина к "восковым видам", которые характеризуются высокой вязкостью и желатинизацией при высоких температурах [143]. В крахмале амаранта также присутствуют гранулы, где содержание амилозы превышает 1%, так, среднее содержание амилозы в крахмале A.retroflexus составляет 4,9%, а содержание амилозы в крахмале, полученной из A.hypochondriacus, составляет 7,2%.
Соотношение содержания амилозы и амилопектина является главной различительной составляющей гранул амарантового крахмала между различными разновидностями и в пределах генетических наследственных признаков тех же самых разновидностей.
Молекула амилозы представляет собой линейный полимер, состоящий из а - D —глюкопиранозидных фрагментов, связанных между собой а (1 —» 4) связями. Степень полимеризации составляет от 500 до 2000 глюкозидных остатков. Амилопектин в отличие от амилозы является разветвленным компонентом крахмала. Он образован цепями а — D -глюкопиранозных остатков (длина от 17 до 25 единиц), которые соединены между собой а (1— 6) связями [88].
Амилопектин может быть разрушен р -амилазой по а (1—» 4) связям с образованием р -декстринов и изоамилазой, которая атакует а (1— 6) связи, до мальтозы. Молекулярный вес амилопектина изменяется в пределах от 50 до 500 х 106. Эти значения зависят от происхождения крахмала, метода, использованного для разделения крахмала на амилозу и амилопектин, и метода, использованного для определения молекулярной массы.
Кроме главных составных частей — амилозы и амилопектина, в крахмале может присутствовать небольшое количество примесей (неуглеводных составляющих: белка, жира, зольных веществ, которые, несмотря на незначительные количества, могут влиять на функциональные свойства крахмала [180].
Первое определение свободных Сахаров в семенах амаранта было выполнено. Методом ГЖХ было обнаружено содержание сахарозы (-1,6%), рафинозы (-0,8%) и стахиозы (-0,2). Основной извлекаемый сахар во всех видах амаранта - сахароза. Количество сахара такое же, как и в пшенице, просе, но меньше чем для дикого риса. Глюкоза, за исключением черносемянных образцов A.cruentus и A.hybridus, является вторым по содержанию после сахарозы сахаром. Рафирюза в семенах присутствует в количествах, характерных для пшеницы и проса. Фруктоза и глюкоза в A.hybridus практически полностью отсутствуют [89].
И.М. Камышевой [47] изучено влияние окраски, сорта и видовой принадлежности семян амаранта на содержание клетчатки. Установлено, что массовая доля клетчатки в светлоокрашенных семенах колебалась от 3,9 до 4,9 %, а в темноокрашенных образцах - от 14,3% до 16,5%. Суммарное количество водорастворимых углеводов в исследуемых образцах - 2,75% -4,0%.
Минеральные вещества
Общее содержание минеральных веществ в различных видах амаранта обычно выше, чем в зерне других злаков [144]. В исследованиях, проведенных Betschart et al., [146] установлено, что общее содержание микроэлементов в двух образцах A.hypochondriacus и в восьми образцах A.cruentus было следующим: Мп - 29 и 31, Си - 7 и 6, В - 9 и 9, А1 - 41 и41, Zn - 36 и 35, Sr - 2 и 5, РЬ - 3 и 3, Si - 30 и 27 частей на миллион. Содержание макроэлементов: Р - от 4,2 до 7,5, К — от 3,0 до 7,8, Са - от 1,7 до 4,6, Mg- от 2,4 до 5,4, S - от 160 до 200, Na - от 310 до 370, Fe - от 84 до 205 частей на миллион.
Расчеты содержания фитимовой кислоты на основании анализа количества фосфора в девяти образцах амаранта показали, что ее количество равно 2,20-3,39 ммоль/100 г семян [143]. Высокое содержание Са и Mg в амаранте позволяет сделать предположение, что фитиновая кислота содержится в семенах в основном в виде нерастворимой соли двухвалентных катионов. Опыты с помолом показали, что 66% золы содержится в семенных оболочках и зародышевой фракции [146, 170]. Последующий абразивный помол показал, что Fe и Си содержатся главным образом в зародыше, тогда как Са, Na, Мп - в основном в семенных оболочках.
Поиск оптимальных сроков хранения семян амаранта, обеспечивающих их заданные свойства
Нами предложена следующая технологическая последовательность послеуборочных операций с семенами амаранта для промышленных целей: уборка семян прямым комбайнированием; доставка автомобилем партии семян из бункера комбайна на приемный пункт; подача семян из автомобиля в зерноочистительные агрегаты (ВС-2,0, Пектус-гигант); очистка семян амаранта от цветковой чешуи, сорных семян других культур, незрелых семян амаранта, используя решета, 0,6 до 1,0 мм на воздушно-ситовых аппаратах; сушка семян амаранта (воздушно-солнечная или щадящая в зерносушилках с режимом для посевных семян).
На качество семян сильное влияние оказывает длительность проведения каждой из послеуборочных операций. Установлено, что семена данной культуры должны находиться минимальное время в ворохе. При этом обязательным условием для сохранения заданных свойств семян является их оптимальная влажность.
