<<
>>

1.4 Химический состав ламинарии и особенности ее применения в хлебопекарных технологиях и других отраслях

Химический состав водорослей неоднократно служил предметом исследований многих ученых. Обстоятельные обзорные отечественные работы и многочисленные исследования зарубежных авторов позволяют дать некоторые обобщенные характеристики химического состава морских водорослей [96, 97,98,99].

Необходимо отметить, что из приблизительно тридцати тысяч видов водорослей, описанных биологами, подробному химическому исследованию подверглось немногим более 1%, а представители различных отделов изучены крайне неравномерно.

Например, одноклеточные организмы, которые трудно определять и нелегко накопить в достаточном количестве, малодоступны для химика. Другое дело макрофиты, которые к тому же находят важное хозяйственное использование. Поэтому красные и бурые водоросли изучены с химической точки зрения намного детальнее представителей других отделов, и обобщения относительно их химического состава выглядят более надежными [88].

Химический состав морских водорослей изменяется в довольно широких пределах и предопределяется биологическими (вид водоросли, стадия развития) и экологическими причинами (глубина произрастания, степень освещенности, гидрохимический и газовый состав воды, прибойность, особенности грунта). Так, например, в тканях растущих бурых водорослей (ламинарий, фукусов) содержится от 75 до 82% влаги и от 18 до 25% сухих веществ [84].

Несмотря на то, что сферой обитания морских водорослей является вода, их ткани обводнены не более чем ткани многих наземных растений (таблица 3).

Таблица 3 - Содержание воды и сухого вещества в нативных тканях морских водорослей и наземных растениях Нативные ткани Вода, % Сухое вещество, % Бурые водоросли 73-92 8-27 Красные водоросли 75-86 14-25 Наземные растения: салатные овощи, 81 -95 5-49 огурцы, арбузы, дыни 90-97 3-10 Сухое вещество ламинарии состоит из минеральных и органических веществ: содержание минеральных веществ достигает максимума в начале года (февраль - март), а содержание органических веществ — наиболее высокое в конце лета.

Произрастая в условиях слабой освещенности, водоросли существенно отличаются от наземных растений по составу продуктов фотосинтеза и общему составу сухого вещества.

Сухие вещества морских водорослей, особенно бурых, отличаются от сухих веществ листовидных наземных овощей, прежде всего повышенным содержанием минеральных веществ (таблица 4).

Таблица 4 - Содержание минеральных веществ в морских водорослях и наземных растениях Сухое вещество Содержание золы, % Наиболее часто встречаемые данные содержания золы, % Бурых морских водорослей Красных морских водорослей 16,9-52,6 8,0 - 53,4 35-45 12-20 Наземных овощей (салатных, шпинатных, капустных) 7,1-16,8 9- 16 Очевидно, значительное накопление минеральных веществ в бурых водорослях отражает биохимическую специфику солевого обмена у этих растений.

Весьма специфичен состав катионов и анионов минеральных веществ, содержащихся в тканях разных видов морских водорослей. В таблице 5

представлены данные о катионно-анионном составе тканей водорослей и наземных овощей.

Таблица 5 - Катионно-анионный состав сухого вещества (в %) морских водорослей и наземных овощей Элемент Бурые водоросли Красные водоросли Овощи наземные Натрий 1,8-5,1 3,2 - 6,6 0,34 4,01 Калий 6,4-17,0 2,3-6,9 0,73 - 5,7 Магний 0,3-2,1 0,16-1,27 0,09-0,61 Кальций 0,2 - 3,9 0,46 - 0,79 0,78-2,64 Сера 0,7-1,0 1,07-3,35 0,12-0,44 Фосфор 0,1-0,6 0,06-0,8 0,07-0,7 Хлор 2,0-20,1 2,8-7,1 0,4-1,4 Кремний 0,42-0,65 0,22 - 0,92 0,17-0,52 Следует отметить, что морские растения существенно отличаются от наземных овощей по составу минеральной части. Например, для бурых водорослей характерно избыточное содержание калия, магния, серы и хлора; сухое вещество красных водорослей богаче содержанием калия, магния, серы, хлора, чем наземные овощи. Если по содержанию в водорослях важнейших в питании элементов составить катионно-анионный скор, приняв в качестве эталона суточные их дозы, то нетрудно убедиться в значительной несбалансированности минерального состава водорослей (таблице 6).

