Химический состав орляка
Обобщенные данные по составу орляка, произрастающего в березняках предгорных районов Алтая, представлены ниже в табл.1. Влаги в нем содержится на уровне наиболее
сочных зеленых овощей. По количеству белков (26% от сухой массы) папоротник практически не отличается от таких грибов, как опята, а из овощей — от белокочанной
капусты и картофеля.
Сахаров в вайях накапливается до 19%. Это в десятки раз больше, чем в грибах, и сравнимо с их содержанием в картофеле. Благоприятен качественный состав сахаров: более
60% от общего количества составляет глюкоза, до 30% — фруктоза, немного сахарозы; пентозы в вайях представлены рибозой. В определяемых количествах здесь содержится
крахмал (2,75%), который накапливается в основном в верхних частях побегов. Каркас клеток состоит из целлюлозы (12,5%).
Почти в равных с целлюлозой количествах присутствует лигнин (11,7%). По химической структуре это полимер, образованный с помощью ферментов из ароматических спиртов.
Лигнин может как входить в состав клеточных стенок растений, так и связываться с различными компонентами в центральной части клеток. По мере развития растения
инкрустация лигнином клеточных стенок усиливается, и это способствует одревеснению тканей.
Пектиновые вещества и гемицеллюлозы содержатся в орляке почти в равных количествах (5,0; 6,9%). При этом более 60% от суммы пектиновых веществ составляет протопектин,
также способствующий механической прочности тканей. Гемицеллюлозы, или «полуклетчатка»,—еще один вид клеточных полисахаридов, как правило, трудно отделяемых от
пектиновых веществ. Их доля в сухом остатке папоротника составлявт 6%.
Таблица 1. Химический состав орляка обычновенного, % от абс. сухой массы.
Показатели |
± Среднее арифметическое |
± Средняя квадратическая ошибка выборки |
Доверительный интервал при заданном уровне вероятности (P=0,05) |
Коэффициент вариации, % |
Влажность, % | 92,38 | 0,07 | 0,16 | 0,4 |
Белковые вещества | 26,44 | 0,07 | 0,16 | 7,9 |
Сахара | 28,66 | 0,53 | 1,15 | 12,9 |
В том числе: |
глюкоза | 12,26 | 0,05 | 0,15 | 0,9 |
фруктоза | 5,72 | 0,08 | 0,24 | 3,2 |
сахароза | 0,49 | 0,02 | 0,08 | 12,9 |
рибоза | 0,22 | 0,01 | 0,02 | 7,2 |
Крахмал | 2,75 | 0,08 | - | - |
Гемицеллюлозы | 5,00 | 0,04 | 0,14 | 2,1 |
Пектиновые вещества | 6,90 | 0,04 | 0,12 | 1,4 |
Целлюлоза | 12,48 | 0,38 | 0,82 | 13,8 |
Лигнин | 11,71 | 0,31 | 0,67 | 12,1 |
Дубильные вещества | 2,10 | 0,07 | 0,23 | 8,4 |
Липиды | 4,57 | 0,02 | 0,07 | 1,2 |
Зола | 9,07 | 0,10 | 0,31 | 2,6 |
Лигнин, протопектин и гемицеллюлозы заполняют в клеточных стенках межмолекулярные пространства целлюлозы. В молодых клетках это преимущественно пектин и протопектин,
а в старых — гемицеллюлозы и лигнин. Комплекс таких веществ носит название «пищевые волокна». И если раньше их считали «балластными» веществами, то в настоящее
время подчеркивается физиологическая роль каждого из компонентов пищевых волокон. Так, целлюлоза предопределяет структуру пищи, формирует ее консистенцию и
положительно влияет на процессы пищеварения, лигниин способен прочно сорбировать токсины и бактерии, пектиновые вещества снижают уровень холестерина в организме,
наряду с целлюлозой и другими волокнами препятствуют ожирению, образованию камней в желчном и почках, диабету, возникновению злокачественных новообразований.
В орляке таких волокон содержится 36% от общего состава, что следует считать положительным фактором. К такому же выводу пришли в Японии после изучения химического
состава целого ряда дикорастущих растений. Из 49 видов по содержанию диетических волокон были выделены орляк, осмунда и страусник.
