ВВЕДЕНИЕВ прибрежных зонах морей Дальнего Востока России сосредоточены промысловые запасы бурых водорослей, значительная часть которых из порядка Laminariales, являются пищевыми [1]. В связи с этим их издавна изучают, с целью познания биохимических и технологических характеристик. К настоящему времени пользователи Saccharina japonica, как сырья для производства пищевых и других продуктов, придают особое внимание коэффициентам гидратации (КГ) сушёных водорослей. Эти показатели и их биохимические характеристики необходимы для развития технологий, применяемых в отраслях перерабатывающих водоросли на различные виды продукции. В последние десятилетия активно развиваются производства биологически активных добавок (БАД), пищевых и лечебно-профилактических продуктов. В мировом масштабе на одном из первых мест стоит производство из бурых водорослей пищевых добавок, таких как альгиновая кислота и её соли – альгинаты (Е 400 – альгиновая кислота; Е 401 – альгинат натрия; Е 402 – альгинат калия; Е 403 – альгинат аммония; Е 404 – альгинат кальция; Е 405 – пропиленгликоль альгинат). Производство альгинатов в 2018 г. превысило 38000 тонн. Стоимость альгинатов зависит от их свойств и составляет около 10-40 долл. США за кг [2]. В России в последние десятилетия активно развивается производство водорослевых альгинатсодержащих биогелей для диетического лечебного и профилактического питания. Немаловажное значение бурые водоросли имеют и в развитии производства кормовых добавок, используемых в животноводстве и аквакультуре рыб, а также – удобрений и поливочных экстрактов для растениеводства в сельском хозяйстве [3; 4]. Несмотря на значительные запасы бурых водорослей (Phaeophyceae) в Северных и Дальневосточных морях Российской Федерации, до настоящего времени ещё мало добывается и используется российское сырьё. Всё это определено проблемами, связанными с добычей, первичной обработкой ламинариевых водорослей, в том числе S. japonica. Возникают проблемы с производством продукции из водорослей, готовой к хранению и транспортированию на дальние расстояния.Сейчас российский рынок пищевых водорослей не пустует, вследствие заполнения его ламинарией, выращиваемой в одногодичном цикле и импортируемой из Китая (КНР), где объёмы её производства методами аквакультуры достигают 6-8 млн т сырья ежегодно [5]. При этом значительную часть их импортируют из КНР в Россию, где из них производят кулинарную продукцию и консервы. Ламинария, импортируемая из Китая, обладает определёнными технологическими характеристиками, такими как высокая степень обработки сырья и его готовность к прямому использованию в процессе приготовления пищевых продуктов. При этом большое значение для производителя пищевой продукции из неё имеет коэффициент гидратации (КГ) шинкованной ламинарии при замачивании её в воде. КГ ламинарии, изготовленной в Китае, часто достигает значения 18-22, т.е. масса сушёной ламинарии при замачивании в воде увеличивается именно во столько раз. Но при этом качественные показатели одногодичной ламинарии, культивируемой в Китае, значительно уступают двухгодичной пищевой S. japonica из естественных популяций, произрастающих в прибрежных зонах Японского моря. Цель исследований: установление возможности повышения КГ сушёной шинкованной ламинарии (S. japonica), при максимальном сохранении в ней природных биологически активных веществ. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙДля установления оптимальных условий предобработки водорослей проведены исследования на сахарине Saccharina japonica (=Laminaria japonica, Aresch.) естественных популяций, которые были добыты в промысловый период в 2015-2016 гг. в прибрежной зоне западного побережья о. Сахалин. Были использованы образцы продукции, которые не подвергались дополнительной обработке (за исключением промывания слоевищ в морской воде, их сушки и разделанных слоевищ, шинкованных на кусочки размером 0,5×7,0 см), изготовленные на предприятии ООО РПГ «БИНОМ», г. Анива, о. Сахалин. В качестве объектов сравнения использовали ламинарию, культивируемую на водорослевых плантациях в прибрежной зоне Желтого моря, Китай (КНР), в виде сушёной шинкованной ламинарии, а также – цельного слоевища, полученного в качестве подарка с выставочного стенда КНР Международной выставки «World Food», г. Москва.