Введение Питание человека определяет показатели его здоровья и качество жизни в целом. Для обеспечения населения качественными пищевыми продуктами приняты меры на государственном уровне. Они направлены на улучшение структуры потребления продуктов питания и расширение ассортимента продуктов массового потребления с повышенной пищевой и биологической ценностью в целях преодоления дефицита основных пищевых веществ и соответствия современным требованиям здорового питания. «Рекомендации по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания» предлагают состав рациона питания населения РФ. В него должны включаться продукты, обеспечивающие поступление в организм необходимых пищевых веществ, в соответствии с рекомендуемыми нормами потребления, в целях укрепления здоровья населения и профилактики дефицитных по нутриентам состояний. Структура потребления продуктов питания населением России за последнее двадцатилетие изменилась: увеличилось потребление всех продуктов питания. Исключение составили картофель и хлебопродукты (рис. 1) [1]. Учитывая данные анализа (рис. 1), потребление хлебопродуктов, картофеля и сахара за все периоды превышало рекомендуемые нормы [1].
Рисунок 1. Динамика потребления продуктов питания населением России [1] Figure 1. Dynamics of food consumption in Russia [1]
0 40 80 120 160 200 240 280
Яйцо, шт
Молоко и молочные продукты
Хлебные продукты
Овощи
Картофель
Мясо и мясопродукты
Фрукты и ягоды
Сахар
Рыба и рыбопродукты
Масло растительное
Норматив 2017 2010 1998
0 40 80 120 160 200 240 280
Яйцо, шт
Молоко и молочные продукты
Хлебные продукты
Овощи
Картофель
Мясо и мясопродукты
Фрукты и ягоды
Сахар
Рыба и рыбопродукты
Масло растительное
Норматив 2017 2010 1998
0 40 80 120 160 200 240 280
Яйцо, шт
Молоко и молочные продукты
Хлебные продукты
Овощи
Картофель
Мясо и мясопродукты
Фрукты и ягоды
Сахар
Рыба и рыбопродукты
Масло растительное
Норматив 2017 2010 1998
0 40 80 120 160 200 240 280
Яйцо, шт
Молоко и молочные продукты
Хлебные продукты
Овощи
Картофель
Мясо и мясопродукты
Фрукты и ягоды
Сахар
Рыба и рыбопродукты
Масло растительное
Норматив 2017 2010 1998
Выбор в пользу здоровой пищи способствует профилактике алиментарно-зависимых заболеваний и укреплению здоровья населения [3–5]. Изучение пищевого статуса населения Российской Федерации показывает избыточность простых углеводов, низкую обеспеченность витаминами, ми- неральными веществами и антиоксидантами [1, 2].
Такое питание увеличивает риски развития социально значимых заболеваний, таких как сердечнососудистые и онкологические, сахарный диабет, метаболический синдром, избыточную массу тела и ожирение [3, 4]. По данным Всемирной организации здраво- охранения (ВОЗ) число людей с избыточной массой тела и ожирением постоянно растет во всех возрастных группах населения всех стран. В развивающихся странах эти показатели на 30 % выше, чем в развитых странах. Наблюдается устойчивая тенденция к увеличению численности населения с избыточной массой тела и ожирением [6]. Ожирение увеличивает частоту возникновения таких заболеваний, как атеросклероз, диабет, гипертония, и усугубляет течение имеющихся заболеваний. Повышенный уровень системного окислительного стресса, который наблюдается при ожирении, способствует развитию связанных с ожирением заболеваний. Ожирение характеризуется состоянием хронического воспаления, которое ассоциируется с анемией при хронических заболеваниях [6]. Недостаточный селеновый статус ухудшает функциональность железа в организме и увеличивает риски развития анемии [6, 7]. Из-за системного окислительного стресса и хронического воспаления при ожирении увеличивается потребность организма в антиоксидантах, таких как селен (Se). Биологическая активность селена связана с селензависимыми белками и их участием в окислительно-восстановительных реакциях. Глута- тион-пероксидаза выполняет основную защитную функцию при возникновении оксидантного стресса. Исследования показали, что селенопротеины могут способствовать уменьшению воспаления в жировой ткани [7, 8]. Избыточное свободнорадикальное окисление в организме человека является причиной многих заболеваний, поэтому важно достаточное содержание антиоксидантов в продуктах питания. Однако в многочисленных исследованиях показано, что в продуктах питания наблюдается выраженная недостаточность антиоксидантов [1–3, 6]. Именно такая ситуация сложилась с одним из основных компонентов системы антиоксидантной защиты – эссенциальным микроэлементом селеном. По данным исследований «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи», обеспеченность этим микроэлементом у более 80 % населения РФ ниже оптимального уровня (рис. 2) [9]. Как видно из рисунка 2, селенодефицит характерен для многих регионов России. Изучением влияния форм селена и его оптимальных доз на состояние здоровья населения занимаются российские и зарубежные
ученые [9–18]. Дефицит селена считается глобальной проблемой [19]. Селен относится к микроэлементам, кото- рые определяются в микродозах в составе селенопротеинов всех организмов. Селен участвует в работе антиоксидантной системы и обладает иммуномодулирующим действием [7–9, 20–22].
