CC BY
150
УДК 663/664
Н.В. Макарова, Д.Ф. Валиулина, А.С. Данчева
ИССЛЕДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И АНТИОКСИДАНТНЫХ СВОЙСТВ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ТОРГОВОЙ СЕТИ
Проблема производства пищевых продуктов с функциональными свойствами становится за последние годы все более актуальной. Это объясняется как ухудшением общей экологической ситуации, снижением качества жизни, появлением большого числа хронических и широко распространенных заболеваний. Все большее число медиков и диетологов высказывает мнение, что именно питание может предотвратить многие виды заболеваний. И именно функциональные пищевые продукты способны выполнять функцию профилактики многих заболеваний: сахарного диабета, сердечно-сосудистых изменений, онкологии, атеросклероза и т. д. Ухудшение состояния организма человека связывают с увеличением в организме количества свободных радикалов, снижением количества антиоксидантов внутри клеток различных органов, т. е. отсутствием или ухудшением собственной антиоксидантной системы защиты. Многие функциональные продукты позиционируют как продукты, содержащие витамины и антиоксиданты. В данной работе описываются результаты исследования химического состава (общего содержания фенолов, флавоноидов, антоцианов), антирадикальной активности с реактивом 2,2'-дифенил-1-пикрилгидразилом, восстанавливающей силы (FRAP-значение), антиоксидантной активности в системе линолевая кислота для целого ряда функциональных продуктов, купленных в аптечных и торговых сетях в отделах «Продукты для здоровья»: батончиков, мармелада, соков, напитков, сиропов, конфет. Ряд исследованных продуктов обладает высоким и средним содержанием изученных показателей: напиток черничный, микс овощной, батончики фруктовые, тогда как мармелад, конфеты, сироп, ореховые батончики не могут выступать в роли поставщиков антиоксидантных веществ.
Ключевые слова: функциональные продукты, напиток, батончик, мармелад, фенолы, флавоноиды, антоцианы, антирадикальная способность, антиоксидантная активность.
N.V. Makarova, D.F. Valiulina, A.S. Dancheva
RESEARCH OF CHEMICAL COMPOSITION AND ANTIOXIDANT PROPERTIES OF FUNCTIONAL FOODSTUFFS FROM THE TRADING NETWORK
The problem of the production of food products with functional properties has become increasingly urgent in recent years. This is explained by the deterioration of the overall ecological situation, the decline in the quality of life, the emergence of a large number of chronic and widespread diseases. An increasing number of doctors and nutritionists are of the opinion that it is nutrition that can prevent many types of diseases. And it is functional foods that can function as a prophylaxis for many diseases: diabetes, cardiovascular changes, oncology, atherosclerosis, etc. Deterioration of the human body is associated with an increase in the amount of free radicals in the body, a decrease in the number of antioxidants inside cells of various organs, i.e. absence or deterioration of its own antioxidant defense system. Many functional products are positioned as products containing vitamins and antioxidants. This paper describes the study results of the chemical composition (total phenols, flavonoids, anthocyanins), antiradical activity with the 2,2'-diphenyl-1-picrylhydrazyl reagent, the reducing force (FRAP), antioxidant activity in the linoleic acid system for a number of functional products purchased in pharmacy and retail chains in the departments "Products for health": bars, marmalade, juices, drinks, syrups, sweets. A number of the products examined have a high and average content of the studied indicators: blueberry drink, vegetable mix, fruit bars, whereas marmalade, candy, syrup, nut bars can not act as suppliers of antioxidant substances.
Key words: functional products, drink, bar, marmalade, phenols, flavonoids, anthocyanins, antiradical ability, antioxidant activity.
DOI: 10.17217/2079-0333-2018-44-38-49
Введение
Термин «функциональные пищевые продукты» становится все более популярным не только среди специалистов, но и среди обычных покупателей. Производители пищевых продуктов до-
вольно эффективно используют термины «функциональность», «полезность для здоровья» в рекламе для многих пищевых продуктов. При этом, конечно же, такие продукты обладают дополнительной, более высокой стоимостью. А почему такие «функциональные» продукты полезны покупателям? Основной причиной является растущее осознание, что пища должна быть не только источником энергии, но и пополнять организм различными нутриентами, пробиотиками, пребиотиками, антиоксидантами, витаминами, флавоноидами, минералами, то есть веществами полезными и улучшающими здоровье человека [1].
Какие категории россиян нуждаются в функциональных пищевых продуктах? Кому необходимо обратить внимание на свое питание, скорректировать его, введя в его состав продукты питания с функциональными свойствами? Прежде всего - это дети, питание которых отличается наличием большого числа продуктов, богатых сахарами: бутербродов, кексов, вафель и крекеров [2], при недостатке других необходимых для здоровья составляющих веществ.
Вторая категория - это студенты. В молодости кажется естественным не заботиться о своем здоровье. А о питании большинство молодых и вовсе забывают. Именно студенты в течение длительного времени едят на ходу, питаются фаст-фудом, за счет чего наблюдается недостаток микронутриентов в пище, и, как правило, это сопровождается развитием заболеваний [3].
Третья категория людей, нуждающихся в функциональном питании, - это работники с тяжелыми условиями труда: работники металлургических предприятий, атомных станций, химических производств и т. д. Они также нуждаются в усиленном поступлении в организм человека витаминов и минералов [4], нейтрализующих или предупреждающих воздействие вредных и опасных факторов.
