CC BY
370 ¡ф!к Корма и кормление
www.agroyug.ru
Пономарев С.В., д.б.н., профессор, Зотов А.Н., к.т.н., Гвоздкова О.Н., Мальцев А.Ю., Воронов Д.В., кандидат ветеринарных наук, доцент ветеринарного факультета Гродненского ГАУ, Республика Беларусь
ФИТОХИМИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ, И ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ВИНОГРАДНЫХ КОСТОЧЕК. КРАТКИЙ ОБЗОР МИРОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Резюме
В продолжении статьи, размещенной в журнале "Эффектиное животноводство' за декабрь 2023 года, продолжаем развивать тему фитобиотических свойств муки из виноградных косточек и кожицы, выпускаемой в промышленных масштабах под ТМ V1VO.
В данной статье мы покажем доступные мировые научно-исследовательские материалы, касательно класса биофлавоноидов (природных растительных полифенолов) характерных для наших продуктов и отличающихся от других кормовых добавок и как они влияют на организмы млекопитающих и какую пользу им приносят. Полифенолы винограда представлены двумя группами веществ - флавоноида-ми и нефлавоноидами. Самыми показательными видами флавоноидов вина являются антоцианы, кверцетин и его производные, содержащиеся в кожице виноградной ягоды и иногда в мякоти, а также катехины и их олигомеры, локализованные в семенах винограда. Олигомеры катехинов, конденсированные из простых молекул, называют процианидинами или танинами, последние могут содержать до 10 простых молекул.
Виноградные косточки богаты проантоциани-динами, которые, как было доказано, обладают мощной антиоксидантной активностью по удалению свободных радикалов. Косточки винограда представляют собой сложную матрицу и, в зависимости от сорта, места произрастания винограда и технологии переработки содержат до 40% волокон, в среднем 16% масла, 11% белков, аминокислоты и 7% сложных фенолов, в том числе и дубильные вещества. (Состав нашей муки в журнале Эффективное животноводство, 8-23, стр. 59) Виноградные косточки являются богатыми источниками флавоноидов и содержат мономеры, димеры, тримеры, олигомеры и полимеры. Мономерные соединения включают (+) - катехины, (-) - эпикатехин и (-) -эпикатехин-3-О-галлат. Исследования показали, что косточки винограда обладают широким спектром фармакологических свойств против окислительного стресса. Их потенциальная польза включает защиту от окислительного повреждения, антидиабетические, антихолестериновые, антитромбо-цитарные и антимикробные функции. Признание таких преимуществ проантоцианидинов для здоровья привело к использованию виноградных косточек и продуктов их переработки в качестве пищевой (кормовой) добавки для различных групп потребителей.
В этой статье нами обобщаются исследования фитохимических соединений, фармакологических свойств и промышленного применения виноградных семян и их продуктов переработки.
Введение
Виноград бывает разных видов: виноград со съедобными косточками, без косточек, виноград столовый, винный и изюмный виноград. Виноград Северной Америки (Vitis labrusca и Vitis rotundifolia), европейский виноград (Vitis vinifera) и французские гибриды являются основными видами винограда.
В процессе виноделия на 1 кг переработанного винограда получают до 0,3 кг твердых побочных продуктов, международное название которых -Grape marc,, на которые приходится около двух третей твердых веществ. Они состоят из виноградных шкурок, косточек и стеблей. В процессе приготовления муки их нужно разделить и высушить при свойственной каждой фракции температуре с учетом свойственной им влажности, за этим следует их измельчение.
В последние годы продукты из виноградных косточек становятся все более популярными на рынке в роли пищевой добавки, особенно в Австралии, Корее, Японии и США. Это объясняется тем, что виноградные косточки богаты фенольными соединениями и имеют потенциально благоприятные свойства для здоровья любого организма, такие как защита от язв желудка. Сообщается, что в косточках винограда присутствуют очищающие супероксидные радикалы. Косточки винограда богаты флаван-3-о-лом, включая проантоцианидины и катехины. Они содержат высокую концентрацию полифенольных проантоцианидинов, которые являются олигомерами блоков флаван-3-ола, включая катехин и эпикатехин. Проантоцианидины, которые принадлежат к конденсированным танинам, присутствуют как процианидины и продельфинидины в виноградных семенах и шкурах. Простейшими проантоцианиди-нами являются димерные проантоцианидины с 4-8 связанными мономерами.
