CC BY
7
УДК 637.5/58.085 Ил. 5. Библ. 14.
к вопросу обогащения мясных продуктов природными антиоксидантами
Забалуева Ю.Ю., канд. техн. наук, Мелешкина Н.В.,
Баженова Б.А., доктор техн. наук, Данилов М.Б., доктор техн. наук
ФГБОУ ВО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления»
Ключевые слова: суммарное содержание антиоксидантов, мясо, экстракция, настои, лекарственные растения.
Реферат
Представлены результаты изучения суммарного содержания антиоксидантов в настоях из лекарственных растений в зависимости от способа их получения. Установлено, что количественный уровень водорастворимых антиоксидантов в настоях, полученных методом мацерации, не значительно отличается от настоев, приготовленных с использованием экстрагирования при помощи ультразвука и электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Показана перспективность использования водно-спиртовых настоев плодов шиповника и плодов барбариса в виде пищевых добавок с антиоксидантным действием в производстве продуктов питания.
one of the ways of enríchment of meat products by natural antíoxídants
Zabalueva Ju. Ju., Meleshkina N.V., Bazhenova B.A., Danilov M.B.
East Siberia State University of Technology and Management
Keywords: the total content of antioxidants, meat, maceration, extraction, extract, herbs
Summary
The article presents the results of studying the total content of antioxidants in herbal extracts, depending on the method of their production. It was found that the quantitative level of water soluble antioxidants in extracts, which was prepared by maceration, not significantly different from the extracts prepared using extraction by ultrasound and microwave frequency electromagnetic field. The perspective of using water-alcohol extracts from dog-rose fruits and barberry fruits as the food additives with antioxidant effect in food production have been shown.
Введение
В современном мире глобальная урбанизация, способствующая ухудшению экологической обстановки, воздействие стресса и употребление в пищу «искусственных» и «аналоговых» продуктов питания приводят к потере организмом человека естественных защитных функций. Особенно эти условия отрицательно влияют на ход метаболических процессов в организме человека, происходит активизация реакций с образованием активных форм кислорода или свободных радикалов. Непрерывное воздействие и атака свободных радикалов вызывает оксидативный (окислительный) стресс. У человека окислительный стресс является причиной или важной составляющей многих серьезных заболеваний, таких как атеросклероз, онкологические заболевания, диабет, преждевременное старение. Вредное воздействие окислительного стресса можно снять с помощью своевременной антиоксидантной терапии, в том числе путем потребления нормированного количества природных антиоксидантов. Антиоксидантной активностью характеризуются токоферолы, аскорбиновая кислота, аскорбаты натрия, кальция и калия, лактат калия, кверцетин, дигидрокверцетин (производные флавоноидов), лимонная и винная кислоты, фермент глюкозооксидаза. Наиболее перспективны для коррекции антиоксидантного статуса человеческого организма натуральные продукты растительного происхождения, богатые витаминами, полифенолами и др. [1-4].
Ингредиенты растительного происхождения могут быть использованы в рецептуре мясных, молочных, рыбных, хлебобулочных, кондитерских изделий и т.д. Для их эффективного использования применяют водные, водно-спиртовые настои, отвары, экстракты.
Известно, что пища нужна человеку для поддержания здоровья. Благодаря содержанию в ней витаминов, антиокси-дантов и других эссенциальных веществ, она укрепляет иммунитет человека, уменьшается вероятность возникновения различных серьезных заболеваний.
Мясные продукты наравне с хлебобулочными и молочными пользуются постоянным спросом у населения. Однако низкая окислительная стабильность мяса и мясопродуктов является проблемой на протяжении всей технологической цепи, включая производство, переработку, сбыт и розничную торговлю. Поэтому изучение возможности обогащения мясных изделий антиоксидантами является перспективным направлением научных исследований. В связи с этим важным является выбор растительного сырья, обоснование режимов экстракции биологически активных веществ, изучение антиокислительного потенциала в мясном и растительном сырье.
К числу биологически активных растений богатых антиоксидантами относятся плоды шиповника и барбариса. В состав созревших плодов барбариса обыкновенного входят флавоноиды (катехины, лейкоантоцианы, флавоно-лы), дубильные вещества, алкалоиды,
лютеин и витамин К. Плоды шиповника содержат значительное количество аскорбиновой кислоты, каротиноиды, токоферолы, флавоноиды, дубильные вещества и др.
В связи с вышесказанным целью работы было изучение суммарного содержания водорастворимых антиоксидантов (ССА) в различных видах мяса и зависимости уровня антиоксидантов в растительных настоях от способа их получения (экстракции).