Одна из немногих категорий потребителей, интересующихся принципами здорового питания, функциональными продуктами, новинками в этой области, - это люди, занимающиеся спортом [5]. Существует категория специального функционального питания - спортивное питание, которое призвано компенсировать состояние физического или физиологического стресса и обеспечить организм аминокислотами, ферментами, белками, жирами, минералами.
Емкость рынка функциональных продуктов постоянно увеличивается [6]. В 2006 г. в Испании доля функциональных продуктов составляла 17% от общего числа проданных пищевых продуктов, тогда как к 2020 г. она по прогнозам возрастет до 40%. Среди примеров продуктов функциональной направленности авторы обзора [6] называют пробиотики, пребиотики, напитки, хлебобулочные и зерновые изделия, спрэды, мясо и яйца. Авторы на основе многочисленных публикаций делают вывод, что производство функциональных продуктов является динамично развивающимся сегментом пищевой индустрии.
Существует несколько направлений создания новых пищевых функциональных продуктов. Один из путей - это введение в состав пищевого продукта исходного сырья с функциональными свойствами. Так, например, в работе бразильских ученых [7] в состав зерновых батончиков предложено вводить кожицу фруктов: яблок и папайи. Для батончиков изучены как содержание белков, липидов, пищевых волокон, калорийность, так и антиоксидантное влияние кожицы фруктов на окислительную стабильность жировой фазы при хранении батончиков в течение 120 дней. Кожура фруктов является антиоксидантом, и ее введение оказывает положительное влияние на состав батончиков и длительное сохранение их качества.
Малазийские ученые также предлагают вводить в состав зерновых батончиков исходное сырье, богатое натуральными углеводами из фрукта 8иппаЬ. Для таких батончиков изучена калорийность, содержание основных веществ (белков, жиров, пищевых волокон, углеводов). Делается вывод об эффективности такого направления обогащения батончиков [8].
Обогащение пищевых продуктов фруктами или полуфабрикатами из фруктов - одно из самых востребованных направлений в производстве функциональных продуктов, и это характерно не только для зерновых батончиков. Так, например, турецкие ученые ввели [9] в состав йогурта мармелад из фрукта Lequat в количестве 5-10-15-20%. Была изучена зависимость химического состава, рН, цветовых характеристик, органолептических свойств от массы добавленного мармелада из фруктов. По мнению авторов, йогурт с добавлением мармелада имеет большие перспективы на рынке.
Готовые коммерческие фруктовые и овощные соки пользуются огромной популярностью у потребителей. Крупные корпорации стремятся постоянно выпускать новинки в этой области. Помощь в продажах оказывают и ученые, которые постоянно изучают и «рекламируют» полезные свойства соков. Трендом последнего времени являются антиоксидантные свойства соков.
Так, например, румынские ученые изучили [10] содержание витамина С и антирадикальную активность для свежевыжатых соков: яблочного, розового грейпфрута, красной капусты, томатов, свеклы. В тройку лидеров по содержанию витамина С входят соки розового грейпфрута, свеклы, красной капусты. Именно эти соки и обладают высокой антирадикальной активностью, что авторы связывают с корреляцией между этими двумя показателями.
В другой статье [11] представлены интересные результаты по изучению рН, кислотности, содержания аскорбиновой кислоты, общих фенолов, антирадикальной активности с реактивом 2,2'-дифенил-1-пикрилгидразилом в свежевыжатых соках лайма, лимона, грейпфрута, арбуза, граната, сладкой дыни. Самым кислым является сок лайма, наибольшее содержание аскорбиновой кислоты наблюдается в грейпфруте и лайме. Максимальным количеством фенолов обладают гранатовый и грейпфрутовый соки, а наиболее высокой антирадикальной активностью - сок грейпфрута.
Важно отметить, что соки из фруктов проявляют и другие виды биологической активности. Соки из тропических фруктов бамбангана, гуавы не только проявляют антиоксидантную активность (в системе Р-каротин-линолевая кислота), способность улавливать свободные радикалы, но и тормозят окисление гемоглобина и липопротеинов, что позволяет рекомендовать эти соки как профилактические пищевые продукты [12].
Исследования по антиоксидантной активности касаются не только соков, но и сокосодержащих напитков. Так, проведено [13] изучение общего содержания фенолов, антирадикальной активности (DPPH-метод), восстанавливающей силы (FRAP-метод) в семи свежевыжатых соках (яблоко, виноград, гуава, манго, абрикос, гранат, апельсин), в пяти коммерческих 100%-ных соках (яблоко, виноград, абрикос, гранат, апельсин), в шести соковых напитках (яблоко, виноград, гуава, манго, абрикос, апельсин). Сокосодержащие напитки по своим показателям уступают коммерческим сокам, а коммерческие соки, в свою очередь, хуже, чем свежевыжатые соки.
Таким образом, рынок функциональных продуктов имеет тенденции к расширению, а продукты с антиоксидантной активностью являются важной его составляющей.
Объекты и методы исследования
Исследуемые объекты были закуплены в торговых и аптечных сетях г. Самара в разделах «Товары для здоровья», «Полезные товары». Характеристика объектов исследования представлена в таблице.
