doi: 10.15389/agrobiology.2019.4.693rus
УДК 637:577.161.2:[636.083+637.02
Работа финансово поддержана РНФ, грант № 16-16-04047.
ОБЛУЧЕНИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОМ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНА D В ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ
В.М. КОДЕНЦОВА1, Д.В. РИСНИК2, В.К. МАЗО3
Дефицит витамина D, который обнаруживается у 50-90 % взрослого и детского населения Российской Федерации (И.Н. Захарова с соавт., 2015; В.М. Коденцова с соавт., 2017, 2018) и вызван его недостаточным потреблением с пищей и сниженным эндогенным синтезом в коже вследствие малой инсоляции, ассоциируется со многими хроническими заболеваниями и остается серьезной проблемой (A. Hosseinnezhad c соавт., 2013). Один из вариантов биофортификации, получивший название «bio-addition», основан на способности живых организмов под действием УФ-облучения образовывать витамин D из эндогенного эргостерола. Образующийся в организме животных, грибов или дрожжей витамин D проходит стадии биотрасформации и в результате потребляется человеком в натуральном виде. Облучение животных ультрафиолетом позволяет минимизировать сезонные вариации концентрации витамина D в коровьем молоке (R.R. Weir с соавт., 2017). После пребывания свиней в течение 14 сут по 1 ч на солнце в летний полдень содержание витамина D3 в мясе повышалось (p < 0,001) до 0,716±0,097 мкг/100 г (28,6±3,9 МЕ/100 г) и существенно превышало аналогичный показатель в контрольной группе (0,218±0,024 мкг/100 г, или 8,7±1,0 МЕ/100 г) (D.E. Larson-Meyer с соавт., 2017). УФ-облучение эффективно увеличивало количество витамина D в мясе кур с 0,16 до 0,96 мкг/100 г даже на фоне потребления 3000 МЕ витамина D3/кг корма (A. Schutkowski с соавт, 2013). Количество витамина D2, образованного в оптимальных условиях УФ-облучения грибов шиитаке (Lentinula edodes), составляет 29,87±1,38 мкг/г сухой массы. В США, Ирландии, Нидерландах и Австралии свежие грибы подвергают УФ-облучению, это приводит к увеличению содержания витамина D2 до 10 мкг/100 г сырой массы (O. Taofiq с соавт., 2017; G. Cardwell с соавт., 2018), что составляет 50-100 % от рекомендуемой нормы потребления витамина. Обработка пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae ультрафиолетовым облучением индуцирует превращение содержащегося в них эргостерина в витамин D2. Количество витамина D2 в среднем составляет 3065 тыс. МЕ/100 г (2560-3750 тыс. МЕ/100 г), или 770 мкг/г (640-940 мкг/г), что почти в 30-50 раз превышает его исходную концентрацию (менее 20 МЕ/100 г) (EFSA, 2014). Европейским агентством по безопасности продуктов питания (European Food Safety Authority, EFSA, Италия) обработанные ультрафиолетом дрожжи, обогащенные витамином D2, разрешены в качестве нового пищевого ингредиента при производстве дрожжевого хлеба, рулетов, мучной кондитерской продукции в максимальной дозе 5 мкг витамина D2/100 г. После облучения масла зародышей пшеницы (слой масла 1,6 мм) ультрафиолетом концентрация витаминов D2 и D3 составила соответственно 1035 и 37 нг/г (A.C. Baur с соавт., 2016). Аналогичным образом происходит увеличение содержания витамина D в яйце при облучении кур ультрафиолетовым светом или свободном выгуле при естественном солнечном свете (A. Schutkowski с соавт., 2013; J. Kühn с соавт., 2014, 2015). В условиях полного отсутствия синтеза витаминов в нашей стране биофортификация витамином D куриного мяса, яиц и молочных продуктов посредством УФ-облучения животных, грибов и растительных масел приобретает важное значение.
Ключевые слова: витамин D, биофортификация, обогащение витамином D, куры, яйца, коровье молоко, грибы, масло зародышей пшеницы, пекарские дрожжи, УФ-облучение, инсоляция.
ULTRAVIOLET IRRADIATION TO ENRICH FOODS WITH VITAMIN
V.M. Kodentsova1, D.V. Risnik2, V.K. Mazo3
Vitamin D deficiency found in 50-90 % of the adult and children's population in Russia (I.N. Zakharova et al., 2015; V.M. Kodentsova et al., 2017, 2018) and caused by inadequate intake and reduced endogenous synthesis in the skin due to insufficient solar irradiation, is associated with many chronic diseases and makes an important problem (A. Hossein-nezhad et al., 2013). One of the options for biofortification, called “bio-addition”, is based on the ability of living organisms to form vitamin D from endogenous ergosterol by UV irradiation. Ultraviolet irradiation of animals allows minimizing seasonal variations in the concentration of vitamin D in cow’s milk (R.R. Weir et al., 2017). A one-hour exposure of animals for 14-day to insolation at summer noon increased the vitamin D3 content in pork (p < 0.001) to 0.716±0.097 µg/100 g (28.6±3.9 IU/100 g) which significantly exceeded the same indicator in the control animals (0.218±0.024 µg/100 g, or 8.7±1.0 IU per 100 g) (D.E. Larson-Meyer et al., 2017). UV irradiation effectively increased vitamin D level in chicken, from 0.16 to 0.96 µg per 100 g, even at 3000 IU/kg of dietary vitamin D3 (A. Schutkowski et al., 2013).The amount of vitamin D2 in shiitake mushrooms (Lentinula edodes) can achieve, under optimal conditions of UV irradiation, 29.87±1.38 µg per g dry weight. In the USA, Ireland, the Netherlands and Australia, fresh mushrooms are exposed to UV irradiation, which leads to an increase in the vitamin D2 content to 10 µg/100 g wet weight (O. Taofiq et al., 2017; G. Cardwell et al., 2018). This is 50-100 % of the recommended daily consumption of the vitamin. The processing of baking yeast Saccharomyces cerevisiae by ultraviolet irradiation induces the conversion of ergosterol into vitamin D2. The average content of vitamin D2 is 3,065,417 IU/100 g (2,560,000-3,750,000 IU/100 g) or 770 µg/g (640-940 µg/g), which increases its initial concentration (less than 20 IU of vitamin D2/100 g) almost 30-50-fold (EFSA, 2014). The vitamin D2-enriched UV-treated yeast is allowed by The European Food Safety Authority (EFSA) for fortification of yeast-leavened bread, rolls and fine pastry at maximum D2 dose of 5 μg per 100 g of the products. The concentration of vitamins D2 and D3 after UV irradiating of the wheat germ oil (1.6 mm oil layer) was 1035 and 37 ng/g, respectively (A.C. Baur et al., 2016). Similarly, there is an increase of the vitamin D content in eggs after exposure of chickens to UV irradiation or natural sunlight (A. Schutkowski et al., 2013; J. Kühn et al., 2014, 2015). In the conditions of the complete absence of the commercial production of vitamins in our country, bio-addition with vitamin D of chicken meat, eggs and dairy products by UV irradiation of animals, mushrooms, yeast, vegetable oils takes on particular significance.
Keywords: vitamin D, вiofortification, bio-addition, poultry, eggs, cows' milk, mushrooms, vitamin D-enriched UV-treated baker‘s yeast, ultraviolet light irradiation, wheat germ oil.
1ФГБУН Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи, |
Поступила в редакцию |
