2 этап - Российский экономический университет имени Г.В
advertisement
Реферат Ключевые слова: соя, люпин, белок, жир, углеводы, макроэлеиенты, микроэлементы, аминокислоты, пищевая ценность, конкурентоспособность, антиалиментарные факторы, белковый препарат, фитаты, лектины, ингибиторы протеаз, генетически модифицированные ингредиенты. Настоящая научно-исследовательская работа посвящена вопросам обеспечения полноценного питания населения на основе разработки технология производства продовольственных товаров и пищевого сырья с высокой добавленной пищевой и биологической ценностью. Второй этап выполнения работы включает в себя определение содержания основных пищевых веществ, аминокислотного состава, минеральных веществ, веществ с антиалиментарными свойствами в образцах сои и люпина трех биологических видов: белого, желтого и узколистного. По результатам анализа полученных данных наиболее предпочтительный вид люпина был исследован более детально: проведены исследования пищевой ценности и безопасности нескольких сортов отечественной селекции. На основе анализа физических, химических, биологических и экономических факторов были выявлены научно обоснованные критерии конкурентоспособности сои и люпина как источников пищевого белка. На основании анализа экономических факторов был сделан вывод о предпочтительности использования люпина в качестве белкового сырья в пищевой промышленности: люпин обладает наилучшей урожайностью из всех культур, не имеющих выраженных антиалиментарных свойств, возможно достижение высокой скорости увеличения посевных площадей в связи с холодостойкостью и неприхотливостью люпина. В ходе исследования пищевой ценности семян различных бобовых культур было выявлено, что наибольшим содержанием белковых веществ обладают соя и люпин. В семенах люпина содержится меньше жиров и углеводов, что обеспечивает технологический процесс переработки семян, увеличивает сроки годности белковых препаратов люпина. Люпин также не уступает сое по характеристике аминокислотного состава белков, но по результатам некоторых исследователей содержит более высокую массовую долю лизина и лейцина. По содержанию микро- и макроэлементов люпин 3 отечественной селекции также не уступает сое. В отличие от бобов сои, в семенах люпина не содержится глютена, вызывающего аллергические реакции, они богаты естественными антиоксидантами (токоферолы, каротиноиды), пищевыми волокнами. Семена люпина имеют самый низкий гликемический индекс из всех бобовых культур, в связи с чем продукты на основе люпина могут быть предложены в качестве лечебного и диетического питания. В рамках научно-исследовательской работы проводился также сравнительный анализ сортов люпина узколистного, обладающего наиболее предпочтительным в пищевом отношении химическим составом. По результатам испытаний было выяснено, что различия между сортами по показателям содержания белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и аминокислотному составу незначительны, однако имеются серьезные различия в содержании горьких веществ — алкалоидов, которые ограничивают пищевое использование люпина. На основе оценки критериев конкурентоспособности семян люпина и сои были сделаны выводы о целесообразности пищевого использования люпина узколистного, поскольку по пищевой ценности образцы различных сортов узколистного люпина не уступают, зачастую и превосходят соевые продукты. В то же время, использование семян люпина представляется более рациональным, поскольку семена люпина фактически не содержат лектинов, фитатов, глютена — веществ ухудшающих пищевые свойства сырья. Кроме того, все сорта люпина получены методами традиционной селекции, что сключает появление генетически модифицированных ингредиентов, безвредность которых для человеческого организма в настоящее доказать не представляется возможным. Перспективными научными направлениями развития пищевого использования люпина узколистного следует считать дальнейшие попытки селекции наилучшего в пищевом отношении сорта, экономическое обоснование расширения посевных площадей люпина, совершенствование агротехники, изучение и внедрение биотехнологических методов производства белковых препаратов на основе люпина. 4 Содержание. Список исполнителей Реферат Определения Введение 1. Сравнительный анализ потребительских свойств и химического состава сортов люпина отечественной селекции и сои; выработка критериев их конкурентоспособности 1.1 Определение пищевой ценности: массовой доли белков, жиров, углеводов, минеральных веществ в разных сортах люпина 1.1.1 Характеристика потребительских свойств, пищевой ценности и безопасности сои 1.1.2 Характеристика потребительских свойств, пищевой ценности и безопасности люпина 1.2. Проведение сравнительного анализа пищевой ценности семян рекомендованного сорта люпина и сои 1.2.1 Критерии конкурентоспособности семян рекомендованного сорта люпина и сои по показателям пищевой и биологической ценности 1.3. Сравнительная характеристика безопасности семян рекомендованного сорта люпина и сои 1.3.1 Характеристика антиалиментарных факторов белковых препаратов люпина и сои 1.3.2. Определение острой токсичности семян люпина различных сортов и оценка № стр. 2 3 6 8 10 10 16 21 50 52 58 61 66 анаболического действия муки семян люпина 1.3.3. Заключение о степени конкурентоспособности семян рекомендованного сорта люпина и сои по показателям пищевой и биологической ценности и безопасности 68 Заключение 73 Список использованных источников 75 5 Определения. Алкалоиды - азотсодержащие органические физиологически активные соединения преимущественно растительного происхождения, обладающие свойствами оснований. Антиалиментарные факторы - химические соединения, препятствующих всасыванию тех или иных пищевых веществ или ускоряющих процессы их разрушения Белки - высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Белково-калорийная недостаточность – общее название патологических состояний организма, развивающихся вследствие нехватки белка и низкой калорийности питания. Гликемический индекс (сокращённо GI) — показатель влияния продуктов питания после их употребления на уровень сахара в крови. Зернобобовые культуры - растения семейства бобовых, возделываемые для получения продовольственного и кормового зерна, богатого белком Ингибиторы протеаз -белки, обладающие свойством инактивировать протеолитические ферменты эндогенного и экзогенного происхождения. Критерии конкурентоспособности бобовой культуры - совокупность факторов различный природы, обусловливающих потенциальную возможность пищевого использования бобовых культур и обеспечивающих сравнительный анализ бобовых культур как источников пищевого белка в рационе человека. Лектины - белки и гликопротеины, обладающие способностью высокоспецифично связывать остатки углеводов на поверхности клеток, в частности, вызывая их агглютинацию Люпин - однолетнее и многолетнее травянистое растение, дающее высокопитательную зеленую массу и плоды - кожистые бобы, с содержанием белка до 40%. Незаменимые аминокислоты - необходимые аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в том или ином организме, в частности, в организме человека. Поэтому их поступление в организм с пищей необходимо Пищевая ценность пищевого продукта - совокупность свойств пищевого продукта, при наличии которых удовлетворяются физиологические потребности человека в 6 необходимых веществах и энергии. Сапонины — безазотистые гликозиды растительного происхождения с поверхностно-активными свойствами. Соя - важнейшая белково-масличная культура. Фитаты - вещества, препятствующие усвоение макро- и микроэлементов, содержащиеся в зерновых культурах. 7 Введение. В настоящее время научно обосновано, что питание является одной из важнейших составляющих здоровья и работоспособности человека. Удовлетворение потребности населения в адекватном питании является первоочередной государственной задачей во всем мире. Продовольственная безопасность - важнейшее звено в обеспечении независимости государства. Продовольственная проблема в мире связана с обострением конфликта между ограниченностью природных ресурсов и быстрым ростом народонаселения Земли. По оценкам ООН, численность населения Земли к 2050 г. приблизится к 9 млрд. человек, что в 4 раза превышает критический порог устойчивости биосферы. В настоящее время производимый в мире объем пищевой продукции не может в полной мере восполнить потребность в основных пищевых компонентах, в первую очередь это касается проблемы обеспеченности пищевым белком. По оценкам специалистов, в России среднедушевой дефицит потребления белка составляет 30%. Одним из перспективных направлений в решении «белковой» проблемы является сформулированная в середине прошлого века и активно реализуемая в настоящее время стратегия прямой конверсии растительного белка в пищевые продукты. В настоящее время растения рассматриваются как важный сырьевой источник пищевого белка. Разработаны технологии и внедрено крупнотоннажное производство растительных белковых препаратов, к которым относят муку, концентрат и изолят белка. В качестве источников растительного белка рекомендуется использовать многие виды растений. Однако соя занимает монопольное положение на рынке в качестве основного источника растительного белка, это объясняется тем, что содержание белка в сое в 2-3 раза выше, чем в другом растительном сырье, низкой стоимостью коммерческих препаратов, а также широким ассортиментом соевых белковых продуктов, отличающихся по составу, свойствам и назначению. Соевая мука относится к наиболее распространенному виду продуктов переработки целых соевых бобов. Учитывая, что соя заняла монопольное положение на рынке растительных белков, во всем мире уделяется особое внимание расширению сырьевой базы и развитию промышленного производства новых конкурентоспособных источников растительного белка, с целью снижения зависимости международного рынка от единственного широкомасштабного производства белковой продукции из сои. На основании результатов исследований Смирновой-Иконниковой, по способности синтезировать и накапливать 8 белок на первом месте находятся бобовые культуры, в ряду которых на втором месте после сои находится люпин. Белок люпина отличается высокой биологической ценностью, переваримостью, богат микроэлементами и витаминами, особенно βкаротином и токоферолами, и другими биологически активными веществами. Содержание антиалиментарных компонентов в семенах люпина, по сравнению с семенами сои, минимально. Все вышесказанное позволяет рассматривать семена люпина в качестве адекватного конкурента сое. Необходимо проводить изучение возможности и эффективности использования люпина в качестве источника белка. В настоящее время во многих странах, в том числе в США, ЕС, Австралии, Чили проводится детальное изучение потребительских характеристик и технологических свойств разных видов и сортов люпина. Важным конкурентным преимуществом люпина для России, по сравнению с соей, является также его приспособленность к почвенно-климатическим условиям выращивания в большинстве регионов страны. 9 1. Сравнительный анализ потребительских свойств и химического состава сортов люпина отечественной селекции и сои; выработка критериев их конкурентоспособности 1.1. Определение пищевой ценности: массовой доли белков, жиров, углеводов, минеральных веществ в разных сортах люпина. Принято считать, что здоровье человека на 10% зависит от фенотипа человека, на 20% от медицинского обслуживания, на 70 % от качества питания и образа жизни [1]. По оценкам специалистов ВОЗ, к 2020 г. 2/3 всех заболеваний в мире будут составлять хронические неинфекционные заболевания, такие как ожирение, сахарный диабет, сердечно-сосудистая патология и др. Выявлена существенная причинно-следственная связь между питанием и перечисленными заболеваниями. По крайней мере, половина всех преждевременных смертей в возрасте до 65 лет вызывается болезнями, значительный вклад в которые вносит пищевой рацион [2]. В 1962 г. ФАО и ВОЗ приняли для обозначения дефицита белка и энергии в питании человека термин «белково-калорийная недостаточность». Нехватка белка в питании была признана причиной многих болезней. Cреднесуточная потребность в белках взрослого человека составляет 80-100 г белка, при этом не менее 50 % составляет животный белок. Оптимальное содержание белка в рационе питания должно обеспечивать 14—16 % общей калорийности пищи [3,4,5,6,7]. За последние десятилетия в мире, в том числе и в России уровень потребления белка, особенно животного происхождения, существенно снизился, что не могло не сказаться на состоянии здоровья населения. Мировая научная общественность проводит широкий скрининг потенциальных источников белка и пришла к единому мнению, что одним из перспективных направлений в решении данной проблемы является использование зернобобовых культур для получения белковых препаратов разной степени концентрации с моделированием их функциональных характеристик. Данные белковые препараты могут использоваться для обогащения пищевого рациона человека белком зернобобовых культур. Объемы производства и урожайность зернобобовых культур постоянно увеличивается. Наибольшей посевной площадью и объемом производства характеризуется горох лущильный (Pisum sativum), что объясняется его широким применением в пищевой промышленности для производства крупы, использование горошка молочной стадии зрелости для получения натуральных консервов. Наилучшей урожайностью обладает чина (род Lathyrus), однако использование 10 данной культуры осложняется ее антиалиментарными свойствами. Урожайность люпина превышает урожайность сои, хотя люпин и занимает значительно меньшие посевные площади, что объясняется использованием люпина до настоящего времени в России в кормовых целях (Табл.1) Таблица 1 – Объемы производства и урожайность основных видов зернобобовых культур в России Культура Показатель 2005 2006 2007 2008 2009 Горох лущильный Объем производства (т) Урожайность (Гг/Га) Посевная площадь (Га) Объем производства (т) Урожайность (Гг/Га) Посевная площадь (Га) Объем производства (т) Урожайность (Гг/Га) Посевная площадь (Га) Объем производства (т) Урожайность (Гг/Га) Посевная площадь (Га) 1126790 15830 711800 31850 16763 19000 688740 10502 655840 15000 10714 14000 1150640 16163 711900 13519 10815 12500 804536 9931 810130 15000 10714 14000 862644 13862 622300 16952 11080 15300 650180 9159 709900 15000 10714 14000 1256830 19780 635400 21840 17613 12400 745990 10471 712460 35000 26923 13000 1348890 17518 17518 770000 12387 7500 943660 11882 794200 30000 21429 14000 Люпин Соя Чина Норма суточной потребности человека в незаменимых аминокислотах была утверждена Всемирной организацией здравоохранения ФАО/ВОЗ в 1973 г. для взрослого населения и в 1985 г. для детей и подростков (табл.2) [5,8]. Таблица 2 - Потребность человека в незаменимых аминокислотах (мг/г белка в сутки) Незаменимые аминокислоты Дети 2-5 лет ФАО/ВОЗ (1985 г.) Дети Подростки 10-12 лет ФАО/ВОЗ (1973 г.) Взрослые мг/кг массы тела Изолейцин 28 28 13 40 10 Лейцин 66 44 19 70 14 Лизин 58 44 16 55 12 Метионин + цистин 25 22 17 35 13 Фенилаланин + тирозин Треонин Триптофан Валин 63 34 11 35 22 28 9 25 19 9 5 13 60 40 10 50 14 7 3,5 10 При установлении пищевой ценности белков, в первую очередь учитывается их биологическая ценность и степень усвоения в организме, которая, в свою очередь, определяется переваримостью белка ферментами пищеварительного тракта и степенью их всасывания в тонком отделе кишечника. В этой связи при решении данной проблемы особое внимание уделяется получению новых источников растительного белка с максимально сбалансированным аминокислотным составом [4,5,9,10,11]. 11 За последние годы объем производства растительного белка постоянно увеличивается, в период с 1960 до 2010 объемы промышленного производства возросли более чем в 5 раз. Семена бобовых культур сои, гороха, фасоли, люпина, кормовых бобов, чечевицы, вики, нута, чины, арахиса и др. по пищевой ценности и химическому составу наиболее близки к источникам животного белка. Бобовые культуры способны накапливать в несколько раз больше высококачественного белка, который отличается лучшей сбалансированностью по содержанию незаменимых аминокислот, по сравнению с белками злаковых, при этом растворимость и переваримость белков бобовых культур выше, чем белков других растений [4,12]. Основными запасными белками зернобобовых растений являются глобулины, на долю которых в общем белковом комплексе семян приходится 60 – 70 %. Остальная часть представлена альбуминами. Крупная часть глобулинов представлена двумя типами – легуминоподобными 11S-белками и вицилиноподобными 7S-белками, соотношение между ними в зрелом зерне чаще всего составляет 2 : 1. Как было выяснено, в семенах всех бобовых растений содержатся белки, сходные по многим свойствам с легуминами и вицилинами, - глицинин сои, фазеолин фасоли, конглютин люпина и др. Как правило, эти белки имеют достаточно сложную четвертичную структуру, включающую от двух до двенадцати полипептидных субъединиц. Не считая глобулинов, в зерне зернобобовых содержатся белки альбумино-глютелинового типа. Крупная часть альбуминов локализована в зародыше, а глютелины – в основном в семядолях, и они, по-видимому, представляют собой глобулины, связанные с углеводами. Запасные глобулины семян зернобобовых культур, как и запасные белки злаков, синтезируются с ролью 80S-рибосом, связанных с мембранами ГЭР, и откладываются в вакуолях клеток семядолей в виде айлероновых зёрен. По мере созревания семян, клетки семядолей заполняются айлероновыми и крахмальными зёрнами, другими запасными веществами. Исследование биосинтетических действий, происходящих в семенах бобовых при их созревании, указывает, что запасные белки образуются из аминокислот и амидов, поступающих из листьев и створок бобов. Начиная с фазы цветения, в этих органах усиливаются гидролитические процессы, и начинается отток образующихся продуктов распада в репродуктивные органы. Существенное количество аминокислот и амидов поступает в созревающие семена из корней, где атмосферный азот с помощью клубеньковых микробов связывается, а потом восстанавливается до аммонийной формы. 