Сладкая ягода банан…

Банановая кожура

Так, в 2019 г при мировом урожае этих ягод около 116 млн. тонн вес сырой банановой кожуры составил астрономическую цифру более 46 млн. тонн, т.е. около 770 тысяч полных товарных вагонов каждый весом 60 тонн!

Применение в промышленности

Основное направление использования этих отходов в народном хозяйстве – в качестве корма для домашних сельскохозяйственных животных. Волокна из кожуры бананов также широко применяются в текстильной промышленности, для изготовления прочных веревок и даже в качестве арматуры для укрепления бетона. Используют кожуру в биотехнологической промышленности для получения лимонной кислоты путем ферментации с помощью дрожжевых грибков Aspergillus niger. Весьма интересно такое неординарное использование этого материала как естественного лубрикатора (смазочного средства). Это свойство кожуры определяется присутствием в ней природного полисахаридного фолликулярного геля, способного образовывать очень скользкие гомогенные коллоидные растворы - золи. Свойство кожуры бананов облегчать скольжение давно используется в тех странах, где растут эти плоды, в процессе спуска на воду малотоннажных судов – на направляющие, по которым судно сползает в воду (слипы), укладывается кожура бананов. Забавное исследование было проведено в 2012 г. группой физиков из Университета Китасато, Япония. Они показали, что коэффициент трения банановой кожуры по поверхности линолеума составляет всего 0,07, что примерно вдвое меньше, чем у двух металлических поверхностей, смазанных самым современным лубрикатором. Далее они измерили силы трения между ботинком и банановой кожурой, а также между банановой кожурой и полом, когда человек наступает на лежащую банановую кожуру. Таким образом они попытались объяснить, почему человек практически неминуемо при этом падает. Это крайне полезное исследование в 2014 г. было даже удостоено Шнобелевской премии (не путать с Нобелевской премией!) по физике (Kiyoshi Mabuchi Frictional coefficient under banana skin / Tribology Online. 2012, 7 (3): 147–151).

Сотрудники Университета Явы, Индонезия разработали технологию использования банановой кожуры в фильтрах для очистки сырой речной воды. В таких фильтрах кожура применяется в качестве последнего слоя после песка, древесного угля и пальмового волокна. За счет банановой кожуры происходит не только очистка воды от механических примесей, но и ее дезинфекция до требуемых санитарно-гигиенических норм, а также регуляция рН; влияния на вкус и запах получаемой питьевой воды кожура банана не оказывала (Tjahjanti P. The Analysis of Banana Peels are used as Water Purifying Materials / J. Phys.: 2021, Conf. Ser., 1764 012174)

Но наиболее перспективное направление применения банановой кожуры – в пищевой промышленности. Подобное использование этих отходов отнюдь не новинка; приготовление пищи с кожурой бананов и плантанов издавна практиковалось в кухне Юго-Восточной Азии, Индии и Латинской Америки. Интерес к этому направлению в последнее время существенно усилился в связи со стремлением максимальной утилизации всех отходов сельскохозяйственного производства, а также в связи с тем, что у кожуры бананов была выявлена масса полезных компонентов. Последний обзор о составе этого сырья написан сотрудниками Исламского Университета Сейнтс, Малайзия. В сырой кожуре, в зависимости от сорта бананов и степени их зрелости, содержание белков составляет в среднем 1,95% (причем, в их состав входит около 7% незаменимых аминокислот), жиров 5,93%, а углеводов 11,82%. Минеральный состав кожуры определяется присутствием фосфора, железа, кальция, магния, натрия, цинка, меди, калия и марганца. Более всего в кожуре бананов фосфора и кальция - до 211 и 20 мг/100 г, соответственно; весьма много железа и марганца - 15.15 и 76,20 мг/100 г. Основной витамин кожуры – аскорбиновая кислота (витамин С); содержание его в муке из этого сырья достигает 32,3 мг/100 г, в то время, как в съедобной части (мякоти) фрукта не превышает 4.97-7.18 мг. В кожуре присутствуют также каротиноиды альфа- и бета-каротин и лютеин. С учетом богатого ассортимента полезных микронутриентов в кожуре, сырье это считается перспективным для использования в качестве компонента продуктов питания, биодобавок, функциональных продуктов и фарм. препаратов (Ansari N. Nutritional Content and Bioactive Compounds of Banana Peel and Its Potential Utilization: A Review / Malaysian Journal ofScience, Health & Technology, 2023, 9, 1).

