Исследование ингибирующих свойств продуктов переработки плодово-ягодного сырья Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

641.1:66.097.8

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИР УЮЩИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ

С.Н. КРАВЧЕНКО, А.М. ПОПОВ, Н.Т. ВЕТРОВА

Кемеровский технологический институт пищевой пром ышленности

В связи с тем, что ассортимент антиоксидантов, разрешенных к применению в пищевой промышленности, довольно ограничен, природные антиоксиданты приобретают все большее значение как для защиты пищевых продуктов от окисления, так и в профилактике и лечении многих заболеваний.

Цель настоящей работы - изучение ингибирующей активности концентрированных плодово-ягодных соков из местного сырья.

Объектами исследований служили концентрированные соки, полученные из облепихи (Hippophae rhamnoides L.) и черной смородины (Ribes nigrum L.) урожая 2004 г., произрастающих в Кемеровской области. Соки получали методом прессования с последующим сепарированием и дальнейшим концентрированием до требуемого содержания сухих веществ на ва-куум-выпарной установке при 48-50°С.

Изучение химического, витаминного и минерального составов проводили по общепринятым методикам [1] (табл. 1).

Таблица 1

Показатель Содержание в 100 г сока

облепихи черной смородины

Растворимые сухие вещества, % 57 44

Титруемые кислоты (в пересчете на яблочную), % 16,8 19,1

Сахара, г 45 40

Белок, г 3,8 2,75

Жирные масла, г 3,9 3,5

Пектиновые вещества, г 6,3 8,2

Зола,г 2,2 2,75

Натрий, мг 24 56

Калий, мг 570 460

Кальций, мг 110 130

Магний, мг 150 115

Фосфор, мг 25 60

Железо, мг 2,2 1,0

Витамин С, мг 550 250

р-каротин, мг 470 150

Биофлавоноиды (по рутину), мг "о ,8 2, 10 • 103

рн 2,48 2,42

Известно, что наивысшей антиокислительной активностью из натуральных веществ обладают витами-

ны А, Е, К и С; высокий ингибирующий эффект проявляют биофлавоноиды [2].

Ценность плодово-ягодных соков возрастает во много раз благодаря тому, что присутствующие в них вещества формируют биологические комплексы, действующие взаимоусиливающим образом. Биологические свойства биофлавоноидов более отчетливо проявляются в присутствии витамина С, флавоноиды также выступают естественными стабилизаторами витамина С, так как образуют с ним стабильные соединения [3].

Каротиноиды обладают действием провитамина А. Исследования подтверждают, что каротиноиды вне зависимости от своих свойств проявляют провитамин-ную активность и способны поглощать свободные радикалы [4].

Количественную оценку антиоксидантов проводили кинетическим методом, в основу которого положена модельная реакция инициированного окисления ку-мола [5]. Поскольку изучаемые соки не растворяются в кумоле, их предварительно растворяли в диметилсуль-фоксиде (ДМСО), добавляли кумол в соотношении с ДМСО 10 : 1 и в полученный раствор вносили инициатор - азобисизобутиронитрил. Общий объем реакционной смеси составлял 10 мл. Исследования проводили при температуре 60°С. Постоянную скорость инициирования - 6,8 • 10-8 моль/(л • с) - задавали навеской инициатора (10,1 мг).

Реакция является тестом на способность соедине -ния обрывать цепь окисления. Окисление органических веществ протекает по общему механизму цепной реакции с вырожденным разветвлением цепи. Активными центрами цепной реакции служат перекисные радикалы. Химические соединения, активно вступающие в реакцию с перекисными радикалами, - продукты переработки плодово-ягодного или растительного сырья - могут существенно замедлять реакцию окисления и, следовательно, выступать в роли ингибиторов.

Количество поглощенного кислорода регистрировали на газометрической установке.

На основе экспериментальных данных построены кинетические кривые поглощения кислорода V кумо-лом в присутствии концентрированных соков. Кинетическая кривая для концентрированного сока черной смородины представлена на рис. 1.