12 На первых этапах формирования, в семенах содержится много небелковых азотистых веществ, структурных и каталитических белков, а запасных белков мало. В дальнейшем содержание небелковых азотистых веществ уменьшается и усиливается синтез запасных белков, но общее количество белковых веществ в созревающем зерне практически не меняется. В процессе созревания в семенах заметно меняется соотношение вицилино- и легуминоподобных белков. В незрелых семенах содержится много низкомолекулярных белков – вицилиноподобных глобулинов (до 70 % от общего количества запасных белков), а в более поздние фазы созревания усиливается синтез высокомолекулярных глобулинов – легуминоподобных белков. Общее количество белков в зрелом зерне зернобобовых культур традиционно достигает 25 – 30 %, а в сое и люпине – 30 – 40 % [13,14,15]. Белки бобовых культур отличаются лучшей сбалансированностью по содержанию незаменимых аминокислот, по сравнению с белками злаковых [4,5,16], они дефицитны по серосодержащим аминокислотам - метионину и цистину, в тоже время соя, фасоль, горох, люцерна) отличается повышенным содержанием лизина, а некоторые и триптофана. Для анализа отклонений в результатах исследования химических показателей у разных исследователей, приводим для сравнения данные нескольких исследований зернобобовых культур (табл. 3, 4). Таблица 3 - Химический состав семян бобовых Бобовые Сырой белок, % Жир, % Углеводы, % Витамины мг/100 г B1 B2 Ниацин Нут 20,6 2,2 61,2 0,3 0,51 2,6 Чечевица 25,1 1,8 60,8 0,5 0,21 0,18 Горох 26,1 1,5 56,6 0,45 0,5 1,3 Вигна 24,0 1,3 56,6 0,42 0,37 2,0 Лобия 22,1 1,7 61,4 0,54 0,18 2,1 Чина 28,2 0,6 58,2 - 0,41 - Соя 40,1 19,5 26,0 1,3 0,76 2,4 Люпин 38,5 8,7 15,5 1,1 0,8 2,3 Таблица 4 - Химический состав семян зернобобовых культур Культура Белок Углеводы Жир 13 Клетчатка Зола Горох Кормовые бобы Соя Фасоль Люпин Чина Чечевица 20-35 25-35 30-50 22-32 30-48 25-34 22-36 30-50 50-55 20-32 50-60 17-39 24-25 47-60 1,3-1,5 1,0-1,3 13-26 2,3-3,6 3,7-14,0 0,5-1,2 0,6-2,1 3,0-6,0 3,4-6,0 2,9-11,0 5,0-7,1 11,0-18,0 4,0-5,4 2,4-4,9 2,0-3,1 2,6-4,1 4,5-6,8 2,5-4,6 2,5-4,0 2,5-3,0 2,0-4,4 Бобовые кроме высокого содержания белка отличаются большим количеством углеводов (около 60 %) и являются хорошим источником таких витаминов, как тиамин (от 0,8 до 5,0 мкг/г) и никотиновая кислота [17]. Усредненное содержание пищевых веществ в семенах бобовых представлено в табл. 5 [12,18,19]. Таблица 5 - Сравнительный биохимический анализ основных зернобобовых культур Культура Белки, % Жиры, % Углеводы, % Клетчатка, % Энергетическая ценность, ккал Соя Ячмень Горох Люпин 34,2-48,0 9,3 23,4 34,1-48,0 20,5 1,13 0,98-1,2 4,5-15,0 26,0 83,5 54,6-56,4 39,0 4,8 3,9 4,5 16,0 332,0 261,0 298,0 286 ,0 Как видно из представленных данных, максимальное содержание белка находится в семенах сои – 40,1 и люпина 38,5%, что существенно превышает значение этого показателя для других зернобобовых культур. В семенах люпина содержится меньше жира и углеводов, что облегчает получение белковых препаратов разной степени концентрации белковых веществ, в том числе получение обезжиренной муки, белковых изолятов и белково-углеводных концентратов. По содержанию витаминов группы В семена сои и люпина существенно не различаются между собой, но значительно превосходят другие бобовые. Кроме высокого содержания белка (25-50%), зерно бобовых содержит 50% углеводов, 2-4% минеральных веществ, 1-3% жира (в сое до 26%), витамины А, В 1 В 2 , В 6 , С, Е, К, РР и др. Содержание белка определяется не только сортом и районом выращивания, но и условиями, которые созданы для симбиотической фиксации азота из воздуха. Поэтому колебания содержания белка в зерне одной и той же культуры может быть значительным. С учетом ошибки измерений, различий возникающих при определении среднестатистических измерений, можно сделать заключение, что соя и люпин являются лидирующими культурами в качестве источников пищевого белка. Показателем биологической ценности белков служит аминокислотный состав (табл. 6) [4,18]. 14 Таблица 6 - Содержание незаменимых аминокислот в семенах гороха и других зернобобовых культур, г / кг сухого вещества Название Аминокислоты Люпин Соя Желтый Чина Кормовые Горох Горох Бобы Полевой Посевной Лизин Метионин Цистин Аргинин Лейцин Фенилаланин Треонин 21,9 4,6 4,6 25,6 41,0 16,0 12,6 15,9 4,6 4,2 34,2 37,4 15,5 14,1 17,2 4,3 2,6 22,7 31,6 10,0 11,8 13,9 3,1 4,8 17,2 24,7 6,2 9,8 Валин Триптофан Гистидин Сумма 10-ти незаменимых аминокислот 16,0 3,6 8,0 12,7 2,1 10,9 12,6 2,9 6,3 9,3 1,6 7,2 154 152 122 97 15,2 13,4 3,2 2,6 2,3 2,4 17,3 14,2 22,0 20,5 9,0 9,5 7,5 8,4 Продолжение таблицы 6 10,0 8,5 1,6 1,1 7,3 7,1 95 88 Белок зернобобовых культур богат важнейшими незаменимыми аминокислотами, которые необходимы для человеческого организма - лизин, триптофан, валин, аргинин и др. (Табл .7) Таблица 7 - Содержание незаменимых аминокислот в семенах бобовых культур и яичном белке, г/100 г белка Нут Чечевица Горох Бобы Соя Люпин Яичный белок 6,3 5,1 8,9 6,8 6,3 8.1 7,2 Треонин 3,4 3,0 4,2 3,3 4,1 4,24 5,2 Валин 5,5 5,1 6,5 5,4 4,7 4,0 7,4 Лейцин 8,2 5,5 9,5 8,9 7,1 7.9 7,8 Изолейцин 6,0 5,8 7,4 6,0 4,3 4.0 6,8 МетионинЦ 1,2 0,6 1,3 1,0 1,2 1,3 3,4 Триптофан 0,8 0,6 0,7 1,0 1,2 1,3 1,5 Фенилаланин 4,9 4,0 4,6 5,0 4,9 4,6 5,8 Аминокислоты Лизин С учетом ошибки измерений, различий возникающих при определении среднестатистических измерений, можно сделать заключение, что люпин не уступает сое 15 по характеристике аминокислотного состава белков, но по результатам некоторых исследователей содержит более высокую массовую долю лизина и лейцина. В зерне бобовых в значительных количествах обнаружены витамины В, и В2, РР, А, Е, К, D и С. Витамины группы В находятся преимущественно в оболочках семян, а жирорастворимые (A, D, Е) — в зародышах. Таблица 8 - Содержание витаминов в семенах бобовых (мг/кг) Культура В1 В2 РР Е Каротин Горох Соя Бобы Фасоль 6,0 12,0 5,0 4,0 10 20 30 10 24 30 40 80 600 - 10 10 - Качество белка бобовых можно также оценить при помощи биологических показателей пищевой ценности (табл.9). Таблица 9 - Биологические показатели пищевой ценности бобовых Вид бобовых БЦ*, % КП*, % ПИБ* Нут 52—78 80—89 0,7—1,8 Чечевица 41—58 78—90 0,6—1,1 Горох 48—69 60—91 1,0—1,5 Соя 64—80 76—87 1,3—2,0 * БЦ - биологическая ценность; КП – коэффициент переваримости; ПИБ – показатель использования белка (отражает усвояемость организмом белка, принятого с пищевыми продуктами) [18,20]. 1.1.1. Характеристика потребительских свойств, пищевой ценности и безопасности сои Период использования культуры сои составляет более 2,5 тыс. лет. Сегодня в производстве сои лидируют США, где еще в начале прошлого века соя считалась новой культурой. С 1940 по 1980 год посевы сои в этой стране возросли в 26 раз, валовые сборы в 50 раз, урожайность вдвое. Соя в Америке быстро превратилась в культуру №2 после кукурузы и заняла 20% площадей. За счет соевого шрота в США была решена проблема кормового белка и растительного масла. Существенно повысилась эффективность животноводства без увеличения потребления зерна в структуре кормов. Сегодня сою в США сеют в 29 штатах, в основном в кукурузном поясе и центральном регионе. В сельскохозяйственном экспорте страны 20% составляет соя. Объем экспорта превышает 16 20 млн. т. Передовой опыт США по выращиванию и переработке сои перенимают многие страны. Стремительными темпами развивается производство сои в Канаде, Бразилии, Аргентине, Мексике, Турции, Индии. Существенно увеличивается производство ее в странах Африки и Европы. Потенциально Европа уже в ближайшем будущем могла бы обеспечить свои потребности в сое за счет собственного ее возделывания. Белок сои характеризуется высокой усвояемостью, хорошей растворимостью в воде; по содержанию незаменимых аминокислот он богаче, чем белок других зерновых бобовых культур. Главный белок семян сои — глицинии — способен при закисании свертываться (створаживаться). Из сои производят более 20 тысяч наименований продуктов питания, аналогов мясных, молочных и кондитерских изделий. В семенах имеется комплекс биологически активных веществ и витаминов (A1, B1, B2, С, Д, Е, К, РР), а также соли калия, кальция, магния, фосфора и железа, поэтому сою широко используют в медицине для изготовления биодобавок и лекарственных препаратов. Соя хороший предшественник, так как способна почти полностью обеспечить себя азотом за счет симбиотической азотфиксации. Высокая кормовая, пищевая, агротехническая и техническая ценность культуры способствовала быстрому ее распространению в мире и позволила занять первое место среди зерновых бобовых по валовому сбору зерна, который составляет в настоящее время 130 млн. т.[14,18,21] Характеристики потребительских свойств и химического состава сортов сои отечественной селекции Основные посевы сои (90 %) в России сосредоточены на Дальнем Востоке: в Амурской области, Приморском и Хабаровском краях. Небольшие площади имеются в Краснодарском, Ставропольском краях, на юге Поволжья, в Алтайском крае. В последнее десятилетие были получены и районированы первые сорта северного экотипа для Центрального Нечерноземья. За счет отечественного производства удовлетворяется лишь 10 % потребности в соевом зерне, остальная часть импортируется. Производство сои в России сдерживается нехваткой удобрений, гербицидов, отсутствием системы первичного семеноводства. Определенную роль играет консерватизм населения. Таблица 10 - Xимичecкий соcтaв зepнa сои Основныe компонeнты сeмян сои % Белок 40 17 Масло Вода Сахар Крахмал Клетчатка Минеральные вещества Витамины 20 12 10 6 5 5 2 Главным основным компонентом сои, ради которого она и возделывается, является белок, вторым по значимости - масло. Если сопоставить содержание белка и масла у сои и других культур, то можно заметить, что ни одно растение в мире не может сравниться с соей по этим показателям. Основные зерновые культуры содержат в 3-4 раза меньше белка и фактически не содержат заметного количества жира. У других бобовых белка либо меньше, либо он худшего качества. Масличные культуры также содержат меньше белка и он более низкой биологической ценности. 88-90% белка сои составляют водорастворимые белки, 2-5% солерастворимые [22,23,24]. Таблица 11- Содержание водо- и солерастворимых фракций протеина и лизина в зерне различных культур Культура Кукуруза Пшеница Ячмень Овес Горох Соя Содержание, % Сырого Водои протеина солерастворимых фракций 9-10 25-30 13-15 40-50 11-14 45-50 11-13 55-60 18-24 80-85 32-45 80-90 Соотношение лизина к сырому протеину 3,1-3,3 3,5-3,8 3,5-4 4,2-4,5 3,5-5,8 7,5 Растворимые белки гораздо лучше усваиваются организмом животных и человека. По содержанию таких белков соя превосходит чечевицу и горох. Важно не только общее количество аминокислот в белке, но и оптимальное их соотношение, потому что даже при недостатке только одной аминокислоты организм вынужден будет перерабатывать большее количество пищи. Основным достоинством соевого белка является оптимальное соотношение аминокислот, очень близкое к животному белку и, следовательно, наиболее полно соответствующее потребностям животного организма. Усредненный аминокислотный состав белка сои представлен в табл. 12 18 Таблица 12 - Усредненный аминокислотный состав белков сои Аминокислота % Аспарагиновая кислота 4,40 Треонин 1,65 Серин 2,37 Глутаминовая к-та 7,38 Пролин 2,93 Глицин 1,94 Аланин 2,20 Валин 0,49 Продолжение таблицы 12 Цистин 2,27 Метионин 0,55 Изолейцин 1,85 Лейцин 3,36 Триптофан 1,85 Фенилаланин 2,00 Гистидин 1,38 Аргинин 3,32 Лизин 2,85 Содержание витаминов в семенах сои сотавляет (мг/100г): 1,5-2 мг каротина; 10-18 мг тиамина;3-3,8 мг - рибофлавина; 20,8-35 мг - ниацина; 7-14 мг - пиридоксина; 13-22,3 мг пантотеновой кислоты; 0,7-0,9 мг - биотина; 1,8-2 мг - фолиевой кислоты; 2-2,5 мг - инозита; 3,23,6 мг - холина; 4,8-7,8 мг - альфатокоферола; 1,8-2 мг - витамина К. Таблица 13 - Содержание жирных кислот в сое, в мг/г Наименование ж.к. Миристиновая Олеиновая Пальмитиновая Содержание (мг/г) 0,06 41,30 20,90 19 Арахиновая Гептадекановая Линолевая Стеариновая Линоленовая 0,70 0,00 99,40 7,50 13,90 Из углеводной группы веществ в зерне сои содержится 9-12% растворимых сахаров, 3-9% крахмала, 3-6% клетчатки. Растворимые сахара представлены главным образом сахарозой (60%). Важнейшие минеральные вещества в соевых бобах распределены следующим образом (мг): калий - 1607, фосфор - 510, кальций - 348, магний - 191, натрий - 44, железо - 11,8. По содержанию железа, например, соя в 7 раз превосходит пшеничный хлеб. Характерно, что в отличие от других продуктов, железо сои гораздо лучше усваивается организмом. На рынке соевые белковые продукты широко представлены в виде соевой муки, шрота, концентратов и изолятов белка, которые нашли широкое применение в питании человека и животных [18,22,23,24]. Направления использования сои представлены на рисунке 1. . Рис.1 Направления использования обезжиренной соевой муки. В зависимости от технологии переработки соевые белковые продукты имеют разный химический состав ( табл. 14) Таблица 14 - Химический состав и перевариваемость белковых препаратов сои Показатель Перевариваемый протеин: 100 кг/кг В 1 ед, г Состав, % влага протеин белок клечатка БЭВ зола Коэффициент перевариваемости,%: протеина белка Вид соевого продукта Зерно 130,7 223 11,4 Мука 145,8 224 9,2 Жмых 125 278 14,9 Шрот 118,3 300 14,5 33,2 28,1 7,3 27,6 5,2 88 38,3 33,4 3,1 25,5 4,2 89 38,7 38,3 2,7 27,9 6 90 40 38,3 6,4 31,9 5,1 90 88 89 88 90 20 жира клечатки БЭВ 85 81 71 90 39 69 88 78 94 95 94 97 Сегодня в мире нет более "технологичной" культуры, чем соя. Она используется не только многосторонне, но и практически полностью - без отходов. Основная масса соевого белка применяется в виде соевого шрота в качестве добавки в корма для сельскохозяйственных животных. В структуре эффективных кормов соевый шрот занимает 10-15%. Производство мяса, яиц, молока, пушное звероводство, разведение рыбы сегодня просто невозможно без белковых добавок, значительную часть которых составляет соевый белок. Это произошло благодаря тому, что производство соевого белка обходится наиболее дешево и он идеально балансирует питательные вещества кормов. По данным ФАО (Комитет по продовольствию и питанию при ООН), соевый белок дешевле пшеничного, кукурузного или ячменного в 3-4 раза, горохового в 7 раз, люцернового - в 8, белка кормовых дрожжей и рыбной муки - в 29 раз. В древности соей питались только жители Азиатско-Тихоокеанского региона, в настоящее время спрос на пищевой соевый белок в мире возрастает на 8-10% ежегодно. Сою используют для изготовления мясных аналогов, которые пользуются большой популярностью как более дешевая пища. Сегодня около 20% мясной продукции в США производится непосредственно из сои. В странах Западной Европы потребление заменителей мяса достигло 3,8 млн т. К сожалению, многие белки бобовых культур и особенно сои в сыром виде содержат естественные антиалиментарные вещества, представляющие опасность для здоровья или снижающие их усвоение [22,27,28]. 1.1.2. Характеристика потребительских свойств, пищевой ценности и безопасности люпина Более половины объема рынка белковых концентратов составляет импорт соевых белковых препаратов. Большинство ученых России считают, что коренным образом изменить ситуацию позволит осуществление импортозамещения сои, занявшей монопольное положение, белковыми препаратами отечественного производства, в том числе на основе люпина. Кроме высокого содержания белка, к достоинствам люпина можно отнести его биологическую способность хорошо расти и развиваться на очень бедных песчаных почвах без внесения азотных и фосфорных удобрений. Он обладает наивысшей 21 азотфиксирующей способностью среди однолетних бобовых культур, т. к. он фиксирует в среднем атмосферного азота до 200 кг/га с высокой усвояемостью другими видами растений в сравнении с выпускаемыми промышленностью азотными удобрениями. Это подтверждается исследованиями процесса симбиотической фиксации атмосферного азота люпина и сои. Несомненным достоинством люпина является его устойчивость к холоду, и небольшая сумма требуемых активных температур. По совокупности факторов белок люпина в России имеет в несколько раз более низкую себестоимость, чем соевый белок, и нисколько не уступает ему по качеству аминокислот. Рост мирового потребления животноводческой продукции, прежде всего за счет населения Китая и Индии, за последние годы уже «поглотил» значительную прибавку в мировом производстве сои, в результате чего на мировом рынке прогнозируется дефицит сои и резкое повышение цен. При дальнейшем росте мирового потребления сои реальных источников для восполнения предложения соевых бобов на планете больше нет. Цены на сою могут вырасти многократно, и комплементарный растительный белок сои может стать одним из главных стратегических ресурсов, определяющим жизнедеятельность человечества, качество уровня жизни и развития государств. Как заявил губернатор Брянской области Николай Денин в июле 2010 г. на заседании президиума Госсовета в Белгороде, люпин в ближайшее десятилетие должен стать основой обеспечения белковой безопасности России. Необходимо организовать выращивание люпина на 6-7 млн.га пашен, что обеспечит около 5 млн.тонн высококачественного белка и впервые в истории сделает Россию экспортером дешевого кормового белка, а затем сделает животноводческую продукцию из России высоко конкурентной на мировом рынке. Задачей государственного проекта, в этой части, является предложение необходимых организационных решений и формулирование главных тезисов программы увеличения посевных площадей под люпином в 20 раз за 7-10 лет, что позволит повысить уровень производства этой культуры по сравнению с 1990 г. в 4 раза. По российским данным, себестоимость 1 кг люпина составляет до 4,0 рублей. Цена соевого шрота в настоящий момент доходит до 22-23 рублей за кг [12,13,14,30,31]. В последние годы усилиями единственного в мире научно-исследовательского института люпина, который находится в Брянской области, выведены и внедрены в производство его новые сорта. Они обладают высокой урожайностью - 4-5 т/га. Эти сорта имеют невысокое содержание алкалоидов в зерне (не более 0,05%), что позволяет использовать их не только в кормлении животных, но и в приготовлении продуктов питания для людей. Государственное научное учреждение Всероссийский научно22 исследовательский институт люпина РАСХН создан в 1987 году на базе Брянской государственной областной сельскохозяйственной опытной станции. Основной целью института является осуществление фундаментальных и прикладных научных исследований по научному обеспечению агропромышленного комплекса Российской Федерации в области развития люпиносеяния. Научная и производственная деятельность ВНИИ люпина сконцентрирована на реализации программы, направленной на создание и ускоренное внедрение новых сортов высокобелковой культуры люпина для комплексного решения проблемы обеспечения животноводства дешевым растительным белком, повышения плодородия почвы, биологизации и ресурсоэнергосбережения в земледелии. В настоящее время ВНИИ люпина является ведущим научно-исследовательским центром страны в области селекции, генетики и производства люпина как на кормовые, так и на пищевые цели. Последнее направление становится определяющим в условиях острой нехватки экологически чистой продукции. Селекционная работа ведется с желтым, белым и узколистным люпином. Начаты исследования с люпином многолетним (L. mutabilis). За годы плодотворной научной работы создано 27 сортов люпина, 23 из них включены в Государственный реестр селекционных достижений. На основе созданных за последние годы сортов люпина и биологических особенностей культуры в институте разработаны адаптивные энергоресурсосберегающие технологии производства концентрированных грубых и сочных кормов в смешанных люпино-злаковых посевах, позволяющие получать без применения минеральных удобрений и гербицидов 35-40 ц/га сбалансированного по белку непосредственно в поле зернофуража или 400-600 ц высокобелковой зеленой массы для приготовления зерносенажа и силоса. Вышеуказанные технологии обеспечивают получение экологически чистых кормов и продовольственного зерна люпина, яровой пшеницы, ячменя и овса, пригодных для их использования в диетических продуктах [32,33,34]. На территории Российской Федерации более 80% пашни подходят для выращивания люпина. Вполне возможно в России иметь 7,2 миллиона гектаров для его посевов. При урожайности даже в 2 т/га это 14,4 миллиона тонн зерна или 5,2 миллиона тонн сырого протеина, что позволяет почти в два раза перекрыть имеющийся дефицит белка. Данная проблема особенно актуальна в связи с новой доктриной продовольственной безопасности России [13,14]. В 2003 году Министерством Здравоохранения России принята «Концепция по охране здоровья». В рамках реализации данной концепции большое значение уделяется внедрению в структуру питания человека новых продуктов, содержащих легко усвояемые 23 белки. Кроме того, такие продукты необходимы для питания больных, перенесших хирургические операции, лиц, страдающих иммунодефицитами, а также при различных заболеваниях системы пищеварения. Особое место занимает спортивное питание, позволяющее спортсменам наращивать мышечную массу, не прибегая к анаболическим средствам. В настоящее время в России освоен ряд продуктов на основе молочного белка и сои. В то же время соевые продукты достаточно дороги. Это связано с тем, что соя не дает больших урожаев (12-16 ц/га). В мировой практике для повышения урожайности применяют генетически измененные сорта, безопасность которых не доказана. Для решения этой проблемы, в качестве альтернативы сое, можно рассматривать люпин [11]. В Российской Федерации культивируют люпин желтый, люпин белый и люпин узколистный. Их можно возделывать на огромной территории от южной границы лесостепной зоны на юге до Ленинградской области на севере, а также в Приморском и Хабаровском краях, на Сахалине и Камчатке. В большинстве стран мира люпин всех трех культур видов (желтый, белый, узколистный) используется в питании человека, в основном, как источник высококачественного растительного белка, близкого по качественным показателям к соевому. Все большее признание у потребителей находят также и пищевые волокна из семенной кожуры и из семядолей люпина. В США существует развитый рынок пищевых продуктов из люпина – мука из зерна люпина, макароны из люпина и пищевая клетчатка из семенной оболочки люпина. Например, фирма «Voyageur Trading Company» уже длительное время осуществляет поставки люпиновых макарон в 22 штата США. В Австралии на протяжении многих лет производится хлеб с добавкой пищевых волокон, которые представляют собой муку из семенных оболочек зерна узколистного люпина. В Австралии и Европе мука из ядра люпин используется в качестве добавки к пшеничной муке для обогащения целого ряда пищевых продуктов белком и улучшения внешнего вида продуктов. В настоящее время в Европе активно потребляется около 500000 тонн пищевых продуктов в год, содержащих люпин. Так, во Франции компания «Lupingredients» объединяет на своих предприятиях все этапы производства пищевых продуктов из белого люпина: выведение сортов производство зерна люпина, его переработка и производство продуктов питания. Эта французская компания обращает внимание на ценность люпина в питании человека не только, как источника белка, но и в связи с высоким содержанием в люпине природных антиоксидантов, в частности токоферолов: 50 г люпиновой муки 24 обеспечивает 100% рекомендуемой суточной потребности человека в -токофероле. В Германии при общем годовом производстве зерна люпина около 100000 тонн, на пищевые цели используется до 10 % от этого объема. Institut Verfahrenstechnik und Verpackung во Франкфурте, на пилотном оборудовании разрабатывает технологии переработки пищевого сырья, включая люпин, и рецептуры широкого круга продуктов питания с добавками люпина – колбасы, мороженое и т.