Томас С. С. Ли

продукти

ВЪВЕДЕНИЕ

Морски зърнастец (Hippophae rhamnoides L., Elaeagnaceae) е издръжлив, широколистен, двудомен и обикновено бодлив храст (Rousi 1971). На естествени местообитания достига 2 ? 4 м височина и носи жълти или оранжево-червени плодове, наричани ? сибирски ананас ? в Русия, поради вкуса и сочността му (Абартене и Малаховскис 1975). Естественото местообитание на морски зърнастец се разпространява широко в Китай, Монголия, Русия и повечето части на Северна Европа. Това е уникално и ценно растение, отглеждано в момента в различни части на света, включително Канада (Li и Shroeder 1999). Той може да издържи на екстремни температури от 43 ° до 40 ° C и се счита за устойчив на суша. Обаче напояването е необходимо в региони, получаващи по-малко от 400 mm (16 ") валежи годишно (Li и Shroeder 1996). Зърнастецът бързо развива обширна коренова система и следователно е идеално растение за контрол на ерозията на почвата (Lu 1992), мелиорация поради способността му да фиксира азота и да съхранява други основни хранителни вещества, подобряване на местообитанията на дивата природа и защита на стопанството (Li и Schroeder 1996).

Зърнастецът се споменава в трудовете на древногръцки учени като Теофраст и Диоскорид. Зърнастецът е бил известен като лек за коне, а листата и младите клони се добавят към фуража, за да предизвикат бързо наддаване на тегло и лъскава козина и всъщност родовото наименование Хипофати означава блестящ кон (Лу 1992). Облепихата се използва от векове както в Европа, така и в Азия за хранителни и фармацевтични цели (Bailey and Bailey 1978; Li and Schroeder 1996).

Информацията за хранителната и лекарствената стойност на морския зърнастец е сравнително нова в Северна Америка. Лечебната стойност е регистрирана още през 8 век в тибетската медицинска класика rGyud Bzi. Напоследък морският зърнастец се превърна в източник на важни медицински и хранителни продукти в Евразия и неговите хранителни и лечебни стойности се забелязват и изследват в Северна Америка (Li 1999).

Индустрията на морски зърнастец процъфтява в Русия от 40-те години на миналия век, когато учените там започват да изследват биологично активните вещества, открити в плодовете, листата и кората. Първата руска фабрика за разработване на продукти от морски зърнастец се намира в Биск. Тези продукти бяха използвани в диетата на руските космонавти и като крем за защита от космическа радиация (Delabays and Slacanin 1995; Xu et al. 2001). Китайският опит с производството на плодове от морски зърнастец е по-скорошен, въпреки че традиционната употреба датира от много векове (Lu 1992). Изследванията и създаването на плантации са започнати през 80-те години. От 1982 г. в Китай са засадени над 300 000 ха морски зърнастец. Освен това са създадени 150 фабрики за преработка, произвеждащи над 200 продукта.

Напоследък морският зърнастец се препоръчва за отглеждане от овощни градини в Канада. Като относително нова култивирана култура, някои важни характеристики, които се нуждаят от подобрение в бъдеще, са добив, размер на плодовете, без тръни, качество на плодовете и ранна зрялост. Необходими са също така спешни познания за механичното събиране и техниките за управление на културите, включително плодородие на почвата, техники на обработка, подрязване и контрол на вредителите, болестите и плевелите и способността за фиксиране на азот (Li и Schroeder 1999).

КУЛТИВИРАНЕ НА МОРСКИ ЗЕМЕЛИ

Облепихата обикновено се трансплантира или директно се засява през есента или пролетта. Расте най-добре в дълбока, добре дренирана, пясъчна глинеста почва с достатъчно органични вещества. В сухи или полуаридни райони трябва да се доставя вода за установяване. Киселинността и алкалността на почвата, с изключение на екстремните нива, не са ограничаващи фактори, въпреки че тя процъфтява най-добре при рН 6 до 7. Облепихата е чувствителна към сериозен дефицит на влага в почвата, особено през пролетта, когато растенията цъфтят и младите плодове започват да се развиват. Облепихата, както и другите култури, изисква адекватни почвени хранителни вещества за висок добив с по-качествени плодове. Той реагира добре на фосфорния тор (T.S.C. Li непубликувани данни). Азотното торене може да повлияе неблагоприятно на нодулацията на корените и забавя развитието на възли след инокулация с Франкия (Akkermans et al. 1983; Montpetit and Lalonde 1988; Bosco et al. 1992).

