Актуальные методы контроля качества пищевых соков как источников высокотехнологичных адаптогенов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

BIOLOGICAL SCIENCES

АКТУАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПИЩЕВЫХ СОКОВ КАК ИСТОЧНИКОВ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ АДАПТОГЕНОВ

Лесовская М.И.

профессор Савчук И.С.

аспирант Бабаева К.А.

аспирант

Красноярский государственный аграрный университет,

Красноярск

ACTUAL METHODS OF QUALITY CONTROL OF FOOD JUICES WHICH ARE SOURCES OF

HIGH-TECH ADAPTOGENS

Lesovskaya M.

Professor Savchuk I.

graduate student Babaeva K.

graduate student Krasnoyarsk State Agrarian University,

Krasnoyarsk

ABSTRACT

The problem of assessing the quality of food juices which are functional foods is discussed. Base indicators of peroxidation prosesses there aren't in the list of indicators of juises quality yet. These indicators reflect not only static, but also kinetic properties of functional nutrients. This substances have great importance for maintaining a high level of body resistance to adverse environmental factors. The level of lipid peroxidation and antioxidant activity can be reliable indicators of the quality of the finished product. Currently, these indicators are not used in assessing the quality of functional products for example juices. It is shown that these criteria are more informative, express and reproducible than some traditional ones.

АННОТАЦИЯ

В статье обсуждается проблема оценки качества функциональных продуктов питания на примере пищевых соков. Данные показатели отражают не только статичные, но и кинетические свойства функциональных нутриентов, имеющих большое значение для поддержания высокого уровня резистентности организма к неблагоприятным факторам окружающей среды. Уровень перекисного окисления липидов и ан-тиоксидантной активности может быть надежным показателем качества готового продукта. В настоящее время эти показатели не используются при оценке качества функциональных продуктов, например соков. Показано, что эти критерии более информативны, выразительны и воспроизводимы, чем некоторые традиционные. Предлагается включить в перечень критериев качества показатели перекисного окисления ли-пидов и содержание компонентов антиоксидантной системы.

Ключевые слова: фруктовые и овощные соки, функциональные нутриенты, перекисное окисление липидов, антиоксиданты, резистентность организма.

Keywords: fruit and vegetable juices, functional nutrients, lipid peroxidation, antioxidants, body resistance.

Понятие «функциональный продукт питания» подразумевает наличие у объекта интегральной способности повышать адаптогенный потенциал организма человека, т.е. неспецифическую устойчивость к воздействиям неблагоприятных факторов окружающей среды [1]. К данной категории относят продукты естественного происхождения, доминирующие компоненты которых при систематическом употреблении оказывают адаптогенное влияние на уровне отдельных физиологических систем или на организм в целом. Тем самым обеспечивается оптимальное приспособление к внешней среде, а следовательно, поддерживается достаточ-

ное «количество здоровья», по выражению академика Н.М. Амосова) [2]. Таким образом, вопросы разработки и оценки качества функциональных продуктов питания находятся в числе наиболее актуальных проблем нутрициологии и пищевого производства.

Традиционным видом функционального питания является сок как продукт, получаемый из фруктов, ягод или овощей механическим способом (отжим, прессование) и консервируемый физическими способами за исключением применения ионизирующего излучения. Сок может быть получен как монопродукт (из единого субстрата) либо меланжиро-ванием фруктовых и/или овощных соков разных

наименований. Ассортимент соков чрезвычайно широк, а его расширение за счёт технологии комбинирования создаёт перспективы его расширения практически без ограничений. В то же время оценка качества продукции, имеющей натуральное происхождение, ограничена нормативными рамками [3, 4]. К статичным физико-химическим параметрам, характеризующим качество и безопасность фруктового сока, в частности, отнесены массовые доли сухого вещества и осадка, содержание токсичных элементов (мышьяк, свинец, ртуть), концентрация сахаров и аскорбиновой кислоты. В то же время действующие ГОСТ и ТР ТС не предусматривают определение кинетических параметров, отражающих скорость протекания процессов с участием свободных радикалов.

К таким процессам относится, например, накопление малонового диальдегида как продукта перекисного окисления фосфолипидов в составе клеточных мембран. Эти природные компоненты в различных количествах присутствуют в соках, нектарах, пюре и другой продукции, полученной из растительного сырья [5]. Происходящие процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) приводят к тому, что продукт в лучшем случае утрачивает свои функциональные свойства, а в худшем - становится источником дополнительного пищевого риска. Таким образом, следует полагать, что оценка качества функциональных продуктов повседневного спроса, к которым относятся пищевые соки, должна включать измерение уровня продуктов ПОЛ, с одной стороны, и сопряженного с ним суммарного количества антиоксидантов и отдельных компонентов антиоксидантной системы (АОС). Для водных сред такими компонентами в первую очередь являются витамин С, органические кислоты, серусодержа-щие аминокислоты).

