CC BY
140
#
МИКРОНУТРИЕНТЫ В ПИТАНИИ
Для корреспонденции
Агеева Наталья Михайловна - доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник ГНУ «Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства» Адрес: 3500901, г. Краснодар, ул. 40 лет Победы, д. 39 Телефон/факс: (8861) 252-58-77 Е-таИ: ageyva@inbox.ru
Н.М. Агеева1, В.А. Маркосов1, Г.Ф. Музыченко1, 2, В.В. Бессонов3, Р.А. Ханферьян3
Антиоксидантные и антирадикальные свойства красных виноградных вин
1 ГНУ «Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства», Краснодар
2 ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», Краснодар
3 ФГБНУ «НИИ питания», Москва
1 North Caucasian Zone Scientific Research Institution of Horticulture and Viticulture, Krasnodar
2 Kuban State Technological University, Krasnodar
3 Institute of Nutrition, Moscow
Antioxidant and antiradical properties of red grape wines
N.M. Ageeva1, V.A. Markosov1, G.F. Muzychenko1, 2, V.V. Bessonov3, R.A. Khanferyan3
0
В статье представлены материалы исследований антиоксидантного и антирадикального действия красных столовых вин. Показано, что антиоксидантные и антирадикальные свойства красных вин обусловлены сортовыми особенностями винограда и технологией их переработки. Установлена корреляционная зависимость между концентрацией компонентов фенольного комплекса и антирадикальными свойствами, а также антиоксидантными и антирадикальными свойствами красных вин. Антиоксидантные и антирадикальные свойства имели более высокие значения в вариантах с наибольшей концентрацией важнейших компонентов фенольного комплекса - катехинов и танинов. Наибольшее их содержание было определено в виноматериалах сорта «Саперави», изготовленных по технологиям, способствующим извлечению компонентов полифенольного комплекса не только из кожицы винограда, но и из виноградных косточек (семян), содержащих эллаготанины и галлокатехины (с использованием винификатора фирмы «Padovan»; приготовленного путем орошения бродящей мезги подогретым суслом; с применением ферментации мезги препаратом флюдаза). В зависимости от сорта винограда и технологии изготовления антиоксидант-ная активность изменялась более чем на 30%. Полученные данные указывают на то, что технология изготовления вина позволяет увеличить внутрисортовую (по винограду) антиоксидантную активность от 10 до 20%.
Ключевые слова: антиоксидантная активность вина, технология виноделия, сумма фенольных соединений, танины, катехины
Вопросы питания. Том 84, № 2, 2015 63
The article presents the results of studies of the antioxidant and antiradical capacity of red table wines. It is shown that the antioxidant and antiradical properties of red wines due to the varieties of grapes and processing technologies. A correlation between the concentration of phenolic components of the complex and antiradical properties, as well as antioxidant and antiradical properties of red wines has been established. Antioxidant and antiradical properties were higher in variants with the highest concentration of the most important components of a phenolic complex - catechins and tannins. Their greatest content has been identified in the wine materials Saperavi made on technologies which can extract components polyphenol complex not only from grape skin, and grape seed (seed) containing ellagitannins and gallocatechin (using Vinificator company Padovan; prepared by fermenting mash irrigation heated mash, using a fermentation mash by Fludase). Depending on the grape varieties and production technology, the antioxidant activity varied by more than 30%. These data indicate that the technology can increase the production of wine intravarietal (for grapes) antioxidant activity of 10 to 20%.
Keywords: antioxidant activity of wine, winemaking technology, the amount of phenolic compounds, tannins, catechins
#
В последнее время серьезное внимание уделяется так называемому оксидативному стрессу - окислительному повреждению биологических молекул, который генерируется в основном свободными радикалами [6, 7]. Такие заболевания, как рак, атеросклероз, болезнь Паркинсо-на, ряд воспалительных заболеваний, катаракта, сердечно-сосудистые заболевания и процессы старения, все чаще ассоциируют с последствиями свободнорадикального окисления. Для предотвращения оксидативного стресса могут быть использованы природные антиоксидантные системы с разным принципом действия. Высокой антиоксидантной активностью характеризуются аскорбиновая кислота, вещества полифенольной природы, которые содержатся в различных соотношениях и композициях в винограде и продуктах его переработки.