Характеристика объектов исследования
№ Характеристика пищевого продукта Состав Ценовая категория, руб. за единицу
1 Мармелад с натуральным соком Сахар, патока, желирующий агент пектин, смесь сухая на основе соков и пюре «Мультифрукт» (мальтодекстрин кукурузный, концентрированное абрикосовое пюре, концентрированный сок лайма, концентрированное клубничное пюре, концентрированный сок кислой вишни), регуляторы кислотности: кислота лимонная, цитрат натрия, концентрированный сок черной моркови, ароматизаторы: «Ананас», «Клубника», «Черная смородина», «Апельсин», красители кармин, лютеин, каротины 150-200 (300 г)
2 Батончик-мюсли Мультизлаковый с черникой и ежевикой Зерновые хлопья (овсяные, пшеничные, ржаные, ячменные), рис и кукуруза воздушные экструдированные, пшеница воздушная, ягоды свежие: черника, ежевика, красная смородина, патока, масло подсолнечное рафинированное и дезодорированное 20-40 (55 г)
3 Мармелад из свежих ягод Фруктоза, патока, черная смородина, желирующий агент (агар), регулятор кислотности (лимонная кислота), ароматизатор натуральный «Черная смородина», консервант (сорбиновая кислота) 140-200 (105 г)
4 Сок Микс овощной с имбирем Томатное пюре, пюре сладкого перца, морковный сок, огуречный сок, свекольный сок, сок салата, соль, экстракт базилика, экстракт пряностей (укропа, лука, петрушки, чеснока, сельдерея), экстракт имбиря 70-120 (0,3 л)
5 Сироп Черника натуральный Фруктоза, концентрированный сок черники, концентрированный яблочный сок, загуститель: пектин, регулятор кислотности: кислота лимонная, краситель натуральный: экстракт из кожицы винограда 120-200 (0,25 л)
6 Нектар фруктовый Черничный неосвет-ленный пастеризованный Сок черники, фруктоза, вода 200-300 (0,3 л)
Окончание таблицы
№ Характеристика пищевого продукта Состав Ценовая категория, руб. за единицу
7 Орехово-фруктовый батончик Морковь Финик сушеный, тыквенные семечки. яблоко сушеное, морковь сушеная, ядро кешью, лен, семена чиа 20-50 (45 г)
8 Натуральный фруктовый батончик с апельсином и брусникой Абрикос сушеный, яблоко сушеное, апельсин свежий (16 %), изюм, брусника свежемороженая (12 %), яблочное пюре натуральное, фруктоза, стабилизатор гуммирабик, консервант сорбат калия, антиоксидант аскорбиновая кислота 20-50 (30 г)
9 Орехово-фруктовый батончик Клюква - Тыквенные семечки Финик сушеный, изюм, тыквенные семечки, клюква сушеная, ядро миндаля, ядро подсолнечника, лен, семена чиа, гвоздика молотая, кардамон 20-50 (45 г)
10 Живые конфеты из свежих ягод Малина Фруктоза, патока, малина, желирующий агент (агар), регулятор кислотности (лимонная кислота), консервант (сорбиновая килота) 120-200 (170 г)
11 Клюква сушеная Ягоды клюквы резаные, сахар, подсолнечное масло 200-300 (200 г)
12 Фруктово-ореховый батончик Вишня и клюква Сухофрукты: виноград, яблоко, вишня, клюква, ядра орехов: миндаль, фундук, облатки вафельные (пшеничная мука, картофельный крахмал, растительное масло), кокосовое масло, эмульгатор (соевый лецитин), антиокислитель (аскорбиновая кислота), ароматизатор 20-50 (50 г)
Метод приготовления экстрактов исследуемых образцов. Навеску измельченного продукта 1 г (для экстракта концентрацией 0,1 г/см3) помещали в колбу с притертой пробкой, добавляли 10 мл 98%-ного этилового спирта, разбавленного водой в соотношении 1:1, выдерживали в термостате при 37°С в течение 2 ч при непрерывном перемешивании. Далее отделяли прозрачный слой экстракта центрифугированием на центрифуге в течение 15 мин при скорости 3000 об/мин.
Метод определения общего содержания фенольных веществ. Определение фенольных веществ основано на их способности связываться с белковыми веществами, осаждаться солями металлов, окисляться и давать цветные реакции. Исследования проводились по методу [14]. Колориметрический метод определения общего содержания фенольных веществ основан на применении реактива Фолина. Под реактивом Фолина подразумевают реактив Folin-Ciocalteu, который готовят из: вольфрамата Na, молибдата Na, H2O, 85%-ной H3PO4, HCl, сульфата Li и Br2. Реакцию Фолина и ее варианты применяют для обнаружения и фотометрического определения фенолов, тиолов и дисульфидов (цистина, цистеина), пуриновых оснований (гуанина, ксантина, 2- гидроксиаденина), мочевой кислоты, пептидов и белков, содержащих тирозин и триптофан. В присутствии перечисленных соединений в щелочной среде реактив Фолина восстанавливается при окислении фенолов до смеси синих оксидов WO2 • nWO3 или MoO2 • nMo03. Образующаяся голубая окраска пропорциональна количеству фенольных веществ. Интенсивность синей окраски измеряется на спектрофотометре при длине волны 725 нм.
В стерильных пробирках приливали к 0,25 мл готового экстракта продуктов концентрацией 0,1 мг/см3, 0,25 мл 50 %-ного водного раствора реактива Folin-Ciocalteu, 0,50 мл насыщенного раствора карбоната натрия и 4,00 мл дистиллированной воды. В контрольную пробу приливали вместо экстракта 0,25 мл дистиллированной воды. Смесь выдерживали 25 мин при 25°С при постоянном помешивании для завершения реакции. Далее пробы центрифугировали 10 мин при скорости 2000 об/мин.
Содержание фенольных веществ в прозрачном растворе экстракта продуктов определяли спектрофотометрическим методом на спектрофотометре. Спектр поглощения снимали при длине волны 725 нм в кювете с толщиной слоя жидкости 10 мм. В кювету сравнения помещали контрольную пробу. Калькуляцию фенольных соединений в мг галловой кислоты (ГК)/100 г продукта проводили по калибровочной кривой.