Целью этого обзора является обобщение фитохимических компонентов, фармакологической активности и промышленного применения виноградных косточек и продуктов на их основе. Мы надеемся, что эта работа станет ценным справочным ресурсом, обеспечивающим полезное вдохновение для потребителей при использовании нашей муки в кормах.
Фитохимические соединения в виноградных косточках
Косточки винограда содержат белок (в среднем 11%), волокно (до 35%), минералы (3%) и воду (7%). Кроме того, содержание липидов в косточках винограда колеблется от 7 до 20%. Масла виноградных косточек традиционно экстрагируется с использованием механических методов. Холодное прессование используется для извлечения масла из виноградных косточек без химической или тепловой обработки.
ЭФФЕКТИВНОЕ ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПАРТНЕР спецвыпуска
ЖИВОТНОВОДСТВО ^^ кормим тех, кто кормит нас ООО «МЕГАМиКС», WWW.MEGAMIX.RU
Хотя холодное прессование обычно дает более низкий выход по сравнению с другими обычными экстракциями растворителя, оно помогает удерживать больше биологически активных компонентов и является более безопасным, поскольку в массе виноградных косточек нет растворимых остатков.
Было проведено несколько исследований на виноградных косточках, чтобы определить их биоактивные соединения. В виноградных косточках содержится гетерогенная смесь мономеров (5-30%), олигомеров (17-63%) и полимеров (11-39%), состоящих из проантоцианидинов. Проантоцианидины являются основным соединением в виноградных косточках.
Общие фенолы (эквивалент галоиновой кислоты (GAE)), полные флавоноиды (эквивалент катехина (CE)), эквивалент катехина (CE) и проантоцианидины (эквивалент цианидина (CyE)) в красных виноградных косточек составляют 8,58 г /100 г сухого вещества (DM), 8,36 г/100 г DM, 6,41 г/100 г DM и 5,95 г/100 г DM, соответственно. Другое исследование подтверждает, что общее содержание фенола и флавоноидов в виноградных семенах Ahmeur Bouamer составляют 265,15 мг GAE / г сухой массы и 14,08 мг эквивалента катехина (CE) / г сухой массы, соответственно.
В исследовании, проведенном на 26 образцах шести белых сортов винограда и 44 из четырех красных сортов винограда из разных районов Ка-стилья-Ла-Манча, Испания, Родригесом Монтейле-гре и другими сообщается, что семена винограда содержат катехин, эпикатехин, эпикатехин галлат, протокатехиновую кислоту, процианидин B1, про-цианидин B2, процианидин B3 и процианидин B4. Небольшие количества галиевой кислоты и про-токатехиновой кислоты также присутствовали в семенах винограда.
Аналогичным образом, другое исследование, проведенное Escribano-Bailon и другими, показывает, что основными составляющими виноградных семян V. vinifera (Tintal del pais) был (+) - катехин (11%), за которым следуют (-) - эпикатехин (10%), (-) - эпи-катехин-3-O -галата (9%), эпикатехин-3-О-галлат-(4ß ^ 8)-катехин (В1-3-0-галлат) (7%) и эпикатехин-(4ß ^ 8) -эпикатехин (димер B2) 6%). Эти результаты сходны с предыдущим исследованием, проведенным на полифенолах косточек винограда из других виноградных сортов на греческих островах. Исследования также сообщают, что общее содержание фенолов в косточках винограда составляет от 325 до 812 мг/г эквивалентов галловой кислоты.
Существует 14 димерных, 11 тримерных проци-анидинов и 1 тетрамерный процианидин, которые были идентифицированы из косточек винограда. В исследовании, в котором изучалось количество флавана-3-олов в семенах 17 сортов винограда, выращенных в Онтарио, Канада с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC), Фулеки и Рикардо да Силва (18) зафиксировали присутствие мономеров (+) - катехин, (-) - эпикатехин-3-О-галлат и (-) - эпикатехин. Значительные количества высокополимеризованных процианидинов также были найдены в виноградных косточках.
Некоторые факторы, такие как климатические условия, почва и агротехнология выращивания винограда, винодельческие и экологические особенности, могут влиять на концентрацию фенольных
соединений в винограде. Эпикатехин, (+) - катехин и галловая кислота были основными фенольными соединениями, обнаруженными в семенах мускатного винограда. Пастрана-Бонилья и другие сообщили, что концентрация эпикатехина, (+) - катехина, галловой кислоты, общего антоцианина и общего количества фенолей в семенах винограда мускадина составила 1299 мг/100 г свежего веса (FW), 558 мг/100 г FW, 6,9 мг/100 г FW, 4,3 мг/100 г FW и 2179 мг/г ГАЕ соответственно.
