Антиокислительная активность концентрированных соков из плодово-ягодного сырья Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Антиокислительная активность концентрированных соков из плодово-ягодного сырья

С.Н. Кравченко, А.М. Попов, С.С. Павлов

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Рациональное питание является важнейшей составной частью здорового образа жизни, оно помогает сохранить здоровье и реализовать резерв долголетия организма. Обеспечение нормальной жизнедеятельности возможно не только при условии снабжения организма необходимым количеством энергии главным образом в виде углеводов, жиров и белков, но и при соблюдении сложных соотношений между многочисленными факторами питания [1].

Один из таких путей — минимализа-ция источников свободных радикалов и укрепление естественных антиокси-дантных механизмов путем потребления в пищу продуктов, содержащих вещества, которые обладают ингибиру-ющими свойствами.

Исследования последних лет выявили, что использование биологически активных веществ растительного происхождения в их природной композиции обеспечивает широкий спектр фармакологического влияния. Особый упор при этом необходимо делать на использование местного сырья растительного происхождения, обладающего наиболее усвояемыми нутриен-тами и обеспечивающего укрепление неспецифического иммунитета и анти-оксидантной защиты человеческого организма. Последний фактор напрямую связан с перекисным окислением липидов, участвующих в образовании клеточных мембран, и защитными

Д [02],

2000

функциями организма при действии контаминантов.

Объектами исследований были концентрированные соки из местного сырья (урожай 2004 г.) облепихи (Hippophae rhamnoides L.) и черной смородины (Ribes nigrum L.). Соки из плодово-ягодного сырья получали методом прессования с последующим

сепарированием и дальнейшим концентрированием до требуемого содержания сухих веществ на вакуум-выпарной установке при температуре 48...50 °С.

Из литературы известно [2,3], что наивысшей антиокислительной активностью из натуральных веществ обладают такие витамины, как А, Е, К и С, кроме того, высокий ингибирующий эффект проявляют биофлавоноиды. В этой связи нами предварительно был изучен витаминный состав исследуемых концентрированных соков (табл. 1) [4].

Оценивая полезные свойства плодово-ягодных соков, необходимо заметить, что они не исчерпываются одним наличием тех или иных биологически активных веществ. Ценность их возрастает во много раз благодаря тому, что присутствующие в плодово-ягодных соках вещества образуют биологические комплексы, действу-

Таблица 1

Показатель

Концентрированный сок Массовая доля растворимых сухих веществ, % Массовая доля витамина С, мг/100 г Массовая доля в- каротина, мг/100 г Массовая доля биофлавоноидов (по рутину), мг/100 г

Из облепихи 57 550 470 2,8х103

Из черной смородины 50 250 150 10х103

A [OJ,.

8000

6000

A [OJ,

2400-

1200

А '''' i-—

V

2000 т 4000

0,8 -lg (l-t/т)

A [O2],

1800

600

1000

2000

3000

4000 t, c

Рис. 2. Кинетическая кривая поглощения кислорода Д [О21 (1) для реакции инициированного окисления кумола в присутствии концентрированного сока из облепихи и ее полулогарифмическая анаморфоза (2)

Рис. 1. Кинетическая кривая поглощения кислорода Д [О21 (1) для реакции инициированного окисления кумола в присутствии концентрированного сока из черной смородины и ее полулогарифмическая анаморфоза (2)

ющие во взаимоусиливающем направлении. Биологические свойства биофлавоноидов более отчетливо проявляются в присутствии витамина С, флавоноиды также являются естественными стабилизаторами витамина С, так как образуют с аскорбиновой кислотой стабильные соединения [5].

Каротиноиды обладают действием провитамина А. Результаты ряда исследований все чаще подтверждают, что каротиноиды вне зависимости от своих свойств проявляют провита-минную активность и способны поглощать свободные радикалы [6].

Для изучения антиоксидантных свойств концентрированных соков ис-

0,8 -lg (i-t/т)

6•2006

10000

4000

600

2000

0

0

6000

t, c

8000

6000

1200

4000

0

0

т

24

следование кинетики поглощения кислорода проводили с помощью модельной реакции инициированного окисления [7]. В качестве инициатора реакции использовали азобисизобутиронитрил (АИБН). Объем реакционной смеси составлял 10 мл. Исследования проводили при температуре 60 °С. Постоянную скорость инициирования [6,810-8 моль/(л-с)] задавали навеской инициатора (10,1 мг).

Реакция служит тестом на способность соединения обрывать цепь окисления. Окисление органических веществ протекает по общему механизму цепной реакции с вырожденным разветвлением цепи. Активными центрами цепной реакции служат перекисные радикалы. Химические соединения (продукты переработки плодово-ягодного или растительного сырья), активно вступающие в реакцию с перекисными радикалами, могут существенно замедлять реакцию окисления и, следовательно, выступать в роли антиоксидантов.

При изучении кинетики окисления органических соединений молекулярным кислородом наиболее простым и достаточно надежным методом определения скорости реакции является измерение количества поглощенного кислорода, которое осуществляли на газометрической установке.

На основе экспериментальных данных были построены кинетические кривые поглощения кислорода кумо-лом в присутствии концентрированных соков (рис. 1, 2).

