Пищевые добавки на основе льна

В современных условиях возрастают требования к пищевым продуктам — они должны не только соответствовать сформировавшимся, традиционным вкусам потребителей,но и относится к категории продуктов здорового питания, т.е. не вредить человеческому организму, а укреплять и оздоравливать его.
 
На протяжении XX в. перед технологами мукомольного производства стояла задача выделить из перерабатываемого зерна как можно больше эндосперма, в максимальной степени отделяя его от оболочек и других частей зерновки. Такая позиция соответствовала концепции питания, учитывающей пищевую и энергетическую ценность пищевых продуктов. Однако при этом мука вследствие удаления оболочек и других периферийных частей зерновки была крайне обеднена макро- и микроэлементами.

В процессе развития науки о питании спектр необходимых для жизнедеятельности организма пищевых веществ был значительно расширен, и возникла новая концепция — концепция адекватного питания, в которой необходимым компонентом пищи были признаны не только полезные, но и балластные вещества (пищевые волокна), а на ее основе была разработана концепция функционального питания [4, 5], в рамках которой ученые ГНУ ВНИИЗ создают новые направления переработки зерна различных сельскохозяйственных культур.

Известно, что в развитых странах первое место по летальному исходу занимают сердечно-сосудистые заболевания и рак — около 75% смертей, как констатирует ООН. Учитывая необходимость профилактики подобных заболеваний, пищевая и перерабатывающая отрасли промышленности должны претворять в жизнь стратегическую задачу создания таких продуктов, которые позволят улучшить и сохранить здоровье нации. Одним из главных направлений этой работы является выявление новых источников биологически ценных пищевых продуктов. В развитых странах в последние десятилетия потребление льняного семени и масла из льна переживает настоящий бум,что можно объяснить, сопоставив причины смертности и биохимический состав льняного семени.
 
Так, в Канаде, где смертность от рака занимает первое место, принята специальная национальная программа по льну, рекомендующая включать до 12% семян льна в хлебобулочные изделия. Согласно исследованиям Канадского совета по льну, компоненты семян льна w-3, лигнаны и пищевые волокна можно использовать в качестве лечебных добавок.
 
Известно, что противораковый эффект льняного семени заключается в содержащихся в нем лигнанах — фитохимических веществах, имеющих широкий спектр биологической активности с антибактериальным, антивирусным и антигрибковым эффектом. Помимо лигнанов противораковым действием обладают полиненасыщенная жирная кислота (ПНЖК) w-З и растворимые пищевые волокна. По данным зарубежных ученых, ценные ПНЖК называют эликсиром молодости.
 
В связи с лечебными свойствами льняного семени, для профилактики рака и сердечнососудистых заболеваний лён должен стать сырьем не только для масложировой продукции, но и для производства широкого ассортимента продуктов: хлебобулочных, крупяных, кондитерских, кулинарных, а также пищевых добавок на основе полученных промежуточных продуктов переработки льна со значительным содержанием  w-З, лигнанов, пищевых волокон, макро-  и микронутриентов.
 

 
Однако в нашей стране до сих пор отсутствует государственный стандарт на семена льна и продукты его переработки пищевого назначения. Согласно ГОСТ 10582-76 «Семена льна масличного. Промышленное сырье. Технические условия», семена льна предназначены для промышленной переработки, хотя имеются глубокие и интересные исследования льна как пищевого сырья. В целом для проведения такой работы требуется взаимодействие ученых различных отраслей сельского хозяйства, науки и промышленности в рамках федеральной целевой программы «Развитие льняного комплекса России на период до 2020 г.». Для успешного решения обозначенной проблемы ученые ГНУ ВНИИЛ и ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии объединили свои усилия.
 
В 2005 г. впервые ученые ГНУ ВНИИЛ (академик РАСХН А.А. Жученко (мл.); доктор биол. наук Т.А. Рожмина; ст, науч. сотр. Т.С. Киселёва; ст. науч. сотр. ЛМ. Голубева; канд. биол. наук И.В. Ущаповский; канд. с.-х. наук ИМ. Лошакова: канд. биол. наук Т.В. Крылова) создали отечественный сорт масличного льна пищевого назначения ЛМ 98 (патент № 2655 от 13.04.2005). 
 
Для России данный сорт уникален, поскольку авторы создали его специально для продовольственных целей с учетом необходимости сохранения функциональных свойств льна в процессе хранения и переработки в пищевую и фармацевтическую продукцию. Отличительные особенности данного сорта — желтая окраска семени, тонкая его оболочка и низкое содержание линоленовой кислоты, что обеспечивает существенный экономический эффект за счет значительного увеличения продолжительности хранения масла. Так, содержание линоленовой кислоты в масле составляет 4%, линолевой — 68,9%. 
Данное соотношение кислот приближается к рекомендованному совместным Комитетом пищевой и сельскохозяйственной организации и Всемирной организацией здоровья.
 
