CC BY
148
УДК 663.8
Экстракты красных листьев винограда -
природный источник биологически активных соединений
Л.А. Оганесянц, академик РАСХН, д-р техн. наук, профессор, А.Л. Панасюк, д-р техн. наук, Е.И. Кузьмина, канд. техн. наук, Д.А. Свиридов
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности А.Н. Трубников
ООО «БИОЦЕВТИКА»
Одно из основных условий эффективного функционирования перерабатывающих отраслей - использование вторичных ресурсов. При этом основными факторами является стремление, с одной стороны, смягчить влияние на окружающую среду, с другой - получить дополнительно новые виды продукции. Это особенно актуально в отраслях, занятых переработкой сельскохозяйственного
Сокосодержащие напитки, приготовленные с внесением ВКГЭ, обладают высокой антиоксидантной активностью, обусловленной увеличением содержания полифенолов, ресвератрола, цистеина, витаминов группы В, витамина С.
сырья, поскольку так называемые отходы производства имеют биологическое происхождение и могут служить исходным материалом для производства как кормовых, так и пищевых продуктов.
В производстве винодельческих продуктов основные отходы - сладкие и сброженные виноградные выжимки, дрожжевые и клеевые осадки, виноградные семена и другие. Перспективно также использование и других видов вторичных ресурсов виноградо-винодельческой отрасли, в частности, листьев виноградного растения, обладающих большим запасом антиоксидантов и других ценных веществ.
В нашей стране виноградное растение развивается в особых климатических условиях. Во-первых, большинство виноградников находится в
Ключевые слова: красные листья; виноград; СО2-экстракт; биологически активные соединения.
Key words: red leaves, grape, CO extract, biologically active compounds.
зоне рискованного земледелия, в связи с чем перед укрытием лозы на зиму, как правило, вызревшие листья целенаправленно обрывают, что сокращает расходы на их сбор. Во-вторых, испытывая шок от холодов, листья виноградного растения накапливают в качестве защитного вещества большое количество ресвератрола -биологически активного соединения, мощного антитиоксиданта.
Исследования, ранее проводимые в нашем институте, показали, что красные листья винограда обладают высокой антиоксидантной активностью, проявляют ангеопротекторные и гепатозащитные свойства [1].
В связи с этим, красные листья винограда можно рассматривать как ценное сырье для получения новых ингредиентов различной направленности, в том числе для пищевой промышленности, с высокими биологическими свойствами.
Основная задача при производстве биологически активных добавок из натурального растительного сырья - получение нативных соединений, не подвергнутых их температурному или химическому воздействию. Получить высококачественный экстракт из красных листьев винограда без негативного теплового воздействия и при этом достичь максимально полного выхода биологически активных веществ можно при
помощи внедрения докритическои СО2-технологии.
Экстракция углекислым газом известна достаточно давно. Уже в шестидесятые годы прошлого века усилиями краснодарских и московских ученых было освоено производство С02-экстрактов чайного листа.
При докритической СО2-экстрак-ции происходит обработка растительного сырья жидкой углекислотой при давлении до 70 атм и температуре до 30,5 °С. При этом биологически активные вещества, содержащиеся в растительном сырье, вымываются через клеточные мембраны и переходят в жидкую фазу. По сути этот способ экстракции относится к жидкостным методам. По основным принципам он аналогичен экстракции в водно-спиртовом или водно-глицериновом растворах или экстракции сырья в жидких маслах или пропиленгликоле. Сжиженный углекислый газ полностью извлекает из сырья липофильную фракцию, которая прекрасно смешивается с маслами, спиртом, пропиленгликолем и не вызывает расслоение в эмульсиях и гелях. При этом растворитель полностью испаряется, не оставляя следов в экстракте.
Технологические различия между докритической и сверхкритической экстракцией также проявляют свое влияние на качественный состав продуктов. При сверхкритической технологии относительно высокие температуры (обычно более 70 0С) и высокое давление (порядка 400 атм) способствуют ускоренному вымыванию тугоплавких восков и жиров, которые при докритической технологии в экстракт не переходят или переходят в весьма малом количестве. Понятно, что при высоких температурах часть термолабильных соединений необратимо разрушается.