Таблица 6 - Катионно-анионный скор (средние округленные значения, %) для различных водорослей Элемент Бурые водоросли Красные водоросли Натрий 46 180 Калий 130 100 Магний 150 280 Кальций 160 110 Фосфор 190 40 Хлор 130 30 Значительную перегруженность вещества водорослей солевым составом, а также существенный дисбаланс элементного состава минеральных веществ

следует учитывать при направлении водорослей для пищевого или кормового использования.

Известно, что морские водоросли обладают избирательной коммулятивной способностью, в результате чего в их тканях накапливается разнообразный комплекс микроэлементов, причем концентрация некоторых из них в тканях водорослей в сотни (бром, хром и др.) и тысячи (цинк, барий, йод и др.) раз превышает их концентрацию в воде.

В таблице 7 представлены данные содержания в тканях морских водорослей некоторых наиболее биологически важных микроэлементов в сопоставлении с оптимальными суточными дозами этих элементов в питании человека [84, 91].

Таблица 7 - Содержание важнейших микроэлементов в сухом веществе водорослей, мг % Элемент Бурые водоросли Красные водоросли Суточный оптимум, мг Железо 56-144 9,0-130 15,0 Алюминий 490-2200 2,0-4300 - Марганец 0,6 - 1,5 0,7-6,8 5,0 - 10,0 Цинк 8,0 3,0 10,0-15,0 Медь 0,9 - 28,0 0,6-8,9 2,0-2,5 Мышьяк 0,01-9,1 0,02-1,2 - Йод 6,0-1230 6,2-400 0,1-0,2 Бром 2,0 - 7,0 2,2-12,0 - Селен 4,5 - 76 - 0,5 Отмечено значительное содержание йода у бурых и некоторых видов красных водорослей. Наибольшей йодонакопительной способностью среди бурых водорослей обладают ламинариевые, в частности, ламинария япономорская. Важно подчеркнуть, что в водорослях йод присутствует как в форме йодидов, так и в виде йодорганических соединений, имеющих большую, по сравнению с йодидами, биологическую ценность для организма человека. Из общего содержания йода в водорослях на долю органически связанного у ламинарий приходится 20 - 25%.

Органические вещества морских водорослей представлены сложным комплексом углеводов, углеводоподобных веществ, каротиноидов, белковых веществ. По сравнению с наземными овощами морские водоросли за исключением красных водорослей содержат меньше органических веществ (таблица 8) [84].

Таблица 8 - Содержание органических веществ в морских водорослях и наземных овощах Состав органической части растений Содержание в сухом веществе, % Бурые водоросли Красные водоросли Овощи (салатные, шпинатные, капустные) Растворимые в эфире вещества 0,35-3,8 0,14-2,8 1,8-7,2 Общий белок (N х 6,25) 4,6-23,5 12,0-44,4 14,0-34,3 Клетчатка 5,7 -14,4 5,1 - 15,8 8,0-15,8 Остальные безазотистые нелипидные органические вещества 32,6 45,1 43,5 Общее содержание органических веществ 50,0 - 79,0 76,4 - 94,0 76,0 - 92,9 Анализ литературных данных [100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109] позволяет отметить следующие особенности состава органических веществ водорослей:

все группы морских водорослей содержат заметно меньше растворимых в эфире (липидных) веществ;

все группы водорослей за исключением красных водорослей накапливают меньше азотистых веществ, чем наземные овощи;

содержание клетчатки у бурых и красных водорослей в отличие от других находится на уровне ее содержания в наземных овощах;

по содержанию безазотистых органических веществ (без клетчатки) наиболее бедны ткани бурых водорослей.

