CC BY
37
СЫРЬЕ И ДОБАВКИ
УДК 637.146.4
Антиоксидантные свойства различных ингибиторов
И.А. Ивкова, канд. техн. наук, доцент
Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина
Одна из причин порчи молочных продуктов - автоокисление жиров. В процессе хранения в жирах и жиро-содержащих продуктах происходят окислительные процессы, сопровождающиеся даже на ранних стадиях окисления снижением пищевой ценности и в дальнейшем приводящие к их порче (появление неприятного запаха и вкуса, изменение цвета и консистенции).
Окисление - цепной свободнора-дикальный процесс, протекающий с образованием свободных радикалов под воздействием активных форм кислорода [1].
В основе современных представлений о механизме реакций окисления органических веществ лежат
В настоящее время предложены сотни различных веществ в качестве ингибиторов окислительных превращений жиров. Антиокислительной активностью отличается и ряд аминокислот.
перекисная теория Баха-Энглера и теория вырожденно-разветвленных цепных реакций Н.Н. Семёнова [2]. В соответствии с перекисной теорией, первый продукт окисления большинства органических и многих неорганических веществ - перекиси. Образующиеся на начальной стадии окисления, они существенно не влияют на органолептические свойства жиров, но могут быть токсичны, способствуют разрушению витаминов и полиненасыщенных жирных кислот. Вторичные продукты окисления (альдегиды и кетоны) придают жирам соответствующие специфические посторонние привкусы.
Реакцию окисления, как и любую цепную реакцию, можно тормозить, добавляя ингибиторы, в данном случае ингибиторы окисления, или антиокислители. Антиокислители тормозят цепной процесс окисления, вступая в реакцию со свободными перекисными радикалами, и, таким образом, обрывают цепи окисления.
Исследования в области поисков химических веществ, способных
Ключевые слова: антиоксидантная активность; молочный жир; сухие молочные консервы.
Key words: antioxidant activity; butterfat; dry milk preserved milk products.
предотвращать распад углеводородов, начались в 20-х годах прошлого века с обширных работ Муро и Дюфреса. Эти исследователи испытывали на антиокислительную активность более 500 различных веществ.
В настоящее время предложены сотни различных веществ в качестве ингибиторов окислительных превращений жиров. Наиболее распространенные и эффективные антиокси-данты - ароматические соединения, например, фенолы, амины, амино-фенолы. Весьма эффективными ингибиторами являются также и представители некоторых других классов соединений.
Антиокислительной активностью отличается и ряд аминокислот. Об эффективности антиокислительных свойств аминокислот существуют различные мнения. Одни авторы (Н. Эммануэль, Ю. Лясковская, К. Маркус) утверждают, что глицин, аспа-рагин, гистидин, лизин, цистеин обладают высокими антиокислительными свойствами. Другие называют метионин (А. Рудковский).
Антиокислительные свойства аминокислот обусловлены способностью аминокислот образовывать не только промежуточный комплекс с перекис-ным радикалом, тем самым обрывая цепь окисления, т. е. ингибируя стадию продолжения цепи, а также внутрикомплексные соли с ионами тяжелых металлов, всегда присутствующими в жирах и участвующими в инициировании цепей (за счет отдачи неспаренного электрона) [3].
Задача нашей работы заключалась в изучении антиокислительных свойств различных аминокислот применительно к чистому молочному жиру.
При изучении антиокислительной способности аминокислот были про-
ведены эксперименты по установлению вида и дозировки наиболее эффективной аминокислоты моделированием процесса порчи молочного жира методом ускоренного окисления при повышенных температурах.
Для определения изменения окраски основного пигмента молочного жира - бета-каротина, как индикатора напряженности окислительных процессов, пользовались колориметрическим методом.
Исследовали стойкость окисления в процессе термостатирования при повышенных температурах образцов молочного жира с добавками аминокислот - лизина, метионина, триптофана, цистеина.
Антиокислительную активность определяют различными методами: колоримерическим [4], вольтампе-рометрическим [5], хемилюминес-центным [6] и др.).
При проведении данного эксперимента использовали свежевытоплен-ный молочный жир.
Выделенный молочный жир в количестве 50 г помещали в химические стаканчики, в которые при тщательном перемешивании вводили добавки исследуемых аминокислот по 0,1; 0,2 и 0,3 % к массе. Триптофан и метионин предварительно растворяли в этиловом спирте.
Подготовленные образцы выдерживали при 102 °С и свободном доступе воздуха. Качество жира определяли по оптической плотности (эк-стинкции в процессе термостатирования на ФЭК-М с использованием зеленого светофильтра и кюветы на 5 мм).
Количественно эффект ингибиро-вания оценивали по величине антиокислительной активности, показывающей, во сколько раз повышается устойчивость жира к окислению при введении в него антиокислителей, по следующей формуле:
где АОЭ - антиокислительный эффект аминокислоты, ед.; Еа - экстинк-ция молочного жира с соответствующей добавкой аминокислоты через определенное время термостатиро-вания при 102 °С, ед. оптической плотности; Ео - экстинкция контрольного образца через тот же промежуток времени, ед. оптической плотности.
Данные определения антиокислительного эффекта, рассчитанные для трех исследуемых концентраций аминокислот, после 48 ч термостатирования при 102 0С, представлены
RAW MATERIALS AND ADDITIVES
Таблица 1
Антиокислительный эффект аминокислот по отношению к молочному жиру, ед.