При введении концентрированного сока черной смородины в субстрат окисление кумола протекает с частичным торможением реакции на некоторое время,

Рис. 1

равное периоду индукции. По кинетическим кривым графически (по координате точки пересечения двух прямых, для которых тангенс углов наклона связан соотношением tgal = 2tga2) определили общие периоды торможения реакции окисления т для концентрированных соков черной смородины и облепихи: 2944 и 1393 с соответственно.

Для определения содержания антиоксидантов неизвестного состава с, моль/кг, содержащихся в концентрированных плодово-ягодных соках, использовали соотношение [6]

с = Ж,т/Р,

где - скорость инициирования, моль/(л • с); т - период индук -ции, с; Р - навеска анализируемой пробы, кг/л, с учетом объема реакционной смеси 10 мл.

Реакционную активность Ц, м3/(моль • с), определяли из соотношения

^ = 2,303kз/tgP,

где kз = 1,75 л/(моль • с) - константа скорости продолжения цепи.

Для определения tg р кинетическую кривую поглощения кислорода кумолом в присутствии концентрированного сока спрямляли в координатах х = = -^(1 - //т), у = V (рис. 1). Полулогарифмическая ана-

Рис. 2

морфоза кинетической кривой представлена на рис. 2. Она состоит из двух участков - tgрь 1§р2, каждый из которых представляет собой прямую линию. Следовательно, в данном концентрированном соке присутствуют два типа антиоксидантов, отличающихся по величине к7. Поскольку в процессе окисления в первую очередь расходуется сильный ингибитор, а затем слабый, то для каждого типа антиоксидантов изучаемых соков определили их содержание с,, периоды индукции х, и реакционную активность к7. Показатели ингибиторов различных типов представлены в табл. 2.

Анализ показывает, что концентрат сока черной смородины имеет более выраженную антиоксидантную активность по сравнению с соком облепихи. Это можно объяснить большим содержанием биофлаво-ноидов, что в совокупности с другими витаминами дает больший эффект синергизма.

Общие кинетические параметры антиоксидантов исследуемых соков представлены в табл. 3.

Установлено, что концентрированные соки, проявляя свойства антиоксидантов, выступают типичными акцепторами пероксидных радикалов: они тормозят скорость окисления кумола в начальный период, имеют выраженный период индукции и после расходова-

Таблица 2

Тип ингибиторов

Сок Сильный Слабый

сі • 102, моль/кг х1, с 1к7 • 103, м3/(моль • с) с2 • 102, моль/кг х2, с 2к7 • 103, л/(моль • с)

Облепиха 0,92 298 4,237 3,35 1085 3,635

Черная смородина 2,78 1023 3,933 5,23 1921 2,506

Таблица 3

Сок Навеска, мг х, с с • 102, моль/кг к7, м3/(моль • с) Суммарное содержание ингибиторов окисления в пересчете на ионол, % мас.

Облепиха 22 1383 4,28 7,872 0,47

Черная смородина 25 2944 8,01 6,439 0,88

ния антиоксидантов выходят на неингибированный режим.

Таким образом, богатый набор биологически активных соединений, антиокислительная и антиради-кальная активность концентрированных соков из плодово-ягодного сырья позволяют использовать их в производстве продуктов питания для профилактики свободнорадикальных патологий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков, В.В. Арасимович, Н.П. Ярош и др. - Л.: Агропромиздат. Ленинград. отд-ние, 1987. - 430 с.

2. Исупов В .П. Пищевые добавки и пряности. История, состав и применение. - СПб.: ГИОДР, 2000. - 176 с.

3. Кисилева А.В., Волхонская Т.А., Кисилев Е.В. Биоло -гически активные вещества лекарственных растений Южной Сиби -ри. - Новосибирск: Наука, 1991. - 133 с.

4. Акопов И.Э. Важнейшие отечественные лекарственные растения и их применение. - Ташкент: Медицина УзССР, 1990. - 442 с.

5. Кинетический анализ свойств антиоксидантов в сложных композициях с помощью модельной цепной реакции / А. А. Харитонова, З.Г. Козлова, В.Ф. Цепалов и др. // Кинетика и катализ. -1979. - 20. - С. 593-599.

