Исследовани химических особенностей и витаминного состава околоплодника грецкого ореха

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИССЛЕДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ВИТАМИННОГО СОСТАВА ОКОЛОПЛОДНИКА ГРЕЦКОГО ОРЕХА

А.С. Садуакас, А.Б. Нурыш, М.Ж. Султанова,

Х.А. Абдрахманов, Н. Акжанов

Abstract

STUDIES OF CHEMICAL CHARACTERISTICS AND VITAMIN COMPOSITION OF WALNUT PERICARP

A. S. Saduakas, A. B. Nurysh, М. Z. Sultanova, H. A. Abdrakhmanov, N. Akzhanov

Introduction. Nowadays, there are all phytopreparations of local action that give a positive pharmacological effect with virtually no side effects. Modern prevention and treatment of most diseases cannot be imagined without medicines of folk origin. It is known that almost 40% of pharmaceutical products in the world are made from medicinal plants. In this regard, there is a very high efficiency of the search for new effective and safe medicines based on the consumption of products with an increased therapeutic effect, with a relatively low level of side effects, as well as high biological activity and availability, which makes it possible to predict a wide range of pharmacological activity. In walnuts, calories are combined with a rich vitamin composition. The products contain B vitamins, as well as vitamins A, C, E, K, H and PP. Walnuts act as a central signal of beta-carotene and tanning diseases. The chemical composition of the product contains iron, potassium, iodine, magnesium, calcium, copper, phosphorus and many other useful trace elements. The product also contains natural antioxidants that block the ingress of radiation into the body. Object. The object of research is the walnut fruit in the part of the pericarp. Materials and methods. The studies were carried out, according to the definition, on the content of the components of vitamins A, E, C and individual trace elements. Not only fruits, but also shells were used as the subject of the study. Results and conclusion. Samples of the three most common walnut varieties in the republic were selected for research: "AkTerek pointed", "Uygur" and "Kazakh". The physicochemical composition of the comfrey was determined at the laboratory of the Astana branch of the Limited Liability Partnership «Kazakh Research Institute of Processing and Food Industry». The results obtained indicate the presence of vitamins C, E, PP in the chemical composition of the walnut pericarp. Vitamin A has not been detected in the walnut pericarp. The content of vitamin E ranges from 8.59 to 9.53 mg, the content of vitamin C in the studied samples is in the range of 29.81-31 mg, carotenoids - from 11.59 to 19 mg. The results obtained show that the walnut pericarp contains a sufficient amount of the daily norm of vitamins. According to the results of physicochemical studies, it is clear that the selected varieties of nuts are high-grade, the yield of the kernel is from 47 to 50%. They contain fat, protein and ash. They contain vitamin E, vitamin C, P, PP and carotenoids. Walnut core components are widely used in the food industry, but amniotic parts are often disposed of. At the same time, the studied pericarp raw materials are not only valuable raw materials, but also have ecological purity, which is defined as a necessary phenomenon for use in various industries.

Key words: research, variety, walnut pericarp, physico-chemical properties, vitamins, thickness, shape, size.