Целью настоящей работы было определение компонентов АОС и устойчивости к перекисному окислению липидов в различных пищевых соках для сравнительной оценки их качества как продуктов функционального питания.

Г I I I

Материалы и методы. В работе исследованы шесть образцов пищевых соков трёх популярных брендов: «Я» («Мультифрукт» и «Клубничный»; «Моя семья» («Томатный» и «Яблочный»), «Добрый» («Персиковый» и «Яблочный»). Продукты были приобретены в общедоступной розничной сети. По данным литературы, два первых бренда («Я» и «Добрый») успешно прошли проверку АНО «Роскачество» по критериям безопасности (опасные соединения, микроорганизмы, плесени) и вошли в список лучших торговых марок [6]. Бренд «Моя семья» не входил в план проверки. Общепринятыми методами титриметрии в образцах определяли активную кислотность (ацидиметрия) и концентрацию витамина С (йодометрия) [7]. Анализ аминокислотного состава образцов проводили с помощью бумажной хроматографии с последующим проявлением цветовых пятен, переводом окрашенного комплекса в раствор и измерением оптической плотности раствора на ФЭК. Контролем служили стандартные растворы пяти индивидуальных аминокислот (цистеин, глутамин, триптофан, аланин) заданной концентрации, с помощью которых получали калибровочные графики [8]. Уровень перекис-ного окисления липидов оценивали колориметрическим методом по реакции малонового диальде-гида с тиобарбитуровой кислотой [9]. Сумму антиоксидантов определяли с помощью хемилюми-несцентного анализа ингибирования свободнора-дикальной реакции в модели Фентона in vitro [10].

Результаты и их обсуждение

На рис.1 представлены результаты определения активной кислотности соков, выраженные в единицах молярной концентрации титруемых кислотных эквивалентов Н+. Минимальными значениями показателя (0,4...0,5 мМ) характеризовались оба образца бренда «Добрый», максимальным (2,2 мМ) - образец «Я Мультифрукт». Последнее вполне объяснимо составным характером фруктовой композиции (содержащей компоненты тропических фруктов восьми наименований), а также содержанием лимонной кислоты в качестве технологической добавки (регулятор кислотности).

Я Моя Семья Я Моя Семья Добрым Добрым

Мультифрукт Томатный Клубничный Яблочный Персиковый Яблочный

Рис. 1. Активная кислотность исследованных пищевых соков

Я МояСемья Я МояСемья До&рый Добрый

Мультифрукт Томатный Клубничный Яблочный Персиковый Яблочный

Рис. 2. Содержание витамина С в исследованных пищевых соках

В образцах продуктовой линейки «Моя семья» более высокое суммарное содержание кислот установлено у образца «Томатный», тогда как в образце «Яблочный» уровень данных соединений был в 1,5

раза ниже. Промежуточные значения активной кислотности (0,9 мМ) выявлены у сока «Моя семья Яблочный».

Таким образом, по суммарному содержанию органических кислот лидирует «Я Мультифрукт»,

превышая активную кислотность сока «Добрый Яблочный» более чем в 7 раз. Органические кислоты участвуют в регулировании окислительно-восстановительных процессов, включая реакции свобод-норадикального окисления. Однако эти функции не связаны прямой корреляцией. Это подтверждают данные, полученные при анализе уровня аскорбиновой кислоты (витамин С), которая является мощным водорастворимым антиоксидантом и участвует в реакциях регенерации антиоксидантов иной химической природы, например серусодержащих аминокислот [11].

На рис. 2 отображены результаты измерения уровня аскорбиновой кислоты в изучаемых продуктах. Так, соки серий «Я» и «Моя семья» являются выровненными по содержанию витамина С, которое варьирует от 80 (Я Клубничный) до 112 (Моя

семья Томатный). Наименьшее содержание аскорбиновой кислоты установлено у соков серии «Добрый». При этом в соке «Добрый Яблочный» содержится витамина С на 34% меньше, чем в обоих соках серии «Я», на 50% меньше, чем в «Моя семья Томатный», на 40% меньше, чем в «Моя семья Яблочный» и на 26% меньше, чем в аналоге «Добрый Персиковый». В целом можно констатировать, что по содержанию витамина С у исследованных образцов не выявлено столь же резких различий, как, например, по уровню активной кислотности. Известно, что при изготовлении высокотехнологичных функциональных продуктов питания одной из традиционных технологических добавок является аскорбиновая кислота. Поэтому уровень этого компонента скорее отражает соблюдение технических условий, чем индивидуальное качество готового продукта.