Экспериментальные образцы:1. Слоевища сыро-сушёные – ССС; шинкованные сыро-сушёные – ШСС; шинкованные варёно-сушёные – ШВС (Сахалин);2. Кусочки сахарины сушёной (дроблёные слоевища) – обработанные водой, раствором хлорида натрия и раствором гидрокарбоната натрия (пищевая сода), (Сахалин); 3. Сушёная, шинкованная на полоски вдоль слоевища, ламинария, закупленная от разных производителей, и цельное слоевище (КНР).В работе были использованы стандартные и современные инструментальные методы исследований. Отбор проб проводили по ГОСТ 31413 (каждый образец измельчали на лабораторной мельнице до размера частиц 2-3 мм и хранили до анализа в чистых, сухих, герметично укупоренных стеклянных банках). Исследования химического состава (содержание воды, минеральных веществ, йода), а также содержание альгиновой кислоты проводили по ГОСТ 33331, ГОСТ 31413 и методикам, изложенных в МУК [6]. Содержание азотистых веществ (белка) определяли методом Кьельдаля с применением автоанализатора шведской фирмы FOSS Analitical AB, модель FOSS 2300, рассчитывали содержание белка по количеству общего азота с применением коэффициента (Nобщх6,25). Органолептические показатели оценивали по внешнему виду, вкусу, запаху и консистенции по ГОСТ 31412. Определение степени набухания или коэффициента гидратации (КГ) сушеной S. japonica были проведены методом восстановления навески кусочков или шинкованной S. japonica в воде при комнатной температуре в течение 6 часов. Остаток жидкости сливали в течение 10-15 минут. Восстановленные (набухшие) кусочки S. japonica взвешивали. Коэффициент гидратации (КГ) рассчитывали по формуле:КГ= М2М1х(100-w)х100                           (1)m1 – масса (навеска) водоросли (или продукта), взятого для восстановления (гидратации) в воде, г; m2 – масса восстановленной водоросли (или продукта), г; 100/(100-w) – перерасчёт на абсолютно сухую навеску водоросли (или продукта), взятой на определение КГ, где w – массовая доля воды в водоросли (или продукции), взятой для восстановления, %.  РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕВ составе химических компонентов S. japonica содержатся альгинаты, фукоиданы, маннит, комплекс минеральных веществ, клетчатка, йод, полифенолы, пигменты, витамины, а также – высококачественные протеины, состоящие из 18 аминокислот, в их числе – 9 незаменимых [8; 9; 4]. При замачивании сушёных водорослей в воде, аминокислоты, а также маннит, фукоидан, полифенолы, жизненно необходимые микроэлементы, минеральные и некоторые органические формы йода, водорастворимые витамины и альгинаты в значительной степени экстрагируются и могут быть утеряны. Результаты исследований химического состава S. japonica двухлетней естественной популяции, показали стабильно высокое содержание йода, минеральных веществ, суммы органических, в том числе, углеводов. При этом для образца (ШВС, 14.10.15 г.) баланс показателей несколько изменяется: содержание йода и минеральных веществ уменьшается, а содержание альгиновой кислоты увеличивается, что характерно для представленных условий обработки сахарины (табл.1). Таблица 1. Химический состав S. japonica двухлетней, добытой в прибрежной зоне западного побережья о. СахалинTable 1. Chemical composition of two-year-old S. japonica caught in the coastal zone of the western coast of the Island SakhalinОписание образца, дата добычи, условия обработки, сушкиСодержание, % в расчете на сухое веществосуммаальгиновой кислотыазотистых, (Nх6,25)мине-ральных  йодаоргани-ческихугле-водовТепловая сушка в сушилках, оснащенных газовыми воздухонагревателями( t 60-450C)ССС (26.05.15 г.) 69,559,323,210,230,50,2ССС (19.06.15 г.) 69,257,824,911,430,80,2ССС (20.08.15 