Аннотация

пищевой грецкий орех продукт

Актуальность. В наше время существуют все фитопрепараты местного действия, дающие положительный фармакологический эффект практически без побочных эффектов. Современную профилактику и лечение большинства заболеваний невозможно представить без лекарственных средств народного происхождения. Известно, что почти 40 % фармпродукции в мире производится из лекарственных растений. В связи с этим отмечается очень высокая эффективность поиска новых эффективных и безопасных лекарственных средств, основанных на потреблении продуктов с повышенным терапевтическим эффектом, относительно низким уровнем побочных эффектов, а также высокой биологической активностью и доступностью, что позволяет прогнозировать широкий спектр фармакологической активности. В грецком орехе калории сочетаются с богатым витаминным составом. Продукты содержат витамины группы В, а также витамины А, С, Е, К, Н и РР. Грецкие орехи действуют как центральный сигнал бета-каротиновых и дубильных заболеваний. В химическом составе продукта присутствуют железо, калий, йод, магний, кальций, медь, фосфор и многие другие полезные микроэлементы. Продукт также содержит натуральные антиоксиданты, которые блокируют попадание радиации в организм. Объект. Объектом исследований определены плоды грецкого ореха в части околоплодника. Материалы и методы. Исследования проводились, согласно определению, по содержанию компонентов витаминов А, Е, С и отдельных микроэлементов. В качестве предмета исследования использовали не только плоды, но и скорлупу. Результаты и выводы. Для исследований были отобраны образцы трех наиболее распространенных в республике сортов грецкого ореха: «Ак-Терек остроконечный», «Уйгурский» и «Казахстанский». В лаборатории Астанинского филиала ТОО «КазНИИ перерабатывающей и пищевой промышленности» (АФ ТОО «КазНИИППП») определен физико-химический состав окоплодника. Полученные результаты свидетельствуют о наличии в химическом составе околоплодника грецкого ореха витаминов С, Е, РР. В околоплоднике грецкого ореха витамин А не обнаружен. Содержание витамина Е колеблется от 8,59 до 9,53 мг, содержание витамина С в исследованных образцах находится в пределах 29,81-31 мг, каротиноидов - от 11,59 до 19 мг. Полученные результаты показывают, что околоплодник грецкого ореха содержит достаточное количество суточной нормы витаминов. По результатам физико-химических исследований видно, что выделенные сорта орехов высокосортные, выход ядра от 47 до 50 %. Они содержат жир, белок и золу. Содержат витамин Е, витамин С, Р, РР и каротиноиды. Компоненты сердцевины грецкого ореха широко используются в пищевой промышленности, но от амниотических частей часто избавляются. При этом исследуемое сырье околоплодника является не только ценным сырьем, но и обладает экологической чистотой, что определяется как необходимое явление для использования в различных отраслях промышленности.

Ключевые слова: сорта грецкого ореха, околоплодник грецкого ореха, физикохимические свойства орехов, витаминный состав околоплодника ореха.

Введение

Орех грецкий (Juglans regia) - вид деревьев рода Орех, семейства ореховые (Juglandaceae). В наше время становятся все актуальнее лекарственные средства растительного происхождения, которые дают положительные фармакологические эффекты практически без побочного действия. Без лекарственных средств природного происхождения невозможно представить современную профилактику и терапию большинства заболеваний [3]. Известно, что в мире почти 40 % фармацевтической продукции изготавливается из лекарственных растений [8]. Поэтому на современном этапе весьма актуальным является поиск новых эффективных и безопасных лекарственных средств на основе природного сырья с мощным терапевтическим действием, с относительно низким уровнем побочных эффектов, а также высокой биологической активностью и доступностью, что позволяет прогнозировать широкий спектр фармакологической активности [2].

Грецкий орех является лекарственным растением с большим количеством биологически активных веществ [6]. В состав околоплодника входят нафтохиноны, (юглон), биофлавоноиды, гликозиды, много витамина С и каротина, витамины В1, В6, Р, Е, эфирные масла, органические кислоты, дубильные вещества и др. [14]. Известно, что растение обладает противовоспалительным, глистогонным действием, умеренным сахаропонижающим, ранозаживляющим, бактерицидным, тонизирующим, противосклеротическим эффектами, легким слабительным и вяжущим свойствами; нормализует углеводный обмен; хорошо зарекомендовал себя при лечении лимфатических узлов, как антианемическое средство; регулирует функциональную деятельность ЖКТ, влияет на тонус блуждающего нерва, нормализует гастродуоденальную моторику и восстанавливает белковый обмен [9]. Перспективность использования лекарственного средства из ореха грецкого обуславливается тем, что биологически активные соединения, входящие в его состав, выступают природными агентами обмена веществ, не нарушают химический гомеостаз организма, характеризуются низкой токсичностью. Это приобретает социальный вес в нашей стране в условиях неблагоприятной окружающей среды, неконтролируемого использования населением лекарств и несбалансированности питания [1].

В грецком орехе калории гармонично сочетаются с богатым витаминным составом [5]. Продукт содержит витамины группы В, а также витамин А, С, Е, К, Н и РР [7]. Грецкие орехи выступают ценным источником бета-каротина и дубильных веществ. В химическом составе продукта присутствуют железо, калий, йод, магний, кальций, медь, фосфор и множество других полезных минералов. В составе продукта также есть природные антиоксиданты, которые блокируют поступление в организм радиации [4].

В составе орехоплодных нами были отмечены такие вещества как пищевые волокна, витамины. Основным витамином выступал Е [12]. Также присутствие отмечается минеральных, фенольных веществ, танинов, которые представлены галловой кислотой, эллаговой кислотой, эллагитанином. Также в ряде случаев определялись фитостеролы, в частности его подвид бета. Отдельные исследования показывают возможность присутствия противоопухолевого эффекта [10].

