CC BY
207
УДК 615.014.42:[637.143.2.04/.073:636.1]
ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫй АНАЛИЗ СУХОГО КОБЫЫЛЬЕГО МОЛОКА
А. Г. Валиев
Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа
Исследованы с использованием хемилюминесцентного метода антиокислительные свойства сублимированного кобыльего молока. Параллельно для суждения об интенсивности пероксидации липидов проанализировано содержание диеновых и триеновых конъюгатов, а также общей окисленности липидов. При хранении молока сублимационной сушки выявлено снижение выраженности антиокислительных свойств и, наоборот, увеличение перекисного окисления жира молока. Последнее является основной причиной, приводящей к ухудшению качества продукта. Внесение перед высушиванием бисалко-фена — антиоксиданта, являющегося димером ионола,— увеличивает антиоксидантную активность молока.
Ключевые слова: хемилюминесценция, пероксидация липидов, молоко кобылье, антиоксиданты.
Введение
В последние годы уделено значительное внимание медицинским аспектам применения кобыльего молока. Это является основанием для роста производства и применения кумыса в лечебных целях, а также расширяет возможности применения кобыльего молока в качестве основы для детского питания, приготовления косметических средств [1, 2].
С учетом особенностей сезонного характера производства молока, в летний период можно осуществлять сушку избытка кобыльего молока с последующим его хранением. В то же время есть данные о том, что жир молока кобылиц некоторых пород лошадей, включая башкирскую, содержит значительное количество длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот (Дц ПНЖК) [3]. Указанные жирные кислоты характеризуются высокой биологической ценностью, выполняют пластическую функцию, участвуя в построении биомембран и образовании про-
стагландинов [3]. Наряду с высокой ценностью Дц ПНЖК липидов обладают низкой стойкостью при хранении, так как подвергаются перекисному окислению (ПОЛ) [4].
Максимальное сохранение важных компонентов молока, играющих роль нутриен-тов (белков, углеводов, липидов), а также составляющих антиокислительной системы молока (витаминов Е, А, С и ферментов — супероксиддисмутазы и каталазы) достигается при сублимационной сушке молока, которая является наиболее мягким способом. Эффективно удлинять срок хранения сухого молока может синтетический антиоксидант бисалкофен, который является димером ио-нола (дибунола), разрешенного для использования в лечебных целях. Бисалкофен как вещество, не обладающее отрицательным влиянием на организм, используется в качестве стабилизатора в производствах, связанных с пищевой промышленностью.
Цель настоящего исследования — хеми-люминесцентное изучение антиокислитель-
ных свойств сухого кобыльего молока, консервированного сублимационной сушкой с включением антиоксиданта бисалкофена и последующим хранением в течение полугода.
Материал и методы
ИССЛЕДОВАНИЯ
Для увеличения срока хранения кобыльего молока применяли его консервирование сублимационной сушкой (молоко кобылье сублимационной сушки ТУ 49802—80). Летнее кобылье молоко сушили на установке ТГ-50 (Германия) без добавок и с внесением антиокислителя — бисалкофена — в количестве 0,02% по отношению к жиру. Сухое молоко помещали в стеклянные бутылки в среде азота, хранили при комнатной температуре и исследовали поквартально в течение 6 месяцев. При анализе молока определяли: сухое вещество — по ГОСТу 3626—73; общую кислотность — по ГОСТу 3624—92; активную кислотность — методом измерения рН по ГОСТу 26781—85; общий жир — по ГОСТу 5867—90; влажность сухого молока — по ГОСТу 8764—73.
С целью характеристики антиокислительных свойств сублимированного кобыльего молока в процессе хранения применяли метод измерения хемилюминесцен-ции (ХЛ), индуцированный ионами железа ^е+2), с использованием хемилюминомера. Данный способ позволяет определять способность липидов биосубстрата к перекис-ному окислению. Выраженность последнего зависит в большей мере от антиоксидантной активности биосубстрата. Запись хемилюми-нограммы кобыльего молока выполнялась в течение 10 минут. Для нее характерны следующие параметры: после открытия шторки регистрируется спонтанное свечение, которое отражает интенсивность пероксидации липидов (ПОЛ), протекающей по механизму
свободнорадикального окисления, без внешнего воздействия. Вслед за внесением в кювету раствора, содержащего ионы Fe+2 — инициатора свечения, наблюдается быстрая вспышка, отражающая усиление свободно-радикального окисления с образованием гидроперекисей (запись в виде острого пика). Далее идет латентный период, который зависит от антиокислительных свойств биосубстрата. Затем следует переход в медленную вспышку, записываемую в виде постепенно растущего пика. Последний показатель — медленная вспышка отражает способность биосубстрата окисляться, характеризуется амплитудой (максимальной светимостью) и площадью, которой определяется светосумма. Светимость выражали в условных единицах.
