УДК 636.52/.58:637.4.04/.07
DOI 10.30975/2073-4999-2019-21-1-27-29

БИОФОРТИФИКАЦИЯ КУРИНОГО ЯЙЦА МИКРОНУТРИЕНТАМИ

BIOFORTIFICATION OF HEN'S EGG WITH MICRONUTRIENTS


Коденцова В.М, главный научный сотрудник, д-р биол. наук
V.M. Kodentsova, chief researcher, Dr.Sci. in Biology
ФГБУН Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи (ФГБУН «ФИЦ пи- тания и биотехнологии»)
FSBSI “Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety” (Federal Research Center of Nutrition and Biotechnology)

Рисник Д.В., ведущий научный сотрудник, канд. биол. наук
D.V. Risnik, leading researcher, PhD in Biology
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Lomonosov Moscow State University
Стефанова И.Л., главный научный сотрудник, д-р техн. наук
I.L. Stefanova, chief researcher, Dr.Sci. in Technics
«Всероссийский научно-исследовательский институт птицеперерабатывающей промышленности» — филиал ФНЦ «ВНИТИП» РАН (ВНИИПП)
“All-Russian Scientific Research Institute of Poultry Processing Industry” — Branch of FSC ARRTPI RAS (ARSRIPPI)

Аннотация: Обзор посвящен перспективам обогащения куриного яйца микронутриентами путем добавления в корм птице витаминов, микроэлементов и полиненасыщенных жирных кислот
Abstract: The review is devoted to the prospects of enriching chicken eggs with micronutrients by adding vitamins, trace elements, polyunsaturated fatty acids to feed


бследования последних лет свидетельствуют о том, что полностью обеспечены всеми необходимыми витаминами 14% взрослых и 16,8% детей старше 4 лет [1, 2]. Полигиповитаминоз наблюдается у 39,6% детей и около 22% взрослых [2]. Наиболее часто у взрослого населения отмечается дефицит витаминов D, В2 и бетакаротина [1]. Недостаток витамина D имеет место у 52–90% населения разных регионов. Дефицит витаминов группы В у взрослого населения обнаруживается значительно чаще, чем других витаминов (С, А, Е). В рационе жителей РФ на фоне природного йоддефицита не хватает также кальция, ряда микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).

Недостаточная обеспеченность витаминами и минеральными веществами является фактором риска развития многих алиментарно-зависимых заболеваний (атеросклероз, гипертоническая болезнь, гиперлипидемия, ожирение, сахарный диабет, остеопороз, подагра, некоторые злокачественные новообразования), замедляет физическое и нервно-психическое развитие детей, приводит к снижению работоспособности и продолжительности жизни взрослого населения.

Поскольку для большинства взрослого и детского населения характерен недостаток потребления с пищей сразу нескольких микронутриентов (витаминов, минеральных веществ) и полиненасыщенных жирных кислот, а в организме витамины образуют между собой межвитаминные метаболические сети, целесообразным является обогащение рациона комплексом, а не отдельными микронутриентами [3]. Для этих целей используют витаминные и витаминно-минеральные комплексы (ВМК) или включают в рацион обогащенные микронутриентами пищевые продукты промышленного производства [4]. Между тем, по данным Росстата, ВМК употребляют только половина детского и четверть взрослого населения.

Технологическое обогащение витаминами пищевых продуктов массового потребления — это непосредственное добавление одного или нескольких витаминов (премиксов) в процессе производства с обязательным указанием их содержания в готовом продукте.

Обогащение является экономически эффективным способом увеличения потребления витаминов и минеральных веществ, особенно в группах риска недостаточного потребления. Оценка программы обогащения зерновых продуктов в США по критериям «затраты — выгода» и «затраты — эффективность» показала, что она не только способствует поддержанию здоровья населения, но и обеспечивает экономический эффект [4].

В торговой сети РФ присутствует весьма небольшое количество обогащенных пищевых продуктов. С одной стороны, это обусловлено незначительным их производством, а с другой — недостаточным уровнем знаний среди населения о роли витаминов в поддержании здоровья.