Графическипокинетическимкривым были определены периоды торможения реакции окисления: для концентрированного сока из облепихи т = 1393 с; для концентрированного сока из черной смородины т = 2944 с.

Для определения содержания ан-тиоксидантов неизвестного состава (с, моль/кг) в концентрированных плодово-ягодных соках использовали соотношение [8]:

с = Wiт/P,

где W — скорость инициирования, моль/(лх); т — период индукции, с;

Таблица 2

Исследуемый образец Навеска, мг Период индукции Т, с Содержание ингибиторов окисления с-102, Константа скорости ингибирования k7, Суммарное содержание ингибиторов окисления в пересчете на ионол, % мас.

моль/кг м3/(моль-с)

Концентрированный сок из облепихи 22 1383 4,28 7,872 0,47

Концентрированный сок из черной 25 2944 8,01 6,439 0,88

смородины

Р—навеска анализируемой пробы, кг/л (с учетом объема реакционной смеси).

Для определения константы скорости ингибирования строили зависимость в координатах (х = (1- ^т), у = А [О2]). Представленные полулогарифмические анаморфозы кинетических кривых (линия 2 на рис. 1 и 2) состоят из двух участков (присутствует излом на анаморфозе). Это свидетельствует о том, что в анализируемых соках присутствуют два типа анти-оксидантов, отличающихся по антиокислительной активности. Поскольку в процессе окисления в первую очередь расходуется сильный ингибитор, а затем слабый, то для каждого типа антиоксидантов исследуемых соков были определены их содержание, периоды индукции (время действия) и по тангенсу а. (рис. 1 и 2) были рассчи таны константы скорости ингибиро-вания. Для концентрированного сока из облепихи [с1 = 0,9210-2 моль/кг; с2 = 3,3510-2 моль/кг; т1 = 298 с; т2 = 1085 с; = 4,237 м3/ мольх; 2k7 = 3.635 м3/мольх)] и черной смородины = 2,7840-2 моль/кг; с2 = 5,2310-2 моль/кг; т1 = 1023 с; т2 = 1921 с; ^7 = 3,933 м3/мольх; k7 = 2,506 м3/(мольх)].

Общие кинетические параметры ан-тиоксидантов для исследуемых соков представлены в табл. 2.

На основании проведенных исследований можно сделать вывод: концентрированный сок из черной смородины проявляет более выраженную антиок-сидантную активность по сравнению с соком из облепихи за счет большего содержания биофлавоноидов, что в со-

вокупности с другими витаминами дает больший эффект синергизма.

Таким образом, применение данных соков в производстве продуктов питания позволит их использовать для профилактики свободнорадикальных патологий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Комарова И.Г. Производство молочных продуктов повышенной пищевой и биологической ценности//Молочная промышленность. 1986. № 5.

2. Абдуллин И.Ф., Чернышева Н.Н., Турова Е.Н. и др.//Сырье и упаковка. 2002. № 9.

3. Исупов В.П. Пищевые добавки и пряности. История, состав и применение. — СПб: ГИ-ОДР, 2000.

4. Попов А.М., Голуб О.В., Кравченко С.Н. Показатели качества концентрированных плодово-ягодных соков//Пиво и напитки. 2005. № 5.

5. Кисилева А.В., Волхонская Т.А., Кисилев Е.В. Биологически активные вещества лекарственных растений Южной Сибири. — Новосибирск: Наука, 1991.

6. Акопов И.Э. Важнейшие отечественные лекарственные растения и их применение. — Ташкент: Медицина УзССР, 1990.

7. Харитонова А.А., Козлова З.Г., Цепалов В.Ф., Гладышев Г.П. Кинетический анализ свойств антиоксидантов в сложных композициях с помощью модельной цепной реакции//Ки-нетика и катализ. 1979. Т.20.

8. Писарева В.И., Пынченков В.И., Рябова Н.В., Русских И.В., Юдина Н.В. Определение анти-оксиданта ионола (2,6-дитретбутил-4-ме-тил-фенола) в трансформаторных маслах кинетическим методом и методом ИК-спек-троскопии//Журнал аналитической химии. 2001. Т. 56. № 10. &

Вышла в свет книга

Микробные биокатализаторы для перерабатывающих отраслей АПК

М.: ВНИИПБТ, 2006. — 304 с. Под редакцией В.А. Полякова, Л.В. Римаревой

Книга посвящена перспективному направлению интенсификации биотехнологических процессов в перерабатывающих отраслях АПК — использованию высокоактивных биологических катализаторов, способствующих существенному увеличению выходов, улучшению качества и продлению сроков хранения готовой продукции

в спиртовой, пивоваренной, кондитерской, хлебопекарной, крахмалопаточной, сыродельче-ской, мясоперерабатывающей и других отраслях АПК. Большое внимание уделено радикальным изменениям функционально технологических свойств сырья под действием ферментного биокатализа на различных стадиях переработки,

что открывает широкие возможности создания принципиально новых продуктов для ординарного, профилактического, лечебного и реабилитационного питания различных социальных и возрастных групп населения России.

Контактный тел.: (495) 361-71-61, 362-45-72

6 • 2006

ПИ]

НАПИТКИ

25