CC BY
80
/ Сост. А.П. Усов; Кубан. гос. технол. ун-т; Каф. технологии жиров, косметики и экспертизы товаров. - Краснодар: КубГТУ, 2006.- 36 с.
5. Ржехин В.П. Руководство по методам исследования. технохимическому контролю иучету производства в масложировой промышленности. Т. 1. Химия и анализ. Общие методы исследования жиров и жиросодержащих продуктов. - Л.: ВНИИЖ, 1967. -596 с.
6. Авраменко В.Н., Есельсон М.П., Заика А.А. Инфракрасные спектры пищевых продуктов. - М.: Пищевая пром-сть, 1974.- 176 с.
7. Химическая энциклопедия / Под ред. И.Л. Кнунянц. -М.: Изд-во Сов. энциклопедия, 1990. - 675 с.
Поступила 22.05.08 г.
COMPONENTAL STRUCTURE OF EXTRACTS ECHINACEA PURPUREA TAKENHETEROPOLAR SOLVENTS
V.A. MALTSEVA, V.E. TARASOV
Kuban State Technologycal University,
2, Moscovskaya st., Krasnodar, 350072; fax: (861) 259-65-92, e-mail: tarasov@kubstu.ru
Raw materials and extracts echinacea purpurea, brought up on territory of Krasnodar region, for the purpose of selection of effective solvent for balanced extracting a complex of biologically active substances (BAS) echinacea are investigated. The data on componental structure heteropolar extracts, spectra of their absorption, chromatogram the CO 2-extract is presented. Recommendations about use of these products in treatment-and-prophylactic cosmetic and food preparations are made.
Key words: echinacea purpurea, componental structure, extracts, biologically active substances.
615.322:542.978
АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКТОВ ДОННИКА ЛЕКАРСТВЕННОГО, ОБОГАЩЕННОГО СЕЛЕНОМ
Н.А. ПИРОГОВА Н.Н. ЦЕХИНА Е.В. ШИГИНА С.В. ПУЧКОВ2, М.А. БАЗИНА1
1Кемеровский технологический институт пищевой промышленности,
650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47; тел./факс: (3842) 734-007, электронная почта: office@kemtipp.ru 2Кузбасский государственным технический университет,
650000, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28; (факс: (3842) 361-687, электронная почта: kuzstu@kuzstu.ru
Изучена антиоксидантная активность экстрактов донника лекарственного в зависимости от концентрации селена. Установлено, что увеличение концентрации селена в сухой траве донника от 0 до 2 мг/кг увеличивает степень ингибирования процесса окисления. Дальнейшее увеличение концентрации селена практически не меняет степень ингибирования.
Ключевые слова: селен, антиоксидантная активность, скорость инициирования, степень ингибирования.
Микроэлемент селен (8е) необходим для организма человека. Биохимическая роль селена связана с каталитической, структурной и регуляторной функциями; участием в окислительно-восстановительных процессах, обмене ряда веществ. Адекватный уровень потребления селена - 70 мкг/сут.
Интерес ученых к селену в большей степени обусловлен его выраженной антиоксидантной активностью в составе ряда ферментов, способных снижать риск заболеваний, вызываемых свободнорадикальными реакциями (атеросклероз, рак, астма, сахарный диабет и др.) [1, 2].
Наиболее безопасным и физиологичным источником селена являются его органические соединения, содержащиеся в растениях, которые способны усваивать неорганический почвенный селен, встраивая его в различные соединения, как правило, белковой природы. Селен присутствует практически во всех растениях, причем концентрации его варьируют от 6 мкг до 10 мг (и более) на 1 кг сухой массы, составляя в большинстве случаев 0,08 -0,20 мг/кг. Особый интерес представляют растения-концентраторы селена, которые можно использовать в качестве природного источника селена при разработке БАД и пищевых продуктов специаль-
ного назначения [3]. На сегодняшний день известно не более 30 таких растений. Это, как правило, представители ботанических семейств бобовых, капустных, лилейных и астровых. Растительное сырье (РС) выгодно выделяется среди других видов пищевого сырья присутствием сложного комплекса биологически активных веществ (БАВ), способных оказывать на организм человека лечебно-профилактическое действие. Применение РС в качестве функциональной основы продуктов питания, в частности, напитков, обогащенных селеном [4], позволяет придавать им тонизирующие, антистрессовые, диетические, диабетические свойства, регулировать работу многих органов и систем организма. Особенно ценно присутствие в растениях природных антиоксидантов - флавоноидов, дубильных веществ, провитаминов, многие из которых при совместном присутствии способны значительно усиливать действие друг друга и защищать от влияния разрушительных факторов. Механизм взаимодействия селена и комплекса антиоксидантов растений остается на сегодняшний день практически не изученным. Представляет поэтому интерес исследование их совместного влияния на окислительные процессы в пищевых продуктах, преимущественно в тонизирующих напитках.
