Перспективы люпина как белковой культуры для пищевого применения

В мире вопрос недостаточного для суточного потребления человеком белка призывает ученых к поиску новых альтернативных источников, в том числе растительного происхождения. Перспективным сырьевым источником полноценного белка является люпин, бобы которого содержат все незаменимые аминокислоты, но накапливают при этом некоторое количество алкалоидов, что придает им специфический горьковатый привкус. Для пищевых целей рекомендовано использовать пищевые и малоалкалоидные сорта без горького привкуса, которые хорошо произрастают в России.

Недостаток белковой пищи в организме приводит к нарушению азотистого баланса и водно-солевого обмена, способствует угнетению активности некоторых ферментов. В результате человек страдает от нарушения функций кишечника, дистрофии, сахарного диабета, отеков, снижения иммунитета и общего упадка сил. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) средняя суточная потребность организма в белке только для поддержания азотного обмена оценивается как 0,66 г белка на 1 кг веса тела.

Между тем в мире прогрессирует снижение потребления белка в среднем на 17–22 %. Для минимизации дефицита полноценного протеина учеными в последнее время ведется активный поиск альтернативных источников белка, к которым относятся вторичное сырье животного происхождения, образующееся при выработке мясных, молочных и рыбных изделий, нетрадиционные водные биологические ресурсы, а также растительные источники, прежде всего бобовые культуры.

— Горох, фасоль, чечевица, соя и другие культуры содержат в своих зернах достаточно высокое количество белка, в котором в разных соотношениях имеются все незаменимые аминокислоты. Содержание белка в общей массе семян бобовых находится на уровне 25–30 %. Среди бобовых чаще всего для получения белковых продуктов используется соя. Однако отношение потребителей к данной культуре в последнее время резко ухудшилось по причине широкого распространения генетически модифицированного сырья, — рассказывают специалисты Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна».

Перспективным источником растительного белка и древнейшей возделываемой культурой является люпин. В течение долгого времени его выращивали преимущественно как сидеральное растение, поскольку успех и перспективы многоцелевого использования вида зависят от его селекционных качеств, в частности, от содержания определенного уровня алкалоидов в семенах и зеленой массе. Азот зеленой массы, запахиваемой в почву, корневые и растительные остатки постепенно минерализуются и практически не вымываются. Биологический азот люпина — легкодоступный, экологически чистый и наиболее дешевый вид удобрения. Кроме того, развивающаяся у люпина мощная корневая система (на 2 и более метров) с высокой усваивающей способностью позволяет перемещать из нижних слоев почвы в верхние фосфор, калий, кальций и другие минеральные элементы, не доступные для других культур. Помимо этого, люпин сохраняет в почве положительный баланс гумуса и фиксирует из воздуха до 160–180 кг азота на гектаре посева. Эффективно разуплотняет подплужную подошву, хорошо дренажирует пахотный слой и подпахотные горизонты, улучшает поступление влаги и питательных веществ, уменьшает эрозию почвы. За счет наличия развитой корневой системы в корнеобитаемый горизонт почвы возвращается калий, кальций и другие макро- и микроэлементы, также происходит разложение труднорастворимых фосфатов. В среднем один гектар люпина оставляет в почве около 50–100 кг азота, 30 кг фосфора, 50 кг калия.

В природе встречается более 200 видов люпина. По уровню белка он превосходит многие бобовые и зерновые культуры, его содержание в семенах колеблется от 32,0 до 56,0 %, в нем также много жира (от 5,0 до 12,6 %), углеводов (от 20,0 до 25,0 %), минеральных веществ (от 3,0 до 4,7 %). В белке люпина отмечается повышенное содержание незаменимых аминокислот, в том числе лизина, валина, метионина, треонина, фенилаланина. Белок люпина не только является источником необходимых человеку аминокислот, но и обладает рядом терапевтических эффектов. Кроме ценного пищевого белка, люпин содержит жир, богатый ненасыщенными кислотами и жирорастворимыми витаминами, среди которых токоферолы, стеролы, каротиноиды. По содержанию водорастворимых витаминов группы В, а также аскорбиновой кислоты, люпин значительно превосходит зерновые источники белка (рожь, пшеница).