Содержание каждого компонента для водорослей, принадлежащих к одному таксону, зависит от вида водоросли, стадии ее развития и условий произрастания.

В силу этих причин наблюдается весьма значительное

непостоянство содержания каждого из компонентов состава органических веществ водоросли.

Водоросли образуют первичные метаболиты четырех классов: белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды [88].

Белки. Содержание белка в водорослях, определенное по количеству общего азота и множителю 6,25, изменяется в более значительных пределах, чем у наземных овощей (4,6 — 44,4 и 14,0 - 34,3% соответственно). Кроме того, в отличие от белков наземных растений в белках водорослей содержится очень мало азота (15,6 - 17,8 и 5,47 - 10,15 соответственно). Это очень существенная биохимическая особенность белков водорослей. Значительная часть общего азота у водорослей представлена азотом небелковых веществ. Доля небелкового азота очень непостоянна (от 5 до 40% к общему азоту), а относительное содержание небелкового азота зависит от вида водоросли, условий ее развития, сезона года и других причин.

Меньшая часть экстрактивного азота представлена азотом летучих оснований, амидов и пептидов, а большая часть — свободными аминокислотами (таблица 9).

Таблица 9 - Количество небелкового азота у разных водорослей Показатель Бурые водоросли Красные водоросли Предел содержания небелкового азота, % к общему азоту 11,0-40,0 6,0-34,0 Азот летучих оснований 3,0-18,0 2,6-11,0 Аминный азот 21,0-97,0 15,0-84,0 Азот пептидов 6,5 - 8,5 - Содержание свободных аминокислот (САК) у бурых и красных водорослей достигает 8500 и 3600 мг % соответственно.

В составе САК у различных видов водорослей обнаружено от 15 до 24 индивидуальных аминокислот; количественное содержание отдельных аминокислот весьма лабильно и зависит от вида водоросли, степени ее созревания, условий произрастания. В таблице 10 представлены данные о верхних пределах накопления традиционных свободных аминокислот.

Таблица 10 - Содержание свободных аминокислот в морских водорослях Аминокислота Верхний предел накопления, мг% Цистин, метионин*, изолейцин*, гистидин, орнитин 5 Лейцин*,тирозин 10 Глицин, валин*.

лизин*, триптофан* 15 Фенилаланин* 30 Треонин*,аргинин 100 Пролин, серии, цистеиновая кислота 200 Аланин 1100 Аспарагиновая кислота 5000 Глутаминовая кислота 5600 * - незаменимые аминокислоты

На основании представленных данных можно сделать вывод, что наиболее массовыми среди САК являются моноаминодикарбоновые кислоты (аспарагиновая и глутаминовая кислоты), из моноаминокислот - аланин. Кроме того, довольно значительного предела достигает содержание оксиаминокислот (серина и треонина), тиокислоты - цистеина, а также аргинина и пролина.

Состав САК весьма специфичен для разных видов водорослей: например, для японской ламинарии наиболее массовой являются глутаминовая и аспарагиновая кислоты. Необходимо обратить внимание и на то, что композиция САК водорослей бедна незаменимыми аминокислотами: по отношению к общему содержанию свободных аминокислот на долю незаменимых аминокислот, например, у ламинарии приходится 1,5 - 2,0%. При этом состав незаменимых аминокислот несбалансирован, наиболее массовой аминокислотой является треонин.

В составе водорослей обнаружены и пептиды. Например, у бурых водорослей — несколько трипептидов, а также высокомолекулярные пептиды: октаглутамин и пентеаспарагиновая кислота. На долю азота пептидов у бурых водорослей приходится 7,0 - 8,0% экстрактивного азота.

На долю белкового азота у бурых водорослей приходится от 60,0 - 89,0% от общего содержания азота.

