Исследование содержания флавоноидов в обогащенных хлебобулочных изделиях, полученных с использованием ингредиентов растительного происхождения Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

BecmuuKßTyiHT/Proceedings of VSUET, Т. 81, № 2, 2019-

Оригинальная статья/Original article_

УДК 664.64+664.65

DOI: http://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-2-114-118

Исследование содержания флавоноидов в обогащенных хлебобулочных изделиях, полученных с использованием ингредиентов растительного происхождения

Ирина В. Калинина 1 9747567@mail.ru

Ирина Ю. Потороко 1 irina_potoroko@mail.ru

Наталья В. Науменко 1 naumenko_natalya@mail.ru

Артем В. Малинин 1 artemmalinin3@gmail.com

Арам В. Цатуров 1 aram-chel@mail.ru

Ринат И. Фаткуллин 1 5792687@mail.ru

1 Южно-Уральский государственный университет (НИУ), пр-т Ленина, 76, г. Челябинск, 454080, Россия

Аннотация. В статье рассматривается возможность использования ингредиентов растительного происхождения при производстве обогащенных хлебобулочных изделий с целью повышения содержание в них флавоноидов, веществ способных улучшать регуляцию клеточного метаболизма и участвовать в защите организма человека от окислительного стресса. В рамках решения вопросов повышения количества флавоноидов в составе пищевой матрицы хлеб и хлебобулочные изделия являются наиболее оптимальными, т.к. имеют сложную пищевую матрицу и содержат все макронутриенты в разных соотношениях. При регулярном потреблении хлебобулочных изделий, они могут стать реальным инструментом восполнения недостающих в рационе питания человека микронутриентов или быть источником биологически активных веществ направленного действия. В рамках исследований изучалось два направления: использование технологии обогащения пищевыми ингредиентами, богатыми флавоноидами (дигидрокверцитин и его микронизированная форма) и увеличение содержания флавоноидов за счет собственных ресурсов зерна (цельносмолотая мука из пророщенного зерна пшеницы). Наиболее высокое количество флавоноидов было отмечено в образцах хлеба, как с добавкой ДГК, так и микронизированного ДГК, значения количества флавоноидов увеличилось относительно контроля 0,167±0,002 мг EQ/г и 0,195±0,004 мг EQ/г соответственно. Причем их содержание практически не отличается по количеству как в корке и подкорковом слое, так и в мякише образцов хлеба. Использование цельносмолотой муки из пророщеного зерна пшеницы также приводит к повышению количества флавоноидов как в корке и подкорковом слое, так и в мякише образцов хлеба. Данное значение повышается согласно проценту вносимой цельносмолотой муки и обусловлено содержанием в ней флавоноидов (0,14±0,002 мг EQ /г). Ключевые слова: обогащение хлеба и хлебобулочных изделий, флавоноиды, дигидрокверцитин, пророщенное зерно пшеницы

Investigation of the content of flavonoids in fortified bakery products

Irina V. Kalinina 1 9747567@mail.ru

Irina Yu. Potoroko 1 irina_potoroko@mail.ru

Natalia N. Naumenko 1 naumenko natalya@mail.ru

Artem V. Malinin 1 artemmalinin3@gmail.com

Aram V. Tsaturov 1 aram-chel@mail.ru

Rinat I. Fatkullin 1 5792687@mail.ru

1 South Ural State University (NRU), Lenin Av., 76, Chelyabinsk, 454080, Russia

Abstract. The article considers the possibility of using ingredients of plant origin in the production of enriched bakery products in order to increase the content of flavonoids in them, substances capable of improving the regulation of cellular metabolism and participate in protecting the human body from oxidative stress. As part of solving the issues of increasing the amount of flavonoids in the composition of the food matrix, bread and bakery products are the most optimal, because have a complex food matrix and contain all macronutrients in different ratios. With regular consumption of bakery products, they can become a real tool for replenishing micronutrients missing in the human diet or be a source of biologically active substances of directional action. As part of the research, two areas were studied: the use of enrichment technology with food ingredients rich in flavonoids (hygroquercithin and its micronized form) and an increase in the content of flavonoids at the expense of its own grain resources (whole-wheat flour from germinated wheat grain). The highest amount of flavonoids was observed in bread samples, both with the addition of DHA and micronized DHA, the number of flavonoids increased relative to the control 0.167 ± 0.002 mg EQ / g and 0.195 ± 0.004 mg EQ / g, respectively. Moreover, their content practically does not differ in quantity both in the crust and the subcortical layer, and in the crumb of bread samples. The use of whole-grain flour from sprouted wheat grain also leads to an increase in the amount of flavonoids both in the rind and subcortical layer, and in the crumb of bread samples. This value increases according to the percentage of whole-grain flour applied and is due to the content of flavonoids in it (0.14 ± 0.002 mg EQ / g).