Из других соединений в сухом остатке орляка в незначительном количестве присутствуют липиды (4,6%) и дубильные вещества (2,1%). Последние играют в растениях
защитную роль, их состав значительно меняется при переработке, формируя цвет, вкус и аромат продукта. По мере роста синтез дубильных веществ усиливается и количество
их растет от 1,5% в мае до 7—8% в июле.
Пищевую ценность продуктов определяет не только химический состав. Особое внимание следует обращать на биологическую полноценность белков, наличие
физиологическиактивных веществ, безвредность продукта и некоторые другие характеристики.
При изучении состава растворимых белковых веществ папоротника нами установлено, что на долю альбуминов приходится 37%, спирторастворимых белков — 16%
и щелочерастворимых—47%. При гидролизе белков определено 17 аминокислот, из которых незаменимые составляют 38,6%. Преобладают глутаминовая (15,5%)
и аспарагиновая (11,0%) аминокислоты, а из незаменимых — лейцин (9,3%) и лизин (7,2%). Последние особенно важны: недостаток лизина приводит к нарушению
кровообращения, к истощению мышц, снижает содержание эритроцитов в крови, лейцин участвует в процессе роста молодого организма. Однако в белках мало метионина,
лишь в следовых количествах обнаружен цистин, что определенным образом сказывается на сбалансированности белка по аминокислотному составу (табл. 2).
Содержание аминокислот в 1 г белка папоротника довольно велико и по большинству незаменимых превышает содержание их в белке-эталоне.
Аминокислотный скор их выше 100%. В этом плане белки папоротника близки к белкам грибов, хотя лимитирующей аминокислотой белков опят является изолейцин.
Таблица 2
Аминокислота | Папоротник | Опёнок осенний |
орляк | Эталон по ФАО/ВОЗ* | Аминокислотный скор, % | Мг в 1 г белка грибов | Аминокислотный скор, % |
мг в 1 г белка |
Изолейцин | 41 | 40 | 103 | 32 | 80 |
Лейцин | 93 | 70 | 133 | 96 | 140 |
Лизин | 72 | 55 | 131 | 80 | 145 |
Метионин + цистин | 21 | 35 | 60 | 46 | 131 |
Фенилаланин + тирозин | 90 | 60 | 150 | 73 | 122 |
Треонин | 52 | 40 | 130 | 51 | 128 |
Триптофан | 13 | 10 | 130 | 10 | 100 |
Валин | 54 | 50 | 108 | 96 | 192 |
* ФАО/ВОЗ — Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН/Всемирная организация здравоохранения.
Как известно, белки пищевых продуктов только тогда хорошо усваиваются организмом человека, когда полностью сбалансированы по составу аминокислот. Наличие какой-либо
лимитирующей аминокислоты резко снижает значимость данного белка для организма. Более полно отражает сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к
выбранному эталону коэффициент утилитарности амнокислотного состава белка, а также показатель «сопоставимой избыточности». Для белков орляка из-за дефицита
метионина и цистина коэффициент утилитарности 0,495, для белков опят несколько выше—0,528. Это превышает коэффициент утилитарности белков муки (0,405), но
значительно ниже коэффициента белков мяса (говядина — 0,826). По массе не утилизируемых организмом незаменимых аминокислот белки папоротника близки к белкам
зерновых продуктов и грибов, хотя несколько уступают им. Сопоставимая избыточность (с) для белков орляка — 36,7, опят — 19,7, муки — 30,8. В то же время в белках
мяса в «избытке» при усвоении остается совсем мало аминокислот (с == 7,6).
Таким образом, по биологической ценности белки папоротника орляка близки к белкам зерновых продуктов, которые считаются легкоусвояемыми, и грибов, но уступают
белкам животного происхождения.
Наряду с благоприятным аминокислотным составом желательно, чтобы пищевые продукты содержали в достаточном количестве витамины. В этом плане папоротник не отстает
от многих видов растений. Нами установлено содержание в нем каротина, токоферолов, рибофлавина и никотиновой кислоты (табл. 3). Если исходить из норм потребления
витаминов, то орляк можно считать поставщиком каротина. Всего 130 г его достаточно для удовлетворения суточной потребности. С этой точки зрения он близок к зеленым
овощам: салату, петрушке, укропу. По сравнению с овощами в папоротнике много α-токоферола: орляк можно сравнить зеленым горошком и шпинатом, наиболее богатыми
витамином Е. Рибофлавин в папоротнике находится на уровне его содержания в основных овощах: в количественном отношении он приближается салату, но его меньше,
чем луке, шпинате, зеленом горошке. Витамина РР (никотиновой кислоты) немного — в 7 раз меньше, чем в зеленом горошке, в 2 раза меньше, чем салате и шпинате,
но почти столько, сколько и в других, овощах.