Кроме этого, плотная наружная оболочка грецкого ореха содержит в себе повышенный уровень питательной для организма клетчатки. Настой на отходах грецкого ореха может использоваться для терапии следующих болезней:

-бессонницы и при нарушениях сна;

-при недостаточном функционировании щитовидной железы;

-при воспалительных процессах верхних слоев эпидермиса;

-для снижения воспаления кровеносных сосудов;

-для снижения повышенного уровня холестерина в плазме человека и устранения атеросклеротических бляшек;

-для снижения увеличенного артериального давления [11].

Целью проведенного исследования является создание продуктов профилактического назначения для удовлетворения потребностей населения в высококачественных и безопасных продуктах, обладающих функциональной направленностью.

Материалы и методы

Материалы исследований - околоплодник грецкого ореха. Для исследования были взяты 3 сорта грецкого ореха отечественной селекции. Это сорт «Казахстанский», «Ак-Терекский островершинный» и сорт «Уйгурский».

Массовую долю жиров определяли по ГОСТ 8756.21-89 «Продукты пищевые. Определение массовой доли жиров». Образец массой 2 г помещали в химический стакан. С помощью стеклянной палочки 5 см³ этилового спирта пробу количественно переносят в фильтрующую делительную воронку. Смесь выдерживают 10 минут. Добавляют 20 см³ экстракционной смеси, воронку закрывают пробкой и взбалтывают содержимое в течение 2 мин. Присоединяют воронку к ресиверу, включают водоструйный насос и отсасывают полученный жировой экстракт. Повторяют экстракцию еще дважды, заливая в воронку на пробу 15 см³ экстрагирующей смеси и встряхивают воронку в течение 1 мин. Вытяжки из приемника количественно переносят с 10 см³ экстракционной смеси в делительную воронку вместимостью 1000 см³. Добавляют 100 см³ дистиллированной воды и добавляют 3 г хлорида натрия. Встряхивают воронку с содержимым в течение 2 минут. После разделения слоев нижний слой хлороформа сливают в бутыль. Флакон с экстрактом помещают на водяную баню и выпаривают растворитель до исчезновения его запаха. Затем бутыль с остатком помещают в печь, предварительно нагретую до (100±5)°С, сушат при этой температуре в течение 10 минут, охлаждают в течение 25-30 минут в эксикаторе и взвешивают.

Массовую долю белков определяли по ГОСТ 26889-86 «Продукты пищевые. Определение массовой доли белков». Определение проводили методом Кьельдаля. Метод заключается в разрушении органических веществ нагреванием с серной кислотой в присутствии катализатора, добавлении избытка едкого натра, отгонке и титровании выделившегося аммиака.

Зольность определяли по ГОСТ Р 55960-2014 «Стандартный метод определения зольности». Тигель предварительно обжигали в муфельной печи при температуре 650 °С в течение 1 ч. Затем охлаждали до температуры окружающей среды в эксикаторе и определяли массу с точностью до 0,1 мг. Измельченную скорлупу грецкого ореха сушили до постоянной массы ±5 мг при температуре 150 °С в течение 3 часов. Высушенный образец ПО (в расчетном количестве, достаточном для получения золы массой примерно 0,1 г) помещали в обожженный тигель известной массы и взвешивали с точностью до 0,1 мг, после чего помещали в муфельную печь, нагретую до температуры 650 °С. Озоление проводили от 3 до 16 часов в зависимости от размера образца. Тигель с золой помещали в эксикатор и охлаждали до комнатной температуры. После охлаждения образца в эксикатор медленно вводят воздух, чтобы избежать потери золы из тигля. Массу золы определяют с точностью до 0,1 мг.

Витамин А определяли согласно СТБ ЕН 12823-1-2014 методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Исследуемый образец гомогенизировали. Образец весом 2 г, приготовленный для испытаний, омыляли при кипячении с обратным холодильником, предпочтительно в атмосфере азота, с использованием соответствующих количеств метанола и одного из растворов гидроксида калия. Перед добавлением раствора гидроксида калия к образцу добавляли антиоксиданты. Сульфид натрия также может быть добавлен для устранения окислительного каталитического действия остаточных металлов. Время омыления от 15 до 40 минут при температуре от 80 °С до 100 °С. Если после окончания омыления на поверхности охлажденной реакционной смеси присутствует жир или масло, то омыление продолжают после добавления дополнительного количества водно-этанольного раствора гидроксида калия.