Аминокислота Дозировка внесения, % к массе жира
0,1 0,2 0,3
Лизин 2,18+0,12 2,28+0,13 2,32+0,13
Триптофан 2,42+0,14 2,50+0,16 2,52+0,16
Метионин 4,42+0,18 4,58+0, 20 4,61+0,21
Цистеин 5,05+0,24 5,20+0,27 5,20+0,28
Таблица 2
Влияние аминокислот на окисление молочного жира
Время, ч Величина экстинкции, ед. оптической плотности
контроль лизин триптофан метионин цистеин
0 0,296+0,05 0,296+0,05 0,296+0,05 0,296+0,05 0,296+0,05
8 0,270+0,04 0,276+0,04 0,293+0,04 0,284+0,04 0,294+0,04
16 0,248+0,04 0,255+0,04 0,288+0,04 0,261+0,04 0,293+0,04
24 0,204+0,03 0,220+0,03 0,278+0,04 0,236+0,04 0,288+0,05
32 0,102+0,02 0,170+0,03 0,265+0,04 0,204+0,04 0,286+0,05
40 0,066+0,01 0,131+0,03 0,249+0,04 0,152+0,03 0,276+0,04
48 0,05+0,01 0,114+0,02 0,229+0,04 0,125+0,02 0,260+0,04
в табл. 1. Введенные аминокислоты оказывали определенное ингибиру-ющее действие на реакции окисления жира, при этом наилучший антиокислительный эффект имела серосодержащая кислота цистеин. Устойчивость молочного жира с добавкой этой аминокислоты увеличивается более чем в 5 раз, с добавкой лизина - более чем в 2 раза. Показатели окисленности в образцах с 0,03 % внесения аминокислот незначительно отличались от показателей в образцах с массовой долей аминокислот, равной 0,2 % к жиру. Поэтому для стабилизации продукта при хранении в качестве оптимальной концентрации рекомендуется массовая доля аминокислот, равная 0,2 % к массе жира.
Результаты изменения окисленно-сти в процессе термостатирования для образцов молочного жира с рекомендуемой добавкой аминокислот (0,2% к жиру) представлены в табл. 2. Все изученные аминокислоты ингибируют процесс окисления молочного жира, в частности, этот процесс характеризуется значительно меньшей, чем в контрольном образце, скоростью разрушения каротина.
Так, после 48 ч выдержки при 102 °С контрольный образец полностью обесцветился (о чем говорит показатель оптической плотности 0,05 ед.), в то время как образец с цис-теином имел оптическую плотность почти такую же как в начале эксперимента.
Хорошие результаты по ингибиру-ющей способности получили в образце с добавкой метионина, но эта кислота придает жиру неприятный
Контроль
Лизин
Триптофан
Метионин
Цистеин
0 8
40 48
запах, который хотя и уменьшается по мере расходования ингибитора на обрыв цепей окисления, однако применять его в качестве антиокислителя к пищевым продуктам, на наш взгляд, нежелательно.
Для других дозировок внесения аминокислот (0,1 и 0,3 %) закономерность изменения экстинкции остается идентичной предыдущей.
Кинетические кривые изменения экстинкции в образцах молочного жира с добавкой аминокислот в количестве 0,2 % представлены на рисунке.
Как видно из графика, достаточно отчетливо, особенно для контрольного образца без добавки аминокислот, различаются три периода окисления. Первый характеризуется сравнительно небольшой скоростью разрушения каротина. Затем наступает период интенсивного окисления с практически постоянной скоростью - соответствующие участки кинетических кривых почти прямолинейны. После значительного разрушения каротина процесс несколько замедляется (участки кривых идут более полого), наступает третий период окисления, протекающий с меньшей скоростью окисления жира.
В молочном жире с метионином и, особенно, с цистеином окисление протекало гораздо медленнее и равномернее, так что названные периоды в нем едва различимы.
Таким образом, внесенные в молочный жир аминокислоты (лизин, цистеин, метионин, триптофан) замедляют накопление в нем продуктов окисления. Антиокислительное действие аминокислот по отноше-
Кинетические кривые изменения экстинкции в образцах молочного жира с добавкой аминокислот в количестве 0,2 %
нию к молочному жиру зависит от их химической природы.
Серосодержащие аминокислоты (цистеин, метионин), благодаря наличию SH-групп, обладающих сильным редуцирующим действием, оказывают более высокий антиокислительный эффект, лизин и триптофан - более низкий.
Для стабилизации молочного жира при хранении наиболее рационально и целесообразно использовать аминокислоту цистеин в дозировке 0,2 % к массе жира.
ЛИТЕРАТУРА
1. Григорьева, В.Н. Факторы, определяющие биологическую полноценность жировых продуктов / В.Н. Григорьева, А.Б. Лисицын, Т.Б. Алымова // Масложировая промышленность. - 2003. - № 4. - С. 16-20.
2. Барабай, В.А. Растительные фенолы и здоровье человека / В.А. Барабай. - М.: Наука, 1984. - 160 с.
3. Мерзаметов, М.М. Антиокислители для молочного жира / М.М. Мерзаметов, Л.И. Гаджиева // Известия ВУЗов: Пищевая технология. -1982. - № 5. - С. 35-37.
4. Evaluation of total antioxidant activity of several populas vegetabbs and chinese herbs: a fast approach with ABTS/H2O2/HPP system in microplates / J.C. Chen [et al.] // J. of Food and Drug Analisis. - 2004. -V. 12. - P. 29-33.
5. Короткова, Е.И. Новый способ определения активности антиокси-дантов / Е.И.Короткова // Журнал физической химии. - 2000. - № 9. -С. 1544-1546.
6. Бодров, М.М. Антиоксидантная активность зеленого и черного чая как показатель качества / М.М. Бодров [и др.] // Сборник материалов VI Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания». - М.: МГУПП, 2008. - С. 150-152.