С целью сопоставления параллельно с изучением ХЛ в молоке определяли диеновые (ДК) и триеновые (ТК) конъюгаты, а также общую окисленность липидов, выявляющую промежуточные продукты ПОЛ — гидроперекиси.
Липиды из сухого молока экстрагировали по Фолчу. Экстракты обрабатывали в атмосфере азота, хранили в низкотемпературном шкафу при температуре -20°С. Ли-пидные экстракты использовали для определения диеновых и триеновых жирных кислот с конъюгированными двойными связями.
Полученные данные обрабатывались с использованием пакета компьютерных программ Statistica 6.0. Оценку различия средних величин осуществляли с использованием коэффициента достоверности 0 Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
В таблице 1 представлены данные хеми-люминесцентного изучения свежевысушен-ного молока кобылиц при длительном хранении. Выявлены сдвиги в интенсивности
Таблица 1
Влияние антиоксиданта на характер хемилюминесценции сублимированного кобыльего молока (отн. ед.) в процессе его длительного хранения
Срок хранения молока, мес. Показатели хемилюминесценции молока
спонтанное свечение быстрая вспышка светосумма
БИСАЛКОФЕН
0 2,1±0,2 72,3±3,2 13,8±1,0
3 1,8±0,2 72,0±4,1 15,3±2,1
6 1,8±0,2 83,4±7,4 21,0±1,9
КОНТРОЛЬ
0 2,0±0,3 105,5±3,12 27,2±1,8
3 4,75±0,8 * 120,0±3,85 * 42,3±5,9 *
6 31,8±3,2 * 975,0±77,0 * 85,4±7,0
Примечание. * — различие статистически достоверно по отношению к исходному периоду (р<0,05).
свечения сухого кобыльего молока при хранении с добавкой антиоксиданта. В пользу этого свидетельствовали изменения интегральных показателей ХЛ: величины спонтанного свечения, быстрой вспышки и свето-суммы свечения. Из представленной таблицы следует, что кинетика развития свечения в контрольных образцах и в образцах с добавкой бисалкофена была сходной по направленности. Исключением явилась величина спонтанного свечения: она не изменялась при хранении сухого молока с бисалко-феном.
Уже в исходный период в контроле выявлено по сравнению с образцами, содержащими антиоксидант, наличие более высокой амплитуды быстрой вспышки (выше на 31,5%) и более высокая светосумма свечения. Через 3 месяца хранения в контрольных пробах было отмечено достоверное повышение всех параметров ХЛ. В образцах с бисалкофеном возрастание показателей ХЛ в первые 3 месяца почти отсутствовало и лишь небольшой прирост был в конце 6-го месяца.
Через 6 месяцев хранения при сравнении контрольных и опытных образцов с бисал-кофеном установлены более выраженные
различия в интенсивности свободноради-кальных процессов. Из результатов, представленных в таблице 1, видно, что интенсивность свечения была намного выше в контроле, по сравнению с образцами, содержащими бисалкофен. В течение прошедшего периода хранения в контрольных образцах молока произошло многократное увеличение параметров хемилюминесцен-ции: спонтанное свечение — в 15 раз, амплитуда быстрой вспышки — в 9 раз, светосумма свечения — в 3 раза. В пробах, содержащих бисалкофен, величина спонтанного свечения не изменилась по сравнению с исходным периодом; прирост величины быстрой вспышки и светосуммы свечения был незначительным. Их абсолютные величины были намного ниже, чем в контроле (спонтанное свечение — в 17,7 раза, быстрая вспышка — в 11,5 раза, светосумма свечения — в 4,1 раза).
С целью сравнения состояние процесса липопероксидации при хранении сублимированного кобыльего молока одновременно исследовали с применением косвенных методов изучения интенсивности свободнора-дикального окисления липидов: определяли
в биосубстрате уровни ДК и ТК, а также общую окисленность липидов.
