Инновационные чайные продукты из листвы амаранта



В статье рассмотрены вопросы, посвященные перспективе использования листвы амаранта в производстве чайной продукции как источника метаболитов с высокой антиоксидантной активностью в определенной фазе развития растения. Особенно уделено внимание составу веществ фенольной природы как в исходном сырье, так и получаемых на основе амаранта фитокомпозициях чая. Приводятся результаты балльной органолептической оценки водных растворов воздушно-сухой листовой части амаранта с дальнейшей доработкой фитокомпозиций чая до требуемого отличного результата дегустации. Представлены преимущества выпуска инновационного чайного продукта из листьев амаранта в форме биологически активной добавки.

Ключевые слова: чай, листва амаранта, полифенолы, амарантин, водный экстракт, фитокомпозиция, биологически активная добавка.

The article discusses issues related to the prospect of using amaranth foliage in the production of tea products as a source of metabolites with high antioxidant activity in a certain phase of plant development. Special attention is paid to the composition of substances of phenolic nature both in the feedstock and in tea phytocompositions obtained on the basis of amaranth. The results of a point organoleptic evaluation of aqueous solutions of the air-dry leaf part of amaranth with further refinement of tea phytocompositions to the required excellent tasting result are presented. The advantages of producing an innovative tea product from amaranth foliage in the form of a biologically active additive are presented.

Keywords: tea, amaranth foliage, polyphenols, amaranth, aqueous extract, phytocomposition, biologically active additive.

Современному человеку особенно важно следить за качеством собственного рациона питания. По мнению специалистов «ГНУ Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур» П. Ф. Кононкова и М. С. Гинса «…повсеместная компьютеризация и автоматизация на производстве и в быту заметно снизила энергозатраты людей до 2000–2300 ккал/сутки, следствием чего явилось уменьшение объема пищи и изменение ее качества в сторону потребления рафинированных продуктов питания с выраженным дефицитом в них биологически активных веществ…» [1]. Как правило, за счет потребления традиционных продуктов невозможно удовлетворить суточную потребность организма в биологически активных веществах (БАВ). Отсюда возникает необходимость поиска альтернативных источников пищевых веществ, содержание в которых БАВ превышает привычные концентрации.

Те же авторы отмечают, что «…сырье для производства чайных продуктов, как правило, произрастает в странах тропического и субтропического пояса…», химический состав которого остается практически неизученным в отличие от готового продукта (чая). Учитывая важную роль чая в питании человека, одним из приоритетных направлений является создание технологии производства чайных напитков и инновационных продуктов чая общего и лечебно-профилактического направления на основе использования сырья только интродуцированных (районированных) растений.

Новые источники сырья с повышенным содержанием биологически активных веществ и высокой их биологической активностью необходимо использовать для повышения потребительских качеств чая вместо синтетических красителей и ароматизаторов, которые широко используются в чайной промышленности и далеко не безвредны для организма человека. К таким перспективным видам сырья относят овощные сорта амаранта.

Центром происхождения рода амаранта Amaranthus являются Южная и Центральная Америка, но в настоящее время виды амаранта широко распространены во всех регионах мира c тропическим и умеренным климатом. В переводе с греческого амарант означает «бессмертный» или «неувядающий цветок» («a» — не, «maraine» — увядать и «anthos» — цветок) [2]. В настоящее время в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации, допущенных к использованию (по состоянию на 21.08.2024), включены следующие сорта культурного амаранта овощного назначения: Валентина ‒ сорт селекции ГНУ ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (1999); Крепыш — сорт селекции ГНУ ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (2004); Памяти Коваса — сорт селекции ГНУ ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (2004); Неженка — сорт селекции ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства» (2015); Факел — сорт селекции ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства» (2015); Рубиновый букет — сорт селекции ООО «Агрофирма Поиск» (2019) [3].

Продукты переработки амаранта нашли широкое применение в пищевых отраслях, в частности в производстве мясной, молочной, масложировой, пищевкусовой, мукомольной, хлебопекарной, кондитерской и макаронной продукции [4]. Они отличаются улучшенным химическим составом белковых соединений, ненасыщенных липидов, минеральных веществ и витаминов, поэтому считаются обогатителями пищи. Но какова роль амаранта в технологии чайных продуктов?