Исследовали экстракты донника лекарственного (Melilotus officinalis L.), содержащие различные концентрации селена преимущественно в виде органических соединений. Донник лекарственный - двухлетнее травянистое растение семейства бобовых является известным концентратором селена. Растение широко используется в пищевой промышленности в качестве пряно-ароматической добавки [5]. Ранее проведенные исследования химического состава донника выявили наличие комплекса БАВ, в составе которых обнаружены дубильные вещества, флавоноиды, аскорбиновая кислота, каротиноиды.
В результате экспериментов по обогащению растения растворами селенита натрия различных концентраций было получено сырье с содержанием селена до
1,89 мг/кг воздушно-сухой массы.Анализу подвергали высушенную и измельченную надземную часть растений - смесь листьев, цветков и стеблей. Изучение процентного соотношения неорганической и органической форм селена показало, что содержание его в органической форме составило 74%, в том числе 12% - селен в составе белков и 62% - в составе свободных растворимых аминокислот [4].
Для получения вытяжки из измельченной наземной части растения применяли экстракцию жидким растворителем - циклогексаноном - при соотношении сырья и растворителя 1:12 и 150°С в течение 4 ч с дальнейшим настаиванием при 125°С в течение 12 ч, после чего смесь фильтровали.
Антиоксидантную активность экстрактов изучали с помощью модельной реакции инициированного окисления циклогексанона в присутствии азодиизобутиро-нитрила (АИБН) - в качестве инициатора процессов окисления.
При изучении кинетики окисления органических соединений молекулярным кислородом наиболее простым и достаточно надежным методом определения скорости реакции является измерение количества поглощенного кислорода на манометрической установке [6-8]. Окисление циклогексанона молекулярным кислородом в присутствии экстрактов донника лекарственного, обогащенного селеном, в соотношении 1 : 1 проводили при t 50°С и скорости инициирования Wt 8,0 • 10 8 моль/(л • с). На рис. 1 представлены кинетические кривые поглощения кислорода при инициирован-номАИБН (СдИБН = 0,031 моль/л) окислении циклогексанона, а также травяных экстрактов на его основе, содержащих селен в концентрации, мг/кг: кривая 1 -0,67, 2 - 0,97, 3 - 1,89, 4 - без присутствия селена. Под концентрацией селена понимается его содержание в сухой траве донника.
Обработку кинетических кривых (рис. 1) проводили математическими методами с применением программы CurveExpert 1.3. Скорость инициирования рассчитывали по формуле
Wi = 2ekd ■ [АИБН], (1)
где ; - коэффициент выхода радикалов из клетки растворителя (; = 0,6); kd - константа скорости реакции распада АИБН на радикалы [6].
Время, мин
Рис. 1
Длину цепи V определяли как отношение скорости поглощения кислорода к скорости инициирования. Ее величина (таблица) свидетельствует о протекании цепного процесса, что позволяет не учитывать поправки на нецепное поглощение и выделение газов при расчете скорости радикально-цепного окисления.
Таблица
Содержание селена в сyxoй траве, мг/кг W, • 10s, моль/(л - с) Скорость окисления W ■ 10", моль/(л • с) V
0,67 8,0 2,07 25,9
0,97 1,05 13,1
1,89 0,56 7,0
Циклогексанон 0,76 9,5
Результаты обработки (таблица) показывают, что скорость окисления травяных экстрактов с невысокой концентрацией селена выше, чем скорость окисления чистого циклогексанона. Это можно объяснить присутствием в экстрактах легко окисляющихся соединений - флавоноидов, дубильных веществ, аскорбиновой кислоты и др. Вместе с тем, наблюдается явное снижение скорости окисления при увеличении содержания селена в образцах, что свидетельствует об ингибирующем действии селена.
