Избранные вопросы современной науки. Часть XXIV. Монография

ЦЕНТР НАУЧНОЙ МЫСЛИ

Избранные вопросы современной науки

Часть XXIV

МОНОГРАФИЯ

Научный редактор

Доктор педагогических наук, профессор

Акутина С.П.

Издание включено в РИНЦ

Москва 2017

1

УДК 001 ББК 72я43

И 32

Печатается по решению редакционно-издательского совета Центра научной мысли

(Протокол № 02 от 22.02.2017)

Центр научной мысли зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) как сетевое издание, осуществляющее образовательную и культурно-просветительскую деятельность.

Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77-63987, выдано 18 декабря 2015 года.

Редакционная коллегия:

доктор педагогических наук, профессор Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского

Акутина С.П.

доктор биологических наук, профессор, директор НИИ экологии и биотехнологии ЮжноКазахстанского государственного университета имени М. Ауэзова

Исаева А.У.

кандидат психологических наук, доцент Оренбургского государственного медицинского университета

Неволина В.В.

И32 Избранные вопросы современной науки. Монография. Часть XXIV / Научный ред.

д.п.н., проф. С.П. Акутина. – М.: Издательство «Перо», 2017. – 70 с.

ISBN 978-5-906946-00-3

В коллективной монографии представлены теоретические и практические материалы, посвященные актуальным вопросам современной науки.

Работы, поступающие в редакцию, рецензируются. За достоверность сведений, изложенных в работах, ответственность несут авторы публикаций. Мнение редакционной коллегии может не совпадать с мнением авторов.

Издание охраняется Законом РФ об авторском праве. Любое воспроизведение материалов, размещенных в сборнике, как на бумажном носителе, так и в виде ксерокопирования, сканирования, записи в память ЭВМ и размещение в Интернете, без согласия издателя, запрещается.

Монография включена в Научную электронную библиотеку elibrary.ru (РИНЦ) (до-

говор № 903-04/2014К от 21 апреля 2014 г.)

Электронная версия опубликована на сайте Центра научной мысли www.tagcnm.ru

УДК 001 ББК 72я43

Отпечатано с готового оригинал-макета.

ISBN 978-5-906946-00-3

© Жданова Е.В., Чижкова М.Б., 2017 г.

2

3

связано в первую очередь с высоким антиокислительным потенциалом плодоовощных продуктов, обусловленным изобилием витамина С и фенолов (антоцианов, катехинов, эллаготанинов, процианидинов), являющихся активными антиокислителями [33].

Установлено, что основной причиной многих патологических процессов в организме, приводящих к различным заболеваниям и, в конечном итоге, к старению, является чрезмерное количество так называемых свободных радикалов – частиц молекул некоторых веществ, содержащих кислород высокой реакционной способности. При этом создаются условия для развития оксидантного стресса, выражающегося, с биохимической точки зрения в том, что активные формы кислорода (АФК) инициируют реакции свободнорадикального окисления (СРО), в том числе перекисное окисление липидов – (ПОЛ), приводящие к химической модификации и разрушению биомолекул. Свободные радикалы особенно активно взаимодействуют с мембранными липидами, содержащими ненасыщенные связи и изменяют свойства клеточных мембран. Наиболее активные свободные радикалы способны разрывать связи в молекуле ДНК, повреждать генетический аппарат клеток, регулирующих их рост, что приводит к онкологическим заболеваниям. Липопротеиды низкой плотности после окисления могут откладываться на стенках сосудов, что вызывает развитие атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний [16; 68]. Избыточный их уровень может образоваться в результате воздействия множества неблагоприятных факторов: вдыхания загрязнённого воздуха (двуокись серы, окись азота, озон и др.), употребления загрязнённой воды и пищи (содержащей примеси пестицидов, гербицидов, тяжёлые металлы и др.), рафинированной пищи, воздействия различных видов излучения (ультрафиолетовое, радиационное, электромагнитное), нервного, эмоционального и физического перенапряжения [11]. Человеческий организм может противостоять разрушительному действию свободных радикалов с помощью антиоксидантов (антиокислителей), большинство которых содержится преимущественно в плодах и ягодах. Для фармакологической коррекции окислительного стресса широко используют природные или синтетические антиоксиданты (АО) различной химической природы. К естественным антиоксидантам, способным тормозить неферментативное перекисное окисление липидов, относят ряд витаминов (токоферолы, ретинолы, аскорбиновую кислоту, флавоноиды и др.), некоторые минеральные вещества (магний, кальций, цинк, селен и др.), убихиноны, некоторые гормоны (тироксин, кортикостероиды, эстрогены), серосодержащие аминокислоты (цистеин, цистин, глутатион), ферменты (каталаза, супероксиддисмутаза, пероксидаза) и др. [12; 21; 31].