Вначале обратимся к химическому составу традиционных чайных продуктов. Во-первых, они содержат фенольные соединения, составляющие 25 % сухой массы чайного листа и включающие свыше 30 близких по природе соединений, представленных на 60–70 % катехинами и их галловыми эфирами. Катехины обладают способностью снижать до нормального состояния проницаемость капилляров, повышают их эластичность, предотвращают капиллярные кровоизлияния, улучшают состояние при капилляротоксикозах и гипертонической болезни.

Во-вторых, другая группа веществ чайного листа — флавоноиды представлена моно-, ди- и тригликозидами трех агликонов: кемпферона, кверцетина и мирицетина. Хотя содержатся они в малых количествах, проявляя антиоксидантную активность, но довольно устойчивы к окислительным превращениям, благодаря чему в готовом продукте их сохранность достигает до 80 % от исходного количества. Флавоноиды способны связывать свободные радикалы и образовывать хелатные соединения с ионами металлов (железа, меди), лишая их, тем самым, каталитического действия в процессах окисления. Наряду с антиоксидантной активностью они проявляют антигистаминный эффект, уменьшая проницаемость капилляров, и применяются в качестве сосудорасширяющих средств.

При ферментации чайного листа соединения фенольной природы, в том числе флавоноиды, принимают участие в окислительно-восстановительных процессах, оказывая влияние на формирование вкуса, цвета настоя и частично аромата готового черного чая. Однако черный чай, получаемый по классической технологии, содержит малое количество катехинов вследствие их окисления и осаждения при операциях завяливания, скручивания, ферментации и сушки чайного листа. В зависимости от применяемых технологических режимов суммарное содержание фенольных соединений в чае может снижаться на 25–40 %, что недостаточно для поддержания рекомендуемого уровня содержания БАВ в пище.

Как оказалось, в листве амаранта, кроме белка, содержится полный набор витаминов группы В, Е, С, а также каротиноиды, флавоноиды (рутин, кверцитин и др.), простые фенольные соединения (оксибензойные кислоты) и оксикоричные кислоты и их эфиры); 5–6 % водорастворимого пектина, по желирующим свойствам схожего с яблочным, способного связывать и выводить из организма токсины, тяжелые металлы, радионуклиды. Содержание аскорбиновой кислоты сравнимо с количеством витамина С в плодах перца и листьях многолетнего лука. Общая антиоксидантная активность листвы амаранта сравнима с активностью лимонника китайского, женьшеня и превосходит многие лекарственные травы.

Красноокрашенные листья амаранта содержат пигмент бетацианин — амарантин (алкалоид), биосинтез которого является одной из защитно-приспособительных реакций растения к абиотическим и биотическим факторам среды. Для него обнаружены значительные антиоксидантные свойства: ингибирование супероксид анион радикала и свободных радикалов; образование комплекса с ионами переходных металлов (железо, медь, цинк), которые катализируют образование свободных радикалов. В листве амаранта амарантин присутствует как в свободной форме, так и в связанной форме с белком или пектином, активно локализуясь в присутствии УФ-А света в клетках нижнего эпидермиса, верхнего эпидермиса и мезофилла [5].

Поскольку весьма актуальной является проблема обогащения черного байхового чая флавоноидами других растений, содержащих их в большей концентрации, чем сама чайная культура, то высушенная листва амаранта является желательным компонентом в составляемых фитокомпозициях чая. Предложена технология производства черного байхового чай по ТУ 9191–431–04605473–2002 «Чай байховый с листьями амаранта» (табл. 1). Технологический режим переработки сырья из амаранта следующий: толщина листа при завяливании не более 3 см; продолжительность завяливания при температуре 50 °С — 8–10 ч; сушка сырья при толщине слоя не более 5 см при температуре 45–70 °С ‒ 60–90 мин для снижения влаги в нем до 7–9 %. Завершение сушки красноокрашенной листвы амаранта осуществляется появлением темно-красно-фиолетового окрашивания за счет перехода пигмента амарантина.

