В каких продуктах содержится люпин

Для большинства граждан России люпин – это декоративное растение или растение, встречающееся в естественных биоценозах. Но истинная ценность одного из видов люпина (белого люпина) заключается в том, что его зерно содержит до 40% биологически полноценного легкоусвояемого белка, который включает почти все незаменимые аминокислоты. Качество белка по индексу МЕАА, используемому FAO, у люпина даже выше, чем у сои.

В Российской Федерации используют четыре вида люпина: многолетний, узколистный, желтый и белый. В Реестр селекционных достижений, разрешённых к применению в Российской Федерации, включено семь сортов белого люпина, шесть из которых селекции РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева [1-3]. Все они выведены традиционными методами селекции и не относятся к числу ГМО. По нашим многолетним данным, обработанным с учётом фактора времени [4-5], и многочисленным данным других НИУ России, белый люпин по сравнению с соей обладает большей урожайностью и выходом белка с гектара, способен извлекать из почвы фосфор, недоступный для питания других растений, при созревании во время уборки урожая не осыпается, за счёт биологической азотфиксации повышает плодородие почв [6-10]. По содержанию белка в зерне белый люпин и соя превосходят другие сельскохозяйственные культуры [11].

Вся селекция белого люпина велась по зерновому направлению на экспериментальной базе РГАУ МСХА им. К.А.Тимирязева, поэтому первым и главным показателем отбора было содержание алкалоидов в зерне. В связи с этим использование белого люпина на сидерацию, по нашему мнению, является неэффективным [13-14].

Белый люпин расширил ареал распространения, который включает Центральный район Нечернозёмной зоны, Центральное Черноземье, Среднее Поволжье, предгорья Северного Кавказа, Южный Урал, юг Западной Сибири.
По данным лаборатории белого люпина РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, химический и аминокислотный состав зерна белого люпина не уступает сое и превосходит по качеству другие зернобобовые культуры (табл. 1-2).

Таблица 1. Кормовая ценность и химический состав зерна белого люпина, сои и соевого шрота
 

ОЭ – обменная энергия
* Справочные данные. Рекомендации по кормлению сельскохозяйственной птицы (2009)

Таблица 2. Химический (% на воздушно-сухое вещество) и аминокислотный состав зерна белого люпина (в % к сырому протеину), [8,11,15]
 

Учитывая сопоставимость основных биохимических показателей с соей, при более высокой урожайности белый люпин может стать эффективной импортозамещающей альтернативой именно в тех областях пищевой и комбикормовой промышленности, где он широко используется. Укрупнено можно выделить следующие направления:
1. Кормопроизводство для сельскохозяйственных и домашних животных.
2. Производство продуктов питания для человека.
3. Технические нужды.

Антипитательным веществом в люпине, лимитирующим его применение в кормопроизводстве и пищевой промышленности, являются алкалоиды (люпанин, люпинидин, гидроксилюпанин и т.п.). Наибольший интерес представляют малоалкалоидные сорта белого люпина (содержание алкалоидов менее 0,3%) и безалкалоидные, которые содержат алкалоидов менее 0,025%, что позволяет использовать их в питании человека.

Люпин в кормопроизводстве

На кормовые цели используют только люпин, отвечающий требованиям ГОСТ 11321-89 «Люпин кормовой. Требования при заготовках и поставках». В ГОСТе оговаривается не содержание алкалоидов, а ограничивается количество алкалоидных семян люпина (не более 3%). Определение алкалоидных семян люпина ведут по ГОСТу 12043.

Люпин в качестве высокобелковой кормовой добавки широко применяют в Австралии, где белый и узколистный люпин являются одними из основных экспортных культур.
В лаборатории белого люпина РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева и ВНИТИП проведены исследования по использованию белого люпина в кормлении высокопродуктивной птицы мясного и яичного направления [16-18]. Известны примеры использования люпина в мясном и молочном животноводстве, свиноводстве, рыбоводстве и других отраслях сельскохозяйственного производства [19-21]. Отмечено, что эффективность производства продукции животноводства достигается за счёт снижения затрат на корма и, в первую очередь, её зернобобовой части [22]. В рационе взрослых половозрастных групп птицы, свиней и КРС предлагается использовать люпино-рапсовый концентрат с включением люпина в оболочке, а для ценных пород рыбы, поросят и цыплят целесообразно добавлять люпино-рапсовый концентрат с люпином без оболочки с очень низким содержанием клетчатки.