Из таблицы 2 видно, что в свежевысушен-ном молоке содержание ДК и ТК в контрольных и опытных пробах с бисалкофеном было почти на одном уровне. Спустя 3 месяца уровень ДК в контроле по сравнению с исходным периодом несколько возрос, к концу 6-го месяца хранения их содержание увеличилось более чем в 2 раза. Динамика образования ТК в контрольных образцах была сходной с тем, что наблюдалось со стороны содержания ДК.
Введение бисалкофена перед сушкой не привело к снижению содержания изомеров жирных кислот с конъюгированными двойными связями в продукте. Спустя 3 месяца хранения с антиоксидантом уровень ДК не изменился. Через 6 месяцев хранения уро-
вень ДК почти не отличался от исходного периода, но в то же время содержание ДК было на 57% ниже, чем в контрольных пробах того же срока хранения. Также не наблюдалось возрастания концентрации ТК в молоке через 6 месяцев хранения.
Для суждения о накоплении гидроперекисей при хранении продукта определяли изменение общей окисленности липидов (ОЛ). Исходное значение ОЛ свежевысушен-ного молока, как видно из таблицы 3, равнялось 12,34±1,63° окисленности. Спустя 3 месяца ОЛ контрольных образцов возросла почти в 4 раза (р<0,05). Через 6 месяцев хранения ОЛ увеличилась в 9,7 раза (р<0,05) по сравнению с первоначальным уровнем.
Введение бисалкофена в кобылье молоко перед сушкой заметно снижало ОЛ. Спустя 3 месяца ОЛ в опытных пробах возросла
Таблица 2
Характеристика относительного содержания изомеров жирных кислот с конъюгированными связями в молоке (в %) в зависимости от добавленного антиоксиданта и длительности хранения (п=8)
Срок хранения, мес. Относительное содержание изомеров жирных кислот с конъюгированными связями
Бисалкофен, 0,02% Контроль
диеновые триеновые диеновые триеновые
0 0,47±0,05 0,057±0,005 0,52±0,04 0,057±0,007
3 0,49±0,04 0,055±0,049 0,62±0,04 0,074±0,004 *
6 0,52±0,03 0,055±0,006 1,22±0,10 0,093±0,07 *
Таблица 3
Общая окисленность липидов сухого кобыльего молока в зависимости от срока хранения и внесенного антиоксиданта
Срок хранения, мес. Общая окисленность липидов, градусы
Бисалкофен Контроль
0 8,04±0,52 12,34±1,63
3 9,82±1,5 45,59±1,69*
6 10,59±1,49 119,70±2,88 *
Примечание. * — различие статистически достоверно по отношению к исходному периоду (р<0,05).
Примечание. * — различие статистически достоверно по отношению к исходному периоду (р<0,05).
на 22% по сравнению с первоначальным уровнем, но в то же время была в 4,5 раза ниже (р<0,05) по сравнению с контрольными образцами того же срока хранения. Спустя 6 месяцев ОЛ молока, содержащего бисалкофен, возросла на 32% по сравнению с исходной величиной, но оставалась в 11 раз ниже контроля (р<0,05).
Таким образом, хранение сухого молока без добавок сопровождалось возрастанием интенсивности ХЛ, содержания ДК, ТК и величины ОЛ, чем подтверждается развитие процесса пероксидации липидов в молоке сублимационной сушки при хранении его в течение полугода. Добавление бисалкофена способствует возрастанию антиоксидантной активности молока и выраженному снижению интенсивности свободнорадикальных процессов, что приводит к эффективному торможению окисления липидов молока.
При обсуждении результатов эксперимента обращает на себя внимание высокая чувствительность метода ХЛ по сравнению с косвенными методами определения интенсивности свободнорадикальных процессов, протекающих в молочных липидах.
