CC BY
73
ПРОДУКТЫ ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
ТЕМА НОМЕРА
УДК 663.813:579.66
Капустный сок -
продукт лечебно-профилактического назначения
А. Ю. Крыницкая, канд. биол. наук, доцент, Л. Д. Халиуллина,
М. А. Сысоева, д-р хим. наук, доцент, Ю. Е. Седельников, д-р техн. наук, профессор
Казанский государственный технологический университет
Капустный сок - это ценный продукт лечебно-профилактического назначения. Его рекомендуется употреблять как дополнительное средство в комплексной терапии заболеваний желудочно-кишечного тракта, нарушений обмена веществ и др. [1, 2]. Крайне важны антиоксидантные свойства белокочанной капусты, предотвращающие возникновение и развитие нарушений кровообращения, эмфиземы легких, воспалительных процессов и др. При характеристике капустного сока большое внимание уделяется его антиоксидант-ной активности (АОА).
Длительное хранение капустного сока невозможно. Уже через несколько часов резко снижаются его биологические свойства, начинает активно развиваться сопутствующая микрофлора. Перспективный метод сохранения капустного сока - его ферментирование молочнокислыми бактериями. Выделяющаяся при этом молочная кислота не только способствует ограничению развития посторонней, а зачастую и болезнетворной микрофлоры, но также положительно влияет на процессы пищеварения. Ферментирование капустного сока предпочтительнее вести с использованием молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum [3]. Химический состав капустного сока обеспечивает активное развитие данной культуры. Кроме того, эта культура обладает пробиотическими свойствами [4, 5]. В настоящее время разработана принципиальная схема получения ферментированно-
Таблица 1
Влияние ЭМИ КВЧ на показатели роста бактерий Lactobacillus plantarum (закваска в состоянии анабиоза)
Частота, ГГц КОЕ/мл Титруемая кислотность, мл
61,22 4,2+0,24108 40+0,1
60,2 9,1±0,5Ч106 32+0,3
60,4 8,5±0,7Ч107 34+0,1
Контроль 5,8+0,24106 25+0,2
Ключевые слова: капустный сок; ферментация; антиокислительная активность; электромагнитное облучение крайне высокой частоты.
Key words: cabbage juice; fermentation; antioxidation activity; extremely high frequency electromagnetic irradiation.
го капустного сока. Вместе с тем ряд авторов отмечает, что в процессе ферментации АОА может снижаться [6]. В связи с этим особую важность приобретают вопросы повышения биологической активности капустного сока в процессе сквашивания. В литературе имеются данные о стимуляции роста молочнокислых бактерий при сквашивании капустного сока путем воздействия постоянного электрического поля [7].
В последнее время активно разрабатываются теоретические и практические аспекты применения переменного электромагнитного излучения крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ). Показано положительное воздействие такого излучения на биологические объекты разного уровня организации, в том числе и на микроорганизмы [8]. ЭМИ КВЧ обладает низкой интенсивностью, экологично, не вызывает мутагенных эффектов. В связи с этим целью работы стало исследование влияния ЭМИ КВЧ на процесс ферментирования капустного сока при контроле его антиокси-дантной активности.
С целью создания благоприятных условий для роста молочнокислых бактерий в процессе ферментации капустный сок предварительно стерилизовали ультрафиолетовым излучением с плотностью потока 7 мВТ/см2 в течение 30 мин. Ферментацию вели с использованием молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 8P-A3, представляющих собой микробную массу живых, антагонистически активных лактобак-
терий, лиофилизированных в среде культивирования с добавлением защитной сахарозо-желатино-молоч-ной среды. Для приготовления закваски препарат разбавляли стерильным физиологическим раствором таким образом, чтобы концентрация молочнокислых бактерий составляла не менее 108 КОЕ/мл. Закваску добавляли в количестве 1,25 % от объема капустного сока. Культивирование вели при температуре 30 0С в течение 24 ч. Инокулят облучали с помощью генератора электромагнитного излучения Г4-142 соответствующего частотного диапазона с выходной мощностью 100 мВт/см2. Расстояние между рупором облучателя и объектом составляло 15 см, время экспозиции - 5 мин. Микробиологический анализ и определение концентрации биомассы КОЕ/мл проводили путем высевов на питательную среду КМАФАнМ. Для определения антиоксидантной активности капустного сока использовали метод кулонометрического титрования электрогенерированным бромом. Анализы проводили при помощи кулонометра «Эксперт 006» по стандартной методике (МВИ 0144538054-07). Титруемую кислотность определяли стандартным методом. Полученные результаты подвергали статистической обработке с применением стандартного пакета программ «Ехсе1».