Витамин Е определяли по ГОСТ ЕН 12822-2014 методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Испытуемую пробу гомогенизировали. Скорлупу грецкого ореха размололи и тщательно перемешали. Чтобы исключить длительное воздействие высоких температур, пробу охладили. Массовую долю витамина Е вычисляют по формуле.

Витамин С определяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. Метод основан на экстракции витамина С из пробы раствором метафосфорной кислоты, последующем восстановлении L( - ) - дегидроаскорбиновой кислоты до L ( - ) - аскорбиновой кислоты и определении общего содержания L ( - ) - аскорбиновой кислоты методом высокоэффективной жидкостной хроматографии со спектрофотометрическим детектированием при длине волны 265 нм. Навеску пробы массой 3 г, измеренной с точностью до 1 мг, поместили в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавили 80 см³ раствора метафосфорной кислоты, тщательно перемешали, после чего объем в колбе довели до метки. Содержимое колбы снова перемешали, после чего профильтровали. Полученный раствор представляет собой экстракт из пробы. Проводится хроматографический анализ раствора пробы и градуировочного раствора при одинаковых объемах инжекции (до 50 мм). Обработку результатов проводим с использованием градуировочной характеристики.

Согласно ГОСТ EN 12823-2-2014 с применением метода высокоэффективной хроматографии жидкостного типа. Полученную пробу гомогенизировали. Это относилось также и к тому, что скорлупа была часто перемешанной. Для исключения длительного воздействия высоких температур образец охлаждали. Экстракцию каротина из раствора омыленной пробы проводят соответствующим растворителем или смесью растворителей, повторяя процедуру три-четыре раза объемами от 50 до 150 см³. Объединенный экстракт промывают водой до нейтральной среды (от 2 до 4 раз, от 50 до 150 см³). Соответствующие объемы (например, 20 мл) стандартного раствора и раствора испытуемого образца вводят в систему ВЭЖХ (высокоэффективная жидкостная хроматография). Для количественного определения внешнего стандарта определяют площадь или высоту пика и сравнивают результаты с соответствующими значениями стандартного вещества с ближайшей площадью/высотой пика или используют калибровочную кривую.

Результаты и обсуждение

Изучение физико-химических свойств и витаминного состава околоплодника грецкого ореха позволило выявить, что основными веществами, которые содержатся в околоплоднике ореха - это активные вещества биологического генеза, которые включают жиры, белки, клетчатку, золу и прочее. Алкалоиды и аминокислоты, а также кумарины и фенолкарбоновые кислоты присутствуют в скорлупе грецкого ореха. Состав околоплодника представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 Основной состав околоплодника грецкого ореха

Исследования показывают, что околоплодник грецкого ореха содержит в больших количествах полезные питательные элементы. Эти элементы играют важную роль в физиологии человека.

Для проведения исследований отобраны образцы трех самых распространенных в республике сортов грецкого ореха: «Ак-Терекский островершинный», «Уйгурский» и «Казахстанский». В лаборатории Астанинского филиала ТОО «Казахский научно-исследовательский институт перерабатывающей и пищевой промышленности» (АФ ТОО «КазНИИППП») были определены физический и химический состав околоплодника.

На рисунке 2 приведен химический состав околоплодника грецкого ореха. Из рисунка видно, что содержание жира в околоплоднике очень мало - от 1,2 до 1,6 %. Зато достаточно содержание белка - в среднем 2,8 %, содержание золы в среднем - 1,5 %.

Рисунок 2 Химический состав околоплодника грецкого ореха

Полученные результаты показывают присутствие в химическом составе околоплодника грецкого ореха витаминов С, Е, РР. Уровень содержания витаминов показан на рисунке 3.

Рисунок 3 Уровень содержания витаминов околоплодника грецкого ореха

Из рисунка 3 видно, что витамина А в околоплоднике грецкого ореха не обнаружено. Содержание витамина Е колеблется в пределах 8,59 мг до 9,53 мг, содержание витамина С в исследуемых образцах находится в пределах 29,81-31 мг, каротиноиды - от 11,59 до 19 мг. По результатам видно, что околоплодник грецкого ореха содержит достаточное количество суточной нормы витаминов.

Выводы

По результатам физико-химических исследований видно, что выбранные нами сорта орехов относятся к высокосортным, выход ядра - от 47 до 50 %. В своем составе содержат жиры, белок и золу. Содержат витамин Е, витамин С, Р, РР и каротиноиды.