Метод определения общего содержания флавоноидов. Исследования содержания флаво-ноидов проводят по методу [15] с модификацией для исследуемых продуктов. В пробирки помещали 0,50 мл экстракта концентрацией 0,1 мг/см3, 2,50 мл дистиллированной воды, 0,15 мл раствора 5%-ного нитрита натрия. Выдерживали в течение 5 мин. Затем приливали 0,30 мл 10%-ного хлорида алюминия (III), выдерживали в течение 5 мин. Добавляли 1,00 мл 1 М гидро-ксида натрия и 5,00 мл дистиллированной воды.
Содержание флавоноидов определяли спектрофотометрическим методом на спектрофотометре. Спектр поглощения снимали при длине волны 510 нм в кювете с толщиной слоя жидкости 10 мм. В кювету сравнения помещали дистиллированную воду. Калькуляцию флавоноидов в мг катехина (К)/100 г продукта проводили по калибровочной кривой.
Метод определения общего содержания антоцианов. Содержание антоцианов в некоторых исследуемых продуктах определяли спектрофотометрическим методом на спектрофотометре в экстракте функционального продукта с буферными растворами с рН 1,0 и 4,5 [16]. Калькуляцию антоцианов в мг цианидин-3-гликозида/100 г продукта проводили по формуле, приведенной в статье [16].
DPPH-метод (метод определения радикалудерживающей способности с использованием реактива 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила). Одним из способов оценки антиоксидантной активности является колориметрия свободных радикалов. Данный метод основан на реакции стабильного синтетического радикала DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразила), растворенного в этаноле, с образцом антиоксиданта, содержащегося в экстракте [17]. В результате восстановления свободного радикала DPPH антиоксидантами функциональных продуктов пурпурно-синяя окраска DPPH превращается в желтую, так как происходит переход свободного радикала 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила, имеющего пурпурно-синюю окраску, в стабильную молекулу 2,2-дифенил-1-пикрилгидразина, который имеет желтую окраску. Существует два способа проведения эксперимента по данному методу - статический и динамический. Статический показывает, при какой концентрации экстракта наблюдается наилучшее ингибирование свободных радикалов. Динамический характеризует процесс ингибирования во времени и показывает время, которое необходимо для ингибирования радикалов DPPH антиоксидантами экстракта с концентрацией, при которой наблюдается наилучшее ингибирование свободных радикалов. Также, чтобы охарактеризовать антиоксидантную активность, существует параметр - ЕС50 - это та концентрация экстракта, при которой происходит 50%-ное ингибирование радикала DPPH антиок-сидантом экстракта. Торможение реакций окислительного распада происходит тем быстрее и антиоксидантная активность образов тем выше, чем ниже показатель ЕС50.
В пробирки помещали 0,20 мл экстракта исследуемых продуктов концентрацией 0,1 мг/см3, 2,00 мл дистиллированной воды, 2,00 мл спиртового раствора 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила. В контрольную пробу по экстракту помещали вместо раствора 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила дистиллированную воду. В контрольную пробу по раствору 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила приливали вместо экстракта дистиллированную воду. Смесь выдерживали в течение 30 мин в недоступном для света месте.
Колориметрию свободных радикалов 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила проводили спектрофотометрическим методом на приборе КФК при длине волны 517 нм в кювете толщиной слоя жидкости 10 мм. В кювету сравнения помещали этиловый спирт.
Для проведения этого исследования в качестве экстракта использовали экстракты с концентрацией 0,005, 0,05, 0,1, 0,25, 0,5 г/см3.
FRAP-метод (метод определения железосвязывающей активности экстрактов). Исследование восстанавливающей силы было проведено по методу [18] с модификацией для функциональных продуктов. Подготавливали реактив FRAP: в колбу помещали 10,00 мл ацетатного буфера pH 3,6, 1,00 мл 20 мМ раствора хлорида железа (III), 1,00 мл реагента 2,4,6-три-(2-пиридил)-1,3,5-триазина (TPTZ). Смесь выдерживали в термостате в течение 10 мин при температуре 37°С при периодическом перемешивании.
В пробирки прибавляли 1,00 мл реактива FRAP, 3,00 мл дистиллированной воды, 0,10 готового экстракта исследуемых продуктов концентрацией 0,1 мг/см3. В контрольную пробу приливали вместо экстракта 0,10 мл дистиллированной воды. Смесь выдерживают 4 мин при температуре 37°С при периодическом перемешивании.
Определение железосвязывающей активности проводили спектрофотометрическим методом при длине волны 593 нм в кювете с толщиной слоя жидкости 10 мм. В кювету сравнения приливали дистиллированную воду. Определение железосвязывающей активности проводили по калибровочной кривой в ммоль Fe2+/1 кг исходного сырья.
Метод оценки антиоксидантных свойств с использованием модельной системы с линоле-вой кислотой. Метод исследований на модели с линолевой кислотой основан на регистрации перо-кисления линолевой кислоты, которое определялось по реакции веществ, реагирующих с радикалом аммония и хлоридом железа (II) при 500 нм, образующихся при нагревании при 40оС за период 120 ч смеси из экстракта исследуемых продуктов, линолевой кислоты, фосфатного буфера и Tween-20 [19].