Таблица 1

Фракционный состав полифенолов в фитокомпозициях чая, %, в пересчете на абсолютно сухое вещество

Наименование продукта	Общая сумма фенолов	Простые полифенолы и фенолкарбоновые кислоты		Дифенилпропаноиды		Конденсированные и полимерные полифенолы (танины)
		простые полифенолы и оксибензойные кислоты	фенилпропаноиды (оксикоричные кислоты и их эфиры)	флавоноиды	катехины
Чай байховый 100 %	13,75	0,54	0,09	1,98	2,34	8,80
Кипрей, сухой лист, 100 %	12,51	0,72	0,14	3,27	5,24	3,14
Кипрей, ферм.	10,54	0,23	0,05	2,98	1,71	5,57
Чай+кипрей (ферм.), 50:50 %	11,74	0,38	0,06	2,34	2,02	6,94
Чай+кипрей (ферм.), 80:20 %	13,10	0,48	0,08	2,18	2,21	8,15
Чай+амарант, 50:50 %	9,57	0,48	0,08	3,09	1,17	4,74
Чай+стевия, 80:20 %	12,68	0,53	0,09	2,29	2,12	7,65

Например, использование листвы овощного амаранта сорта Валентина Amaranthus tricolor в сочетании с черным байховым чаем позволяет обогатить чайный продукт соединениями, обладающими Р-витаминной активностью за счет увеличения содержания флавоноидов (табл. 2). Клинические испытания разработанных чайных напитков показали их способность снимать изжогу, вызывая нейтральную и слабощелочную реакции, мочегонное действие и улучшение работы желудочно-кишечного тракта вследствие роста и размножения бифидобактерий.

Отдельным вопросом выступают результаты органолептической оценки водных экстрактов воздушно-сухой листовой части амаранта (при гидромодуле 1:100), хранившейся в течение 3, 6 и 10 месяцев в воздушной среде при температуре 18–20 °С (табл. 3). Показатели качества экстрактов оценивали с помощью методики оценки безалкогольных напитков по 19-балльной шкале, в которой цвет (настой) ‒ 6, вкус ‒ 7 и аромат ‒ 6 баллов [6].

Таблица 2

Состав флавоноидов в фитокомпозициях чая, %, в пересчете на абсолютно сухое вещество

Соединение	Чай байховый	Чай из листьев амаранта	Чай + амарант (50:50)
Кверцетин	‒	0,31	0,15
Кверцетин-3-О-глюкозид	0,29	0,85	0,56
Кверцетин-3-О-галактозид	‒	0,42	0,21
Кверцетин-3-О-рамнозид	0,24	0,54	0,39
Рутин	0,71	1,75	1,20
Кемпфенол-3-О-глюкозид	0,31	‒	0,15
Кемпфенол-3-О-рамнозид	0,22	‒	0,11
Кемпфенол-3-О-рутозид	0,10	‒	0,05
Мирицетин-3-О-глюкозид	0,11	‒	0,05
Апигенин-7-О-глюкозид	‒	0,34	0,17
Сумма флавоноидов	1,98	4,21	3,04

Проведенная органолептическая оценка экстрактов листовой части амаранта свидетельствует о том, что все изучаемые образцы имеют ярко выраженный неприятный терпкий вкус, неизменяющийся на протяжении всего срока хранения. Отсутствие по истечении 6–10 месяцев хранения насыщенного красного цвета экстракта амаранта багряного ( Amaranthus paniculatus ), красно-оранжевого ‒ амаранта красного ( Amaranthus hypochondriacus ) и светло-зеленого — амаранта белого ( Amaranthus albus ), характерных для свежего сырья, связывают с нарушением содержащихся в амаранте пигментов бетанина и амарантина в процессе длительного хранения в воздушной среде.