Ядровые составляющие грецкого ореха широко используются в пищевой промышленности, но околоплодные части зачастую утилизируются. При этом исследуемое сырье околоплодника является не только ценным сырьем, но также и обладает экологической чистотой, которая определяется как необходимое явление для применения в различных отраслях промышленности.

В нашей стране применение околоплодника грецкого ореха - малоизученная тема. В АФ ТОО «КазНИИ 111111» ведется работа по изучению отхода масличных культур, а именно околоплодника грецкого ореха. Наша задача изучить состав и свойства околоплодника и на ее основе разработать пищевую добавку.

В свою очередь, создание новых функциональных продуктов из отходов грецкого ореха позволяет не только экономить основное сырье, но и создавать новый или усиливать имеющийся положительный биологический эффект питания. Разработка технологии позволит получить безотходное производство.

Благодарность. Работа выполнена в рамках финансируемого проекта Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан №BR10764977-OT-21 «Использование нетрадиционных видов отходов грецкого ореха с целью получения продукта профилактического назначения»». В заключении хотим выразить искреннюю благодарность всем участникам данного научного проекта за помощь и содействию в проведении экспериментальных исследований. Также выражаем огромную благодарность руководству и ученым АФ ТОО «КазНИИИИИ».

Библиографический список

1. Артюхова Л. В., Якуба Ю. Ф., Балапанов И. М. Оценка перспективных форм ореха грецкого селекции СКФНЦСВВ по качеству плодов // Илодоводство и виноградарство Юга России. 2021. № 67 (1). С. 55-65.

2. Аслонова И. Ж., Кароматов И. Д., Тураева Н. И. Химический состав грецкого ореха // Биология и интегративная медицина. 2019. № 10(38). С. 77-83.

3. Бочкарева З. А., Сушенцова А. И. Моделирование рецептур кексов с маслом грецкого ореха и экструдатом пшеничных отрубей // Инновационная техника и технология. 2019. № 3(20). С. 5-9.

4. Елеуов М. А., Сейтжанова М. А., Ченчик Д. И. Иолучение многослойных графенов из рисовой шелухи и скорлупы грецкого ореха // Горение и плазмохимия. 2018. Т. 16. № 1. С. 7-14.

5. Карпова С. С., Аль-Хачами Ф. Р. Х., Калаев В. Н. Цитоэкология ореха грецкого (Juglans regia L.) в условиях интродукции в Воронежской области // Ироблемы региональной экологии. 2020. № 2. С. 45-51.

6. Копылов В. И., Корниенко 1. С., Иотанин Д. В. Совместимость сортов ореха грецкого с подвоем орех черный в условиях питомника // Известия сельскохозяйственной науки Т авриды. 2020. № 23(186). С. 14-21.

7. Корниенко 1. С., Иванченко В. И., Станин Д. В. Архитектоника корневой системы сеянцев ореха грецкого и ореха Черного при производстве саженцев ореха грецкого в условиях питомника // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. 2020. № 24 (187). С. 12-20.

8. Кружилин С. Н., Федоров Ю. 1., Зеленков Н. 1. Хлеб и лекарство сегодняшнего дня. Новочеркасск: Южно-Российский государственный политехнический университет (НИИ) имени М.И. Илатова, 2021. 36 с.

9. Морозов Д. Е. Способы размножения ореха грецкого (обзор) // Селекция и сорторазведение садовых культур. 2020. Т. 7. № 1-2. С. 111-113.

10. Назарько М. Д., Кириченко А. В., Шершнева В. А. Разработка биотехнологии трансформации околоплодников и листьев грецкого ореха для получения фитопрепарата // Наука и Образование. 2021. Т. 4. № 2.

11. Хохлов С. Ю. Изучение морфологической изменчивости плодов и оценка перспективных сортов ореха грецкого // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 67. С. 273-277.

12. Чебышев Н. В., Мартемьянова Л. О., Стреляева А. В. Изучение внешних признаков, микроскопии и химического состава перегородок грецкого ореха // Сеченовский вестник. 2018. № 4 (34). С. 60-69.

13. Экстракция биологически активных веществ из сырья ореха грецкого: современные подходы / В. В. Верниковский, Ж. В. Дайронас, И. Н. Зилфикаров, З. Д. Хаджиева // Фармация. 2019. Т. 68. № 1. С. 5-9.

14. Khokhlov S. Yu., Panyushkina E. S., Balapanov I. M. The identification of walnut cultivars from Nikita Botanical Gardens by SSR-markers // Acta Horticulturae. 2019. Vol. 1242. Pp. 515-520.

Размещено на Allbest.ru