В люпиновом белке отсутствуют проламины, способные в некоторых случаях вызывать аллергию (глиадин и глютенин). Люпиновая мука используется в пищевой промышленности как источник витаминов, макро- и микроэлементов, продукты переработки семян люпина улучшают деятельность пищеварительной системы и снижают содержание холестерина и токсинов в крови.

В последние годы, с тех пор как были выведены низкоалкалоидные сорта люпина, что сделало возможным его применение в пищевой промышленности, интерес к этой культуре в научных кругах постоянно растет.

Пищевые добавки с использованием продуктов переработки люпина ограничены в количестве его применения в соответствии с нормами предельно допустимых концентраций (ПДК) алкалоидов в пищевых продуктах. По международным нормам содержание алкалоидов в продуктах питания может составлять 200 мг/кг (0,02%), в ряде стран за рубежом — не более 0,02% к массе семян, в России — не более 0,04% к массе семян. Поэтому в перерабатывающей промышленности при включении пищевых добавок в виде люпинового сырья используют малоалкалоидные сорта возделываемых видов люпина. Разрабатываются технологические методы и приемы по снижению содержания алкалоидов в сырье.

Множество исследований показали, что люпиновые мука, белковый изолят и оболочки являются полноценным, функциональным, технологичным и перспективным сырьем для применения в качестве белковых пищевых добавок, в том числе при производстве безглютеновых изделий. Было установлено, что безглютеновые кексы, изготовленные на основе белков из семян узколистного люпина, по сравнению с традиционной технологией, имеют более насыщенные вкусовые характеристики и отличаются высокой биологической и пищевой ценностью.

Анализ мирового опыта применения в пищевой промышленности семян люпина и продуктов его переработки показывает, что для расширения ассортимента и улучшения качества продуктов питания, в том числе и мучных изделий, наиболее перспективной является мука. Она легко диспергируется в сыпучих, пастообразных или жидких средах, что делает ее универсальной добавкой.

Пищевая ценность люпиновой муки определяется сбалансированным содержанием белка (34-46%), жира (3-10%), пищевых волокон (10,6-18,2%) и углеводов (15-22%). Люпин — один из лучших естественных источников аминокислоты аргинин, которая улучшает работу кровеносных сосудов. Волокна являются хорошим пребиотиком.

— Согласно ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» пребиотики — это пищевые вещества, избирательно стимулирующие рост и (или) биологическую активность представителей защитной микрофлоры кишечника человека, способствующие поддержанию ее нормального состава и биологической активности при систематическом потреблении в составе пищевой продукции, — поясняют специалисты Алтайского филиала Центра оценки качества зерна.

Пищевые волокна, содержащиеся в оболочке зерна люпина, до настоящего времени практически не использовались. Но пребиотики (клетчатка, гемицеллюлоза, пектин, лигнин) входящие в их состав, остро необходимы человеку для улучшения работы ЖКТ, а также повышения защитных функций организма.

Недавно ученые РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева разработали хлеб с добавлением люпиновой муки, который подходит для диетического и лечебного питания. Пшеничный хлеб является наиболее популярным продуктом среди населения, но имеет несбалансированный по белку состав. Поэтому уже долгое время ученые пищевых вузов занимаются разработками и успешным внедрением высокобелковых добавок растительного происхождения.

Хочется сказать о перспективах этой сельхозкультуры: узколистный люпин отличается скороспелостью и значительной устойчивостью к холодам, а интерес к использованию его семян на пищевые нужды проявляет широкий круг специалистов во всем мире.

Сейчас люпин в РФ выращивается в основном как кормовая культура. Но, возможно, уже через некоторое время на основе новых сортов будут разработаны нормативные документы для использования люпина на пищевые цели. А пока перед отечественными селекционерами стоит задача создания сортов с пониженным и стабильным содержанием алкалоидов в зерне для массового производства.