Таблица 3

Балльная оценка органолептических показателей экстрактов листовой части амаранта

Амарант	Аромат и вкус	Настой	Балл	Оценка
3 месяца хранения
Красный A. hypochon-driacus	Недостаточно приятные вкус и аромат	Прозрачный, красно-оранжевый	9	Удовлетворительно
Багряный A. paniculatus	Грубоватый аромат, неприятный терпкий вкус	Прозрачный, темно-красный	8	Удовлетворительно
Белый A. albus	Недостаточно приятный аромат, терпкий приторный вкус	Прозрачный, светло-зеленый	8	Удовлетворительно
6 месяцев хранения
Красный A. hypochon-driacus	Недостаточно приятные вкус и аромат	Прозрачный, красно-оранжевый	5	Неудовлетворительно
Багряный A. paniculatus	Грубоватый аромат, неприятный терпкий вкус	Прозрачный, желто-коричневый	4	Неудовлетворительно
Белый A. albus	Недостаточно приятный аромат, терпкий приторный вкус	Прозрачный, светло-желтый	4	Неудовлетворительно
10 месяцев хранения
Красный A. hypochon-driacus	Недостаточно приятные вкус и аромат	Прозрачный, желто-коричневый	3	Неудовлетворительно
Багряный A. paniculatus	Грубоватый аромат, неприятный терпкий вкус	То же	3	Неудовлетворительно
Белый A. albus	Недостаточно приятный аромат, терпкий приторный вкус	Прозрачный, желтый	3	Неудовлетворительно

Очевидно, что хранение в пределах 3 месяцев не изменяет органолептические показатели экстрактов сырья, в то время как хранение в пределах 6–10 месяцев отрицательно влияет на цвет получаемых водных экстрактов. Для создания фитокомпозиций с приемлемыми органолептическими показателями осуществлен подбор сырья (зеленый чай, липовый цвет, мята и др.), наиболее подходящего по вкусу и аромату в сочетании с основным компонентом (листовой частью амаранта, хранившейся до 3 месяцев в воздушной среде при температуре 18–20 ºС).

Из указанных компонентов были составлены фитокомпозиции, балльная оценка которых представлена в табл. 4. Наилучшей балльной оценкой органолептических показателей обладают фитокомпозиции № 2, 3 и 5, на основании которых были разработаны рецептуры чая, где основной компонент — воздушно-сухая часть листвы амаранта красного и багряного представлена в количестве от 25 до 50 %. Технологическая схема производства чайных фитокомпозиций включает следующие этапы: сбор амаранта в период цветения до начала плодоношения; разделение зеленой массы амаранта на соцветия, листья, стебли; сортировка листьев; воздушно-сухая сушка листьев не позднее 2 ч после сбора при температуре 25 ± 2 ºС в течение 96 ч; комбинирование компонентов (добавление цедры лимона, липы, гречихи, зеленого чая, мяты); упаковывание по ГОСТ 51074–2003 [6].

Таблица 4

Балльная оценка органолептических показателей чайных фитокомпозиций

Композиция	Аромат и вкус	Настой	Балл	Оценка
№ 1 (амарант белый, липа, гречиха, зеленый чай)	Слабовыраженный аромат, неприятный вкус	Прозрачный, желто-зеленый	8	Удовлетворительно
№ 2 (амарант белый, липа, гречиха, зеленый чай, мята)	Нежный аромат и вкус мяты	То же	17	Отлично
№ 3 (амарант багряный, зеленый чай, мята, липа)	Полный букет с ароматом мяты, приятный вкус	Прозрачный, красно-оранжевый	18	Отлично
№ 4 (амарант красный, гречиха, липа, зеленый чай, мята)	Приятный мятный аромат, приятный с терпкостью вкус	Прозрачный, желто-оранжевый	16	Хорошо
№ 5 (амарант багряный, лимон (цедра), зеленый чай)	Приятный, насыщенный аромат, достаточно терпкий вкус	Прозрачный, красно-оранжевый	19	Отлично
№ 6 (амарант багряный, апельсин (цедра), зеленый чай)	Приятный аромат, достаточно терпкий вкус	То же	14	Хорошо
№ 7 (амарант багряный, лимон (цедра))	Грубоватый аромат, неприятный терпкий вкус	Прозрачный, темно-красный	8	Удовлетворительно
№ 8 (амарант багряный, апельсин (цедра))	То же	То же	8	Удовлетворительно