Рис. 3. Набор и содержание аминокислот в исследованных пищевых соках

Рис. 4. Возрастная зависимость потребности в аминокислотах

На рис. 3 показано содержание аминокислот в изучаемых образцах. Из пяти аминокислот в рассмотренных соках было найдено только четыре. Три аминокислоты, среди которых - две незаменимые (цистеин, глутамин, триптофан), одновременно обнаружены только в одном образце «Я Мультифрукт». По две аминокислоты (глутамин и аланин) было выявлено в соках «Я Клубничный» и «Моя Семья Яблочный». В остальных встречался только глутамин (Добрый Яблочный, Добрый Персиковый) или триптофан (МС Томатный). Таким образом, цистеин обнаружен только в одном образце - «Я Мультифрукт». Из литературы известно, что одной из незаменимых аминокислот, потребность в которой особенно велика у детей и подростков (рис. 4, [12]), является цистеин. Это серусодер-жащая аминокислота, необходимая для синтеза ан-тиоксидантного трипептида глутатиона.

В условиях экологического неблагополучия, сопровождающего жизнь людей в мегаполисе, запасы антиоксидантов быстро истощаются и нуждаются в постоянном пополнении. Следовательно, присутствие цистеина в соке «Я Мультифрукт» делает его ценным функциональным продуктом питания для здоровых людей. В то же время, судя по высокому значению активной кислотности, использование этого продукта при наличии заболеваний желудочно-кишечного тракта, например широко

распространенных гастритов, может быть связано с риском их усугубления.

Важнейшей характеристикой качества функциональных нутриентов является их способность повышать потенциал резистентности организма, в первую очередь посредством защиты от окислительного стресса. Наиболее информативными характеристиками такой способности являются такие кинетические показатели, как скорость накопления малонового диальдегида (МДА) при инициации пе-рекисного окисления в массе продукта (рис. 5), а также сопряжённая характеристика - суммарный уровень антиоксидантов, оцениваемый ХЛ-методом по интегральной светосумме кинетики инициированной свободнорадикальной реакции in vitro (рис. 6).

Важнейшей характеристикой качества функциональных нутриентов является их способность повышать потенциал резистентности организма, в первую очередь посредством защиты от окислительного стресса. Наиболее информативными характеристиками такой способности являются такие кинетические показатели, как скорость накопления малонового диальдегида (МДА) при инициации пе-рекисного окисления в массе продукта (рис. 5), а также сопряжённая характеристика - суммарный уровень антиоксидантов, оцениваемый ХЛ-методом по интегральной светосумме кинетики

инициированной свободнорадикальной реакции in vitro (рис. 6).

Как следует из рис. 5, оба образца соков бренда «Я» характеризовались высокой устойчивостью к

процессам ПОЛ. Напротив, содержание МДА (продукт ПОЛ) в составе сока «Добрый Персиковый» устойчиво возрастало, причём, судя по характеру кривой, наибольшая скорость процесса наблюдалась в первые два дня.

Рис. 5. Динамика накопления МДА в пищевых соках

В соках «Добрый Яблочный» и «Моя семья Яблочный» МДА не было обнаружено. Это может быть, в частности, связано с технологическими особенностями изготовления осветлённых соков, отфильтрованных от белков и, следовательно, ферментов субстратного окисления. В результате концентрация легкоокисляемых веществ в этих продуктах оказывается намного ниже предела чувствительности использованного метода, что, впрочем, не мешает сравнительной оценке адаптоген-ной способности продуктов.

Сок «Моя семья Томатный» характеризовался более высокими значениями накопления МДА, чем образцы бренда «Я», однако значительно более низкими, чем «Добрый Персиковый». По-видимому, это можно связать с присутствием типичного

для томатов природного антиоксиданта ликопена. В то же время стоит обратить внимание на то, что в список лучших товаров по результатам проверки АНО «Роскачество» внесен бренд «Добрый», а не «Моя семья». Это может быть результатом того, что существующий перечень критериев качества функциональных нутриентов не включает оценку их антиоксидантного потенциала. В то же время именно этот параметр напрямую отражает адапто-генные свойства продукта, обусловленные его природными компонентами.

На рис. 6 отражены результаты анализа суммарного количества антиоксидантов в исследованных образцах. Как можно видеть, результаты хорошо согласуются с данными измерения уровня МДА.