д. Ученые утверждают, что протеины, синтезированные из люпина, способны полностью заменить молоко, мясо и яйца, используемые в качестве ингредиентов в готовых продуктах. Новая продукция с люпиновыми ингредиентами, по мнению исследователей, будет пользоваться спросом у аллергиков, вегетарианцев и приверженцев здорового питания. В настоящее время исследования продолжаются – власти страны дали на это официальное разрешение. Ученые считают, что уже через 3 года люпиновое сырье будет активно использоваться в изготовлении выпечки, мясных продуктов и деликатесов. В России также реализуются мучные кондитерские изделия с люпиновой мукой немецкого производства [35,36,37,38,39]. В настоящее время можно уверенно сказать, что Российские сорта семян люпина высокобелковым пищевым сырьем с уникальным химическим составом. Только соя и люпин содержат в семенах более 40% белка. По аминокислотному составу белки семян люпина практически не уступают казеину и белкам сои, являются хорошим источником лизина, валина, лейцина. Семена люпина служат источником минеральных веществ, целого ряда витаминов, особенно отличаются повышенным содержанием β-каротина (0,30-0,49 мг% -данные Р.С. Мазулевская, Н.А. Батурина – Орловский государственный институт экономики и торговли; 17,6 мг% - данные В.Н. Головченко, О.Н. Науменко, В.К. Янчевского – Украинский НИИ спирта и биотехнологии продовольственных продуктов) и токоферола (3,9-16,2 мг% - данные Р.С. Мазулевская, Н.А. Батурина – Орловский государственный институт экономики и торговли; 140 мг% - данные В.Н. Головченко, О.Н. Науменко, В.К. Янчевского – Украинский НИИ спирта и биотехнологии продовольственных продуктов) [40]. Зерно люпина является прекрасным сырьем для создания пищевых продуктов, обладающих диетическими и лечебно-профилактическими свойствами. Так как, низкий уровень содержания ингибиторов трипсина в белковом комплексе люпина является одним из условий его высокой перевариваемости, а полное отсутствие проламинов, к которым относится глиадин и глютенин, дает возможность использовать люпин для создания безглютеновых пищевых продуктов. 25 К достоинствам люпина принято относить следующие факты [29,41,42]: Люпин уменьшает риск возникновения диабета; Богат естественным летицином; Богат антиоксидантами, каротиноидами; Богат токоферолами; Не содержит глютена; Высокое содержание белка Главный естественный источник аргинина (условно-незаменимая аминокислота. У взрослого и здорового человека аргинин вырабатывается организмом в достаточном количестве. В то же время, у детей и подростков, у пожилых и больных людей уровень синтеза аргинина часто недостаточен. Является одним из ключевых метаболитов в процессах азотистого обмена. Аргинин является субстратом NO-синтаз в синтезе оксида азота, являющегося локальным тканевым гормоном с множественными эффектами - от противовоспалительного до сосудистых эффектов и стимуляции ангиогенеза) Высокое содержание пищевых волокон. У люпина самый низкий гликемический индекс, ниже чем у любого зерна (GI – показатель влияния продуктов питания после их употребления на уровень сахара в крови. Для большинства людей в большинстве случаев еда с низким гликемическим индексом предпочтительнее. Медленное усвоение еды и постепенные подъём и спад уровня сахара в крови при низком гликемическом индексе помогает людям с диабетом контролировать сахар. Еда с низким гликемическим индексом, употребленная за 2 часа до соревнований, может помочь спортсменам, обеспечивая мышцы, медленно высвобождаемой энергией, такой же эффект также помогает здоровым людям похудеть). Особенно полезны продукты с люпином людям с избыточным весом, метаболическим синдромом (в эту группу риска попадают тучные люди, люди с повышенным артериальным давлением, предрасположенные к возникновению инсультов и поднятию уровня холестерина в крови). Волокна люпина являются пребиотиком, что улучшает работу кишечника. Обогащенные люпином продукты позволяют [29,43,44]: Дольше чувствовать себя сытым. Исследователи сообщили, что у людей употреблявших на завтрак продукты с люпином уменьшается потребление калорий (на 400 калорий) на последующем обеде. 26 Управлять уровнем сахара в крови. Включение муки люпина в белый хлеб значительно уменьшает скачок уровня глюкозы крови и риск инсулина. Снижать уровень холестеринов в крови. Волокна люпина вызывают снижение LDL холестерина, не затрагивая HDL холестерин. Понизить артериальное давление. Данные таблицы 15 указывают на то, что семена люпина богаты ненасыщенными жирными кислотами [45,46]. Таблица 15 - Данные по жирнокислотному составу люпина, % Культура Соевые бобы Люпин узколистный Белый люпин Рапс Насыщенные жирные кислоты 15,0 25,0 Олеиновая Линолевая Линоленовая 22,0 32,0 54,0 37,0 8,0 5,0 22,0 7,0 48,0 61,0 19,0 21,0 10,0 11,0 Из всего вышесказанного следует, что люпин является многофункциональной сельскохозяйственной или, другими словами, сидератной культурой, дающей до 200 кг азота и фосфора. Он достаточно легко вписывается в севооборот, т. к. является хорошим предшественником для зерновых культур, а биохимические показатели люпина позволяют заменить им многие зернобобовые культуры, в том числе сою. Характеристики потребительских свойств и химического состава сортов люпина отечественной селекции Люпин в России появился в конце 19 - начале 20 веков. До 1941 в СССР люпин высевали в основном на зелёное удобрение и семена. С 1955 происходит быстрое вытеснение посевов горьких (алкалоидных) люпинов кормовыми сортами. Из кормовых сортов выделены сорта жёлтого люпина с нерастрескивающимися бобами. 27 Зерно кормового жёлтого люпина содержит 38-46% белка, синего - 29-33%, белого - 29-38%. Зелёная масса кормовых сортов охотно поедается животными и отличается хорошей переваримостью. В России люпин (Lupinus L.) представлен в культуре в основном тремя однолетними видами и одним многолетним: люпин желтый (L.luteus), люпин узколистный или синий (L.angustifolium), люпин белый (L.albus), люпин многолетний (L.polyphyllus), среди которых различают безалкалоидные (до 0,01 %), малоалкалоидные (0,025-0,1 %) и алкалоидные (более 0,1 %) сорта. Однолетние виды люпина были известны в культуре за 2000 лет до н.э. Родина – страны Средиземноморья. В настоящее время люпин возделывают в Западной Европе, наибольшие площади находятся в Германии, Польше, а также в Австралии. В РФ люпин начали возделывать в 19 в. Площади кормового люпина составляют 1 млн.га. Основные площади сосредоточены в Северо-Западном и Центральном регионах. Средняя урожайность – 15-20ц/га, зеленой массы – 300-400(1000) ц/га. Люпин имеет до 200 видов, из них как полевые культуры возделываются главным образом 4: люпин узколистный, или синий, люпин желтый, люпин белый и люпин многолетний. Однолетний люпин, включающий первые 3 вида, хотя и происходит из южных районов, однако хорошо растет при средних температурах (за период вегетации около 15 °С), а в Северо-Западном районе может наращивать мощную зеленую массу в сентябре, когда вегетация других растений приостанавливается. Наименее нуждается в тепле узколистный люпин, наиболее - белый. Семена прорастают при 4-5°С. Всходы узколистного люпина способны переносить заморозки до -5 °С, а желтого гибнут при -2...-3 °С. Белый люпин не переносит отрицательных температур [13,29,30,34,47]. 1. Люпин синий (узколистный – Lupinus angustifolius) – однолетнее самоопыляющееся растение, высотой до 1,5м, с сине-фиолетовыми, иногда бледно-розовыми, белыми цветками. Отличается скороспелостью и значительной холодостойкостью. Семена округлые, почковидной формы с мраморным рисунком на матовом фоне. Масса 1000 семян – 150-200г. Он более скороспелый, чем желтый, продвигается в северные районы. 2. Люпин желтый (Lupinus luteus) – однолетнее перекрестноопыляющееся растение до 1м в высоту, с желтыми цветками. Он менее холодостоек, более теплолюбив, чем синий. Семена сдавлены с боков, окраска – белая или розовая с черными крапинками. Масса 1000 семян – 120-150г. 28 3. Люпин белый (Lupinus albus) – однолетнее самоопыляющееся растение, высотой – 1,52 м, с белыми цветками. Теплолюбивая культура, жаровыносливая и довольно засухоустойчивая, требовательная к почвам. Семена крупные, белые или белорозовые. Масса 1000 семян – 240-500г. Его возделывают в южных районах люпиносеяния: на юге Центрального региона, в Центрально-Черноземной зоне и предгорной зоне Северного Кавказа. Выращивают в основном как зерно-фуражную культуру. 4. Люпин многолистный (Lupinus polyphyllus) – многолетнее растение перекрестноопыляющееся, высотой до 1м. Продолжительность жизни 8-10 лет. В 1 год образует только розетку листьев. Культура скороспелая и очень холодостойкая. Семена мелкие, слегка сплюснутые, окраска от светлых тонов до черной. Масса 1000 семян – 3070г. Многолетний люпин очень холодостойкое растение. В первый год жизни образует прикорневую розетку листьев, полного развития достигает во второй и последующие годы. Семена многолетнего люпина начинает прорастать при 3...4 °С. Среди его семян имеется до 40 % труднонабухающих (твердых), требующих скарификации, которую не применяют при позднем и зимнем посеве. Люпин предъявляет высокие требования к влаге, поэтому он и выращивается в районах с достаточным увлажнением. Возделываемые виды относятся к растениям длинного дня. К почвам люпин нетребователен, но предпочитает рыхлые, глубокие и проницаемые. Он хорошо переносит кислые почвы, но лучшими для этой культуры считаются умереннокислые (рН 5-5,5) [13,29,30,34,47]. Люпин узколистный (Lupinus angustifolius L.) [48] Из распространенных в Европе и завезенных в СССР крупносемянных видов люпина, использовавшихся в начале на сидеральные, а потом и кормовые цели, выделяется по скороспелости узколистный люпин. В НИИСХ ЦРНЗ в предвоенные годы вели селекцию и проводили опыты по использованию узколистного люпина на зеленое удобрение. Из местных образцов коллекции был выведен районированный на зеленое удобрение алкалоидный сорт Немчиновский синий (1954). С нахождением в 30-х годах XX столетия в Германии малоалкалоидных мутантов развернулись исследования в направлении поиска кормовых форм в НИИСХ ЦРНЗ, на Минской и Новозыбковской станциях. Научными сотрудниками ВИР была 29 усовершенствована методика Бурхарда для качественного, а затем количественного определения содержания алкалоидов в семенах и растениях люпина. Используя этот метод, на Минской опытной станции среди свыше чем 2,5 млн. растений нашли 3 (№№ 1, 3, 10) безалкалоидных и 7 (№№ 2, 3, 5, 7, 8, 11, 13) малоалкалоидных с голубыми (синими) цветками и окрашенными в серо-коричневый цвет семенами. Наиболее стабильно низким содержанием алкалоидов отличались линия №1 по каталогу в Белоруссии и №53 по каталогу ВИР. Семена этой линии были переданы и на Новозыбковскую станцию. Линия 1/53 под названием б/а л №1 из-за низкого содержания алкалоидов поражалась долгоносиком, тлей, грибными болезнями, была позднеспелой. Для того, чтобы повысить и стабилизировать продуктивность этой линии, ее использовали в гибридизации со скороспелыми и быстрорастущими формами. Наиболее известным среди них был № К–399 Ранний 399 с сине-розовыми цветками и антоциановой пигментацией вегетативных органов, полученный из Германии, видимо, Ранний Пфлюга. Во всех трех селекционных учреждениях: в ВИРе, на Минской и Новозыбковской станциях, – с ним и похожими на него Розовым ранним ГДС–1 были проведены скрещивания для получения малоалкалоидных, но более продуктивных, устойчивых к вредителям и болезням гибридов. Отсюда берет свое начало кормовой Узколистный 2 В.С.Федотова, названный вначале розоцветковым, сорта М.И.Боженовой Синий 1 и Синерозовый 2, а затем и Брянский 1 (рис. 1). Не исключена вероятность этого же происхождения и сорта Северный 3, известного в качестве спонтанного ги брида из коллекции. Сорта Брянской опытной станции (теперь ВНИИ люпина) сформировались и с участием сортов Белорусский 155 и Немчиновский кормовой 1. Вначале из малоалкалоидного сорта Белорусский 8 был отобран спонтанный белоцветковый мутант, который дал начало сорту Белорусский 155. В НИИСХ ЦРНЗ такого же типа мутант был отобран из образца коллекции К–901, полученного в 1935 году из Новозыбковской контрольно-сем е н н о й л а б о р а т о ри и . В отличие от слабоалкалоидного мутанта 1/53 или б/а л 1 по Боженовой, сорта Белорусский 155 и Немчиновский кормовой – малоалкалоидные, они содержат алкалоидов до 0,1%, а в сухие годы – несколько выше. Неидентичность генов линии 1/53, видимо, аналогичной линии 411 (ген iuc) Зенгбуша, и сортов Немчиновский кормовой и Белорусский 155 (ген leuc) 30 подтверждают исследования Н.В.Турбина, В.С.Анохиной и H.С.Купцова, Т.П.Мироновой. В Брянских сортах они удачно сочетались при выведении сортов Брянский Л–3, Узколистный 109 и других. Так, и Северный 3 является одной из родительских форм белорусского сорта Резерв (1990). 31 * - год районирования сорта 32 Рисунок 2. Родословные немчиновских (НИИСХ ЦРНЗ) и ТСХА сортов узколистного люпина на фоне известных сортов отечественной и зарубежной селекции Сорта люпина селекции ГНУ ВНИИ люпина [47] Радужный - сорт узколистного люпина с 2005 г. включен в Госреестр по Центрально-Черноземному региону. Относится к универсальному типу использования. Новый сорт устойчив к растрескиванию бобов, имеет генетически заблокированное боковое ветвление. Сорт отличается скороспелостью, крупносемянностью. В условиях Брянской области дружно созревает за 90-95 дней. За годы испытания средняя урожайность зерна составила 29,4 ц/га. Урожай укосной массы по годам значительное 250-485 ц/га. Кристалл - сорт узколистного люпина универсального типа использования. С 1998 года включен в Госреестр по Центральному, Волго-Вятскому, Северо-Западному, Центрально-Черноземному и Средневолжскому регионам. Имеет быстрый начальный рост, созревает дружно. Продолжительность вегетационного периода 98-104 дня, укосный период 55-60 дней. По урожаю зерна и зеленой массы относится к высокопродуктивным кормовым сортам. В конкурсном сортоиспытании урожай зерна составил 34,1 ц/га, укосной массы 450 ц/га (среднее за 3 года). Содержание белка в зерне 35-38%, в сухом веществе зеленой массы 18-19%. Отличается экологической пластичностью, устойчив к растрескиванию бобов. Снежеть – сорт узколистного люпина универсального использования. Включен в Госреестр в 2002 году по Центральному, Северо-Западному, Волго-Вятскому и Уральскому регионам Российской Федерации. Продолжительность вегетационного периода 90-100 дней. Устойчив к растрескиванию бобов, фузариозу, сравнительно устойчив к засухе. Содержание алкалоидов в семенах стабильно низкое (0,03-0,04%), в сухом веществе зеленой массы - 0,015%. Урожай зеленой массы варьирует от 400 до 500 ц/га, зерна 28,0-33,0 ц/га. Белозерный 110 - сорт узколистного люпина универсального типа использования. С 2003 года включен в Госреестр по Центральному и Северо-Западному регионам. Всходы, вегетативные органы и цветонос имеют антоциановую окраску. Сорт отличается ксероморфной структурой листа. Имеет быстрый начальный рост, устойчив к растрескиванию бобов. Вегетационный период варьирует от 94-112 дней. По продуктивности превышает стандарт на 10-15% и содержит в зерне на 0,02% меньше 33 алкалоидов. Устойчив к фузариозу при испытании на специализированном инфекционном фоне. Надежда - сорт люпина зернофуражного типа использования, колосовидного морфотипа. Генеративные органы образуются только на центральном побеге, боковое ветвление отсутствует. Одно из основных достоинств сорта - надежная устойчивость к растрескиванию и скороспелость. Вегетационный период 80-86 дней. В условиях Брянской области срок созревания конец июля - начало августа. Благодаря быстрому и дружному созреванию сорт является хорошим предшественником под озимые зерновые культуры. Сорту свойственна холодостойкость. В стадии всходов выдерживает заморозки до -7-8ºС. Сочетание скороспелости и холодостойкости полезно при продвижении культуры узколистного люпина в северные районы Российской Федерации. Масса 1000 семян 120-130 г. Сорт предназначен для выращивания на зерно и использование его в качестве белковой добавки к концентрированным кормам. Отличается низким содержанием алкалоидов в семенах (0,033%), содержит белка 31,0-32,0%. Продуктивность сорта обеспечивается за счет уплотнения ценоза при увеличении нормы высева до 1,8 млн. всхожих семян на гектар. Смена - сорт люпина универсального типа использования. Морфологические особенности: относится к обычному ветвистому морфотипу, всходы имеют антоциановую окраску. Период вегетации в условиях Брянской области от 105 до 112 дней. Семена белые, округло-почковидной формы, блестящие. Масса 1000 семян 140-150 г. Содержание алкалоидов в семенах нового сорта не превышает 0,04%. Бобы коричневые с острым кончиком и хорошо обозначенными семенными камерами. Сорт имеет генетически обусловленную устойчивость к растрескиванию бобов и осыпанию семян, относительно устойчив к полеганию. Сорт отличается высокой продуктивностью по зерну и зеленой массе. 