В колбы, снабженные притертой пробкой, к 1,00 мл экстракта концентрацией 0,1 мг/см3 приливали 1,00 мл 2,51%-ного спиртового раствора линолиевой кислоты, 2,00 фосфатного буфера pH 7,0, добавляли 1,00 мл 50%-ного этилового спирта и 1 мл Tween 20. В пробы контроля вместо экстракта добавляли дистиллированную воду. Пробы выдерживали в термостате в течение 120 ч при температуре 40°С. После выдержки отбирали 0,1 мл смеси, добавляли 9,70 мл 75%-ного этилового спирта, 0,10 мл 30%-ного раствора аммониевой соли тиоциановой кислоты. Выдерживали в течение 3 мин. Добавляли 0,10 мл 0,1 М раствора хлорида железа (II).
Анализ проводили спектрофотометрическим методом при длине волны 500 нм в кювете с толщиной слоя жидкости 10 мм. В кювету сравнения приливали дистиллированную воду. Результаты рассчитывали в процентах ингибирования процессов окисления линолевой кислоты.
Результаты и обсуждение
Большинство исследователей антиоксидантной активности растительного и животного сырья считают доказанной прямую взаимосвязь между химическим составом и уровнем антиокси-дантного действия [20, 21]. Поэтому важной составляющей наших исследований является определение общего содержания фенолов, флавоноидов, антоцианов. По показателю общего содержания фенолов (рис. 1) исследованные нами объекты можно условно разделить на три группы: 1) с низкими показателями 58-235 мг ГК/100 г исходного сырья: мармелад № 1, батончик № 2, мармелад № 3, конфеты № 10; 2) со средними показателями 518-677 мг ГК/100 г: батончик № 12, батончик № 7, клюква сушеная № 11, батончик № 8, батончик № 9, микс овощной № 4, сироп № 5; 3) один продукт - нектар черничный № 6 имеет очень высокий показатель общего содержания фенолов 994 мг ГК/100 г.
о Я
п о и
и о о
№ -
& -
а
а «
о в о
ч ч я
1200
1000
800
600
400
200
2 12 9 11 8 7 4 6 3 5 10 1
0
Рис. 1. Общее содержание фенолов в исследованных функциональных продуктах
Таким образом, хотя все исследованные продукты и относятся к классу функциональных, но лидер (нектар черничный) и аутсайдер (мармелад № 1) отличаются друг от друга по исследуемым параметрам почти в 20 раз.
Именно класс флавоноидов обладает различными уровнями биологической активности, причем на весьма значительном уровне [22, 23]. Анализируя данные показателя общего содержания флавоноидов (рис. 2), можно отметить уровни, отличающиеся друг от друга в десятки раз. Среди функциональных продуктов самым высоким содержанием флавоноидов обладают (мг К/100 г): нектар черничный № 6 (419), микс овощной № 4 (322), орехово-фруктовый батончик № 9 (253). Среднее содержание флавоноидов показывают: сироп черничный № 5 (181), клюква сушеная № 11 (172), фруктовый батончик № 8 (172), орехово-фруктовый батончик № 7 (151), фруктово-ореховый батончик № 12 (142). Очень низкий уровень флавоноидов имеют: живые конфеты № 10 (41), мармелад № 3 (32), батончик мюсли № 2 (29), мармелад № 1 (17). Если эти данные сопоставить с показателями общего содержания фенолов, то в целом группы лидеров и аутсайдеров состоят из одних и тех же продуктов: лидирующая группа нектар № 6 и микс овощной № 4, группа отстающих - мармелад № 1 и батончик № 2.
Рис. 2. Общее содержание флавоноидов в исследованных функциональных продуктах
Антоцианы - это класс соединений, ответственных за окраску фруктов. При этом кроме окрашивающей способности антоцианы обладают и антиоксидантной активностью [24, 25]. На основе анализа состава функциональных продуктов по данным этикетки (см. табл.) нами были выбраны для анализа на содержание антоцианов следующие продукты, содержащие ягоды и фрукты, а, следовательно, и антоцианы: мармелад № 1, батончик № 2, мармелад № 3, сироп № 5, нектар № 6, батончик № 8, батончик № 9, живые конфеты № 10, клюква № 11, батончик № 12. Результаты определения антоцианов представлены на рис 3.
70
и
2 12 9 11 874635 10 1
Рис. 3. Общее содержание антоцианов в исследуемых функциональных продуктах
В ряде исследованных функциональных продуктов используемым методом обнаружить антоцианы не удалось: мармелад № 3, батончики № 8, № 9, № 12. Очень низкое содержание антоцианов характерно для сиропа № 5 (2,51 мг ЦГ/100 г), тогда как нектар № 6 содержит наибольшее количество антоцианов (57,16 мг ЦГ/100 г). Это довольно интересный факт, так как по данным этикетки в состав обоих этих продуктов входит сок черники. Ягоды черники также являются компонентом батончика мюсли № 2, и он имеет среднее значение антоцианов (12,20 мг ЦГ/100 г), а содержание антоцианов клюквы сушеной № 11 находится на уровне живых конфет № 10. Если в целом суммировать данные по химическому составу по трем показателям, то несомненным лидером по содержанию веществ, ответственных за антиоксидантную активность, является нектар из черники № 6.
