|
 |
|
V Сабининские чтения 29 ноября 2016 - 29 января 2017 Перспективы использования бурой водоросли Сystoseira crassipes (Turner) C.Agardh из зал. Анива
Аминина Н.М., Гурулёва О.Н., Вишневская Т.И. Natalia M. Aminina, Olga N. Guruleva, Tatiana I. Vishnevskaya
Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр - ТИНРО-Центр (г.Владивосток)
УДК 582.272-119.2
Изучен химический состав многолетней фукусовой водоросли цистозиры толстоногой, определены макро- и микроэлементный состав, санитарно-гигиенические показатели в зависимости от места произрастания водоросли, рассчитана калорийность. Ключевые слова: бурые водоросли; цистозира толстоногая; залив Анива; химический состав; микробиологические показатели; токсичные элементы; калорийность; пищевая ценность.
Дальневосточный регион обладает значительными запасами бурых макроводорослей, заросли которых образуют водорослевые пояса вдоль всего дальневосточного побережья. Наиболее массовыми видами являются ламинариевые и фукусовые водоросли. Традиционно в больших объёмах добывается только сахарина японская («морская капуста»), которая активно используется как в пищевой промышленности, так и для производства косметической и технической продукции. Среди фукусовых водорослей наиболее массовым видом является цистозира толстоногая (Cystoseira crassipes Turn. С. Ag.) широко распространённая в Японском и Охотском морях (Суховеева, Подкорытова, 2006) (рис.1). Бурая водоросль цистозира толстоногая произрастает в сублиторали в основном до глубины 8– Запасы цистозиры толстоногой в дальневосточных морях по экспертной оценке определены в объеме 8500–9500 тыс. т, в том числе 7500 тыс. т. у северо-западного побережья Охотского моря (Суховеева, Подкорытова, 2006).
Рис. 1. Ареал цистозиры толстоногой и районы ее потенциального промысла. Fig. 1. Habitat of Сystoseira crassipes and her potential harvesting areas.
Однако промысел в данном районе не рекомендуется в связи со значимостью цистозиры как нерестового субстрата сельди. Поэтому перспективным районом для добычи цистозиры считается мелководная зона шельфа Сахалина. Основные запасы этой водоросли сконцентрированы в районе у западного побережья Сахалина, а также в заливе Анива (Евсеева, Репникова, 2010). Здесь цистозира добывается в малых количествах индивидуальными предпринимателями для производства кулинарной продукции, доступной только для местных жителей (рис. 2).
Fig. 2. Harvesting of Сystoseira crassipes by researcher Guruleva O.N. (Aniva Bay, Sakhalin, the Okhotsk Sea).
Исследования показали, что химический состав ламинариевых и фукусовых водорослей значительно отличается. Представители порядка Fucales являются более перспективными источниками фукоидана, чем водоросли из порядка Laminariales, но в них почти на порядок меньше содержание йода. В среднем цистозира содержит больше альгиновой кислоты, но меньше маннита, чем сахарина японская. Однако химический состав водорослей может сильно варьировать в зависимости от района произрастания и времени добычи водорослей. Это влияет на пищевую и биологическую ценность морского растительного сырья, определяет способ его переработки, качество получаемой продукции (Аминина и др., 2007). В частности, экспериментально установлено, что при замачивании сушеных водорослей в экстракт переходит от 20 до 50% растворимых веществ. В этом случае цистозира толстоногая является более перспективным сырьем для производства пищевой продукции, так как ее потери при замачивании в среднем на 10% меньше, чем у ламинариевых водорослей (Аминина и др., 2004). В связи с вышеизложенным целью настоящей работы является изучение химико-технологических свойств цистозиры толстоногой, произрастающей около побережья п-ова Сахалин (залив Анива), как сырья для производства пищевой продукции.