6. Определение антиоксиданта ионола (2,6-дитретбу-тил-4-метил-фенола) в трансформаторных маслах кинетическим ме -тодом и методом ИК-спектроскопии / С.И. Писарева, В. И. Пынчен -ков, Н.В. Рябова и др. // Журн. аналит. химии. - 2001. - 56. - № 10. -С. 1106-1109.

Кафедра прикладной механики

Поступила 09.03.07 г.

664.002.3:658.567

616.153.922

ГИПОЛИПИДЕМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВОДНОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРНЕЙ ИНТРОДУЦИРОВАННОЙМЫЛЬНЯНКИ SAPONARIA OFFICINALIS L.

Т.П. ЮДИНА, Е.И. ЧЕРЕВАЧ, Е.И. ЦЫБУЛЬКО,

Е.В. МАСЛЕННИКОВА, Н.В. ПЛАКСЕН, Н.С. ХИЛЬЧЕНКО

Тихоокеанский государственный экономический университет Владивостокский государственный медицинский университет

Нарушение липидно-белкового обмена - сложное состояние многофакторной природы, которое наряду с генетическими изменениями или заболеванием внутренних органов обусловлено неправильно сбалансированной диетой. Избыток холестерина (ХС) в крови также может стать причиной атеросклероза, осложнения которого - инфаркт миокарда, мозговой инсульт и заболевания периферических сосудов - служат основной причиной смерти во всем мире [1, 2]. В определенных количествах ХС необходим для нормальной жизнедеятельности организма, поскольку выступает структурным компонентом клеточных мембран и участвует в транспорте питательных веществ. Кроме того, он является предшественником ряда биологически активных веществ: желчных кислот, стероидных гормонов и витамина Б. Допустимое содержание ХС в крови -150-155 мг/дл или 4,03-5,2 ммоль/л - поддерживается в организме при поступлении с пищей 0,3 г ХС в сутки для взрослого человека. Однако в настоящее время суточное потреблению ХС намного превышает норму и достигает 1 г. Кратковременное небольшое превышение нормы ХС допустимо, но при длительном его повышении на 60 мг/дл втрое возрастает частота заболевания ишемической болезнью сердца [2].

Помимо основных биохимических механизмов регуляции уровня ХС в крови - ингибирования его синтеза, активации рецепторного распознавания и ускорения метаболизма - нормализовать его уровень возможно выведением избытка ХС с помощью диетических или лекарственных препаратов [2]. Среди раститель-

ных препаратов, используемых для профилактики и комплексной терапии нарушений липидного обмена и профилактики атеросклероза, особое место занимают сапонины, обладающие способностью связывать пищевой ХС и выводить его избыток из организма [3].

Ранее нами было установлено гиполипидемическое действие экстракта корней колючелистника качимо-видного Acanthophyllum gypsophiloides (товарное на -звание - туркестанский мыльный корень), используемого в пищевой промышленности для производства шипучих вин, напитков и в качестве эмульгатора для взбитых сливок, халвы и майонеза. Наблюдаемое in vivo на крысах снижение уровня ХС и триглицеридов (ТГ) обусловлено высоким содержанием в водных экстрактах колючелистника тритерпеновых гликозидов [4].

Цель настоящего исследования - изучение гиполи-пидемического действия водного экстракта корней мыльнянки лекарственной Saponaria officinalis L. (товарное название - красный мыльный корень), интроду-цированной в почвенно-климатических условиях Приморского края. Экстракт содержит 70% сапонинов от общего содержания сухих веществ (СВ), что позволяет использовать его в качестве высокоэффективного эмульгатора при производстве широкого ассортимента низкокалорийных эмульсионных продуктов питания [5]. Способность экстракта нормализовать уровень липидов была исследована на модели экспериментальной гиперхолестеринемии (ГХС).

Исследования выполнены на крысах-самцах линии Вистер с массой тела 180-200 г, которых содержали при естественном световом режиме и свободном доступе к воде и пище в отдельном помещении с контролируемой температурой воздуха 20-22°С. Содержание, подготовку к эксперименту, наркоз и декапита-