CC BY
99
УДК 664.592
В. А. Артемьева, Т. А. Ямашев, О. А. Решетник
ЭКСТРАКТЫ ИМБИРЯ - ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ РАЦИОНОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ ЖИТЕЛЕЙ ЗОН ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НЕБЛАГОПОЛУЧИЯ
Ключевые слова: имбирь, Zingiber officinale, антиоксидантная активность, генопротекторное действие.
Исследованы антиоксидантные и генопротекторные свойства экстрактов имбиря. Антиоксидантная активность спиртового и водного экстрактов имбиря составила соответственно 178 и 212 % относительно 0,01 % раствора аскорбиновой кислоты. Водный экстракт имбиря, разбавленный в 4 раза, обладал генопротек-торной активностью в отношении тестерных штаммов E. coli: Wp, Pol A, Rec A, Uvr A.
Key words: ginger, Zingiber officinale, antioxidant activity, genoprotective effect.
Abstract: Were studied: the antioxidant and genoprotective properties of the ginger extracts. The antioxidant activity of aqueous and alcoholic extracts of ginger was respectively 178 and 212 %, relative to 0,01 % ascorbic acid solution. The aqueous extract of ginger diluted 4 times possessed genoprotective activity for test strains E. coli: Wp, Pol A-, Rec A-, Uvr A-.
Введение
Постоянное воздействие на организм человека различных неблагоприятных химических, биологических и физических факторов, приводят к снижению его адаптации к условиям внешней среды и способности к сопротивлению [1]. Для коррекции подобных состояний широко применяются биологически-активные вещества, относящиеся к классу адаптогенов, - это витамины, антиоксиданты, глицин и др. Важным источником подобных соединений являются пряно-ароматические растения.
Имбирь (Zingiber officinalle) - многолетнее тропическое травянистое растение семейства имбирных (Zingiberaceae) является одной из известных и широко распространенных пряностей. Он применяется в пищевой промышленности, медицине и косметологии.
Имбирь является источником важных питательных веществ и витаминов, в имбире содержится достаточно большое количество калия, магния, меди и марганца, а также аскорбиновой кислоты [2]. В составе липидов имбиря присутствуют ненасыщенные жирные кислоты - олеиновая и линоленовая (соответственно 39,9 и 22,6 % общего количества жирных кислот) [3].
Сухие корневища имбиря содержат эфирное масло, крахмал, смолы, сахара, цинеол, цингиберен и соответствующий ему спирт - цингиберол. В эфирном масле содержатся бисаболен, линалоол, гераниол и другие терпеноидные соединения. Смолистая часть - цингероль содержит жгучего вкуса кетоны - цингерон и шогаол [4].
Имбирь оказывает противовоспалительное, обезболивающее, ветрогонное и тонизирующее действия, повышает иммунитет и защищает организм от паразитов [5, 6]. Потребление имбиря в пищу нормализует секрецию желудочно-кишечного тракта, улучшает аппетит, минимизирует симптомы «морской» болезни, снижает уровень холестерина в крови и понижает давление [7]. Имбирь используется в качестве профилактического средства против развития раковых опухолей [8, 9].
Таким образом, имбирь является перспективным сырьем для создания функциональных продуктов питания.
При промышленном производстве продуктов питания удобной формой использования пряных растений являются различные дистилляты, экстракты и т.п., это позволяет при помощи купажа легко стандартизировать вкусо-ароматические свойства растений, а также облегчает технологические операции транспортирования, дозирования и др. Однако в результате дополнительной обработки функциональные свойства пряностей могут ухудшиться, в связи с чем в данной работе нами были исследованы антиоксидантная активность и генопротекторные свойства экстрактов имбиря.
Экспериментальная часть
Используемые среды и растворы: мясопептон-ный бульон (МПБ); 0,9 % раствор №С1; 0,01 % раствор аскорбиновой кислоты; 1 % раствор калия же-лезосинеродистого К3(Ре(СМ)6); 10 % раствор три-хлоруксусной кислоты СС13СООН; 0,1 % раствор БеС13; диметилсульфоксид.