Таким образом, изложенные выше данные свидетельствуют о том, что белки морских водорослей существенно отличаются по составу от белков

наземных растений и имеют невысокую биологическую ценность в пищевом отношении. Они также имеют низкий коэффициент усвоения из-за малой доступности пищеварительным ферментам. Однако вкусопигцевое, профилактическое и лечебное действие их исключительно велико.

Биохимической особенностью азотистых веществ бурых водорослей является присутствие йодоаминокислот — в основном моно- и дийодтирозина. Именно поэтому бурые водоросли являются более активным антизобным фактором, чем йодистые соли [89].

Липиды.

Содержание растворимых в эфире веществ в сухом веществе водорослей не превышает 4% (таблица 8).

Анализ литературных данных [98, 110, 111, 112] позволяет сделать следующий вывод о жирнокислотном составе липидов. У всех классов макрофитов в липидах присутствуют триглицериды (от 45 до 75% массы липидов).

Жирные кислоты липидов бурых водорослей на 18 — 35% представлены насыщенными кислотами от Cs до С22, однако основной является пальмитиновая (Cie): CH3-(CH2)t4-COOH и несколько в меньшей мере миристиновая (С 14): CH3-(CH2)i2-COOH жирные кислоты.

Значительную часть (50 — 90%) ненасыщенных жирных кислот представляют моноеновые, среди которых является основной олеиновая кислота (С ig): СНз-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СООН; несколько меньшее содержание пальмитоолеиновой и линоленовой (Сis), для которой наиболее вероятна следующая структура:

СН3-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН. Кислот сильно ненасыщенных мало; тетраеновых - 8,0 - 12,0% , пентаеновых - 2,0 — 4,0%, гексаеновых не обнаружено. Таким образом, для липидов бурых морских водорослей характерно преобладание ненасыщенных жирных кислот с С18 и насыщенных с С]4 (таблица 11).

Таблица 11 - Содержание жирных кислот в липидах бурых морских водорослей Жирные кислоты Содержание, % С]4 6,6 — 13,8 Ci6 13,4-36,3 Си 34,6 - 54,3 С20 4,0-18,6 Следовательно, по сбалансированности жирнокислотного состава липиды морских водорослей существенно отличаются от липидов наземных растений.

Углеводы. Как и в случае наземных растений, преобладающим компонентом биомассы водорослей чаще всего являются углеводы. Эти вещества выполняют две главные функции: они служат энергетическим резервом и играют роль опорных структур, участвуя в построении клеточных стенок и образуя межклеточное вещество. В таблице 12 представлен полисахаридный состав морских водорослей.

Таблица 12 - Полисахаридный состав морских водорослей Водоросли Пищевой резерв Прочие полисахариды Бурые водоросли Ламинарии Целлюлоза, альгинаты, фукоиданы и более сложные сульфатированные гетерогликаны. Красные водоросли Флоридный крахмал Целлюлоза, маннаны, ксиланы, сульфатированные галактаны. В промышленную переработку для получения технических полисахаридов идут бурые и красные водоросли: из первых выделяют альгиновые кислоты и их соли - альгинаты, а из вторых - агар или каррагинан (сульфатированный полисахарид). Эти полисахариды выполняют в водорослях сходные биологические функции: они ассоциированы с клеточной стенкой и составляют межклеточное вещество, назначение которого - "цементировать" клетки и обеспечивать целостность и механическую прочность всего растения.

Другая важная их функция связана с ионообменными свойствами этих полимеров, тем самым они помогают клеткам защищаться от проникновения нежелательных катионов или, напротив, концентрировать необходимые. Немаловажное значение для водорослей, обнажающихся при отливе, имеет и способность полисахаридов удерживать большие количества воды и тем самым защищать клетки от высыхания.