В КВЧ-диапазоне существует несколько фиксированных частот, резонирующих при низкой интенсивности сигнала с отдельными органами и системами организма. Среди них особое место занимают такие частоты, как 60,4 и 61,22 ГГц [8], поэтому при проведении исследований нами были использованы именно эти частоты. Дополнительно исследовали влияние частоты 60,2 ГГц, которая, по литературным данным, не оказывала влияния на функционирование биологических систем. В контрольном варианте инокулят не облучали.
Облучение ЭМИ КВЧ положительно влияет на состояние популяции молочнокислых бактерий во всех исследуемых образцах (табл. 1). Наиболее интенсивный рост наблюдается при облучении культуры при 61,22 ГГц. В этом случае величина КОЕ возросла с 6±0,3Ч106 до 25±0,4Ч1010. В меньшей степени действие ЭМИ КВЧ проявилось при действии частоты 60,2 ГГц: количество КОЕ увеличилось лишь в 1,5 раза. Другим важным показателем, характеризующим культуру молочнокислых бактерий, служит выделение молочной кислоты - основного
PRODUCTS FOR AN OPTIMUM FOOD
метаболита, о накоплении которой можно судить по изменению кислотности. Облучение инокулята ЭМИ КВЧ всех исследованных частот вызывает рост этого показателя. Максимальное повышение кислотности наблюдается при воздействии излучения с частотой 61,22 ГГц. В этом случае титруемая кислотность превышает кислотность контроля на 60 %.
Микроорганизмы вносят большой вклад в формирование биологической ценности сквашенного капустного сока. Как видно из рисунка, действие частоты 61,22 ГГц приводит также к значительному повышению АОА, которая составила 209 мг рутина/100 мл. Это на 34,8 % больше, чем в исходном стерилизованном соке. Повышение антирадикальной активности сброженного капустного сока наблюдали и другие исследователи, однако не столь значительные [9]. Действие других частот (60,2 и 60,4 ГГц) привело к снижению этого показателя по сравнению с контролем. АОА стерильного сока, не подвергавшегося сквашиванию, за то же время снизилась на 12,2 %.
Можно предположить, что в формировании высокого уровня антиок-сидантного статуса ферментированного капустного сока превалирующий вклад помимо витамина С вносят и другие соединения, обладающие антиоксидантными свойствами. Стрептобактерии, к которым относится ¡.асОЬасШиБ plantarum, обладают высокой протеолитической активностью и значительно повышают содержание свободных аминокислот в среде культивирования [5]. Вместе с тем доказано, что многие аминокислоты, особенно серосодержащие, могут выступать в качестве ан-тиоксидантов. Кроме того, сами микроорганизмы, имея мощные окислительно-восстановительные ферментные системы, могут также оказывать сильное влияние на АОА ферментированного продукта. Известно, что молочнокислые бактерии выделяют витамины группы В и РР, которые также могут выступать в качестве антиоксидантов. Таким образом, повышение АОА капустного сока при ферментации служит функцией активности молочнокислых бактерий, а не определяется только его исходным антиоксидантным статусом.
Предполагается, что низкоинтенсивное облучение миллиметрового диапазона может оказывать влияние на активность ферментных систем. Вместе с тем, ферментативная активность организма также может меняться в зависимости от физиологи-
ческого состояния микробной культуры. В связи с этим нами было исследовано влияние действия ЭМИ КВЧ на активизированную закваску. Перед облучением культуру предварительно выдерживали в термостате при 30 °С в течение 60 мин. При этом активизировались все жизненные процессы и бактерии облучались в состоянии активного роста (табл. 2).