г.)69,462,324,47,130,60,2ШСС (20.08.15 г.) 71,563,831,57,728,50,2Тепловая сушка с инфракрасным излучением (ИК – сушка, t 800C)ШВС (14.10.15 г.)77,769,432,08,322,30,1 Органолептическая оценка и коэффициент гидратации двухлетней S. japonica после восстановления в пресной воде, приведена в таблице 2. Таблица 2. Органолептическая характеристика и коэффициент гидратации S. japonica двухлетней, добытой в прибрежной зоне западного побережья о. СахалинTable 2. Organoleptic characteristics and hydration coefficient (HC) of two-year-old S. japonica obtained in the coastal zone of the western coast of the Island Sakhalin Описание образца (дата сбора, способ обработки, сушки)Органолептическая характеристика S. japonica двухлетнейКГсушёнойвосстановленной в водеТепловая сушка в сушилках, оснащенных газовыми воздухонагревателями (t 60-450C) Слоевища сыро-сушёные -ССС (26.05.15 г.) Плотные, лентообразные пластины и куски длиной не менее 15 см. Поверхность чистая, без отложений. Цвет зеленовато-бурый. Запах свойственный.Цвет буро-оливковый с зеленоватым оттенком, поверхность блестящая. Консистенция плотная, хрустящая. Запах свойственный. Вкус приятный, сладковато-грибной, соответствует природной сахарине.7,1/8,0* Слоевища сыро-сушёные –ССС (19.06.15 г.) Плотные, лентообразные пластины. Поверхность чистая, без отложений. Цвет светло-оливковый. Запах свойственный. Цвет буро-оливковый с зеленоватым оттенком. Консистенция плотная, хрустящая. Запах свойственный. Вкус приятный, сладковатый, соответствует природной сахарине.7,6/8,0* Слоевища сыро-сушёные – ССС (20.08.15 г.)Плотные кожистые, лентообразные пластины и куски длиной не менее 15 см. Поверхность чистая, без отложений. Цвет темно-оливковый. Запах свойственный.Цвет буро-оливковый. Консистенция плотная, хрустящая. Запах свойственный. Вкус приятный, сладковатый, соответствует природной сахарине.9,7/10,8* Шинкованные сыро-сушёные –ШСС (20.08.15 г.) Полоски, нарезанные поперёк слоевища. Без посторонних включений. Цвет темно-бурый. Запах свойственный.Цвет буро-оливковый. Консистенция плотная, хрустящая. Запах свойственный. Вкус приятный, сладковатый, соответствует природной сахарине.10,7/12,4*Тепловая сушка с инфракрасным излучением (ИК – сушка, t 800C) Шинкованные варёно-сушёные- ШВС (14.10.15 г.)Полоски, нарезанные поперёк слоевища. Без посторонних включений.Цвет темно-бурый. Запах свойственный.Цвет буро-оливковый. Консистенция очень плотная, хрустящая. Запах свойственный. Вкус приятный, сладковатый, соответствует природной сахарине.10,8/11,9*Примечание: * – расчёт КГ на абсолютно сухое вещество.      КГ S. japonica, добытой в прибрежной зоне западного побережья о. Сахалин, составляет 7,1-7,6-9,7 для слоевищ и для шинкованной – 10,7-10,8, что вполне закономерно для двухлетних слоевищ S. japonica, собранных в мае, июне и в августе, высушенных без какой-либо дополнительной обработки, кроме промывания их в морской или пресной воде, для удаления загрязнений и посторонних примесей. Коэффициент гидратации – это очень важный показатель для производителя пищевой продукции, поскольку именно от него, в большой степени, зависит выход конечных продуктов. Но, с другой стороны, этот же показатель свидетельствует о том, насколько сохранены в S. japonica или потеряны в процессе предобработки биологически активные компоненты, из-за которых она так ценится. Так как известно, что основная часть БАВ S. japonica – это растворимые в воде вещества, то, очевидно, что чем выше КГ, тем меньше в S. japonica полезных веществ, за исключением альгинатов и клетчатки. Кроме того, следует принимать во внимание тот факт, что природой S. japonica предусмотрен двухлетний жизненный цикл, а также – определённая цикличность биосинтеза органических веществ и накопления минеральных веществ [10]. С другой стороны, ламинария, выращиваемая в одногодичном цикле, не синтезирует органические вещества в том же количестве и качестве, как двухлетняя [11], так как продолжительность биосинтеза одногодичной S. japonica значительно сокращена по сравнению с S. japonica двухлетней природной.