Материалы и методы Основным материалом для данной работы служили образцы многолетней водоросли семейства Fucales – Cystoseira crassipes (Turn.) Ag. (цистозира толстоногая). Сбор материала осуществляли в июне 2010–2012 гг. водолазным способом в сублиторальной зоне залива Анива (юг о. Сахалин, Охотское море). Схема станций сбора водорослей представлена на рис. 3. Заготовку водорослей проводили в условиях экспедиции путём естественной сушки на открытом воздухе.
Рис. 3. Схема расположения станций сбора водорослей: 1 – бух. Морж, 2 – мыс Анастасии, 3 – погранзастава Атласово, 4 – р. Могучи, 5 – р. Максимкина, 6 – пос. Кириллово, 7 – пос. Пригородное, 8 – мыс Мраморный Fig. 3 - Location scheme of the algae collection stations: 1 – Morzh Bay, 2 – Anastasiya Cape, 3 – frontier post Atlasova, 4 – the Moguchi River, 5 – Maksimkina River, 6 – Kirillovo village, 7 – Prigorodnoe village, 8 – Mramorny Cape.
Для проведения химических анализов водоросли были измельчены до кусочков размером 0,1–0,5 мм, из которых была подготовлена средняя проба. Образцы водорослей исследовали на содержание воды, золы, йода, маннита, альгиновой кислоты стандартными методами по ГОСТ 26185-84. Общее содержание азотистых веществ в сырье определяли по методу Кьельдаля на приборе «Kjeltec auto» 10 SO Analyzer (Tecator, Япония). Количество фукозы в водорослях – спектрофотометрически по цветной реакции фукозы с L-цистеином и серной кислотой (Усов и др., 2001). Концентрацию свинца, мышьяка и кадмия определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре Shimadzu AA-6800, где атомизатором служила графитовая кювета. В качестве корректора использовали дейтериевую лампу. Подготовку проб для анализа проводили согласно методическим рекомендациям (Ковековдова, Лучшева, 1987). Пищевую ценность определяли по содержанию белков, углеводов и липидов (Blight, Dayer, 1959). Для расчёта калорийности в энергетическом выражении использовали соответствующие тепловые эквиваленты (для
Результаты и обсуждение Химический состав цистозиры тостоногой меняется в зависимости от места произрастания водорослей (табл. 1). Максимальные вариации отмечены по содержанию фукоидана (1,4–6,1%), наибольшее количество которого определено в цистозире, собранной в прибрежных водах пос. Пригородное. Значительно зависит от района произрастания водорослей содержание в них йода (0,02–0,06%) и содержание маннита (5,2–11,6%). Количество альгиновой кислоты и азотистых веществ варьирует незначительно, а наиболее стабильным оказалось содержание минеральных веществ. В результате по максимальному содержанию маннита и азотистых веществ наиболее выгодным можно считать сырье из прибрежных вод около п. Кириллово и из бух. Морж, а по содержанию минеральных веществ и альгиновой кислоты – водоросли, произрастающие в акватории около р. Могучи и погранзаставы Атласово (табл. 1).
Таблица 1. Химический состав цистозиры толстоногой из разных мест произрастания Table 1. Chemical composition of Сystoseira crassipes from various habitat (% of dry matter)
Минеральные вещества входят в состав всех клеток и тканей организма, играют важную биологическую роль, участвуют в регулировании многих функций организма. Важным показателем биологической ценности водорослей является содержание макро- и микроэлементов. Отмечено высокое содержание в цистозире калия (41949–63191 мг/кг) по сравнению с ламинариевыми водорослями (Аминина и др., 2007). Наряду с повышенным содержанием калия в районе около р. Могучи и ПЗ Атласово отмечено повышенное содержание кальция (35068 мг/кг), натрия (31781 мг/кг), марганца (97,5 мг/кг) и цинка (60,4 мг/кг) (табл. 2).