3а два года изучения в конкурсном сортоиспытании обеспечил урожай зерна 34,2 ц/га, зеленой массы – 450 ц/га. С 2007 г. включен в Госреестр по ЦентральноЧерноземному и Средневолжскому регионам. Сидерат 38 - сорт узколистного люпина – призван решить проблему дешевых органических удобрений. Предназначен для выращивания на зеленую массу и запашку ее в почву. Допущен к использованию в производстве с 2000 года по четырем регионам РФ. Отличается повышенным содержанием алкалоидов в семенах (до 1,5%) и сухом веществе зеленой массы (до 0,7%). Алкалоиды, содержащиеся в запахиваемой массе, оказывают фунгистатическое последующих действие культур: на почву, зерновых – благодаря корневыми 34 чему уменьшается гнилями, картофеля поражение – паршой обыкновенной и порошистой, ризоктонией и картофельной нематодой. Технологическая спелость укосной массы наступает через 50-55 дней после всходов. Ее урожай в нормальные годы достигает 45-50 т/га, что составляет от 6 до 12 т сухого вещества на гектар. Это количество сравнимо с внесением 60-100 т/га подстилочного навоза КРС. При запахивании в фазу блестящего боба с урожаем надземной массы 500 ц/га и такого же количества корней в почву поступает 360 кг азота (в т.ч. 250 кг симбиотического), 60 кг фосфора и 240 кг калия, т.е. более 600 кг NPK на гектар. При этом биологический азот люпина в два раза эффективнее азота навоза. Заделывают надземную массу после прикатывания в направлении движения плуга отвальными плугами или дискаторами. Сорт Сидерат 38 отличается высоким уровнем зерновой продуктивности, 3,0-4,0 т/га. Оптимальный срок посева вторая декада мая. Норма высева семян 1,0-1,2 млн. всхожих семян на 1 га на глубину 3-4 см. Люпин белый (Lupinus albus L.) Гамма – сорт белого люпина универсального использования. Создан во Всероссийском НИИ люпина совместно с Московской сельскохозяйственной академией им. К.А. Тимирязева. Включен в Госреестр с 1998 года. Максимальная урожайность зерна 45 и зеленой массы 655 ц/га. Высота растений 60-80 см. Бобы формируются только на главном стебле и укороченных побегах первого порядка. Окраска цветков голубая, семена белые, крупные, округло-угловатые. Масса 1000 семян 250-300 г. Сорт скороспелый для белого люпина. Продолжительность вегетационного периода 110-120 дней, дружно созревает. Не способен к вегетативному израстанию при избытке осадков. Отличается полевой устойчивостью к фузариозу, растрескиванию бобов и осыпанию семян на корню. Содержание белка в зерне 35-37%, жира 8-10%, алкалоидов 0,03-0,05 %. Деснянский - сорт белого люпина силосно-зернового направления использования. Включен в Госреестр с 2003 года. Максимальная урожайность зерна в конкурсном сортоиспытании достигает 54 и зеленой массы 1000 ц/ га. Содержание белка в зерне 3738%, жира 8-10%, алкалоидность 0,05 %. В сухом веществе зеленой массы содержится белка 18-20% и алкалоидов - 0,03 %. Высота растений в зависимости от условий выращивания достигает 90-120 см. Семена белые, крупные. Масса 1000 семян 270-350 г. Устойчив к растрескиванию бобов и осыпанию семян на корню. Не имеет стадии розетки и обладает быстрым темпом роста и развития после всходов. Сорт среднеспелый, продолжительность вегетационного периода составляет 120-145 дней. Отличается от 35 других сортов белого люпина высокой устойчивостью к фузариозу. Имеет четкий апробационный признак - белые цветки. Дега - сорт белого люпина универсального использования. Создан во Всероссийском НИИ люпина совместно с Московской сельскохозяйственной академией им. КА. Тимирязева. Включен в Госреестр с 2004 года. Высота растений 80-90 см. Семена белые, крупные, округло-угловатые. Масса 1000 семян 270-350 г. Тип растения детерминатный. Бобы формируются на главном стебле и укороченных боковых ветвях первого-второго порядка. Сорт технологичен, устойчив к растрескиванию бобов и осыпанию семян на корню, высокоустойчив к полеганию, фузариозу, обладает полевой устойчивостью к антракнозу. Скороспелый, длина вегетационного периода 115-130 дней. Высокоурожайный, урожайность зерна в конкурсном сортоиспытании составила 41 и зеленой массы 763 ц/ га. Содержание жира в зерне 8-10%, белка в зерне 37-38% и в сухом веществе зеленой массы 18-20%, алкалоидов в зерне 0,050%, в сухом веществе зеленой массы 0,025-0,035 %. Люпин желтый (Lupinus luteus L.) Надежный - внесен в Государственный реестр селекционных достижений с 2007 года. Авторы: Якушева А.С., Соловьянова Н.Н., Лукашевич М.И. Создан методом многократного индивидуально-семейного отбора на искусственном инфекционном фоне устойчивых к антракнозу форм из гибридной комбинации СН 40/93 х СН 1408, разновидность L. var. leucospermus. В своем генотипе сочетает устойчивость к фузариозу и вирусной узколистности. Сорт универсального типа использования, обычного ветвистого морфотипа, имеет хорошую облиственность, быстрый начальный темп роста, темно-зеленую окраску листьев и стеблей, темный бутон, желтые цветки, семена округлые белые. Масса 1000 100-110 г, высота растений 70-90 см, продолжительность вегетационного период в Брянской области 90-95 дней. Отличается ранним цветением и дружным созреванием. Урожайность зерна составляет 23-28 ц/га, а зеленой массы - 650750 ц/га. Содержание белка в зерне 40-43%, алкалоидов 0,025-0,03%. Демидовский - внесен в Государственный реестр селекционных достижений с 2008 года. Авторы: Якушева А.С., Соловьянова Н.Н., Лукашевич М.И. Создан методом многократного индивидуально-семейного отбора на искусственном инфекционном фоне устойчивых к антракнозу форм из гибридной комбинации (Цит х Пламенный) 15крСо60. 36 Разновидность L. var. ochroleucus. В своем генотипе сочетает устойчивость к фузариозу и вирусной узколистности. Сорт преимущественно зернового направления использования. Отличительной особенностью является быстрый темп роста в начальный период вегетации и колосовидный морфотип. В сплошном посеве растения не ветвятся, а формируют в пазухах листьев цветки и затем бобы. Окраска листьев и стебля темнозеленая, цветки лимонно-желтые, семена белые, округлые. Масса 1000 семян 100-105 г. Высота растений 60-75см. Пазушное плодообразование обеспечивает сорту скороспелость и дружное созревание. Продолжительность периода вегетации 85-90 дней. Урожайность зерна 18-25 ц/га. Содержание белка в зерне 39-41%, алкалоидов – 0,025-0,03%. Пересвет внесен в Государственный реестр селекционных достижений с 2004 года. Авторы: Якушева А.С., Соловьянова Н.Н., Лукашевич М.И Создан методом многократного индивидуально-семейного отбора на искусственном инфекционном фоне среднеустойчивых к антракнозу форм из сорта Крок. Разновидность L.var.sulfureus. В своем генотипе сочетает полевую устойчивость к фузариозу и вирусной узколистности. Сорт преимущественно зернового направления использования, обычного ветвистого морфотипа. Стебель вначале имеет следы антоциана, в дальнейшем антоциан исчезает, и вегетативные органы приобретают светло-зеленую окраску. Цветки лимонно-желтые, кончик лодочки темно-фиолетовый, семена серые, крапчатые, округлой формы. Масса 1000 семян 100-110 г. Растение средней высоты. Сорт ультраскороспелый, имеет быстрый начальный рост, отличается дружным созреванием, вегетационный период составляет 8596 дней. Урожайность зерна составляет 25-30 ц/га. Содержание белка в зерне составляет 40-43%, алкалоидов 0,02-0,03%. Посевы сорта Пересвет не следует размещать на участках, где под предшествующую зерновую культуру вносились гербициды из группы производных сульфонилмочевин (Секатор, Фенизан, Дифезан, Логран, Ленок и др). Престиж внесен в Государственный реестр селекционных достижений с 2009 года. Авторы: Якушева А.С., Соловьянова Н.Н., Слесарева Т.Н., Лукашевич М.И. Создан методом многократного индивидуально-семейного отбора устойчивых к антракнозу форм на искусственном инфекционном фоне из гибридной комбинации В 469 (Испания) х Брянский 91. Разновидность L. var. maculosus. В своем генотипе сочетает устойчивость к фузариозу и вирусной узколистности. Сорт универсального типа использования, обычного ветвистого морфотипа, имеет хорошую облиственность, темно-зеленую окраску листьев и стеблей, темный бутон, желтые цветки, округлые серо-крапчатые с ярко выраженным белым серпом семена. Масса 1000 семян 110-115 г. Высота растений 70-90 см, продолжительность периода вегетации в Брянской области 90-95 дней. За годы 37 испытаний урожайность зерна составляла 23-30ц/га, а зеленой массы 650-750 ц/га. Содержание белка в зерне 40 - 42%, алкалоидов – 0,03%. Обработка почвы включает зяблевую вспашку, весеннюю культивацию и прикатывание почвы АКШ-7,2. Посев проводить не позднее 3-х дней после культивации. Способ сева сплошной рядовой, с нормой высева 1,2 млн/га всхожих семян. Глубина заделки семян не более 3-4см, т.к. более глубокая заделка отрицательно влияет на полевую всхожесть желтого люпина.Спустя 3 дня, но не позже 4 дней, после посева провести обработку баковой смесью гербицидов Прометрин (Гезагард) в дозе 3кг/га +Харнес в дозе 1,25 л/га. В случае засорения участка многолетними злаковыми сорняками (пырей, куриное просо и т.д. при достижении их 2-4 листа) провести обработку по вегетирующим растениям люпина гербицидом Фюзилад супер в дозе 2 л/га. За 1-2 месяца, в крайнем случае за 2 недели до посева, семена люпина желтого в обязательном порядке протравить фунгицидом Витавакс – 200 фф, КС в норме 2,0 л/т, предварительно размешав в 10 л воды. При достижении люпина 1-2 пары настоящих листьев провести обработку против антракноза и других болезней одним из препаратов: квадрис в дозе – 0,8 л/га или амистар экстра – 0,5 л/га. При обнаружении поражения люпина антракнозом в фазу бутонизации следует провести вторую обработку до цветения фунгицидной смесью браво + альто супер в дозе 1,5+0,1 л/га или фунгицидом альто супер – 0,2 л/га. Расход рабочего раствора – 200 л/га. При обнаружении клубеньковых долгоносиков и стеблевой мухи (15 особей и более/1 м²) после всходов люпина и при появлении на растениях тли в фазу начала бутонизации посевы обрабатывают одним из инсектицидов: (возможно совмещение с фунгицидом) БИ58 новый, КЭ-0,7 л/га; децис, КЭ0,2 л/га, рогор-С, КЭ-0,8 л/га, альфа-ципи, КЭ-0,1 л/га, карате, 5% КЭ-0,1 л/га. Большое значение для современных биотехнологических исследований, а также селекции хозяйственно-ценных культур и семеноводства имеет разработка методов паспортизации сортов растений на основе молекулярных маркеров. Применение ДНКмаркеров на основе полимеразно-цепной реакции (ISSR-PCR, RAPD-PCR, AFLP, MFLP) позволило расширить возможности для разработки методов молекулярного маркирования с целью паспортизации сортов различных сельскохозяйственных культур, в частности были разработаны молекулярные маркеры хозяйственно-ценных признаков люпина узколистного (Yang, 2004, 2008) и способ идентификации ряда австралийских сортов узколистного люпина (Yuan, 2005). Ценность люпина заключается в том, что его зерно содержит биологически полноценный легкоусвояемый белок в большом количестве - от 30 до 40%, а коэффициент 38 переваримости достигает 95%. Белок люпина отличается высоким качеством и переваримостью. Бобы люпина усваиваются гораздо легче многих бобовых. Содержание белка: в семенах люпина желтого содержится 42,0-46,0, белого – 34,039,0, узколистного – 29,0-40,0%. Переваримость белка люпиновой муки составляет 8586% [12,30,34,37]. Содержание жировой фракции варьирует и в среднем составляет у люпина белого ~9% (из них 59% мононенасыщенные и 28% полиненасыщенные), люпин желтый в среднем содержит ~ 6% масла, из которых 34% мононенасыщенные и 44% полиненасыщенные, люпин узколистный содержит ~ 5% масла из которых 32 % мононенасыщенные и 51% полиненасыщенные. Для сравнения соевое масло содержит в среднем 22-23% мононенасыщенных жирных кислот и 61-63% полиненасыщенных жирных кислот. Жировая фракция люпина очень устойчива к окислительным процессам, что, скорее всего, связано с наличием каротеноидов и других антиоксидантов. Масло люпина усваивается легче организмом человека, по сравнению с соевым маслом [49]. Таблица 16 - Содержание белка и жира в семенах люпина Содержание, % Вид люпина белка жира Люпин желтый 42,0-46,0 4,6 – 7,0 Люпин белый (изменчивый) 34,0-39,0 6,4-11,5 Люпин узколистный 29,0 -40,0 3,4-6,4 Содержание белка у разных видов и сортов люпина колеблется в довольно широких пределах, что связано с особенностями видового состава и с влиянием почвенноклиматических факторов, количества и качества вносимых удобрений и т.д. Белок люпина является весьма ценным по аминокислотному составу. Для люпина характерно высокое содержание минеральных веществ, особенно фосфора. По наличию каротина люпин значительно превосходит семена многих бобовых. Биологическая полноценность зерна желтого люпина равна 57%. Кроме того, люпин не накапливает вредные для организма животных и человека нитраты, в нем отсутствуют ингибитор трипсина, гемаглютинин. В нем находятся почти все незаменимые аминокислоты, за исключением метионина. Люпин содержит алкалоиды (главным образом, люпинины, оказывающие парализующее действие на центральную нервную систему и окончания моторных нервов), которые придают горький вкус зерну и вызывают расстройство пищеварения. В 39 настоящее время выделены и внедряются сладкие сорта люпина с минимальным содержанием алкалоидов (до 0,1% и хорошей переваримостью питательных веществ (БЭВ 68-81,1%, протеина 86,0-73,5%). Протеин люпина состоит из глобулинов альфаконглютина, содержащего 17,9% азота, и бетаконглютина, содержащего 18,21% азота. В протеине зерен содержится 23-50% водорастворимых, 47-70% солерастворимых и 3-9% щелочерастворимых фракций. Люпин узколистный обладает рядом хозяйственно-полезных признаков, является источником экологически безопасного белка и считается одним из перспективных видов зернобобовых культур для возделывания в природно-экологических условиях Польши и Беларуси [21,34,50]. Во многих странах Европы, Южной Америки, Африки, Азии, в Австралии проводятся исследования по использованию в пиoу недооцененного и забытого люпина. В Чили и Перу, согласно правительственным программам, в целях повышения в пище содержания белка добавляют его к хлебу. Идет работа над созданием аналога соевого молока из люпина [51,52]. Большое внимание возделыванию люпина уделяют в Австралии. Эта страна - современный мировой лидер в производстве люпина (90% от мировых площадей). Мечта австралийских фермеров - поднять уровень содержания масла в узколистном люпине в три-четыре раза (до 18-20%), поскольку его цена на мировом рынке вдвое меньше сои, а условия для ее возделывания на большей части Австралии не столь благоприятны, как для люпина. Австралийские ученые работают над этой проблемой, используя генетические ресурсы окультуренных видов, в частности, люпина изменчивого, а также видов, недавно доместицированных. На базе генофонда сладкого узколистного люпина созданы пищевые сортообразцы с содержанием алкалоидов в семенах 0,02% и ниже, которые проходят медикобиологическое испытание. Отмечается, что белок люпина узколистного имеет высокую сбалансированность по аминокислотному составу, по качеству приближается к сое, однако в отличие от нее не содержит ингибиторов пищеварительных ферментов, на разрушение которых тратится большое количество энергии [29,53,54]. Минеральный состав семян узколистного люпина свидетельствует о способности усваивать различные минеральные вещества из окружающей среды и использовать их в синтезе собственных клеточных структур. Подобно белку сои, белок люпина также может употребляться в переработанном виде. Сравнительный химический состав люпина и сои представлен в таблице 17. Таблица 17 – Сравнительный химический состав семян люпина и сои Показатели Соя 40 Люпин Сырой протеин 34,0 32,0 Жир Клетчатка Обменная энергия, ккал в 100 г Кальций 16,6 7,0 225 0,30 13,5 13,5 257 0,29 Фосфор Лизин Метионин + цистин Триптофан Аргинин Гистидин Лейцин Изолейцин Фенилаланин Треонин Валин 0,55 2,10 0,93 0,36 25,6 7,6 26,2 17,6 17,0 12,7 18,0 0,43 1,45 0,74 0,21 40,0 15,1 31,5 15,5 20,6 17,2 18,5 Продолжение таблицы 17 В таблице 18 представлено содержание минеральных элементов в семенах люпина узколистного [49]. Таблица 18 - Содержание минеральных элементов в зерне люпина узколистного Элемент Минимальное Среднее Максимальное Ошибка средней Коэффициент вариации, % Макроэлементы, % св. P 0,4850 0,5822 j 0,6652 0,04 6,5 K 0.6404 1,1486 1,4178 0,12 10,3 Ca 0,1630 0,2327 0,3161 0,03 12,8 M 0,1769 0,2137 0,2676 0,03 13,7 Микроэлементы, мг/кг св. Fе 12,3000 49,8000 194,7000 27,10 54,4 Мn 18,6000 28,6000 42,9000 5,90 20,7 Zn 24,6000 35,7000 77,8000 9,30 26,1 Си 3,3000 5,5000 9,9000 1,60 30,2 Следовые элементы, цг/кг св. РЬ 31,7000 198,9000 395,5000 106,10 53,4 Cd 55,8000 112,0000 264,2000 49,60 44,3 Из микроэлементов больше всего содержится железа, далее элементы расположились в следующем порядке: Fe>Zn>Mn>Cu. Если принять содержание меди за единицу, то соотношения микроэлементов будут выглядеть в весовом виде 9,9:5,8:5,2:1 и 11,2:5,6:6,0:1 в молярном. Содержание микроэлементов более подвержено колебаниям. Наиболее варьируемым микроэлементом является железо. Его количество в зависимости 41 от опыта и погодных условий изменялось от 12,3 до 194,7мг/кгс.в., то есть в 15,8 раза. Коэффициент вариации составил 54,4%. Содержание белка и аминокислот в семенах люпина также подвержено вариации (табл.19) [55,56]. Таблица 19 - Содержание и вариабельность аминокислот в белке зерна люпина узколистного Аминокислота, г/16г N Аспарагиновая кислота Треонин Серии Глутаминовая кислота Пролин Глицин Аланин Валин Метионин Изолейцин Лейцин Тирозин Фенилаланин Гистидин Лизин Аргинин Сумма незаменимых аминокислот Сумма заменимых аминокислот Общая сумма аминокислот Содержание белка, % Минимальное Среднее Максимальное Ошибка средней, - Коэффициент вариации, % 8,96 9,85 10,74 0,49 4,90 3,54 4,14 21,1 4,24 4.46 22.0 4,61 4,76 23,06 0.30 0,22 0,68 7,00 5,00 3,10 2,53 3,49 2,69 3,37 1,05 3,85 7,26 4,44 4,17 2,76 4,63 11,09 2,78 3,66 3,04 3.69 1,30 3,93 7,98 4,87 4,57 2,97 5,04 11,96 2,95 3,87 3,41 4,05 1,54 4,23 8,68 5,10 4,87 3,37 5,50 12,59 0,14 0,10 0,22 0,22 0,16 0,19 0,42 0,20 0,20 0,18 0,26 0.49 4,90 2,80 7,10 5,90 12,10 4,80 5,20 4,20 4,30 6,20 5,10 4,10 0,70 2,30, 29,87 30,76 31,86 63,99 65,63 67,44 1,12 1,70 94,55 96,47 98,27 1,18 1,20 31,10 33,90 38,50 2,20 6,50 По содержанию аминокислоты в белке распределились следующим образом: Глу>Арг>Лейц>Лиз>Тир>Фен>Сер>Тре>Изол>Вал>Гли>Ала>Мет. Как видно, белок люпина узколистного богат глутаминовой кислотой, аргинином, аспарагиновой кислотой, лейцином, лизином и беден метионином. Расчет коэффициентов вариации показал, что наиболее варьируемой аминокислотой является метионин (V = 12,1 %). Это говорит о возможности влиять на его содержание с помощью агротехнических приемов. 42 Менее всего изменялась концентрация глицина. Показательным является то, что сумма аминокислот варьировала в незначительной степени (V = 1,2%). Для выявления степени и направленности взаимосвязи между аминокислотами в белке были рассчитаны коэффициенты корреляции. Сильную положительную корреляционную зависимость между собой проявляют метионин и аргинин (г=0,75), валин и гистидин (г=0,81). С суммой незаменимых аминокислот наиболее тесно коррелируют фенилаланин (г=0,75) и лейцин (г=0,69), а с общей суммой аминокислот — глутаминовая кислота (г=0,71). Сырое масло люпина коричнево-красной окраски, без запаха, чуть горьковатое на вкус, средне жидкой консистенции [57]. Изучение состава масла показало, что в него входят пять жирных кислот - пальмитиновая, линоленовая, линолевая, олеиновая, стеариновая. Наблюдается большая изменчивость по видам и между сортами по содержанию в маслах этих кислот. Так, по данным K.Taufel и C.Franzke (1950) содержание олеиновой кислоты в масле белого люпина превышает соевое - 55,16%, линолевой в среднем 32,86% и линоленовой 2,36%. У узколистного люпина эти показатели: 42,70; 37,94 и 1,58% соответственно. У люпина желтого - 30,61; 56,11 и 1,85%, что очень близко к соответствующим показателям соевого масла. По суммарному содержанию биологически ценных полиненасыщенных кислот (линоленовой + линолевой) наибольший интерес представляет люпин белый (с.