Перечисленные недостатки органолептических показателей указывают на необходимость более детального изучения метаболитов амаранта с антиоксидантными свойствами при разработке функциональных напитков на основе листовой части растения, развивающейся в онтогенезе [7]. Так, характерная особенность листьев A. tricolor L. сорта Валентина — это красная окраска различной интенсивности, зависящая от возраста растительного органа (старые листья, листья с оформленной пластинкой, листья с неоформленной пластинкой и ювенильные, жилка листа, черешки листьев, стебель, соцветие, корень) и определяемая в нем количеством пигмента амарантина. Водные экстракты разновозрастных листьев амаранта различаются по содержанию основных метаболитов с антиоксидантными свойствами: амарантина, аскорбиновой кислоты и каротиноидов (табл. 5). В ювенильных листьях аккумулируется максимальное количество амарантина, содержание которого по мере роста и старения листовой пластинки снижается. Аскорбиновая кислота преимущественно накапливается в активно фотосинтезирующих листьях с полностью оформленной пластинкой, в стареющих, напротив, ее количество уменьшается. В ювенильных листьях также отмечается тенденция к повышению содержания аскорбиновой кислоты.

Таблица 5

Содержание метаболитов-антиоксидантов в органах у растений амаранта A. tricolor L. сорта Валентина

Орган	№ листа (снизу вверх)	Содержание		Суммарное содержание антиоксидантов, мг-экв. ГК/г сырой массы
		аскорбиновая кислота, мг %	амарантин, мг/г сырой массы
Старые листья	1	161 ± 15,0	0,26 ± 0,02	2,32 ± 0,11
	2	186 ± 15,0	0,29 ± 0,02	2,30 ± 0,11
	3	176 ± 15,0	0,44 ± 0,02	2,25 ± 0,11
Листья с оформленной пластинкой	4	230 ± 15,0	0,48 ± 0,02	2,26 ± 0,11
	5	202 ± 15,0	0,51 ± 0,02	2,20 ± 0,11
	6	216 ± 15,0	0,57 ± 0,02	1,21 ± 0,11
Листья с неоформленной пластинкой и ювенильные	7	149 ± 15,0	0,55 ± 0,02	1,81 ± 0,11
	8	133 ± 15,0	0,72 ± 0,02	2,00 ± 0,11
	9	–	–	–
	10	167 ± 15,0	0,94 ± 0,02	2,11 ± 0,11
	11	–	–	–
Жилка листа		–	0,31 ± 0,02	0,70 ± 0,04
Черешки листьев		17 ± 1,5	0,79 ± 0,05	0,69 ± 0,04
Стебель		10 ± 1,5	0,21 ± 0,02	0,43 ± 0,03
Соцветие		130 ± 15,0	0,75 ± 0,05	1,18 ± 0,05
Корень		10 ± 1,5	0,11 ± 0,02	0,45 ± 0,03
Примечание. ГК — галловая кислота. Пропуски означают отсутствие данных.

Поскольку содержание антиоксидантов в органах амаранта различается, то исследователи для анализа закономерностей их совместного изменения ввели интегральный показатель — суммарное содержание антиоксидантов. В молодых листьях с неоформленной пластинкой оно оказалось меньше, чем в листьях с полностью оформленной. При этом жилки, черешки, стебли аккумулировали существенно меньше метаболитов с антиоксидантной активностью по сравнению с листьями.

Среди вторичных метаболитов, которые синтезируются в овощных растениях, биологической активностью характеризуется группа фенольных соединений — веществ ароматической природы. Они обуславливают лекарственные и ядовитые свойства растений, участвуют в защите от биотических стрессоров, а также во взаимодействиях растений между собой и с другими организмами, в процессах размножения (окраска, запах цветков и плодов). Как было указано выше (табл. 2), в листве амаранта значительную долю фенольных соединений составляют флавоноиды.