Исследованиями сотрудников Института натуропатии Российской академии наук установлено, что плоды привычной климатической зоны имеют наибольшую ценность для человеческого организма, который запрограммирован природой на определённые виды пищи и «считывает» информацию о её химическом составе и энергоёмкости. Местные плоды и ягоды лучше усваиваются, не нарушая естественных функций организма, способствуют поддержанию здоровья в норме. Кроме того, употреблённые в месте их созревания, плоды повышают иммунитет организма, так как содержат комплекс антиокисли-

6

тельных веществ (биофлавоноиды и другие биогенные соединения), выработанный против конкретных локальных стрессовых факторов экзогенного происхождения, воздействующих и на человека [29]. Необходимо больше внимания уделять богатым возможностям использования произрастающих не только в садах, но и в природных условиях плодовых, ягодных и редких растений, расширять площади их произрастания с целью получения обладающей целебными свойствами витаминной продукции.

Плоды и ягоды играют огромную роль в жизнедеятельности человека. Без них невозможно обеспечить полноценное сбалансированное питание человека и, как следствие, физическое здоровье нации. Сложившееся в последнее время недостаточное потребление витаминной продукции, в частности свежих плодов и овощей, приводит к скрытому хроническому дефициту витаминов – гиповитаминозу, представляющему весьма серьёзную опасность для здоровья населения.

По калорийности рацион большинства россиян, несмотря на все экономические катаклизмы, вполне укладывается в норму, а у многих даже превышает её. Однако микронутриентов – веществ, которые содержатся в пище в микроколичествах – миллиграммах и даже микрограммах, часто не хватает. Результаты исследований, проведённые Институтом питания РАМН, свидетельствуют о весьма тревожной ситуации, сложившейся в последние годы в России. Недостаток витамина С выявляется у 80-90% населения, а глубина дефицита этого витамина достигает 50-80%. У 40-80% населения недостаточная обеспеченность витаминами В1, В2, В6 и фолиевой кислотой. Недостаток каротина испытывают 40-60% населения. Среди макро- и микроэлементов наиболее часто отмечается недостаточная обеспеченность кальцием (40%), селеном (до 90%), йодом и др. При этом витаминный дефицит обнаруживается не только зимой и весной, но и в летне-осенний период [53]. Многими отечественными и зарубежными исследователями доказано, что в суточном рационе на долю фруктов и овощей должно приходиться не менее 70% и только 30% на другие виды продуктов, содержащие белки и жиры. По данным Всемирной организации здравоохранения, для надежной защиты организма человека от преждевременного старения и развития многих заболеваний необходимо, чтобы в ежедневном рационе содержание фруктов и овощей составляло не менее 700-800 г. [11]. Годовая потребность человека в плодах – 120 кг. Примерная потребность к общей составляет (кг): яблок – 35, груш, земляники, малины – по 4, вишни, сливы, смородины – по 5, абрикосов, крыжовника – по 2, винограда – 8, цитрусовых плодов – 10, дикорастущих ягод – 7, орехов – 3. Между тем среднестатистический россиянин потребляет фруктов от 30кг (в регионах) до 60кг (в Москве) в год. К примеру, уровень потребления в США и Канаде составляет 126 кг, Австралии – 135 кг [3; 45]. Человеческий организм не способен синтезировать необходимый комплекс антиоксидантов, поэтому их значительная часть должна поступать с пищей, богатой антиокислительным комплексом.