Улавливание свободных радикалов является одним из важнейших свойств антиоксидантов [26, 27], поэтому определение антиоксидантной активности включает в себя и определение ан-
тирадикального действия. Нами использована методика исследования антирадикальной активности по способности улавливать свободный радикал - 2,2'-дифенил-1-пикрилгидразил. Анализ результатов уровня такого показателя, как Ес50 для функциональных продуктов, представленный на рис. 4, позволяет выделить два продукта, не проявляющие активности: мармелад № 1 и живые конфеты № 10. Два продукта: батончик № 2 и мармелад № 3 имеют очень низкие значения Ес50 (103,8 и 101,2 мг/см3). Три продукта: батончики № 12, 7 и 9 имеют средние значения (47,5-63,2 мг/см3). Четыре продукта: клюква сушеная № 11, микс овощной № 4, сироп черничный № 5, батончик № 8 показывают высокие значения (26,5-39,0 мг/см3). Но несомненным лидером является нектар черника № 6 (6,8 мг/см3). Это лидерское положение нектар № 6 сохраняет так же, как и в случае показателей содержания фенолов, флавоноидов, антоцианов. В целом в качестве профилактических продуктов с высокой способностью улавливать радикалы можно рекомендовать клюкву сушеную № 11, микс овощной № 4, сироп черничный № 5, батончик № 8, нектар черника № 6.
Рис. 4. Антирадикальная активность функциональных продуктов
Показатель восстанавливающей силы характеризует способность антиоксидантов тормозить катализирующее действие ионов металлов в реакциях окисления [28, 29]. Три изученных функциональных продукта имеют высокие значения этого показателя (рис. 5) 12,60-23,94 ммоль Ре2+/1 кг: микс овощной № 4, сироп № 5, нектар № 6. Три продукта характеризуются низкими значениями: 1,08-2,52 ммоль Бе2+/1 кг: мармелад № 1, живые конфеты № 10, батончик № 2. Остальные объекты показывают средние значения в интервале 5,94-9,72 ммоль Бе2+/1 кг. В целом можно говорить о сохранении тенденций в уровне показателей и для этого экспериментального метода.
30
&
о
ж ча о
13
3 го
ь;
>
25
20
15
10
23,94
12,6
9,72
7,92
5,94
7,2
8,64
2,52
13 68
7,0: 2
1,89 1,08
2 12 9 11 8 7 4 6 3 5 10 1
Рис. 5. ЕЕЛР-значение исследуемых функциональных продуктов
5
Исследование способности пищевого продукта ингибировать окисление линолевой кислоты является важной характеристикой антиоксидантной активности, являющейся составной частью общей способности антиоксиданта предотвращать возникновение окислительного стресса [30, 31]. Некоторые из изученных функциональных продуктов вообще не проявляют антиокислительную активность по данному методу или имеют этот показатель ниже 10%: батончик мюсли № 2, батончик № 8, мармелад № 3, сироп № 5, живые конфеты № 10, мармелад № 1. Вместе с тем, продукты, имеющие высокие показатели и в других методах, и по данному методу проявляются активность: батончики № 12, № 7, № 8, клюква № 11, микс овощной № 4, нектар № 6 (рис. 6).
«
в о о
4 о Я
5
4 №
5 S
S
5 3
s а
о № S S я в о а s »о
25
20
15
10
2 12 9 11 8 7 4 6 3 5 10 1
5
0
Рис. 6. Способность ингибировать окисление линолевой кислоты исследованных функциональных продуктов
При обсуждении результатов исследований химического состава и антиоксидантной активности для растительного сырья и пищевых продуктов на его основе весьма важной составляющей является изучение корреляции между показателями химического состава и данными по уровню антиоксидантного действия [32-34].
Нами были построены корреляционные зависимости между содержанием фенолов и FRAP-значением (рис. 7), а также содержанием флавоноидов и FRAP-значением (рис. 8) для изученных функциональных продуктов.
30
i- 25
о
ta ________
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Общее содержание фенолов мг галловой кислоты /100 г исходного сырья
Рис. 7. Корреляция между содержанием фенолов и значением FRAP для исследуемых функциональных продуктов
Анализ рис. 7 и 8 показывает наличие определенной зависимости между показателями химического состава и антиоксидантной активности для функциональных пищевых продуктов.
Мнение у большинства потребителей пищевых продуктов относительно функциональных пищевых продуктов разделяются на две группы:
1. Функциональные продукты - это продукты, реально улучшающие здоровье человека при их длительном употреблении.
2. Функциональные продукты - это миф, а за счет их высокой стоимости производители увеличивают свою прибыль.
В принципе и производители функциональных пищевых продуктов делятся на два лагеря:
1. Производят обычные продукты под маркой функциональных - полезных для здоровья с целью повышения своих доходов.
2. Действительно выполняют важную социальную роль - каждодневно улучшают здоровье человека за счет введения в его рацион полезных веществ.
я о
п —
о я о
а л
4
о
5 =
я
й
6
о
«
о и о о
в
ю
о
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
/
♦
/
/
- ♦
У *
♦
10 15 20
FRAP ммоль Fe2+/ 100 г исходного сырья
25
30
Рис. 8. Корреляция между содержанием флавоноидов и значением FRAP для исследуемых функциональных продуктов
Результаты наших исследований позволяют также выделить в разных товарных категориях группу продуктов, имеющих функциональные свойства: микс овощной № 4, нектар фруктовый № 6, фруктовые батончики № 8, 9, 12. Необходимо отметить, что интерес к функциональным продуктам растет, но при этом в основном в этой группе продуктов на данном этапе предложены напитки, каши, мармелад, батончики. Этого явно недостаточно, и исследования в этой области необходимо продолжить.
Литература
1. Reshetnik E.I., Utochkina E.A. Healthy food products with probiotic and prebiotic properties. Food and Raw Materials. - 2013. - Vol. 1, № 1. - P. 88-94. DOI: 10.12737/1562.
