CC BY
81
В последнее время серьезный интерес проявляется к продовольственным компонентам, способным защищать здоровье человека. Большое число клинических и экспериментальных исследований среди специалистов по пищевой химии и медицине последних лет посвящено антиоксидантам и их влиянию на организм человека. Антиоксидан-ты - вещества, защищающие клетки нашего организма от внешних и внутренних токсических воздействий. Это воздействие особенно важно для интенсивно функционирующих систем, например, для сердечно-сосудистой. Все чаще ученые высказывают мнение, что свободные радикалы являются одной из причин развития многих заболеваний. Особенно велика их роль в прогресси-ровании болезней сердца, рака, в ускорении старения и развитии иммунного дефицита. Свободные радикалы играют важную роль в усилении разрушения тканей при артрите, воспалительном процессе в желудочно-кишечном тракте, аутоиммунных заболеваниях и язвах, вызванных стрессом.
Яблоки - одни из самых популярных фруктов благодаря прекрасному вкусу, множеству положительных свойств, широкой сырьевой и экономической доступности. Исследования по химическому составу и технологиям использования яблок постоянно проводятся как в России, так и за рубежом.
Так, китайские исследователи при изучении восьми сортов коммерческих яблок (Delicious, Golden Delicious, Ralls, Fuji, Qin Guan, Jonagold, Granny Smith, Orin) обнаружили значительные количественные различия в содержании кислот, сахаров и фенольных соединений [1]. Четыре сорта рекомендуются авторами как содержащие наибольшее количество биологически активных катехинов и процианидинов.
Российские ученые уделяют большое внимание получению из яблок продуктов с функциональными свойствами: пюре, кремов, нектаров, коктейлей [2], сока, обогащен-
УДК 664.8.014/.019
Исследование антиоксидантной активности осенних сортов яблок
Н.В. Макарова, д-р хим. наук, профессор, Д.Ф. Валиулина, аспирант,
В.В. Бахарев, д-р хим. наук Самарский государственный технический университет
О.И. Азаров
НИИ садоводства и лекарственных растений «Жигулевские сады»
Ключевые слова: яблоки; осенние сорта; антиоксидантная активность; фенольные вещества; флавоноиды.
Key words: apple; autumn varieties; antioxidant activity; phenolics; flavonoids.
ного пектином [3], биологически активных добавок- помал и випом [4]. Научным сообществом России создаются [5] новые генотипы яблонь с повышенным содержанием витамина С для получения продуктов питания с функциональными свойствами. Ряд ученых пытаются обнаружить и другие функциональные свойства яблок, в том числе изучается их антиоксидантная активность. Так, например, в девяти сортах яблок (Braeburn, Red Delicious, Crisp Pink, Granny Smith, Royal Gala, Bramley, Golden Delicious, Fugi, Empire) определяли общие фенолы, восстанавливающую силу [6]. В рамках изученной группы эти данные различались в зависимости от сорта яблок.
Целью наших исследований - изучение общего содержания полифенолов, флавоноидов, антиоксидантной активности, массовой доли растворимых сухих веществ, содержания сахара, массовой доли титруемых кислот (в пересчете на яблочную кислоту), массовой доли мякоти и сокоотдачи в яблоках. В качестве объектов исследования были выбраны осенние сорта яблок, выращиваемые на территории Самарской области Башкирский пепин, Коричное новое, Алое, Жигулевка, Спартак, Малинка, Возрождение, Антанис и собранные осенью 2011 г. При анализе использовали не только сок яблок, но и их мякоть, так как из литературных данных известно [7], что мякоть может быть более богата антиок-сидантными веществами, чем сок.
Для анализа химического состава и определения антиоксидантной активности применяли методы химического анализа: измерение общего
содержания фенольных веществ с помощью реактива Фолина-Чекелау, общего содержания флавоноидов, уровня улавливания свободных радикалов DPPH (2,2Г-дифенил-1-пик-рилгидразила), общей антиоксидант-ной силы по методу FRAP (ferric reducing antioxidant power с реагентом 2,4,6-трипиридил-5-триазином) и измерение антиоксидантной активности в системе «линолиевая кислота».
Основной методикой для определения фенольных веществ во фруктовых соках и напитках служил спек-трофотометрический метод с реак-
По уровню антиоксидантной активности и фенольным веществам наиболее перспективны сорта яблок Коричное новое, Малинка и Возрождение.
тивом Folin-Ciocalteu [8]. Содержание флавоноидов определяют нит-роалюминиевым колориметрическим методом, при котором нитрат алюминия взаимодействует с кето-группой флавоноидов, образуя стабильный кислотный комплекс, показывающий устойчивую спектрально-поглощательную способность при 510 нм [9].
Один из способов оценки антиоксидантной активности - колориметрия свободных радикалов. Данный метод основан на реакции DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразила), растворенного в этаноле, с образцом антиоксиданта, содержащегося в яблочном экстракте [10].