К общим свойствам полисахаридов относится склонность к образованию гелей. Переход раствора в гель за счет особого рода межмолекулярных взаимодействий, при которых каждая молекула полимера отдельными своими частями ассоциируется с несколькими молекулами-партнерами. Результатом такого процесса оказывается образование в объеме раствора единой трехмерной сетки из молекул растворенного полимера, в ячейках которой заключены большие количества растворителя. Хорошие гелеобразователи дают гели при весьма низких концентрациях (порядка долей процента). Таким образом, гели по составу могут быть почти чистым растворителем, а по свойствам они напоминают твердое тело (например, в отличие от вязких жидкостей гели испытывают упругие деформации).

Полимерная молекула хорошего гелеобразователя должна обладать своеобразной, так называемой блочной структурой. где чередуются "растворимые" и "нерастворимые" участки. Такие молекулы способны ассоциировать, но имеют возможность взаимодействовать не с одним, а с несколькими партнерами, сохраняя в то же время высокую гидрофильность, результатом чего будет образование геля. Свойства геля будут сильно зависеть от взаимного расположения и относительной длины "растворимых" и "нерастворимых" блоков таких полимерных молекул (рисунок 4) [88].

УЧ.

Г

а а - полисахарид в растворе (молекулы в конформации хаотического клубка, точечные

взаимодействия между ними не приводят к структурированию); б - полисахарид в геле (кооперативные взаимодействия между упорядоченными участками молекул в достаточно протяженных "зонах связывания" приводят к образованию устойчивой трехмерной сетки, удерживающей весь объем растворителя); в - нерастворимый полисахарид (энергии гидратации недостаточно для нарушения межмолекулярных взаимодействий)

Рисунок 4 - Межмолекулярное взаимодействие в полисахаридах

Гелеобразующие полисахариды водорослей (фикоколлоиды) являются прекрасными стабилизаторами водных суспензий и эмульсий и потому находят самое разнообразное применение. Одним из главных их потребителем является пищевая промышленность. Сами фикоколлоиды пищевой ценностью не обладают, но они необходимы для придания пищевым продуктам специфической структуры и консистенции.

Полисахариды водорослей специфичны для разных классов и видов водорослей и существенно отличаются по химическому составу от полисахаридов наземных растений.

Бурые водоросли содержат полисахариды трех типов.

Резервным веществом служат полисахариды - ламинарины (водорослевый крахмал) с молекулярной массой от 3500 до 5300. Его макромолекулы образуют линейные или слаборазветвленные цепи, состоящие

из остатков глюкопиранозы, соединенных между собой j3 -(1-»3) - гликозидными связями, а на "восстанавливающем" конце некоторых молекул может находиться остаток маннита [113]:

он

о

П СН2ОН

Высокоассоциированные полимеры ламинарина нерастворимы в горячей воде, а низкоассоциированные растворяются и обладают оптической активностью. Ламинарии содержится только в бурых водорослях. В сухом веществе разных видов ламинарий содержится от 8,5 до 19,6% ламинарина.

В состав клеточных стенок некоторых видов бурых водорослей входят сульфатированные полисахариды фукоиданы - весьма сложные полисахариды с высоким содержанием сульфатных групп; содержание фукоидана не превышает 4%. Фукоидан, также играющий роль резервного вещества, в основном состоит из остатков Z-фу козы (30 - 70%) и галактозы (до 30%), соединенных между собой /?-(1—>2) - гликозидными связями; в молекуле полисахарида содержится до 30% эфирносвязанной серы. Фукоиданы в воде образуют вязкие растворы, что позволяет при использовании их в хлебопекарных технологиях улучшать структуру теста и обеспечивать лучшую пористость мякиша хлеба, а в медицине использовать как антитромбические препараты.

Однако главным полисахаридом бурых морских водорослей (и единственным, находящим широкое практическое использование) являются сшъгиновые кислоты. Они содержат карбоксильные группы и способны образовывать с металлами альгинаты. Растения накапливают альгиновую кислоту в клеточных стенках в виде солей кальция, магния и железа (альгинатов). В ламинарии содержание альгиновых кислот составляет от 18 до 40% на сухое вещество.