2. Confectionery goods for healthy diet / G.A. Dorn, T.V. Savenkova, O.S. Sidorova, O.V. Golub // Food and Raw Materials. - 2015. - Vol. 3, № 1. - P. 70-76. DOI: 10.12737/1240.
3. Use of bar processing to increase the shelf life of vitaminized sausages and their use for the correction of students' health / S.L. Tikhonov, N.V. Tikhonova, E.V. Saokhavalova, V.M. Poznyakovskiy, A.Y. Volkov, A.V. Aleksandrov, A.E. Terent'ev, V.A. Lazarev // Food and Raw Materials. - 2016. -Vol. 4, № 2. - P. 121-127. DOI: 10.21179/2308-4057-2016-2-121-127.
4. Nutritional factor in ensuring health and reliability increase of professional activities of industrial workers / V.V. Trihina, V.B. Spirichev, V.Z. Koltun, A.N. Avstrievskih // Food and Raw Materials. -2015. - Vol. 3, № 1. - P. 86-96. DOI: 10.12737/11242.
0
5
5. Relevant problems of sports nutrition / N.Y. Latkov, A.A. Vecovtev, Y.A. Koshelev, V.I. Bakaytis // Food and Raw Materials. - 2015. - Vol. 3, № 1. - P. 77-85. DOI: 10.12737/11241.
6. Functional food. Product development, marketing and consume acceptance. - A review / I. Siro, E. Kápolna, B. Kápolna, A. Lugasi // Appetite. - 2008. - Vol. 51, № 2. - P. 456-457.
7. Oxidative stability of cereal bars made with fruit peels / N.S.R. Mendez, C.R. Gomes-Ruff, M.F. Lage, F.S. Beckerr, A.A.M. Melo // Food Science and Technology (Campinas). - 2013. - Vol. 33, № 4. - P.730-736.
8. Development and physico-chemical analysis of granola formulated with puffed glutinous rice and selected dried Sunnah foods / A.R. Hassan, C.Z. Norlelawan, A. Ruhman, N. Huda-Fauran // International Food Research Journal. - 2016. - Vol. 23, № 2. - P. 498-506.
9. The effect of loquat fruit (Eriobotrya japonica) marmalade addition and storage time on physic-chemical and sensory properties of yogurt / H. Temiz, Z. Tarakci, T. Karadeniz, T. Bak // Journal of Agricultural Sciences. - 2012. - Vol. 18. - P. 329-338.
10. Antioxidant activity of some fresh vegetables and fruit juices / D.-G. Dumbrava, N.-G. Hadaruga, C. Moldovan, D.-N. Raba, M.-V. Popa, B. Radoi // Journal of Agroalimentary Processes and Technologies. - 2011. - Vol. 17, № 2. - P. 163-168.
11. Al-Musharfi N.K., Al-Wahaibi H.S., Khan S.A. Comparison of ascorbic acid total phenolic content and antioxidant activities of fresh juices of six fruits grown in Oman // Journal Food Processing & Technology. - 2015. - Vol. 6, № 11. - P. 513. DOI: 10.4172/2157-7110.1000513.
12. Zabidah A.A., Kong K.W., Amin I. Antioxidant properties of tropical juices and their effects on in vitro hemoglobin and low density lipoprotein (LDL) oxidation // International Food Research Journal. - 2011. - Vol. 18. - P. 549-556.
13. Wern K.H., Haron H., Keng C.B. Comparison of total phenolic contents (TPC) and antioxidant activities of fresh fruit juices, commercial 100% fruit juices and fruit drinks // Sains Malaysiana. -2016. - Vol. 45, № 9. - P. 1319-1327.
14. Phenols, flavonoids and antioxidant activity of aqueous and methanolic extracts of propolis (Apis mellifera L.) from Algarve, South Portugal /M.G. Miguel, S. Nunes, S.A. Dandlen, A.M. Cavaco, M.D. Antunes // Food Science and Technology (Campinas). - 2014. - Vol. 34, № 1. - P. 16-23.
15. Antioxidant activity, total phenolic and flavonoid contents, and cytotoxicity evaluation of Bougainvillee xbuttiana / L.A. Figueroa, L.B. Navarro, M.P. Vera, V.L. Petricevich // International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. - 2014. - Vol. 6, № 5. - P. 497-502.
16. Wang C.Y., Chen C.-T., Wang S.Y. Changes of flavonoid content and antioxidant capacity of blueberries after illumination with UV-C // Food Chemistry. - 2009. - Vol. 117, № 2. - P. 426-431.
17. Rabeta M.S., Lin S.P. Effects of different drying methods on the antioxidant activities of leaves and berries of Cayratia trifolia // Sans Malaysiana. - 2015. - Vol. 44. - № 2. - P. 275-280.
18. Polyphenol content and antioxidant activity of Maqui (Aristotelia chilensis [Molina] stuntz) during fruit development and maturation in central Chile / C. Freedes, G. Montenegr, J.P. Zoffoli, M. Gómez, P. Robert // Chilean Journal of Agricultural Research. - 2012. - Vol. 72, № 4. - P. 582-589.
19. Chemical composition and antioxidant properties of juniper berry (Juniperus communis L.) essential oil / I.S. Stoilova, J. Wanner, L. Jirovetz, D. Trifonova, L. Krastev, A.S. Stoyanova, A.I. Krastanov // Bulgarian Journal of Agricultural Science. - 2014. - Vol. 20, № 2. - P. 227-237.