Таблица 3
Витамины | Суточная потребность человека | Орляк обыкновенный | Овощи |
Среднее арифметическое | Доверительный интервал при заданном уровне вероятности (P=0,05) | Коэффициент вариации, % | Лук-перо |
Салат | Шпинат | Зеленый горошек |
Каротины (провитамин А) | 1,5 | 1,13 | 0,05 | 4,0 | 2,00 | 1,75 | 4,50 | 0,40 |
α-токоферол (Е) | 20-30 | 2,67 | 0,04 | 3,5 | 1,60 | 0,66 | 2,50 | 2,60 |
Рибофлавин (В2) | 02-03 | 0,06 | 0,01 | 14,3 | 0,10 | 0,08 | 0,25 | 0,19 |
Ниацин (никотиновая кислота, РР) | 15-25 | 0,29 | 0,02 | 7,3 | 0,30 | 0,65 | 0,60 | 2,00 |
Таким образом, физиологическое значение орляка с точки зрения его витаминной ценности заключается в следующем: употребление папоротника благоприятно сказывается на
процессах роста, на состоянии тканей и слизистых оболочек, помогает формированию скелета, обмену веществ, деятельности нервной системы, повышает мышечную
работоспособность, улучшает состояние эндокринной системы. В целом папоротник считается дополнительным источником каротина и токоферолов.
Из минеральных веществ; в папоротнике обнаружено достаточное количество калия и магния, есть натрий, кальций, а из микроэлементов—целый ряд участвующих в
кроветворении (железо, кобальт,медь), а также связанных с костеобразованием (марганец). Из других элементов в папоротнике много алюминия, цинка, серебра.
По элементарному составу золы папоротник можно сравнить со щавелем и луком.
Изучая зольные элементы различных папоротников, обнаружены были также никель, хром, молибден, ванадий и др. Установлено, что в начале вегетации вайи орляка из
всех элементов более интенсивно накапливают фосфор, а в фазе спороношения — свинец. В орляке, кроме того, обнаружен кремний, проявляющийся в стенках черешка
и прожилках листьев зрелых вай.
Из органических кислот в орляке выявлены яблочная, лимонная, аконитовая, кофейная, ферулиновая, протокахетовая и др. Для всех видов папоротников характерно
присутствие шикимовой кислоты.
Определенный интерес у исследователей вызывают флавоноидные соединения орляка. В его экстрактах обнаружены астрагалин, изокверцетрин, рутин, а также сесквитерпены,
экдизоны, цианогенные гликозиды, таннины. Предполагается, что эти соединения способствуют выживаемости папоротника и благодаря им папоротник губительно действует
на насекомых. Главная причина этого заключена, видимо, в свойствах дубильных веществ.
Из цианогенных гликозидов в папоротнике обнаружен пруназин, присутствующий, однако, не во всех популяциях. Папоротник, не содержащий гликозида, охотно поедается
животными. В то же время в литературе описано немало случаев отравления животных при поедания орляка. Свежее растение считается условно ядовитым, однако по
поводу источника отравления все еще ведется полемика. Одни авторы указывают, что причина здесь в содержании орляково-дубильной кислоты, способной накапливаться
в организме и вызывать гибель животных, другие основной причиной считают присутствие алкалоидов и дубильных веществ, фермента тиаминазы, разрушающей в организме
тиамин, шикимовой кислоты и таннина, птерозина и птерозидов — производных I-инданона. Однако,по заключению последних авторов, ядовитый вещества папоротника
разрушаются при его переработке.
Представителем экдизонов в папоротнике является экдистерон, обладающий стимулирующим действием, снижающий содержание холестерина в крови, ингибирующий рост клеток
саркомы и некоторых раковых опухолей.
Таким образом, физиологически активные вещества орляка могут оказывать на организм человека как положительное, так и нежелательное действие. Безвредность продукта
должна на обеспечиваться соответствующей технологией его переработки.
|