CC BY
278
664.8.014/.019
АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ ЦИТР УСОВЫХ ПЛОДОВ
Н.В. МАКАРОВА, А.В. ЗЮЗИНА, Ю.И. МИРОШКИНА
Самарский государственный технический университет,
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244; тел ./факс: (846) 332-20-69, электронная почта: _ fpp@samgtu. ги
Суммированы литературные данные, опубликованные за последние 10 лет по вопросам изучения антиоксидантной активности цитрусовых плодов. Рассмотрены проблемы взаимосвязи химического состава, сорта, цвета, степени зрелости плодов и уровня активности по улавливанию свободных радикалов. Представлены примеры практического ис -пользования компонентов цитрусовых плодов в качестве антиоксидантов в пищевых системах.
Ключевые слова: цитрусовые плоды, свободные радикалы, антиоксиданты, фенольные соединения, флавоноиды.
Питание, по мнению ученых, является фактором, определяющим здоровье человека. Широкое распространение данных современных исследований химического состава и свойств привычных для россиян про-ду ктов должно способствовать решению проблемы питания в нашей стране.
Цитрусовые плоды и их соки пользуются большим вниманием ученых-исследователей. Это связано не только с превосходными органолептическими характеристиками плодов и соков цитрусовых, но и с их весьма специфическим действием на организм человека. Исследованиями последних 15 лет установлено положительное воздействие компонентов цитрусовых на кровеносную систему человека [1]. Обнаружено их антиканцерогенное, антиаллергенное, антивирусное действие. Авторы [1] связывают это с наличием в составе цитрусовых таких составляющих компонентов, как флавоноиды (флавононы, флавоны, антоцианы).
За последние 10 лет проведены многочисленные исследования по выявлению антиоксидантного (АО) действия пищевых продуктов на организм человека. Известно, что свободные радикалы оказывают разрушающее влияние на клеточную систему организма [2], вызывая окисление липидов, протеинов, липидсодержащих биологических систем, таких как плазма крови, липопротеины низкой плотности, биологические мембраны и др. Образующиеся в процессе обмена веществ, табакокурения, загрязнения окружающей среды, токсического воздействия и радиации свободные радикалы инициируют окисление липидов до образования перекисей Возникновение диеновых связей внутри липидов вызывает структурные изменения, которые разрушают клеточные мембраны тканей. В результате окисления липидов происходит разрушение клеточного содержимого и окончательное отмирание клеток. На окисление липидов влияют три фактора: наличие свободных радикалов, катализирующих ионов и ослабление защитных свойств организма. Антиоксиданты - вещества, препятствующие этому окислению за счет «улавливания» или связывания этих радикалов. Самыми известными и широко употребляемыми в 20-м веке были синтетические антиоксиданты. Однако
в последнее время они стали уступать место природным антиоксидантам. Все больше внимание исследователей привлекают антиоксиданты, содержащиеся в пищевых системах. Одной из таких систем, проявляющей АО свойства, являются цитрусовые плоды, благодаря наличию в их составе ряда специфических компонентов.
В работе испанских ученых [3] с помощью методов жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии выделены, идентифицированы и количественно определены вещества, обладающие наибольшей АО активностью, в апельсиновых соках сортов Citrus sinensis и Valencia-Late. К ним относятся, наряду с гиспередином и нарирутином, пентаметоксифлавон, гексаметоксиф-лавон, гептаметоксифлавон, нарингин, бензойная кислота. Именно входящие в состав апельсина-королек (Citrus sinensis) вещества - рутин, кверцетин, циани-дин-Р-О-гликозид - оказывают существенное ингибирующее действие в процессе окисления липопротеи-нов низкой плотности, тем самым снижая риск возникновения атеросклероза [4].
Проведены исследования по выявлению влияния различных факторов на АО способность апельсиновых соков [5, 6]. Например, изучено влияние обработки (пастеризация под давлением и пастеризация при нагревании) на противоокислительную активность апельсинового сока [5]. Авторы предполагают, что противоокислительная активность связана с наличием аскорбиновой кислоты. Пастеризация при нагревании увеличивает скорость разложения аскорбиновой кислоты, а следовательно возрастает потеря противо-окислительной активности. Наивысшей активностью против радикалов, как и наивысшим содержанием веществ за нее ответственных - антоцианов, аскорбиновой, синаповой, кофейной, ферруловой, кумариновой кислот, - обладают свежеотжатые апельсиновые соки [6]. Концентрирование и пастеризация соков значительно снижает количество полезных веществ и уменьшает АО активность (по методу ABTS) в 1,5-2 раза.