В организме человека селен входит в состав порядка 30 биологически активных соединений (ферменты антиоксидантной системы, гормоны, липиды), участвует в метаболизме нуклеиновых кислот и регуляции действия тиреоидных гормонов [7–9]. Селен имеет важное значение для нормальной работы иммунной и антиоксидантной систем организма, защищающих от неблагоприятного воздействия окружающей среды, т. к. является необходимым компонентом системы, регулирующей количество свободных радикалов, которые образуются в организме физиологически, а также в результате патологических процессов [9, 23]. Очевидно, что дефицит селена вызовет нарушение работы антиоксидантной системы и повреждение клеток организма свободными радикалами. Недостаточность селена может провоцировать патологию разных органов и систем, вызывать злокачественные заболевания [9, 23, 24]. Дефицит Se приводит к болезни Кашина-Бека (остеоартроз с множественной деформацией суставов, позвоночника и конечностей), болезни Кешана (эндемическая миокардиопатия), анемии, наследственной тромбастении [9, 25]. Уровень среднесуточного потребления селена населением разных стран отличается и может быть от 10 мкг/день в селенодефицитных районах до Рисунок 2. Зарегистрированные случаи селенодефицита в России [9] Figure 2. Reported cases of selenium deficiency in Russia [9]
245
Фазуллина О. Ф. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 2 С. 242–251
почти 5000 мкг/день в районах с зарегистрированным селенозом (табл. 1) [9, 17, 20, 26]. Анализируя данные таблицы 1, можно отметить значительные различия в показателях среднесуточного потребления селена населением каждой из стран – от селенодефицита до выраженного селеноза. Специалисты объясняют такую картину геохимической неоднородностью территорий, а также антропогенными причинами [9, 17, 20, 26]. В России средние уровни потребления селена составляют 28–110 мкг/сут. Установленные уровни потребности 30–75 мкг/сут. Верхний допустимый уровень потребления 300 мкг/сут.
Избыточность селена так же опасна, как и его дефицит. Превышение уровня потребления селена может вызвать отравление. Доза 900 мкг/ сут определена как токсичная. Физиологическая потребность для взрослых – 55 мкг/сут для женщин и 70 мкг/сут для мужчин. По рекомендациям ВОЗ среднесуточная потребность в селене составляет 70–100 мкг. Это согласуется с российскими методическими рекомендациями МР 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», в которых указано количество потребления селена – 55–70 мкг/сут. Программы профилактики селенодефицита у населения в регионах с низкой естественной концентрацией селена (Китай, Новая Зеландия, Финляндия) путем обогащения продуктов питания доказывает необходимость мониторинга содержания селена в продуктах питания массового потребления. Доведение содержания селена до достаточного уровня улучшило показатели здоровья населения этих стран, снизив заболеваемость и смертность от сердечно-сосудистых, онкологических и эндокринных заболеваний [9, 13–15, 17, 19, 20, 26]. Учитывая биологически значимую роль макро- и микроэлементов в обеспечении нормальной жизнедеятельности живых организмов, исследования
химического состава пищевых продуктов имеет большое значение [3, 10]. Устранение дефицита эссенциальных элементов, в том числе селена, в продуктах питания возможно с помощью использования экологически безопасных нетрадиционных видов растительного сырья в производстве традиционных продуктов массового потребления. Такое сырье позволит обогатить продукцию необходимыми нутриентами, в соответствии с уровнями физиологических потребностей организма, что является актуальной задачей для всех стран. Исследования в этом направлении проводятся как в России, так и за рубежом [3–5, 10, 11, 27–32]. Разработка и производство сбалансированных по химическому составу продуктов питания с оптимальной калорийностью, повышенным содержанием белка, пищевых волокон, минеральных веществ, витаминов, полифенолов и других физиологически активных веществ, удобных в использовании и имеющих диетическое лечебное и диетическое профилактическое назначение, является перспективным направлением в пищевой промышленности [3, 5, 11, 33]. Производство продуктов массового потребления с использованием нетрадиционного растительного сырья в качестве обогащающей добавки или основного сырья поможет значительно улучшить пищевую и биологическую ценность продуктов питания и решить проблему дефицита по ряду нутриентов, в том числе селена. Макаронные изделия относятся к одним из наиболее популярных продуктов питания у населения. Они удобны в использовании, имеют большой срок хранения и могут сочетаться с другими продуктами [33]. Сотрудниками НИИ ПП и СПТ – филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи» разработаны макаронные изделия из цельнозерновой полбяной муки с добавлением гречневой муки и овощных порошков для диетического лечебного и диетического профилактического питания при избыточной массе тела или ожирении, а также для широкого круга потребителей [34].