Такой подход позволил еще больше увеличить производство биомассы и молочной кислоты. Обращает на себя внимание тот факт, что облучение активированного инокулята привело к значительному повышению концентрации лактобацилл. Уровень АОА вырос на 46,3 %. Несомненным положительным качеством такой подготовки закваски (активирование+облучение) служит снижение времени ферментации с 24 ч до 17,5 ч за счет более быстрого нарастания кислотности. Органолеп-тический анализ ферментированного напитка на основе капустного сока, полученного с использованием облученных молочно-кислых бактерий, показал его высокие вкусовые качества. Напиток имеет однородную консистенцию, обладает приятным кисловатым вкусом.
Анализ представленных данных позволяет сделать вывод, что оптимальная частота для развития молочнокислых бактерий составляет 61,22 ГГц. При действии данной частоты резко увеличивается количество микробных клеток, что сопровождается значительным выделением молочной кислоты и повышением уровня АОА. Большое значение имеет подготовка инокулята. Активизированная культура более чувствительна к действию облучения. Можно предположить, что усиление метаболизма приводит к экскреции низко- и высокомолекулярных веществ, обладающих антиокислительной активностью (помимо аскорбиновой кислоты), что, наряду с ростом микробных клеток при действии ЭМИ КВЧ, вызывает значительный прирост АОА по сравнению с контролем. Получаемый продукт можно отнести к группе продуктов лечебно-профилактического направления с выраженными антиок-сидантными и детоксицирующими свойствами, обладающего длительным сроком хранения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Муравьева, Д.А. Фармакогно-зия/Д.А. Муравьева, И.А.Самыли-на, Г.П. Яковлев. - М.: Медицина, 2007. - 656 с.
Таблица 2
Изменение параметров роста бактерий Lactobacillus plantarum (активированная закваска)
Частота, Ггц КОЕ/мл Титруемая кислотность, мл АОА, мг рутина/100 мл
61,22 2,5+0,4-Ю11 58+0,3 222,6+0,4 Контроль 6 + 0,3-106 51+0,4 168,5 + 0,3 8,7
2. Преображенский, В. Современная энциклопедия лекарственных растений/В. Преображенский. - Ростов-на-Дону.: БАО, 2001. - 592 с.
3. Kohajdova, Z. Optimisation of method of fermentation of cabbage juice/Z. Kohajdova, J. Karovicova//J. of food science. - 2004. - V. 22. -№ 2. - Р. 39-50.
4. Yoon, K.Y. Production of probiotic cabbage juice by lactic acid bacteria/K.Y. Yoon, E.E. Woodams, Y.D. Hang//Bioresource technology. -2006. - V. 97. - № 12. - P. 1427-1430.
5. Степаненко, П.П. Микробиология молока и молочных продук-тов/П.П. Степаненко. - Сергиев Посад МО: ООО Все для Вас-Подмоско-вье, 2003. -415 с.
6. Пат. 2339258 Российская федерация. Способ получения ферментированного капустного сока, обогащенного биологически активными веществами/Д.М. Исмагилов, Р.А. Сайфуллин, К.М. Байтемиров, И.С. Докучаева. - № 2006129981/ 13; заявл. 11.08.2006; опубл. 27.11.2008.
7. Развязная, И.Б. Исследование процессов ферментации капустного сока молочнокислыми бактериями/ И.Б. Развязная, В.Н. Тимофеева// Хранение и переработка сельхозсы-рья. - 2008. - № 7. - С. 27-29.
8. Бецкий, О.В. Миллиметровые волны и живые системы/О.В. Бецкий, В.В. Кислов, Н.Н. Лебедева.-М.: САЙНС - ПРЕСС, 2004. - 272 с.
9. Шендеров, Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание: в 3 т. Т.3 «Проби-отики и функциональное питание»/ Б.А. Шендеров. - М: ГРАНД, 2001. -287 с.