После СО2-экстракции в шроте остается большое количество гидрофильных биологически активных соединений (полифенолов, ресвератрола, витаминов, аминокислот и др.). Эти соединения почти полностью переходят в высококонцентрированный гидрофильный экстракт, приготовленный из шрота красных листьев винограда.
Проведенные ранее исследования показали, что сухой экстракт из красных листьев винограда обладает высокой биологической активностью [2]. Однако сухой экстракт, полученный путем экстрагирования водно-спиртовой смесью с последующим выпариванием экстрагента на вакуумном испарителе, не растворим в воде, из-за чего затруднено его использование в производстве напитков.
INGREDIENTS FOR FOOD PROCESSING INDUSTRY
С целью выбора оптимальных режимов экстрагирования красных листьев винограда были приготовлены экстракты с использованием разных технологических приемов: СО2-экст-ракт, высококонцентрированный гидрофильный экстракт, сухой экстракт.
СО2-экстракт был приготовлен путем экстракции сжиженным диоксидом углерода при давлении 70 атм и температуре 30,5 °С; высококонцентрированный гидрофильный экстракт (ВКГЭ) был получен из шрота красных листьев винограда путем экстрагирования 70 %-ной водно-спиртовой смесью в течение 2 ч и последующим концентрированием на вакуумном испарителе при температуре 30 °С; сухой экстракт получали экстрагированием сырья 24%-ным спиртовым раствором при температуре 20 °С в течение 4 ч в 3 этапа: 2 ч, 1 ч, 1 ч с дальнейшим концентрированием и высушиванием.
В табл. 1 приведены результаты сравнительных исследований биохимического состава экстрактов красных листьев винограда, полученных разными способами. Как видно, ВКГЭ содержит больше биологически активных соединений по сравнению с экстрактами, полученными другими способами. В этом образце наибольшее содержание полифенолов, в том числе ресверат-рола. Кроме того, в ВКГЭ, в отличие от сухого экстракта, присутствует токоферол.
Присутствующие в ВКГЭ полифенолы, обладающие мощным антиок-сидантным действием, обусловливают высокий показатель антиоксидан-тной емкости (АОЕ) в этом образце - 13461 ммоль тролокса-экв/дм3.
Известно, что при СО2-экстракции из растительного сырья извлекается, в основном, липофильная фракция. Этим объясняется максимальная концентрация жирорастворимого токоферола в СО2-экстракте. Кроме того, в этом образце установлено высокое содержание ресвератрола. Однако при высокой биологической активности использование СО2-экст-ракта в производстве напитков затруднено, так как он представляет собой маслянистый продукт не растворимый в воде.
При анализе биохимического состава сухого экстракта из красных листьев винограда было установлено, что содержание ресвератрола и фенольных соединений в нем ниже по сравнению с другими образцами экстрактов. В сухом экстракте не обнаружен токоферол.
Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод о том, что технологические режимы
Таблица 1
Сравнительный анализ биохимического состава экстрактов из красных листьев винограда
Образец Антиоксидантная емкость, ммоль тролокса-экв/дм3 Массовая концентрация фенольных соединений, мг/дм3 Массовая концентрация ресвератро-ла, мг/ дм3 Массовая концентрация токоферола, мг/ дм3
в пересчете на галловую кислоту в пересчете на тролокс
СО2-экстракт 16,7 1109 4067 442 45,9
ВКГЭ 13461 4464 16366 444 0,2
Сухой экстракт 202,3 4000 543,5 220 Следы
Таблица 2
Биохимические показатели напитков на основе виноградного сока с добавлением ВКГЭ
Показатель Контроль Напиток с добавлением 3 % ВКГЭ Напиток с добавлением 4 % ВКГЭ Напиток с добавлением 5 % ВКГЭ
АОЕ, мкмоль тролокса-экв/дм3 311,6 639,3 1275 1293
Массовая концентрация фенольных соединений, мг галловой кислоты/дм3 169 373 414 505
Массовая концентрация ресвератрола, мг/дм3 0,01 0,1 0,3 0,9
получения ВКГЭ обеспечивают наибольшее извлечение биологически активных соединений из сырья по сравнению с другими способами экстрагирования. Кроме того, ВКГЭ, в отличие от СО2-экстракта и сухого экстракта, растворим в воде.