Рис. 6. Светосумма кинетики хемилюминесцентной реакции под влиянием пищевых соков

Под влиянием пяти исследованных образцов интенсивность инициированной свободноради-кальной реакции снижалась в различной степени. Наибольшее тушение инициированной люминесценции относительно контроля (в 2,1...2,3 раза) наблюдалось под влиянием образцов «Я Мультиф-рут», «Добрый Яблочный», «Моя семья Яблочный», которые таким образом можно характеризовать как продукты с максимальной адаптогенной способностью. В свою очередь, под влиянием сока «Добрый Персиковый» светосумма не снизилась, а

напротив, возросла относительно контроля на 30%, что хорошо согласуется с динамикой МДА.

Выводы

1. В ряду исследованных образцов сок «Я Мультифрукт», содержащий максимальное количество витамина С, амино- и органических кислот, в наибольшей степени соответствует категории функциональных продуктов питания здоровых людей. В то же время этот продукт лидирует по показателю активной кислотности, что связано с риском осложений гастрацидных дисфункций.

2. Традиционные показатели качества, установленные нормативными документами, необходимо дополнить параметрами, характеризующими адаптогенную активность пищевых соков. Подобную направленность имеют показатели антиокси-дантной активности, выражаемые значениями све-тосуммы кинетики тушения инициированной люминесценции.

3. Показатели антиоксидантной активности, полученные хемилюминесцентным методом, хорошо согласуются с данными измерения концентрации МДА, имея преимущества в экспрессности, воспроизводимости, наглядности и высокой чувствительности анализа.

4. Традиционная оценка содержания в продуктах аскорбиновой кислоты имеет важное значение для контроля технологических процессов и соблюдения технических регламентов. В то же время для интегральной оценки качества готового продукта информативность показатели невысока, поскольку итоговые результаты оказываются выровненными.

Литература

1. Лесовская М.И. Насколько здоров практически здоровый человек? // Вестник Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева. 2006. С.36.

2. Апанасенко Г.Л. Человеческий капитал и здоровье: ошибки стратегии // Россия: тенденции и перспективы развития. 2017. С. 452-455.

3. ГОСТ 32103-2013 (от 7.06.2013 г. № 432013) Консервы. Продукция соковая. Соки фруктовые и фруктово-овощные восстановленные. Общие технические условия. Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации http://docs.cntd.ru/document/1200104862

4. Технический регламент Таможенного союза на соковую продукцию из фруктов и овощей ТР ТС 023/2011 от 9 декабря 2011 г. № 882. https://sudact.ru/law/reshenie-komissii-tamozhennogo-soiuza-ot-09122011-n_17/tr-ts-0232011/

5. Поязитис В.Г., Колесник А.А., Голубев В.Н. Липиды виноградного сока и их изменение в процессе ультрафильтрации // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1991, №1-3. С. 40-42.

6. Бабкина А. Какой сок в пакетах лучший: Роскачество назвало марки // Версия: электронная газета. Саратов, 28.11.2018. https://nversia.ru/

7. Пчелинцева О.Н., Сарафанкина Е.А. Возможности использования йодометрии для определения концентрации аскорбиновой кислоты в овощах и фруктах / Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы. Пенза, 2014. - С. 84-87.

8. Симонян А.В., Саламатов А.А., Покровская Ю.С., Аванесян А.А.. Использование нингид-риновой реакции для количественного определения а-аминокислот в различных объектах: Методические рекомендации. - Волгоград, 2007. - С. 106.

9. Рогожин В.В., Курилюк Т.Т. Повышение чувствительности метода определения концентрации малонового диальдегида с помощью тиобарби-туровой кислоты / Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004: материалы VII научно-прак. кон-фер. Секция 5. Анализ биологических, медицинских и фармацевтических объектов. ННЦ, 11-16 октября 2004 г. Новосибирск, 2004. http://www.anchem.ru/literature/books/asbv-2004/095.asp.

10. Лесовская М.И., Шапорова З.Е. Информационные технологии в системе управления качеством функционального питания // Вестник Омского государственного аграрного университета. -2016, №1. С. 226-234.

11. Ивкова И.А., Батухтин А.Н. Антиокислительная активность различных ингибиторов // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2011, №2. С. 54-56.

12. Климацкая Л.Г., Меняйло А.В., Шевченко И.Ю., Лесовская М.И., Макарская Г.В. Эколого-биологический мониторинг минерального статуса организованных учащихся города Красноярска // Бюллетень СО РАМН. 2003, №3. С.78-83.