Установлено, что не только сам апельсиновый сок является источником АО веществ, но и продукты переработки апельсинов также могут проявлять АО свойст-
ва. Так, меласса кожуры апельсинов содержит большое количество веществ, отвечающих за противорадикаль-ную активность: общих фенолов (по методу Фоли-на-Чекелау), флавоноидов (по методу ВЭЖХ) [7]. Ко -личество этих веществ напрямую определяет уровень улавливающей активности против БРРН-радикалов и супероксид анионов.
Детальное изучение условий экстракции АО веществ из кожуры апельсина выявило [8], что растворители по содержанию фенольных веществ в порядке убывания распределились следующим образом: этил-ацетат > бутанол > диэтиловый эфир > дихлорметан > вода. Именно этилацетатная фракция при испытании АО активности по методам БРРН и улавливания гидроксильных радикалов проявила наивысшие показатели, сравнимые с известными противорадикальными реагентами - аскорбиновой кислотой, кверцетином, тролоксом Дальнейшие исследования [9] установили, что оптимальным условием для получения полупродукта из отходов переработки апельсинов, обладающего наивысшим содержанием фенольных веществ (по методу Фолина-Чекелау) и наивысшей АО активностью (по методу Ранцимат), является температура сушки отходов при 40-70°С. Увеличение температуры до 90°С снижает АО активность на 10-30%.
Ряд работ посвящены изучению отличий в АО способности белого и красного грейпфрута [10-12]. При изучении светлого и рубинового грейпфрута авторы [10] обнаружили хорошую корреляцию между общим содержанием фенолов (по методу Фолина-Чекелау) и АО потенциалом (по методу БРРН). Установлено, что красный плод проявляет более высокие АО свойства. По мнению авторов, это связано с более высокими концентрациями биологически активных соединений в красных плодах. Эти же авторы подтвердили свой вывод и в другой работе [11]. Они также показали, что за АО активность грейпфрута отвечают не только нарин-гин и гисперидин, определенные в их составе методом ВЭЖХ, но и ряд других активных веществ. Антиоксидантная способность красного грейпфрута, определенная по методу ЛБТ8, несколько выше, чем белого [12].
Сравнение содержания флавоноидов с течением времени хранения в дольках и соке цитрусовых плодов выявило различия в поведении соков и долек [13]. В соках содержание флавоноидов понижалось, а в дольках оно несколько увеличивалось. Антиокислительная активность, определенная по методам БРРН и ТЕЛС (ЛБТ8), и для соков, и для долек во время хранения в течение 12-15 сут немного падает. Авторы считают, что активность фруктов против радикалов больше связана с содержанием аскорбиновой кислоты, чем с содержанием флавоноидов.
Объектами совместных исследований китайских и канадских ученых были соки различных сортов мандаринов, апельсинов, лимона, грейпфрута, паммело [14]. По содержанию фенольных веществ (по методу Фоли-на-Чекелау) лидерами среди цитрусовых плодов являются мандарины и апельсины. Почти вдвое ниже этот показатель у лимона и паммело. С этими данными сов-
падают значения АО активности фруктов, исследованной по методам определения АО восстанавливающей способности железа (FRAP) и улавливания свободных радикалов DPPH (таблица). Для всех цитрусовых дополнительно с помощью методов ВЭЖХ было определено содержание флавоноидных гликозидов - нариру-тина, гесперидина, нарингина, неогесперидина - и фенольных кислот - кофейной, кумариновой, синаповой, ванильной и др. Внутри каждого вида выделены лидеры по сортам.
Сравнительные данные содержания общих фенолов и АО активности цитрусовых приведены в таблице.
