Применение микроводорослей в технологии пищевых композиций функциональной направленности

В современном мире все большую актуальность приобретает поиск инновационных подходов к разработке оздоровительных пищевых продуктов, богатых эссенциальными пищевыми нутрицевтиками. Микроводоросли, как источник биологически активных соединений, продемонстрировали высокий потенциал для удовлетворения потребностей населения с лечебно-профилактической и с экологической точек зрения. В статье проведен анализ основных нутрицевтиков микроводорослей (Arthrospira platensis (цианобактерия), Dunaliella salina, Diacronema lutheri, Tetraselmis viridis), предложены рецептуры пищевых композиций функциональной направленности с их применением (пищевая приправа для рыбных фаршей и концентрат киселя), даны рекомендации к употреблению в оздоровительных рационах питания.

1. Caporgno M.P. Trends in Microalgae Incorportion into Innovative Food Products with Potential Health Benefits / Martin P. Caporgno, Alexander Mathys // Frontiers in Nutrition. – 2018. – Vol. 5. – Pp. 2-10. DOI: 10.3389/fnut.2018.00058.

2. Production and supply of high-quality food protein for human consumption: sustainability, challenges, and innovations / G. Wu, J. Fanzo, D.D. Miller, P. Pingali, M. Post, J. L. Steiner, A.E. ThalackerMercer // Ann N Y Acad. Sci. – 2014. – 1321 – Pp.1-19. DOI: 10.1111/nyas.12500.

3. Микроводоросли Черного моря: проблемы сохранения биоразнообразия и биотехнологического использования / Под ред. Ю. Н. Токарева, 3. 3. Финенко, Н. В. Шадрина; НАН Украины, Институт биологии южных морей. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. – 454 с.

4. Guiry M. D. Algae Base. Всемирная Электронная публикация / Guiry M. D. & Guiry GM. – Национальный университет Ирландии, Голуэй. – 2020. – URL: https://www.algaebase.org.

5. Гнатченко Л. Г. Опыт интенсивного выращивания микроводоросли спирулины (Spirulina platensis) / Л. Г. Гнатченко, И. И. Писаревская, А. П. Иванюта // Труды ЮгНИРО. – 1994. – Т. 40. – С. 106-110.

6. Garcia J.L. Microalgae, old sustainable food and fashion nutraceuticals / Jose L. Garcia, Marta de Vicente, Beatriz Galan // Microbial Biotechnology. – 2017. – Vol. 10. – pp. 1017–1024. URL: https://doi.org/10.1111/1751-7915.12800.

7. Sorgebous L.P. Manual of the production and use of live food for aquaculture / L. P Sorgebous. – Rome : FAO, 1996. – 295 p. (FAO Fisheries Technical Paper; no. 361).

8. Инструкция по массовому разведению морских одноклеточных водорослей и коловраток / Л. В. Спекторова, С. Л. Паньков, Е. С. Проскурина, С. В. Шершов, [и др.]. – М.: ВНИРО, 1986. – 63 с.

9. Shaish A. Effect of inhibitors on the formation of stereoisomers in the biosynthesis of β-carotene in Dunaliella bardawil / A. Shaish, M. Avron & A. Ben-Amotz // Plant and cell physiology, 1990. – 31(5). – pp. 689–696. DOI: 10.1093/oxfordjournals.pcp.a077964.

10. Mitchell H.H. Some relationships between the amino acid contents of proteins and their nutritive values for the rat / H. H. Mitchell, R. J. Block // J. biol. Chem. –1946. – 69(4). – pp. 387–91. DOI:10.1093/jn/69.4.387.

11. Пат. 2320195 Российская Федерация, МПК A23J3/20, A23J3/32, C12N1/12, C09B061/00. Способ получения белкового препарата из цианобактерий / Мазо В. К., Гмошинский И. В.; заявитель и патентообладатель: В. К. Мазо. – № 2006118740/13; заявл. 31.05.2006; опубл. 27.03.2008. – Бюл. № 9.

12. Пат. 2277124 Российская Федерация, МПК C12N1/12, C12R1/89. Cпособ получения обогащенной цинком биомассы спирулины (Spirulina platensis) [Текст] / Попова Виктория Викторовна (RU), Пронина Наталья Александровна (RU), Налимова Анна Александровна (RU), и [др.]; патентообладатель: Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук (RU). – № 2004136239/13; заявл. 10.12.2004; опубл. 27.05.2006. – Бюл. № 22.

13. Пат. 2199582 Российская Федерация, C12N1/12, A61K33/04, A23L1/337, C12N1/12, C12R1:89. Способ получения обогащенной селеном биомассы спирулины (Spirulina platensis) / Пронина Н. А., Ковшова Ю. И., Попова В. В., и [др.]; патентообладатель: Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева Российской Ака-демии Наук (RU). – № 2000126580/13; заявл. 24.10.2000; опубл. 27.02.2003. – Бюл. № 6.