КГ для двухлетних природных сушёных слоевищ колеблются в пределах 7,6-10,8 (табл. 2), что соответствует таковым показателям для сушёной сахарины, добытой в указанные сроки. Несмотря на отличающиеся способы обработки S. japonica, добытой 20 августа 2015 г. (шинкованная сыро-сушёная и слоевища сыро-сушёные) КГ для них очень близки по показателям (9,7 и 10,7) и заметно выше, по сравнению с образцами (сушёные слоевища), которые собраны в мае-июне. При визуальном осмотре образцов сушёной шинкованной ламинарии, культивируемой в одногодичном цикле (КНР), были установлены их следующие органолептические показатели и КГ (табл. 3). Таблица 3. Органолептическая характеристика и коэффициенты гидратации (КГ) ламинарии от некоторых компаний КНРTable 3. Organoleptic characteristics and hydration coefficients (HC) of kelp from some Chinese companiesНаименования некоторыхкомпаний КНР, выпускающих сушёную ламинарию Органолептическая характеристика ламинарии от некоторых компаний КНРВремя восстановления, мин.КГсушёнойвосстановленной в водеMinhou Country Yiahe Food Co, LTD (КНР)(сушёная шинкованная)Полоски различной длины, цвет от светло- до тёмно-зелёного с беловатым налётом. Запах характерный для сушеных водорослей. Полоски тонкие, ломкие.Цвет зелёный, свойственный ламинарии одногодичной. Запах водорослевый. Консистенция мягкая. Вкус не соответствующий.3522,3/25,7*Fuzhou Hailin Foods Co, LTD (КНР). Sun Dried Shredded Kelp Шинкованные водоросли сушеные на солнце. Полоски различной длины. Цвет темнокоричнево-чёрный с беловатым налётом, значительное количество посторонних примесей. Полоски очень тонкие, ломкие.Цвет полосок от темно-буро-коричневого до чёрного. Консистенция мягкая, при надавливании структура разрушается. Вкус не соответствующий.1809,2/10,6*Rongcheng jingyi food Co, LTD (КНР), (сушеные на солнце).Тонкие полоски, нарезанные вдоль слоевища. Цвет тёмно-коричневый с белым налётом. Запах неопределённый, полоски очень тонкие, ломкие.Цвет тёмно-коричневый с белым налётом. Запах не свойственный, полоски очень тонкие, дряблые. Вкус не соответствующий.4015,1/17,4*Henan Signi Imp/Exp Co, LTD, (сушёная морская капуста), КНР, imp/expПолоски различной длины. Цвет от светло- до темно-коричневого с белым налётом. Запах слабый водорослевый с посторонним затхлым, полоски очень тонкие ломкие.Цвет от светло- до темно-коричневого, черного с белым налётом. Запах слабый водорослевый с посторонним затхлым, полоски очень тонкие дряблые. 3016,4/19,2*Сушеное слоевище ламинарии. Урожай собран с плантации в мае 2015 г. Культивируемая на подвесной плантации в одногодичном цикле в прибрежной зоне Жёлтого моря, КНР.Цельное слоевище, средней жесткости, упруго-эластичное. Цвет буровато-зеленый. Запах водорослевый, свойственный. Цвет буро-оливковый с зеленоватым оттенком, блестящий. Консистенция плотная, хрустящая. Запах свойственный. Вкус приятный, сладковато-грибной соответствует ламинарии.1808,5/10,0*Примечание: * – расчёт на абсолютно сухое вещество. Данные химического состава шинкованной ламинарии, культивируемой в одногодичном цикле представлены в таблице 4. Таблица 4. Химический состав ламинарии, культивируемой в одногодичном цикле в КНР, от разных производителейTable 4. Chemical composition of laminaria cultivated in a one-year cycle in China, from different manufacturers Наименования некоторых компаний КНР, выпускающих сушёную ламинарию Содержание, % в расчете на сухое веществосуммаальгиновойкислотыазотистых, (Nобщх6,25)минера-льных   йодаоргани-ческих угле-водов Minhou Country Yiahe Food Co, LTD (КНР), (шинкованная)85,574,023,311,514,50,01Fuzhou Hailin Foods Co, LTD (КНР). Sun Dried Shredded Kelp, (шинкованная) 70,953,628,811,329,10,06Rongcheng jingyi food Co, LTD (КНР), (шинкованная)82,470,934,411,517,60,01Henan Signi Imp/Exp Co, LTD, КНР. imp/exp, (шинкованная)85,673,728,311,914,40,01Сушеное слоевище с плантации, сбор – май 2015 