Таблица
Сорт цитрусовых FRAP, эквивалент аскорбиновой кислоты, мг/л Общие фено -лы, эквивалент галловой кислоты, мг/л Ингибирование DPPH, %
Мандарины:
Wase-Satsuma 454,72 863,38 26,31
Satsuma 598,48 1109,23 33,65
Ponkan 476,19 830,23 29,67
Bendizao 482,98 972,88 25,39
Manju 361,24 774,54 23,69
Hybrid 439 875,93 1555,49 61,62
Zhuhong 541,14 1043,12 36,75
Апельсины:
Skaggs bonanza 765,33 1173,28 50,92
Hamlin 899,31 1499,71 60,24
Liubencheng 886,26 1462,52 60,13
Yinzaocheng 712,61 1245,59 47,82
Лимон 307,43 751,82 24,50
Грейпфрут Huyou 617,50 1241,46 39,83
Паммело:
Miyou 510,16 863,38 37,71
Sijiyou 442,22 801,40 35,79
Большое внимание уделяется изучению природы веществ, отвечающих непосредственно за АО активность в цитрусовых плодах. С помощью метода В ЭЖХ установлено, что из лимоноидов в китайских цитрусовых плодах преобладают лимонин и номилин, содержание которых зависит от срока хранения [15]. Определение их АО способности по модели Р-каротин-ли-нолиевая кислота показало, что она в 3-8 раз выше, чем у аскорбиновой кислоты. Кинетические исследования АО способности на модели обесцвечивания кроцина флавононами (нарингинина, гиридиктиола, гисперити-на, неогесперидина) позволили авторам [16] сделать вывод о взаимосвязи химического строения и АО активности. На примере изученных соединений показано влияние О-метилирования, О-гликозелирования на кинетические константы АО активности.
С точки зрения дальнейшего использования АО ве -ществ в технологии и рецептуре различных продуктов важны исследования отходов переработки кожуры, семян, пленок цитрусовых. Сравнительные исследования кожуры лимона, апельсина, грейпфрута показали, что наибольшее содержание полифенолов (по методу
Фолина-Чекелау) в кожуре лимонов [17], имеющей также наивысшие показатели АО активности, определенной по методу FRAP. Авторы предлагают использовать кожуру цитрусовых плодов в промышленном производстве в качестве АО веществ, обладающих кардиостимулирующей активностью. Эти же авторы исследовали АО активность двух израильских цитрусовых фруктов: белого грейпфрута и гибрида паммело - грейпфрута [18]. Ими установлено, что общее содержание фенольных кислот приблизительно в 4 раза выше в во -журе фруктов, чем в пульпе. В результате определения АО активности по тесту TAA (ABTS), модели Р-каро-тин-линолиата, улавливающей активности против оксида азота (NO-тест) абсолютным лидером оказался гибрид.
Практическим примером использования фруктовых соков в качестве АО компонента профилактических напитков является создание на их основе напитков из смеси молочной сыворотки, соков и дополнительных компонентов - ароматизатора, красителя, подсластителя, пектина, витаминов С, А, Е [19]. В качестве соковой основы использовались как цитрусовые (апельсиновый, лимонный, лаймовый), так и другие фруктовые соки (банановый, персиковый, клубничный, морковный, яблочный). Авторы исследовали химический состав напитков: содержание витаминов С и А, общее содержание фенольных соединений, a-каротина, Р-каротина, ретинола и общую АО активность TEAC по методу ABTS. Результаты свидетельствуют, что АО активность зависит в основном от содержания витамина С и фенольных соединений. Наивысшую АО активность проявляют напитки на основе лимонного и апельсинового сока.
При замене жира в сосисках на цитрусовые волокна турецким исследователям удалось снизить содержание не только жира, но и холестерина [20]. Добавка пищевых волокон апельсина снижает содержание нитритов и веществ, образующихся в течение 4 недель созревания и реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (TBARS-тест) [21]. При этом увеличивается количество фенольных соединений, главным из которых по данным ВЭЖХ является гесперидин.
Ранее нами было показано [22, 23], что цитрусовые соки являются превосходной основой для напитков с участием растительного сырья и сыворотки. Следовательно, можно наладить выпуск широкого ассортимента функциональных продуктов с цитрусовыми, не только напитков, но и хлебобулочных, кондитерских, колбасных, молочных изделий.
ВЫВОДЫ
1. Различные виды и сорта цитрусовых плодов проявляют высокую АО активность; причем АО свойствами обладает не только мякоть цитрусовых, но и их ко -жура, выжимки, семена, эссенциальные масла.
2. Антиоксидантные свойства цитрусовых доказаны не только на химических, но и на биологических моделях.