20. Antioxidant interaction between major phenolic compounds found in 'Ataúlfo' mango pulp: chlorogenic, gallic, protocatechuic and vanillic acids / H. Palafox-Carlos, J. Gil-Chávez, R.R. Sotelo-Mundo, J. Namiesnik, S. Gorinstein, A. González-Aguilar // Molecules. - 2012. - Vol. 17. - P. 1265712664. DOI: 10.3390/molecules171112657.
21. Comparison of the total phenol, flavonoid contents and antioxidant activity of methanolic extracts of Artemisia spicigera and A. splendens growing in Iran / F.H. Afshar, A. Delazar, H. Nazemiyeh, S. Esnaashari, B.M. Sedighe // Pharmaceutical sciences. - 2012. - Vol. 18, № 3. - P. 165-170.
22. Tiwari S.Ch., Husain N. Biological activities and role of flavonoids in human health - A revie // Indian Journal Science Research. - 2017. - Vol. 12, № 2. - P. 193-196.
23. Ghasemzadeh A., Ghasemzadeh N. Flavonoids and phenolic acids: role and biochemical activity in pants and human // Journal of Medicinal Plants Research. - 2011. - Vol. 5, № 31. - P. 6697-6703. DOI: 10.5897/JMPR11.1404.
24.Miguel M.G. Anthocyanins: antioxidant and/or anti-inflammatory activities // Journal of Applied Pharmaceutical Science. - 2011. - Vol. 01, № 6. - P. 7-15.
25. Antiproliferative and antioxidant properties of anthocyanin rich extracts from blueberry and blackcurrant juice / Z. Diaconeasa, L. Leopold, D. Rugina, H. Ayvaz, C. Socaciu // International Journal of Molecular Sciences. - 2015. - Vol. 16. - P. 2352-2365. DOI: 10.3390/ijms16022352.
26. Antioxidant and antiradical properties of green tea extract compounds / A. Masek,
E. Chrzescijanska, M. Latos, M. Zaborski, A. Podsqdek // International Journal of Electrochemical Science. - 2017. - Vol. 12. - P. 6600-6610. DOI: 10/20964/2017.07.06..
27. Arina N.B., Rohman A. The phenolic contents and antiradical activity of Indonesian Phyllantus urinaria L. // International Food Research Journal. - 2013. - Vol. 20, № 3. - P. 1119-1124.
28. Rabeta M.S., Nur Faraniza R. Total phenolic content and ferric reducing antioxidant power of the leaves and fruits of Garcinia atrovirdis and Cynometra cauliflora // International Food Research Journal. - 2013.- Vol. 20, № 4. - P. 1691-1696.
29. Antioxidant and free radical scavenging activity of triphala detrmined by using different in vitro models / D. Babu, P. Gurumurthy, S.K. Borra, K.M. Cherian // Journal of Medicinal Plant Research. -2013. - Vol. 7, № 39. - P. 2898-2905. DOI: 10.5897/JMPR2013.5124.
30. Gasparovic A.G., Lovakovic T., ZarkovicN. Oxidative stress and antioxidants: biological response modifiers of oxidative homeostasis in cancer // Peridicum Biologorum. - 2010. - Vol. 112, № 4. -P. 433-439.
31. The role of oxidative stress and antioxidants in liver diseases / S. Li, H.-Y. Tan, N. Wang, Z.-J. Zhang, L. Lao, C.-W. Wong, Y. Feng // International Journal of Molecular Sciences. - 2015. -Vol. 16. - P. 26087-26124. DOI: 10.3390/ijms161125942.
32. Li X., Wu X., Huang L. Correlation between antioxidant activitites and phenolic contents of radix angelcae sinensis (Danggui) // Molecules. - 2009. - Vol. 14. - P. 5349-5361. DOI: 10.3390/molecules14125349.
33. Antioxidant capacities and total phenolic content of 56 wild fruits from South China. / L. Fu, B.-T. Xu, X.-R. Xu, X.-Sh Qin. , R.-Y. Gan, H.-B. Li // Molecules. - 2010. - Vol. 15. - P. 8602-8617. DOI: 10.3390/molecules15128602.
34. Total phenolic contents and antioxidant capacities of selected Chinese medicinal plants /
F.-L. Song, R.-Y. Gan, Y. Zhang, Q. Xiao, L. Kuang, H.-B. Li // International Journal of Molecular Sciences. - 2010. - Vol. 11. - P. 2362-2372. DOI: 10.3390/ijms11062362.
Информация об авторах Information about the authors
Макарова Надежда Викторовна - Самарский государственный технический университет; 443100, Россия, Самара; доктор химических наук; заведующий кафедрой «Технология и организация общественного питания»; makarovanv1969@yandex.ru
Makarova Nadezhda Viktorovna - Samara State Technical University; 443100, Russia, Samara; Doctor of Chemical Sciences; Head of Technology and Organization of Public Catering Chair; makarovanv 1969@yandex. ru
Валиулина Динара Фанисовна - Самарский государственный технический университет; 443100, Россия, Самара; кандидат технических наук; доцент кафедры «Технология и организация общественного питания»; dinara-bakieva@mail.ru;
Valiulina Dinara Fanisovna - Samara State Technical University; 443100, Russia, Samara; Candidate of Technical Sciences; Assistant Professor of Technology and Organization of Public Catering Chair; dinara-bakieva@mail.ru
Данчева Алена Сергеевна - Самарский государственный технический университет; 443100, Россия, Самара; магистрант
Dancheva Alena Sergeevna - Samara State Technical University; 443100, Russia, Samara; Undergraduate of Science of Technology of Food Production and Biotechnology Chair; daalenas@gmail.com