Метод определения железовосста-навливающей (антиоксидантной) способности основан на реакции восстановления комплекса Fe (III)-2,4,6-трипиридил-5-триазина до комплекса Fe (II) - 2,4,6-трипири-дил-5-триазина, которое имеет ярко-синее окрашивание и полосу поглощения при X = 593 нм [11].
Метод на модели с линолиевой кислотой основан на окислении линолиевой кислоты. При этом образу-
СЫРЬЕ И ДОБАВКИ
Таблица 1
Результаты исследования антиоксидантной активности яблок осенних сортов
Показатель
Сорт яблок общее содержание флавонои- Ес50, антиоксидантная активность в системе лино-лиевая кислота, % ин-гибирования окисления линолиевой кислоты
дов, мг катехина/ 100 г сырья мг/мл
Пепин
Башкирский, 260 75,0 11,2
сок
Пепин
Башкирский, 295 64,0 19,5
мякоть
Коричное новое, сок 208 73,0 1,9
Коричное новое, 266 28,0 3,2
мякоть
Алое, сок 31 135,0 7,1
Алое, мякоть 49 102,0 11,6
Жигулевское, сок 104 91,0 Не проявила
Жигулевское, мякоть 108 58,0 Не проявила
Спартак, сок 53 39,0 Не проявила
Спартак, мякоть 109 15,0 Не проявила
Малинка, сок 37 59,0 14,5
Малинка, мякоть 146 14,0 21,1
Возрождение, сок 68 48,0 12,3
Возрождение, мякоть 72 24,0 20,9
Антанис, сок 110 96,0 9,1
Антанис, мякоть 90 60,6 11,2
Таблица 2
Результаты исследований физико-химических показателей яблочного сока осенних сортов
Показатель
массовая массовая доля редуцирующих сахаров, % массовая до- содержание мякоти, % со- саха-ро-кислот-ный индекс
Сорт яблок доля растворимых сухих веществ, % ля титруемых кислот в пересчете на яблочную кислоту, % ко-от-дача,-%
Пепин
Башкир- 10,5 9,7 0,8 4,9 2,70 12,1
ский, сок
Коричное но- 14,0 13,3 0,2 5,8 2,01 66,5
вое, сок
Алое, сок 9,6 7,9 0,5 10,2 2,10 15,8
Жигулевское, сок 10,0 10,5 0,5 3,2 1,53 21
Спартак, сок 9,0 9,2 0,7 1,6 1,57 13,1
Малинка, сок 15,0 21,6 0,5 2,6 1,49 43,2
Возрождение, 13,5 11,3 0,9 9,2 1,82 12,6
сок
Антанис, сок 9,1 9,2 0,7 2,0 1,35 13,1
500
о
0 450
1
| 400
и
350
0
2 300
3 £
о зр 250 5 и == 200
*Ц 150
Е= 100
пз
И 50 0
Рис. 1. Содержание фенольных веществ в яблоках
ются пероксиды, которые окисляют Ре (II) до Ре (III). Ион Ре (III) образует комплекс с ионом БС^, имеющим максимальную спектральную погло-щательную способность при 500 нм. Таким образом, высокая степень спектральной поглощательной способности служит индикатором образования большого количества пе-роксидов [12].
Результаты исследований представлены в табл. 1 и на рис. 1, 2.
На примере восьми осенних сортов яблок, выращенных на территории Самарской области в течение 2011 г., было показано, что сорт выступает главным фактором, определяющим химический состав и ан-тиоксидантную активность яблок. Так, например, мякоть яблок сорта Коричное новое содержит 467 мг галловой кислоты на 100 г сырья, тогда как мякоть яблок сорта Спартак имеет показатель в 3 раза ниже (147 мг галловой кислоты на 100 г сырья) (см. рис. 1).
Анализируя полученные экспериментальные данные табл. 1, можно определить наиболее перспективные сорта яблок по уровню поглощения радикалов йРРН. Наивысшей антирадикальной активностью среди яблок обладает сорт Малинка. Он же является лидером по антиоксидантной активности в системе «линолиевая кислота», что не совсем совпадает с данными по содержанию фенольных веществ. По фенольным веществам наивысший результат показали яблоки сорта Коричное новое. Из чего можно сделать вывод, что антиок-сидантная способность определяется содержанием не только фе-нольных, но и других веществ.
Рассматривая показатели восстанавливающей силы по РКАР-мето-ду можно заметить, что предыдущие основные лидеры (Малинка, Возрождение) несколько уступают данному показателю сорту яблок Алое (см. рис. 2).
Массовая доля растворимых сухих веществ служит важным показателем на сегодняшний день. Именно по содержанию растворимых сухих веществ определяют принадлежность напитка к нектару, восстановленному соку, либо к 100 %-ному соку первого отжима. Для исследования данного показателя проводят косвенное определение показателя преломления растворимых нелетучих веществ с помощью рефрактометра по ГОСТ 28562-90.
Главное место в составе яблок занимают сахара. Как правило, к ним относят исключительно гексо-зы - глюкозу (виноградный сахар) и фруктозу (виноградный сахар), которые часто обозначают как «редуцирующие сахара» и/ или «инвертные сахара», а также сахарозу (свекловичный или тростниковый сахар) - соединение, образованное двумя предыдущими моносахаридами. В данной работе была исследована массовая
концентрация сахара по ГОСТ 13192-73.
Помимо сахаров и ароматобра-зующих веществ вкусовые свойства яблокам и, соответственно, яблочным сокам придают нелетучие кислоты. Как и большинство их солей, они растворимы в воде и большая их часть участвует в кислотном обмене фруктов. Доминирующая кислота в семечковых фруктах- яблочная. Мы определяли массовую долю титруемых кислот по ГОСТ 51434-99.
Определение мякоти в яблочном соке осуществляли методом отделения мякоти от жидкости в процессе центрифугирования и последующем весовом определении количества мякоти по осадку по ГОСТ 51442-99.
Результаты физико-химических исследований представлены в табл. 2.
Один из основных показателей для потребителей - содержание сахаров и титруемых кислот. С технологической точки зрения для производства пищевых продуктов наиболее привлекательны сорта Коричное новое и Малинка. В них содержится больше сахара и меньше кислот, соответственно, они обладают более приятным сладким вкусом. По уровню анти-оксидантной активности и феноль-ным веществам наиболее перспективны сорта яблок Коричное новое, Малинка и Возрождение.
Таким образом, суммируя данные всех показателей для осенних сортов яблок, собранных на территории Поволжского региона в период осени 2011 г., можно сделать следующие выводы:
сорт яблок- наиболее значительный фактор, влияющий на химический состав и антиоксидант-ную силу;
подтверждаются литературные данные, что мякоть яблок содержит больше фенольных веществ и имеет более высокую антиокси-дантную активность;
наибольшее количество сахаров и фенольных веществ в сортах яблок Малинка и Коричное новое.
Таким образом, из представленных экспериментальных исследований можно сделать вывод о высоких показателях антиоксидантной активности для различных осенних сортов яблок Поволжского региона. А это, в свою очередь, открывает перспективные пути применения данных яблок в качестве компонентов пищевых продуктов: соков, кондитерских, хлебобулочных и колбасных изделий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Chemical compositional characterization of some apple cultivars/J. Wu [et al.].- Food Chemistry. -2007. - Vol. 103. - № 1. - P. 88-93.
2. Стоянова, Л.А. Изменение состава фенольных и пектиновых веществ при комплексной переработке фруктового сырья/Л.А. Стоянова, Я.Г. Верхивкер, С. Стояно-ва//Пищевая промышленность. -2005. - № 3. - С. 44-45.
3. Барашкин, Д.А. Комплексная переработка яблок на сок функционального питания/Д.А. Барашкин, Г.М. Зайко, А.Н. Бердина// Известия вузов. Пищевая Технология. - 2005. - № 1. - С. 49-51.
4. Симонян, А.В. Комплексная переработка промышленных отходов яблок/А.В. Симонян, А.А. Са-ламатов, А.А. Аванесян//Фарма-ция. - 2007. - № 6. - С. 32-34.
5. Макаров, В.Н. Продукты питания функционального назначения на плодоовощной основе/В.Н. Макаров, Л.Н. Влазнева//Пищевая промышленность. - 2007. - № 1. -С. 20-21.
6. Imeh, U. Distribuution of Conjugated and Free Phenols in Fruits: Antioxidant Activity and Cultivar Variations/U. Imeh, S. Khokhar//J. of Agricultular and Food Chemistry. - 2002. - Vol. 50. - № 22. - P. 6301-6306.
7. Wolfe K, Antioxidant Activity of Apple Peels/K. Wolfe, X. Wu, R. Hai Liu//J. of Agricultular and Food Chemistry.- 2003.- Vol. 51.-№ 3. - P. 609-614.
8. Aljadi, A.M. Evaluation of the phenolic contents and antioxidant capacities of two Malaysian floral honeys/A.M. Aljadi, M.Y. Kamaruddin//Food Chemistry. -2004. - Vol. 85. - № 4. - P. 513518.
9. Antioxidant and antiproli-ferative activities of red pitaya/L.C. Wu [et al.]//Food Chemistry. - Vol. 95. - №. - P. 319-327.
10. Sun, T. Evaluation of the antioxidant activity of asparagus, broccoli and their juices/T. Sun, J.R. Powers, J. Tang//Food Chemistry. -2007. - Vol. 105. - № 1. - P. 101106.
11. Antioxidant power of Iranian propolis extract/S. Mohammad-zadeh [et al.]//Food Chemistry. - 2007. - Vol. 103. - № 3. - P. 729-733.
12. Liu, Q. Antioxidant activities of barley seeds extracts/Q. Liu, H. Yao//Food Chemistry. - 2007.-Vol. 102. - № 3. - P. 732-737.
