Размещено на http://www.allbest.ru/

Селен в составе дефицитных микронутриентов: перспективы применения для обогащения пищевых продуктов

Талипова И.Ф.

Аннотации

В данной статье применительно к проблеме дефицита селена в Оренбургской области рассмотрены основные методы его снижения. В ходе анализа двух способов снижения дефицита была обоснована перспективность обогащения продукта, в частности кисломолочной продукции для детского питания. Проведен анализ содержания селена в растительном сырье и основных продуктах питания. Определен объем продукта, потребление которого позволяет обеспечить необходимый суточный уровень селена. Доказана необходимость обогащения кисломолочных продуктов, связанная с недостатком уровня содержания селена в ежедневно потребляемой как ребенком, так и взрослым порции продукта.

Ключевые слова: селен, дефицит, растительное сырье, пищевая продукция, кисломолочная продукция для детского питания, содержание селена в продуктах, обогащение.

SELENIUM IN THE COMPOSITION OF DEFICIENT MICRONUTURES: PROSPECTS OF APPLICATION FOR ENHANCING FOODSTUFFS

Talipova I.F.

In this article applied to the problem of selenium deficiency in Orenburg region are considered basic reduction methods. During the analysis two ways to reduce the deficit was justified by the prospect of enrichment of the product, in particular dairy products for baby food. The analysis of selenium content in plant raw materials and basic food products. Defined product scope, the consumption of which allows to provide the necessary daily level of selenium. The necessity of enrichment of dairy products associated with a lack of level of selenium content in daily consumed as a child and an adult serving of the product.

Keywords: selenium, deficiency, herbal raw materials, food products, dairy products for baby food, content of selenium in products, enrichment.

Известно, что Оренбургская область, как и многие регионы России, принадлежит к селенодефицитным территориям (В.А. Конюхов, 2007). По результатам исследований состава почвы на содержание селена в Оренбургской области установлены административные районы, в которых концентрация селена в почве колеблется в наибольшей степени: Новосергиевский, Кувандыкский, Гайский, Сорочинский, Новоорский.

Селен - необходимый компонент ряда основных процессов метаболизма, включая систему антиоксидантной защиты, синтеза гормонов щитовидной железы и иммунитета. Кроме того, селен обладает выраженным антиканцерогенным действием [12].

Цель данной работы: обоснование возможностей и перспектив применения обогащающих добавок для кисломолочных продуктов питания, в том числе для детского питания. продукт питание селен

Существует два основных способа снижения дефицита селена в организме человека:

1) обогащение селеном растительного сырья, что, по мнению Голубкиной Н.А. (1998) [2], позволяет увеличить концентрацию селена в получаемых продуктах животноводства, в частности, в кисломолочных;

2) обогащение соединениями селена пищевой продукции.

Целесообразность обогащения селеном растительного сырья, в частности кормов для животных, дискутируется и для этого есть основания.

Весь цикл от разработки до внедрения технологий обогащения растений селеном должен занимать около 3-5 лет [8]. Перед внедрением процедуры обогащения корма учеными рекомендуется провести полевой эксперимент в конкретных почвенно-климатических условиях, а они могут отличаться в каждом районе. Подобные эксперименты выполняются в лабораториях научных учреждений (ФГБНУ "Агрофизический научно-исследовательский институт" в Санкт-Петербурге) и на кафедрах сельскохозяйственных вузов (Оренбург - НПЦ "Опытное поле" при Оренбургском государственном аграрном университете). Одни исследуют по культурам системы обработки почвы, другие - системы удобрений, третьи - системы защиты посевов и т.д. Затем на основании полученных результатов создаются "компилятивные" технологии, в которых суммарные прибавки урожайности по приемам, как правило, ниже, чем в разрозненных отдельных одно- и двухфакториальных полевых экспериментах. Следовательно, необходимо проведение длительных полевых опытов комплексного характера, а для этого в региональных масштабах необходимо создавать технологические стационары на базе научных учреждений и вузов по разработке технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Однако получение объективных результатов требует применение системного подхода. Кроме этого в этих центрах должны закладываться длительные технологические стационары, состоящие из серии сравнимых вариантов технологий. Только после этого сельскохозяйственному производству может быть выдан агропаспорт на достигнутый уровень урожайности.

Анализ доступной информации показывает, что такой способ обогащения, не смотря на свою перспективность, достаточно трудоемкий, а его внедрение является продолжительным по времени.

При обогащении пищевых продуктов следует учитывать особенности метаболизма соединений селена.

Директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2002/46/ЕС, регламентирующая безопасность пищевых добавок, поступающих на рынок в качестве пищевых продуктов и представляемых как таковых, допускает при изготовлении пищевых добавок применение селена, как в форме минерала, так и форме минеральных веществ и относит селен к питательным веществам. Согласно этой Директиве применимы как органические формы: Lселенометионин и обогащенные селеном дрожжи, так и неорганические: селенистая кислота, селенаты и селениты натрия, а также натрия гидроселенит. В Директиве не комментируются случаи их применения, однако известно, что неорганические, т.е. минеральные формы соединений селена хуже усваиваются. Например, селениты и селенаты натрия метаболируются в организме всего лишь на 10 %.

В последнее время появилось много информации, доказывающей применимость селена, прошедшего биологическую трансформацию. Речь идет селенизованных дрожжах. Директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2002/46/ЕС рекомендует при обогащении селеном дрожжей использовать натрий селенита в качестве источника селена. В этом 1 г сухого продукта при продаже должно быть не более 2,5 мг Se. Преобладающей органической формой селена в дрожжах является селенометионин (от 60 до 85 % всего экстрагированного селена в продукте). Содержание других органических соединений селена, включая селеноцистеин, не должно превышать 10 % всего экстрагированного селена. Количество неорганического селена в нормальных условиях не должно превышать 1 % всего экстрагированного селена.

Существует мнение, что все соединения селена играют роль в метаболизме и могут быть использованы для синтеза селенопротеинов (селеноэнзимов). Кроме этого общего пути, селенометионин может быть встроен в белок тела вместо метионина. Однако, доказано, что неорганический селен в организме человека и животных может включаться в селеноцистеин, но никогда не включается в селенометионин. Как показали эксперименты с меченым селенометионином - 75 Se-Met (Bamsal M.P., 1991; Beilstein M.A., Whanger P.D., 1986) соединения селена включаются в циклы воспроизведения жизненно важных ферментов, делая их неполноценными. Поэтому L-селенометионин признан учеными метаболически эффективнее других органических форм селена.

Известно [5] новое поколение органического селена, которое не показывает изменение концентрации и гарантирует весь свой селен как удобоваримую и высокоэффективную органическую форму. Продукт Excential Selenium4000 состоит из L-селенометионина и считается 100% усваиваемым. Весь селен в продукте усваивается и является метаболически эффективным органическим селеном. Это позволяет стандартизировать количество активного ингредиента (селенометионина) для дополнения рационов животных.

Применительно к кисломолочным продуктам известна практика их обогащения сертифицированными добавками растительного происхождения с применением натуральных корректоров вкуса: L-Селенметионин (таблетированная форма) - источник L-селенметионина, кальция и фосфора (производитель США, импортер: ООО "СОЛГАР); сироп солодки - имммуномодулятор, заменитель сладости (производитель ТАТХИМФАРМПРЕПАРАТЫ, Республика Татарстан, г. Казань (apteka.ru)).

Содержание селена в растениях зависит от типа почвы, её кислотности и окислительно-восстановительного потенциала, накопленных концентраций селена в почвах, осадков, температуры, а также от развития самого растения. Например, рН в почве от 4,0 до 8,0 единиц обеспечивает сохранение активности биологических процессов в растениях, что необходимо для биотрансформации неорганического селена в его биологически активные формы.

В таблице 1 приведены данные (по состоянию на 2008 год) о содержании селена в окружающей среде Оренбургской области.

Таблица 1 - Содержание селена в объектах окружающей среды Оренбургской области (вода, мкг/л; почва, мкг/кг) [1]

По способности усваивать и накапливать селен В.В. Ермаков и В.В. Ковальский разделили все растения на три группы [3].

Первая группа - растения-накопители, содержащие в максимальном количестве селен, - от 500 до 15000 мг/кг сухой массы. К ним относятся виды из рода Astragalus, Brassica, Oonopsis, Stanleya и Xylarrhiza. Наиболее типичными накопителями селена являются моринда (Morindareticulata), нептуния или дикая мимоза (Neptuniaamplexicaulis), и акация (Acaciaeremea). Даже на почвах с низким содержанием селена - 0,01 мг/кг в растениях-индикаторах его может быть до 1000 мг/кг сухой массы; в то же время в клевере или райграсе - в пределах 0,01-0,90 мг/кг. Выращивание растений-аккумуляторов селена на селеноносных почвах, содержащих данный элемент в верхнем горизонте, позволит перевести токсичные неорганические соединения в органические, менее токсичные формы. При низком содержании селена в верхних горизонтах растения-накопители способны поглощать селен из труднодоступных соединений нижележащих горизонтов и переводить его в доступные формы в верхние слои почвы для усвоения растениями, не аккумулирующими селен.