14. Береговая Н.М. Способы получения и использования С-фикоцианина (обзор) / Н.М. Береговая // Экология моря. – 2010. – Спец. вып. 80. – С. 12-16.

15. Рудик В. Способ получения фикоцианина из Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. / В. Рудик, В. Бульмага // Альгология. – 2000. – 10, № 2. – С. 350-354.

16. Пат. 3781 MD, C12N1/12. Способ получения антиокисдантного термостабильного препарата из биомассы цианобактерии Spirulina platensis / Рудик В., Бульмага В., Ефремова Н. (MD). – Заявлено 18.03.2008, BOPI nr. 12/2008. Дата выдачи патента 2009.08.31. URL: http://aitt.asm.md/files/tmp/366.384.40_Procedeu_nou_de_ obээinere_a_preparatului_antioxidant_rus [1].

17. Antioxidant and anti-inflammatory properties of C-phycocyanin from blue-green algae C. Romay, J. Armesto, D. Remirez, R. González, N. Ledon, I. García // Inflamm Res. – 1998. – 47(1). – Pp. 36-41. DOI: 10.1007/s000110050256.

18. Hirata, T. Antioxidant activities of phycocyanobillin prepared from Spirulina platensis / T. Hirata, M. Tanaki, M. Ooike, T. Tsunomura, M. Sagakuchi // J. Appl. Phycol. – 2000. – Vol. 3. – Pp. 435-439.

19. Sonani R.R. Recent advances in production, purification and applications of phycobiliproteins / R.R. Sonani, R.P. Rastogi, R. Patel & D. Madamwar // World Journal of Biological Chemistry. – 2016. – 7(1). – Pp. 100-109. – URL: http://dx.doi.org/10.4331/wjbc.v7.i1.100. PMid:26981199.

20. Pereira C.S. Phosphoenolpyruvate phosphotransferase system regulates detection and processing of the quorum sensing signal autoinducer-2 / C. S. Pereira, A. J. Santos, M. Bejerano-Sagie, P.B. Correia, J.C. Marques and K. B. Xavier // Mol. Microbiol. – 2012. – 84. – Pp. 93-104. DOI: 10.1111/j.1365-2958.2012.08010.x.

21. Effects of long chain fatty acid synthesis and associated gene expression in microalga Tetraselmis sp. / T. C. Adarme-Vega, S. R. Thomas-Hall, D. K. Lim and P. M. Schenk // Mar. Drugs. – 2014. – 12. – Pp. 3381-3398. DOI: 10.3390/md12063381.

22. Bishop W.M. Evaluation of microalgae for use as nutraceuticals and nutritional supplements / W.M. Bishop and H.M. Zubeck // J. Nutr. Food Sci. – 2012. – 2. – Pp. 147. DOI: 10.4172/2155-9600.1000147.

23. Sun M. Phylogeny of the Rosidae: A dense taxon sampling analysis / M. Sun, R. Naeem, J. X. Su, Z. Y. Cao, J. G. Burleigh, P. S. Soltis, D. E. Soltis & Z.D. Chen // Journal of Systematics and Evolution. – 2016. – 54(4). – Pp. 363-391.

24. Разработка методов выделения из гидробионтов БАВ радиозащитного и инсулиноподобного действия: отчет о НИР / ЮгНИРО; рук-ль темы № 12: А.Г. Губанова; исполн.: Г.С. Христоферзен, Л.Я. Полищук, Л.П. Борисова, О.Е. Битютская, и [др.]. – Керчь: Изд-во ЮгНИРО, 1994. – 71 с. – Библиогр.: с. 66-71. – № ГР 78020859. – Инв. Б-814808.

25. Верушкина О.А. Аральский штамм микроводоросли Dunaliella salina AR-1 как источник биологически активных веществ / О.А. Верушкина, Е.Н. Баймурзаев, А.К. Тонких // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. – 2022. – 5(95). – URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/1358.

26. Henríquez, V. Carotenoids in microalgae / V. Henríquez, C. Escobar, J. Galarza and J. Gimpel // Subcell Biochem. – 2016. – 79. – Pp. 219- 237.

27. Luo X. Advances in microalgae-derived phytosterols for functional food and pharmaceutical applications / X. Luo, P. Su, W. Zhang // Mar Drugs. – 2015. – Vol. 13. – Pp. 4231-4254.

28. Plaza M. Screening for bioactive compounds from algae / M. Plaza, S. Santoyo, L. Jaime, G.-B. Reina, G., M. Herrero, F. J. Señoráns, E. Ibáñez // J. Pharm. Biomed. Anal. – 2010. – 51 (2). –Pp. 450-455. – URL : https://doi.org/10.1016/j.jpba.2009.03.016.