3. В настоящее время отсутствует единое мнение о природе веществ цитрусовых, отвечающих за активность улавливания свободных радикалов.
4. Различные компоненты цитрусовых находят практическое применение в пищевой промышленности в качестве антиоксидантов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Филатова И.А., Колеснов А.Ю. Значение флавоноидов цитрусовых соков в профилактике заболеваний // Пищевая пром-сть. - 1999. - № 8. - С. 62-63.
2. Roginsky V., Lissi E.A. Review of methods to determine chain-breaking antioxidant activity in food // Food Chemistry. - 2005. -Vol. 92. - № 2. - P. 235-254.
3. Isolation of antioxidant compounds from orange juice by using countercurrent supercritical fluid extraction (CC-SFE) / F.J. Se^ras, A. Ruiz-Rodriguez, S. Cavero et al. // J. of Agricultural and Food Chemistry. - 2001. - Vol. 49. - № 12. - P. 6039-6044.
4. Inhibition of LDL oxidation by red orange Qtrus sinensis) extract and its active components / V. Sorrenti, C. Di Giacomo, A. Russo et al. // J. Food Sci. - 2004. - Vol. 69. -№ 6. - P. 480-484.
5. Polydera A.C., Stoforos N.G., Taukis P.S. The effect of storage on the antioxidant activity of reconstituted orange juice which had been pasteurized by high pressure or heat // Int. J. Food Sci. and Technol. - 2004. - Vol. 39. - № 7. - P. 783-791.
6. Arena E., Fallico B., Maccarone E. Evalution of antioxidant capacity of blood orange juices as influenced by constituents, concentration process and storage // Food Chemistry. - 2001. - Vol. 74. -№ 2. - P. 423-427.
7. Manthey J.A. Fractionation of orange peel phenols in ultrafiltered molasses and mass balance studies of their antioxidant levels // J. of Agricultural and Food Chemistry. - 2004. - Vol. 52. -№ 25. -P. 7586-7592.
8. Radical scavenging activity of various extracts and fractions of sweet orange peel ^Citrus sinensis) / M.A. Anagnostopoulou, P. Kefalas, V.P. Papageorgiou et al. // Food Chemistry. - 2006. - Vol. 94. -№ 1. - P. 19-25.
9. Garau M.C., Simal S., Rossello A.F. Effect of air-drying temperature on physic-chemical properties of dietary fibre and antioxidant capacity of orange Citrus aurantium v. Canoneta) by-products // Food Chemistry. - 2007. - Vol. 104. - № 3. -P. 1014-1024.
10. Characterization of blond and Star Ruby (red) Jaffa grepefruits using antioxidant and electrophoretic methods / S. Gorinstein, J. Drzewiecki, Y.-S. Park et al. // Int. J. Food Sci. and Technol. - 2006. -Vol. 41. - № 3. - P. 311-320.
11. Determination of naringin and hesperidin in citrus fruit by high-performance liquid chromatography. The antioxidant potential of citrus fruit / S. Gorinstein, D. Huang, H. Leontowicz et al. // Acta chromatogr. - 2006. - № 17. - P. 108-124.
12. Effect of antioxidants and proteins on the quality of Israeli Jaffa red and blond grapefruits / S. Gorinstein, J. Drzewiecki, A. Sivan et al. // Eur. Food Res. and Technol. - 2005. - Vol. 221. - № 1-2. -P. 119-124.
13. Del Caro A., Piga A., Vacca V., Agabbio M. Changes of flavonoids, vitamin C and antioxidant capacity in minimally processed citrus segments and juices during storage // Food Chemistry. - 2004. -Vol. 84. - № 1. - P. 99-105.
14. Juice components and antioxidant capacity of citrus varieties cultivated in China / G. Xu, D. Liu, J. Chen et al. // Food Chemistry. - 2008. - Vol. 106. - № 2. - P. 545-551.
15. De Sun Ch., Chen K., Chen Y., Chen Q. Contents and antioxidant capacity of limonin and nomilin in different tissues of citrus fruit of four cultivars during fruit growth and maturation // Food Chemistry. - 2005. - Vol. 93. - № 4. - P. 599-605.
16. Flavonones in oitrus fruit: structure - antioxidant activity relationships / D. Di Majo, M. Giammanco, M. La Guardia et al. // Food Research International. - 2005. - Vol. 38. —№ 10. - P. 1161-1166.