Препоръчителното разстояние на растенията за морски зърнастец варира, региони с по-ниски стойности на сушата и по-големи машини могат да обмислят по-голямо разстояние. В Британска Колумбия се препоръчва 1 m в редицата и 4 m между редовете. Редовете трябва да са ориентирани в посока север-юг, за да осигурят максимална светлина. Съотношението между мъжките и женските растения е важно за максимизиране на набора от плодове. Препоръки за съотношението мъже: жени варират в зависимост от плътността на растенията и региона. В Британска Колумбия, с овощна градина, засадена от 2500 дървета/ха, съотношението 1 мъжки: 6 ? 8 женски се счита за адекватно. Цветята на морски зърнастец се опрашват с вятър. Необходима е умерена резитба, за да се максимизира добивът и да се намалят годишните колебания. Короната трябва да се подрязва ежегодно, за да се премахнат застъпващи се клони, а дългите клони трябва да се насочват, за да се насърчи развитието на страничните издънки. Борбата с плевелите е много важна при засаждането на морски зърнастец, особено за насърчаване на растежа на новозасадени разсад (Li и Schroeder 1999).

ИЗСЛЕДВАНИЯ И РАЗВИТИЕ

Тихоокеанският изследователски център за земеделие и хранително-вкусова промишленост Канада в Самърланд, Британска Колумбия, започна проучване на морски зърнастец преди няколко години. Целта е да се разработи технология за търговско производство на морски зърнастец и продукти с добавена стойност в Северна Америка. Проблемите с производството включват трънливост, трудности при прибиране на реколтата поради липса на откъсване на плодовете, които са здраво прикрепени към клоните, големината на дърветата, създаването на система за подрязване, борбата с насекомите и вредителите и нуждата от механичен комбайн.

Трънливост

Почти всички Хипофати видовете започват да развиват шипове (2 ? 5 см) върху дву- или тригодишни растения. Тази характеристика е нежелана, ако прибирането се извършва на ръка. Извършват се тестове за нови селекции без бодли в комбинация с селекция за размер на плодовете, добив, хранителна стойност и съдържание на масло.

Berry Постоянство

Превръщането на суровото зърнастец в изтънчен продукт изисква подходящи процедури за събиране, транспортиране, съхранение и съхранение. Плодовете се задържат на клоните през цялата зима поради липсата на слой на отчупване и твърдото прикрепване на плодове към плодния клон има огромни трудности при прибирането на реколтата. Общите разходи за труд, оценени за прибиране на овощна градина от 4 ха, са 58% от общите кумулативни производствени разходи за 10 години (Schroeder et al. 1996).

В ход са проучвания, за да се определи дали етефон [(2-хлороетил) фосфонова киселина], етиленов генератор, който намалява силата за отстраняване на зърната в вишните и много други овощни култури, ще бъде ефективен при морски зърнастец. Предварителните резултати показват, че етефонът може да намали силата за отстраняване на зърната незначително, ако е бил приложен 10 дни преди приключване.

Контрол на размера на дървото

Храсти на повечето от Хипофати видовете могат да достигнат 2 ? 4 м височина и се нуждаят от подходяща система за подрязване, за да поддържат управляема височина и форма.