Гамма), в котором их содержание составляет в среднем 67-76 %. По этому показателю люпиновое масло близко к биологически ценным маслам - льняному и амарантовому, используемым в лекарственных целях. Поэтому дальнейшее исследование его биологической активности может представлять интерес. Селекционной особенностью люпина белого является то, что количество масла в его семенах не находится в непосредственной зависимости от содержания белка и размера семян. Следовательно, можно вести селекцию на масличность, не уменьшая содержания белка, при этом увеличивая или уменьшая величину семян. Анализ данных, приведенных в работе В. Kurlovich (2002), выявляет интересную закономерность: у видов люпина американского происхождения содержание масла в семенах выше, чем у средиземноморских видов [58]. В настоящее время производится целый ряд продуктов из люпина: люпиновая мука из цельного зерна, структурированная люпиновая мука, обезжиренная люпиновая мука, сухое люпиновое молоко, изолят люпинового белка, белково-углеводный концентрат. В табл. 20 приведен сравнительный состав указанных продуктов. 43 Таблица 20 – Химический состав белковых продуктов люпина, % Белковый продукт люпина Белок Жир Углеводы люпиновая мука из цельного зерна структурированная люпиновая мука обезжиренная люпиновая мука 37,6 8,7 15,5 Зольные элементы 2,1 39,2 10,0 10,0 3,4 51,8 0,1 27,3 4,2 сухое люпиновое молоко изолят люпинового белка белково- углеводный концентрат 38,6 94,0 45,5 12,6 1,0 1,0 1,1 2,7 34,1 Продолжение таблицы 20 7,7 2,3 4,4 Белковый концентрат люпина имеет высокий аминокислотный скор по всем незаменимым аминокислотам (табл.21) [56]. Таблица 21 – Аминокислотный состав белкового концентрата люпина Незаменимые аминокислоты Изолейцин Лейцин Лизин Метионин+цистин Фенилаланин+тирозин Треонин Триптофан Валин г/100г белка 4,5 7,5 8,1 3,2 7,2 6,0 1,3 8,1 Скор, % 111 106 146 92 120 150 130 161 Пищевая и биологическая ценность люпина во многом определяется тем, как получают препарат люпина, из целого зерна или после удаления его оболочки. В табл. 22 и 23 представлены данные, характеризующие питательную ценность люпина в оболочке и без оболочки [59]. Таблица 22 - Пищевая ценность люпина в оболочке, % Содержится в люпине с оболочкой, % Показатели ОЭ, МДж 0,96 Сухое вещество 90,67 Сырой протеин 35 Сырой жир 5,17 Сырая клетчатка 14 Зола 3,25 Ca 0,29 Р 0,43 Р доступный 0,13 N 4,69 44 Nа 0,03 Содержание аминокислот в белке, % Лизин 3,83 Метионин 1,00 Метионин + цистин 1,71 Триптофан 0,60 Аргинин 9,94 Гистидин 2,49 Продолжение таблицы 22 Лейцин 5,97 Изолейцин 3,46 Фенилаланин 3,46 Тирозин 3,09 Треонин 3,37 Валин 3,57 Гистидин 2,49 Таблица 23 – Пищевая ценность люпина без оболочки, % Содержится в люпине без оболочки, % Показатели ОЭ, МДж 0,98 Сухое вещество 93,00 Сырой протеин 42,00 Сырой жир 6,51 Сырая клетчатка 1,91 Зола 0,61 Ca 0,61 Р 0,67 Р доступный 0,13 N 6,20 Nа 0,03 Содержание аминокислот в белке, % Лизин 3,83 Метионин 1,00 Метионин + цистин 1,71 Триптофан 0,60 Аргинин 9,94 Гистидин 2,49 Лейцин 5,97 Изолейцин 3,46 Фенилаланин 3,46 45 Тирозин 3,09 Треонин 3,37 Валин 3,57 Гистидин 2,49 Таким образом, семена сладких сортов люпина являются ценным источником сбалансированного растительного белка, высококачественного масла, минеральных веществ и витаминов. Это открывает широкие возможности для применения семян сладких сортов люпина в пищевой промышленности и, в частности, хлебопекарной отрасли с целью повышения биологической ценности пищевых продуктов. Особое внимание уделяется изучению пищевой ценности и безопасности наиболее перспективным сортам люпина узколистного: 1) Люпин узколистный, сорт «Кристалл», ВНИИ Люпина, г. Брянск, урожай 2009 г., содержит 0,080% ALC;. 2) Люпин узколистный, сорт «Радужный», ВНИИ Люпина, г. Брянск, урожай 2009 г., содержит 0,018% ALC; 3) Люпин узколистный, сорт «Сидерат-38», ВНИИ Люпина, г. Брянск, урожай 2005 г., содержит 0,42% ALC; 4) Люпин узколистный, сорт «Снежеть», ВНИИ Люпина, г. Брянск, урожай 2009 г., содержит 0,013% ALC (0,016% ALC). Полученные нами результаты исследований представлены в табл.24. Таблица 24 - Результаты испытаний наиболее перспективных сортов люпина узколистного отечественной селекции Наименование измеряемых показателей Значение показателей по результатам испытаний 1 Кристалл 2 Радужный 3 Сидерат-38 4 Снежеть 0,080 0,018 0,42 0,013% Массовая доля жира 5,7±0,3 4,3±0,3 5,4±0,3 4,9±0,3 Массовая доля белка 33,0±3,4 34,1±3,3 33,3±2,4 34,3±2,3 Аспарагиновая к-та Серин Глутаминовая к-та Глицин Гистидин Аргинин Треонин Аланин Пролин Цистин Тирозин Валин Метионон Лизин - 2,60±0,26 1,26±0,13 5,3±0,5 1,08±0,11 0,77±0,08 3,2±0,3 1,06±0,11 0,76±0,08 0,97±0,10 0,32±0,03 1,03±0,10 0,91±0,09 0,103±0,010 1,07±0,11 2,70±0,27 1,38±0,14 5,8±0,6 1,10±0,11 0,76±0,08 3,3±0,3 1,04±0,10 0,78±0,08 0,97±0,10 0,255±0,026 1,04±0,10 0,91±0,09 0,109±0,011 1,12±0,11 2,72±0,27 1,39±0,14 6,0±0,6 1,19±0,12 0,81±0,08 3,4±0,3 1,11±0,11 0,44±0,04 1,07±0,11 0,36±0,04 0,95±0,10 1,01±0,10 0,117±0,012 1,34±0,13 Массовая доля алкалоидов 46 Единицы измерения НД на метод испытания ГОСТ 2903391 ГОСТ 1084691 % Р 4.1.1672-03 Изолейцин Лейцин Фенилаланин - 0,81±0,08 1,51±0,15 1,01±0,10 0,88±0,09 1,60±0,16 1,03±0,10 0,91±0,09 1,73±0,17 1,05±0,11 Исследуемые сорта люпина узколистного близки по исследуемым показателям химического состава. Однако резко отличаются по содержанию алкалоидов. Самое низкое содержание алкалоидов установлено для сортов Снежеть - 0,013% и Радужный – 0,018%. Табл. 25- Биохимические показатели качества зерна образцов узколистного люпина (по данным ВНИИ люпина) [47] Год урожая Белок, % Содержание Каль алкалоидов, % ций, % 2002 2004 2005 31,5 30,6 31,22 0,073 0,065 0,070 0,38 0,32 0,34 2002 2004 2005 31,5 30,11 31,89 0,032 0,029 0,037 0,30 0,34 0,36 2002 2004 2005 Среднее 32,68 31,5 32,15 31,3 0,044 0,039 0,047 0,038 0,27 0,3 0,32 0,32 Фосфор, % Кле Кароти, Жир, С.в., Са Крахмал, тчатка, Мг/кг % % хар, % % Кристалл 0,53 12,88 0,57 12,84 0,53 12,52 Снежеть 0,51 12,74 0,57 12,8 0,55 12,76 Белозерный 0,50 13,54 0,54 14,22 0,51 14,12 0,53 13,6 % 3,7 3,7 3,9 4,74 5,35 4,68 91,1 91,2 91,2 4,5 3,7 4,3 2,15 2,06 2,05 4,1 3,9 4,1 5,2 4,8 4,72 91,3 90,8 91,0 3,3 3,6 3,9 2,1 2,3 2,1 3,0 3,0 3,1 3,6 5,44 4,84 4,49 4,91 91 90,6 90,8 91 4,1 4,5 4,5 4,0 2,5 2,4 2,6 2,25]--> Анализ таблицы показывает, что многие сорта люпина содержат белок, превышающий по своим показателям такие культуры, как горох и кормовые бобы. Согласно рекомендациям, разработанным ВНИИЗБК (г. Орел) под руководством членакорреспондента РАСХН Задорина А. Д., установлена экономическая эффективность выращивания люпина в эквивалентных единицах 6,8, а для гороха – 1,69 и кормовых бобов – 0,68. Питательная ценность зерна люпина и сои для Брянской и Орловской областей (Центральный округ) представлена в таблице 25. Таблица 26- Питательная ценность зерна люпина и сои для Брянской и Орловской областей (по данным ВНИИ люпина) Название культуры Люпин узколистный Соя Выход кормовых единиц, т/га 3,77 2, 09 47 Переваримый протеин, т/га 10, 4 2,8 Кроме высокого содержания белка, к достоинствам люпина можно отнести его биологическую способность хорошо расти и развиваться на очень бедных песчаных почвах без внесения азотных и фосфорных удобрений. Он обладает наивысшей азотфиксирующей способностью среди однолетних бобовых культур, т. к. он фиксирует в среднем атмосферного азота до 200 кг/га с высокой усвояемостью другими видами растений в сравнении с выпускаемыми промышленностью азотными удобрениями. Это подтверждается исследованиями процесса симбиотической фиксации атмосферного азота люпина и сои, который представлен в таблице 26. Таблица 27 - Исследования процесса симбиотической фиксации атмосферного азота люпина и сои Название культуры Люпин узколистный Соя Впервые процесс Накопление азота, кг/га 196,5 73,7 симбиотической фиксации Коэффициент азотфиксации 74,6 39,6 исследован акад. Д. Н. Прянишниковым. Им отмечалось, что получение азотных удобрений в промышленности связано с большими затратами электрической и тепловой энергии для создания высоких температур и давлений. Фосфор и калий из глубоких горизонтов почвы люпин энергично усваивает своими глубоко проникающими корнями. Ареол его распространения: Костромская, Ленинградская, Псковская, Ярославская области, Урал и т. д. В то время как, по данным ВИР, промышленное выращивание сои может быть только южнее линии Курск – Саратов – Оренбург. Насыщение севооборотов люпином позволяет повышать урожайность идущей за ним пшеницы на 30-100%. Австралия за счет выращивания люпина на миллионах га получает чистого дохода до 200 млн. долларов и 100 млн. долларов – за счет фиксации им азота, т. к. азотные удобрения, стимулирующие рост растений, являются самыми дорогими. Такой доход Австралия получает при средней урожайности люпина в 1,2-1,4 т. Урожайность такой культуры, как люпин, в средней полосе России может достигать до 3,5 т, в то время как урожайность сои в пределах России не превышает 1,6 т. Бесспорным является и то, что у люпина содержится достаточное количество β-каротина –0,30-0,49 мг, а токоферола – 3,9-16,2 мг. Кроме этого, в люпине содержится достаточное количество минеральных веществ. Так, по данным Ключкина В. В. (ВНИИ жиров, С-Петербург), в состав люпина входят (мг/100 г): Na – 17,3; К – 1085-1200; Са – 139-162; Мg – 155-195; Р – 390-473. Также присутствуют следующие микроэлементы (мг/кг): Fe – 29,6-42,0; Cu – 5,27,2; Zn – 21-28,1; Pb – 0,005; As – 0, 01. 48 Содержание витаминов В1 и В2 в люпине составляет, соответственно, 1,4 и 0,35 мг/100 г, а в сое – 0,435 и 0,175 мг/100 г. [60] Характеристика пищевой ценности и безопасности люпина белорусской селекции. В последние годы в Белоруссии созданы новые сорта узколистного люпина Арва, Вада и К-2750, которые показали высокую устойчивость к фузариозу во всех регионах испытания (Белоруссия, Киев, Новосибирск и С.-Петербург). Устойчивость узколистного люпина к фузариозу контролируется двумя доминантными генами. Два восприимчивых родителя скрещивали между собой и устойчивые формы отбирали в гибридных потомствах, у которых наблюдалась комплементарность взаимодействия неаллельных генов устойчивости, получены сорта Данко, Арва, Вала, Силена, Миртан, Першацвет. (табл. 28) [61,62,63,64]. Таблица 28 - Урожайность зерна сортообразцов люпина узколистного (ц/га), 2006-2007 гг. Образец Среднее значение признака 2007 2008 ТСХА 16 16,6 28,5 Куршавель 19,8 28,5 Деко 16,3 29,5 Кристалл 12,2 9,0 Фазан 9,6 20,9 Ладный st 9,4 23,9 По данным анализа в 2007 в зерне сорта Ладный, который является стандартом опыта, установлено среднее содержание белка 29,85 г на 100 г. (табл. 29) Таблица 29 - Содержание белка в зерне сортообразцов люпина узколистного (в г на 100г), 2006-2007 гг. Образец Среднее значение признака 2007 2008 Деко 31,2 33,0 ТСХА 16 33,0 33,9 Кристалл 30,9 31,1 Фазан 31,3 32,2 Куршавель 32,4 32,1 49 Ладный st 29,9 30,7 Селекция люпина узколистного кроме повышения количества белка в зерне, ведется также и на низкое содержание алкалоидов, поскольку показателем пригодности зерна люпина узколистного на кормовые и пищевые цели служит именно уровень его алкалоидности. Данные литературы по гибридологическому анализу сортов и форм люпина узколистного свидетельствуют о полигенном характере наследования признака алкалоидности. По этому анализ межсортовой и внутрисортовой изменчивости данного признака очень актуален. Среднее количество алкалоидов в зерне сортообразцов представлено в таблице 30. Таблица 30 - Содержание алкалоидов в зерне сортообразцов люпина узколистного (в г на 100 г), 20072008г. Образец Среднее значение признака 2007 2008 Деко 0,04 0,04 ТСХА 16 0,03 0,17 Фазан 0,08 0,09 Кристалл 0,09 0,07 Куршавель 0,07 0,07 Ладный st 0,03 0,02 Для пищевой и комбикормовой промышленности важными критериями в отношении данной культуры являются следующие показатели: высокая урожайность, высокая белковость и низкая алкалоидность, тогда при оценке этих показателей лучшими сортообразцами будут считаться наиболее урожайные, с повышенным содержанием белка и наименьшей алкалоидностью сортообразцы. (табл. 31, 32). Таблица 31 - Бальные оценки сортообразцов по исследуемым параметрам, 2007 год. Сортообразец Вегетационный. период Урожайность Содержание белка Алкалоидность Сумма баллов Куршавель 8 9 8 6 31 Деко 9 7 6 7 29 ТСХА 16 8 3 9 8 28 50 Кристалл 7 5 5 5 22 Фазан 6 6 7 4 23 № 17/02 6 8 3 9 26 Надежда 8 6 4 6 24 Таблица 32 - Бальные оценки сортообразцов по исследуемым параметрам, 2008 год. Сортообразец Вегетационный. период Урожайность Содержание белка Алкалоидность Сумма баллов Куршавель 5 5 3 4 17 Деко 5 6 5 5 21 ТСХА 16 5 5 6 2 18 Кристалл 3 2 2 3 10 Фазан 4 3 4 4 15 Ладный st 6 4 1 6 17 Как видно из полученных данных, наибольшую урожайность в испытаниях обоих лет показали Деко и Куршавель. Почти все сортообразцы, при исследовании содержания алкалоидов (г на 100 г) в 2007-2008 годах, имели содержание алкалоидов, больше стандарта в пределах НСР05. Наименьший процент содержания алкалоидов в 2007 году – ТСХА 16 и Деко, в 2008 г. – Фазан, Куршавель и Деко. Сортообразец Деко оказался стабилен по проявлению этого признака в различающихся погодных условиях 2007-2008 годов. 1.2. Проведение сравнительного анализа пищевой ценности семян рекомендованного сорта люпина и сои. Урожайность люпина превышает урожайность сои, хотя люпин и занимает значительно меньшие посевные площади, что объясняется использованием люпина в России лишь только в кормовых целях (табл.33). Таблица 33 - Экономические показатели возделывания некоторых зернобобовых культур по данным ФАО\ВОЗ. Культура Показатель 2005 2006 2007 2008 2009 Люпин Объем производства (т) 31850 13519 16952 21840 770000 51 Урожайность (Гг/Га) Посевная площадь (Га) Объем производства (т) Урожайность (Гг/Га) Посевная площадь (Га) Соя 16763 19000 688740 10502 655840 10815 12500 804536 9931 810130 11080 15300 650180 9159 709900 17613 12400 745990 10471 712460 12387 7500 943660 11882 794200 По результатам анализа пищевой ценности различных бобовых культур можно сделать вывод о том, что наилучшими показателями отличаются семена сои и люпина узколистного. В дальнейшем будем проводить сравнительный анализ потребительских свойств люпина узколистного и сои. В таблице 34 [31,65] представлен сравнительный химический состав семян люпина узколистного и сои. Таблица 34 - Химический состав семян люпина узколистного и семян сои Люпин узколистный Среднее содержание, % 32,8 20,0 5,0 34,5 8,3 2,8 Основные компоненты Углеводы В том числе пищевые волокна Жиры Белок Вода Зола Соя 30,16 9,3 19,94 36,5 8,54 4,87 Согласно представленным данным, люпин узколистный отличается большим содержанием углеводов, однако большую часть из них представляют некрахмалистые полисахариды, содержание же крахмала в сое достигает 11%. В таблице 35 представлен сравнительный анализ содержания антиалиментарных компонентов в семенах люпина узколистного и сои. [35,52,66]. Таблица 35 - Содержание антиалиментарных веществ в семенах исследуемых видов люпина Антиалиментарные вещества Люпин узколистный Соя Алкалоиды, % 0,005-0,087 Олигосахариды, % 4,73-6,14 6,5 Сапонины, мг/кг 55,3-66,9 0,5-2,2 Лектины, % Не обнаружены 1-4% Ингибиторы протеаз, % 0,02-0,04 2,0-4,0 Фитаты, % 0,37-0,91 1,75 Таблица 36 - Результаты испытаний наиболее перспективных сортов люпина узколистного отечественной селекции Наименование измеряемых показателей Значение показателей по результатам испытаний 1 Кристалл 2 Радужный 3 Сидерат-38 4 Снежеть 0,080 0,018 0,42 0,013% Массовая доля жира 5,7±0,3 4,3±0,3 5,4±0,3 4,9±0,3 Массовая доля белка 33,0±3,4 34,1±3,3 33,3±2,4 34,3±2,3 Массовая доля алкалоидов 52 Единицы измерения % НД на метод испытания ГОСТ 2903391 ГОСТ 10846- 91 Аспарагиновая к-та Серин Глутаминовая к-та Глицин Гистидин Аргинин Треонин Аланин Пролин Цистин Тирозин Валин Метионон Лизин Изолейцин Лейцин Фенилаланин - 2,60±0,26 1,26±0,13 5,3±0,5 1,08±0,11 0,77±0,08 3,2±0,3 1,06±0,11 0,76±0,08 0,97±0,10 0,32±0,03 1,03±0,10 0,91±0,09 0,103±0,010 1,07±0,11 0,81±0,08 1,51±0,15 1,01±0,10 2,70±0,27 1,38±0,14 5,8±0,6 1,10±0,11 0,76±0,08 3,3±0,3 1,04±0,10 0,78±0,08 0,97±0,10 0,255±0,026 1,04±0,10 0,91±0,09 0,109±0,011 1,12±0,11 0,88±0,09 1,60±0,16 1,03±0,10 2,72±0,27 1,39±0,14 6,0±0,6 1,19±0,12 0,81±0,08 3,4±0,3 1,11±0,11 0,44±0,04 1,07±0,11 0,36±0,04 0,95±0,10 1,01±0,10 0,117±0,012 1,34±0,13 0,91±0,09 1,73±0,17 1,05±0,11 Р 4.1.1672-03 Исследуемые сорта люпина узколистного близки по исследуемым показателям химического состава. Однако резко отличаются по содержанию алкалоидов. Самое низкое содержание алкалоидов установлено для сортов Снежеть - 0,013% и Радужный – 0,018%. 1.2.1 Критерии конкурентоспособности семян рекомендованного сорта люпина и сои по показателям пищевой и биологической ценности 1. Ключевым критерием конкурентоспособности в свете вопроса продовольственной безопасности является содержание белка. Сравнительное содержание белка в образцах сои и люпина узколистного показало, что люпин узколистный можно рекомендовать в качестве альтернативного белкового сырья. Столь значительная массовая доля белка позволяет говорить о возможности использования муки люпина для производства из него высокобелковых препаратов, таких как концентраты и изоляты [68]. 2. Массовая доля жиров выступает фактором конкурентоспособности в связи с окислительными процессами, происходящими при хранении продуктов. Так как содержание жира в люпине узколистном составляет 5% а в сое более 15%, можно говорить о том, что по этому показателю люпин более конкурентоспособен, так как окислительные процессы будут протекать медленнее, а при осуществлении такого технологического процесса, как обезжиривание расход растворителя и энергии для последующих процессов будет меньше. 3. Содержание крахмала. Люпин отличается низким содержанием моносахаров, и практически полным отсутствием крахмала (менее 2%), в то время, как в сое сумма данных углеводов в среднем составляет 18% (из них крахмала 10,9-11,7%). 53 Крахмал является запасным углеводом и потребление продуктов, отнесенных к группе крахмалистых, приводит к резкому скачку сахара в крови. Во избежание повышения сахара в крови диетологи рекомендует снижать потребление продуктов, содержащих сахара и крахмал. Часть крахмалов, содержащих в бобовых, относится к группе легкоусваемых крахмалов (не рекомендуется употреблять при ряде заболеваний, так как эта группа крахмалов легко превращается в сахара и быстро повышает уровень сахара в крови), другая часть относится к резистентному крахмалу, который усваивается медленно и приводит к незначительному и медленному изменению уровня сахара в крови. Однако в муке бобовых большая часть крахмала относится к категории легкоусвояемого, что обуславливает высокий гликемический индекс большинства бобовых культур, в т.ч. сои. Кроме того, при производстве комбинированных обогащенных пищевых продуктов присутствие в сырье высокого содержания крахмала не предусматривается рецептурой, т.к. может приводить к изменению консистенции продукта, внешнего вида и вкуса [69]. Следовательно по данному критерию конкурентоспособности предпочтение также было отдано люпину. 4. Содержание некрахмалистых полисахаридов. В белковых препаратах люпина, полученного из цельного зерна полисахаридов составляет в среднем 20-21%. И это имеет ряд преимуществ при моделировании функциональных свойств самого белкового препарата и комбинированных пищевых продуктов, обогащенных препаратами люпина. Вторым важным направлением в производстве белковых препаратов из люпина является производство белковых препаратов из очищенных от оболочки семян люпина, что позволяет повысить массовую долю белков и снизить содержание нерастворимых полисахаридов (олигосахариды составляют около 6% и целлюлоза – 2%). Полученные в результате отделения оболочки широко используются во всем мире для получения высоко ценных биологически активных продуктов – пищевых волокон. 