Объекты и методы исследований
Объектами исследований были 40% водно-спиртовые настои из плодов биологически активных растений, полученные методами классической мацерации, экстракции с помощью ультразвука (УЗ) и электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ). Во всех методах соотношение твердой фазы и экстрагента было 1:10.
Методика подготовки плодов лекарственного сырья для всех методов экстракции была одинаковой и включала в себя следующие этапы: измельчение сухих плодов, подготовку навески, ее заливку 40% водно-спиртовой жидкостью. Экстрагирование в методе классической мацерации состояло из процесса настаивания при комнатной температуре в течение 7 суток при периодическом перемешивании. Сущность метода экстракции с помощью УЗ заключалась в создании колебательного движения системы «твердое тело-жидкость» в ультразвуковом диапазоне. Метод экстрак-
< 8
= 7
<
° с
О 6
5
4
3
2
1
0
Рисунок 1.
Суммарное содержа и ие а и тио ксидантов в разных видах мяса
говядина
ции с помощью электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) представлял собой высокоэффективный низкотемпературный и теплотехническей прои,есе, трансформирующий внутренние источники тепло в теплоеую энвргию в зонах наобольшего сосредоточения влаги. После завершения ероцессов экс-тр>агерования все настои подвергались фильтроеанию [5].
Сумиа°ыое содержансе антиокоиднв-тов в сырье и продуктах определяли на приборе «ЦветЯузт-01-АА» са основе нсполкзования способносте к захвату свободных раднкалов антионислителя-ми различной природы, которую можно измерить велиеиной окисляемосои этих соедиыений ко °абочем электроде ам-перометрсческого детектора. Сигнал регистрируется в внде диффервнциальных ввlходевlх крнвых. Для определдния сум-маноого содержония нодортастворимл^ антиоксидантов в качестве стаядарта быи кверцытин.
Уровень витамина С останавл ивали сслюорометричесвим методом на анализаторе «<Флюодат - 02», основянным еа извлечении витымина из про°ы продыкта, об<еаботки экятракта актированным угле м с целью его очистки и одеовременного окисления аскорбе-еовой кислоты в дигидртаскорбенотую и последующим проведением реакции в о-фенилендиамином в слабовдслой среде с образованием флюоресцирующего продукта [6].
Результаты исследований
Известно, что на качество и срок хранения мяса и мясных продуктов оказывают влияние 3 критические фазы окисления липидов. При производстве мясопродуктов существенное влияние на окислительные процессы оказывает последняя фаза, связанная с технологическими приемами переработки сырья.
Было изучено суммарное содержание антиоксидантов л .азных видах мясного сырья для выявления их антиокислительного потенциала и сравии тельного анализа пол°ченных дезуиьтатов. Данные представлены он рисунке 1.
Как свидетеледтвуют полученные данные, мясное сырье - свинина, говсдена, кониеа - содеркит незначителсное количество антиоксидантов. Следует думыть, что после у6оя животоыл механизмы поддержания окислит^Пз^о-восстанови-тельного гомеостаза и нейтрализак,ии из°ыточного содержяни я химичнскн активных соединенее кеспортда и азота в мышцах ирекращает сфуокционо1ро-в<а.т!э в мясе. Из рпсунка 1 видно, что суммарное содержансе антиоксидантов в разоичыых укдах кяса незначинельно и нмеетеущвственные различия. Вероятно, это увязано е тим, что одределяющим факторем |оазличий в окислении липидод у различных видов мнса является количество полссенаеыыуеяных жарных кислот (|г1 НЖК). ОбЗщееи влюокое содцесрчжоайисе НЖК и мышцах требует боуее тысоквго
уровня организации антиокислительной системы и, соответственно, концентрации суммарного содержания антиоксидантов в мясе. Высокое значение ССА в говядине, по сравнению со свининой, не согласуется с содержанием ПНЖК в мясе. Не исключено, что это может быть связано с морфологическими особенностями мышц, а также различиями кормления животных и послеубойных изменений, определяющих баланс, как проокисидантных, так и антиоксидант-ных факторов.
Таким образом, незначительные значения ССА вызывают необходимость введения в состав мясных изделий добавок, содержащих антиоксиданты для повышения хранимоспособности готовых м я со продуктов. Сегодня эту проблему на предприятии решают путем широкого использования холодильных технологий и современной упаковки. Однако использование натуральных пищевых добавок, обладающих антиоксидантной активностью, способствовало бы повышени ю эффективности традиционных методов сохранени я питателоных своПств пище-вы х продуктов на пути от производителя к потребителю. В связи с этим в настоящее в ремя особое внимание уделяется создали ю комплепсных биолпсически актиоиых добавок природного происхождения, которые не только обога щают и улучшают качественные характеристики продукта, но и продлевают сроки его хранения, путем предотвращения и подавленоя окислительн ых вдоцесцов различными биологически активны ми веществами.