Keywords: enrichment of bread and bakery products, flavonoids, dihydroquercetin, wheat germinated grain

Для цитирования For citation

Калинина И.В., Потороко И.Ю., Науменко Н.В., Малинин А.В., Kalinina I.V., Potoroko I.Yu., Naumenko N.N., Malinin A.V., Цатуров А.В., Фаткуллин Р.И. Исследование содержания Tsaturov A.V., Fatkullin R.I. Investigation of the content of flavonoids

флавоноидов в обогащенных хлебобулочных изделиях, in fortified bakery products obtained using ingredients of plant origin.

полученных с использованием ингредиентов растительного Vestnik VGUIT [Proceedings ofVSUET]. 2019. vol. 81. no. 2. pp. 114-118.

происхождения // Вестник ВГУИТ. 2019. Т. 81. № 2. С. 114-118. (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-2019-2-114-118

doi:10.20914/2310-1202-2019-2-114-118

114

ВешшкВГУУТ/Роаегб^ /Т

Введение

Флавоноиды представляют собой полифенольные соединения, продуцируемые растениями и доставляемые в организм человека посредством пищи. Несмотря на то что эпидемиологический анализ не выявил простую взаимосвязь между потреблением флавоноидов и здоровьем, лабораторными исследованиями и клиническими испытаниями ясно демонстрируется эффективность флавонои-дов в профилактике сердечно-сосудистых, канцерогенных, нейродегенеративных, иммунных, а также других заболеваний. В настоящее время хорошо известна способность флавоноидов улучшать регуляцию клеточного метаболизма и участвовать в защите организма человека от окислительного стресса.

Некоторые биофизические аспекты влияния флавоноидов на здоровье человека остаются до сих пор неясными. В отличие от общепризнанных витаминов дефицит флавоноидов в пище не приводит к развитию синдрома выраженного дефицита. Поэтому первоначально присвоенный флавоноидам статус витаминов (витамин Р) позже был сведен к «витаминоподобным веществам» [5].

Привлекательность флавоноидов состоит в их положительном влиянии на здоровье человека и терапевтическом потенциале их синтетических производных, включая мощные противовоспалительные, антиканцерогенные, противовирусные, противопаразитарные и бактерицидные химические вещества.

Следует отметить, что флавоноиды и их химические производные часто менее токсичны и обнаруживают более низкие побочные эффекты, чем производные, полученные из других природных соединений. Тем не менее, подобно любому химическому веществу, флавоноиды могут наносить вред при высоких дозах, хотя побочные эффекты их приема не были широко изучены [4]. Излишнее потребление флавонои-дов, которые часто предлагаются аптеками, должно быть предметом беспокойства [5, 6].

Из-за медицинского использования флавоноидов в последнее время наблюдается значительное увеличение исследований их влияния на здоровье человека. В течение последних двух десятилетий количество исследований в этой области увеличилось примерно в 10 раз и теперь достигает более 5000 публикаций в год.

В рамках решения вопросов биодоступности флавоноидов в составе пищевой матрицы хлеб и хлебобулочные изделия являются, на наш взгляд, наиболее приемлемыми. Изделия

81, № 2, 2019

данной группы товаров имеют сложную пищевую матрицу, одновременно содержат все макро-нутриенты в разных соотношениях (углеводы 40-50%, белки 6-9%, липиды 1-3%), которые претерпевают многообразные физико-химические и биохимические превращения в процессе технологии производства.

При регулярном потреблении хлебобулочных изделий они могут стать реальным инструментом восполнения недостающих в рационе питания человека микронутриентов или быть источником БАВ направленного действия [7-10].

Именно это определило направление исследований - поиск путей обогащения хлебобулочных изделий флавоноидами растительного происхождения.