5. Калорийность. Современные подходы к питанию озвучивают проблему излишней калорийности пищи, потребляемой людьми из развитых стран. Исходя из данных по содержанию моносахаров, крахмала, жиров можно с уверенностью сказать, что внесение в пищевые продукты (например, в колбасные изделия) белковых препаратов люпина узколистного позволит добиться снижения калорийности этих продуктов [49]. 6. Наличие/отсутствие глютена конкурентоспособности. 54 является важным фактором Отличительной чертой муки люпина является полное отсутствие проламинов (спирторастворимых белков), к которым относятся глиадин и глютен, что особенно важно для людей с нарушениями пищеварения, вызванными заболеванием целиакия (не способность к усвоению глютена и его составляющей глиадина) [67]. По статистике проблемы с усвоением продуктов, содержащих глютен, встречаются у 0,5-1,0% мирового населения. Люпин может являться сырьем для создания безглютиновых пищевых продуктов, обладающих диетическими и лечебно-профилактическими свойствами, в виде печенья, пирожных и др. кондитерских изделий и песочных полуфабрикатов. Например, фирма Heinz выпускает продукты линейки Bi-Aglut, в Италии [34,37,70,71]. 7. Гликемический индекс (сокращённо GI) — показатель влияния продуктов питания после их употребления на уровень сахара в крови. Гликемический индекс является отражением сравнения реакции организма на продукт с реакцией организма на чистую глюкозу, у которой гликемический индекс равен 100. У всех остальных продуктов он изменяется от 0 до 100 и более в зависимости от того, как быстро они усваиваются. Когда продукту присваивается низкий гликемический индекс, это значит, что при его употреблении уровень сахара в крови поднимается медленно. Чем выше гликемический индекс, тем быстрее поднимается уровень сахара в крови после употребления продукта и тем выше будет одномоментный уровень сахара в крови после употребления пищи. Это, в свою очередь, влечет за собой выработку организмом мощной порции инсулина, с помощью которой съеденные углеводы не будут запасаться в виде гликогена в печени и мышцах, а отправляются, в основном, в жировые депо. Гликемический индекс продукта зависит от нескольких факторов — вид углеводов и количество клетчатки, которые он содержит, способ термической обработки, содержание белков и жиров. Гликимический индекс сои колеблется от 15 единиц (сухие соевые бобы) до 30 единиц (соевое молоко). Гликимический индекс люпина ниже от 15 единиц (бобы люпина) до 20 (люпиновая мука) [29]. Согласно данным исследователей включение люпиновой муки в пшеничный хлеб значительно понижает содержание глюкозы в крови и как следствие инсулиновый отклик. 8. Содержание ГМИ [72,73,74,75] Современная пищевая промышленность при получении продукции все более активно использует достижения биотехнологии и генной инженерии. Так, в связи с интенсивным развитием генетической инженерии растений, на мировом рынке 55 сельскохозяйственной продукции появилось большое количество организмов с генетически модифицированным (ГМ) геномом, которые стали известны как ГМО или ГМИ. С момента начала крупномасштабного промышленного производства ГМ-растений площадь под трансгенными растениями увеличилась более чем в 50 раз. Основной ГМкультурой является соя (более 60% площадей, отведенных под трансгенные растения). Модификация генома сои придает ей устойчивость к пестицидам, вредителям, болезням, способствуя значительному увеличению урожайности. Риск употребления в пищу продуктов переработки ГМИ человеком не имеет пока реальных обоснований, однако доказательств абсолютной безопасности трансгенных растений для здоровья человека и его потомства тоже не достаточно. Ученые многих стран выражают серьезную обеспокоенность в отношении гарантии безопасности использования генетически модифицированного пищевого сырья и продуктов его переработки. Многие ученые США считают, что такого рода пищевое сырье не должно использоваться для питания людей и кормления животных продовольственного назначения. На этапах выращивания и переработки генетически модифицированное (ГМ) сырье не должно смешиваться с обычным пищевым сырьем из-за возможного негативного влияния и опасности для здоровья человека. В отношении ГМ сои возникает много вопросов вследствие отсутствия экспериментально обоснованных ответов и недостаточной изученности последствий ее постоянного и длительного применения для массового питания. Пока нет научно обоснованных ответов в отношении экологической, биологической, пищевой, кормовой и медицинской безопасности с учетом возможных отдаленных негативных эффектов для организмов разного уровня организации. Они могут проявляться в разные сроки в зависимости or видовых особенностей организмов, их возраста и физиологического состояния, среды обитания. Немецкие ученые утверждают, что гены генетически модифицированных растений могут встраиваться в ядро клеток другого организма и вызывать непредсказуемые изменения. В связи с вышесказанным отсутствие линий ГМ-люпина можно рассматривать как конкурентное преимущество люпина в сравнении с соей. 9. Наличие ингибиторов протеиназ [18,76,77,78,79,80] Высокое содержание ингибиторов в некоторых растениях приводит к значительному снижению пищевой ценности белковых продуктов. В семенах сои содержится пять ингибиторов трипсина, составляющих 5-10% от общей суммы белков. Их 56 активность колеблется в основном от 11 до 38 мг/г. Отличительной особенностью этих веществ является то, что, взаимодействуя с ферментами, предназначенными для расщепления белков, они образуют устойчивые соединения, лишенные как ингибиторной, так и ферментативной активности. Результатом такой блокады является снижение усвоения белковых веществ рациона. Попадая в желудок часть ингибиторов (30-40%) теряет свою активность, а наиболее устойчивые в активной форме достигают двенадцатиперстной кишки и ингибируют ферменты, вырабатываемые поджелудочной железой. Последняя вынуждена продуцировать их более интенсивно, что, в конечном счете, может вызвать ее гипертрофию. При связывании трипсина с ингибитором может происходить также замедление пищеварения. Влияние ингибиторов трипсина на организм человека не ограничивается только пищеварительными функциями. Некоторые патологические состояния, такие как ревматоидный артрит, бактериальная пневмония, перитонит, характеризуются избыточной активацией протеолиза и нарушением баланса между содержанием эластазы и ее основного физиологического ингибитора в плазме крови. К перспективным способам инактивации ингибиторов протеолитических ферментов относится проращивание, однако используемые в настоящее время методы проращивания сопряжены с высокими экономическими затратами и трудоемкостью технологического процесса, остаточная же активность ингибиторов в проращенных бобах сои сохраняется. Наиболее распространенным и экономически выгодным способом снижения активности ингибиторов протеолитических ферментов сои является традиционная гидротермическая обработка. Содержание ингибиторов протеиназ в люпине в 100 раз меньше, чем в сое, при этом необходимо отметить, что после гидротермической обработки содержание ингибиторов протеиназ в сое остается более высоким, чем в сырых семенах люпина. В связи с чем низкий уровень ингибиторов протолетических ферментов можно отнести к критериям конкурентоспособности, так как он напрямую связан с безопасностью питания и экономическими расходами, возникающими при технологической обработке с целью сокращение содержания этого антиалиментарного компонента. 10. Содержание лектинов [81,82] Концентрация лектинов в сое составляет 1-4%, в то время как в люпине лектины отсутствуют. Лектины могут действовать как пищевые раздражители. Лектины имеют 57 очень высокую устойчивость и отрицательно влияют на всасывание компонентов пищи. Действие лектинов может выражаться в ингибировании восстановления клеточных мембран. Согласно данным ученых США, при потребление в пище термически необработанных или недостаточно обработанных лектинсодержащих бобовых происходит отравление, сопровождающиеся следующими симптомами: тошнота, рвота, диарея. При длительном приеме в пищу сырых бобов происходит увеличение скорости обновления клеток и потеря веса. 11. Содержание фитатов [83,84,85] Соя богата фитатами – веществами способными блокировать усвоение незаменимых минеральных элементов, таких как кальций, магний, медь, железо и особенно цинк. Семена сои имеют один из самых высоких уровней содержания фитатов среди зерновых и бобовых культур. Фитаты в сое высоко устойчивы к традиционным фитато-понижающим технологиям, таким как медленная и длительная варка. И только длительная ферментация может значительно снизить содержание фитатов в семенах сои. Потребление таких соевых продуктов, как тофу или мисо вместе с мясными продуктами или бульоном может блокировать негативный эффект, оказываемый фитатами на организм человека. Вегетаринцы, которые используют сою вместо мяса и молочных продуктов, рискуют усилить дефицит минеральных элементов в организме. Исследования американских ученых показывают, что второе поколение японцев, рождающихся в США выше своих родителей, данный эффект связывают с американским образом питания, являющимся низко-фитатным. Люди, с детства потребляющие продукты богатые фитатами, чаще страдают рахитом, замедлением роста и другими ростовыми проблемами. В связи с данными исследование содержание в семенах люпина фитатов в количестве 0,3-0,9% можно считать конкурентным преимуществом по отношению к соевым семенам, содержащим 1,75% фитатов. 1.3 Сравнительная характеристика безопасности семян рекомендованного сорта люпина и сои. Безопасность и антипитательные факторы (ANF) соевых бобов и продуктов их переработки К антипитательным факторам (ANF) соевых бобов и продуктов их переработки (шрот, жмых) относятся ингибиторы протеаз, гемагглютинины, сапонины, аллергены, соин и уреаза. Использование необработанных бобов в питании может вызвать 58 гормональные расстройства и способствовать развитию рахита. Известен пагубный эффект сырых соевых бобов на животных (цыплята, свини, кролики), сказывающийся в слабом росте и плохой утилизации корма. Наличие антипитательных факторов влияет на переваримость и использование энергии биологически активных и минеральных веществ из пищи. Это касается в первую очередь ингибиторов протеазы, которые влияют на усвоение протеина. У соевых бобов речь идёт об ингибиторах трипсина. В сырой сое присутствует два ингибитора протеазы — ингибитор Купитца и ингибитор Боумена—Бирка. Последний гораздо более устойчив к воздействию тепла, щелочей и кислот. В сырых бобах сои наличие этих ингибиторов составляет 1,4 и 0,6% соответственно. Ингибиторы протеазы (трипсина и химотрипсина), вероятно, эти вещества заложены природой в соевый боб для его защиты от поедания птицами и от развития в нем микрофлоры. Когда сырая соя потребляется нежвачными животными, ингибиторы связывают ферменты трипсин и химотрилсин, которые выделяются поджелудочной железой животного, и тем самым уменьшается эффективность переваривания кормов [77,78]. Гемаглютинины (лектины). Это белковые фракции, входящие в состав сои в объеме 1— 3%. В лабораторных условиях гемагглютинины связывают красные клетки крови с различной интенсивностью. В живом организме гемагглютинины связывают активность клеток слизистой кишечника и снижают тем самым их способность к поглощению питательных веществ. Однако влияние данных факторов на питательную ценность сырой сои не столь велико, как у ингибиторов протеазы [82]. Сапонины. Сапонины — это гликозиды, которых в сое сравнительно мало (около 0,5%). Они придают сырым соевым бобам горький вкус и оказывают гемолитическое воздействие на красные кровяные тельца. В качестве антипитательного фактора их роль в сое незначительна. Факторы, определяющие гормональные расстройства. К ним относятся также гликозиды. Некоторые из них, например, генистин, могут оказывать воздействие на эндокринную систему, в частности — провоцировать увеличение щитовидной железы, вызывать снижение активности тироксина, вырабатываемого щитовидной железой [79]. Факторы, способствующие развитию рахита. Основным из них является генистин (около 0,1% массы семян), влияющий на содержание кальция в костях. Уреиды – это производные мочевины CO (NH2)2, получаемые замещением атомов водорода в NН3-группах на ацилы карбоновых кислот. В растениях уреиды двигаются 59 к листьям, к месту фотосинтеза. Они являются одной из транспортных форм азота в растениях. Для многих представителей бобовых, способных „заболевать“ клубеньковыми азотфиксаторами (горох, люпин), транспортная форма азота — это амиды аспарагина и глутамина (N/C 0,5 и 0,4, соответственно). У сои одной из транспортных форм азота является аллантоин, который тоже относят к уреидам. Аллантоин – глиоксалилдвумочевина, появляется при окислении мочевой кислоты, ферментом уриказой и является конечным продуктом обмена пуриновых оснований у большинства млекопитающих (не считая человека и др. приматов), а также у некоторых растений. Для ряда микробов аллантоин - источник углерода и азота. Найден у животных и человека (в воды аллантоиса, амниотической воды, моче и т. д.), а также в растениях. У земноводных и большинства рыб аллантоин преобразуется в аллантоиновую кислоту, а потом в мочевину и глиоксалат. Аллантоин по атомному соотношению N/C немногим уступает мочевине (1 против 2). Это нейтральная упаковка для азота. У других растений упаковка для азота менее ёмкая. Аспарагин и глутамин, как аспартат и глутамат, принимают роль в переаминировании. Амиды – транспортная форма азота, обеспечивающая его передвижение из одного органа в другой. И наконец, амиды стимулируют синтез белка. Зернобобовые культуры отличаются более высоким содержанием азотистых веществ, как в вегетативной массе, так и семенах. Эти особенности обусловлены способностью с помощью симбиотических микроорганизмов фиксировать молекулярный азот атмосферы и употреблять его на синтез аминокислот и белка [86]. Аллергены [87] Известны случаи аллергических реакций человека, особенно детей, на содержащиеся в продуктах переработки сои компоненты. Аллергены устойчивы к воздействию тепла. Наука разработала достаточно много методов, способов и технологических приёмов инактивации антипитательных факторов. Самым простым и доступным методом является их тепловая обработка. Таблица 37 - Содержание антипитательных веществ Наименование Соя Горох Ингибитор трепсина, мг/100 г 42,2 14,7 Танины, мг/100 г 0,45 0,64 Лектины,% 1-3 - Сапонины,% 0,5 - Генистин 0,1 - 60 Липоксигеназы. Это коферменты Q растений и животных, кторые катализируют метаболизм ненасыщенных жирных кислот, в первую очередь линоленовой, с образованием перекисных продуктов (гексанала и др.), обуславливают “бобовый” привкус сырой сои. Семена сои считают самым богатым природным источником липоксигеназы (Hildebrand, 2000). Описано три изофермента липоксигеназы, из них основной вклад в формирование привкуса вносит липоксигеназа 2. Низкое содержание или отсутствие липоксигеназы способствует улучшению вкуса соевых продуктов. Наличие фракций липоксигеназ контролируется доминантным геном L, а низкое их содержание или отсутствие - рецессивным геном lx. Предполагают, что включение аллелей lx1 и lx3 в генотипы коммерческих сортов сои будет способствовать снижению липоксигеназной активности и созданию продуктов, в меньшей степени подверженных нежелательным окислительным эффектам [58]. 1.3.1. Характеристика антиалиментарных факторов белковых препаратов люпина и сои Антиалиментарные компоненты люпина представлены в первую очередь алкалоидами. Содержание алкалоидов колеблется в семенах от 0,01 до 4,0%, в листьях — от 0,05 до 1,5% (на сухое вещество). В настоящее время у различных видов люпина найдено около 20 алкалоидов. По распространению и их количественному содержанию основными алкалоидами являются люпинин, лупанин, спартеин и гидроксилупанин. В последнее время установлено, что некоторые алкалоиды горького люпина имеют фармакологическую ценность, экстракты этих алкалоидов снижают артериальное давление, влияют на моторную и психическую деятельность, не оказывают при этом наркотического воздействия [13,30,34]. Алкалоиды - класс органических соединений, оказывающих на организм человека антихолинергический эффект, выражающийся в спутанности сознания, нечеткости зрения, сухости во рту, головокружении, уменьшается контроль над моторикой, усиливается пульс и повышается температура тела и давление. Предельно допустимым уровнем содержания алкалоидов в люпине является 200 мг/кг. Потребление продуктов, содержащих алкалоиды в указанном пределе – безопасно. Выведены сладкие сорта люпина (содержание алкалоидов ниже 0,02%), не требующие дополнительной обработки с целью удаления алкалоидов перед употреблением в пищу. Почти все алкалоиды, встречающиеся в растениях, образуются из аминокислот, как белковых (изолейцин, лизин, триптофан), так и небелковых (орнитин, никотиновая кислота). Сведения о содержании алкалоидов в растениях немногочисленны, это 61 объясняется тем, что содержание алкалоидов может варьировать как в одном растении, так и во всей популяции в зависимости от фазы развития растений. В последнее время установлено, что некоторые алкалоиды люпина могут быть пригодны для получения лекарственных препаратов. Экстракты алкалоидов горького люпина имеют фармакологическую ценность: снижают артериальное давление, влияют на биоэлектрическую активность сердца, моторную и психическую деятельность, не оказывают при этом наркотического воздействия. Алкалоид люпина спартеин входит в состав антиаритмичных средств. Незначительные количества алкалоидов не оказывают вредного действия на организм человека, большие же дозы вызывают неврологические расстройства, а также тератогенное действие и даже смерть. Летальная доза алкалоидов для морских свинок составляет, мг/кг живой массы: лупанин — 22-25; оксилупанин — 228; спартеин — 231300. Селекционерами выведены безалкалойдные сорта, например, L.angustifolius, который культивируется в большинстве стран. Семена этого вида люпина безопасны для здоровья человека и используются в пищевой промышленности при условии, что уровень остаточного содержания алкалоидов в семенах не превышает 200 мг/кг. Содержание алкалоидов в люпине представлено в таблице 48 [34]. Таблица 38 - Содержание антиалиментарных веществ в семенах исследуемых видов люпина Антиалиментарные вещества Алкалоиды, % Люпин белый Люпин желтый Люпин узколистный 0,01-0,05 0,006-0,12 0,005-0,087 Содержание алкалоидов в бобах сои или крайне незначительно или отсутствует. Таблица 39 – Усредненный химический состав основных видов люпина, выращиваемых в России Содержание, % воды белка липидов клетчатки золы безазотистых экстрактивных веществ 7,7-9,8 34,039,0 6,4-11,5 7,5 2,84,2 26,0 Вид семян Люпин белый алкалоидов 0,01-0,05 Продолжение таблицы 39 Люпин желтый 8,9-13,7 42,046,0 4,6 – 7,0 10,1 3,44,7 26,2 0,006-0,12 Люпин узколистный 6,4-10,1 29,0 40,0 3,4-6,4 9,9 2,33,3 32,8 0,005-0,087 62 Существует несколько технологий снижения содержания алкалоидов до предельно допустимой нормы (например, вымачивание в воде). Специалистами постоянно ведется селекция на выведение низкоалкалоидных сортов. Уже выведены безалкалоидные сорта люпина, например, L.angustifolius, который выращивают во многих странах [34,76]. Одним из достоинств люпина является меньшее количество ингибиторов протеаз, по сравнению другими бобовыми культурами. Количество ингибиторов трипсина в зерне желтого и узколистного люпина в 3-4 раза меньше, чем в кормовых бобах, в 4-10 раз, чем в горохе, и в 100 раз ниже, чем в зерне сои. Содержание другого антиалиментарного фактора – сапонинов в зависимости от сорта люпина колеблется в широких пределах