Болести, насекоми и вредители

Понастоящем са съобщени малко вредители или болести по морски зърнастец. Най-вредното насекомо е зелените листни въшки, ролковите листни валяци, цигански молец, жлъчен кърлеж, люспа във формата на запетая, плодова муха и гъсеници. Болестите, за които се съобщава при морски зърнастец, са вертицилиево увяхване, фузариозно увяхване, затихване, кафяво гниене и струпясване. Вредителите, които причиняват щети на морски зърнастец, включват елени, птици, мишки и плъхове. Тъй като обаче морският зърнастец е нова култивирана култура, няма регистрирани пестициди или фунгициди. В Канада се провеждат изследвания, за да се намерят най-добрите химически и органични мерки за контрол.

Прибиране на реколтата

Прототипните комбайни, предлагани в търговската мрежа в Германия, се основават на принципа на отрязване на плодовия клон (Gaetke и Triquart 1992; Olander 1995). Тъй като морският зърнастец дава плодове на дърва от втората година, добивът по този метод означава, че реколтата може да бъде получена само всяка втора година, което е икономически неподходящо за повечето фермери в Северна Америка.

В някои страни морски зърнастец се събира през зимата, след като плодовете са замразени, но загубата на влага и витамини, свързани с изчакване на първото сезонно замразяване, може да бъде неприемлива при някои обстоятелства, а вкусът е неприемлив. В Канада най-успешните методи за механично прибиране на реколтата включват разклащане на отделните клони на храста in situ, за да се изместят плодовете, без никакви повреди, ако плодовете не са презрели, което ги кара да попаднат в улов, поставен около основата на дървото.

Работа и съхранение след прибиране на реколтата

Плодовете на морски зърнастец, когато са презрели, носят силен мускусен мирис с гранясал вкус, забележим дори на полето. Измиването може да намали или промени миризмата (Beveridge et al. 1999). За да се избегне този проблем, плодовете трябва да бъдат събрани на правилния етап, бързо транспортирани до преработвателното предприятие и незабавно да бъдат охладени до температури около 4 ° до 6 ° C, за да забавят растежа на микроорганизмите

Ако плодовете трябва да се съхраняват повече от няколко дни, те трябва да бъдат замразени, за предпочитане чрез индивидуални техники за бързо замразяване. Плодовете се размразяват и преработват до продукти, както се изисква при поискване. Сокът, извлечен чрез пресоване или центробежни техники, трябва да се съхранява в хладилник и изисква пастьоризация и замразяване за продължително съхранение. Алтернативно плодовете могат да бъдат преработени в пастьоризирани или стерилизирани готови продукти и да се съхраняват в тази форма при стайна температура. Срокът на годност дори на стерилизирания продукт е ограничен, но подобрен при съхранение в хладилник.

ХИМИЧЕН СЪСТАВ И НЯКОИ ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА

Сок

Плодът на растението морски зърнастец тежи между 270 и 480 mg и средно 350 mg в зависимост от сорта и зрелостта (Li 1999). Пресоването на тези плодове дава 60% до 85% сок. Съобщава се за добив на сок от 67%, получен от центробежни методи (Heilscher and Lorber 1996). Сокът е с много високо съдържание на органични киселини, което се отразява във високите нива на титруема киселинност и има ниско рН (близо 2,7). Количествено най-важната органична киселина е ябълчената киселина, но има съобщения за няколко други второстепенни киселини (Beveridge et al. 1999). Нивата на протеини са доста високи за плодов сок и това вероятно обяснява факта, че сокът от морски зърнастец е мътен или опалесциращ продукт.

Съобщава се, че съдържанието на витамин С достига 600 mg/100 g плодове. Съдържанието на витамин Е е 160 mg/100 g плодове (Bernath and Foldesi 1992). Целулозата и семената съдържат триглицеридни масла с важна медицинска стойност като супероксиддисмутазна активност при мишки, които повишават активността на NK клетките при мишки, носещи тумор (Dai et al. 1987; Chen 1991; Degtyareva et al. 1991).

Има два източника на масло в плодовете на морски зърнастец: семената, които съдържат 10% ? 15% (w/w) масло и кашавите плодови части около семето, които съдържат 29% ? 48% масло (TSC Li, непубликувана. данни). Както целулозната, така и семената масла от морски зърнастец се различават по съдържание на витамин Е в зависимост от това дали са получени от масло от семена (64,4 до 92,7 mg/100 g семена), соково масло (216 mg/100 g зрънце) или от пулпа след сок и семена отстраняване (481 mg/100 g зрънце). Каротеноидите също варират в зависимост от източника на масло.