Общепризнанным компонентом функциональных пищевых продуктов с определенной пищевой ценностью является куриное яйцо, которое повсеместно используется в питании всех категорий населения, то есть является пищевым продуктом массового потребления. К тому же, если до недавнего времени диетологи ограничивали потребление яиц, мотивируя это высоким содержанием в них холестерина, то в последнее время новые исследования показали, что этот продукт не связан с повышением риска сердечно-сосудистых заболеваний [5]. Имеются сведения о том, что лютеин из яйца усваивается лучше, чем из шпината, а использование в рационе приготовленных целых яиц одновременно с салатом изсвежих овощей повышает усвоение α-и γ-токоферолов, а также каротиноидов из растительной пищи [6].  Перспективными направлениями в увеличении объемов потребления микронутриентов населением являются:

• биофортификация (bio-addition, biofortification), то есть обогащение продукции птицеводства путем добавления эссенциальных пищевых веществ в корма животных;

• уменьшение в рационе животных содержания нежелательных компонентов (например, холестерина) за счет введения в него различных сорбентов.

Рассмотрим биофортификацию продукта витаминами [7]. Известно, что интерес к куриному яйцу, как  идеальному объекту, микронутриентная ценность которого может быть повышена естественным  способом за счет обогащения витаминами и минеральными веществами рациона кур-несушек, продолжает сохраняться многие годы.

Несомненным преимуществом биофортификации яиц является биотрансформация в организме кур добавленных в корма синтетических витаминов в их естественные формы. В итоге человек потребляет витамины в натуральном виде в отличие от непосредственного добавления синтетических витаминов в ходе технологического обогащения пищевой продукции.

При содержании в корме витаминов ниже норм, рекомендуемых для кур-несушек, их уровень в яйце находится на минимальном уровне. Увеличение количества большинства витаминов в рационе кур сопровождается постепенным нелинейным ростом их уровня в целом яйце [7]. Зависимость концентрации витамина в яйце от его содержания в корме имеет вид кривой насыщения, то есть показатель постепенно растет и достигает плато. Наличие оптимального содержания витаминов и каротиноидов в корме птицы позволяет достичь их максимального уровня в яйце, что превращает его в хороший источник витаминов D, Е, группы В и каротиноидов для человека. Одно такое яйцо может обеспечить поступление до 40–50% от рекомендуемой нормы потребления (РНП) витаминов D, В12, К, пантотеновой кислоты, 30% — витамина Е, 20% — фолата, 10% — витамина А, 12% — витамина В2, до 30% — от адекватного уровня потребления лютеина [7]. Таким образом, биофортифицированное яйцо отвечает критерию обогащенной витаминами пищевой продукции, когда одна порция содержит не менее 15% от рекомендуемого суточного потребления микронутриента и превращает его в природный функциональный пищевой продукт массового потребления. Эффективным способом повышения содержания витамина D в яйце является облучение кур ультрафиолетовым светом или их свободный выгул при естественном солнечном свете. В яйце, полученном от кур, облучаемых ультрафиолетом по 3 ч ежедневно, в течение четырех недель, и вскармливаемых на рационе с адекватным уровнем витамина D3 (3000 МЕ/кг корма), уровень витамина D (в форме холекальциферола  и 25-гидроксихолекальциферола) обычно достигает 2,5 мкг. Это почти в пять раз превышает соответствующий показатель в яйцах кур, получавших такой же рацион, но не подвергавшихся облучению ультрафиолетовой лампой на уровне ног (доза на расстоянии 20 см составляет 76 мкВт/см2) [8]. Любопытно, что эндогенное образование витамина происходит в основном в ногах кур, где меньше всего оперения. К аналогичному увеличению уровня витамина D  приводит и естественная солнечная инсоляция. Содержание витамина D3 в яичном желтке птиц, которые подвергались воздействию естественного солнечного света (открытый и закрытый / открытый способ содержания), в 3–4раза (р<0,001) превышало содержание витамина D3 в яичном желтке кур, содержавшихся в закрытом помещении [10].

Так, концентрация витамина D3 в яичном желтке птиц на свободном выгуле составила 14,3 мкг/100 г сухого вещества против 3,8 мкг/100 г в яйцах кур, содержащихся в закрытом помещении. В этой связи в условиях полного отсутствия в России производства по синтезу витаминов, когда потребность в них обеспечивается только за счет импорта, способ обогащения витамином D путем воздействия на птицу природного фактора может в какой-то мере служить выходом из сложившейся в стране ситуации.