Сотрудниками Университета Ньюкасла, Австралия написан обзор о биоактивных фитохимических соединениях банановой кожуры. В основном они относятся к обширной группе полифенолов и в кожуре их идентифицировано более 40; содержание их суммы достигает 3 г /100 г сухой массы сырья. Полифенольный состав кожуры и их количество зависит от таких факторов, как сорт банана, их зрелость, условия выращивания и предварительная обработка. Полифенолы кожуры можно подразделить на четыре подгруппы; гидроксикоричные кислоты (в основном феруловая кислота), флавонолы (более всего рутина и его конъюгатов), флаван-3-олы (более всего проантоцианидинов, которые и придают кожуре определенных сортов бананов красный цвет) и катехоламины дофамин и L-Диоксифенилаланин (L-дофа). Все эти соединения обладают мощными антиоксидантными и антимикробными свойствами (Vu H. Phenolic compounds within banana peel and their potential uses: A review / Journal of functional foods, 2018, 40, 238-248).

Кожура бананов настолько интересна как источник полифенолов, что в том же Университете была обоснована и разработана технология капсулирования ее сухого экстракта для медицины и фармакологии с целью повышения стабильности этих соединений и расширения сферы их применения. Для приготовления сухого экстракта авторы использовали распылительную сушку с температурой в диапазоне 140-180°C и скоростью подачи жидкого экстракта 3–15 мл/мин. Режим сушки не оказал существенного влияния на общее содержание полифенолов и их антиоксидантную способность, но изменял содержание влаги и объем получаемого сухого порошка. Наиболее подходящие условия инкапсуляции были определены как температура сушки на входе экстракта 150°C, скорость подачи экстракта 9 мл/мин, использование для капсул комбинации мальтодекстрина и гуммиарабика и соотношения порошка к капсуле 1:1 (масс./масс.). Капсулированный порошок, приготовленный в наиболее подходящих условиях, был стабилен в условиях хранения при 40 °С в течение 4 недель. Он также обладал хорошими физико-химическими и антиоксидантными показателями и идеально подходил для дальнейшего применения (Vu H. Encapsulation of phenolic-rich extract from banana (Musa cavendish) peel /Journal of food science and technology 2020, 57, 6, 2089-2098).

Присутствие в кожуре бананов обширного комплекса биоактивных ингредиентов определяет многие виды ее биологической активности. Некоторые из них обсуждаются в недавней статье сотрудников Университета Савета, Индия. В проведенных экспериментальных исследованиях показан выраженный антиоксидантный эффект и защитное действие экстрактов кожуры бананов различной степени зрелости на окислительный гемолиз эритроцитов человека. Эти эффекты авторы связывают с присутствием в сырье не только полифенолов, но и катехоламинов дофамина и L-дофа, известных своим антиоксидантным действием. Хорошо известна и антимикробная активность экстракта кожуры - способность подавлять рост кишечной палочки E. Coli, патогенной сальмонеллы S. Typhimurium, вызывающей брюшной тиф и синегнойной палочки P. Aeruginosa - возбудителя внутрибольничных инфекций человека. Обладают экстракты и противогрибковой активностью по отношению к плесеням Aspergillus flavus и Aspergillus niger – продуцентам опасных микотоксинов. И, наконец, в ряде экспериментальных исследований показана способность экстрактов кожуры банана способствовать заживлению кожных ран и повреждений слизистой оболочки десен, в основном за счет присутствия флавоноидов и дубильных веществ, которые ингибируют образование медиаторов воспаления (Anandhi P. Banana peel extract has antimicrobial, antioxidant, anti-inflammatory, and wound healing potential - A review / Journal of Survey in Fisheries Sciences, 2023, 10 (1S), 39-48).

