Амарантовая мука: характеристика, сравнительный анализ, возможности применения

Резюме

Амарантовая мука - продукт переработки семян амаранта - ценное продовольственное сырье, обладающее уникальным химическим составом, которое может быть использовано для включения в рацион питания лиц, страдающих непереносимостью белка традиционных злаковых культур, в том числе больных целиакией. Цель исследования состояла в изучении состава амарантовой муки 2 сортов в сравнении с традиционно применяемой в питании населения России манной крупой, а также молочной каши из амарантовой муки в сравнении с молочной манной кашей. Исследован состав муки амарантовой цельносмолотой, а также высшего сорта, полученной из семян амаранта, выращенного в Воронежской области. Отмечено, что содержание белков в амарантовой муке на 10,8-24,3% больше, чем в манной крупе, причем биологическая ценность и коэффициент утилитарности выше соответственно на 22,65 и 46,51%; скор по лизину в белке амарантовой муки высшего сорта составляет 107,54%, тогда как в белке манной крупы лишь 40,95%; массовая доля усвояемых углеводов, в том числе крахмала, в амарантовой муке ниже, чем в манной крупе, на 2,79-12,85 и 4,76-15,85% соответственно, а клетчатки - выше в 15,5-30 раз. В амарантовой муке высшего сорта содержание жира в 2,4 раза меньше, чем в цельносмолотой, однако на 45% выше, чем в манной крупе. Неоспоримое преимущество белка амарантовой муки по сравнению с белком пшеницы заключается в преобладании альбуминов и глобулинов, минимальном количестве проламинов и полном отсутствии α-глиадина. Особенности химического состава позволяют рекомендовать амарантовую муку для питания как здоровых лиц, так и больных целиакией.

Ключевые слова:амарантовая мука цельносмолотая и высшего сорта, химический состав, непереносимость белка традиционных злаковых культур, целиакия, безглютеновые продукты

Вопр. питания. - 2014. - № 1. - С. 67-73.

Амарантовая мука представляет продукт переработки семян амаранта - зерновой культуры, мало известной и недостаточно широко используемой в России, но в последнее время привлекающей все большее внимание специалистов и производителей благодаря своим особым свойствам. В мире известно около 65 родов и более 900 видов амаранта, в России произрастает 17 видов этого однолетнего растения семейства амарантовых. В соответствии с ГОСТ Р ИСО 5526-99 амарант отнесен к продовольственным культурам.

На рынке стран Северной и Южной Америки, Китая и Юго-Восточной Азии присутствует более 30 наименований пищевых продуктов из амаранта: вермишель, макароны, чипсы, бисквиты, кексы, вафли, напитки, соусы, продукты детского питания.

Благодаря высокой урожайности, высокой пищевой ценности и уникальному химическому составу амарант признан экспертами продовольственной комиссии ООН наиболее перспективной зерновой культурой XXI в. [17].

Семена амаранта содержат в среднем 14,0-20,0% белка, 60-62% крахмала, 5,8-9,7% жира и 3,9-16,5% пищевых волокон [18]. В белке семян амаранта преобладают водо- и солерастворимые фракции, на долю которых приходится до 75% от общей суммы белков. По содержанию аминокислоты лизина белок амаранта в 2 раза превосходит белок пшеницы. Благодаря высокому содержанию лизина, тирозина, фенилаланина, изолейцина и балансу между всеми незаменимыми аминокислотами биологическая ценность белка амаранта выше, чем у пшеничного белка на 15-18% [6, 18]. Основу липидного компонента составляют ненасыщенные жирные кислоты. Липидная фракция содержит до 8% сквалена - ненасыщенного углеводорода [8], обладающего антиоксидантным и антиканцерогенным действием. Для сравнения: в оливковом масле этого биологически активного вещества содержится 0,7%, в масле из пшеничных зародышевых хлопьев - 0,1% [7, 18]. Сквален выполняет в организме человека роль регулятора липидного и стероидного обмена, являясь предшественником целого ряда гормонов, холестерина и витамина D, обладает способностью снижать уровень холестерина в сыворотке крови и в печени [1, 10, 12]. Сквален также повышает содержание в тканях атомарного кислорода, противостоящего на молекулярном уровне свободным радикалам, чем объясняется его высокая противоопухолевая активность [12]. Для крахмала семян амаранта характерна высокая сорбционная способность, растворимость, температура желатинизации и пониженные по сравнению с пшеничным крахмалом набухающая способность и способность к ретроградации. Семена амаранта служат источником витаминов (В 1 , В 2 , В 9 , РР, Н, С, Е) и минеральных веществ (Р, K, Са, Fe, Mg и др.) [6, 18].