Длительное хранение семян амаранта желательно осуществлять в мешках, укладывая их в штабели не более 3 рядов в хорошо вентилируемом помещении. Анализ результатов влияния массовой доли влаги в семенах на эффективное хранение биоматериала показывает, что концентрация влажности должна составлять 12 %. При более высокой влажности семян происходит резкое увеличение значений кислотного и перекисного чисел вследствие активизации ферментных процессов. Так, в случае несоблюдения основных параметров сушки и закладки на хранение семян, имеющих массовую долю влаги 14-15%, наблюдается резкий скачок значений кислотного числа (с 3,5 до 13,7 мг КОН/г) и перекисного числа (с 6 до 23,2 ХА ( моль/кг). Подобная динамика значений кислотного и перекисного чисел обнаруживается в течение 2 месяцев хранения. В результате семена амаранта становятся не пригодными для дальнейшей переработки и использования в пищевой промышленности.
Определение длительности хранения семян, предназначенных для продовольственных целей, проведено в отделе по изучению нетрадиционных растений Киевского Ботанического сада Национальной Академии наук Украины. Известно, что семена амаранта не теряют всхожесть в течение 10 лет, поэтому считалось, что они могут храниться длительное время для продовольственного использования. Полученные данные, приведенные в таблице 22, свидетельствуют, что влажность семян в течение всего времени хранения не превышала 12 %. Длительные сроки хранения (7, 5, 3 и 1 год) не приводили к изменению такой важной характеристики, как сырой протеин. Количество данного показателя в хранящихся образцах составляло 13,91 % в 1998 году и 13,68 % в 2004 году. Как видно из результатов, приведенных в таблице 22, длительное хранение семян амаранта обуславливает увеличение кислотного и перекисного чисел. Значение кислотного числа в длительно хранящихся семенах достигало 10 мгКОН/г, а перекисного числа - 12,4 мгКОН/кг.
Семена амаранта сорта Кремовый ранний урожая 1998, 2000, 2002 и 2004 годов хранили на складе при температуре от +4 до +30 С. Массовая доля влаги семян не превышала 12 %.
Анализ данных таблицы 22 позволяет сделать вывод, что при длительном хранении семян амаранта происходит увеличение кислотного и перекисного чисел. В соответствии с известными требованиями для нерафинированных растительных масел кислотное число не должно превышать 4 мг КОН/г, а перекисное число - 8 /з 02 моль/кг в хранящихся семенах. Таким образом, анализ полученных нами данных позволяет заключить, что максимальный срок хранения семян амаранта без изменения важнейших характеристик составляет 2 года, и они могут использоваться для получения продуктов первичной переработки.
При определении динамики изменения активности липолитических ферментов в семенах и муке амаранта, хранящихся в различных условиях (условия холодного склада - температура 7 С, крафт-мешки; условия склада - температура 20-25 С, крафт-мешки.), объектами исследования являлись семена амаранта. Полученные результаты представлены на рисунке 4. Изменение активности липолитических ферментов в течение длительного хранения имело определенные закономерности и отличия в образцах, хранящихся при +7 С и при +22 С. Максимальная активность липазы выявлена на 4-5-е сутки хранения в обоих вариантах. Однако, дальнейший ход динамики липазной активности имеет принципиальные отличия. Активность данной ферментной системы в семенах амаранта, экспонированных при +22 С, резко увеличивалась после 48-часовой экспозиции. В этот период обнаружена минимальная активность исследуемого фермента в пробах в обоих вариантах. Активность фермента составляла 2,5 мкм/мин при температуре +22 С и 3,1 мкм/мин при температуре +7 С. Резкое снижение активности л и политических ферментов в течение двух суток обусловлено адаптивной реакцией семян амаранта.
Подобная реакция вызвана послеуборочной подготовкой семян к хранению, связанной с подсушиванием семян и доведением влажности до 12%. Анализ полученных результатов свидетельствует, что соблюдение низкотемпературного режима хранения семян (+7С) не приводит к резкому изменению активности липазы, что является указанием на благоприятные условия хранения. При экспозиции семян амаранта в условиях высокотемпературного режима наблюдалось резкое увеличение активности липолитических ферментов, что свидетельствует о неблагоприятных условиях хранения, приводящих к нежелательному окислению жирных кислот, так называемой «прогорклости».
Огромное значение для длительного хранения семян амаранта имеет влажность. Причем, следует учитывать количество эндогенной воды в хранящихся семенах, а также относительную влажность окружающего воздуха. Известно, что взаимодействие этих двух форм воды определяет важное условие для хранения - равновесную влагу [12]. В таблице 23 приведены результаты изменения влажности семян амаранта при длительном хранении. В течение более двух месяцев влажность семян изменялась незначительно, и величина этого показателя уменьшалась с 13,88 % в начале опыта до 11,9 % в конце.
Особенности биотехнологии получения амарантового масла прессованием
Сквален - природный ациклический тритерпен с шестью двойными ненасыщенными связями, а именно: 2, 6, 10, 15, 19, 23-гексаметил-2, 6, 10, 14, 18, 22-тетракозагексаен. В настоящее время природным источником сквалена служит жир печени глубоководных акул, где его содержание может быть от 60 до 90 %. Сквален используется акулами в адаптивной реакции организма к гипоксическим условиям, возникающим на большой глубине.