Содержание флавоноидов в листве амаранта сравнимо с их количеством в лекарственных растениях (табл. 6). В соцветиях было обнаружено меньше флавоноидов и оксикоричных кислот, чем в листьях. Экстракты стебля имели минимальное содержание флавоноидов, но более высокие показатели по конденсированным и полимерным фенолам по сравнению с соцветием и листьями.

Таблица 6

Фракционный состав и содержание (% на абсолютно сухую массу) фенольных соединений в соцветиях, листьях и стеблях у растений амаранта A. tricolor L. сорта Валентина

Орган	Сумма фенольных соединений	Простые фенольные соединения и оксибензойные кислоты	Оксикорич-ные кислоты и их эфиры	Флавоноиды	Конденсиро-ванные и полимерные фенольные соединения
Соцветия	5,52	0,55 ± 0,05	0,09 ± 0,01	3,94 ± 0,11	0,94 ± 0,11
Листья	5,47	0,43 ± 0,05	0,09 ± 0,01	4,21 ± 0,11	0,74 ± 0,11
Стебель	3,23	0,32 ± 0,05	0,05 ± 0,01	0,52 ± 0,11	2,34 ± 0,11

По результатам проведенных исследований, разработана биологически активная добавка (БАД) фиточай «Амарантил», являющаяся источником флавоноидов, оксикоричных кислот и амарантина, которая рекомендуется для профилактики и коррекции дисбактериоза, иммунной недостаточности и повышения адаптационных возможностей организма пациентов с экологически обусловленными заболеваниями [4]. БАД фиточай «Амарантил» способна выполнять защитные функции в организме человека, проявляя противоопухолевые свойства (патент № 2377008), укрепляя иммунную систему, нормализовать процесс функционирования бифидо- и лактобактерий желудочно-кишечного тракта, что подтвердили клинические испытания против дисбактериоза у школьников (патенты № 2214454, № 2233222) [8].

Таким образом, приходим к выводу о необходимости проведения исследований в области разработки инновационных чайных продуктов из листвы амаранта с учетом детального изучения антиоксидантных метаболитов данного растения при разработке функциональных напитков из специфических частей растения, развивающихся в онтогенезе.

Литература:

1. Кононков П. Ф., Гинс М. С. Интродукция амаранта в России // Овощи России, 2008. — № 1–2. — С. 79–82.
2. Шмалько Н. А., Росляков Ю. Ф. Бессмертный амарант // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки, 2004. — № 1. — С. 71–73.
3. Шмалько Н. А., Кудрявцева Л. А. Безглютеновые изделия с амарантом: отечественный опыт в целях импортозамещения. — Казань: ООО «Бук», 2024. — 214 с.
4. Шмалько Н. А., Росляков Ю. Ф. Амарант в пищевой промышленности. — Краснодар: Просвещение-Юг, 2011. — 489 с.
5. Гинс М. С. Культура амаранта (род Amaranthus L.) как источник амарантина: его функциональная роль, биологическая активность и механизмы действия: специальность 03.00.12: диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук / Гинс Мурат Сабирович. — Санкт-Петербург, 2003. — 328 с.
6. Перспективное использование листовой части местных гибридных популяций амаранта / Н. С. Ружило, А. А. Юферова, К. А. Красковская, Т. Н. Слуцкая // Пиво и напитки, 2014. ‒ № 3. — С. 22–26.
7. Идентификация метаболитов с антиокисдантными свойствами в листьях овощного амаранта ( Amaranthus tricolor L .) / М. С. Гинс, В. К. Гинс, С. М. Мотылева, И. М. Куликов, С. М. Медведев, В. Ф. Пивоваров, М. Е. Мертвищева // Сельскохозяйственная биология, 2017. — Т. 52. № 5. — С. 1030–1040. doi: 10.15389/agrobiology.2017.5.1030rus
8. Амарант сорта «Валентина» — перспективный сырьевой ресурс для напитков здоровья / Г. Л. Филонова, О. А. Соболева, Т. А. Головина, П. Ф. Кононков, В. К. Гинс, М. С. Гинс // Пиво и напитки, 2015. — № 4. — С. 10–14.