Разделяют 2 основных класса растительных полифенолов (танинов): конденсированные (про-антоцианидины) и гидролизуемые танины, содержащиеся в красных сортах винограда и винах в достаточно большом количестве [3, 5]. Концентрации указанных веществ существенно различаются в зависимости от сорта винограда и технологии производства вина.
В связи с этим целью работы стало исследование антирадикальных свойств красных вин, приготовленных по различным технологиям.
Материал и методы
При проведении исследований использовали красные вина, приготовленные по различным технологиям.
Вариант 1 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда «Каберне-Совиньон» путем брожения мезги с погруженной шапкой.
Вариант 2 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда «Каберне-Совиньон» путем брожения мезги с плавающей шапкой.
Вариант 3 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда «Каберне-Совиньон» с применением винификатора (флюдаза) фирмы «Padovan».
Вариант 4 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда «Каберне-Совинь-он» путем орошения бродящей мезги подогретым суслом.
Вариант 5 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда «Каберне-Совиньон» с применением ферментации мезги препаратом флюдаза в оптимальной концентрации.
Варианты 6-10 - варианты, аналогичные по технологии получения вариантам 1-5, произведенные из сорта винограда «Саперави».
Вариант 11 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда «Мерло» с применением винификатора фирмы «Padovan».
Вариант 12 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда «Мерло» с применением винификатора фирмы «Padovan».
В качестве контроля (вариант 13) использовали экстракт из виноградной выжимки сорта «Саперави», переработанного по белому способу.
Экстрагент - минеральная кислота (соляная), используемая в промышленном производстве натуральных красителей по ГОСТ 857-95.
Для определения антирадикальных свойств был использован метод определения антирадикальной активности, основанный на принципе кос-
64
#
Н.М. Агеева, В.А. Маркосов, Г.Ф. Музыченко и др.
венного определения количества пероксидов [7] путем измерения количества йода, высвобожденного из насыщенного раствора калия йодида (ГОСТ 4232-74, «чда») в результате окисления перок-сидами. В качестве генератора пероксид-радика-лов использовали 2,2'-азобис(2-амидинопропан)д игидрохлорид (ААРН) («Sigma-Aldrich», Германия). При инкубации при 35-400 °С ААРН распадается, реагируя с кислородом воздуха с получением водорастворимых пероксид-радикалов. Количество йода, полученное в результате индуцированного окисления, определяли потенциометрическим титрованием. Антирадикальную активность (АРА, %) определяли по отношению к контрольной пробе, не содержащей антиоксидант. Концентрацию анти-оксиданта, при которой наблюдается ингибирова-ние 50% свободных радикалов (1С50), рассчитывали из результатов построения зависимости АРА от концентрации. В работе была использована 6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметилхроман-2-карбоно-вая кислота (TROLOX) («Sigma-Aldrich», Германия).
Для установления зависимости антирадикальных свойств вина от концентрации полифенолов в исследуемых образцах определяли сумму фенольных соединений, концентрацию танинов, катехинов и антиоксидантную активность. Суммарную концентрацию фенольных соединений, а также отдельно катехинов и танинов определяли с применением винного анализатора «Winescan Flex» («FOSS Electrio>, Дания) методом ИК-Фурье спектрометрии с использованием базы данных, сформированной научным центром виноделия Северо-Кавказского зонального НИИ садоводства и виноградарства.