от 0 до 450 мг/кг. Для пищевых целей используют сорта с низким уровнем содержания сапонинов. Также установлено, что такой компонент, как геммаглютины, в экстрактах из сырых семян разных сортов люпина имеют низкую активность. Таким образом, ряд антиалиментарных соединений, характерных для семян бобовых культур, в семенах люпина отсутствует или их количества минимальны, что является его преимуществом перед другими бобовыми культурами [18,30,31,34]. Таблица 40 - Предельно допустимые концентрации антипитательных веществ Корм Шрот соевый Шрот, жмых подсолнечный Люпин (зерно) Культура Ячмень Кукуруза Пшеница Вещества Ингибитор трипсина Хлорогеновая кислота Хинолизиды Пентозаны, г/кг 31-77 43-68 54-83 Предельное содержание 0,1-0,4 1,0% 0,008% Β-глюканы, г/кг 26-66 0,8-1,7 4,5-8,5 Кроме этого, низкое содержание ингибиторов трипсина в белковом комплексе люпина – одно из условий его высокой переваримости. Сравнительные данные по многим видам бобовых показаны в таблице 41. Видно, что содержание ингибиторов трипсина в люпине в 100 раз меньше, чем в сое. Таблица 41 - Сравнительные данные по содержанию ингибиторов трипсина в нескольких видах бобовых Культура ИЕ/г массы абсолютно сухого Мг/г массы абсолютно сухого вещества вещества Соя 250-520 20,0-42,0 Горох 16,0-40,0 1,7-4,5 Люпин белый 2,0-7,0 0,17-0,68 Люпин узколистный 3,22-4,1 0,21-0,43 Оценку качества белка обычно проводят по двум основным показателям коэффициента переваримости (КП) и биологической ценности (БЦ). Такая оценка, по Мильнеру, представлена в таблице 42. Согласно данным таблицы, белок люпина имеет самую высокую переваримость в сравнении с другими бобовыми культурами. Таблица 42 - Оценка качества белка, по Мильнеру 63 Культура Белок гороха Белок сои Белок люпина КП, % 60,0-91,0 76,0-84,0 80,0-89,0 БЦ, % 48,0-67,0 64,0-80,0 67,0-78,0 Из приведенной ранее данных видно, что все семена люпина сортов селекции ВНИИ люпина не отвечают требованиям предельно допустимых концентраций антипитательных веществ, в частности алкалоидов. Для приведения семян люпина к нормам по содержанию алкалоидов проведены исследования по обезгорчиванию люпина, т. е. снижению содержания алкалоидов. Сотрудниками ВНИИ люпина запатентована технология удаления алкалоидов и других антипитательных веществ не только для люпина, но и основных видов зернобобовых культур. Разработаны технико-экономическое обоснование, технический проект, проведен подбор оборудования по запатентованной технологии. Установлено, что предлагаемым способом обезгорчивания содержание алкалоидов в семенах люпина доводится до норм, допускающих применение люпина в пищевой промышленности. Затраты на обезгорчивание люпина могут составить 3,5-4,0 рубля на 1 кг. Немецкие ученые провели дополнительные сравнительные исследования кормовой ценности соевого шрота и узколистного люпина в рационе жвачных животных. Они установили, что «1 кг люпина может заменить 720 г соевого шрота, а также 280 г пшеницы или другой зерновой культуры». При этом учитывался лишь протеиновый баланс, т. к. зерно люпина имеет более высокую энергетическую ценность, чем соевый шрот. Результаты сравнительного анализа приведены в таблице 43. Таблица 43- Показатели кормовой ценности люпина и соевого шрота Показатели Сухое вещество, г Сырой протеин, г Сырой жир, г Сырая клетчатка, г Нерасщепляемый сырой протеин, % Полезный сырой протеин, г Жвачный азотный баланс, г Люпин узколистный 880,0 293,0 50,0 143,0 20,0 Преобразуемая энергия, МДж Чистая лактационная энергия, МДж Коэффициент переваримости органической субстанции, % Коэффициент переваримости сырой клетчатки, % Крахмал, г Сахар, г Устойчивый крахмал, г 12,49 7,84 187,0 17,0 Соевый шрот 880,0 449,0 13,0 59,0 20,0 258,0 31,0 Продолжение таблицы 43 12,1 7,59 90,0 91,0 94,0 82,0 89,0 48,0 9,0 61,0 95,0 6,0 64 Сравнительная характеристика безопасности разных видов белковых препаратов люпина отечественной селекции Безопасность семян люпина в первую очередь определяется содержанием в них алкалоидов (табл. 44). Таблица 44- Содержание белка и алкалоидов, % на сухое вещество Сорт люпина, годы Белок Алкалоиды Кристалл, 2002 31,5 0,073 Кристалл, 2004 30,16 0,065 Кристалл, 2005 31,22 0,07 Снежеть, 2002 31,5 0,032 Снежеть, 2004 30,11 0,029 Снежеть, 2005 31,89 0,037 Белозерный, 2002 32,68 0,044 Белозерный, 2004 31,48 0,039 Белозерный, 2005 32,15 0,047 Были проведены опыты с белыми мышами по определению острой токсичности алкалоидов люпина. С учетом проведенных исследований по острой токсичности установлены нормы на содержание алкалоидов для других групп животных и показатели пищевой безопасности на продовольственный люпин (ТУ 9716-001-119516782003 гигиеническое заключение №57.01.01.000.Т.000094.09.03 от 16.09.2003 г.). Анализ содержания алкалоидов в выращиваемых сортах люпина показывает, что их количество, не отвечает нормам кормления животных и пищевой безопасности для человека. Хинолизидиновые алкалоиды, содержащиеся в люпине или соланине картофеля, оказывают нейротоксическое действие на человека (при дозе свыше 3 мг на 1 кг массы тела). В конских бобах, горохе, люпине, фасоли имеются а-галактозиды, а в фасоли, горохе и люпине — сапонины. 65 У люпина хлопья, обезжиренные в гексане и затем подвергнутые экстракции разбавленным этанолом или метанолом, дают продукты, обогащенные белком (54—60%), в которых алкалоидов меньше, чем в исходных семенах. В люпине отсутствуют антипитательные вещества, но наличие токсичных алкалоидов вынуждает ориентироваться на производство определенных сортов, которые свободны от этих токсинов (мягкий люпин). Добавление метионина (в люпине, сое) или лизина (в подсолнечник) значительно повышает эти коэффициенты. 1.3.2. Определение острой токсичности семян люпина различных сортов и оценка анаболического действия муки семян люпина Установлено содержание алкалоидов в исследуемых семенах люпина: Кристалл-0,26%, Гамма-0,40%, Снежеть-0,73%, Деснянский-0,30%, Сидерат-1,51. Материалы исследования. Эксперимент проводили на белых мышах (72 особи массой 20-21 г. обоего пола), выращенных в питомнике ПятГФА, прошедших двухнедельный карантин. Животные содержались в стационарных условиях вивария, получали стандартный корм и воду без ограничения. Для изучения острой токсичности использовали муку из семян люпина вышеупомянутых сортов. Методы исследования. Муку из исследуемых семян вводили внутрижелудочно в дозах 3000, 4000, 5000 мг/кг массы тела, учетом максимально допустимого количества жидкости, которое можно ввести внутрижелудочно белым мышам 0,5 мл однократно. В каждой серии использовалось по 6 животных. Проведено 5 серий экспериментов. Критериями оценки острой токсичности служили картина интоксикации и выживаемости животных. Наблюдения проводили в течение двух недель. Контролем служили животные, которым внутрибрюшинно вводили физиологический раствор в эквивалентном объеме. Определение острой токсичности семян сорта "Кристалл", "Снежеть", "Деснянский", "Гамма", "Сидерат" у мышей-самцов и мышей-самок. В течение двух недель проведены наблюдения за: Двигательной активностью; Наличием судорог; Координацией движений; Реакцией на раздражители; Тонусом скелетной мускулатуры; Дыханием; Состоянием кожного покрова, шерсти и окраской видимых слизистых оболочек; 66 Потреблением воды и пищи. В результате эксперимента не выявлено заметных отклонений по сравнению с контрольной группой животных, однако, биологическое действие исследуемой фракции проявилось на изменение массы экспериментальных животных. После проведения опыта группа животных, получивших муку семян сорта «Снежеть» в дозе 5000 мг/кг наблюдалась в течение 25 дней, при этом учитывалась масса тела животных. Результаты проведенных нами исследований свидетельствуют о том, что согласно табуляции классов токсичности, данные растительные вещества (относящиеся к классу люпина) относятся к 5 классу токсичности, то есть являются практически нетоксичными. Следует отметить анаболическую активность фракции муки люпина, сорт «Снежеть», проявившуюся в увеличении массы животных на протяжении эксперимента. К основным методикам определения содержания алкалоидов относится гравиметрический метод и метод экстракционной фотометрии (табл. 45) [88,89,90,91]. Таблица 45 - Сравнительная характеристика количественного содержания алкалоидов люпина, определенных методом гравиметрии и спектрофотометрии Наименование сорта люпина Сумма алкалоидов, %, Деснянский Гамма Снежеть Сидерат Кристалл 67 Метод определения Гравиметрический Спектрофотометрический 0,30 0,40 0,73 1,51 0,26 0,28 0,35 0,70 1,35 0,25 1.3.3 Заключение о степени конкурентоспособности семян рекомендованного сорта люпина и сои по показателям пищевой и биологической ценности и безопасности Ключевым критерием конкурентоспособности в свете вопроса продовольственной безопасности является содержание белка. Сорта люпина узколистного содержат биологически полноценный легкоусвояемый белок в большом количестве - от 30 до 40 %. Белок люпина отличается высоким качеством и переваримостью. Сравнительное содержание белка в образцах сои и люпина узколистного показало, что сорта люпина узколистного можно рекомендовать в качестве альтернативного белкового сырья. Столь значительная массовая доля белка позволяет говорить о возможности использования муки люпина для производства из него высокобелковых препаратов, таких как концентраты и изоляты. Продукты переработки семян люпина усваиваются гораздо легче многих других бобовых. Переваримость белка люпиновой муки составляет 85-86%. Белок люпина узколистного имеет высокую сбалансированность по аминокислотному составу, по качеству приближается к сое. Массовая доля жиров выступает фактором конкурентоспособности в связи с окислительными процессами, происходящими при хранении продуктов. Содержание жировой фракции варьирует и в среднем составляет у люпина узколистного ~ 5%, из которых 32 % составляют мононенасыщенные и 51% - полиненасыщенные жирные кислоты. Для сравнения соевое масло содержит в среднем 22-23% мононенасыщенных жирных кислот и 61-63% полиненасыщенных жирных кислот. А содержание масла в сое составляет более 15%. Жировая фракция люпина очень устойчива к окислительным процессам, что, скорее всего, связано с наличием каротиноидов и других антиоксидантов. Масло люпина усваивается легче организмом человека, по сравнению с соевым маслом. Можно говорить о том, что по этому показателю люпин узколистный более конкурентоспособен по сравнению с соей, так как окислительные процессы будут протекать медленнее, а при осуществлении такого технологического процесса, как обезжиривание расход растворителя и энергии для последующих процессов будет меньше. Сорта люпин узколистного обладают конкурентным преимуществом по сравнению с соей по такому показателю, как содержание крахмала. Люпин отличается низким содержанием моносахаров, и практически полным отсутствием крахмала (менее 2%), в то 68 время, как в сое сумма данных углеводов в среднем составляет 18% (из них крахмала 10,9-11,7%). Крахмал является запасным углеводом и потребление продуктов, отнесенных к группе крахмалистых, приводит к резкому скачку сахара в крови. Во избежание повышения сахара в крови диетологи рекомендует снижать потребление продуктов, содержащих сахара и крахмал. В муке бобовых большая часть крахмала относится к категории легкоусвояемого, большинства бобовых что культур, обуславливает в т.ч. сои. высокий Кроме гликемический того, при индекс производстве комбинированных обогащенных пищевых продуктов присутствие в сырье высокого содержания крахмала не предусматривается рецептурой, т.к. может приводить к изменению консистенции продукта, внешнего вида и вкуса. Люпин узколистный конкурентоспособен по отношению к сое по показателю калорийности. Современные подходы к питанию озвучивают проблему излишней калорийности пищи, потребляемой людьми из развитых стран. Исходя из данных по содержанию моносахаров, крахмала, жиров можно с уверенностью сказать, что внесение в пищевые продукты (например, в колбасные изделия) белковых препаратов люпина узколистного позволит добиться снижения калорийности этих продуктов. В белковых препаратах люпина, полученного из цельного зерна содержание полисахаридов составляет в среднем 20-21%. И это дает ряд преимуществ при моделировании функциональных свойств самого белкового препарата и комбинированных пищевых продуктов, обогащенных препаратами люпина. Вторым важным направлением в производстве белковых препаратов из люпина узколистного является производство белковых препаратов из очищенных от оболочки семян люпина, что позволяет повысить массовую долю белков и снизить содержание нерастворимых полисахаридов. Оболочка, полученная в результате отделения от ядра, широко используются во всем мире для получения высоко ценных биологически активных продуктов – пищевых волокон. Отличительной чертой муки люпина является полное отсутствие проламинов (спирторастворимых белков), к которым относятся глиадин и глютен, что особенно важно для людей с нарушениями пищеварения, вызванными заболеванием целиакия (не способность к усвоению глютена и его составляющей глиадина). По статистике проблемы с усвоением продуктов, содержащих глютен, встречаются у 0,5-1,0% мирового населения. Люпин может являться сырьем для создания безглютиновых пищевых продуктов, обладающих диетическими и лечебно-профилактическими свойствами, в виде печенья, 69 пирожных и др. кондитерских изделий и песочных полуфабрикатов. Например, фирма Heinz выпускает продукты линейки Bi-Aglut, в Италии. Семена люпина узколистного отличаются от семян сои более низким гликемическим индексом. Гликемический индекс является отражением сравнения реакции организма на продукт с реакцией организма на чистую глюкозу, при потреблении продуктов с низким гликемическим индексом продукту уровень сахара в крови поднимается медленно. Чем выше гликемический индекс, тем быстрее поднимается уровень сахара в крови после употребления продукта и тем выше будет одномоментный уровень сахара в крови после употребления пищи. Это, в свою очередь, влечет за собой выработку организмом мощной порции инсулина, с помощью которой съеденные углеводы не будут запасаться в виде гликогена в печени и мышцах, а отправляются, в основном, в жировые депо. Гликимический индекс сои колеблется от 15 единиц (сухие соевые бобы) до 30 единиц (соевое молоко). Гликимический индекс люпина узколистного ниже, от 15 единиц (семена люпина) до 20 (люпиновая мука). Согласно данным исследователей включение люпиновой муки в пшеничный хлеб значительно понижает содержание глюкозы в крови и как следствие инсулиновый отклик. Одним из ключевых факторов конкурентоспособности является отсутствие сортов генетически модифицированного люпина. Современная пищевая промышленность при получении продукции все более активно использует достижения биотехнологии и генной инженерии. Так, в связи с интенсивным развитием генетической инженерии растений, на мировом рынке сельскохозяйственной продукции появилось большое количество организмов с генетически модифицированным (ГМ) геномом, которые стали известны как ГМО или ГМИ. Риск употребления в пищу продуктов переработки ГМИ человеком не имеет пока реальных обоснований, однако, доказательств абсолютной безопасности трансгенных растений для здоровья человека и его потомства тоже не достаточно. Ученые многих стран выражают серьезную обеспокоенность в отношении гарантии безопасности использования генетически модифицированного пищевого сырья и продуктов его переработки. Многие ученые США считают, что такого рода пищевое сырье не должно использоваться для питания людей и кормления животных продовольственного назначения. На этапах выращивания и переработки генетически модифицированное (ГМ) сырье не должно смешиваться с обычным пищевым сырьем из-за возможного негативного влияния и опасности для здоровья человека. 70 Основной ГМ-культурой является соя (более 60% площадей, отведенных под трансгенные растения). В отношении ГМ сои возникает много вопросов вследствие отсутствия экспериментально обоснованных ответов и недостаточной изученности последствий ее постоянного и длительного применения для массового питания. Пока нет научно обоснованных ответов в отношении экологической, биологической, пищевой, кормовой и медицинской безопасности с учетом возможных отдаленных негативных эффектов для организмов разного уровня организации. Они могут проявляться в разные сроки в зависимости or видовых особенностей организмов, их возраста и физиологического состояния, среды обитания. Среди показателей, характеризующих конкурентоспособность люпина по сравнению с соей, можно выделить показатель содержания антиалиментарных компонентов. Одним из таких антиалиментарных факторов выступают ингибиторы протеиназ. В семенах сои содержится пять ингибиторов трипсина, составляющих 5-10% от общей суммы белков. Их активность колеблется в основном от 11 до 38 мг/г. Отличительной особенностью этих веществ является то, что, взаимодействуя с ферментами, предназначенными для расщепления белков, они образуют устойчивые соединения, лишенные как ингибиторной, так и ферментативной активности. Результатом такой блокады является снижение усвоения белковых веществ рациона. Попадая в желудок часть ингибиторов (30-40%) теряет свою активность, а наиболее устойчивые в активной форме достигают двенадцатиперстной кишки и ингибируют ферменты, вырабатываемые поджелудочной железой. Последняя вынуждена продуцировать их более интенсивно, что, в конечном счете, может вызвать ее гипертрофию. При связывании трипсина с ингибитором может происходить также замедление пищеварения. Влияние ингибиторов трипсина на организм человека не ограничивается только пищеварительными функциями. Некоторые патологические состояния, такие как ревматоидный артрит, бактериальная пневмония, перитонит, характеризуются избыточной активацией протеолиза и нарушением баланса между содержанием эластазы и ее основного физиологического ингибитора в плазме крови. Содержание ингибиторов протеиназ в люпине узколистном в 100 раз меньше, чем в сое, при этом необходимо отметить, что после гидротермической обработки содержание ингибиторов протеиназ в сое остается более высоким, чем в сырых семенах люпина. В 71 связи с чем низкий уровень ингибиторов протолетических ферментов можно отнести к критериям конкурентоспособности, так как он напрямую связан с безопасностью питания и экономическими расходами, возникающими при технологической обработке с целью сокращение содержания этого антиалиментарного компонента. Еще одним показателем безопасности, характеризующим конкурентоспособность люпина узколистного, является концентрация лектинов. Концентрация лектинов в сое составляет 1-4%, в то время как в люпине лектины отсутствуют. Лектины могут действовать как пищевые раздражители. Действие лектинов может выражаться в ингибировании восстановления клеточных мембран. Согласно данным ученых США, при потребление в пище термически необработанных или недостаточно обработанных лектинсодержащих бобовых происходит отравление, сопровождающиеся следующими симптомами: тошнота, рвота, диарея. Соя богата фитатами – веществами способными блокировать усвоение незаменимых минеральных элементов, таких как кальций, магний, медь, железо и особенно цинк. Семена сои имеют один из самых высоких уровней содержания фитатов среди зерновых и бобовых культур. Фитаты в сое высоко устойчивы к традиционным фитато-понижающим технологиям. Вегетарианцы, которые используют сою вместо мяса и молочных продуктов, рискуют усилить дефицит минеральных элементов в организме. Люди, с детства потребляющие продукты богатые фитатами, чаще страдают рахитом, замедлением роста и другими ростовыми проблемами. Содержание в семенах люпина фитатов в количестве 0,3-0,9% можно считать конкурентным преимуществом по отношению к соевым семенам, содержащим 1,75% фитатов. Исходя из проведенных исследований, можно с уверенностью сказать, что по показателям пищевой и биологической ценности, а также по показателям безопасности сорта люпина узколистного являются конкурентоспособным белковым сырьем и могут быть использованы в пищевой промышленности как альтернатива соевому белку. 