За счет присутствия определенных фитохимических соединений-пигментов, цвет кожуры бананов может быть желтым, зеленым, красным и даже серебристым. Соответственно, по цвету кожуры этих ягод можно в какой-то степени предсказать их биологические эффекты. В Университете Бухареста, Румыния изучали в эксперименте антиоксидантное, цитотоксическое и антимикробное действие водно-спиртовых экстрактов из желтой и красной банановой кожуры. Из экстрактов, полученных из кожуры обоих видов, были выделены ряд биоактивных соединений. При проведении исследований было показано, что экстракт красной кожуры обладает более высокой антиоксидантной активностью, чем экстракт желтой, что коррелирует с его более выраженным цитотоксическим и противомикробным эффектами. Более высокая биологическая активность такого экстракта была связана с присутствием в нем высокоактивных флавоноидов изокверцитрина и кемпферола в соотношении 1:3, а также красных пигментов проантоцианидинов. Авторы считают, что в качестве сырья для биоактивных добавок и фарм. препаратов кожура красных бананов более предпочтительна (Avram I. Functional Compounds from Banana Peel Used to Decrease Oxidative Stress Effects / Processes 2022, 10 (2), 248).

Недавно в Университете Тайпей, Тайвань было завершено исследование иммуномодулирующей и противовоспалительной активности экстракта банановой кожуры и ее некоторых биоактивных соединений. Авторы показали, что пять фракций экстракта выраженно подавляли в макрофагах активность провоспалительных факторов интерлейкина-6 (IL-6) и фактора некроза опухоли-α (TNF-α), а также экспрессию белка циклооксигеназы-2. Далее иммуномодулирующее действие экстракта оценивали на модели эндотоксемии мышей. Пероральное введение экстрактов в течение двух недель в дозах 42 и 166 мг/кг массы тела животным с системным воспалением снижало у них сывороточные уровни провоспалительных цитокинов и нормализовало популяцию активированных Т-клеток (Hong Y. Anti-Inflammatory and T-Cell Immunomodulatory Effects of Banana Peel Extracts and Selected Bioactive Components in LPS-Challenged In Vitro and In Vivo Models /Agriculture 2023, 13(2), 451).

Онкологами из Научного Ядерного центра, Египет было проведено экспериментальное исследование радиопротекторного и противоракового действия экстракта банановой кожуры. Одну группу мышей с имплантированной опухолью Эрлиха подвергали воздействию гамма-излучения в дозе 3,0 Гр в различных режимах, другой включали в корм экстракт банановой кожуры в дозе 300 мг/кг/сут перорально в различных режимах, а третьей применяли комбинацию воздействий; еще одна группа животных служила контролем. В конце исследования у мышей оценивали комплекс биохимических показателей и темпы развития опухоли. Результаты показали, что экстракт банановой кожуры улучшает показатели общего анализа крови во всех группах по сравнению с контролем, снижает уровень маркеров перекисного окисления и значительно уменьшает повышенный уровень эмбрионального опухолевого антигена (Kamal A. The Radioprotective and Anticancer Effects of Banana Peels Extract on Male Mice / Journal of Food and Nutrition Research, 2019, 7, 12, 827-835).

Таким образом, кожура бананов - это чрезвычайно ценное сырье, значительно превосходящее по многим показателям съедобную мякоть этих «ягод». За счет обширного комплекса биологически активных соединений кожура бананов находит все более широкое применение в пищевой и фармацевтической промышленности. И одно из основных таких соединений – клетчатка, о которой более подробно будет рассказано в следующей статье.