Метод биофортификации яиц полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) применил в своем исследовании А.Ш. Кавтарашвили с соавторами [11]. Добавление в корм несушек льняного семени приводит к повышению в яичном желтке содержания альфа-линоленовой кислоты (АЛК). Включение в рацион кур хлореллы Chlorella fusca обеспечивает обогащение яиц преимущественно альфа-линоленовой кислотой. Добавление в корм рыбьего жира, содержащего полиненасыщенные жирные кислоты омега-3 — докоза гексаеновую кислоту (ДГК), эйкозапентаеновую кислоту (ЭПК) и АЛК, приводит к увеличению содержания этих ПНЖК в желтке куриного яйца, однако недостатком продукта является рыбный запах.

Лишенным этого недостатка способом является включение в рацион кур-несушек биомассы (125 или 250 мг/100 г корма) автотрофных микроводорослей (Phaeodactylum tricornutum, Nannochloropsis oculata, Isochrysis galbana) с высоким содержанием ПНЖК омега-3, что приводит к увеличению в яичном желтке в основном ДГК. Наибольшей эффективностью обогащения ПНЖК омега-3 до уровня 90 мг ДГК в одном яйце обладает Phaeodactylum tricornutum и Isochrysis galbana. Цвет желтка при этом изменяется от желтого до интенсивного красного цвета за счет перехода в него каротиноидов из микроводорослей. Учитывая, что потребление 250 мг ПНЖК омега-3 в день обеспечивает профилактику сердечно-сосудистых заболеваний, следует признать такое обогащение весьма полезным.

Биофортификация яиц микроэлементами была изучена А.Ш. Кавтарашвили с соавторами [12]. Путем обогащения корма птицы микроэлементами до оптимального уровня можно получить яйца с максимальным содержанием селена, йода, цинка. В ходе сравнительных исследований с использованием в качестве источника селена селенита, селенсодержащих дрожжей или органического селена, полученного в результате реакции неорганического селена с ферментативно гидролизованным белком, был сделан вывод о преимуществах использования именно органических форм селена в дозе 0,3 мг/кг корма.

Таким образом, путем обогащения корма птицы витаминами до оптимального уровня можно получить яйца с максимальным содержанием витаминов, каротиноидов, а также ПНЖК омега-3, что заметно повышает их витаминную ценность до уровня, отвечающего критериям для обогащенной пищевой продукции (от 15 до 50% от РНП в одной порции).

Другим направлением в создании функциональных яиц является уменьшение в них количества насыщенных жиров и холестерина, содержание которых в 100 г может достигать 3 г и  200–300  мг  соответственно. В большинстве исследований основное внимание уделяется генетическому отбору или модификации рациона кур-несушек.

Введение в рацион кур в течение 1,5 месяцев хитозана (ежедневно по 10 или 20 мг на 1 кг живой массы) сопровождалось уменьшением в желтке куриного яйца содержания холестерина в 1,5–2 раза, витамина А — соответственно на 13 и 20% (Р0,05), витамина Е — на 30%, лютеина — на 17%, но не влияло на содержание общих липидов и уровень витамина В2 в целом яйце [13]. При низкой дозе сорбента наблюдалось увеличение уровня фосфолипидов желтка в 1,8 раза. Оптимальным для улучшения пищевых качеств куриного яйца является добавление в рацион кур хитозана в дозе 10 мг/кг, которое при незначительном уменьшении содержания жирорастворимых витаминов и каротиноидов заметно снижает уровень холестерина и повышает концентрацию фосфолипидов.

В настоящее время биофортификация куриных яиц витаминами, микроэлементами и ПНЖК признана в мире перспективной стратегией увеличения потребления населением этих микронутриентов, и, в конечном счете, поддержания здоровья и долголетия населения.

Литература

1. Коденцова В.М. Характеристика обеспеченности витаминами взрослого населения Российской

Федерации / В.М. Коденцова, Н.А. Бекетова, Д.Б. Никитюк, В.А. Тутельян // Профилактическая медицина. — 2018. — № 21(4). — С. 32–37; doi: 10.17116/profmed201821432.