Вторая группа - растения-умеренно-накопители, содержащие селен в количестве от 50 до 500 мг/кг сухой массы. Эта группа включает отдельные виды из родов Aster, Atriplex, Grindelia, Gutierrezia и Castilleja. Среднее содержание селена в биомассе этих растений в 3-10 раз больше, чем в почве.

Третья группа растений накапливают максимально до 50 мг/кг селена. Большинство видов этой группы в своей биомассе содержат селена менее 10 мг/кг. Сюда относятся все возделываемые сельскохозяйственные культуры (пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза и т.д.), многие дикие злаки (пырей, овсяница, мятлик, лисохвост и тимофеевка, овсюг и т.д.) и ряд бобовых растений (горох, чечевица, фасоль, соя, люцерна и т.д.). Обычное среднее содержание селена в растениях составляет 0,1-1,0 мг/кг даже на почвах, богатых этим элементом. Минимальное содержание приближается к 0,05 мг/кг, ниже которого отмечается дефицит селена. У растений третьей группы количество элемента в биомассе равно или меньше в 1-2 раза по сравнению с наличием его в почве.

В зависимости от почвенных условий и среды роста разница в поступлении селена может наблюдаться и для одной группы или вида растений. Культурные растения на богатых селеном почвах могут накапливать 1-200 мг/кг элемента; в то же время на бедных селеном почва - всего лишь 0,01-0,60 мг/кг. Максимальное количество селена содержится в растениях зерновых культур, меньше его в корне- и клубнеплодах (рисунки 1, 2).

Рисунок 1 - Содержание селена в зерновых культурах

Рисунок 2 - Содержание селена в овощах

Анализ распределения селена в растениях показывает, что наивысшее его содержание характерно для растительности аридных зон, районов морских побережий, где его поступление на земную поверхность с морскими брызгами заметно выше, чем в других районах [13].

Оренбургская область не принадлежит к перечисленным зонам. Наоборот, как было выше сказано, в почвах, водах этого региона, а, соответственно, в растениях и продуктах их переработки, наблюдается дефицит селена. Кроме этого Оренбургская область эндемична по ряду других микроэлементов и витаминов. Региональная проблема селена достаточно полно освещена в работах сотрудников Оренбургского государственного университета (А.В. Скальный, Л.Н. Третьяк, Т.И. Бурцева и др.). Специальными исследованиями Бурцевой Т.И. (2016) установлено, что содержание селена в твороге, произведенном на территории Оренбургской области, различается по зонам. Его среднее содержание для Центральной, Южной и Северной зон составляет 152, 131 и 170 мкг/кг соответственно. Если учитывать, что человек потребляет около 100 г творога в день (рекомендуемая порция), то потребление этого продукта позволяет восполнить 22, 19 и 24 % от суточной нормы селена, регламентированной МР 2.3.1.2432-08. С учетом усвояемости селена (составляет 50 %), можно констатировать, что ни один из районов Оренбургской области не может за счет творога удовлетворить хотя бы 15 % суточных потребностей населения в селене. Хотя согласно ГОСТ Р 52349-2005 "Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения" продукт можно отнести к функциональным.

Нами проведен анализ соотношения содержания селена в различных продуктах [9] с его суточной потребностью и определены суточные порции продукта.

Объемы упаковок, стандартизованные для расфасовки, например, молочных продуктов, являются достаточными для восполнения трети суточной нормы. Однако объемы упаковок являются стандартными только для взрослого населения. С одной стороны, расфасовка продуктов детского питания предусматривает меньшие объемы, а с другой - ребенку в рационе питания требуется в 2-3 раза меньшее количество аналогичной пищи. Исходя из этого, потребление кисломолочных продуктов не позволяет восполнить потребность организма ребенка в селене, даже на минимальном уровне (таблица 2).

Таблица 2 - Содержание селена в сырье и продуктах и степень удовлетворения потребностей организма в биоэлементе (относительно норм МР 2.3.1.2432-08)

Сотрудники кафедры метрологии, стандартизации и сертификации (МСиС) Оренбургского государственного университета (д.т.н. Л.Н. Третьяк, к.т.н. Д.И. Явкина) рассматривают применение добавок селена органической формы при обогащении различных пищевых продуктов как основной способ восполнения дефицита этого регионально значимого биоэлемента. Региональная проблема восполнения дефицита селена и специальные исследования по проблеме создания селеносодержащих продуктов и их влияние на организм человека и животных подробно описано в более ранних работах сотрудников кафедры МСиС [10, 11]. В этих работах обосновано, что минеральные соли большинства дефицитных для Оренбуржья биоэлементов являются высокотоксичными для организма соединениями. Обоснованы рецептуры, запатентованы способы и в условиях опытного производства апробировано применение добавок селена в форме селенометионина в сочетании с растительными добавками - источниками йода, лития и фтора.