Результаты и обсуждение
Статистическая обработка результатов исследований показала существование линейной корреляционной зависимости между массовой концентрацией суммы фенольных веществ и антирадикальными свойствами. При этом установлено, что при больших концентрациях полифенолов степень расхождения в параллельных испытаниях значительно ниже, чем при меньших концентрациях суммы фенольных соединений (рис. 1). Аналогичные результаты получены при статистической обработке зависимости антирадикальных свойств от концентрации катехинов. При сопоставлении полученных результатов возникло предположение о возможном существовании корреляционной зависимости между антиоксидантной способностью и антирадикальными свойствами, так как во многом значения этих показателей обусловливаются одними и теми же химическими соединениями - процианидинами, стильбенами, катехинами. Кроме того, величины этих показателей обусловливаются с химической точки зрения высокими концентрациями полифенольных веществ, а также большим количеством гидроксильных групп в пересчете на одну молекулу. Полученные результаты (рис. 2) показали наличие корреляции между анти-оксидантными и антирадикальными свойствами. Таким образом, антиоксидантное (мембраноста-билизирующее, цитозащитное) действие феноль-ных соединений определяется их более высокой, чем у других действующих начал, противоради-кальной активностью. Возможно, более высокие значения антирадикальной и антиоксидантной активности в виноматериалах, произведенных с применением ферментативного катализа, связаны с повреждением различных компонентов твердых элементов мезги, включая виноградные семена.
В процессе исследования были определены массовые концентрации (в мг/дм3) суммы фенольных веществ, катехинов, танинов, а также анти-оксидантная активность в пересчете на ТЯОШХ (в мг/дм3) и ингибирование 50% свободных радикалов (1С50) (в мкг/см3). Полученные результаты приведены в таблице. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что ингибирова-ние активности свободных радикалов зависит от сортовых особенностей винограда и условий производства вина. Установлено, что увеличение концентрации как суммы полифенолов, так и отдельных ее компонентов - катехинов и танинов - приводит к увеличению антиоксидантной активности и антирадикальных свойств. Полученные данные согласуются с выводами ряда авторов, которые оценивали антиокислительные свойства танинов по ингибированию суперок-сидрадикалов, генерируемых системой оксидаз и радикалов в процессе реакции Майарда [1].
65 60 55 50 45 О8 40 35 30 25 20
2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 Сумма фенольных веществ, мг/дм3
Рис 1. Корреляционная зависимость между массовой концентрацией суммы фенольных веществ и антирадикальными свойствами
65
Характеристика антирадикальных и антиоксидантных свойств красных столовых вин
Вариант Массовая концентрация, мг/дм3 Антиоксидантная активность в пересчете на TROLOX, мг/дм3 Ингибирование 50% свободных радикалов (!С50), мкг/см3
суммы фенольных веществ катехинов танинов
«Каберне-Совиньон»
1 2860 406 232 382 22,3
2 2540 365 178 366 36,8
3 3120 435 228 462 52,6
4 3340 486 288 434 56,7
5 3600 534 332 474 59,4
«Саперави»
6 3040 823 306 424 58,3
7 2920 756 268 386 50,8
8 3410 867 348 482 66,8
9 3560 924 436 515 68,4
10 4100 946 488 525 71,3
«Мерло»
11 2100 234 186 238 18,8
12 1870 182 112 230 10,6
Контроль (экстракт из виноградной выжимки сорта «Саперави»)
13 10600 3670 1780 484 143,8
Антиоксидантная активность в пересчете на TROLOX, мг/дм3
Рис. 2. Корреляционная зависимость между антиоксидантны-ми и антирадикальными свойствами
Из проанализированных вин наибольшая антирадикальная способность выявлена у виномате-риалов из сорта винограда «Саперави», приготовленного с применением ферментации мезги ферментным препаратом флюдаза (содержа-
щим р-глюконазу и пектолитические ферменты) в оптимальной концентрации.