На конец октября 2013 г. представление о ценах на белковые компоненты комбикормов даёт рис. 1, где представлены коммерческие предложения (в которых были указаны содержание протеина и цена), взятые с сайта www.agroserver.ru

 Цена колеблется в зависимости в том числе и от содержания протеина. По люпину было всего три предложения из одного региона, в то время как по другим позициям предложения насчитываются десятками и имеют обширную географию.
 Расчёт по средним значениям приводит к результатам, представленным на рис.2.

Следует заметить, что использование соевого шрота и жмыха в кормопроизводстве предполагает их тостирование, что может потребовать дополнительных затрат, в то время как люпин может вводиться без термообработки.
Как видно из рисунков, цена на люпин на множестве «шрот и жмых подсолнечника – шрот и жмых рапса – люпин – жмых сои – шрот сои» укладывается в линейную зависимость «цена – содержание протеина». Горох и соя экструдированная явно выпадают из этой зависимости. Повышенная цена на горох может быть объяснена его пищевой значимостью, а на полножирную экструдиро-ванную сою – её повышенной калорийностью за счет жира.

По расчётам сотрудников лаборатории белого люпина РГАУ МСХА им. К.А.Тимирязева, затраты на 1 га при возделывании белого люпина сопоставимы с затратами на возделывание гороха и меньше, чем на возделывание сои, при том, что урожайность белого люпина выше, чему гороха, в 1,5-2 раза, а содержание белка – в 2 раза [7]. Это позволяет иметь себестоимость зерна белого люпина ниже, чем у сои, и сопоставимую с горохом.
Одним из способов повышения кормовой ценности зерна, в том числе и бобовых культур, считается термообработка. Из-за низкого содержания ингибитора трипсина люпин может использоваться в корм любым видам животных без предварительной обработки.

Соя и продукты её переработки, в частности при кормлении свиней и птицы, должны обязательно подвергаться тепловой обработке с целью инактивации ингибиторов трипсина.
Предложено много методов – обжаривание, пропаривание, экструдирование, микронизация (ВТМ) и т.п. [12]. В любом случае процесс связан с повышением температуры продукта в некотором интервале времени. По вопросу эффективности термообработки существует два мнения. В качестве аргументов против термообработки приводятся следующие соображения:
1. Тепловое воздействие (тем более с большой температурной экспозицией) приводит к разрушению ряда аминокислот.
2. Частично инактивируется витаминный комплекс.
3. Появляются дополнительные затраты.
4. Гораздо больше аргументов за термообработку:
5. Умеренная денатурация белка способствует более эффективному его усвоению у некоторых групп животных и птицы.
6. Термообработка снижает растворимость белка, т.е. формирует т.н. «защищенный» белок с улучшенным показателем НРП (не растворяющийся в рубце протеин), что повышает эффективность его использования в рационах жвачных животных.
7. Тепловое воздействие на углеводный комплекс способствует деструкции его компонентов на более легкоусвояемые формы.
8. Имеет место обеззараживание семян.
9. Наблюдается частичная инактивация антипитательных веществ, в частности алкалоидов в люпине (до 50%) [23].
10. Улучшаются вкус и запах, вследствие чего – поедаемость корма.

В конечном итоге вопрос об эффективности использования термообработанного люпина в кормопроизводстве должен решаться зоотехниками по результатам сравнительных экспериментов в кормлении животных.
При заготовке люпина особое внимание следует уделять его влажности, так как люпин с повышенной влажностью при температурах хранения +18-35°С быстро подвергается заплесневению и накапливает микотоксины. Поэтому для лучшей сохраняемости зерна люпина влажность его необходимо доводить до 13% и менее.