Фармакологические свойства
Проантоцианидины присутствуют в значительных количествах в семенах винограда и привлекают внимание потребителей из-за их потенциального воздействия на здоровье. Показано, что проантоцианидины in vitro проявляют сильную антиоксидантную активность и продуцируют реакционноспособный кислород и азот, модулируют иммунную функцию и активацию тромбоцитов и продуцируют вазоре-лаксацию, вызывая высвобождение оксида азота (NO) из эндотелия. Кроме того, проантоцианидины ингибируют прогрессирование атеросклероза и предотвращают увеличение концентрации холестерина липопротеинов низкой плотности (LDL).
Анти-диабет
Монтагут и другие в своих исследованиях сообщают, что самки крысы Wister, обработанные экстрактом процианидина 25 мг виноградных косточек/кг массы тела в день в течение 30 дней, имели улучшенную оценку модели гомеостата - индекс резистентности к инсулину, сопровождающийся подавлением праймеров Glut4, Irs1 и Pparg2 в брыжейке белой жировой ткани (WAT), предполагая, что процианидин виноградных косточек имеет положительный долгосрочный эффект на гомеостаз глюкозы.
Другое исследование, проведенное этими же авторами, продемонстрировало, что олигомерные структуры процианидинов виноградных косточек активируют рецептор инсулина, взаимодействуя и индуцируя аутофосфорилирование рецептора инсулина, чтобы стимулировать поглощение глюкозы.
Антиоксидантные свойства
Для оценки антиоксидантной способности фенольных соединений из виноградных косточек использовались различные методы, включая метод 1,1-дифенил-2-пикрихидразил (DpPH) и поглощающую способность кислорода (ORAC). Пудел и другие показывают, что антиоксидантная способность виноградных косточек с использованием DPPH варьирует от 17 до 92 ммоль антиоксидантного эквивалента (ТЕ)/г. В то время при методе ORAC показатель составлял 42 ммоль TE/г. Пастрана-Бонилья и др. продемонстрировали, что антиоксидантная способность была самой высокой в виноградных косточках (281 мкМ антиоксидантной способности Trolox (TEAC) / г FW), за которой следовали листья (236 мкМ TEAC / г FW), шкурки (13 мкМ TEAC / г FW) и целлюлозы (2,4 мкМ TEAC / г FW).
Анти-тромбоциты
Исследования показывают, что компоненты виноградных косточек проявляют действие против тромбоцитов. Олас сообщает, что экстракты виноградных косточек (5-50 мкг/мл) показали снижение агрегации тромбоцитов, адгезию и образование супероксидного аниона. Предполагается, что полифенолы виноградных косточек активируют
72 ¡фк Корма и кормление
www.agroyug.ru
параоксоназу сыворотки (PON), которая предотвращает постпрандиальное увеличение перекисей липидов. Парооксаназа сыворотки представляет собой фермент, связанный с липопротеином высокой плотности (LDL), который гидролизует пероксиды липопротеинов и ингибирует окисление LDL.
Анти-Воспаление
В исследовании, которое оценивало влияние про-цианидина из виноградных косточек на воспалительные медиаторы у крыс, которым назначили диету с высоким содержанием жиров, Терра и другие сообщают, что крысы, которых кормили высокожирной диетой, дополненной процианидинами из косточек винограда (345 мг / кг корма) в течение 19 недель, имели более низкий уровень С-реактивного белка (CRP) в плазме, чем крыса с высоким содержанием жиров; что снижение плазменного CRP связано с подавлением экспрессии мРНК CRP в печени и брыжейке белой жировой ткани (WAT). Кроме того, авторы сообщили об уменьшении экспрессии фактора некроза опухолей провоспалительных цитокинов альфа (TNF-a) и интерлейкина 6 (IL-6) в брыжеечном WAT крыс, которым вводили диету с высоким содержанием жиров, дополненную процианидинами. IL-6 представляет собой индуцированный стрессом воспалительный цитокин,который непосредственно связан с атерогенезом.