Число научных вазработок, посвящэс-ных изысканию природных аэтиокси-
Рисунок 2. Зависимость содержания витамина С в настоях от продолжительности ультразвукового экстрагирования
Продолжительность экстрагирования, мин
Рисунок 3. Зависимость содержания витамина С в настоях из плодов шиповника от мощности и продолжительности СВЧ экстрагирования
ш
0 «
1
s
1
«
S ср
aj а о
о
Время экстракции, мин
400
Мощность, Вт
(Рисунок 4. Зависимость содержания витамина С в настоях из плодов барбариса от мощности и продолжительности СВЧ экстрагирования
300 350 Мощност ь, Вт
400
Время экстракции,
сек сек
дантов мстительного происхождения, в посееднее время резко возрссло. Открытие анкиоксидантной активнорти органических веществ привело к росту интереса отечрсткенных и зарубежных ученых к созданию продуктов питания, обогащенных антуоксидантами . Обогащение пкщевых продектав, в том, числе мяиных, иркроднымр онтиоксидантаии осуществсяетср в сзсновнои за счес ввв-дерия ¡ы их рецнытуру растительного сы-рьн, преимуществекно лекарнтвенного [7-14-]^ /Анаслизз летературы покезие, что актуальеымя явяяются исследования по изучекию 1^олич^ств^нногс^ опре-влрния ^нтиоксидд^нтон в настоях и энстриктах ыз лекарственного сырья, содержащих в сыоем состсве значтнеленое ккличы-ство биологически аитивных веществ, обладающих антиоксидантной активностью.
Экстрашрование -ы одкн из иыр-тпексивных сеособос извлечения
компонентов, характеризующихся ан-киоксидантиыми свойствами, которые тормозят процессы! октсления, протекающие в клетках.
В методе классической мацерации были приняты традиционные режимы экстракцти. Оет выявлении оптимкль-нпох режимов методов у/л1зтр^;!ЕТ)/1Р1твт|(1 эксокакции к эестракцте с помощьо Сеч были проведены исслвдкваноя зависимости количества экстрагированного витаминт С в настои от продолжительности УЗ-эестракции и СтЧ-этст-Какции,
Для покедеатя улнтрмзврвовой экстракции интенситность оОлучения по-статляла 50 КГи, м продолжителткость экстрттгирроов.ария 15, 30, 45 и 60 минут. Рекультаты! эсследсжаний предстаолены! на рисунке 2.
Анализ результатов показаи, что ири применении цЗ-экстракции извлееение в итакиоа С напромую зависит от про-
должите) ьности экстри/иррвенря. Так, макнимальинр уровекь извлечения в ита-мина С соблюдается в растое после экстрагирования в течение 60 мин ут, а мини мальный - после 15 минут. При этом необходимо отметить, что уровень извлечения витамина С носле 30 минут экстра-нирыыиания нонышаеыся незначительно. Так, содержание витадкoа С р настоях из плоджи бап-ыари(сaL и шиповника со-ставляетсоответственно 242 и 1620 мг/л, к поселе 455 минут - 261 и 175(0 ме/л, что на 8 и 2,5 % соответстиенно больше, после 650 минут - сидержинин ви тамина С увеличнлось на 12с5 и 8% (соответственно, по сравнеисю с нистоеыы, где продолжительность э кскрагинояиния составила 3(0 мину/0/.
Поэтому для дальнейших исследований более оптимальным режимом принят: продолжитеыьность процесса 30 минут при 50 КГц, так как при применении экстракии продолжительностью 45
Рисунок 5. Сунмарное содержание антиоксиыантов в водно-спиртовых настоях из плодов барбариса обыкновенного и шиповника Даурского
30
S 25
о
и0
15
10
Классическая мацеркция
УЗ экстракцик
СВЧ экстракция
□ ССА в настое из плодов барбариса обыкновенного, мг/см3 ИССА в настое из плодов шиповника Даурского, мг/см3
5
и 60 минут наблюдалось небольшое повышение концентрации витамина С.
Для определения рациональных условий экстрагирования методом электромагнитного поля сверхвысокой частоты были проведены исследования уровня извлечения аскорбиновой кислоты в зависимости от мощности (240, 300, 350, 400 Вт) и продолжительности (30, 60, 90 секунд) процесса. Полученные данные представлены на рисунках 3 и 4.
