CHIA SEEDS AS A VALUABLE SOURCE OF NUTRITIONAL AND BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS
CHIA SEEDS AS A VALUABLE SOURCE OF NUTRITIONAL AND BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS
Abstract
The work presents an analysis of foreign researchers' data on the accumulation of the main nutritional components, vitamins, minerals and other valuable substances in chia seeds, which determine their important pharmacological properties. Salvia hispanica L. is an annual herbaceous plant, the height of which varies from about 60 to 180 cm with a branched stem; leaves are subopposite from 4 to 8 cm long and from 3 to 5 cm wide with varying degrees of pubescence. Chia extracts obtained using different extractants contain polysaccharides, fatty acids, macro- and microelements, flavonoids, phenylpropanoids and vitamins. These extracts exhibit anti-inflammatory, hypoglycaemic, hypocholesterolemic and antioxidant activities in vitro and in vivo.
1. Введение
Шалфей испанский (Salvia hispanica L.), в народе чиа, естественным образом произрастает в тропических и субтропических регионах, минимальная и максимальная температура роста растения составляет от 11°C до 36°C соответственно, с оптимальным диапазоном роста от 16°C до 26°C
, , . Отличительной особенностью шалфея испанского является низкое потребление воды в период выращивания, таким образом, растение хорошо адаптировано к засушливым и полузасушливым климатическим условиям. Имеются сведения, что шалфей испанский – способен произрастать и вызревать в природно-климатических условиях Российской Федерации, в частности в южных регионах Крыма, тогда как возможность вызревания семян шалфея на территории России только изучается. В настоящее время растение выращивается в Австралии, Боливии, Колумбии, Гватемале, Мексике, Перу и Аргентине, а также в Индии, Китае и некоторых странах Европы , , , .Исторические записи свидетельствуют, что Salvia hispanica L. использовалась наряду с кукурузой, фасолью и амарантом древними мезоамериканскими культурами — ацтеками и майя — для приготовления народных лекарств и пищи. В доколумбовых обществах это была вторая основная культура после фасоли. В общинах ацтеков чиа использовалась в пищу, косметике и религиозных ритуалах
, .Шалфей испанский относится к семейству Яснотковые (Lamiaceae). Это семейство растений включает около 250 родов и около 7,9 тысяч видов, среди которых такие широко используемые растения, как базилик, мята, розмарин, мелисса и др. Род Шалфей (Salvia) включает более 700 видов. Наиболее важными являются Salvia officinalis, Salvia sclarea и Salvia hispanica
, .2. Химический состав
Состав Salvia hispanica L. не был объектом многочисленных исследований. Семена чиа состоят из белков (15-25%), жиров (30– 33%), углеводы (26-41%), пищевые волокна с высоким содержанием клетчатки (18-30%), зола (4-5%), минеральные вещества, витамины и сухое вещество (90-93%). Он также содержит большое количество антиоксидантов
, , . При изучении масла и его состава были выявлены 52 соединения. Идентифицировали 42 химических компонента и обнаружили, что в составе масла преобладали β-кариофиллен, глобулол, γ-муролен, β-пинен, α-гумулен, гермакрен-В и виддрол , , , .
Рисунок 1 - Насыщенные жирные кислоты
Рисунок 2 - Мононенасыщенные жирные кислоты
Рисунок 3 - Полиненасыщенные жирные кислоты
В семенах шалфея было выявлено высокое содержание белка, жиров, углеводов, пищевых волокон, золы. Семена чиа являются источником растительного белка, который составляет примерно 18–24% их массы. Белок составляет 15–25% от массы семян. Основным запасным белком, содержащимся в семенах чиа, является глобулин, на долю которого приходится 52% от общего содержания белка. Альбумины (17%), глютелины (14%) и проламины (12%) - другие белки, содержащиеся в меньшем количестве , , .