Материалы и методы

Базовой (используемой для контрольного образца) рецептурой исследуемых образцов хлебобулочных изделий была выбрана рецептура хлеба пшеничного из муки 1-го сорта, полученного безопарным способом. Пробную лабораторную выпечку проводили согласно ГОСТ 27669-88. Готовые образцы хлеба оценивались через 3 ч после выпечки. Пробная лабораторная выпечка хлеба массой 500 г проводилась при температуре 200 °С.

В рамках исследований изучалось два направления: использование технологии обогащения пищевыми ингредиентами, богатыми флавоноидами, и увеличение содержания флавоноидов за счет собственных ресурсов зерна.

В качестве пищевого ингредиента растительного происхождения, богатого флавоноидами, был выбран дигидрокверцитин (ДГК). В РФ ди-гидрокверцетин разрешен к применению, рекомендуемые нормы его потребления установлены Федеральным центром гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. Суточная доза потребления флавоноидов согласно МР 2.3.1.2432-08 составляет 250 мг, для детей 150-250 мг. Согласно МР 2.3.1.1915-04 рекомендуемая суточная доза флавоноидов составляет 85-120 мг, а ДГК 25-100 мг в день. Вместе с тем проблематика использования ДГК в пищевой отрасли и биомедицине обусловлена его низкой растворимостью и биодоступностью. По этой причине в качестве метода повышения растворимости и биодоступности ДГК была использована его микронизация на основе ультразвукового воздействия.

Для ультразвукового воздействия (УЗВ) был использован акустический источник упругих колебаний ультразвуком - прибор «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ при частоте

Для связи с редакцией: post@vestnik-vsuet.ru

115

On

лй Я

s g ^

2 S § °ü ^ I о 2

►S S р

в I ?

а и s

1о g h » g

g >s

log R о

S ^ S.

p G tr

N a s s

s 5 S

• s Й

hrt w О

ft § Ю

ÍO Ci v» ^ ►Ö fei

H R ?

S й § £

§ В

i s ю I

* g

« ы Я 8

я и g о

Я ^Jy Д

III!

la -i

Общее количество флавоноидов в пересчете на кверцетин мг/г продукта The total amount of flavonoids in terms of quercetin mg / g product

ООО

о a -S b fi Й

/

О

£ в

я в

BecmwuKjBry^T/Proceedings of VSUET, Т. 81, № 2, 2019-

10 Vinayagam R., Xu B. Antidiabetic properties of dietary flavonoids: a cellular mechanism review // Nutrition & metabolism. 2015. V. 12. № 1. P. 60. doi: 10.1186/s12986-015-0057-7

REFERENCES

1 Nilova L.P., Markova K.Yu., Chunin S.A., Kalinina I.V. et al. Forecast of the development of the market of enriched bakery products. Tovaroved prodovol'stvennykh tovarov [Commodity expert of food products]. 2011. no. 5. pp. 25-30. (in Russian).

2 Shestakov S.D., Krasulya O.N., Bogush V.I., Potoroko I.Yu. Tekhnologiya i oborudovaniye dlya obrabotki pishchevykh sred s ispol'zovaniyem kavitatsionnoy dezintegratsii [Technology and equipment for the treatment of food environments using cavitation disintegration]. Moscow, GIORD, 2013. 150 p. (in Russian).

3 Khmelev V.N., Popova O.V. Mnogofun-ktsional'nyye ul'trazvukovyye apparaty i ikh primeneniye v usloviyakh malykh proizvodstv, sel'skom i domashnem khozyaystve [Multifunctional ultrasonic devices and their application in small industrial, agricultural and household conditions: a monograph]. Barnaul, AltSTU, 1997. 160 p. (in Russian).