Значительный интерес представляет определение общей антиокислительной способности (АОС) плодов и ягод. Этот показатель у голубики, клюквы, ежевики составляет > 20ммоль/г, земляники, малины – 10-20ммоль/г, сливы,

7

киви, окрашенного винограда – 5-9,9ммоль/г, белого винограда, яблок, бананов < 5 ммоль/г. Показатель общей антиоксидантной активности может быть очень ценным при отборе и создании новых сортов плодовых и ягодных культур [11]. Рекордной антиокислительной способностью обладают ягоды смородины чёрной. АОС смородины чёрной в 3 раза выше, чем у голубики, ведущего фруктового источника антиоксидантов в США. Установлено, что АОС диких видов Rubus (морошка, княженика) в 2 раза выше, чем у культурной малины, а диких Ribes ssp. – в 2 раза выше, чем у культурных форм этого рода [33]. По данным норвежских исследователей, антиоксидантная активность ягод смородины чёрной составляет 7,35 ммоль/100г [70].

Общая характеристика витаминов, встречающихся в плодах и ягодах

Витаминами принято называть группу высокомолекулярных органических веществ различного химического строения, которые выполняют важные биологические функции в живых организмах. Большинство витаминов не синтезируются в организме млекопитающих. При эволюции гетеротрофных организмов, пища которых содержала готовые витамины, у них отпала необходимость образовывать собственные ферменты для синтеза витаминов. Была достигнута экономия ресурсов клетки на метаболические процессы синтеза витаминов, но появилась зависимость организма от внешних источников витаминов. В растениях синтезируются почти все известные витамины. В организмы животных витамины поступают главным образом из растений: у травоядных – непосредственно, у хищных – в результате питания травоядными [4]. Подсчитано, что в день человеку нужно около 0,15 г разных витаминов [37].

Природные соединения, превращающиеся в организме человека или животных в витамины, называются провитаминами. Так, широко распространённые в растительном мире каротины являются предшественниками витамина А (ретинола). Под влиянием пищеварительных ферментов и особенно фермента каротиназы каротин в тонком кишечнике переходит в активную форму витамина А. Другой группой химических веществ, обладающих провитаминными свойствами, являются стерины, присутствующие в растительных продуктах и коже человека. При облучении их искусственным ультрафиолетом или солнечными лучами образуется высокоактивный антирахитический витамин D – эргокальциферол.

При выполнении одной и той же витаминной функции в организме близкие по химической структуре вещества объединены под названием витамеров [59]. К настоящему времени известны 13 витаминов группы В, а некоторые из них, например В12, а также никотиновая кислота, имеют до шести разновидностей, которые по-разному проявляют себя в процессе обмена веществ. Из известных на сегодняшний день приблизительно 500 каротиноидов около 60 рассматриваются как предварительные стадии синтеза витамина А, а около 110 считаются даже более эффективными, чем сам витамин. Имеется по четыре разновидности витаминов С и D, а токоферол (витамин Е) известен в десятках вариантов [10; 15]. Благодаря усилиям многих биохимиков и физиологов за более чем столетнюю историю витаминологии выделено около трёх десятков ви-

8

таминов, изучены их состав и строение, физиологическое действие и осуществлён химический синтез [58].

Витаминный состав плодов и ягод весьма разнообразен (табл. 1). Следует подчеркнуть, что ягоды и плоды могут иметь практическое значение лишь в качестве источника водорастворимых витаминов С, Р, В9 (фолиевой кислоты), а из жирорастворимых – п-А (каротина), Е и К. Остальные витамины содержатся в очень небольших количествах, и поэтому плоды могут служить лишь дополнительными ресурсами этих веществ в питании.