В исследовании о влиянии процианидинов виноградных косточек на метаболизм глюкозы у крыс, страдающих стрептозотоцином, диабетических крыс, Пинен и другие сообщают, что процианидины виноградных косточек стимулировали поглощение глюкозы в миотумах L6e9 и адипоцитах 3T3-L1 дозозависимым образом. Кроме того, процианидины виноградных косточек также стимулировали транслокацию переносимой глюкозой-4 в плазматическую мембрану. Авторы предположили, что процианидины обладают инсулиноподобными эффектами в чувствительных к инсулину клетках. Поэтому все эти данные свидетельствуют о том, что процианидины в семенах винограда ингибиро-вали уровни мРНК и уменьшали риск заболеваний, связанных с ожирением и диетами с высоким содержанием жиров.
Против старения
В исследовании, посвященном изучению влияния выделенных антиоксидантов виноградных косточек на связанное с возрастом накопление повреждений окислительной ДНК у самцов альбиносов крыс штамма Вистера, Балу и другие сообщили, что антиоксиданты из виноградных косточек ингибиру-ют накопление связанных с возрастом продуктов, вызывающих окисление ДНК, таких как 8-гидрок-си-2'-дезоксигуанозин (8-OHdG) и поперечные связи белка ДНК в спинном мозге и в различных областях мозга, включая стриатум, кору головного мозга и гиппокамп.
Другое исследование Балу показывает, что пе-рекисное окисление липидов и антиоксидантная защита у самцов крыс-альбиносов, дополненных антиоксидантами виноградных косточек, были нормализованы, что свидетельствует о том, что компоненты виноградных косточек могут быть использованы для улучшения статуса антиоксидантов и снижения частоты индуцированных свободными радикалами перекисного окисления липидов в центральной нервной системе системы старых крыс.
Антимикробные свойства
Поскольку виноградные косточки являются богатыми источниками полифенолов, они также демонстрируют перспективность в качестве новых антимикробных агентов. Авторы сообщают, что обезжиренные виноградные косточки показали антибактериальное действие против Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans, Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa. Кроме того, авторы продемонстрировали, что эти они полностью ингибировали грамположительные бактерии и грамотрицательные бактерии при 8501000 ppm и 1250-1500 ppm соответственно. Исследование продемонстрировало, что компоненты виноградных косточек проявляют противомикроб-ную активность к микрококку luteus ATCC®9341, S. aureus ATCC®29213, E. coli ATCC®25992, P. aeruginosa ATCC®27853, Aspergillus niger и Fusarium oxysporum, диаметр зона роста ингиби-рования колебался от 15 до 20 мм.
Байдар и другие сообщают, что антиоксиданты виноградных косточек действуют против S. aureus через 48 часов и Aeromonas hydrophila через 1 час. Исследование Анастасиади и др. показали, что минимальная концентрация ингибирования компонентов виноградных косточек против Listeria monocytogenes составила 0,26, что указывает на то, что виноградные косточки можно использовать в качестве недорогого источника естественных антилизисных смесей.
Другое исследование Брауна показывает, что компоненты виноградных косточек мускадина эффективны для ингибирования H.pylori in vitro. Авторы продемонстрировали, что хотя компоненты виноградных косточек мускадина имели наивысшее общее содержание фенола (646 мг GAE / г сухого веса (dw)), чем экстракты кожи (135 мг GAE/г dw), экстракты кожи имели лучшую эффективность, чем семенные экстракты против H. pylori. Поэтому предполагается, что анти-H. может влиять на активность пилори и содержание фенолов. Инфекция H. pylori связана с несколькими гастродуоденальны-ми заболеваниями, такими как рак желудка.
Противоопухолевые свойства
Антиоксиданты виноградных косточек также обладают противоопухолевыми свойствами. Многообещающие результаты были продемонстрированы несколькими исследованиями, выполненными при колоректальной карциноме человека, карциноме плоскоклеточного рака головы и шеи и клетках рака предстательной железы. Поэтому предполагается, что добавка антиоксидантов виноградных косточек может быть эффективным противоопухолевым средством в клинических условиях.