Антиоксидантные и антирадикальные свойства имели более высокие значения в вариантах с наибольшей концентрацией важнейших компонентов фенольного комплекса. Эти данные говорят о том, что в целях энотерапии следует производить виноматериалы по специально разработанным технологиям, способствующим извлечению компонентов полифенольного комплекса не только из кожицы винограда, но и из виноградных косточек (семян), содержащих эллаготанины и галлока-техины. Достоверность полученных данных была подтверждена ранее проведенными экспериментальными исследованиями интактных животных и клиническими испытаниями на добровольцах [2, 4]. Доказано, что прием различных красных вин, в том числе кагора, приводил главным образом к активации лимфоцитов крови, но не к количественным показателям в субпопуляционном составе лимфоцитов. Каких-либо заметных различий в иммуно-тропных эффектах, в том числе негативных, по влиянию вин, имеющих высокое и низкое содержание дигликозидов антоцианов, на рецепторный аппарат лимфоцитов здоровых лиц не обнаружено.
Сведения об авторах
Агеева Наталья Михайловна - доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник ГНУ «Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства» (Краснодар) E-mail: ageyva@inbox.ru
66 Вопросы питания. Том 84, № 2, 2015
Н.М. Агеева, В.А. Маркосов, Г.Ф. Музыченко и др.
Маркосов Владимир Арамович - доктор технических наук, профессор ГНУ «Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства» (Краснодар) E-mail: ageyva@inbox.ru
Музыченко Галина Федоровна - кандидат химических наук, профессор кафедры органической химии ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» (Краснодар) E-mail: ageyva@inbox.ru
Бессонов Владимир Владимирович - доктор биологических наук, заведующий лабораторией химии пищевых продуктов ФГБНУ «НИИ питания» (Москва) E-mail: bessonov@ion.ru
Ханферьян Роман Авакович - доктор медицинских наук, заведующий лабораторией спортивного питания с группой алиментарной патологии ФГБНУ «НИИ питания» (Москва) E-mail: khanferyan@ion.ru
Литература
Запрометов М.Н. Фенольные соединения. - М.: Наука, 1993. -345 с.
Маркосов В.А. Особенности влияния вин на состояние иммунной системы у экспериментальных животных // Тез докл. конф. «Человек и лекарство». - Краснодар, 2008. - С. 107. Маркосов В.А, Агеева Н.М. Биохимия, технология и медико-биологические особенности красных вин. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2008. - 224 с.
Маркосов В.А. Агеева Н.М, Ханферьян Р.А. Влияние энотерапии винами с различным содержанием антоцианов на рецепторный
аппарат лимфоидных клеток человека // Кубан. науч. мед. вестн. - 2009. - № 3. - С. 28-32.
Огай Ю.А. Антиоксидантная активность концентрата суммарных полифенолов винограда «Эноант» // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2000. - № 1. - С. 37-38.
DewickP.M. Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach. -John Wiley and Sons, 2002. - 487 p.
Fontecave M, Lepoivre M, Elleingand E. et al. Resveratrol, a remarkable inhibitor of ribonucleotide reductase // FEBS Lett. - 1998. -Vol. 421, N 3. - P. 277-279.
References
Zaprometov M.N. Phenolic Compounds. - Moscow.: Nauka, 1993. -345 p. (in Russian)
Markosov V.A. Especially of the influence of wine on the immune system in experimental animals // Abstracts of the Reports of Conf. «Man and Medicine». - Krasnodar, 2008. - P. 107. (in Russian) Markosov V.A, Ageev N.M. Biochemistry, Technology and Medical-Biological Characteristics of Red Wines. - Krasnodar: Education-South, 2008. - 181 p. (in Russian)
Markosov V.A, Ageev N.M, Hanferyan R.A. Influence of enotherapy with wine with different content of anthocyanins on the receptor
apparatus of human lymphoid cells // Kubanskii Nauchnyi Meditsin-skii Vestnik. - 2009. - N 3. - P. 28-32. (in Russian) Ogai Yu.A. The antioxidant activity of polyphenols concentrate from grape «Enoant» // Magaraci. Viticulture and Vinodelie. - 2000. - N 1. -P. 37-38. (in Russian)
Dewick P.M. Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach. -John Wiley and Sons, 2002. - 487 p.
Fontecave M, Lepoivre M, Elleingand E. et al. Resveratrol, a remarkable inhibitor of ribonucleotide reductase // FEBS Lett. - 1998. -Vol. 421, N 3. - P. 277-279.
67