Использование величины скорости окисления чистого циклогексанона в качестве стандартной для расчетов степени ингибирования процесса окисления добавками селена невозможно, поскольку видно, что она будет ниже скорости окисления травяного экстракта в от-
Содержание селена в сухой траве, мг/кг Рис. 2
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
Содержание селена в сухой траве, мг/кг
Рис. 3
сутствии селена. В то же время донниклекарственный, абсолютно не содержащий селен, получить достаточно проблематично, так как он сам по себе является его природным концентратором. Поэтому стандартную скорость окисления травяного экстракта на основе циклогексанона в отсутствии селена Wa получили линейной интерполяцией функции, представленной на рис. г, к нулевой концентрации селена в сухом образце. Интерполяцию проводили в системе Mathcad 2001і Professional. Полученная величина W^ = = 4,34 • 10 6 моль/(л • с).
В условиях инициированного режима окисления при одинаковых скоростях инициирования, концентрации субстрата и температуре степень ингибирования может быть определена по формуле
W2
‘-1- Wt, <2)
где W()n - экспериментально определенная скорость окисления.
Графическая зависимость степени ингибирования от содержания селена в сухой траве при инициированном окислении травяных экстрактов на основе циклогексанона при 50°С (рис. 3) показывает, что при увеличении концентрации селена в сухой траве донника ле-
карственного выше 2 мг/кг степень ингибирования практически не меняется. Это свидетельствует, на наш взгляд, о нецелесообразности повышения концентрации селена в сухой траве свыше 2 мг/кг.
Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что антиокислительная активность экстрактов донника лекарственного зависит от концентрации селена. Степень ингибирования процессов окисления при увеличении содержания селена в траве донника лекарственного увеличивается, но при увеличении концентрации селена выше 2 мг/кг степень ингибирования практически не меняется, что следует учитывать при разработке функциональных пищевых продуктов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Селен в организме человека: Метаболизм. Антиокси-дантные свойства. Роль в канцерогенезе / ВА. Тутельян, В.А. Кня-жев, С.А. Хотимченко и др. - М.: Изд-во РАМН, 2002. - 219 с.
2. Дадали В.А. Процессы перекисного окисления в организме и природные антиоксиданты // Введение в частную микронут-риентологию/Под ред. Ю.П.Гичева, Э. Огановой-Вилкинсон.-Но-восибирск: Медицина, 1999. - С. 240-261.
3. Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. - М.: Наука, 1974. - 294 с.
4. Шигина Е.В. Разработка и товароведная оценка функционального напитка на основе растительного сырья, обогащенного селеном: Дис. ... канд. техн. наук. - Кемерово, 2005.
5. Бубенчикова В.Н., Королев В.А., Кочкаров В.И. Фитохимическое исследование некоторых представителей родов донник, буквица, копытень // Соврем. аспекты изучения лекарственных растений: Науч. тр. Т. XXXIV. - М., 1995. - С. 147-150.
6. Пучков С.В., Бунеева Е.И., Перкель А.Л. Реакционная способность СН-связей циклогексилоксильного фрагмента цик-логексилацетата по отношению к трет-бутилпероксирадикалу // Кинетика и катализ. -2001. - 42. -№ 6. - С. 828-835.
7. Пучков С.В., Бунеева Е.И., Перкель А.Л. Реакционная способность СН-связей циклогексанола по отношению к трет-бутилпероксирадикалу // Кинетика и катализ. - 2002. - 43. -№ 6. - С. 1-8.
8. Денисов Е.Т., Ковалев Г.И. Окисление и стабилизация реактивных топлив. - М.: Химия, 1983. - 269 с.
Поступила 23.12.08 г.
ANTIOXIDANT ACTIVITY OF MELILOT MEDICINAL EXTRACTS ENRICHED WITH SELENIUM
N.A. PIROGOVA N.N. TSEHLNA E.V. SHIGINA S.V. PUCHKOV2, M.A. BAZINA1
1 Kemerovo Institute of Food Science and Technology,
47, Stroiteley boul., Kemerovo, 650056; fax: (3842) 734-007, e-mail: office@kemtipp.ru 2Kuzbass State Technical University,
28, Vesennaya st., Kemerovo, 650000; fax: (3842) 36-16-87, e-mail: kuzstu@kuzstu.ru
Antioxidant activity of melilot medicinal extracts was studied depending on selenium concentration. It was established that increase of selenium concentration in melilot medicinal dry herb increases degree of inhibition for oxidation process. Further increase in selenium concentration has practically no effect to the degree of inhibition.
Keywords: selenium, antioxidant activity, initiation rate, degree of inhibition.