г. КНР. Выращенное в одногодичном цикле 69,6 54,9 25,0 14,7 30,4 0,1 При рассмотрении данных таблицы 4, следует обратить внимание, что содержание йода в образцах «Minhou Country Yiahe Food Co», «Rongcheng jingyi food Co, LTD», «Henan Signi Imp/Exp Co, LTD» составляет не более 0,01%. Эти данные напрямую свидетельствует об очень глубокой обработке ламинарии. В слоевищах ламинарий, культивируемых в одногодичном цикле, без дополнительной обработки, содержание йода составляет не менее 0,1%. В результате многократной обработки ламинарии его содержание уменьшается в 10 раз. При этом в этих же образцах снижено и содержание минеральных веществ. Очевидно, что удаляется их значительная часть (40-60%), а также других биоактивных веществ, в том числе – маннит, фукоидан, свободные аминокислоты, йодсодержащие, которые теряются в процессе водной или солевой обработки ламинарии, что приводит к значительному обеднению ими китайской одногодичной водоросли. Результаты анализа образца слоевища из КНР от 17 сентября 2015 г. свидетельствуют об отсутствии его глубокой обработки перед высушиванием: содержание йода – 0,1%, минеральных веществ – 30,4%, альгиновой кислоты – 25,0%, что соответствует данным химического состава ламинарии, культивируемой в одногодичном цикле.Очевидно, что качественные показатели ламинарии, культивируемой в одногодичном цикле, производитель КНР, и, особенно, органолептические, отличаются от показателей двухлетних естественно растущих и высушенных образцов сахарины (ламинарии) (табл. 1, 2, 3). Для определения возможности увеличения КГ S. japonica сушёной, измельченной на кусочки, была проведена серия экспериментов по её обработке в разных условиях (табл. 5). Таблица 5. Изменения коэффициента гидратации (КГ), органолептических показателей и содержания компонентов S. Japonica, в зависимости от условий её обработкиTable 5. Changes in the hydration coefficient (KH), organoleptic parameters and content of S. japonica components depending on the conditions of its processingУсловия обработки Дист. вода (рН 6,0)р-р NaCl(pH 7,3)р-р NaCl + NaHCO3(pH 7,5)Замачивание кусочков S. japonica в воде или в солевом растворелинейка123m навески сухих водорослей (г) / объём р-ра (мл)5,0/2505,0/1505,0/150pH раствора6,87,37,52. Фильтрованиеm набухшей водоросли (г)/ объём остатка р-ра (мл)39,6/19815,6/13815,2/140pH жидкости6,46,0/6,67,5КГ7,93,13,0ХарактеристикаВыделяется вязкая субстанция3. Варка20 минут в дистиллированной воде (200 мл)m водоросли после варки (г)35,230,635,5Объем жидкости после варки (мл)172162136pH жидкости6,76,38,6КГ7,06,17,1Органолептическая оценкаХрустящиеСлишком мягкие, рыхлыеЦвет темно-оливковый4. Сушка (t 60°C)m водоросли после сушки (г)2,32,42,3Потери, %5452545. Повторное замачивание водоросли в водеобъем воды (мл)350350350pH воды6,86,86,86. Фильтрованиеm набухшей водоросли (г)39,053,352,1Объем жидкости после фильтрования (мл)290271272pH жидкости7,06,78,8КГ16,922,222,6Органолептическая оценкаУпругиеРыхлые, дряблыеЦвет темно-оливковый7. Повторная сушка (t 60°C)m водоросли (г)1,91,81,7Потери, %17,02526Сумма потерь, %71,077,080,0 При рассмотрении результатов исследований сушёных кусочков S. japonica, обработанных в различных условиях, три линейки обработки (1, 2, 3 в таблице 5), совершенно очевидно, что, при предварительной обработке солевым раствором или раствором соли с гидрокарбонатом натрия (пищевая сода), можно добиться КГ равного 22 и более (линейка 2, 3). При этом S. japonica теряет в массе до 80%, за счёт экстракции растворимых биологически активных веществ, таких как низкомолекулярные альгинаты, свободные аминокислоты, маннит, фукоидан, полифенолы, минеральные микро- и макроэлементы, йод, витамины и т.