Возможности нетоксичных соединений селена, обладающего антиоксидантными свойствами (органический селен из состава плазмолизата отработанных пивных дрожжей), в сочетании со стандартизованными экстрактами расторопши и элеутерококка, нашли применение в способе производства пива с заданными органолептическими свойствами и пониженными токсикологическими характеристиками [6].

Результатом многих исследований сотрудников Оренбургского государственного университета стала разработка способа создания молочных продуктов, обогащенных органическими соединениями йода, селена, лития и фтора [7].

Таким образом, учитывая, что кисломолочная продукция занимает в суточном рационе питания, в частности у детей, более 30 % (по данным Министерства Здравоохранения РФ) [4] и относительно низкое содержание в этих продуктах селена (таблица 2) мы считаем, что кисломолочная продукция должна быть в числе базовой для обогащения.

Обогащение йогурта, творога, кефира и кварка, как наиболее востребованных у населения кисломолочных продуктов, нам представляется наиболее рациональным, поскольку процесс их обогащения в условиях массового производства может быть реализован восстановлением добавок в молочной среде (сливки, молоко) с последующим их смешиванием с базовыми продуктами.

Список литературы

1 Бурцева, Т.И. Совершенствование системы экологического мониторинга селенового статуса населения (на примере Оренбургской области): Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. - Москва, 2016 - 48 с.

2 Голубкина, Н.А. Влияние геохимического фактора на накопление селена зерновыми культурами и сельскохозяйственными животными в условиях России, стран СНГ и Балтии / Н.А. Голубкина // Проблемы региональной экологии. - 1998. - № 4. - С. 94-101.

3 Ермaков, B.B. Биологическое значение селена / B.B. Ермaков, B.B. Ковальский // M.: Наука, 2007. - 298 c.

4 Об утверждении Рекомендаций по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания: Приказ Министерства Здравоохранения Российской Федерации от 19.08. 2016 г. № 614 [Электронный ресурс] // Гарант.ру - информационно-правовой портал. Режим доступа: http://www.garant.ru - 28.11.2017г.

5 Органический селен или селенометионин [Электронный ресурс] // Биомедиа. РФ - научнопопулярный портал. Режим доступа: http://xn--80abjdoczp.xn--p1ai - 21.11.2017г.

6 Патент на изобретение № 2383587 РФ. Способ производства пива / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Заявитель и патентообладатель Оренбургский государственный ун-т - опубл. 10.03.2010, Бюл. №7.- 11 с.

7 Патент на изобретение № 2495580 РФ. Молочный продукт / Третьяк Л.Н., Герасимов Е.М., Богатова О.В. // Заявители и патентообладатели Третьяк Л.Н., Герасимов Е.М., Богатова О.В. - опубл. 20.10.2013, Б.И. т№ 29.- 10 с.

8 Принципы разработки технологий выращивания сельскохозяйственных культур [Электронный ресурс] // Биологический факультет Санкт-Петербургского государственного университета - официальный сайт. Режим доступа: http://www.bio.spbu.ru - 21.11.2017г.

9 Селен в продуктах питания [Электронный ресурс] // Предел физических возможностей организма. Режим доступа: http://frs24.ru - 23.11.2017г.

10 Третьяк, Л.Н. Минеральные вещества-микронутриенты и здоровье детей / Л.Н. Третьяк, А.В. Скальный, О.В. Богатова // Микроэлементы в медицине. - 2011, т. 12. - № 1-2. - С. 1-6.

11 Третьяк, Л.Н. Специфика влияния селена на организм человека и животных, применительно к проблеме создания селеносодержащих продуктов питания / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов // Вестник Оренб. гос. ун-та. - 2007. - №12. - С.136-145.

12 Тутельян, В.А. Селен в организме человека. Метаболизм. Антиоксидантные свойства. Роль в канцерогенезе / В.А. Тутельян, В.А. Княжев, С.А. Хотимченко, Н.А. Голубкина, Н.Е. Кушлинский, Я.А. Соколов. - М.: Издательство РАМН, 2002. - 201 с.

13 Шеуджен, А.Х. Биогеохимия и агрохимия селена / А.Х. Шеуджен, И.А. Лебедовский, Т.Н. Бондарева // Научный журнал КбГАУ. - 2013. - №92 (08). - 11с.

Размещено на Allbest.ru