4 Dykes L., Rooney L.W. Phenolic compounds in cereal grains and their health benefits. Cereal Food World. 2007. vol. 52. no. 3. pp. 105-111.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Ирина В. Калинина к.т.н., доцент, кафедра пищевые и биотехнологии, Южно-Уральский государственные университет, пр-т Ленина, 76, г. Челябинск, 454080, Россия, 9747567@mail.ru Ирина Ю. Потороко д.т.н., профессор, пищевые и биотехнологии, Южно-Уральский государственный университет, пр-т Ленина, 76, г. Челябинск, 454080, Россия, irina_potoroko@mail.ru Наталья В. Науменко к.т.н., доцент, кафедра пищевые и биотехнологии, Южно-Уральский государственный университет, пр-т Ленина, 76, г. Челябинск, 454080, Россия, naumenko_natalya@mail.ru

Артем В. Малинин магистрант, кафедра пищевые и биотехнологии, Южно-Уральский государственный университет, пр-т Ленина, 76, г. Челябинск, 454080, Россия, artemmalinin3@gmail.com

Арам В. Цатуров магистрант, кафедра пищевые и биотехнологии, Южно-Уральский государственный университет, пр-т Ленина,76, г. Челябинск, 454080, Россия, aram-chel@mail.ru Ринат И. Фаткуллин к.т.н., кафедра пищевые и биотехнологии, Южно-Уральский государственный университет, пр-т Ленина, 76, г. Челябинск, 454080, Россия, 5792687@mail.ru

КРИТЕРИЙ АВТОРСТВА

Все авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

ПОСТУПИЛА 20.05.2019 ПРИНЯТА В ПЕЧАТЬ 07.06.2019

5 Eberhardt M.V., Lee C.Y., Liu R.H. Antioxidant activity of fresh apples. Nature. 2000. vol. 405. pp. 903-904.

6 Garcia-Lafuente A., Guillamin E., Villares A., Rostagno M.A., Martinez J.A. Flavonoids as antiinflammatory agents: implications in cancer and cardiovascular disease. Inflammation Research. 2009. vol. 58. no. 9. pp. 537-552. doi: 10.1007/s00011-009-0037-3

7 Holtekjolen A.K., Kinitz C., Knutsen S.H. Flavanol and bound phenolic acid contents in different barley varieties. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2006. vol. 54. no. 6. pp. 2253-2260. doi: 10.1021/jf052394p

8 Zilic S., Hadzi-Taskovic Sukalovic V., Dodig D., Maksimovic V. et al. Antioxidant activity of small grain cereals caused by phenolics and lipid soluble antioxidants. Journal of Cereal Science. 2011. vol. 54. no. 3. pp. 417424. doi: 10.1016/j.jcs.2011.08.006

9 Parhiz H., Roohbakhsh A., Soltani F., Rezaee R. et al. Antioxidant and anti-inflammatory properties of the citrus flavonoids hesperidin and hesperetin: an updated review of their molecular mechanisms and experimental models. Phytotherapy Research. 2015. vol. 29. no. 3. pp. 323-331. doi: 10.1002/ptr.5256

10 Vinayagam R., Xu B. Antidiabetic properties of dietary flavonoids: a cellular mechanism review. Nutrition & metabolism. 2015. vol. 12. no. 1. pp. 60. doi: 10.1186/s 12986-015-0057-7

INFORMATION ABOUT AUTHORS Irina V. Kalinina Cand. Sci. (Engin.), associate professor, food and biotechnology department, South Ural State University, Lenin Av., 76. Chelyabinsk, 454080, Russia, 9747567@mail.ru Irina Yu. Potoroko Dr. Sci. (Engin.), professor, food and biotechnology department, South Ural State University, Lenin Av., 76. Chelyabinsk, 454080, Russia, irina_potoroko@mail.ru Natalia N. Naumenko Cand. Sci. (Engin.), associate professor, food and biotechnology department, South Ural State University, Lenin Av., 76. Chelyabinsk, 454080, Russia, naumenko_natalya@mail.ru

Artem V. Malinin master student, food and biotechnology department, South Ural State University, Lenin Av., 76. Chelyabinsk, 454080, Russia, artemmalinin3@gmail.com

Aram V. Tsaturov master student, food and biotechnology department, South Ural State University, Lenin Av., 76. Chelyabinsk, 454080, Russia, aram-chel@mail.ru

Rinat I Fatkullin Cand. Sci. (Engin.), food and biotechnology department, South Ural State University, Lenin Av., 76. Chelyabinsk, 454080, Russia, 5792687@mail.ru

CONTRIBUTION All authors are equally involved in the writing of the manuscript and are responsible for plagiarism

CONFLICT OF INTEREST The authors declare no conflict of interest. RECEIVED 5.20.2019 ACCEPTED 6.7.2019