д. Обработка сушёной S. japonica водой (линейка 1) приводит к наименьшим потерям (54%) после всех её стадий, при этом КГ становится равным 16,9. Сохраняется упругая и хрустящая консистенция после всех стадий обработки у водорослей, замоченных в воде, тогда как у двух других образцов (линейка 2, 3) консистенция становится слишком мягкой и рыхлой, аналогично консистенции ламинарии шинкованной культивируемой, производитель Китай (таблица 3). Исследование кусочков, полученных из слоевищ S. japonica сушёной, показало, что их КГ равно 8 (табл. 2) и при этом продукция содержит в своём составе весь комплекс БАВ (табл. 1), за что она и ценится.На рисунке 1 представлены данные, демонстрирующие зависимость КГ сушёной S. japonica от содержания в ней альгиновой кислоты, а также – воды, как в сыро-сушеных, так и в обработанных образцах водоросли. В связи с зависимостью КГ от содержания воды в продукте, для получения достоверных и сравнимых результатов необходимо проводить перерасчет КГ на абсолютно сухое вещество по формуле, представленной в этой статье в «Материалах и методах».   Рисунок 1. Зависимость коэффициентов гидратации образцов S. japonica от содержания альгиновой кислоты и воды в нихFigure 1. Dependence of the hydration coefficients of S. japonica samples on the content of alginic acid and water in them ВЫВОДЫ  Представленные результаты показывают, что управлять способностью к гидратации и увеличивать КГ сушёной S. japonica – это реальная возможность. При этом, для значительного увеличения КГ, необходимо проводить серию предобработок сырья. Однако следует решить, что важнее – КГ равный 20-26 и практически полное удаление экстракцией растворимых БАВ из S. japonica или принять более низкий КГ от 8 до 14, при которых в тканях S. japonica удаётся сохранить от 90 до 50% БАВ, придающих вкус ламинариевым водорослям и определяющих их биологическую ценность, за которую они так высоко ценятся.При достаточно высоком содержании БАВ в S. japonica создаётся реальная возможность получения продукции широкого спектра, начиная от прямого использования в пищу до производства специализированной пищевой продукции (СПП), биологически активных добавок к пище (БАД), фармацевтической, медицинской, пищевых добавок и других продуктов. Работа выполнена в рамках договора № 93/15Б7011 на выполнение научно-исследовательских работ (НИР) по теме: «Разработать научно-обоснованные рекомендации по рациональному использованию ламинарий Сахалино-Курильского региона, включая способы первичной обработки сырья и выпуску сушёной и иной продукции». The work was carried out within the framework of contract No. 93/15B7011 for the performance of scientific research (R&D) on the topic: "To develop scientifically-based recommendations for the rational use of Laminaria in the Sakhalin-Kuril region, including methods of primary processing of raw materials and the production of dried and other products."  Благодарность: выражаем искреннюю признательность работникам ООО РПГ «БИНОМ» за безупречно выполненные работы по предварительной обработке свежедобытой ламинарии, высушиванию тепловым методом и методом инфракрасной (ИК) сушки. Gratitude: we express our sincere gratitude to the employees of LLC RPG "BINOM" for the flawlessly performed work on the preliminary processing of freshly harvested kelp, drying by the thermal method and the method of infrared drying (IR).Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.  Вклад в работу авторов: Подкорытова А.В. – идея экспериментальных работ, написание статьи и интерпретация данных, выводы; Рощина А.Н. и Родина Т.В.– проведение химико-технологических исследований, обработка данных, участие в обработке материалов статьи; Котельникова Л.Х. – обработка материалов исследований, интерпретация данных, участие в написании. The authors declare that there is no conflict of interest. Contribution to the work of the authors: Podkorytova A.V. – the idea of experimental work, writing an article and interpretation of data, conclusions; Roshchina A.N. and Rodina T.V. – conducting chemical and technological research, data processing, participation in the processing of the materials of the article; Kotelnikova L.H. – processing research materials, interpretation of data, participation in writing.