Для дальнейших исследований в качестве источника нативных биологически активных соединений был выбран ВКГЭ.
Известно, что полифенолы, содержащиеся в красных сортах винограда, обладают высокой антиоксидан-тной активностью.
За счет небольшого количества полифенолов сок белых сортов винограда обладает меньшей биологической ценностью, однако объемы его производства значительно превосходят объемы производства сока из красного винограда.
С целью создания экономичного продукта с высокими биологическими свойствами были приготовлены образцы напитка на основе сока из белых сортов винограда с добавлением ВКГЭ в разных концентрациях. ВКГЭ вносили в количествах 3, 4 и 5 % от общего объема.
В приготовленных напитках были определены следующие показатели: антиоксидантная емкость, массовая концентрация фенольных соединений, массовая концентрация рес-вератрола, массовая концентрация витаминов, массовая концентрация аминокислот. В качестве контроля использовали белый виноградный сок без внесения ВКГЭ.
Как видно из табл. 2, добавление ВКГЭ из красных листьев винограда в белый виноградный сок значительно увеличивает массовую концент-
Напиток с добавлением 5 % ВКГЭ
Напиток с добавлением 4 % ВКГЭ
Напиток с добавлением 3 % ВКГЭ
Контроль
Массовая концентрация витамина С (аскорбиновая кислота), мг/дм3
Массовая концентрация витамина В2 (рибофлавин) мг/дм3
Массовая концентрация витамина В6 (пиридоксин), мг/дм3
Массовая концентрация витамина РР (никотиновая кислота), мг/дм3
Качественный и количественный состав витаминов напитков на основе виноградного сока с добавлением ВКГЭ
рацию биологически активных веществ. При добавлении 3 % ВКГЭ наблюдается резкое увеличение ан-тиоксидантной активности (в 2 раза по сравнению с контролем), массовой концентрации фенольных соединений (в 2,2 раза), массовой концентрации ресвератрола (в 10 раз).
Увеличение концентрации ВКГЭ на 1 % приводит к резкому возрастанию АОЕ и массовой концентрации рес-вератрола.
В напитках с ВКГЭ определяли массовую концентрацию витаминов. Анализируя данные, представленные на рисунке, можно сделать вывод о том, что внесение в виноградный сок ВКГЭ в количестве 3 % приводит к увеличению массовой кон-
центрации всех витаминов, идентифицированных в образцах напитков.
При выборе оптимальной дозы вносимого ВКГЭ принимали во внимание биологическую ценность и ор-ганолептические характеристики напитков. По органолептической оценке напиток с концентрацией ВКГЭ 4 % имел наиболее полный и сбалансированный вкус. Данный образец обладал высокими антиоксидантны-ми и венотоническими свойствами.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что сокосо-держащие напитки, приготовленные с внесением ВКГЭ, обладают высокой антиоксидантной активностью, обусловленной увеличением содержания полифенолов, ресвератрола, цистеи-на, витаминов группы В, витамина С.
На основании результатов исследований была разработана технология напитка функционального назначения, приготовленного на основе белого виноградного сока с внесением ВКГЭ красных листьев винограда.
ЛИТЕРАТУРА
1. Перспективы использования красных листьев винограда в качестве вторичного сырья/Л.А. Огане-сянц [и др.]//Виноделие и виноградарство. - 2012. - № 5. - С. 24-26.
2. Химический состав и биологически активные вещества красных листьев винограда/Л.А. Оганесянц [и др.]//Технологии и инновации. -2012. - № 10. - С. 63-65.
1ШХЦ1Х1Б1Х151Х[51Х1ДХ[51Х[51Х151ХТ51Х[51Х151Х151Х1НХ[51ХИ^
1С 10 Апреля 2013
Ш ^^Р I щМ Москва КВЦ Сокольники
