Включение ценных микроэлементов в спирулину

Особый интерес представляет особенность спирулины включать в состав биомассы различные минеральные элементы — Fe, Мп, Си, Se, Cr, Zn. Количественные аспекты включения микро­элементов в состав биомассы спирулины, предполагаемая форма их связывания, биодоступность и перспективы клинического использования наиболее полно изучены на примере селена.

В России вопросами биотехнологического встраивания эссенциальных микроэлементов (хрома, селена, марганца, меди, цеинка, ванадия) занимались с 1998 г.

На основе продолжительной селекционной работы по выявлению наиболее технологичного и продуктивного штамма микроводоросли спирулины, как объекта встраивания был разработан, внедрен в производство штамм, депонированный в ИФР РАМН.

Табл. 8. Минеральный состав спирулины

Табл.

В результате различных биотехнологических приемов культивирования, рассматривая индиви­дуальный подход к «биотрансформации» каждого отдельного микроэлемента были получены ре­зультаты, которые нашли практическое использование как сырье для пищевой промышленности, так и конечный продукт — биологически активные добавки «Хром-спирулина», «Селен-спирули- на», «Медь-спирулина», «Марганец-снирулина», «Цинк-спирулина». Продукция прошла тща­тельную токсикологическую и клиническую оценку в НИИ питания РАМН. Продукция сертифи­цирована, защищена патентами РФ, награждена золотой медалью им. Мечникова «За укрепление здоровья нации ».

В ряде работ детально охарактеризованы процессы накопления этого микроэлемента клетками A. platensis и выявлено влияние различных концентраций селена на ее рост. Группой китайских исследователей было показано, что концентрации селенита натрия менее 400 мг/л стимулируют рост спирулины, причем наиболее выраженным этот эффект является в диапазоне концентраций 5-40 мг/л. Однако при концентрации селенита натрия выше 500 мг/л отмечается его токсическое действие на рост культуры.

В составе биомассы спирулины «биотрансформированный» селен представлен главным обра­зом его органическими соединениями. Значительные количества селена включаются в состав двух белковых фракций молекулярной массой 20-30 и 80 кДа, 8-10 и 35-40 кДа. При эксклюзи- онной хроматографии водно-солевого экстракта спирулины один из ее селенсодержащих белков совпадает по объему выхода с фракцией хромопротеинов (фикоцианинов). Ассимиляция соеди­нений селена спирулиной сопровождается также включением этого микроэлемента в состав фракции сульфолипидов. Относительно формы связывания Se в составе белков спирулины высказывается предположение, что это селенсодержащие аминокислоты — селеноцистеин и селе­нометионин, инкорпорированные в полипептидные цепи, что требует дополнительного экспери­ментального подтверждения.

Разными исследователями представлены различные варианты фракционирования биомассы спирулины, обогащенной различными микроэлементами. На первой стадии осуществляют осто­рожную отмывку клеток водно-солевым изотоническим раствором с получением внеклеточной фракции, представляющей собой микроэлемент, сорбированный на внешней поверхности клеток и/или на экскретируемых ими полисахаридах, а также продуктов частичной деструкции клеток. Далее производят экстракцию липофильной составляющей органическим растворителем (чаще всего метанолом). В остатке после экстракции представлена фракция гидрофильных внутрикле­точных макромолекул (в первую очередь белков).

Биодоступность селена в составе биомассы спирулины была исследована в работе in vivo на мо­дели крыс с дефицитом селена, а также у здоровых добровольцев. Показана относительно меньшая биодоступность этого микроэлемента в составе цельной биомассы спирулины по сравнению с селе­нитом натрия и селенометионином. Таким образом, есть все основания рассматривать биомассу спирулины, обогащенную селеном, как адекватный пищевой источник этого микроэлемента, пред­назначенный в первую очередь для использования в профилактических целях в составе БАД и спе­циализированных продуктов. При использовании селен-спирулины в лечебно-профилактическом питании взрослых и детей отмечают положительные сдвиги в нормализации статуса селена у больных с рядом заболеваний.

Следует отметить, что сопровождающее процесс «биотрансформации» включение микроэле­ментов в состав клеточных структур спирулины по своему механизму и типу связи оказывается су­щественно различным для селена и катионов переходных металлов (Fe, Zn, Сг, Си, Мп). Однако во всех случаях преобладающее количество микроэлементов включается в белки, где удерживается за счет ковалентных и/или координационных связей.

3.