Исследования данных качества сухих макаронных изделий показали содержание в 100 г продукта 14,5–17,6% от суточной потребности белка и 38,9–41,7% от суточной потребности пищевых волокон. Они позволяют отнести макаронные изделия к группе функциональных продуктов, являющихся источниками белка и пищевых
волокон [35]. Учитывая, что продукты разрабаты- вались для диетического лечебного и диетического профилактического питания при избыточной массе тела или ожирении, было запланировано исследование содержания в них селена как эссенциального микроэлемента с высокой физиоло- гической значимостью. Таким образом, целью работы являлось определение содержания селена в образцах
Таблица 1. Уровни среднесуточного потребления населением селена в ряде стран [9, 17, 20, 26] Table 1. Average daily consumption of selenium in various countries [9, 17, 20, 26]
Страна Среднесуточное потребление селена, мкг/сут Китай 7–4990 Новая Зеландия 30–80 Финляндия 30–100 Россия 54–80 Великобритания 50–120 Германия 60–150 США 60–220 Канада 80–224 Венесуэла 200–350 Испания 38–112
246
Fazullina O.F. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 2, pp. 242–251
разработанных продуктов для диетического лечебного и диетического профилактического питания при избыточной массе тела или ожирении – макаронных изделий из цельнозерновой полбяной муки с добавлением гречневой муки и овощных порошков (брокколи и сельдерея).
Объекты и методы исследования Исследовали содержание селена в лабораторных образцах макаронных изделий. В работе использовались мука полбяная цельнозерновая
(ООО «Гарнец», Россия, по ТУ 9293-014-89751414-11),
мука гречневая (ООО «Гарнец», Россия, по ТУ 9293002-43175543-03), овощные порошки (брокколи, сельдерей) низкотемпературной сушки («GreenFood Organic», Россия), соевая клетчатка (Россия), яичный порошок (Россия), лабораторные образцы макаронных изделий. Исследования выполнены в лаборатории качества пищевых продуктов и аналитических методов исследования НИИ ПП и СПТ – филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи». Лабораторные образцы макаронных изделий изготовлены на лабораторном макаронном прессе Sandore (модель Sandorina, Италия) по традиционной
технологии. Состав разработанных макаронных изделий представлен в таблице 2. Определение содержания селена в образцах выполняли методом атомно-абсорбционной спектроскопии с электротермической атомизацией с модификатором матрицы палладий азотнокислый на атомно-абсорбционном спектрофотометре Hitachi 180-80 по ГОСТ Р 56372-2015. Определение содержания селена выполнено после мокрой минерализации образцов в азотной и хлорной кислотах с добавлением перекиси водорода и этанола для переведения селена из неорганических и органических форм в селенит-ион. Анализы проведены в трехкратной повторности.
Результаты и их обсуждение Исследовали четыре образца макаронных изделий из цельнозерновой полбяной муки с добавлением гречневой муки и овощных порошков. Образцы макаронных изделий для исследований изготовлены на лабораторном макаронном прессе Sandore (модель Sandorina, Италия) по традиционной технологии
(рис. 3). В результате проведенных исследований получены данные о содержании селена в образцах (табл. 3). Обеспечение суточной потребности в селене при употреблении порции макаронных изделий (100 г) рассчитано с учетом потерь селена
при варке 30 % [36, 37]. Согласно полученным данным (табл. 3) в образце № 1 из цельнозерновой полбяной муки содержится минимальное количество селена – 105,7 ± 22 мкг/кг.