17. Comparison of some biochemical characteristics of different citrus fruits / S. Gorinstein, O. Manh-Belloso, Y.-S. Park et al. // Food Chemistry. - 2001. - Vol. 74. -№ 2. - P. 309-315.
18. Characterization of antioxidant compounds in Jaffa sweeties and white grapefruits / S. Gorinstein, M. Cvikrova, I. Machackova et al. // Food Chemistry. - 2004. - Vol. 84. -№ 4. - P. 503-510.
19. Zulueta A., Esteve M.J., Frasquet I., Fngola A. Vitamin C, Vitamin A, phenolic compounds and total antioxidant capacity of new fruit juice and skim milk mixture beverage marketed in Spain // Food Chemistry. - 2007. - Vol. 103. - № 4. - P. 1365-1374.
20. Cengiz E., Gokoglu N. Changes in energy and cholesterol contents of frankfurter-type sausages with fat reduction and fat replacer addition // Food Chemistry. - 2005. - Vol. 91. -№ 3. - P. 443-447.
21. Orange fibre as potential functional ingredient for dry-cured sausages / J. Fernandez-Lopez, M. Viuda-Martos, E. Sendra et al. // Eur. Food Res. and Technol. - 2007. - Vol. 226. -№ 1-2. - P. 1-6.
22. Макарова Н.В., Зимичев А.В., Зюзина А.В., Лугова Т.В. Новые тенденции в производстве сокосодержащих напитков // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 5-6. - С. 5-8.
23. Макарова Н.В., Зимичев А.В., Зипаев Д.В., Лугова Т.В. Современные тенденции в переработке молочной сыворотки // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 4. - С. 5-7.
Поступила 20.11.09 г.
ANTIOXIDANT ACTIVITY OF CITRUS FRUIT
N.V. MAKAROVA, A.V. ZYUZINA, YU.I. MIROSHKINA
Samara State Technical University,
244, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100;ph./fax: (846) 332-20-69, e-mail: ipp(@,samgtu.ru
Literature dates were published about the last 10 years on questions of investigation of antioxidant activity of citrus fruits are summarized. The problems of interaction between chemical structure, sort, color, degree of maturity of fruits and the level of activity on catching free radicals are considered. The example of practice using of components of citrus fruits as antioxidants in food systems are presented.
Key words: citrus fruits, free radicals, antioxidant, fenolic compounds, flavonoids.
ДЕПОНИРОВАННЫЕ Р УКОПИСИ
664.292:663.252.61 Разработка технологии пектинопродуктов с высокими качественными показателями из выжимок' винограда различных сортов / Влащик Л.Г.; Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» - Краснодар, 2009. - 158 с.: ил. - Библиогр. 218 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 13.11.09, № 695-В2009.
Исследовано влияние сортовых особенностей винограда на фракционный состав и аналитические характеристики пектиновых веществ. Установлено, что исследуемые технические сорта винограда накапливают неодинаковое количество пектиновых веществ и их отдельных фракций, что определяет различия в технологических параметрах извлечения пектина. Несущественное влияние сорта винограда на аналитические характеристики выделенных пектиновых веществ обусловливает целесообразность организации промышленной переработки сортосмеси виноградных выжимок для производства пектинопродуктов.
Определены оптимальные параметры, обеспечивающие наибольший выход пектина при высоких качественных показателях пектинового экстракта. Разработаны технология и аппаратурно-процессная схема комплексной переработки виноградных выжимок с полу-
чением профилактических напитков на виноградном пектине: негазированных, газированных и сухих порошкообразных.
634.774
Совместное использование экструдера и шнекового пресса при производстве ананасового сока / Эк-
пеньонг Э. Э.; Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» -Краснодар, 2008. - 3 с.: ил. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 04.05.08, № 385-В2008.
Недостатком существующих способов производства ананасового сока является сложность его получения из плодов нестандартной формы, что снижает производительность труда и ведет к увеличению себестоимости продукции.
Предложен новый подход к измельчению плодов ананаса, заключающийся в использовании технологического комплекса, включающего экструдер и шнековый пресс. Предлагаемая технология позволяет добиться увеличения производства сока за счет более совершенного дробления плодов, сокращения потерь сока с отходами производства, снижения энергозатрат и затрат на транспортировку сокоматериалов во время технологического цикла.