В качестве позитивного контроля использовали известный ДНК-повреждающий агент - фурацилин («Татхимфармпрепараты», г. Казань).
В качестве сырья для получения экстрактов использовали растертые до порошкообразного состояния корни имбиря.
Навеску молотого имбиря массой 10 г загружали в лабораторный экстрактор и промывали нагретыми до кипения 70 % раствором этилового спирта или дистиллированной водой. Соотношение пряности и экстрагента составляло 1:10 соответственно. Полученные экстракты упаривали досуха в сушильном шкафу при 70 °С. Остаток ресуспензировали в 10 мл диметилсульфоксида (этанольный экстракт) или в 10 мл дистиллированной воды (водный экстракт).
Антиоксидантную активность экстрактов имбиря определяли согласно методике ЬеПМки1 с соавторами [10].
Для изучения генопротекторной активности и выяснения вкладов систем репараций в исправление повреждений генетического аппарата клетки приме-
няли суспензионный метод ДНК-повреждающего теста [11].
Оценку проводили на тестерных штаммах Escherichia coli дефектных по различным системам репарации: (uvrA- - нарушена эксцизионная репарация; polA- - репарация ДНК-полимеразы 1; recA- - по-стрепликативная репарация). В качестве тест-объекта с нормальным функционированием всех систем репарации использовали дикий тип E. coli - wp.
Генопротекторную активность определяли инкубируя клетки тест-штамма E. coli в питательной среде совместно с фурацилином (100 мкг/мл) и водным экстрактом имбиря.
Интенсивность роста культуры определяли колориметрическим методом при длине волны 590 нм, как разность между начальной и конечной величиной оптической плотности (AD).
Генопротекторную активность (ГА) рассчитывали по формуле:
(
ГА = 1-
Х3 ~ Х ,
V Х2 - Х1
Л
• 100%,
где Х1 - АО тестерного штамма в опыте с физиологическим раствором (негативный контроль);
Х2 - АО тестерного штамма в опыте с раствором фурацилина (позитивный контроль);
Х3 - АО тестерного штамма в опыте с раствором фурацилина и экстрактом имбиря (эксперимент).
Результаты и их обсуждение
Лечебно-профилактическое действие многих пряностей тесно взаимосвязано с их антиоксидант-ными свойствами. В связи, с чем были изучены ан-тиоксидантные свойства спиртового и водного экстрактов имбиря. Параллельно определяли антиокси-дантную активность 0,01 % раствора аскорбиновой кислоты, относительно которой выражали данные по экстрактам имбиря (рис. 1).
Рис. 1 - Антиоксидантная активность экстрактов имбиря
Как видно из представленных данных, и эта-нольный, и водный экстракты имбиря проявили высокую антиоксидантную активность. При этом ан-тиоксидантная активность водного экстракта была выше.
Антиоксидантные свойства имбиря обусловлены высоким содержанием фенолпроизводных соединений, они могут быть донорами протонов и связывать свободные радикалы. В имбире также содержится сильный антиоксидант - аскорбиновая кислота в количестве до 45,68 мг/100 г имбиря, что соизмеримо с ее содержанием в цитрусовых [2].На следующем этапе исследовали генопротекторные свойства водного экстракта имбиря в отношении тестерных штаммов Escherichia coli.
Для того, чтобы исключить антимикробное влияние экстракта имбиря на клетки тестерных штаммов предварительно была определена концентрация экстракта не ингибирующая рост E. coli. Было установлено, что водный экстракт имбиря разбавленный в 4 раза не подавляет рост E. coli.
Данные о генопротекторных свойствах водного экстракта имбиря представлены на рис. 2.
Рис. 2 - Генопротекторная активность водного экстракта имбиря в отношении тестерных штаммов E. coli
Генопротекторное действие водного экстракта имбиря наблюдалось в отношении всех исследованных штаммов E. coli, особенно для штаммов E. coli Pol A- и Wp.