29. Biologically Active Metabolites Synthesized by Microalgae / Michele Greque de Morais, Bruna da Silva Vaz, Etiele Greque de Morais, and Jorge Alberto Vieira Costa // BioMed Research Internationa. – 2015. – Article ID 835761. – URL : https://doi.org/10.1155/2015/835761.

30. Использование экстракта микроводоросли Dunaliella salina в технологии желейно-фруктового мармелада / Е.А. Кузнецова, Я. Бриндза, Е.В. Климова, А.Б. Боровков и другие // Индустрия питания. – 2019. – Т. 4 – №2. – C. 14-17.

31. Разработка препарата биологически активной добавки на основе биомассы водоросли Tetraselmis viridis / Е.А. Кузнецова, В.А. Гаврилина, Е.В. Климова., Я. Бриндза и другие // Tехнология и товароведение инновационных пищевых продуктов. – 2021. – № 3. – С. 46-50.

32. Шалыго Н. Медицинские аспекты альгологии / Николай Шалыго // Наука и инновации. – 2018. – № 2(180). – С. 20-23. – URL : https://cyberleninka.ru/article/n/meditsinskie-aspekty-algologii/viewer.

33. Comparative effects of biomass pre-treatments for direct and indirect transesterification to enhance microalgal lipid recovery / Naghdi, F. G., Thomas-Hall S. R., Durairatnam R., Pratt S., Schenk P. M. // ORIGINAL RESEARCH article Front. Energy Res., 04 December 2014. Sec. Bioenergy and Biofuels. – URL: https://doi.org/10.3389/fenrg.2014.00057.

34. Пат. 2450522 Российская Федерация, МПК A21D2/36, A21D8/02. Способ производства хлебобулочных изделий для профилактического питания / Белявская Ирина Георгиевна (RU), Лямин Михаил Яковлевич (RU), Черных Валерий Яковлевич (RU), Гришина Лариса Николаевна (RU); патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государствен-ный университет пищевых производств» (RU). – № 2010148012/13; заявл. 25.11.2010; опубл. 20.05.2012. – URL: http://ru-patent. info/24/50/2450522.html.

35. Технология пищевых продуктов функционального назначения: монография / А.А. Мазараки, М.И. Пересычный, М. Ф. Кравченко, и [др.]; под ред. д-ра техн. наук проф. М. И. Пересычного. – 2-е изд. – К.: Киев. нац. торг.-экон. ун-т, 2012. – 1116 с. (украинский язык).

36. Бидихова М. Э. Интенсификация брожения в пивоварении с использованием препарата Spirulina platensis: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.18.07) / Бидихова Марина Эльбрусовна – Москва, 2003. – 182 c.

37. Пат. 2321272 Российская Федерация, МПК A23L1/337 A23L1/09. Продукт из микроводорослей и способ его получения [Электронный ресурс] / Мишенков Игорь Юрьевич (RU), Балейко Сергей Павлович (RU), Романов Евгений Александрович (RU); патентообладатель: Мишенков Игорь Юрьевич (RU); опубл. 10.04.2010. – URL: http://www.findpatent.ru/patent/232/2321272.html.

38. Ланская Л.А. Культивирование водорослей // Экологическая физиология морских планктонных водорослей (в условиях культур). – Киев: Наукова думка, 1971. – С. 5-21.

39. Chen B.J. Process development and evaluation for algal glycerol production / B. J. Chen, C. H. Chi // Biotechnol Bioengin. – 1981. – 23. – Pp. 1267-1287. DOI: 10.1002/bit.260230608.

40. St-Onge, M.-P. Consumption of a Functional Oil Rich in Phytosterols and Medium-Chain Triglyceride Oil Improves Plasma Lipid profiles in Men / Marie-Pierre St-Onge, Benoit Lamarche, Jean-Francois Mauger, Peter J. H. Jones // Journal of Nutrition. – No. 133. – Pр. 1815-1820. DOI:10.1093/jn/133.6.1815.

41. De Stefani E. Plant Sterols and Risk of Stomach Cancer: A CaseControl Study in Uruguay / Eduardo De Stefani, Paolo Boffetta, Alvaro L. Ronco, Paul Brennan, Hugo Deneo-Pellegrini, Julio C. Carzoglio & Maria Mendilaharsu // Nutrition and Cancer. – 2000. – Vol. 379(2). – Pp. 140- 144. PMID: 11142085.

42. Оксоалкенилзамещённые циклогексены. Иононы, метилиононы и ироны с запахами фиалки, малины и ириса / А.Т. Солдатенков, Н.М. Колядина, Ле Туан Ань и [др.] // Основы органической химии душистых веществ для прикладной эстетики и ароматерапии / под ред. А. Т. Солдатенкова. – М.: ИКЦ Академкнига, 2006. – 240 с.