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ 41

i.JJiirfJii'rt V i

Молекулы альгиновых кислот линейны и построены из остатков двух гексуроновых кислот: /?-?>-манну роно во й (М) и a-L - гул ур oi гов о й (G), соединенных 1 ->4-гликозидными связями (рисунок 5). Фрагменты молекул этих кислот в наиболее энергетически выгодной конформации (конформации кресла 4Ci и ]С4) представлены на рисунок 5 а. Соотношение между двумя мономерами в различных образцах альгиновых кислот меняется в довольно широких пределах (M/G от 0,4 до 20) в зависимости от сырьевого источника. Степень полимеризации молекул составляет обычно 100 — 300, что соответствует молекулярной массе от 200 тыс. до 600 тыс. Распределение мономеров вдоль цепи полисахарида носит блочный характер, причем в альгиновых кислотах найдены блоки трех типов: поли-М (построенные только из остатков маннуровой кислоты), поли-G (построенные только из остатков гулуроновой кислоты) и поли-MG (где эти два остатка чередуются друг с другом) (рисунок 5Ь) [26, 88].

Несмотря на относительную простоту строения альгиновых кислот, их химическая характеристика является достаточно трудоемкой задачей.

Ежегодно в мире используется около двадцати тысяч тонн альгинатов. Как и в случае других фикоколлоидов, одним из основных потребителей их является пищевая промышленность. Пищевая технология охотно вводит альгинаты в разнообразные композиции. Примером может служить приготовление мороженого высшего качества, поскольку этот полимер особенно эффективно препятствует образованию крупных кристаллов льда при замораживании смесей. Медицина и биология используют полную безвредность и хорошую биосовместимость альгинатов. Так, повязки из альгинатов, содержащие необходимые антисептические и витаминные добавки, не вызывают раздражения тканей и способствуют быстрому заживлению ран, возникающих при обширных поражениях кожного покрова, в частности при ожогах. Специфическое сродство альгиновых кислот к катионам можно использовать для выведения из организма токсичных элементов, в том числе радиоактивного стронция. Альгиновые гели - превосходная среда для

иммобилизации клеток бактерий и дрожжей. Клетки, заключенные в гель, длительное время сохраняют жизнеспособность и нормальный метаболизм, что позволяет использовать такие системы для промышленного биотехнологического получения ряда важных продуктов микробиологического синтеза. соо

¦о

но

оос

он

о

он

м а .мммммммм,.

„MGMGMGMGMG GGGGGGGG

Ь оос

а - конформации моносахардных остатков; b - типы блоков;

с - структура элементарной ячейи в геле альгината кальция (ион кальция координирован с четырьмя остатками а-?-гулуроновой кислоты, по два из каждой молекулы полимера); d - структура типа "яичной коробки" в зоне связываниягеля альгината кальция (кружками обозначены ионы кальция)

Рисунок 5 - Строение альгиновых кислот

Однако необходимо отметить, что углеводы бурых морских водорослей устойчивы к действию пищеварительных ферментов и поэтому не усваиваются организмом человека.

Таким образом, низкая питательная ценность и усвояемость белков и полисахаридов морских водорослей позволяет сделать вывод о том, что биологическая ценность их в пищевом и кормовом отношении заключается не в их питательности, а в биологическом действии тех специфических компонентов, которые содержатся в морских водорослях (соли, йодаминокислоты, отдельные аминокислоты, слизевые и желирующие вещества).

В составе морских водорослей обнаружен разнообразный комплекс биологически активных веществ — витаминов. Однако содержание их чрезвычайно непостоянно и зависит от многих факторов, среди которых важнейшими являются вид и стадия развития растения (таблица 13) [84].