Сорт позднеспелый, урожайность семян — 16,3 ц/га, содержание масла -42,8 %, устойчив к полеганию, осыпанию и болезням (ржавчина, фузариозное увядание). Сорт включен в Госреестр селекционных достижений РФ с 2008 г. по Средне-волжскому и Восточно-Сибирскому регионам.
 
В соответствии с современными требованиями здорового питания, ученые ГНУ ВНИИЗ разработали концепцию мукомольного процесса, максимально использующего фитохимический потенциал перерабатываемого сырья. Эта концепция предусматривает, прежде всего, создание технологий помола зерновых и крупяных культур, позволяющих получать новые продукты переработки зерна на основе разделения зерновки или семени на отдельные анатомические части, в зависимости от их целевого назначения, что будет способствовать укреплению и поддержанию здоровья человека.
 

 
Поскольку главным источником лигнанов и пищевых волокон является семенная оболочка, ПНЖК — зародыш и эндосперм семени льна, белок — эндосперм и зародыш, то перед мукомолами стоит задача разделения семени льна на семенные оболочки, зародыш и эндосперм как источники веществ, используемые для профилактики онкологических, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, почечных заболеваний, сахарного диабета, артрита и укрепления иммунной системы. 
 

ГНУ ВНИИЗ под руководством директора Л.И. Мачихиной провел поисковые исследования в направлении получения новых видов продуктов на основе использования семян нового сорта льна ЛМ 98. Поскольку до настоящего времени исследования в нашей стране по применению семян льна в пищевых целях проводились только на сортах с темноокрашенными семенами масличного льна и льна-долгунца, то представляет большой интерес исследование отечественного продовольственного сорта льна со светлоокрашенными семенами. В связи с этим исследовали 3 пробы льна, полученные от ГНУ ВНИИЛ: две (1 и 2) — лён светлоокрашенный масличный; одна (3) — лён темноокрашенный масличный. Все пробы урожая 2010 г.
 
Пробы семян льна были проанализированы по стандартизированным показателям качества в соответствии с ГОСТ 10582-76 «Семена льна масличного. Промышленное сырье. Технические условия», разработчиком которого является ГНУ ВНИИЗ. Дополнительно были определены масса 1000 семян и зольность. Установлено, что по физическим свойствам сорта темно- и светлоокрашенных семян льна значительно различаются.
 
В результате проведенной в ГНУ ВНИИЗ поисковой работы также установлено, что существует возможность получения из семян льна, как минимум, трех видов продуктов: крупы, крупки и муки с разным гранулометрическим составом. Решение этого комплекса задач позволит проводить извлечение и определять возможности использования извлеченных компонентов на те или иные лечебные цели с наибольшей целесообразностью.
 
Для выявления технологических свойств льняной необезжиренной муки провели переработку семян льна по предварительной технологической схеме, получив льняную нативную муку и льняные нативные отруби. У проб 1 и 2 выход муки составил соответственно 70 и 65%. Далее оценивали качество полученной муки, свойства клейковины в пшеничной муке при добавлении льняной муки и льняных отрубей. Установлено, что при введении до 10% льняной муки клейковина из смеси пшеничной и льняной муки отмывается, однако увеличение количества льняной муки приводит к существенному расслаблению клейковины и препятствует агрегированию кусочков клейковины — она становится несвязной, особенно при ручном способе. Такое влияние характерно именно для муки, полученной по новой технологии, в отличие от технологии, описанной в работе И. Э. Миневич , где получены данные по укреплению клейковины.
 
Но, поскольку главная цель работы — исследование функциональных свойств семян льна, то было определено содержание жира в продуктах его переработки. В отличие от пшеничных муки и отрубей, в льняной муке содержание жира выше, чем в отрубях, что объясняется анатомическим строением семян льна: зародыш, содержащий основное количество жира, находится внутри семени.
 
В табл. 4 и 5 приведены результаты определения с помощью газовой капиллярной хроматографии по ГОСТ Р 51483-99 содержания основных жирных кислот льняного семени, льняной муки и отрубей, пшеничной муки и смесей, составленных из пшеничной муки с добавлением льняной муки и отрубей.
 