Таблица 2. Макро- и микроэлементный состав цистозиры толстоногой из разных мест обитания (мг/кг сухих водорослей) Table 2. Macro- and microelement composition of Сystoseira crassipes (mg / kg of dry algae)
Функциональная значимость макро- и микроэлементов предопределяет их роль как незаменимых факторов питания, регулярное поступление которых с пищей в количествах, соответствующих физиологическим потребностям организма, служит необходимым условием поддержания здоровья и жизнеспособности человека. Сравнительный анализ показал, что 50 г сухой цистозиры способны полностью удовлетворить суточную физиологическую потребность человеческого организма в кальции, марганце, железе. А по содержанию йода исследуемые макрофиты могут использоваться для профилактики йоддефицитных состояний (табл. 3).
Таблица 3. Сравнительные данные минеральных веществ в цистозире толстоногой и их среднесуточной потребности (ТР ТС 022/2011, Барановский, 2008) Table 3. Comparative data of minerals in Сystoseira crassipes and their average daily need
Азотсодержащие вещества бурых водорослей состоят из белкового и небелкового азота (свободные аминокислоты). Биологическая ценность белка зависит от баланса его аминокислотного состава, в первую очередь от содержания незаменимых аминокислот. В отличие от сахарины японской (Гурулева и др., 2014), основной аминокислотой цистозиры является серин, на его долю приходится 15,4 г/ Среди незаменимых аминокислот максимальное количество приходится на лейцин (5,0 г/100 г белка). Однако содержание незаменимых аминокислот не превышает рекомендуемой нормы ФАО/ВОЗ, за исключением треонина, количество которого составило 4,2 г/100 г белка. Лимитирующей аминокислотой цистозиры из акватории Охотского моря является изолейцин (табл. 4).
Таблица 4. Аминокислотный состав цистозиры толстоногой (г/100 г белка) Table 4. Aminoacid composition of Сystoseira crassipes (g/100g of protein)
При использовании водорослей в пищевых целях также необходима оценка их показателей на соответствие санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам (ТР ТС 021/2011). Установлено, что по показателям МАФАнМ, БГКП, патогенных микроорганизмов, плесени и дрожжей все исследованные водоросли соответствуют нормам ТР ТС 021/2011 (табл. 5).
Таблица 5. Результаты микробиологического анализа цистозиры толстоногой из разных мест обитания Table 5. Results of the microbiological analysis of Сystoseira crassipes from various habitat
Исследования элементного состава макрофитов показывают, что в бурых водорослях содержание мышьяка и свинца часто превышает предельно допустимый уровень (ПДУ), установленный регламентирующими документами (СанПиН 2.3.2.1078-01, ТР 021/2011), концентрация кадмия обычно на порядок меньше нормы (Вишневская и др., 2014; Конева и др., 2015). Установлено, что содержание токсичных элементов в цистозире толстоногой зависит от места сбора образцов и не превышает ПДУ, установленный ТР ТС 021/2011 (рис. 4).
Рис. 4. Содержание токсичных элементов в цистозире толстоногой из разных мест зал. Анива Fig. 4. Content of toxic elements in Сystoseira crassipes from various places of Aniva
Концентрация ртути на порядок меньше нормы и меняется в пределах 0,03–0,05 мг/кг водоросли. Исключение составляют водоросли, добытые в районе пос. Пригородное, концентрация свинца и мышьяка в котором максимальна и превышает допустимый уровень более чем в 3 и 2 раза соответственно (рис. 4). Наши многолетние наблюдения за элементным составом бурых водорослей свидетельствуют о способности их накапливать в значительных концентрациях мышьяк (Аминина, 2011). Однако его основная часть представлена органическими соединениями, предположительно арсеносахарами, и не представляет опасности при употреблении водорослей в пищу (Kaise, Fukui, 1992; Аминина, Симоконь, 2016). Пути метаболизма мышьяка в водорослях мало изучены, но доказано его участие во многих биохимических процессах, поэтому содержание мышьяка в морских растениях видоспецифично. Его количество зависит от условий обитания водорослей, но взаимосвязи между концентрацией мышьяка в бурых водорослях и в окружающей среде нами до сих пор не установлено. Пищевая ценность макрофитов определяется не только соотношением широкого спектра органических и неорганических соединений, но и их суммарной энергетической ценностью. Для расчёта калорийности водорослей в энергетическом выражении определяли содержание в них углеводов, белков, липидов. Установлено, что калорийность исследуемых водорослей варьирует от 189 до 211 ккал (рис. 5), что несколько меньше, чем у «морской капусты» (278,5 ккал) (Вишневская и др., 2006). Это ещё раз подтверждает, что цистозиру толстоногую необходимо широко использовать в качестве компонента диетических или геродиетических блюд.