Таблица 13 - Содержание витаминов в морских водорослях и в наземных овощах Содержание витаминов в сухом веществе Бурые водоросли Красные водоросли Овощи (салатные, шпинатные, капустные) Аскорбиновая кислота, мг % 3,0-380,0 4,0-830,0 100,0-710,0 p-Каротин, мг % 7,0-20,0 90,0-210,0 30,0-800,0 Тиамин (ВО, мг % 0,03-0,11 0,05-0,46 0,4 - 2,5 Рибофлавин (Вг), мг % 0,02 ~ 0,6 0,1-2,3 0,5-5,7 Пиридоксин (Be), мг % 0,027 1,0 6,8 - 8,0 Никотиновая кислота (РР), мг % 0,3-3,0 0,8-6,8 0,2 - 0,6 Пантотеновая кислота (Вз), мг % 0,02-0,87 0,1 - 1,2 1,0-3,0 Витамин Е (токоферол), мг % - - 13,0 Холин, мг % 2,4-61,8 24,0-488,0 - Инзитол, мг % 6,0-118,0 5,5 - 62,0 - Фолиевая кислота, у% 4,6 - 85,7 5,9-78,2 - Биотин (Н), у% 12,6-28,2 3,7-29,4 - Фолиновая кислота, у% 1,2 — 46,8 2,6-93,2 - Липоновая кислота, у% 9,0-65,5 25,0-98,5 - Витамин В12, у% 0,3 - 7,6 2,5-29,1 -

Таким образом, по общему химическому составу, специфике состава азотистых веществ, липидов и полисахаридов морские водоросли существенно отличаются от наземных растений. Поэтому морское растительное сырье имеет совершенно специфическую промышленную ценность и позволяет получать продукты, которые из наземных растений вырабатывать невозможно. Можно отметить следующие традиционно сложившиеся промышленные направления использования водорослевого сырья.

Пищевая промышленность. Используют непосредственно морские водоросли и водорослевые продукты при изготовлении пищи. Поскольку водоросли не являются питательной основой продуктов питания, их применяют в качестве наполнителей, увеличивающих объем основной массы пищевкусовых компонентов; в качестве загустителей и стабилизаторов; в качестве желирующих добавок; в качестве добавок, способных обогатить традиционный продукт питания специфическими для водорослей компонентами (микроэлементами, витаминами, фикоколлоидами, глутаминовой кислотой и др.). С таких позиций применение морских водорослей в технологии приготовления пищевых продуктов может быть признано целесообразным. Для кулинарного использования водоросли могут заготовляться в мороженом, соленом, мариновоном и сушеном видах.

Еще большее значение для пищевой промышленности имеют получаемые из бурых водорослей альгинаты и, в частности, пищевой альгинат натрия, являющийся натриевой солью альгиновых кислот - полимеров гулуроновой и маннуроновой кислот.

Альгинат натрия не имеет питательной ценности, его значение для пищевой промышленности предопределяется его гидрофильно-коллоидными свойствами: водные растворы альгината обладают высокой вязкостью и образуют гели при взаимодействии с растворами солей и кислот щелочноземельных металлов. Важным свойством растворов альгинатов является их крио- и термостойкость.

Лиофильно-коллоидные свойства альгинатных растворов позволяют их применять в небольших количествах (0,08 - 0,2%) в качестве загустителей, студнеобразователей, гомогенизаторов, эмульгаторов и стабилизаторов во многих отраслях пищевой технологии, где требуется улучшение структурных свойств продукта (производство майонезов, соусов, маргарина, сыра, мороженого, сгущенного какао, кофе, фруктовых соков, кондитерских изделий, при выпечке бисквитов, изготовлении кулинарных блюд: супов, бульонов, соусов, пудингов и др.).

Пищевой альгинат натрия открывает широкие возможности перед пищевой технологией в области улучшения структурно-механических свойств традиционных продуктов питания. Альгинаты получили исключительное широкое применение в пищевой промышленности в том числе в хлебопекарном производстве для улучшения реологических свойств теста [114, 115, 116, 117, 118].

Так, например, добавки из морских водорослей, в том числе и ламинарии, используются при производстве хлебобулочных изделий для лечебно- профилактического питания с целью снижения внутреннего облучения, вызванного такими дозообразующими радионуклидами как стронций-90 и цезий-137 [119, 120, 121].

Фармакология и медицина. В настоящее время многие водорослевые продукты и сами водоросли находят широкое применение в фармакологии и медицине. Бурые водоросли ламинарии в форме гранулированного продукта или порошка эффективно применяются при лечении заболеваний, связанных с нарушением функций щитовидной железы и атеросклеротических формах гипертонических заболеваний. Доказано, что фукоидан оказывает антитромбическое действие, а систематическое употребление ламинарий приводит к увеличению эритроцитов.

Стерильные вязкие растворы альгината натрия успешно применяют для приготовления суспензий и паст, для загущения водорастворимых притираний, жидкостей от ожогов, в качестве связующего при изготовлении таблеток. Есть

данные о применении альгината при производстве биологических фильтров, при зубопротезировании, в качестве компонентов кровоостанавливающих средств (тампонов, порошков) [117, 118, 122],

Совершенно очевидно, что водоросли являются растительным сырьем, содержащим очень ценные для профилактической и лечебной практики вещества. Хотя некоторые водорослевые продукты уже нашли широкое применение в медицине, есть еще много таких фармакологических свойств морских водорослей, которые пока еще не получили научной и практической апробации. Очевидно, фармакологическому изучению наиболее интересных и массовых видов морских водорослей должно быть уделено самое серьезное внимание.

Техническое использование. Водорослевые продукты получили самое широкое применение в разнообразных областях техники. Например, широкое применение альгинатов для технических целей обусловлено коллоидными свойствами их растворов: вязкость, липкость, клейкость, способность желироваться, а нерастворимых в воде альгинатов - их гидрофобными свойствами. В химической промышленности альгинаты используют при изготовлении ионообменников.

В патентной литературе имеются сотни патентов на самые разнообразные и эффективные методы использования альгинатов. За рубежом выпускается до 30 разных марок альгинатов, специализированных для различных областей применения [84].

Таким образом, обобщая изложенные данные можно сделать вывод, что морские водоросли, в частности, бурая морская водоросль - ламинария, по содержанию и качественному составу белков и углеводов значительно уступают наземным растениям, однако они обладают ценными свойствами, которыми не обладает растительное пищевое сырье наземного происхождения. К таким свойствам следует отнести: • способность к набуханию (способность поглощать большое количество воды и увеличиваться при этом в объеме);

способность при растворении в воде образовывать вязкие, клейкие, желирующиеся растворы;

содержание специфических для морской растительности полимеров (альгиновые кислоты, ламинарии и др.) и маннита;

более высокое, чем в наземных растениях, содержание разнообразных макро- и микроэлементов.

В связи с этим морские водоросли в пищевом рационе должны рассматриваться не как источник для покрытия энергетических затрат организма, а как ингредиент диетический (возбуждающий перистальтику кишечника, а также оказывающий стимулирующее, профилактическое и лечебное действие) [99].

Приведенные данные неполно характеризуют все возможные пути использования водорослей в различных областях народного хозяйства. Однако и перечисленного вполне достаточно для того, чтобы отнести водоросли к промышленному сырью большого и перспективного народнохозяйственного значения.

<< | >>
Источник: Цуканова Людмила Николаевна. Совершенствование технологии обогащенных хлебобулочных изделий на основе моделирования рецептурных смесей [Электронный ресурс]: Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01 ,-М.: РГБ, 2005(Из фондов Российской Государственной библиотеки). 2005

Еще по теме 1.4 Химический состав ламинарии и особенности ее применения в хлебопекарных технологиях и других отраслях:

  1. 1.4 Химический состав ламинарии и особенности ее применения в хлебопекарных технологиях и других отраслях