 
Как видно из полученных результатов, сумма полиненасыщенных жирных кислот (первые 3 строчки табл. А) составляет в льняном семени — 86,30%, в льняной муки — 87,21%, в льняных отрубях — 87,44%, т.е. жир льняного семени состоит в основном из полиненасыщенных жирных кислот (линоленовой, линолевой и олеиновой). Анализ полученных результатов показывает, что добавление 20% льняной муки увеличивает содержание жира в смеси на 5,92% (в 11,8 раза, по сравнению с пшеничной мукой), добавление 15% отрубей увеличивает содержание жира в смеси на 2,31% (в 5,2 раза, по сравнению с пшеничной мукой). Удельный вес линолевой и линоленовой кислот выше в жире отрубей, но в силу того, что мука содержит больше жира, общее содержание этих кислот выше в льняной муке. Хлеб, приготовленный из смеси пшеничной муки с добавлением льняной муки и отрубей, содержит, по сравнению с контролем, больше линоленовой кислоты — соответственно в 12,5 и 5,4 раз, линолевой — в 12,9 и 5,6 раз, олеиновой — в 11,5 и 5,2 раза.

Таким образом, можно сделать вывод: жирнокислотный состав нового сорта пищевого льна ЛМ 98 близок к пшеничной муке, что обеспечивает возможность его лучшего хранения, по сравнению с другими сортами масличного льна. В свою очередь, высокое содержание жира в льняной муке и отрубях позволит обогатить пшеничную муку жирными кислотами w-3 и w-6 и тем самым получить новые продукты с повышенными пищевыми, биологическими и лечебными свойствами.
 

 
Для обогащения пшеничной муки можно использовать льняной шрот после отжима масла из льняного семени. Этот шрот авторы статьи называют полуобезжиренной мукой. Содержание жира в нем, по сравнению с исходным сырьем, в 8 раз меньше. Внесение даже 20% такой муки обогатит хлеб только пищевыми волокнами и белком, но практически исключит такой ценный компонент льняного семени, как полиненасыщенные жирные кислоты типа w-З и w-6.
 
Проведенная нами оценка качества хлеба, приготовленного из пшеничной муки односортного помола 70%-ного выхода с добавлением льняной муки односортного помола и льняных отрубей, показала, что такой важный показатель, как объемный выход при выпечке хлеба из смеси пшеничной и льняной муки или льняных отрубей соответствовал требованиям к пшеничной муке высшего и 1 -го сортов, имел значения около 400 см3 и выше (406-500 см3) при формоустойчивости 0,38-0,67. 
 
Лишь при выпечке хлеба с льняной мукой пробы 2 в двух вариантах: пшеничная мука + 10% льняной муки и пшеничная мука +15% льняной муки, этот показатель был ниже нормы (0,35) и имел значения 0,22, вследствие длительной расстойки. Также в хлебе из смеси пшеничной + 20% льняной муки значения объемного выхода и формоустойчивости были ниже нормы (табл. 6). 
 
Полученные результаты свидетельствуют о необходимости соблюдения определенной дозы добавления льняной муки и льняных отрубей в изделия. В частности, для хлебобулочных изделий, по-видимому, максимальной является доза 10% от массы муки при меньшей продолжительности расстойки полуфабрикатов, по сравнению с изделиями из одной только пшеничной муки.

Суммарная органолептическая оценка была достаточно высокой и составила 8-10 баллов. При этом качество мякиша было оценено в 4-5 баллов, за исключением пробы с добавлением 20% льняной муки — соответственно 6 и 3 балла (рис. 4).
Хорошие показатели качества также были получены при выпечке хлеба из смеси пшеничной муки и льняных отрубей (рис. 5).

Однако наибольшим достоинством хлеба с добавлением льняной муки и льняных отрубей следует считать его потребительские свойства, в первую очередь вкус и запах. Экспертной дегустационной комиссией ГНУ ВНИИЗ был отмечен очень приятный, хорошо выраженный, характерный вкус у хлеба с добавлением льняной муки и льняных отрубей. При этом наивысшую оценку получил хлеб с содержанием 10 и 15% льняных отрубей.
 

 
Таким образом, анализ готового хлеба с добавлением льняной муки и льняных отрубей позволил сделать вывод, что семена льна, представленного ГНУ ВНИИЛ, не только отвечают требованиям, предъявляемым к продовольственным семенам, но и придают хлебобулочным изделиями великолепные потребительские свойства, внося в рацион крайне важные вещества функционального назначения.
 
В настоящее время исследования продолжаются. Результатом разработки технологического регламента переработки пищевого льна станет целый комплекс продуктов лечебно-профилактического и функционального назначения. 
 
Например, отруби — источник полезных пищевых волокон и лигнанов, льняная крупка — источник льняного масла, льняная мука — источник белков и ПНЖК (w-З и w-6, микронизированное семя льна и льняные нативные хлопья — комплексные лечебно-профилактические и пищевые препараты. 
 
Полученные новые продукты переработки семян льна могут быть использованы как в пищевой, так и в фармацевтической и медицинской промышленности.