Люпин в пищевых продуктах

Если в кормопроизводстве люпин постепенно находит все большее распространение, то в российских продуктах питания его использование пока носит поисковый характер, в то время как у жителей Перу, Эквадора и Боливии это растение стоит в одном ряду с кукурузой и картофелем.

Прежде всего, отметим, что сладкий (пищевой) люпин у нас не культивируется. Белый люпин (алкалоидов 0,02-0,07%) попадает в группу низкоалкалоидных. Учитывая предельно допустимую концентрацию алкалоидов в пищевых продуктах, можно говорить о продуктах переработки люпина как о пищевых добавках с ограничением по дозировкам.
Допустимый уровень содержания алкалоидов по международным нормам составляет 200 мг/кг (0,02%).
Как и из сои, из люпина можно производить муку (полножирную или обезжиренную), концентраты и изоляты. Последние получают удалением небелковых компонентов. Во ВНИИ зерна апробирована технология шелушения белого люпина с выделением оболочек, крупки (различных номеров) и мучки.

К настоящему времени разработаны технические условия на пищевой люпин и муку из него.
По таким технологическим показателям, как водоудерживающая (ВУС) и жироудерживающая (ЖУС) способность, критическая концентрация гелеобразования (ККГ), эмульгирующая способность, люпиновая мука не уступает соевой, а где-то и превосходит [24].
Использование добавок из люпиновой муки дало положительные результаты в кулинарии и колбасном производстве (изделия из мясного фарша) [25-27].
В Могилевском государственном университете на основе зерна люпина разработана технология получения белковой добавки для вареных колбас, ввод которой обеспечивает полноценный белковый скор и хорошую водоудерживающую способность [28].
Функционально-технологические достоинства изолированных белков люпина предполагают их использование не только в качестве белкового обогатителя, но и как технологической добавки в таких пищевых системах, как соусы типа майонез, сбивные массы, пасты, мясные эмульсионные системы и т.д. В этом плане перспективно исследование синергетического эффекта белков люпина с другими эмульгаторами [29].
Есть успешный зарубежный опыт их использования при изготовлении мясных паштетов и колбас, продуктов детского и диетического питания. Особенно преуспели здесь Австралия, а также США, которые в основном решили проблемы пищевого белка за счёт сои.

Несмотря на тысячелетнюю историю и, казалось бы, существенные преимущества (отсутствие ингибиторов протеиназ), люпин не стал источником продуктов типа соевого молока, творога, сыра и т.п. Возможно, это связано с тем, что низкоалкалоидные сорта белого люпина зернового направления для производства комбикормов вывели сравнительно недавно, а сортов пищевого направления в России до сих пор нет. Однако подобную эволюцию нельзя исключить. Уже есть примеры использования белка люпина, например, в сыроделии [30-31].

В качестве белкового обогатителя мука из люпина опробована в хлебопечении. В ряде научных центров люпиновую муку успешно испытали при выпечке хлеба и показали, что такой каравай не только очень вкусен, ароматен, но и черствеет гораздо медленнее, чем любой из традиционных хлебов [32-34].

Продукты переработки люпина были апробированы в качестве заменителя яиц и молока в кондитерских и макаронных изделиях. Семена с успехом добавляют в диетические кофейные напитки. С точки зрения функциональных продуктов питания люпин интересен в качестве источника пектина и грубых пищевых волокон для людей, страдающих сахарным диабетом и ожирением. В отличие от гораздо более популярной сои, люпин не вызывает аллергических реакций в организме [29, 35-38].