Согласно механизму действия фурацилина его молекулы проникают в клетку микроорганизма и восстанавливаются там микробными флавопротеи-нами с образованием высокореактивных аминопро-изводных, которые изменяют конформацию белков, в том числе рибосомальных, и других макромолекул и вызывают гибель клеток. Вероятно, в присутствии антиоксидантов генотоксическое действие фураци-лина снижается в результате внеклеточного восстановления семикарбазон 5-нитрофурфурола - активного компонента препарата, а образующиеся при этом соединения неспособны преодолеть барьер цитоплазматической мембраны кишечной палочки и проявить там свое антимикробное действие.
Фенольные соединения, содержащиеся в имбире, являются ингибиторами мутагенов, действующих внеклеточно и внутриклеточно. В имбире также содержится витамин С, который является ингибитором эндогенного образования мутагенов из их предшественников [12].
Таким образом, результаты данного исследования показывают, что после различного вида обработок производные имбиря сохраняют достаточно вы-
сокую функциональную активность, что позволяет рекомендовать их к использованию при производстве лечебно-профилактического питания.
Литература
1. Щербакова Е.А., Рущиц А.А. Вестник ЮжноУральского федерального университета, 2, 1, 94-99 (2014)
2. Габрук Н.Г., Ле Ван Тхан. Научные ведомости Белгородского государственного университета, 10, 3, 77-82 (2010)
3. Самченко О.Н., Чижикова О.Г., Коршенко Л.О., Тар-шина Е.А. Хранение и переработка сельхозсырья, 3, 3637 (2009)
4. Дудченко Л.Г., Пряно-ароматические и пряно-вкусовые растения. Киев, 1989. - 304с.
5. Carrasco F.R., Schmidt G., Romero A.L., Sartoretto J.L., Capparoz-Assef S.M., Bersani-Amando C.A., Cuman
R.K.N. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 61, 7, 961967 (2009)
6. Peter K.V., Handbook of herbs and spices. NW, 2000. 319 р.
7. ElRokh el-S.M., Yassin N.A., El-Shenawy S.M., Ibrahim B.M. Inflammopharmacology, 18, 6, 309-315 (2010)
8. Kim J.S., Lee S.I., Park H.W., Yang J.H., Shin T.Y., Kim Y.C., Baek N.I., Kim S.H., Choi S.U., Kwon B.M., Leem K.H., Jung M.Y., Kim D.K. Arch Pharm Res., 31, 4, 415418 (2008)
9. Brown А.С., Shah C., Liu J., Pham J.T.H., Zhang J.G., Jadus M.R. Phytotherapy Research., 23, 5, 640-645 (2009)
10. Lertittikul W., Benjakul S., Tanaka M. Food Chemistry, 100, 2, 669-677 (2007)
11. Абилев С.К., Порошенко Г.Г. Итоги науки и техники. Сер.: Токсикология. М.:ВИНИТИ, 14, 1-171 (1986)
12. Бариляк И.Р., Исаева А.В. Цитология и генетика, 28, 3, 3-17 (1994)
© В. А. Артемьева - аспирант кафедры технологии пищевых производств КНИГУ, varenika555@mail.ru ; Т. А. Ямашев - к.т.н., доцент кафедры технологии пищевых производств КНИГУ, yamashev555@mail.ru; О. А. Решетник - д.т.н., профессор кафедры технологии пищевых производств КНИГУ, reshetnik@kstu.ru.
© V. A Artem'eva - postgraduate of the Department of Technology of Food Productions from Faculty of Food Technology in Kazan National Research Technological University, varenika555@mail.ru; T. A. Yamashev - Candidate of Engineering Sciences (Ph.D.), Associated Professor of the Department of Technology of Food Productions from Faculty of Food Technology in Kazan National Research Technological University, yamashev555@mail.ru; O. A. Reshetnik - Doctor of Engineering Sciences, Full Professor of the Department of Technology of Food Productions from Faculty of Food Technology in Kazan National Research Technological University, reshetnik@kstu.ru.