Маслата от семена са силно ненаситени, като до 73% или повече от мастните киселини, съставляващи маслото, са линолова или линоленова (Oomah et al. 1999). Целулозното масло е по-наситено с около 38% от мастните киселини, които са палмитинови, а 14% ? 50% от мастните киселини са палмитолеинова киселина. Разликата между маслото от семена и целулоза изглежда се крие в относително високото съдържание на С16 мастни киселини в целулозното масло и относително високия дял на С18 мастни киселини в маслото от семена.

Фитостероли

Фитостеролите са растителни стерини със структури, свързани с холестерола и които са способни да намалят плазмения холестерол при консумация от хората. Повишеният холестерол в кръвта е един от добре установените рискови фактори за коронарна болест на сърцето и намаляването на този показател може да повлияе на честотата на сърдечните заболявания (Thurnham 1999). Фитостеролите са основните съставки на осапуниваемата фракция от морски зърнастец. Основният фитостерол в маслото от морски зърнастец е ситостерол (b-ситостерол), като 5-авенастеролът е втори по количествено значение. Други фитостероли присъстват в относително малки количества. Общото количество фитостерол е доста високо в морски зърнастец и може да надвишава соевото масло с 4 ? 20 пъти. Съобщава се, че общото съдържание на стерол, вариращо между подвидовете и местата за събиране, в семената, прясната пулпа/кора и цели плодове е съответно 1200 ? 1800, 240 ? 400 и 340 ? 520 mg/kg, съответно (Yang et al. 2001). Ясно е, че като източник на диетичен стерол, морският зърнастец заслужава по-нататъшно разглеждане.

ОБРАБОТКА И ПРОДУКТИ

Потенциално има широк спектър от продукти от плодове на морски зърнастец, които да се използват като храна, пресни плодове, хранителни вещества, храни за домашни любимци, козметика и препарати за кожа за подобряване на здравето и външния вид на кожата.

Екстракция на сок

Ако се остави пресен пресован сок да престои един или два дни, той се разделя на три фази: горна плаваща фаза на частици, централна течна част и потъващ утайка от частици. Това разделяне е нежелателно от гледна точка на потребителите (Kleinschmidt et al. 1996)

Ако целулозното масло е оставено в сока, това ще доведе до образуване на маслен слой върху повърхността на сока, създавайки маслен пръстен, който остава на повърхността на опаковката след отстраняване на сока. Този оставащ на опаковката маслен пръстен е грозен и нежелан. Центробежното намаляване на съдържанието на соково масло под около 0,1% ще премахне проблема с плаващото масло. Тъй като маслото се отстранява чрез дисковата центрофуга, грубият утайка ще се утаи на дъното на купата и може да бъде отстранен автоматично чрез механизмите за изтласкване, налични в центрофугата (Beveridge et al. 1999). Алтернативно, натрошените плодове или екстрахираният сок могат да бъдат третирани с препарат, съдържащ пектинметилестераза (PME) (Lui and Lui 1989), или може би третирани с един от многото налични в търговската мрежа хидролитични ензимни препарати.

За целите на консервирането е необходимо сокът да бъде стерилизиран/пастьоризиран. Предпочитат се високотемпературно-краткотрайни (HTST) процеси от 80 ° ? 90 ° C за няколко секунди (Liu and Lui 1989). Това е така, защото сокът е донякъде деликатен и ще претърпи загуба на вкус и ще развие неприятен аромат, ако се нагрее извън посочените условия. Освен това витамин С се унищожава чрез нагряване, така че максималното задържане се насърчава чрез обработка на HTST.

Сокът става кафяв след около 6 месеца при 15 ° 20 ° C и това покафеняване се намалява при неоксидативни условия. Намаляването на температурите на съхранение до 4 ° C удължава живота на съхранението (Zhou и Chen 1989) и ензимите и слънчевата светлина са важни източници за започване на покафеняване.