Характерной особенностью белка люпина является отсутствие в нём глютена, что делает его привлекательным сырьем в производстве безглютеновых белковых пищевых добавок, в первую очередь для продуктов детского питания.
Люпин содержит довольно много липидов (в зависимости от сортов до 12%) и может служить сырьем для производства растительного масла, которое находится в одном ряду с амарантовым и льняным маслами и является высокоэффективным природным антиоксидантом [39]. Его часто используют в косметической промышленности. Кроме того, благодаря высокому содержанию полиненасыщенных жирных кислот его рекомендуют употреблять для профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Отдельно стоит обратить внимание на оболочку белого люпина, которая содержит большее по сравнению с ядром количество клетчатки [8, 15] и пищевых волокон (табл. 3). Предлагается использовать оболочки люпина в качестве эффективного сорбента [40].

О целебных свойствах люпина уже писал Абу Али Ибн Сина (Авиценна) в своем знаменитом труде «Канон врачебной науки». Он использовал его при лечении опухолей, язв, воспаления седалищного нерва, как мочегонное, указывал, что люпин «открывает закупорки в печени и в селезенке». Начиная с 30-х годов XX века, люпин используется для профилактики диабета, что обусловлено присутствием в нем хинолизидиновых алкалоидов [29]. Экстракты алкалоидов из люпина оказывают положительное влияние на сердечно-сосудистую систему [41]. Фитостерон и сквален в масле люпина – сырье для медицинских препаратов при кожных заболеваниях, атеросклерозе.
Применяют люпин и в косметологии.

Таблица 3. Химический состав оболочек, %
 

Заключение

Интерес к люпину как источнику растительного белка, в первую очередь альтернативному соевому, проявляется давно, однако носит циклический характер [42].
За последнее десятилетие по вопросам, связанным с использованием люпина, написано более полутора десятков диссертаций. В РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева успешно работает лаборатория белого люпина, учёные которой создали его как сельскохозяйственную культуру для России, вывели ряд малоалкалоидных сортов, позволяющих решить проблему дефицита растительного белка в питании людей и кормлении сельскохозяйственных животных и птицы.
Однако простой сравнительный анализ рынка продаж показывает, что, несмотря на все достоинства, объёмы производства зерна люпина и сои явно не сопоставимы. В какой-то степени это можно списать на протекционизм сформировавшегося «соевого лобби». Но основной причиной, скорее всего, является недостаточная аппаратурно-технологическая проработка процессов производства продуктов из люпина. Безусловно, актуальной становится задача создания отечественных безалкалоидных (сладких) сортов белого люпина.

Литература
1. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Сорта белого люпина селекции ФГОУ ВПО РГАУ МСХА им. К.А.Тимирязева: Методические рекомендации. – М.: изд-во РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, 2010.
2. Такунов И.П. Люпин в земледелии России. – Брянск: «Придесенье», 1996.
3. Агрохимический словарь. Термины и определения. – М.: «Агроконсалт», 1999.
4. Цыгуткин А.С. Главные эффекты и взаимодействия факторов в многофакторном опыте  // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2001. – №5.
5. Цыгуткин А.С. Методология статистической обработки многолетних данных опыта. – М.: Россельхозакадемия, 2002.
6. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Особенности роста и развития растений, технологии возделывания нового сорта белого люпина Детер 1 // Достижения науки и техники АПК. – 2011. – №9.
7. Гатаулина Г.Г., Цыгуткин А.С, Навальнев В.В. Технология возделывания белого люпина. – Белгород: Белгородский НИИСХ, 2009.
8. Штеле А.Л., Цыгуткин А.С, Терехов В.А. Биологическая и кормовая ценность зерна белого люпина как источника корма для сельскохозяйственной птицы // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Биологизация адаптивно-ландшафтной системы земледелия – основа повышения плодородия почвы, роста продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения окружающей среды» (12-13 июля 2012 г.). – Т. 1. – Белгород: Издательство «Отчий край», 2012.
9. Сычев В.Г., Цыгуткин А.С. Продовольственная безопасность страны и мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения // Плодородие. – 2003. – №5.
10. Агрохимическое минеральное сырьё: Словарь-справочник / Чумаченко И.Н., Сушеница Б.А., Капранов В.Н., Цыгуткин А.С. Под общей редакцией Чумаченко И.Н. – М.: Россельхозакадемия, 2003.