Максимальное содержание селена определено в образце № 2 из смеси муки цельзерновой полбяной и гречневой – 302,5 ± 17 мкг/кг, что на 186,2 % или почти в три раза превышает значения содержания селена в изделиях с использованием только муки цельнозерновой полбяной. На результаты повлияло высокое содержание селена в гречневой муке.
Рисунок 3. Лабораторные образцы 1–4 макаронных изделий Figure 3. Pasta laboratory samples 1–4
Таблица 2. Рецептурный состав лабораторных образцов макаронных изделий Table 2. Formulation for laboratory pasta samples
№ Рецептурный состав, г/100 г 1 Мука цельнозерновая полбяная – 94, соевая клетчатка – 3, яичный порошок – 3 2 Мука цельнозерновая полбяная – 60, мука гречне- вая – 34, соевая клетчатка – 3, яичный порошок – 3 3 Мука цельнозерновая полбяная – 88, порошок брок- коли – 6, соевая клетчатка – 3, яичный порошок – 3 4 Мука цельнозерновая полбяная – 88, порошок сельде- рея – 6, соевая клетчатка – 3, яичный порошок – 3
247
Фазуллина О. Ф. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 2 С. 242–251
Добавление в макаронное тесто овощных порошков (брокколи и сельдерея) оказало существенное влияние на содержание селена. В сравнении с образцом № 1 при добавлении порошка брокколи содержание селена увеличилось на 83,6 %, при добавлении порошка сельдерея – на 40,7 %. Таким образом, все добавки (гречневая мука и овощные порошки) оказали значительное влияние на содержание селена в макаронных изделиях из цельнозерновой полбяной муки, увеличив показатели на 40,7–186,2 %. Порядка 30 % селена теряется при варке макаронных изделий [36, 37]. С учетом потерь потребление порции разработанных макаронных изделий (100 г) обеспечивает суточную потребность в Se на 13,5–38,5 %. Это позволяет отнести разработанный продукт к функциональным продуктам как источник селена.
Выводы Зерновые культуры являются одними из основных источников селена. Пищевая продукция на основе зерновых относится к наиболее потребляемой
во всем мире. Расширение ассортимента продуктов массового потребления с повышенной пищевой и биологической ценностью, в том числе с использованием нетрадиционных видов сырья, является актуальной задачей, решение которой будет способствовать преодолению дефицита нутриентов и улучшению показателей здоровья населения. В этой связи исследование содержания селена в разработанных функциональных продуктах для диетического лечебного и диетического профилактического питания при избыточной массе тела или ожирении являлось важным и запланированным этапом. Для изучения содержания селена исследованы образцы макаронных изделий, изготовленные из натурального сырья отечественного производства. Разработанные макаронные изделия в разной мере являются источниками селена, что позволяет отнести их к функциональным продуктам питания. Использование дополнительно гречневой муки и овощных порошков в рецептуре макаронного теста
повысило содержание селена в сухих макаронных изделиях на 40,7–186,2 %. С учетом потерь селена при варке макаронных изделий содержание Se в 100 г продукта составило 13,5–38,5 %. Получен- ные значения содержания селена соответствуют отечественным методическим рекомендациям
МР 2.3.1.2432-08 и рекомендациям ВОЗ о потребле- нии этого эссенциального микроэлемента. Полученные в данном исследовании результаты могут использоваться для таблиц химического состава российских продуктов питания. Исследования по теме НИР будут продолжены.
Критерии авторства Все авторы внесли равный вклад в исследование и несут равную ответственность за информацию, опубликованную в данной статье.
Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности Авторы выражают благодарность руководителю Центра реологии пищевых сред НИИ хлебопекарной промышленности, д.т.н., профессору В. Я. Черных и зав. лабораторией С. А. Смирновой за помощь в проведении исследований.
Contribution All the authors contributed equally to the study and bear equal responsibility for information published
in this article.
Conflict of interest The authors declare that there is no conflict of interest regarding the publication of this article.
Acknowledgments The authors are grateful to Professor V. Ya. Chernykh,
Doctor of Technical Sciences, Head of the Center for Food Rheology, Scientific Research Institute of the Bakery Industry, and S. A. Smirnova, Head of the Laboratory, for their assistance in conducting research.