Рис. 5. Калорийность цистозиры толстоногой из разных мест обитания Fig. 5. Calorie content of Сystoseira crassipes from various habitat
В результате проведённых исследований была разработана технология кулинарного продукта «Салат из цистозиры» (рис. 6), предназначенного для функционального питания широкого круга населения.
Рис. 6. «Изделие кулинарное. Салат морской» Fig. 6. «Culinary product. Sea salad»
Рецептурный состав предлагаемого кулинарного изделия, сбалансированного по основным питательным веществам, представлен на рис. 7.
Рис. 7. Рецептура «Изделие кулинарное. Салат морской» Fig. 7. Recipe of «Culinary product. Sea salad»
Органолептические свойства «Салата морского» оценивали специалисты дегустационной комиссии «ТИНРО-Центра» и дали высокую оценку органолептическим показателям продукта, а также отметили привлекательный внешний вид, оригинальный запах и вкус. Таким образом, в результате проведённых работ была проведена оценка цистозиры толстоногой, добытой в прибрежных водах залива Анива, с точки зрения ее биологической и пищевой ценности. Определены показатели безопасности этого сырья, отмечен район произрастания цистозиры с повышенным содержанием в ней свинца и мышьяка, не рекомендуемый для сбора и переработки этого сырья на пищевые цели.
Список литературы 1. Аминина Н.М. Мышьяк в бурых водорослях // Рыбное хозяйство. 2011. №6. С. 65–68. 2. Аминина Н.М., Гурулева О.Н., Вишневская Т.И., Ковековдова Л.Т. Состав и возможности использования бурых водорослей дальневосточных морей //Вестник ДВО РАН. 2007. № 6. С. 123–130. 3. Аминина Н.М., Симоконь М.В. «Мышьяксодержащие соединения и безопасность продукции из морских гидробионтов» // Материалы международной научной конференции «Инновации в биотехнологии аквакультуры и водных биоресурсов Японского моря» (Владивосток, 7–12 июня 2016 г.) – Владивосток, 2016. – С. 6–9. 4. Аминина Н.М., Соколова В.М., Вишневская Т.И., Галкина А.Н. Перспективы использования фукусовых водорослей в питании // Сб. материалов 11 Междунар. симпозиума 3-6 декабря 2004 г. «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в ХХ1 веке». – Владивосток, 2004. – С. 9–11. 5. Барановский А.Ю., Кондрашина Э.А., Назаренко Л.Ю., Пак С.Ф., Петров Д.П., Протопопова О.Б., Райхельсон К.Л., Хорошилов И.Е., Щукина О.Б. Диетология: Руководство // А.Ю. Барановский (ред.) – СПб.: Изд. Питер, 2008. – 894 с. 6. Вишневская Т.И., Гурулева О.Н., Галкина А.Н., Аминина Н.М. Влияние водной обработки на энергетическую ценность бурых водорослей // Сб. матер. конф. «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе» (Находка, 20 апреля 2006 г.) – Находка, 2006. – С. 23–24. 7. Вишневская Т.И., Кадникова И.А., Гурулева О.Н., Конева Е.Л., Аминина Н.М. Свинец, кадмий и мышьяк в промысловых водорослях Японского моря // Экологическая химия. 2014. №23(4). С. 198–201. 8. ГОСТ 26185-84. Водоросли морские, травы морские и продукты их переработки. Методы анализа. – М.: Стандарт, 1984. – 53 с. 9. Гурулева О.Н., Конева Е.Л., Вишневская Т.И., Кадникова И.А., Павель К.Г., Аминина Н.М. Особенности аминокислотного и жирнокислотного составов Saccharina japonica Охотского и Японского морей // Вопросы современной альгологии. 2014. № 2 (6). URL: http://algology.ru/599 10. Евсеева Н.