Другие фармакологические свойства
Исследование, проведенное Фенгом и другими, доказывает, что антиоксиданты виноградных косточек уменьшают потерю веса головного мозга с 20% у травмированных щенков до 3% у обработанных щенков (p <0,01). Потеря веса головного мозга была использована для измерения повреждения головного мозга у щенков с неоновой гипоксической ишемической травмой головного мозга. Кроме того, компоненты виноградных косточек также улучшил гистопатологическую оценку мозга в коре, гиппокам-пе и таламусе. Авторы предположили, что лечение антиоксидантами виноградных косточек может быть
•An**
ЭФФЕКТИВНОЕ ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПАРТНЕР спецвыпуска
ЖИВОТНОВОДСТВО _
I ЕНЕгАЛЬНЫЙ ПАГ1НЕГ СПЕЦВЫПУСКА
ООО «МегаМикс», www.megamix.ru ашт 73
использовано для ингибирования перекисного окисления липидов и уменьшения гипоксической ишемической травмы головного мозга.
Токсичность
Исследователи сообщают, что уровень незанятого побочного эффекта (NOAEL) антиоксидантов виноградных косточек, определенный у крыс, составлял 1,78 г/кг массы тела в день, а нормальное количество экстракта виноградных косточек, используемое в пищевых продуктах, составляло 0,01- 1%.
Сано и другие также сообщают, что аномальные изменения в физиологических и клинических лабораторных испытаниях не наблюдались после приема, содержащих антиоксиданты виноградных косточек 200 мг и 400 мг. Кроме того, не было никаких проблемных результатов с осадком в моче у этих участников, предполагая, что таблетки, содержащие экстракты виноградных косточек 200 и 400 мг, безопасны для потребления. Аналогичным образом, исследование субхронической оральной токсичности, проведенное Ямакоши, подтвердило, что не было заметного признака токсичности у крыс, питавшихся компонентами виноградных косточек, в качестве диетической примеси при 0,02% (группа с низкой дозой), 0,2% (группа средних доз) и 2% (группа с высокой дозой) ^М) в течение 90 дней. Авторы сообщают, что NOAEL компоненты виноградных косточек, используемого в исследовании субтропической оральной токсичности, составлял 2% в рационе.
Перекисное окисление липидов является одной из основных причин ухудшения качества пищевых продуктов во время обработки и хранения. Поэтому к продуктам питания добавляются антиоксиданты для продления срока их хранения. Синтетические антиоксиданты, такие как третичный бутилгидро-хинон (TBHQ), бутилированный гидроксианизол (ВНА) и бутилированный гидрокситолуол (ВНТ), имеют ограниченное применение в пищевых продуктах из-за их канцерогенных и токсических эффектов. Таким образом, поиск естественных антиоксидантов, особенно растительного происхождения, в последние годы значительно возрос и поэтому антиоксиданты виноградных косточек и их применение является очень актуальным в настоящее время.
Косточки винограда также могут быть использованы для сохранения пищевых продуктов. Например, компоненты виноградных косточек использовались в качестве пищевой добавки в Японии. Исследование сообщает, что экстракты виноградных косточек показали хорошую восстанавливающую способность при концентрации 500 мкг / л при использовании способов восстановления феррицианида калия. Кроме того, компоненты виноградных косточек также показали 65-90% антиоксидантную активность при 100 ррт.
На антиоксидантную активность виноградных косточек и кожицы могут влиять условия нагрева, такие как температура и продолжительность. В исследовании, которое оценивало влияние условий нагрева на антиоксидантную активность виноградных косточек, Ким и другие сообщают, что термическая обработка значительно увеличила концентрацию гализата кофеина и галлока-техина в виноградных косточках, что указывает на то, что нагрев можно использовать в качестве
способа улучшения антиоксидантной активности виноградных косточек. Так как полифенолы в семенах винограда обладают антибактериальной активностью, виноградные косточки могут быть включены в корма, чтобы предотвратить рост патогенов пищевого происхождения, таких как L. Monocytogenes.
Выводы
Косточки винограда и их продукты переработки относятся к фитобиотикам и обладают высоким антиоксидантным потенциалом. Их потенциальные преимущества для здоровья млекопитающих и в том числе человека, включают защиту от окислительного повреждения, а также антидиабетические, антихолестериновые, антитромбоцитар-ные, антимикробные свойства.
Польза для здоровья от потребления продуктов из виноградных косточек и кожицы, из длительных научных исследований в странах развитого виноделия и виноградорства доказана и в настоящее время идет процесс их промышленного внедрения.
vtvq ООО «виво»
f- 298413, Республика Крым, Бахчисарайский район, с. Отрадное, ул. Альминская, 93 А.
Телефоны: +7978-973-68-52, сбыт +7985-075-3871, качество +7981-774-32-29.
e-mail: info@v1vo.com.ru www.v1vo.com.ru