Таблица № 1. Содержание витаминов во фруктах и ягодах, мг%

(Скурихин, Тутельян, 2007)

* - мкг%

Сопоставляя величину суточных норм отдельных витаминов для человека с их содержанием в плодах и ягодах при «нормальном» количестве потребляемых плодов и ягод (порядка 200-250 г), следует обратить внимание, что большинство плодов и ягод относится к моновитаминным или бивитаминным культурам, то есть содержат в значительных количествах, сопоставимых с запросами человека, лишь какой-либо один или два витамина. Л.И. Вигоров (1964) в качестве моновитаминных культур приводит: аронию (черноплодную рябину) (витамин Р), иргу (Р), малину (Р и редко В9), бивитаминных: землянику и чёрную смородину (С + Р или редко С + Р + В9), цветные смородины (С + Р). Значительные количества трёх витаминов содержат шиповник (С + Р + А). Тетравитаминной является облепиха (С + Р + А + Е). Отдельные сорта в пределах каждой группы плодово-ягодных культур могут иметь более богатый спектр витаминов (увеличение на 1, реже на 2 витамина), однако они являются редким исключением. Например, большинство сортов яблок является или моновитаминными (содержат Р-активные катехины) или бивитаминными (содержат Р- вещества и витамин С). Однако очень редкие сорта яблок могут содержать ещё и значительные количества каротина или витамина В9 (фолиевая кислота). Тривитаминные сорта яблок являются большой редкостью (приблизительно 1-2 сорта на каждые 100), встречаются преимущественно у полукультурных форм, сравнительно мало ушедших от своих диких сородичей, то есть лесной, сливо-

9

листной или ягодноплодной яблонь, и не утративших в процессе обычной селекционной проработки свои ценные свойства в отношении биоактивных веществ.

При кулинарной обработке плодов и ягод потери витаминов весьма значительны (табл.2).

Таблица № 2. Типовые потери витаминов при кулинарной обработке фруктов

(Химический состав и энергетическая ценность пищевых продуктов: Справочник Макканса и Уиддоусона, 2006)

Витамин С (аскорбиновая кислота)

Термин «витамин С» объединяет группу родственных соединений, обладающих биологической (витаминной) активностью L-аскорбиновой кислоты. В химическом отношении аскорбиновая кислота представляет собой γ- лактон 2,3 - дегидрогулоновой кислоты с эмпирической формулой С6Н8О6. Аскорбиновая кислота относится к группе водорастворимых витаминов, обе гидроксильные группы имеют кислотный характер, и при потере протона соединение может существовать в форме аскорбат-аниона [1; 14; 22; 54]. В растениях аскорбиновая кислота синтезируется из глюкозы и галактозы.

В природе витамин С встречается в виде α-аскорбиновой, дегидроаскорбиновой кислот (обратимо окисленная форма) и аскорбигена (связанная форма). Биологической активностью обладает только природная форма – L- аскорбиновая кислота. Её оптический изомер D-аскорбиновая кислота, а также диастереоизомеры L и D-изоаскорбиновые кислоты биологической активностью не обладают, в природе не встречаются и были получены только синтетическим путём [53]. Дегидроаскорбиновая кислота (С6Н6О6) также обладает противоцинготной активностью, но это химически неустойчивая форма.

Аскорбиновая кислота в качестве сильного восстановителя принимает участие во многих реакциях (главным образом в реакциях гидроксилирования). Из биохимических процессов, протекающих в животной клетке с участием аскорбиновой кислоты, следует упомянуть синтез коллагена, деградацию тирозина, синтезы катехоламина и желчных кислот.

Аскорбиновая кислота – уникальное полифункциональное соединение. Обладая способностью обратимо окисляться и восстанавливаться, она принимает участие в важнейших энергетических процессах растительной клетки – фотосинтезе и дыхании, является признанным антиоксидантом. Несомненно её

10