Рисунок 4 - Незаменимые аминокислоты
Рисунок 5 - Заменимые аминокислоты
Таблица 1 - Витаминный и минеральный состав семян Salvia hispanica L
№ п/п | Витамины и минеральные вещества | Содержание веществ в 100 г |
1 | Витамин С, мг | 51,05 |
2 | Витамин В1, мг | 0,71 |
3 | Витамин В2, мг | 0,22 |
4 | Кальций, мг | 633,05 |
5 | Фосфор, мг | 862,04 |
6 | Магний, мг | 337,15 |
7 | Калий, мг | 408,17 |
8 | Железо, мг | 7,72 |
9 | Цинк, мг | 4,65 |
10 | Медь, мг | 0,91 |
11 | Марганец, мг | 2,72 |
12 | Селен, мкг | 55,22 |
Камедь семян шалфея имеет потенциал для промышленного использования из-за большого количества полисахаридов (слизей), состоит из D-ксилопиранозила, D-глюкопиранозила и 4-О-метил-D-глюкопиранозилуроновой кислоты в соотношении 2:1:1
, , .
Рисунок 6 - Полифенольные соединения
Содержатся изофлавоны, такие как дайдзеин (6,6 мкг/г), глицитеин (0,5 мкг/г), генистеин (5,1 мкг/г), глицитин (1,4 мкг/г), (3,4 мкг/г), показано наличие кампестерола (472 мг/кг липидов), стигмастерола (1248 мг/кг липидов), β-ситостерола (2057 мг/кг липидов) и 5-авенастерола
, . Кроме того, было обнаружено, что семена чиа также содержат токоферолы: α-токоферол (8 мг/кг липидов), γ-токоферол (422 мг/кг липидов) и δ-токоферол (15 мг/кг липидов) , , .Исследования, проведенные в Базиликате, Южная Италия, показали вторичные метаболиты в листьях и семенах, и показали наличие флавоноидов, включая два необычных соединения: ацетилвитексин и ацетилориент, о которых ранее никогда не сообщалось в семействе Lamiaceae. Розмариновая кислота и даидзеин являются основными компонентами, обнаруженными в семенах чиа, наряду с кофейной кислотой, мицертином, кверцетином
, .3. Фармакологическая активность
Семена шалфея являются важным источником омега-3, белков и антиоксидантов, и поэтому их используют, как пищевую добавку. Семена чиа и их масло содержат большое количество природных антиоксидантов, таких как токоферолы, фитостеролы, каротиноиды и полифенольные соединения. Полифенольные соединения являются наиболее важными комплексами, которые способствуют антиоксидантной активности семян чиа
, .Преимущества жирной кислоты омега-3 для организма человека включают следующее: снижение содержания трех глицеридов и уровня холестерина, противовоспалительная активность, кардиопротекторная и гепатопротекторная активность, антидиабетическое действие и защита от рака, артрита и аутоиммунных заболеваний. Между тем, преимущества омега-6 включают противовоспалительную, антигипертензивную, антикоагулянтную и противораковую активности
, , .Полисахариды, содержащиеся в семенах шалфея, полезны в качестве растворимых пищевых волокон и приводят к образованию геля, окружающего семена при гидратации. Сообщается, что эта слизь в основном состоит из полисахаридов и обладает исключительными физическими свойствами благодаря высокому соотношению растворимых и нерастворимых волокон. Она поглощает воды в 27 раз больше собственного веса. Гелеобразующий феномен возникает при пережевывании семян и продолжается в желудке. Эта слизь оказывает важное влияние на питание и здоровье благодаря: успокаивающему действию на пищеварительный тракт; созданию барьера для ферментов, следовательно, замедлению и уменьшению распада сложных углеводов на сахара; ощущению сытости за счет увеличения объема гидратной массы; увеличению вязкости болюса, которое затем медленно протекает в кишечном тракте, и это делает пищеварение более эффективным и продлевает чувство сытости; растворимым волокнам, образующим слизь, действующим как пробиотик и регулирующим уровень сахара и холестерина в крови
, , , .Оценили влияние семян чиа на наличие гипогликемической активности. Было онаружено, что у крыс, которых кормили высокожировой диетой с высоким содержанием фруктозы, в которой соевое масло было заменено маслом семян чиа, или высокожировой диетой с высоким содержанием фруктозы, содержащей 13,3% семян чиа, наблюдалась более высокая толерантность как к высокому уровню глюкозы, так и к высокому уровню инсулина по сравнению с крысами, которых кормили стандартной высокожировой диетой с высоким содержанием фруктозы. Этот эффект повышения толерантности к глюкозе и инсулину наблюдался как при краткосрочном (6-недельном), так и при долгосрочном (12-недельном) диетическом питании. Кроме того, у группы животных, потреблявших семена S. hispanica, наблюдалось снижение концентрации неэтерифицированных жирных кислот в крови. Кроме того, у этих животных снизился уровень маркеров повреждения гепатоцитов, а именно аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ), которые, как правило, повышаются при диете с высоким содержанием жиров и фруктозы , , , .
Было исследовано наличие гиполипидемического действия, выявлено, что у крыс, получавших рацион, содержащий семена S. hispanica или муку из семян, уровень триглицеридов, холестерина, липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) в крови был ниже, чем у контрольных крыс, получавших казеиновый и безбелковый рацион. Кроме того, у этих животных был повышен уровень липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) по сравнению с контрольной группой. Исследование также показало, что семена S. hispanica обладают гипогликемическим действием , , , .
Проводились исследования по влиянию сырья шалфея на образование камней в почках. Наблюдалось снижение уровня кальция, оксалатов и фосфатов в моче, что указывает на то, что экстракт семян чиа предотвращает образование камней в почках. Исследования in vitro показали, что экстракт семян чиа предотвращает образование камней из оксалата кальция, подавляя начальные стадии формирования кристаллов CaOx, включая зарождение, агрегацию и рост. Авторы предположили, что за эту активность отвечают флавоноиды, содержащиеся в семенах чиа, в основном кверцетин, который благодаря своему антиоксидантному потенциалу предотвращает образование камней в почках
, .Семена шалфея и масло из них можно использовать в качестве ингредиентов для получения функциональных продуктов питания, например, в хлебобулочных изделиях. Семена не содержат глютена. Целиакия в последнее время стала одним из самых важных пищевых заболеваний, и диеты без глютена все чаще встречаются, но они в большинстве случаев несбалансированные и бедны клетчаткой, железом, кальцием и богаты насыщенными жирами. Добавление чиа в безглютеновую муку улучшает ее питательные качества и не оказывает негативного влияния на органолептические показатели. Поэтому растет использование семян в пищевой промышленности для производства хлеба, батончиков, печенья и продуктов для завтрака, особенно в США, Латинской Америке и Австралии. Известно, что цельные или предварительно увлажненные семена дают лучшие результаты по сравнению с молотыми семенами для производства хлеба с точки зрения меньшего удельного объема и более высокой твердости. Концентрация семян влияет на текстуру и цвет, но не на вкус хлеба, идеальное количество семян чиа составляет 3%
, , , .Семена шалфея получили широкое применение в косметологии. Содержащиеся в семенах фенольные кислоты, обладают антиоксидантными и противомикробными свойствами, которые особенно широко используется в косметологии. Эти соединения можно найти как в общедоступных косметических средствах, так и в профессиональных препаратах, используемых для процедур в салонах красоты. Процедуры с применением этих кислот препятствуют фотостарению кожи, а также обладают депигментирующими свойствами, контролируя активность тирозиназы, которая поддерживает равномерную пигментацию кожи. Кроме того, фенольные кислоты облегчают симптомы акне и атопического дерматита , .
4. Заключение
В последние годы семена чиа набирают популярность в пищевой, диетической и косметической промышленности не только благодаря своему ценному химическому составу и биологической активности, но и из-за своей доступности. Семена чиа содержат полезные для здоровья жирные кислоты омега-3 и омега-6 в соотношении 3:1. Жирные кислоты снижают накопление липидов. Эффективно контролируют окисление жирных кислот в адипоцитах, что помогает подавлять воспалительные маркеры, связанные с ожирением. Семена чиа являются хорошим выбором полезного масла для поддержания сбалансированного липидного профиля сыворотки крови. Однако, в отличие от витамина Е и коэнзима Q10, клиническая оценка биологической активности и безопасности семян чиа in vivo все еще ограничена. Кроме того, необходимо изучить подробности о механизмах гиполипидемического действия китайских семян и сравнить их с таковыми у изолированных жирных кислот омега-3 и омега-6.
Семена чиа можно рассматривать как перспективный компонент оздоровительной пищи с большим биологическим и технологическим потенциалом. Однако, как и другие перспективные растения и продукты природного происхождения, шалфей испанский требует проведения доскональных исследований на людях для определения его безопасности, механизмов действия, а также эффективности.