2. Коденцова В.М. Витаминная обеспеченность взрослого населения Российской Федерации (1987–2017 гг.) / В.М. Коденцова, О.А. Вржесинская, Д.Б. Никитюк, В.А. Тутельян // Вопросы питания. — 2018. — Т. 87. —№ 4. — С. 62–68; doi: 10.24411/0042-88332018-10043.

3. Коденцова В.М. Обеспеченность населения России микронутриентами и возможности ее коррекции. Состояние проблемы / В.М. Коденцова, О.А. Вржесинская, Д.В. Рисник, Д.Б. Никитюк, В.А. Тутельян // Вопросы питания. — 2017. — Т. 86. — № 4. — С. 113– 124; doi: 10.24411/0042-8833-2017-00067.

4. Коденцова В.М. Анализ отечественного и международного опыта использования обогащенных

витаминами пищевых продуктов / В.М. Коденцова, О.А. Вржесинская // Вопросы питания. — 2016. — Т. 85. — № 2. — С. 31–50.

5. Richard C., Cristall L., Fleming E., Lewis E.D., Ricupero M., Jacobs R.L., Field C.J. Impact

of egg consumption on cardiovascular risk factors in individuals with type 2 diabetes and at risk

for developing diabetes: a systematic review of randomized nutritional intervention

studies // Can J. Diabetes. — 2017. — 41(4). —P. 453–463; doi: 10.1016/j.jcjd.2016.12.002.

6. Kim J.E., Ferruzzi M.G., Campbell W.W. Egg consumption increases vitamin E absorption from

co-consumed raw mixed vegetables in healthy young men // J. Nutr. — 2016. —№ 146(11). — P. 2199–2205.

7. Кавтарашвили А.Ш. Биофортификация куриного яйца. Витамины и каротиноиды.

/ А.Ш. Кавтарашвили, В.К. Мазо, В.М. Коденцова, Д.В. Рисник, И.Л. Стефанова // Сель

скохозяйственная биология. — 2017. — Т. 52(6). — С. 1094–1104; doi: 10.15389/

agrobiology.2017.6.1094rus.

8. Schutkowski A., Krämer J., Kluge H., Hirche F., Krombholz A., Theumer T., Stangl G.I. UVB

exposure of farm animals: study on a

food-based strategy to bridge the gap between current vitamin D intakes and dietary targets // PLoS

One. — 2013. — 8(7). — e69418. doi:10.1371/journal.pone.0069418.

9. Kühn J., Schutkowski A., Hirche F., Baur A.C., Mielenz N., Stangl G.I. Non-linear increase of

vitamin D content in eggs from chicks treated with increasing exposure times of ultraviolet light

// J. Steroid Biochem.& Mol. Biol. — 2015. — № 148. — P. 7–13; doi:  10.1016/j.jsbmb.2014.10.015.

10. Kühn J., Schutkowski A., Kluge H., Hirche F., Stangl G.I. Free-range farming: a natural alter

native to produce vitamin D-enriched eggs // Nutrition. — 2014. — № 30(4). — P. 481–484; doi: 

10.1016/j.nut.2013.10.002.

11. Кавтарашвили А.Ш. Эффективный путь производства функциональных яиц / А.Ш. Кавтарашвили, Е.Н.

Новоторов, И.Л. Стефанова, В.С. Свиткин // Птицеводство. — 2017 — № 2. — С. 6–10.

12. Кавтарашвили А.Ш. Производство функциональных яиц. Сообщение II. Роль селена, цинка и йода /

А.Ш. Кавтарашвили, И.Л. Стефанова, В.С. Свиткин, Е.Н. Новоторов // Сельскохозяйственная биоло

гия. — 2017. — Т. 52. — № 4. — С. 700–715; doi: 10.15389/agrobiology.2017.4.700ru.

13. Вржесинская О.А. Влияние введения хитозана в рацион кур-несушек на содержание витаминов и

холестерина в яйце / О.А. Вржесинская, И.В. Филимонова, О.В. Коденцова, Н.А. Бекетова, В.М.

Коденцова // Вопросы пита-

ния. — 2005. — № 3 — С. 28–31.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *