Исследование ингибирующей способности фосфолипидов растительных масел Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

665.3.002.611:665.37

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ФОСФОЛИПИДОВ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

И.Н. ДЕМИДОВ, A.A. КОТЕЛЕВСКАЯ, Е.А. БУТИНА, С.А. ИЛЬИНОВА,

Е.П. КОРНЕНА, А.К. МОСЯН

Харьковский политехнический институт Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

Изучение процессов порчи растительных масел и жиров при самоокислении давно является основным предметом исследований химии липидов [1,3].

Известно, что окисление липидов происходит по радикально-цепному механизму, при этом к факторам, способствующим процессу, относятся свет, тепло, кислород, минорные компоненты масла, такие как свободные жирные кислоты, следы тяжелых металлов. Последние являются серьезными инициирующими веществами, которые проявляют каталитическое действие даже при концентрациях 0,01 мг/кг [2, 4]. Однако имеются сведения [2], что следы таких металлов могут быть инактивированы, если связать их с комплексообразующими веществами, в частности с фосфолипидами.

В настоящее время нет единого мнения о роли фосфолипидов в окислительном процессе. Некоторые авторы видят антиокислительную активность фосфолипидов только в роли комплексообразовате-ля, инактивирующего ионы металлов, другие при-’ знают лишь их синергетическое действие, например, как усилителей антиокислительных свойств токоферола [2, 5, 6]. Однако в работе [2] показана необходимость рассмотрения непосредственной реакции фосфолипидов с гидроперекисями, в результате которой образуются неактивные соединения.

Цель данной работы — определение и оценка ингибирующей способности фосфолипидов растительных масел, свободных от токоферолов.

В качестве объектов исследования использовали подсолнечные высокоолеиновые фосфолипиды, в составе непредельных кислот которых преобладают мононенасыщенйые [8].

Опыты проводились на монометрической установке [9] с применением модельной реакции окисления стирола. Стирол промывали раствором щелочи с последующей сушкой, хлорбензол — серной кислотой с перегонкой в вакууме. Инициатор азо-изобутиронитрил АИБН очищали двойной пере-

кристаллизацией из этанола с последующей вакуумной сушкой. Фосфолипиды выделяли гидратацией из нерафинированного подсолнечного высокоолеинового масла по типовой схеме [ 10] и отделяли декантацией после отстаивания. Высушенные при 60ПС под вакуумом фосфолипиды выделяли осаждением в ацетоне [10]. В результате согласно

[4] получали фосфолипиды, свободные от токоферола.

После инициирования первым этапом самоокисления являются цепные реакции развития цепи [1!]:

I R ‘ + 02 -*• RO¿

II RO¿ + RH -» ROOH + R’

При этом скорость реакции II намного меньше, чем реакции I, вследствие чего последняя играет решающую роль для кинетики процесса.

До настоящего времени не существует удовлетворительного ответа на вопрос о первичной активации процесса окисления [2]. Для создания определенной скорости инициирования окисление стй-рола проводили в присутствии АИБН. В этом случае скорость окисления углеводорода RH определяется скоростью продолжения цепи с участием пероксильного радикала (реакция II) и составляет:

(О

V = kp [RH] [RO2L

где кр — константа скорости продолжения цепей окисления.

В присутствии ингибитора 1пН цепи обрываются по реакции:

R02 + 1пН -* молекулярные продукты.

В квази.стационарных условиях скорости инициирования и обрыва реакции выражаются следую-.щей формулой [1,2]:

V = f kt [InH ] [RO2],

(2)

где / — стехиометрический коэффициент ингибирования;

— константа скорости обрыва цепей окисления;

[1пН\ — концентрация ингибитора, моль/л.

Ю

цепи скор< Ai шем I инги|

ní тан ,

вил Í

о

ризу|

pefleJ

СЯ rif!

имен кова | конц| общ^

ЦИОН;

вели'

Ка

моль

2, 1993

1:665.37

цей ваку-[гидрата-Ьго высо-|] и отде-ушенные шщеляли согласно : токофе-

амоокис-ития це-

I

I меньше, 1я играет

г удов летной актиния опре-|ение стй-. В этом ДЯ опре-: участием )ставляет:

( (О

ТИЯ цепей ¡рываются

ты.

ти иници-:я следую-

(2)

16НТ инги-ей окисле-юль/л.

Следовательно, Юг определяется как VI

[ко2]

(3)

/■ к [1пН ] '

Подставляя выражение (3) в уравнение (1),

имеем:

/ к1 ЦпН ]'

(4)

цепи реакции, существует линейная зависимость скорости окисления от скорости инициирования.

Аналогичная зависимость была получена в нашем эксперименте (рисунок), что доказывает факт ингибирующего действия фосфолипидов.

При концентрации ЯН 1,74 моль/л был рассчитан коэффициент к,р/¡)а\1пН I, который составил 29,1.

Обычно эффективность ингибирования характеризуется величиной / £<//гр. На данном этапе определение концентрации ингибитора [1пН] является проблематичным, так как неизвестно, на каких именно молекулах происходит обрыв цепей и какова их концентрация. Тем не менее, приняв за концентрацию активных центров ингибирования общее содержание молекул фосфолипидов в реакционной смеси, можно приблизительно оценить величину

Концентрацию фосфолипидов, выраженную в моль/л, определяли с использованием средней

молекулярной массы, которую вычисляли с учетом жирнокислотного и группового состава исследуемых фосфолипидов.

В целях определения влияния температуры на ингибирующее действие фосфолипидов была изучена зависимость от нее величины (табли-

ца).

Таблица

Фосфолипиды тормозят окисление стирола при 343 К. Мы изучали зависимость скорости окисления стирола от скорости инициирования реакции окисления при указанной выше температуре. Согласно уравнению [4], для веществ, обрывающих

Показатель

Значения показателей при Т, К

323,30 333,50 343,20 350,80

23,30 26,10 29,10 31,70

3,41 3,03 2,72 2,51

44,02 . 58,60 76,24 91,55

150,24 178,11 207,74 229,45

Так как реакция окисления стирола является модельной и значения кр при различных температурах известны [13], можно определить /6/.

Из данных таблицы видно, что фосфолипиды являются ингибиторами, обрывающими цепи реак-ний в окисляющемся стироле во всем интервале исследуемых температур. При этом с увеличением температуры от 348 до 388 К ингибирующие свойства фосфолипидов ухудшаются. Этот факт связан, по-видимому, с тем, что при достаточно высоких температурах скорость окисления приближается к скорости ингибирования и доля обрыва цепей становится все менее значительной.

ВЫВОДЫ

Показано, что фосфолипиды, являясь достаточно слабыми ингибиторами, например, по сравнению с токоферолами, обладают антиокислительными свойствами, так как обрывают цепи свободно-радикальных реакций. Присутствие их в маслах в достаточно высокой концентрации (около 1%) обеспечивает заметный антиокислительный эффект помимо отмеченного рядом авторов [2, 4, 5, 6] синергетического действия.

Подтверждена целесообразность обогащения фосфолипидами дезодорированных растительных масел, а также применение их в качестве составной части эмульгаторов при производстве майонезов, маргаринов, кондитерских и хлебобулочных изделий.

Наибольший антиокислительный эффект будет получен при добавлении фосфолипидов в сырье с минимальным содержанием пероксидов. На более поздних стадиях окисления при развитии цепных реакций фосфолипиды будут расходоваться в гораздо большей степени, что снизит индукционный

ИЗВЕС'

период, и желаемый срок хранения можег оказаться недосягаемым.

ЛИТЕРАТУРА

Denaturierung der Lipide Arten und neue - - ~ ~ ' ----- 115,

Mit!

1. Ivanov Stefan A.

Klassifikation // Seifen-Ole-Fette-Wachse — 1989.

—№ 14. — S. 455—457.

2. Morsel J. Fortsehrittsbericht Lipid Peoxydation. 1 Primarreaktionen //Nahrung. — 1990. — 34. — № 1. — S. 3—12.

3. Bracco Umberto Les iipides dans !e contexte airobie / / Rev. fr. corps gras. — !989. — 36. — № 6. — S. 257—264.

4. Mieth J., Linov F. Zur fettestabilisierenden Wirkung von Phosphatiden // Nahrung. —• 1975. — 19. — № 7. — S. 577—581.

5. Oxidation of Rapeseed Oil: Effect of Metal Traces / Benjelloun В.. Talou T.. Delmas U., Gaset A. // J. Amer. Oil Chern. Soc. —1991. — 68. — № 3. — P. 210—211.

6. Linov F., Mieth J. Zur fettestabilisierenden Wirkung von Phosphatiden. 3 Mitt // Nahrung. — 1976. — 20. — № 1.

— S. 19—24.

7, Corliss A., Dugan L.it. Phospholipids oxidation in emulsious // Lipids. — 1970. — 5. — № 10. — S. 846— 853.

8 Бутина E.A., Корнена Е.П.. Арутюнян H.C., Мосян

А.К. Сравнительная характеристика фосфолипидов семян подсолнечника / / Пищевая пром-сть. — 1990. —■ № 5. — С. 12—14.

9. Эммануэль Н.М., Денисов Е.Т., Майзус З.К. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе. — М.: Наука, 1965. — 375 с.

10. Арутюнян Н.С., Корнена Е.П. Фосфолипиды растительных масел. — М.: Агропромиздат, 1986. — 256 с.

11. Thortnoanalytical investigations of edible oils and fats. Part II / Kovalski B., Kot В. // Acta aliment, pol. — 1989. 15.

— № i. — P. 55—62.

12. Ашмор П. Катализ и ингибирование химических реакций.

— М.: Высшая школа, 1966. — 236 с.

13. Денисов Е.Т, Константы скорости гемолитических жидкофазных реакций. — М.: Наука, 1971, — 709 с.

Кафедра технологии жиров

Поступила to.03.93

635.655,002.3:665.3

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И ЛЕКТИНОВАЯ АКТИВНОСТЬ БЕЛКОВ СЕМЯН СОИ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ

Н.В. АЛЕШИНА

Кубанский государственный университет

Белковые продукты, получаемые из семян сои, по биологической ценности не уступают белкам мяса, молока и яиц, являясь высокоценным компонентом комбикормов для сельскохозяйственных животных и птицы.

В то же время известно, что соевые семена и^их белки содержат ряд антйпитательных компонентов, наиболее опасные из которых — ингибиторы протеолитических ферментов. Однако показано [ 1 ], что главная роль в повреждающем действии на живой организм принадлежит .пектинам — сложным белкам гликопротеинам, способным инактивировать пищеварительную функцию кишечника животных и человека. Для исключения негативных последствий применения соевых белков в пищевых и кормовых целях необходима или инактивация лектинов, или отбор сортов сои с пониженным уровнем лектинов.

1 Исследование вели на девяти наиболее характерных сортах сои селекции ВНИИМК, варьирующих по длине вегетационного периода, массовой доле белка и другим показателям, а также на сорте

Ходсон селекции США, возделываемого в Краснодарском крае. Все семена получены при выращивании растений в одинаковых почвенно-климатических условиях на полях ВНИИМК (г. Краснодар).

Содержание белка в семенах определяли на автоматизированном комплексе «Кальтек» (Швеция) по методу Кьельдаля, количество лектинов — по стандартному методу Ригаса и Осгуда [2], гемаг-глютинирующую активность лектинов — по стандартному методу Теса [2], биологическую ценность соевых продуктов — с помощью тест-организма инфузории Т [3], количество лектинов в Семенах сои — по методу Барншгейна [4], показатели специфической и общей активности лектинов — по формулам Новак и БаренДеса [5] и угнетения активности лектинов — по методу Ландштейнера

[5].

Результаты определения содержания и активности лектинов в семенах сои исследуемых сортов приведены в табл. 1.

Как следует из таблицы, ни один из исследуемых сортов сои не оказался безлектиновым, хотя, по литературным данным, такая вероятность существует.

Среди семян сортов селекции ВНИИМК наибольшее количество лектинов содержат ВНИ-ИМК-9. наименьшее — Волна. Наименьшее содер-

жание сорта ] то она Комсои выше,' сортов

Со

вниил

вниш

Ранняя

Пламя

Быстри

Волна

Комсом

ВНИЙЛ|

ВНИИ^

Ходсон

Alj

относу менах і ности. вариаі| больш( и ним высокс в четв

ВНИИі|

ВНИИ]

Ранняя

Пламя

Быстри

Волна

Комсок

ВНИШ

внии;

Ходсоні Так| рактер или ш ективі влиян: вотног