72 Заключение Анализируя вышеизложенное, можно сказать, что наиболее эффективным направлением решения проблемы дефицита пищевого белка является растениеводство. Растительные белки отличаются высокой биологической ценностью, хорошей усвояемостью, уникальностью функциональных свойств и возможностью использования в традиционных и новых технологических процессах с приданием полуфабрикатам и готовой продукции их содержащей высоких потребительских качеств В пищевом статусе населения России постоянно увеличивается доля растительных белков, подавляющее большинство которых имеет разбалансированный аминокислотный состав (зерновые культуры, картофель, овощи). При этом доля бобовых культур, содержащих белки более высокой биологической ценности, занимает незначительный удельный вес Семена бобовых культур сои, гороха, фасоли, люпина, кормовых бобов, чечевицы, вики, нута, чины, арахиса и др. по пищевой ценности и химическому составу наиболее близки к источникам животного белка. Бобовые культуры способны накапливать в несколько раз больше высококачественного белка, который отличается лучшей сбалансированностью по содержанию незаменимых аминокислот, по сравнению с белками злаковых, при этом растворимость и переваримость белков бобовых культур выше, чем белков других растений Объемы производства и урожайность зернобобовых культур постоянно увеличивается. Среди бобовых особое значение приобрела соя, именно этой культуре уделялось основное внимание, как основному источнику растительного белка, на протяжении последних десятилетий. В настоящее время сою используют в качестве корма для животных, источника пищевого белка, для получения растительного масла и для различных промышленных целей. Наиболее значимые исследовательские работы, посвященные изучению биологической ценности белков сои и разработке технологии получения из нее комплекса белковых препаратов, проводились в Японии и США. Что касается других бобовых культур, гороха и люпина, то исследования по агротехнике выращивания, повышению урожайности, улучшению качества и функциональных характеристик белковых препаратов из этих культур, а также анализу перспектив промышленного внедрения уделялось мало внимания, несмотря на то, что эти бобовые традиционно использовались в питании людей во всем мире. Монопольное положение на рынке белка, занимаемое соей, объясняется такими факторами, как высокое содержание белка в обезжиренной соевой муке, высокая биологическая ценность белка, отсутствие серьезных проблем при переработке, 73 приемлемые функциональные свойства, большой опыт производства и применения изолятов, наличие рынков сбыта. Однако, в последние годы рынок белковых препаратов все больше пополняется генномодифицированной соей, что не может не вызывать обеспокоенность в связи с отсутствием необходимых доказательств безопасного использования генномодифицированных источников пищи для здоровья и жизнедеятельности человека. В связи с этим одним из направлений повышения качества продуктов и совершенствования структуры питания населения является введение в рацион новых видов растительного сырья. Таким сырьем являются семена люпина (разновидность бобовых культур), обладающие высоким содержанием белка, близким по содержанию белка и его биологической ценности к соевому белку. В нашей стране люпин начал распространяться с конца 19 века сначала как культура для зеленого удобрения, а затем, по мере появления безалкалоидных (неядовитых «сладких») сортов, и как кормовая высокобелковая культура. В России возделывается четыре вида люпина: желтый, белый, узколистный и многолетний, но распространение получили первые три. С точки альтернатива зрения соевому пищевой промышленности белку наибольший интерес и как конкурентоспособная представляют сорта люпина узколистного, содержащие сопоставимое с семенами соей количество белка и в несколько раз меньшее количество жиров, что благоприятным образом скажется на калорийности пищевых продуктов при внесении в них белковой добавки из семян люпина. Еще одной отличительной чертой муки люпина является полное отсутствие проламинов (спирторастворимых белков), к которым относятся глиадин и глютен, что особенно важно для людей с нарушениями пищеварения, вызванными заболеванием целиакия (не способность к усвоению глютена и его составляющей глиадина). Критерием конкурентоспособности люпина выступают также показатели безопасности, а именно содержание антиалиментарных компонентов, ряд из которых отсутствует в люпине, а содержание других в несколько раз меньше, чем в сое и соответственно не требует дополнительных технологических процессов с целью их удаления. Такой фактор как содержание алкалоидов, ранее препятствующий использованию люпина в пищевой промышленности, на данный момент преодолен усилиями селекционеров, которые вывели новые сорта люпина узколистного с содержанием алкалоидов менее 200 мг/кг. 74 Список литературы 1. Сергеев В.Н. Потребительская корзина россиян и рациональные нормы потребления // Пищевая промышленность. – 2005. № 8. С. 28-31. 2. Погорелов Я.Д., Лазаренко А.И., Xypaтoвa Б.Г. Избыточная масса тела - актуальная проблема в современном мире // Вопросы питания. – 2003. Т. 72. № 6. С. 36-39. 3. Лищенко В.Ф. Мировая продовольственная проблема: белковые ресурсы (1960-2005 гг.). – М.: ДеЛи принт, 2006. – 272 с. 4. Химия пищи. Книга 1: Белки: структура, функции, роль в питании/ И. А. Рогов, Л. В. Антипова, Н. И. Дунченко и др. В 2 кн. Кн. 1. – М.: Колос, 2000. – 384 с. 5. Пищевая химия / Нечаев А. П., Траубенберг С. Е., Кочеткова А. А. и др. – СПб.: ГИОРД, 2004. – 640 с. 6. Уильямс К., Сэндерс Т. Связь между здоровьем и потреблением белка, углеводов и жира // Вопросы питания. – 2000. № 3. С. 54- 57. 7. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов / Под ред. А.А. Покровского. – М.: Пищевая промышленность, 1976. – 217 с. 8. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химии: справ. издание. – М.: Высш. шк., 1991. – 288 с. 9. Кудряшева А.А., Преснякова О.П. Продовольственная безопасность: показатели, критерии, категории и масштабы // Пищевая промышленность. – 2005. №8. С. 18-21. 10. Робертсон Э. Пищевые продукты, питание и здоровье в Российской Федерации // Вопросы питания. – 2000. Т.69. № 3. С. 38-42. 11. Поверин Д.И., Тырсин Ю.А. Адекватное питание и его практическая реализация // Пищевая промышленность. – 2005. № 8. С. 50-51. 12. Пивоваров А.И., Кондратьев Е.К. Высокобелковым культурам – зеленую улицу. – Смоленск: Моск. рабочий, Смолен. отд-ние, 1988. – 48 с. 13. Довбан К.И., Шутов Г.К., Шуканов А.С. Люпин - важнейший резерв высококачественного белка. – Минск: БелНИИНТИ, 1987. – 47 с. 14. Гортлевский А.А., Макеев В.А. Высокобелковые культуры (соя, горох, люпин, рапс). – М.: Знание, 1984. – 64 с. 75 15. Ainouche, Abdel-Kader & Bayer, Randall J: Phylogenetic relationships in Lupinus (Fabaceae: Papilionoideae) based on internal transcribed spacer sequences (ITS) of nuclear ribosomal DNA. Am. J. Bot. 86(4): 590-607. 16. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи (Технологические проблемы и перспективы производства). – М.: Агропромиздат,1987. – 303 с. 17. Prodanov M., Sierra I. Effect of germination on the thiamine, riboflavin and niacin contents in legumes // Z Lebensm Unters Forsch A. – 1997. № 205. Pp. 48-52. 18. Химия и биохимия бобовых растений: Пер. с англ. К. С. Спектрова / Под ред. М.Н. Запрометова. – М.: Агропромиздат, 1986. – 336 с. 19. Источники пищевого белка: Пер. с англ. Н.И. Яковлевой / Под ред. и с предисл. В.Н. Сойфера. – М.: Колос, 1979. – 302 с. 20. Виробен Г., Бертран Д. Питательная ценность белковых растительных продуктов // Растительный белок: Пер. с фр. / Под ред. Т.П. Микулович. – М.: Агропромиздат, 1991. – С. 568-595. 21. Agung Sudaryono, Elena Tsvetnenko And and Louis H. Evans Replacement of Soybean Meal by Lupin Meal in Practical Diets for Juvenile Penaeus monodon Journal of the World Aquaculture Society Volume 30, Issue 1, March 1999, Pages: 46–57 22. Чижикова О.Г. Соя. Пищевая ценность и использование. – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2001. – 148 с. 23. Проблема дефицита белка и соя / Доценко С.М., Тильба В.А. и др. // Пищевая промышленность. – 2002. № 8. С. 38-40. 24. Мендельсон Г.И. Значение соевых белковых продуктов в питании человека // Пищевая промышленность. – 2004. № 7. С. 84-87. 25. Источники пищевого белка: Пер. с англ. Н.И. Яковлевой / Под ред. и с предисл. В.Н. Сойфера. – М.: Колос, 1979. – 302 с. 26. Рязанова О.А., Кириличева О.Д., Шерстобитов В.А. Формирование российского рынка сои и соевых продуктов.// Пищевая промышленность.-2009.-№ 10. С.8-10 27. Растительный белок: новые перспективы: Сборник статей. М.: Пищепромиздат, 2000. – 179 с. 28. Продукты из соевой муки нового поколения / Лисицын А.Б., Гутник Б.Е. и др. // Пищевая промышленность. – 2002. № 4. С. 50-52. 29. Инфопортал Западной Австралии — http://www.lupins.org/ 76 Люпин [Электронный ресурс] - 30. Семена люпина - новый перспективный источник пищевого белка / Е.К. Вовнянко, В.Н. Красильников, Н.Н. Фролова и др. – М.: АгроНИИТЭИПП, 1991. – 32 с. 31. Пищевая ценность люпина и направления использования продуктов его переработки / Сизенко Е.И., Лисицын А.Б. и др. // Все о мясе. – 2004. № 4. С. 34-40. 32. Курлович Б.С., Станкевич А. К. Внутривидовое разнообразие трех однолетних видов люпина (Lupinus L.) //Сб. науч.тр. по прикл. бот.,ген. и сел. 1990. Т.135. С.19-34. 33. Курлович Б. С., Назарова Н. С., Рыбникова В. А. и др. Изучение образцов мировой коллекции люпина: (Методические указания). Л.: ВИР, 1990. 34 с. 34. Люпин - перспективный источник пищевых компонентов: обзорная информация / Е.И. Сизенко, А.Б. Лисицын, Л.С. Кудряшов и др. – М.:ВНИИМП, 2004. – 35 с. 35. Agosin, E., Diaz, D., Aravena, R. and Yanez, E. (1989). Chemical and nutritional characteristics of lupin tempe, Journal of Food Science 54: 102-104. 36. Camacho, L. and Sierra, C. Lupin processing for the obtainment of a tofu-like product. In: Twardowski (Ed.) Proceedings of the 5th International Lupin Conference. Poznan: Poland. 37. Charles W. Phillips The return of the legendary lupin // The Saturday evening post. – 1986. November. Pp. 16-17. 38. Cheng, Y.L., Thompson, L.D. and Britton, H.C.. Sogurt, a yogurt-like soebean product; development and properties. Journal of Food Science 55: 1178-1179. 39. Coffey, R.S. (1989). Lupins as an energy-rich protein source for feed and food. In: T.H. Applewhite Ed. Proceedings of the World Congress on Vegetable Protein Utilisation in Human Foods and Animal Feedstuffs. American Oil Chemists' Society, Champaign, Illinois, pp. 410-414. 40. Мука, белковый концентрат и масло из семян люпина [Текст] : материалы временных коллективов / В.Н. Головченко, В.К. Янчевский, О.Н. Науменко, З.В. Зеленюх // Энергоресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья : Тезисы докладов. - Минск, 1996. - Ч.2. - С. 18-19 41. Fudiyansyah, N., Petterson, D.S., Bell, R.R. and Fairbrother, A.H. (1995). A nutritional, chemical and sensory evaluation of lupin tempe. International Journal of Food Science and Technology 30: 297-306. 42. Kaye Foster-Powell, Susanna HA Holt and Janette C Brand-Miller International table of glycemic index and glycemic load values // American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 76, No. 1, 5-56, 2002 77 43. D.J. Jenkins, T.M. Wolever, R.H. Taylor, H. Barker, H. Fielden, J.M. Baldwin, A.C. Bowling Glycemic index of foods: a physiological basis for carbohydrate exchange // American Journal of Clinical Nutrition, Vol 34, 362-366, 1981. 44. Petterson, D.S. and Mackintosh, J.B. (1994). The chemical composition and nutritive value of Australian grain legumes. Grains Research and Development Corporation, Canberra. 45. Марион Д., Дуйяр Р. Взаимодействие белков и липидов в растительных продуктах // Растительный белок: Пер. с фр. / Под ред. Т.П. Микулович. – М.: Агропромиздат, 1991. – С. 284-331. 46. Перспективы использования растений рода lupinus для получения растительных масел / Карасева А.Н., Карлин В.В. // Химия растительного сырья. – 2001. №4. С. 83–86. 47. Сайт Всероссийского научно-исследовательского института люпина Российской академии сельскохозяйственных наук [Электронный ресурс] - http://www.lupins.ru/ 48. Дебелый Г.A., Дербенский В.И., Меднов А.В. и др. Родословные немчиновских (НИИСХ ЦРНЗ) и ТСХА сортов узколистного люпина на фоне отечественных и зарубежных сортов // АгроЭкоИнфо, № 1, 2008. 49. D.S. Petterson, A.R. Fairbrother Lupins as a Raw Material for Human Foods and Animal Feeds // Indonesian Food and Nutrition Progress 1996, Vol 3, № 2, pp. 35-41. 50. Толстогузов В. Б. Искусственные продукты питания. Новый путь получения пищи и его перспективы. Научные основы производства. – М.: «Наука», 1978. – 232 с. 51. Alessandra D'Agostina,Cristina Antonioni,Donatella Resta,Anna Arnoldi,,Jürgen Bez,Udo Knauf, and and ,Andreas Wäsche Optimization of a Pilot-Scale Process for Producing Lupin Protein Isolates with Valuable Technological Properties and Minimum Thermal Damage Journal of Agricultural and Food Chemistry 2006 54 (1), 92-98 52. Annison, G., Choct, M. and Hughes, R.J. Enzymes and the nutritive value of lupins. In: Proceedings Australian Poultry Science Symposium 7: 126-129. 53. Ho, R.W.L. (1996). Incorporation of lupin into tofu. MSc Thesis, Curtin University of Technology. 54. Jenkins, G.I., Waters, S.P., Hoxey, M.J. and Petterson, D.S. (1994). Proceedings First Australian Lupin Technical Symposium (eds M. Dracup and J. Palta). Department of Agriculture, Western Australia, Perth, pp. 74-78. 55. M., Garcia-Gallego, S.A., Cardeneto, G., Suarez, M.D. and Monyano, F.J.. Evaluation of lupin seed meal as an alternative protein source in feeding rainbow trout (Salmo gairdneri). Aquaculture 71: 37-50. 78 56. Мотовилов О.К., Морозов А.И. Пищевая ценность продуктов переработки люпина // Товаровед продовольственных товаров, 2011, № 1, с.20-23. 57. Барбацкий С. Люпин. М. ИЛ 1959г. 262 с. 58. М.А. Вишнякова Генетические ресурсы сои и люпина - неисчерпаемый источник высокомасличных форм для селекции // Материалы 5-й междунар. конф. «Масложировая индустрия-2005». СПб: С. 60-62. 59. Пащенко Л.П., Черных И.П., Пащенко В.Л. перспективы применения люпина в технологии продуктов питания // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 6 – С. 101-102. 60. Король В. Ф., Лахмоткина Г. Н. Использование люпина в кормовых целях, 2011 г. 61. Агеева П.А., Лихачев Б.С.: Исходный материал для селекции люпина узколистного. // Земледелие №5, 1998, - с.54-57. 62. Дебелый Г.А., Зекунов А.В., Калинина А.В. «Селекция и семеноводство узколистного люпина» // Нии сельского хозяйства центральных районов нечерноземной зоны, науч. статья, 2000 г 63. Курлович Б.С. Пути увеличения производства люпина // Кормопроизводство, 1985. № 10. 64. Купцов Н.С. Такунов И.П.; Люпин, генетика, селекция, гетерогенные посевы.// Российская академия наук, ВНИИ люпина.: Брянск. 2006. - 575с. 65. Composition, toxic and antinutritional factors of newly developed cultivars of brazilian soybean (Glycine max) / Vasconcelos I., Siebra E. et al. // J Sci Food Agric. – 1997. № 75. P. 419-426. 66. Bernard Carre, Jean Marc Brillouet and ,Jean Francois Thibault. Characterization of polysaccharides from white lupine (Lupinus albus L.) cotyledons Journal of Agricultural and Food Chemistry 1985 33 (2), 285-292 67. Antiendomysium versus antigliadin antibodies in screening the general population for coeliac disease / Catassi C., Fanciulli G. et al. // Am. J. Gastroenterol. – 2000. № 95 (7). Pp. 732-736. 68. Сайт организации Gasid — разработчика белковых концентратов Lupinor и Lupidor [Электронный ресурс] - http://www.lupinor.com 69. сайт Австралийской компании по производству продуктов из люпина Irwin Valley http://www.irwinvalley.com.au/default.aspx 79 70. Сайт компании H.J. Heinz, посвященный торговой марке «BiAglut», представлена информация о продуктах, произведенных из люпина – www.biaglut.com/ENG/BiAglut/Lupin 71. Eastwood, R.J., Drummond, C.S., Schifino Wittmann, M.T. & Hughes, C.E. 2008. Diversity and evolutionary history of lupins – insights from new phylogenies. Pp. 346-354, in: Palta, J.A. & Burger, J.B. (Eds.) Lupins for Health & Wealth, Proceedings 12th International Lupin Conference, Fremantle, Australia, International Lupin Association, Canterbury, New Zealand. 72. Сердобинский Л.А. Определение генетически модифицированных источников (ГМИ) в продуктах питания и пищевом сырье // Пищевая промышленность, 2007, № 3, с. 6-7. 73. Тышко Н.В. ГМИ пищи: создание, мировое производство // Пищевая промышленность, 2007, № 6, с. 6-13. 74. Кудряшева А.А., Кавотин С.Н. Проблемы использования генетически модифицированного сырья // Пищевая промышленность, 2006, № 1, с. 56-57. 75. Плотников В.Н. К вопросу о генно-модифицированных продуктах // Пищевая промышленность, 2007, № 2, с. 20-21. 76. Томе Д., Вальдебуз П., Кремпф М. Основные проявления нежелательных соединений, связанных с растительными белками // Растительный белок: Пер. с фр. / Под ред. Т.П. Микулович. – М.: Агропромиздат, 1991. – С. 331-358. 77. Щербаков В.Г., Москвич И.А. Влияние протеиназ и их ингибиторов на пищевую ценность белков // Известия вузов. Пищевая технология. – 2006. № 4. С. 35-36. 78. Лунев А.М., Бархатова Т.В. Изменение трипсинингибирующей активности сои при производстве белкового концентрата // Известия вузов. Пищевая технология. – 2002. № 1. С. 70-71. 79. Нечаев А.П., Витол И.С. Безопасность продуктов питания. – М: Издательский комплекс МГУПП, 1999. – 87 с. 80. Колесникова Н.Г., Шамкова Н.Т., Зайко Г.М. Влияние кулинарной обработки на активность ингибиторов протеолитических ферментов зерновой фасоли // Вопросы питания. – 2007. Т.76. № 3. С. 73-77. 81. Лобанов B.Г., Минакова А.Д., Алешин В.Н. Лектины масличных семян // Известия вузов. Пищевая технология. – 2005. № 4. С. 19-20. 82. Алешин В.Н., Лобанов В.Г., Минакова А.Д. Лектины: свойства, сферы применения и перспективы исследования // Известия вузов. Пищевая технология. – 2005. № 1. С. 57. 80 83. Phytic acid and phosphorus in crop seeds and fruits: a global estimate seed / Lott J., Ockenden I. et al. // Science Research. – 2000. № 10. P. 11–33. 84. Iron bioavailability in humans from breakfasts enriched with iron bis-glycine chelate, phytates and polyphenols / Layrisse M., García-Casal M. et al. // The Journal of nutrition. – 2000 (Sep.). № 130 (9). P. 2195-2199. 85. Hidvegi M., Lasztity R. Phytic acid content of cereals and legumes and interaction with proteins //Periodica Polytechnica. Ser.Chem.Eng. – 2002. Vol. 46. № 1–2. P. 59–64. 86. Садовский, А. С. Уреиды как зеркало эволюции // Химия и жизнь - XXI век. - 2004. N 4. 87. Helene Lindvik, Lise Holden, Martinus Løvik, Milada Cvancarova and Ragnhild Halvorsen. Lupin sensitization and clinical allergy in food allergic children in Norway Acta Paediatrica Volume 97, Issue 1, January 2008, Pages: 91–95 88. Методы биохимического анализа. Под ред. ВВ. Полевого и ГБ. Максимова. Учебное пособие. -Л., издательство Ленинградского университета 1978.-192 с. 89. Методы определения токсичности и опасности химических веществ. Под ред. Проф. И.В.Саноцкого. - М.: Медицина, 1970.-343 с. 90. Мироненко А. Методы определения алкалоидов.-Минск.: 1966-150 с., ил. 91. Химический анализ лекарственных растений: Учебное пособие для фармацевтических вузов/Ладыгина Е.Я., Сафронич Л.Н., Отряшенкова В.Э. и др. Под ред. Гринкевич Н.И., Сафро-нич Л.Н.-М.: Высшая школа, 1983.-176 с 81