Известно, что для оценки качества жира молока объективным показателем является величина перекисного числа. Его значение для стойкого жира коровьего молока находится в пределах 0,03—0,08% йода [8], но не выше 0,2% йода. Перекисное число и окис-ленность липидов являются показателями, отражающими одну и ту же сторону окислительных превращений липидов. Между данными величинами имеется тесная связь. Чтобы окисленность липидов, выраженную в градусах окисленности, перевести в пере-кисное число, необходимо разделить значение окисленности на 1000. В исходных образцах сухого кобыльего молока перекис-ное число равнялось 0,012% йода, через 3 месяца хранения — увеличилось до 0,046% йода. Эти величины соответствовали показателю свежего молочного жира высокого ка-
чества. За 6 месяцев хранения молока перекисное число возрастало до 0,12% йода, что было выше допустимого предела, так как соответствовало испорченному (окисленному) жиру. Это изменение подтверждалось и другими показателями. Так, спустя 6 месяцев хранения сухого молока в контроле замечен оттенок желтого цвета, ощущался окисленный салистый вкус, чем также подтверждается развитие глубоких окислительных изменений в продукте.
Бисалкофен, добавленный в кобылье молоко перед сублимационной сушкой, повышает его антиокислительную активность, что, в свою очередь, оказывает защитное влияние на липиды молока кобылиц, богатые ПНЖК. За 6 месяцев хранения перекисное число молока увеличилось до 0,011%, что соответствует величине показателя молочного жира высокого качества. Это дает основание рекомендовать бисалкофен для продления срока хранения сублимированного кобыльего молока не менее чем до 6 месяцев. Данное заключение должно быть подкреплено доказательством в опыте на животных отсутствием отрицательного влияния применения антиокислителя в качестве стабилизатора сублимированного кобыльего молока.
Выводы
1. Наиболее значимой причиной снижения качества кобыльего молока сублимационной сушки в процессе хранения при комнатной температуре является снижение антиокислительной активности и усиление пе-роксидации липидов.
2. Бисалкофен (димер ионола) обладает высокой антиокислительной активностью, поэтому внесение его в молоко перед сублимационной сушкой приводит к выраженному снижению активности процесса липоперо-ксидации и продлению сохранности высокого качества сухого кобыльего молока, что является основанием для его применения
с целью удлинения срока хранения не менее чем до 6 месяцев.
3. В качестве высокочувствительного способа экспресс-анализа сухого кобыльего молока, позволяющего выявить ранние изменения в процессе пероксидации липидов, рекомендуется хемилюминесцентный метод.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Антипова Т. А. О перспективах разработки продуктов детского питания на основе кобыльего молока/Т. А. Антипова, С. В. Фе-лик//Материалы XII Всероссийского конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Питание и здоровье» (Москва, 29 ноября-1 декабря 2010 г.).- М., 2010.- С. 6-7.
2. Ахмадуллин Р. В. Кумысолечение больных с заболеваниями органов дыхания/Р В. Ахмадуллин, Л. Т. Гильмутдинова, Ш. З. Заги-дуллин.— Уфа, 2004.— 125 с.
3. Валиев А. Г. Простагландин Е2 — эндогенный биорегулятор регенерации слизистой оболочки при экспериментальной язве у крыс на фоне рациона с включением кобыльего молока, богатого полиненасыщенными жирными кислотами/ А. Г. Валиев, Т. А. Валиева//Материалы XII Всероссийского конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Питание и здоровье».— М., 2010.— С. 10—13.
4. Владимиров Ю. А. Свободные радикалы в биологических системах/Ю. А. Владими-ров//Соросовский образовательный журнал.— 2000.— Т. 6.— № 12.— С. 13—19.
A. G. Valiev
CHEMILUMINESCENT ANALYSIS OF DRY MARE'S MILK
Antioxygenic properties of dry mare's milk while storing without stabilizers and with bisalcofen added were investigated using chemiluminescent method. Antioxygenic properties of sublimated dry mare's milk with chemiluminescent method were also studied. To estimate intensity of lipid peroxidation diene and triene conjugate content as well as total lipid oxidability were analyzed. Sublimation drying storage of milk caused decrease in the expression of antioxygenic properties and, vice versa, increase in the milk fat peroxida-tion. The latter is the main reason leading to worsening of the product quality. Introduction of bisalcofen — antioxidant, ionol dimmer, before drying elevates the antioxidant activity of milk. The above mentioned explains inhibition of milk fat peroxidation process and prolongation of safety terms of the high quality of milk with sublimation drying.
Keywords: chemiluminescence, lipid peroxi-dation, mare's milk, antioxidants.
Контактная информация: Валиев Альберт Галиевич, канд. мед. наук, доцент кафедры биологической химии Башкирского государственного медицинского университета, 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3, тел. 8 (347) 273-61-71
Материал поступил в редакцию 23.06.2011