В., Репникова А.Р. Ресурсы промысловых водорослей Сахалино-Курильского региона // Рыбпром. 2010. №3. С. 14–21. 11. Ковековдова Л.Т., Лучшева Л.Н. Методические рекомендации по подготовке объектов внешней среды и рыбной продукции к атомно-абсорбционному определению токсичных металлов. – Владивосток: ТИНРО, 1987. – 23 с. 12. Конева Е.Л., Аминина Н.М., Кадникова И.А., Вишневская Т.И., Гурулева О.Н., Рогов А.М. Промысловые водоросли в системе мониторинга токсичных элементов // Материалы VI Всерос. научно-практич. конф. «Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование» (24-26 марта 13. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.3.2.1078-01. – М.: ФГУП «ИнтерСЭН», 2002. – 168 с. 14. Суховеева М.В., Подкорытова А.В. Промысловые водоросли и травы Дальневосточных морей: биология, распространение, запасы, технологии переработки. – Владивосток: ТИНРО-Центр, 2006. – 243 с. 15. ТР ТС 022/2011 «Пищевая продукция в части ее маркировки. Технический регламент Таможенного союза» Утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 09 декабря 16. ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции. Технический регламент Таможенного союза», Утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 09 декабря 2011 г. № 880. 17. Усов А.И., Смирнова Г.П., Клочкова Н.Г. Полисахаридный состав некоторых бурых водорослей Камчатки // Биоорганическия химия. 2001. Т.27. №6. С. 444–448. 18. Blight E.G., Dayer W.J. A rapid method of total lipid extraction // Canad. J. Biochem. Phisiol. 1959. №37. Р. 911–917. 19. Kaise T., Fukui S. The chemical form and acute toxicity of arsenic compounds in marine organisms // Appl. Organomet. Chem. 1992. V.6. P. 155–160. Статья поступила в редакцию 23.12.2016
Perspectives of using of brown alga Cystoseira crassipes (Turner) C.Agardh from Aniva Bay Natalia M. Aminina, Olga N. Guruleva, Tatiana I. Vishnevskaya Chemical composition of perennial fucus alga Cystoseira crassipes is studied, macro- and microelement composition, health indicators depending on the alga habitat are defined, calorie content is calculated. Keywords: brown algae; Cystoseira crassipes; Aniva Bay; chemical composition; microbiological parameters; toxic elements; energy value; nutritional value.
Об авторах Аминина Наталья Михайловна - Aminina Natalia M. кандидат биологических наук заведующая Лабораторией проблем рационального использования водорослей ФГУП ТИНРО-Центр (FSUI «Pacific Scientific Research Fisheries Centre» – «TINRO-centre») aminina@tinro.ru Гурулева Ольга Николаевна – Guruleva Olga N. кандидат технических наук guruleva@tinro.ru Вишневская Татьяна Ивановна - Vishnevskaya Tatiana I. кандидат технических наук vishnevskaya@tinro.ru Корреспондентский адрес: Россия, 690091, г. Владивосток, пер. Шевченко, 4, ФГУП ТИНРО-центр; телефон (423) 240-13-60
ССЫЛКА НА СТАТЬЮ: Аминина Н.М., Гурулёва О.Н., Вишневская Т.И. Перспективы использования бурой водоросли Сystoseira crassipes (Turner) C.Agardh из зал. Анива) // Вопросы современной альгологии. 2017. № 1 (13). URL: http://algology.ru/1139 Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно.
При перепечатке ссылка на сайт обязательна
К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ 
|
|
|||
 | | ||||
|
| ||||