43. Meireles, Luís A. Lipid Class Composition of the Microalga Pavlova lutheri: Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids / Luís A. Meireles, Catarina A. Guedes, F. Xavier Malcata // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2003. – 51 (8). – Pp. 2237-41. DOI: 10.1021/jf025952y.

44. Borowitzka M.A. Biology of Microalgae. Chapter 3 / M. A. Borowitzka // Microalgae in Health and Disease Prevention. – ACADEMIC PRESS, 2018. – Pp. 23-72. DOI: 10.1016/B978-0-12-811405-6.00003-7.

45. Geovanna P.-R. Antioxidant and Cytotoxic Effects on Tumor Cells of Exopolysaccharides from Tetraselmis suecica (Kylin) Butcher Grown Under Autotrophic and Heterotrophic Conditions / Parra-Riofrío Geovanna; García-Márquez, Jorge; Casas-Arrojo, Virginia; Uribe-Tapia, Eduardo; Abdala-Díaz, Roberto Teófilo // Mar Drugs. – 2020. – Vol. 18 (11): 534. DOI: 10.3390/md18110534.

46. Mendiola J.A. Screening of functional compounds in supercritical fluid extracts from Spirulina platensis / J. A. Mendiola, L. Jaime, S. Santoyo, G. Reglero, A. Cifuentes, E. Ibañez, F. J. Señoráns // Food Chem. – 2007. – Vol. 102. – Pp. 1357-1367. DOI: 10.1016/j.foodchem.2006.06.068.

47. Sun L. Preparation of different molecular weight polysaccharides from Porphyridium cruentum and their antioxidant activities / L. Sun, C. Wang, Q. Shi, C. Ma // Int. J. Biol. Macromol. – 2009. – Vol. 45. – Pp. 42-47. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2009.03.013.

48. De Jesus Raposo M.F. Bioactivity and Applications of Polysaccharides from Marine Microalgae / Maria F. de Jesus Raposo, Rui M.S.C. Morais, Alcina M.de Morais // Mar Drug. – 2013. – Vol. 4511(1). – Pp. 233-252. DOI i: 10.3390/md11010233.

49. Taurine in health and diseases: consistent evidence from experimental and epidemiological studies / Yukio Yamori, Takashi Taguchi, Atsumi Hamada, Kazuhiro Kunimasa, Hideki Mori, Mari Mori // J Biomed Sci. – 2010. – 17. Suppl 1: S6. DOI: 10.1186/1423-0127-17-S1-S6.

50. Huxtable R. J. Physiological actions of taurine / R. J. Huxtable // Physiol Rev. – 1992. – Vol. 72(1). – Pp. 101-63. DOI: 10.1152/physrev.1992.72.1.101.

51. Seidel, U. Taurine: A Regulator of Cellular Redox Homeostasis and Skeletal Muscle Function / Ulrike Seidel, Patricia Huebbe, Gerald Rimbach // Mol Nutr Food Res. – 2019. – Vol. 63(16): e1800569. DOI: 10.1002/mnfr.201800569.

52. Ito T. The effect of taurine on chronic heart failure: actions of taurine against catecholamine and angiotensin II / Takashi Ito, Stephen Schaffer, Junichi Azuma // Amino Acids. – 2014. – Vol. 46(1). – Pp. 111-9. DOI: 10.1007/s00726-013-1507-z.

53. Фролов А.В. Влияние состава жирных кислот корма на выживаемость, скорость роста и состав липидов Artemia salina // В сб. Корма и методы кормления объектов марикультуры. – М.: ВНИРО, 1988. – С. 20–37.

54. Scott A.P. Unicellular algae as a food for turbot (Scophthalmus maximus L.) larvae the importance if dietary long-chain polyunsaturated fatty acids / A. P. Scott, C. Middelton // Aquaculture. – 1979. – Vol. 18. – Pр. 227-240. – URL: https://doi.org/10.1016/0044-8486(79)90014-0.

55. Cakmak Y.S. Biochemical composition and bioactivity screening of various extracts from Dunaliella salina, a green microalga / Y. S. Cakmak, M. Kaya, M. A. Ozusaglam // EXCLI Journal – 2014. – Vol. 13. – Pp. 679-690. – URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC4464408.

56. Гладышев М.И. Незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты и их пищевые источники для человека / М.И. Гладышев // Journal of Siberian Federal University. Biology. – 2012. – Т. 5. – С. 352– 386. – URL: https://elib.sfu-kras.ru/bitstream/handle/ 2311/9554/ Gladyshev.pdf?sequence=1.