ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПИНАМБУРА В МЕДИЦИНСКИХ ЦЕЛЯХ
Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России
ГБОУ ВПО Северо-Осетинская государственная медицинская академия Минздрава России
Рассмотрены результаты научных исследований по разработке новых лечебных и профилактических средств на основе биологически-активных веществ топинамбура, выполненных в Пятигорском медико-фармацевтическом институте – филиале ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России. Установлено, что инулин-пектиновый концентрат, фруктозосодержащий продукт (паста), фруктозосодержащий сироп, порошок клубней топинамбура, таблетки клубней топинамбура, таблетки клубней топинамбура с кислотой аскорбиновой, пектоинулин проявляют выраженные детоксицирующие свойства. Выявлена отчетливая гипогликемическая активность инулин-пектинового концентрата, пектоинулина, композиции пектоинулина с таурином «Пектоинулин Т» и выраженное ранозаживляющее и противовоспалительное действие экстракта травы топинамбура сухого.
топинамбур
инулин
пектин
инулин-пектиновый концентрат
пектоинулин
фруктозосодержащий сироп
фруктозосодержащий продукт
таурин
флавоноиды
экстракт травы топинамбура
гипогликемическая активность
детоксицирующие свойства
сахарный диабет
1. Белоусова А.Л. Исследование травы топинамбура и создание лекарственных препаратов на его основе: дис. ... канд. фармац. наук. – Пятигорск, 2004. – 163с.
2. Выбор условий извлечения пектина из клубней топинамбура (Helianthus tuberosus L.) с использованием ферментного препарата Максазим NNP K / М.Т. Кисиева, Н.С. Зяблицева, В.А. Компанцев и др. // Вестник РУДН. Серия: Медицина. – 2010. – № 4. – С.237-239.
3. Гипогликемическая активность пектоинулина с таурином / Н.С. Зяблицева, М.Т. Кисиева, В.А. Компанцев и др. // Вестник РУДН. Серия: Медицина. – 2011. – № 4. – С.131-134.
4. Зяблицева Н.С. Изучение полисахаридов клубней топинамбура и создание на их основе лечебно-профилактических средств: дис. … канд. фармац. наук. – Пятигорск, 1998. – 157с.
10. Совершенствование способа получения сиропа фруктозосодержащего из клубней топинамбура / М.Т. Кисиева, Н.С. Зяблицева, В.А. Компанцев и др. // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). – 2012. – Т. 109, № 2. – С.102-103.
11. Топинамбур, химическое и фармакогностическое исследования, применение в медицинских и пищевых целях / Н.С. Зяблицева, А.Л. Белоусова, В.А. Компанцев и др. – Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2010. – 136 с.
Создание лекарственных средств на основе растительного сырья, способных задерживать старение организма, связывать и выводить из организма вредные вещества, препятствовать развитию болезней всегда является актуальным. Уникальным по химическому составу растительным сырьем является топинамбур (Helianthus tuberosus), клубни которого содержат значительные количества полисахаридов инулина и пектина.
Результаты исследований по изучению возможностей использования топинамбура и биологически активных веществ из этого растения показывают, что лекарственные средства и продукты на основе клубней и травы топинамбура обладают широким спектром биологического действия.
В народной медицине топинамбур находит широкое применение при лечении больных сахарным диабетом, атеросклерозом, заболеваний сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта, а также для устранения косметических дефектов. Применяются как клубни, так и трава (стебли, листья, цветки) в виде настоев и отваров .
В результате многолетних научных исследований сотрудниками Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России разработан ряд новых лечебных и профилактических средств на основе биологически-активных веществ (БАВ) топинамбура. Поскольку в качестве одной из задач проводимых исследований являлось рациональное комплексное использование исходного растительного сырья, то авторами была изучена возможность использования и подземной, и надземной частей топинамбура. На основе клубней разработаны инулин, инулин-пектиновый концентрат, порошок клубней топинамбура, таблетки клубней топинамбура, таблетки клубней топинамбура с кислотой аскорбиновой, фруктозосодержащая паста, фруктозосодержащие сиропы, пектоинулин и лекарственное средство «Пектоинулин Т», а на основе травы топинамбура - экстракт травы топинамбура сухой. Проведенные фармакологические исследования позволили положительно оценить их лечебные и профилактические свойства и рекомендовать для использования в медицинских или пищевых целях.
В результате химических исследований, проведенных на базе Пятигорского медико-фармацевтического института (ПМФИ), изучен качественный и количественный состав углеводов, аминокислот, минеральных веществ клубней и основных групп биологически активных веществ травы топинамбура, установлена природа и физико-химические свойства некоторых наиболее важных БАВ. На основании фармакогностических исследований выявлены основные морфолого-анатомические признаки, позволяющие проводить диагностику сырья.
Сотрудниками ПМФИ разработан и запатентован способ получения инулина из клубней топинамбура, пригодного для медицинских и пищевых целей, отличающегося достаточной степенью чистоты. Разработанный способ позволяет получать продукт как из сырых клубней, так и из порошка клубней топинамбура, и сделать более доступной его очистку. Способ сопровождается практически полной регенерацией вспомогательных реактивов и сорбентов (спирта этилового, кальция карбоната, анионита, катионита, алюминия оксида). При использовании свежих клубней выход инулина от содержания в сырье составляет 87 %, при использовании сухих измельченных клубней (порошка) - до 91 % .
В последние десятилетия глубокие исследования посвящены поиску и изучению подслащивающих веществ, используемых в пищевой и фармацевтической промышленностях. Значительного внимания заслуживает использование фруктозы как подслащивающего вещества. Поэтому другим перспективным направлением переработки инулинсодержащего сырья является получение фруктозы и фруктозосодержащих продуктов. Фруктозу можно получить путем кислотного или ферментативного гидролиза инулина или инулинсодержащих экстрактов. Поскольку выделение фруктозы в чистом виде является дорогостоящей операцией, становится весьма актуальным поиск простых технологических решений получения фруктозосодержащих продуктов .
Сотрудниками ПМФИ разработан и запатентован способ получения фруктозосодержащего продукта (пасты) из топинамбура, полностью содержащего весь уникальный комплекс БАВ сырья - сырых клубней или порошка клубней топинамбура . Для придания конечному продукту сладкого вкуса без добавления посторонних подслащивающих средств предусматривается проведение кислотного гидролиза полифруктозанов сырья до моносахаридов и олигосахаридов. Одновременно происходит гидролиз - экстрагирование протопектина, на долю которого приходится большая часть пектиновых веществ клубней топинамбура, и перевод его в водорастворимую форму. В результате повышаются антитоксические свойства конечного продукта.
С целью расширения сырьевых возможностей, а также исключения сезонности в работе перерабатывающих предприятий разработан способ получения порошка клубней топинамбура, который используется авторами в качестве исходного сырья в производстве различных продуктов лечебного и профилактического назначения, в том числе инулина и инулин-пектинового концентрата. Порошок клубней топинамбура содержит весь комплекс БАВ исходного сырья и может применяться как самостоятельный лечебно-профилактический продукт. Однако практическое использование порошка внутрь (per os) весьма неудобно. Поэтому была разработана наиболее простая и удобная лекарственная форма для производства, хранения и применения - таблетки клубней топинамбура. С целью улучшения органолептических свойств и расширения спектра фармакологического действия разработаны таблетки клубней топинамбура с кислотой аскорбиновой [1,4].
Установлено, что инулин-пектиновый концентрат, фруктозосодержащий продукт (паста), фруктозосодержащий сироп, порошок клубней топинамбура, таблетки клубней топинамбура, таблетки клубней топинамбура с кислотой аскорбиновой, пектоинулин проявляют выраженные детоксицирующие свойства, способны связывать и выводить из организма ионы тяжелых металлов, в том числе радионуклиды, и другие токсины (холестерин, остатки желчных кислот). Выявлена выраженная гипогликемическая активность инулин-пектинового концентрата, пектоинулина и лекарственного средства «Пектоинулин Т».
Сотрудниками ПМФИ установлено, что трава топинамбура содержит флавоноиды, дубильные вещества, органические кислоты, витамины и другие вещества гидрофильной природы (белки, полисахариды) и является перспективным сырьем для создания фитопрепаратов лечебного и профилактического назначения. Разработан способ получения экстракта травы топинамбура сухого, обладающего выраженной ранозаживляющей и противовоспалительной активностью .
Результаты исследований, проведенных в Пятигорском медико-фармацевтическом институте - филиале ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, убедительно показывают, что топинамбур является ценным природным источником БАВ и перспективным сырьем для получения различных лечебных и профилактических средств.
Рецензенты:
Оганесян Э.Т., д.фарм.н., профессор, заведующий кафедрой органической химии Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ, Минздрава России, г. Волгоград.
Василенко Ю.К., д.м.н., профессор кафедры биологической химии и микробиологии Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, г. Волгоград.
Зяблицева Н.С., Зяблицева Н.С., Белоусова А.Л., Компанцев В.А., Кисиева М.Т. ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПИНАМБУРА В МЕДИЦИНСКИХ ЦЕЛЯХ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3.;
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПИТАТЕЛЬНОСТЬ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ И КЛУБНЕЙ ТОПИНАМБУРА В СРАВНЕНИИ С ДРУГИМИ КУЛЬТУРАМИ<
топинамбур
химический состав
питательность топинамбура
1. Антонян Л.Г. Использование метанового брожения для переработки и утилизации отходов топинамбура / А.Г. Антонян, А.М. Балаян, Э.Г. Африкян // Биотехнология. – 2005. – № 2. – С. 4.
2. Вавилов П.П. Топинсолнечник и земляная груша / П.П. Вавилов, А.А. Кондратьев // Новые кормовые культуры. – М., 1975. – С. 248–277.
3. Велитюк Л.Г. Технологические факторы производства молока. – М.: Знание, 1987. – С. 64.
4. Виноградов А.П. Закономерности распределения микроэлементов, микроэлементы в жизни растений и животных // Мат-лы. конф. по микроэлементам. – М., 1952. – С. 6-20.
5. Калашников А.П. Научно-технический прогресс в животноводстве. – М.: Знание, 1987. – С. 64.
6. Кочнев Н.К. Медико-биологические свойства топинамбура / Н.К. Кочнев, М.Ю. Газин. – М.: Биоритм, 2000.
7. Кочнев Н.К. Топинамбур – биоэнергетическая культура ХХI века / Н.К. Кочнев, М.В. Калиничева. – М., 2002. – С. 76.
8. Новоселов Ю.К. Проблемы и пути повышения устойчивого полевого кормопроизводства // Кормовые ресурсы России и пути рационального их использования. – Уфа, 1995. – С. 20–27.
9. Плохотников А.В. Топинамбур в кормопроизводстве Сибири / А.В. Плохотников, Н.К. Кочнев // Кормопроизводство. – 1992. – № 3. – С. 17.
10. Попов А.В. Основы биологической химии животных с зоотехническим анализом / А.В. Попов и др. – М.: Колос, 1983. – С. 267.
11. Сутурин А.Н. Перспективы возделывания топинамбура в Восточной Сибири / А.Н. Сутурин и др. // Сибирский вестн. – 2001. – № 1–2. – С. 58–65.
12. Сутурин, А.Н. Перспективы возделывания топинамбура в Восточной Сибири / А.Н. Сутурин и др. // Сибирский вестн. – 2001. – № 1–2. – С. 58–65.
14. Эйхе Э.П. Топинамбур или земляная груша. – М.: Изд-во АН СССР. – 1957. – С. 57–62.
Важным фактором укрепления кормовой базы животноводства является внедрение в производство наиболее высокопродуктивных и ценных по качеству сортов и перспективных кормовых культур.
В решении проблемы улучшения кормления сельскохозяйственных животных, уменьшения доли концентратов в их рационах основополагающую роль играет увеличение производства зеленых, сочных и грубых кормов высокого качества. Однако в настоящее время производство кормов не отвечает потребностям животноводства, как по объему, так и по качеству. Получаемые корма не сбалансированы по питательности, в том числе и по белку. Наблюдается низкое использование зеленых кормов: 6–8 % при потребности 30 %. Это происходит из-за несовершенства зеленого конвейера при сравнительно коротком вегетационном периоде.
Цель исследования – провести обзорный анализ данных по химическому составу и питательной ценности зеленой массы и клубней топинамбура, полученных рядом ученых, включая собственные исследования.
Полный химический анализ кормов был проведен в химической лаборатории КрасНИПТИЖ и в аккредитованной лаборатории ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» (аттестат аккредитации № РОСС RU. 000121 ПО11 от 23 мая 2001 г.).
Животные получают зеленую массу всего 110–140 дней. К тому же до 80–85 % ее не сбалансировано по протеину. Поэтому появляется необходимость продлить зеленый конвейер до 150–170 дней за счет подбора нетрадиционных, высокобелковых культур [2, 3, 5].
Опыт научных учреждений и передовой практики животноводства Российской Федерации свидетельствует о целесообразности увеличения в структуре посевных площадей высокоэнергетических кормовых культур.
Следовательно, в развитии полевого кормопроизводства первостепенное значение отводится высокоэнергетическим кормовым культурам. Повышение урожайности высокоэнергетических кормовых культур по энергетической и протеиновой полноценности будет осуществляться на основе увеличения их в структуре до 70–75 %, а также внедрение растений высокоурожайных сортов, адаптированных к конкретным природно-климатическим условиям выращивания .
В последние годы находят широкое распространение посевы нетрадиционных высокоэнергетических культур, таких как топинамбур.
По данным проф. И.С. Попова , кормовой эквивалент топинамбура равен 13,3, что соответствует 22,2 корм. ед. в 100 кг зеленой массы. В ней содержится переваримых питательных веществ: протеина – 3,0 %, белка – 1,2 %, жира – 0,6 %, клетчатки – 5,6 и безазотистых экстрактивных веществ – 14,9 %, золы – 3,9.
Ценность топинамбура как кормовой, овощной, технической и лечебной культуры обусловлена прежде всего химическим составом растения. Сутурин, Кочнев, Плохотников, Таничева и др. [11, 6, 7, 9] провели исследования химического состава и питательной ценности топинамбура (табл. 1).
Таблица 1
Химический состав и питательность зеленой массы коллекционных образцов топинамбура
Сорт | Сахар, % | Химический состав, % | Питательность 1 кг корма, г | ||||||
Сухое вещество | БЭВ | Сырая | Каротин, мг | Р | Са | ||||
клетчатка | зола | белок | |||||||
Горноалтайский | |||||||||
Австрийский | |||||||||
Тамбовский красный | |||||||||
Венгерский | |||||||||
Скороспелка | |||||||||
Белый урожайный | |||||||||
Commun | - | - | |||||||
Бланк | |||||||||
Интерес 21 | |||||||||
Находка |
Одним из наиболее ценных и количественно преобладающих углеводных компонентов топинамбура является инулин. Инулин содержится преимущественно в клубнях топинамбура совместно с сахарами (от 13 до 20 % в первоначальной влажности); значительно меньше его содержится в стеблях (2–4 %) и совершенно отсутствует он в листьях растения.
По данным Э.П. Эйхе , в зеленой массе топинамбура содержится в сыром веществе (в %): воды – 66,5–74,6, протеина – 2,8–3,6, белка – 2,2–2,8, жира – 0,5–0,9, клетчатки – 5,7–7,7, БЭВ – 12,2–18,7, золы – 2,4–4,4.
Из данных табл. 3 видно, что клубни топинамбура содержат клетчатку и богатый набор минеральных элементов, в том числе (мг % в сухом веществе): железа – 10,1; марганца – 44,0; кальция – 78,8; магния – 31,7; калия – 1382,5; натрия – 17,2. Топинамбур активно аккумулирует кремний из почвы, и в клубнях содержится этого элемента до 8 % в расчете в сухом веществе. По содержанию железа, кремния и цинка топинамбур превосходит картофель, морковь и свеклу.
Таблица 2
Вид растения | Фаза вегетации | Cu | Zn | Mn | Fe | Mo | Co |
Девясил высокий | До бутонизации | 2,69 ± 0,86 | 22,92 ± 1,19 | 32,95 ± 22,09 | 382,4 ± 0,01 | 0,07 ± 0,02 | 0,56 ± 0,37 |
Бутонизация | 2,69 ± 0,36 | 22,92 ± 0,96 | 32,96 ± 1,19 | 382,4 ± 22,1 | 0,07 ± 0,01 | 0,55 ± 0,02 | |
Цветение | 1,33 ± 0,29 | 18,36 ± 4,81 | 22,4 ± 3,66 | 269,3 ± 7,11 | 0,049 ± 0,011 | 0,17 ± 0,08 | |
Сульфия пронзеннолистная | До бутонизации | 2,98 ± 0,20 | 9,93 ± 1,52 | 67,85 ± 3,80 | 237,4 ± 32,20 | 0,045 ± 0,023 | 0,56 ± 0,29 |
Бутонизация | 2,71 ± 0,20 | 11,75 ± 4,20 | 48,34 ± 9,14 | 322,16 ± 90,11 | 0,097 ± 0,06 | 0,51 ± 0,05 | |
Цветение | 2,18 ± 0,10 | 13,57 ± 0,10 | 50,24 ± 1,98 | 93,65 ± 1,05 | 0,04 ± 0,01 | 0,47 ± 0,05 | |
Топинамбур, сорт Интерес | До бутонизации | 3,66 ± 1,67 | 13,61 ± 0,87 | 32,38 ± 5,85 | 202,76 ± 26,10 | 0,04 ± 0,01 | 0,48 ± 0,12 |
Бутонизация | 1,37 ± 0,34 | 23,50 ± 2,10 | 52,93 ± 7,22 | 168,92 ± 22,29 | 0,03 ± 0,004 | 0,48 ± 0,1 | |
Цветение | 2,18 ± 0,10 | 13,57 ± 0,10 | 50,24 ± 2,0 | 93,65 ± 1,05 | 0,04 ± 0,01 | 0,47 ± 0,049 | |
Топинамбур, сорт Скороспелка | До бутонизации | 1,83 ± 0,46 | 17,01 ± 5,04 | 32,14 ± 10,49 | 163,22 ± 21,39 | 0,05 ± 0,01 | 0,46 ± 0,13 |
Бутонизация | 2,5 ± 0,41 | 12,17 ± 1,47 | 39,72 ± 3,98 | 112,11 ± 12,69 | 0,05 ± 0,01 | 0,42 ± 0,06 | |
Цветение | 2,77 ± 0,38 | 12,58 ± 0,33 | 49,18 ± 4,88 | 75,66 ± 7,56 | 0,05 ± 0,01 | 0,41 ± 0,07 | |
Клубни | 2,33 ± 0,41 | 13,41 ± 0,46 | 38,39 ± 5,38 | 120 ± 40,95 | 0,05 ± 0,01 | 0,43 ± 0,11 |
Таблица 3
Микроэлементный состав зеленой массы и клубней топинамбура, мг/кг в сухом веществе
Элемент | |||
в зеленой массе | в клубнях | ||
Co | |||
Be | |||
Zn | |||
Cu | |||
Mn | |||
Mo | |||
Li | |||
Ni | |||
Pb | |||
B | |||
Cr | |||
V | |||
Ba | |||
Sr | |||
Cd | |||
Sc | |||
Ag | |||
Ti |
Нами также изучен химический состав клубней топинамбура в Шушенском районе (колхоз «Россия») и учебном хозяйстве «Миндерлинское» (табл. 4).
Листья топинамбура примерно в два-три раза богаче азотистыми веществами, чем стебли; кроме того, азотистые вещества листьев представлены в основном белками и только в незначительной доле амидами.
Из табл. 4 видно, что химический состав клубней топинамбура в хозяйствах Красноярского края значительных различий не имеет. Однако сухих веществ в клубнях топинамбура, выращенного в Шушенском районе, больше на 2,68 абс. %, чем в Сухобузимском районе, что, вероятно, связано с более благоприятными почвенно-климатическими условиями.
Таблица 4
Сравнительный химический состав клубней топинамбура
Показатель | Колхоз «Россия», Шушенский район | Учебное хозяйство «Миндерлинское», Сухобузимский район |
Влага, % | 72,13 ± 0,25 | 74,81 ± 0,19 |
Сухое вещество, % | 27,87 ± 0,19 | 25,19 ± 0,20 |
Сырая зола, % | 1,36 ± 0,03 | 1,34 ± 0,07 |
Зола, нерастворимая в соляной кислоте, % | 0,17 ± 0,01 | 0,24 ± 0,03 |
Сырая клетчатка, % | 4,01 ± 0,05 | 3,87 ± 0,20 |
Сырой жир, % | 0,23 ± 0,01 | 0,25 ± 0,02 |
Сахар, % | 4,55 ± 0,10 | 4,46 ± 0,90 |
Сырой протеин, % | 2,94 ± 0,05 | 2,91 ± 0,70 |
Каротин, мг/кг | 5,0 ± 0,01 | 5,0 ± 0,90 |
Кальций, % | 0,031 ± 0,002 | 0,027 ± 0,04 |
Фосфор, % | 0,055 ± 0,009 | 0,053 ± 0,03 |
Кормовые единицы, корм. ед. | 0,33 ± 0,13 | 0,3 ± 0,21 |
Резких колебаний содержания микроэлементов по фазам вегетации не наблюдалось. Однако меди больше содержится в растении до бутонизации, чем в фазу бутонизации, на 2,24 мг/кг. Марганца наоборот больше в фазу бутонизации, чем в фазу до бутонизации на 22,5 мг/кг, а в фазу цветения только на 3,51 мг/кг.
Цинка больше на 22,5 мг/кг в фазу бутонизации, чем до бутонизации.
Вывод
Топинамбур характеризуется достаточно высокими питательными свойствами. Возделывание его позволит значительно сократить посевы озимой ржи в системе зеленого конвейера и уменьшить в кормовом балансе долю концентратов. Высокие кормовые достоинства выдвигают его в число перспективных кормовых растений, он должен стать дополнительной культурой в кормопроизводстве.
Аникиенко Т.И. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПИТАТЕЛЬНОСТЬ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ И КЛУБНЕЙ ТОПИНАМБУРА В СРАВНЕНИИ С ДРУГИМИ КУЛЬТУРАМИ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 9-2. – С. 278-282;
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)