Следует отметить, что токоферолы зерна амаранта на 70-80% представлены β- и γ-токоферолами, на 20,0-25,0% - δ-токоферолами, 5,0-10,0% - α-токоферолами [18]. Ценный состав и свойства придают особую пищевую ценность амаранту в современном мире, поскольку все более острой становится проблема непереносимости белков традиционных зерновых культур (пшеницы, ржи, ячменя, овса), что требует исключения их из рациона питания. Такая непереносимость связана, во-первых, с пищевой аллергией на белок указанных злаков, а во-вторых, с генетическим заболеванием целиакией.

Пищевая аллергия является распространенной патологией в мире и в России, особенно среди детей первых лет жизни. В настоящее время установлено более 160 пищевых аллергенов.

В "большую восьмерку" продуктов, обладающих наибольшей аллергенностью для детей, входят коровье молоко, куриное яйцо, рыба, пшеница, арахис, соя, орехи, ракообразные [11]. Аллергия к традиционным крупам встречается у 31-43% больных атопическим дерматитом [14]. Лечение и профилактика пищевой аллергии заключается в соблюдении гипоаллергенной диеты с исключением причинно-значимых для больных аллергенов, в том числе пшеничной муки.

Целиакия представляет иммуноопосредованное системное заболевание, вызываемое глютеном или, точнее, соответствующими проламинами (глиадином пшеницы, секалинами ржи, гордеинами ячменя), у генетически предрасположенных индивидуумов, характеризующееся наличием разнообразных сочетаний глютен-зависимых клинических проявлений [16]. Важнейшим результатом эпидемиологических исследований, проведенных в мире за последние 20 лет, стал пересмотр данных о распространенности целиакии. Если раньше считалось, что целиакия - это редкая патология, то в настоящее время доказано, что 0,5-1% населения США и большинства стран Европы страдают этим заболеванием [3, 4, 16]. Ранняя диагностика и своевременно начатое лечение позволяют добиться купирования интестинальных и экстраинтестинальных симптомов, нормализации роста и развития детей, провести профилактику осложнений (лимфом кишечника, остеопороза, бесплодия, неврологических нарушений). Чрезвычайно важно отметить, что самым эффективным методом лечения целиакии является строгая безглютеновая диета на протяжении всей жизни [4, 13, 16], когда из питания полностью исключаются продукты, изготовленные на основе пшеницы, ржи, ячменя, овса. Амарантовая мука не содержит глютен и может быть использована в питании больных целиакией [5, 9].

Целью настоящей работы стало изучение состава амарантовой муки 2 сортов в сравнении с традиционно применяемой в питании населения России манной крупой, а также молочной каши из амарантовой муки в сравнении с молочной манной кашей.

Материал и методы

Для исследований использовали муку амарантовую цельносмолотую (ТУ 9293-006-18932477-2004), а также высшего сорта (ТУ 9293-00477872064-2011), крупу манную марки М по ГОСТ 7022-97 и для приготовления каш - молоко коровье питьевое по ГОСТ 52090-2003. Амарантовая мука была получена из сырья, выращенного в Воронежской области.

Определение массовой доли влаги проводили по ГОСТ 13496.3, белка - по ГОСТ 10846, жира - по ГОСТ 27670, крахмала - по ГОСТ 10845, водорастворимых углеводов - по ГОСТ Р 51636, клетчатки - по ГОСТ Р 52839, золы - по ГОСТ 27494; натрия, калия, кальция и магния - в соответствии с ПНД Ф 14.1:2:4.167-2000, фосфора - по ГОСТ 26657, железа - по ГОСТ 26928; содержание витамина Е - по МВИ № 8-19/2 от 02.01.1984, витаминов В1 и В2 - по руководству [15], аминокислот - в соответствии с М 04-38-2009; энергетическую ценность определяли расчетным методом.

Для оценки качества белка муки, крупы и каш применяли следующие характеристики:

1. Коэффициент утилитарности аминокислотного состава (U, %), численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к физиологически необходимой норме - эталону:

U = Cmin ΣАэб , (1)

где Cmin - минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к эталону, %; Аэ - массовая доля j-й незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка;

Аб - массовая доля j-й незаменимой аминокислоты в продукте, г/100 г белка.