Обикновено сокът от морски зърнастец е опалесциращ до много мътен сок в зависимост от количеството суспендирани твърди вещества, останали след центрофугиране. Въпреки това, ултра филтрация може да се използва за отстраняване на всички частици и за получаване на бистър сок (Bock et al. 1990; Heilscher and Lorber 1996). Ултрафилтрационната мембрана може да има граница на молекулно тегло 100 000 или повече и в процеса се получава безмаслен пермеат и богат на масло ретентат, който може да се използва за производството на целулозно масло, богато на витамин Е и твърд материал, богат на каротеноиди, които може да се използва като изолационен източник за пигмента или като хранителна добавка.

Екстракция на масло

Облепихата предлага две възможности за добив на масло. Целулозното масло съществува в пулпата на сока и е изолирано като кремав слой чрез центробежна технология. Обичайните методи за производство на нефт в търговската мрежа изискват противотоково (обикновено) извличане на маслодайния материал, семената или пулпата с органичен разтворител, обикновено хексан (Weiss 1963, 1970).

Все по-често потребителите изискват по-малко остатъци в храната си. По-нови техники на екстракция като екстракция на свръхкритична течност (SCE), особено въглероден диоксид под високо налягане, могат да се използват за намаляване на остатъците от масло. Маслото от морски зърнастец може да бъде вторичен продукт, тъй като е специално масло, използвано в медицината, като хранителна добавка и в козметиката (Beveridge et al. 1999).

Пигмент

Пигмент, наречен ? морски зърнастец жълт ? могат да бъдат извлечени от отпадъчен материал от морски зърнастец. Отпадъчният материал може да бъде пресованият кекс, останал след екстракция на сок или утайките, останали след центрофугиране. В един процес пигментът се екстрахира с ниски концентрации на алкохол (Chen et al. 1995; Liu et al. 1989) след концентриране на суспензията до 11 ° 13 ° Brix. Отпадъчният материал се изсушава чрез пулверизиране до получаване на жълт прах. Съдържа флавони, но също така, каротин и витамин Е. Свръхкритичният CO2 също се използва за извличане на жълт оцветител от отпадъци от морски зърнастец. Налягането оказа най-голямо влияние върху екстракцията с добиви, нарастващи с екстракционното налягане. Добив от 64% от общите каротеноиди е постигнат при условия на обработка от 60 MPA, 85 ° C (Messerschmidt et al. 1993).

Листата на морски зърнастец съдържат хранителни и биоактивни вещества. Те включват флавоноиди (Chen et al. 1991), каротеноиди, свободни и естерифицирани стероли, тритерпеноли и изопреноли (Goncharova and Glushenkova 1996). Многобройни продукти могат да бъдат направени от изсушени на въздух листа, включително чайове и чаени прахове.

Храна за животни

Един потенциално голям пазар за морски зърнастец са хранителните продукти за животни. Големият обем отпадъци материал от морски зърнастец, като листа, плодове, пулп и остатъци от семена от екстракция на сок и масло, може да се превърне в продукт с добавена стойност. Листата на морски зърнастец съдържат приблизително 15% протеини, а остатъците от плодове и семена все още съдържат ценни химични вещества при ниски концентрации.

Заключения и бъдещи перспективи

Облепихата е уникална и ценна нова полска култура, която в момента се опитомява в Канада. Зърната и семената са основните източници на неговите хранителни и терапевтични стойности. Тези благоприятни ефекти са направили продуктите от морски зърнастец, особено нейните масла, желани за медицински и козметични цели. Продуктите и материалите от морски зърнастец, внасяни предимно от Китай, варират от масло, сок, чай и хранителни добавки до бонбони, желета, козметика и шампоани. В Северна Америка производството на морски зърнастец все още не е развито. Въпреки това, с наскоро възникващия интерес и увеличаващите се насаждения, морски зърнастец ще играе значителна роля на бъдещия хранителен пазар.