Сквален относится к важнейшим биологически активным соединениям и выполняет в организме человека роль регулятора липидного и стероидного обменов, являясь предшественником целого ряда стероидных гормонов, холестерина и витамина D.
Содержание сквалена в изученных сортах амаранта (таблица 19) составило от 6,2 до 7,9 %, что, по-видимому, определяется их генетическими особенностями.
Токоферолы масла амаранта представлены в основном 3 и у -токоферолами (70-80 % от общего содержания токоферолов), характеризующимися высокой антиокислительной активностью.
Общее количество витамина Е составляет 690 мг для прессового масла и 878 мг - для экстракционного. Известно, что Р и у -токоферолы характеризуются высокой антиокислительной активностью [165]. Большая концентрация токоферолов свидетельствует о высокой стойкости масла к окислению.
Велико содержание в амарантовом масле и фосфолипидов (8-10 %), преобладающим компонентом которых является фосфатидилхолин (лецитин).
Количество фитостеролов достигает 2 %. Различают 5 типов фитостеролов, являющихся производными сквалена и обладающих способностью снижать уровень холестерина.
Наибольшей физиологической активностью обладают Р-ситостерол, кампестерол и стигмастерол. Так как существенных различий в составе масел амаранта, полученных экстракционным и прессовым способами не отмечено, употреблять в пищу рекомендуется только прессовое масло, а экстракционное возможно использовать в косметических целях, что при экстракции гексаном масло не удается полностью очистить от растворителя (остаточное количество до 10 %).
Для исследования были взяты образцы амарантового масла, полученного методом прессованием при различных температурах: 80 С и 100 С. В образцах был определен показатель перекисного числа, состав жирных кислот, содержание витамина Е, изучены токсикологические показатели. Образцы масел исследовались при различных условиях хранения, аналогичных тем, что обычно имеют место в быту: в условиях холодильника +2+4 С, хранение при комнатной температуре в защищенном от света месте, а также хранение на свету при комнатной температуре. Показатель перекисного числа определялся в исходной точке, а также через 11, 17 и 24 дня, далее 1 раз в месяц. Производились выборочные исследования аиизидинового числа, характеризующего содержание в маслах альдегидов.
Величину перекисного числа определяли в растительных маслах в соответствии с ГОСТ 26-593 «Масла растительные. Метод определения перекисного числа». Кислотное число - ГОСТ Р 52110 «Масла растительные. Анизидиновое число определено в соответствии с ГОСТ Р 52465-2005 «Масло подсолнечное. Технические условия».
Определение наличия хлорорганических пестицидов, проведенное в образцах амарантового масла, представленных на хранение, не выявило отклонений от нормативных требований (СанПиН 2.3.2.1078-01 п. 1.7.2), предъявляемых по показателям ГХЦГ, ДДТ, ГХБ для растительных масел (таблица 40).
Изучение состава жирных кислот в образцах амарантового масла выполнено на хроматографе «Carloerba strumentazione HRGC 5300» с использованием программно-аппаратного комплекса для сбора и обработки хроматографических данных «МультиХром for Windows».
Условия хроматографирования: колонка капиллярная 30 метров с фазой НР-23, Т испарителя, колонки и детектора - 180: 200: 220, соответственно. Детектор пламенно-ионизационный. Газ-носитель - азот.
Идентификация хроматограмм осуществлена с использованием величины времени удерживания насыщенных жирных кислот. В таблице 41 представлен состав основных жирных кислот амарантового масла. В составе жирных кислот из разных образцов амарантового масла существенных различий нет. Содержание витамина Е в исходный период в масле, полученном холодным прессованием было выше и составило 170,9 мг/100 г по сравнению с маслом, полученным горячим прессованием 164,4 мг/100 г.
Наибольший интерес представляют показатели перекисного числа для 2-х образцов масел, находящихся на хранении в различных условиях.
В таблице 42 представлены данные по изменению перекисного числа при хранении 2 образцов масел: 1- холодное прессование, 2- горячее прессование при хранении в течение 9 месяцев при комнатной температуре и данные при хранении масла в холодильнике.
При хранении масла при комнатной температуре (25С) и в холодильнике (6С) показатели перекисного числа соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 п. 1.7.2. Но при комнатной температуре значения перекисного числа были незначительно выше. Масло, полученное холодным прессованием, имеет более низкие значения перекисного числа, как при комнатной температуре, так и в холодильнике. Показатель анизидинового числа, характеризующие содержание альдегидов (преимущественно 2-алкеналей) для масла, полученного холодным прессованием, в исходном периоде составил 1,81; для масла, полученного горячим прессованием 2,36. Этот показатель введен ГОСТ Р 2465-2005 для масел, предназначенных для детского и диетического питания и его величина не должна превышать более 3-х условных единиц.
В результате проведенных исследований было изучено хранение амарантового масла в течение 9 месяцев при комнатной температуре и в холодильнике, определен срок годности масла, изучены показатели перекисного числа.