2. Биологическая ценность (БЦ, %), отражающая качество белка, включающая степень сбалансированности его аминокислотного состава:

БЦ = 100-КРАС, (2)

где КРАС - коэффициент различия аминокислотного скора, показывающий избыточное количество незаменимых аминокислот, используемых на пластические нужды:

КРАС = Σ(АСi - АCmin )/n, (3)

где АСi - аминокислотный скор определенной незаменимой аминокислоты, %; АС min - аминокислотный скор лимитирующей аминокислоты, %; n - количество незаменимых аминокислот.

Результаты и обсуждение

Из семян амаранта вырабатывают цельносмолотую амарантовую муку, обладающую высокой пищевой ценностью, в соответствии с ТУ 9293-00618932477-2004; сортовую амарантовую муку, в том числе высшего сорта, по ТУ 9293-004-778720642011, которая по количественному соотношению компонентов близка к пшеничной хлебопекарной муке. Технология производства сортовой амарантовой муки защищена патентом Российской Федерации № 2 209 233.

Для амарантовой муки высшего сорта характерен цвет белый с желтоватым или сероватым оттенком, а для муки цельносмолотой - с заметными частицами оболочек зерна; запах и вкус - специфические, свойственные данному виду сырья.

Результаты исследования состава амарантовой муки в сравнении с манной крупой - традиционным продуктом питания взрослых и детей России - представлены в табл. 1.

Таблица 1. Состав амарантовой муки и манной крупы



Из табл. 1 видно, что амарантовая мука содержит белка на 10,8-24,3% больше по сравнению с содержанием в манной крупе, причем более сбалансированного по незаменимым аминокислотам (табл. 2, 3). В амарантовой муке высшего сорта содержание жира в 2,4 раза меньше, чем в цельносмолотой, однако на 45% выше, чем в манной крупе. Содержание усвояемых углеводов, в том числе крахмала, в амарантовой муке несколько ниже, чем в манной крупе, что является положительным фактором. Амарантовая мука значительно превосходит манную крупу по содержанию клетчатки, а также по массовой доле золы (косвенной характеристике количества минеральных веществ). Следует отметить, что незначительное увеличение энергетической ценности цельносмолотой амарантовой муки происходит за счет жира на фоне более высокого содержания белка и пониженного содержания крахмала. Это особенно ценно благодаря лучшей сбалансированности аминокислот амарантовой муки по сравнению с манной крупой, о чем свидетельствуют полученные нами данные (табл. 2, 3).

Таблица 2. Содержание аминокислот белка муки и каши



Таблица 3. Показатели качества белка муки (крупы) и каши



Анализ экспериментальных данных (табл. 2) и результатов расчетов, представленных в табл. 3, свидетельствует о том, что амарантовая мука высшего сорта обладает более ценным составом аминокислот по сравнению с манной крупой: скор по лизину составляет 107,54 и 40,95% соответственно.

Коэффициент различия аминокислотного скора белка амарантовой муки на 28,04% меньше, чем у белка манной крупы, а значение биологической ценности выше на 22,65%. Между показателями качества белка молочных каш, сваренных из манной крупы и амарантовой муки с пониженным содержанием жира, наблюдается аналогичная зависимость: во втором случае КРАС ниже на 20,04%, а БЦ выше лишь на 3,36%. Существенное увеличение показателя биологической ценности молочной манной каши происходит за счет хорошей сочетаемости белка манной крупы и белка коровьего молока. Коэффициент утилитарности аминокислотного состава белка амарантовой муки на 46,51% выше, чем у белка манной крупы, что свидетельствует о лучшей их сбалансированности по незаменимым аминокислотам.

Данные табл. 3 свидетельствуют также о том, что за счет коровьего молока белок манной каши характеризуется значительно большей биологической ценностью и коэффициентом утилитарности аминокислотного состава по сравнению с манной крупой (и можно предположить, что с кашей, сваренной на воде).

Неоспоримое преимущество белка амарантовой муки по сравнению с белком пшеницы заключается в их фракционном составе (табл. 4): в преобладании альбуминов и глобулинов, минимальном количестве проламинов и полном отсутствии α-глиадина. Особенно это важно для людей, страдающих таким заболеванием, как целиакия (глютеновая энтеропатия).

Таблица 4. Состав основных белковых фракций зерна пшеницы и семян амаранта



* - цитируется по ТУ 9290-007-18932477-2001; ** - цитируется по [2]; *** - в зерне пшеницы.