Из рисунков 3 и 4 видно, что на уровень экстракции аскорбиновой кислоты в водно-спиртовую смесь мощность СВЧ оказывает незначительное влияние. Например, разница между количеством витамина С в настоях, полученных при 240 Вт и при 400 Вт составляет не более 15%. Продолжительность процесса экстрагирования также не оказывает существенного влияния на извлечение витамина С в водно-спиртовую смесь. Таким образом, оптимальными параметрами для проведения метода экстракции биологически активных веществ в 40 % водно-спиртовую смесь при помощи СВЧ были выбраны 240 Вт и 30 секунд.
Для экспрессной интегральной оценки качества настоев, приготовленных с использованием различных методов экстракции, в работе были проведены исследования по определению суммарного содержания водорастворимых антиокси-дантов.
Результаты изучения ССА в полученных настоях представлены на рисунке 5.
Как видно из представленных результатов классическая мацерация способствовала переходу большего количества веществ, обладающих антиоксидантной активностью, в водно-спиртовую смесь. При этом при применении УЗ и СВЧ уровень водорастворимых антиоксидантов, экстрагированных в растворы немного ниже, по сравнению с мацерацией. Потери природных антиоксидантов в среднем составили в настоях из плодов шиповника 10% из плодов барбариса 12%. Необходимо отметить, что разница в ССА между настоями, полученными экстракцией при помощи УЗ и СВЧ практически отсутствовала.
Таким образом, установлено достаточно низкое суммарное содержание антиоксидантов в различных видах мяса. Выявлено, что применение УЗ и СВЧ экстрагирования приводит к практически одинаковым количествам извлеченных веществ, обладающих ан-тиоксидантными свойствами, что и при
использовании метода мацерации. При этом затраты времени самого процесса экстракции значительно сокращаются при применении методов СВЧ и УЗ, что делает их наиболее перспективными для получения антиоксидантных добавок. Использование водно-спиртовых настоев плодов шиповника и плодов барбариса в виде добавок с антиок-сидантным действием в производстве мясопродуктов будет способствовать получению функционального пищевого
1. Сергеева Л.В. Натуральные антиоксиданты для колбасных изделий / Л.В. Сергеева, Д.А. Кадималиев, В.С. Бирюков // Все о мясе. - 2012. - № 4. - С. 16-18.
7. Забалуева Ю.Ю. Изучение качества настоев и отваров из растительного сырья / Ю.Ю. Забалуева, Б.А. Баженова, А.Г. Бурханова, Н.В. Мелешкина, С.В. Андреева // Международный научно-исследовательский журнал. - 2016. - № 12-3 (54). - С. 87-89.
продукта с высокими потребительскими свойствами и пролонгированными сроками годности.
© контакты:
Забалуева Юлия Юрьевна а aprilpolina@mail.ru Мелёшкина Надежда Вячеславовна а nadyafox777@yandex.ru Баженова Баяна Анатольевна а bayanab@mail.ru Данилов Михаил Борисович а tmkp@mail.ru
Sergeeva L.V. Natural'nye antioksidanty dlya kolbasnykh izdelii [Natural antioxidants for sausage products] / L.V. Sergeeva , D.A. Kadimaliev, V.S. Biryukov // Vsyo o myase. — 2012. — № 4. — P. 16-18.
Zabalueva Yu.Yu. Izuchenie kachestva nastoev i otvarov iz rastitel'nogo syfya [The study of the quality of infusions and decoctions from plant raw materials] / Yu.Yu. Zabalueva, B.A. Bazhenova, A.G. Burkhanova, N.V. Meleshkina, S.V. Andreeva // Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel'skii zhurnal. — 2016. — № 12-3 (54). — P. 87-89.
список ЛИТЕРАТУРЫ:
REFERENCES:
Настойки [Электронный ресурс] // Лекция проф. В.А. Головкин. - Режим доступа: http://fromserge. narod.ru/lecture/L7.htm (Дата обращения: 15.09.2015).
Nastoiki [Extracts] [Elektronnyi resurs] // Lektsiya prof. V.A. Golovkin. — Rezhim dostupa: http://fromserge.narod. ru/lecture/L7.htm (Data obrashcheniya: 15.09.2015).
6. Битуева А.В. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Современные методы исследований в биохимии» / А.В. Битуева, Е.В. Мангутова // Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, - 2006. -С. 74.
Bitueva A.V. Metodicheskie ukazaniya k vypolneniyu labora-tornykh rabot po kursu «Sovremennye metody issledovanii v biokhimii» [Methodical instructions for performing laboratory work on the course «Modern methods of research in biochemistry»] / A.V. Bitueva, E.V. Mangutova // Ulan-Ude: Izd-vo VSGTU, — 2006. — P. 74.