Амарантовая мука выгодно отличается от манной крупы по содержанию некоторых минеральных веществ и витаминов. Массовая доля натрия и калия в молочных кашах амарантовой и манной идентична (табл. 5). В амарантовой молочной каше содержание таких минеральных веществ, как кальций, магний, фосфор и железо, выше, чем в манной в 2,17, 2,00; 1,14 и 1,88 раза соответственно; а также витамина В 1 - в 3,25 раза.

Таблица 5. Содержание витаминов и минеральных веществ в молочных кашах



Таким образом, на основании проведенных экспериментальных исследований и анализа литературы можно сделать вывод о возможности и целесообразности введения в рацион питания детей и взрослых продуктов на основе амарантовой муки, в том числе цельносмолотой и сортовой.

Основные преимущества амарантовой муки:

1) содержание белков на 10,8-24,3% больше, чем в манной крупе, причем их биологическая ценность и коэффициент утилитарности выше соответственно на 22,65 и 46,51%;

2) скор по лизину в белке амарантовой муки высшего сорта составляет 107,54%, тогда как в белке манной крупы лишь 40,95%;

3) массовая доля усвояемых углеводов, в том числе крахмала, несколько ниже по сравнению с манной крупой - соответственно 2,79-12,85 и 4,76-15,85%, а клетчатки, наоборот, - выше в 15,5-30 раз;

4) возможность употребления продуктов на основе амарантовой муки людьми, страдающими целиакией или аллергией к белкам пшеницы.

Литература

1. Антончик А.В. Оксистерины: генезис и основные функции // Биоорган. химия. - 2007. - Т. 33, № 3. - С. 297-309.

2. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства / Под общ. ред. Л.И. Пучковой. - СПб.: Профессия, 2002. - С. 416.

3. Бельмер С.В. Эпидемиология целиакии: факты и выводы // Леч. врач. - 2013. - № 1. - С. 16-19.

4. Вохмянина Н.В. Современное представление о целиакии. - СПб.: Издательство СПбГМУ; Тверь: Триада, 2009. - 152 с.

5. Высогина Г.И. Амарант (AMARANTHUS L.): химический состав, перспектива использования (обзор) // Химия растительного сырья. - 2013. - № 2. - С. 5-14.

6. Жаркова И.М., Мирошниченко Л.А. Амарантовая мука - эффективное средство для производства здоровых продуктов питания // Хлебопродукты. - 2012. - № 12. - С. 54-55.

7. Железнов А.В. Амарант - хлеб, зрелище и лекарство // Химия и жизнь. - 2005. - № 6. - С. 56-61.

8. Коренская И.М., Фурса Н.С., Мирошниченко Л.А. Состав жирных кислот масла семян амаранта печального // Фармация. - 2011. - № 8. - С. 16-18.

9. Матвеева И., Нестеренко В. Перспективные виды сырья для производства безглютеновых изделий // Хлебопродукты. - 2011. - № 8. - С. 42-44.

10. Мирошниченко Л.А., Золоедов В.И., Волынкина А.П. и др. Влияние амарантового и подсолнечного масел, используемых в диетотерапии больными сахарным диабетом типа 2, на показатели углеводного и липидного обмена // Вопр. питания. - 2008. - № 6. - С. 53-57.

11. Национальная программа оптимизации вскармливания детей первого года жизни в Российской Федерации. - М., 2010. - 68 с.

12. Попова И.Ю., Водяник А.Р. // Амарантовое масло как источник сквалена. Обзор применения и новый способ получения. http://www.extract.ru/?id=98

13. Ревнова М.О. Безглютеновая диета как безальтернативный метод лечения целиакии: проблемы и решения // Terra Medica. - 2008. - № 4. - С. 35-37.

14. Субботина О.А., Геппе Н.А., Примак Е.А. и др. Аллергические реакции на крупы у детей с атопией // Вопр. питания. - 2013. - № 4. - С. 34-38.

15. Флоренская Н.К. Технохимический контроль качества сырья и комбикормов. - М.: Колос. 1968. - 104 с.

16. Целиакия у детей / Под ред. С.В. Бельмера, М.О. Ревновой. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.:ИД "Медпрактика-М", 2013, 416 с.

17. Чиркова Т.В. Амарант - культура ХХI века // Сорос. образоват. журн. - 1999. - № 10. - С. 22-27.

18. Шмалько Н.А., Росляков Ю.Ф. Амарант в пищевой промышленности. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2011. - 489 с.







Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Тутельян Виктор Александрович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»