CC BY
21
ВестнщФТУМт/Proceedings of VSUET DOI: http://doi.org/1Q.20914/231Q-12Q2-2Q21-4-131-141
ISSN 2226-91QX E-ISSN 2310-1202 _Оригинальная статья/Research article
УДК 661.155.3, 661.155.8
Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru
Поиск новых эффективных антиоксидантов для импрегнирования товарных форм витамина А с целью кормления сельскохозяйственных животных
Татьяна К. Каленик 1 Тамара А. Сенотрусова 1 Елена В. Добрынина 1 Дарвиш Фади 1
Людмила А. Текутьева 2 Владислав В.Матвеев 3
darvish.fa@dvfu. ru
0000-0003-2807-3239 0000-0003-0580-3235 0000-0002-9987-4685 0000-0002-1796-3650 0000-0003-0498-3764 0000-0002-0629-317Х
1 Дальневосточный федеральный университет, о. Русский, п. Аякс, 10, г. Владивосток, 690922, Россия
2 ООО «АРНИКА», Надеждинский муниципальный район, с.Вольно-Надеждинское, ТОР «Надеждинская», 692481, Россия,
Приморский край ул. Центральная, 42
3 FoRise Group, г. Москва. 452550, Россия, Большеустьикинское, ул. Центральная, 6_
Аннотация. Согласно Указу Президента РФ от 21 января 2020 г. N 20 "Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации", основой для формирования национальной системы управления качеством пищевой и сельскохозяйственной продукции, основной целью которого является обеспечение качества продукции как важнейшей составляющей повышение уровня здоровья населения, повышение качества сельскохозяйственной продукции с помощью современных инновационных технологий и кормовых добавок, содействие и стимулирование роста спроса и предложения на более качественные пищевые продукты и обеспечение соблюдения прав потребителей на приобретение качественной продукции. Достижение целей Доктрины в области повышения уровня качества пищевых и кормовых продуктов предполагается реализовать с помощью некоторых задач, где одной из них является развитие в Российской Федерации производства пищевых добавок и ингредиентов, а также разработка и внедрение системы управления качеством сельскохозяйственной, пищевой продукции и создание условий для производства продукции нового поколения с заданными характеристиками качества. В связи с этим, в данной работе рассматриваются оптимальные и экономичные методы экстракции красителя из цветков Clitoria ternatea с целью сокращения длительности производственного цикла и внедрения малоотходных технологий, что может исключить нерациональное использование сырья, приводить к увеличению выпуска продукции, понижению себестоимости готового продукта, увеличению экономических показателей производства, снижению антропогенного воздействия производства на окружающую среду. Также в работе разработана и описана современная технология производства красителя, по которой возможно совершенствовать систему мониторинга качества и безопасности. Рассмотрены перспективы применения красителя из цветков Clitoria ternatea в кормовых добавках для сельскохозяйственных животных и птиц. Это несомненно может вызывать интерес у предпринимательского сообщества, поэтому можно считать, что производство натурального красителя из растительного сырья и данная работа является достаточно актуальным предметом в рамках Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации не только с
медико-биологической, но и с технологической стороны._
Ключевые слова: Clitoria ternatea, синий краситель, антиоксиданты, антоцианы, тернатины, дельфинидин, витамин А
Search for new effective antioxidants for impregnation of commercial forms of vitamin A for the purpose of feeding farm animais
Tatiana K. Kalenik 1 Tamara A. Senotrusova 1 Elena V. Dobrynina 1 Darwish Fadi 1
Lyudmila A. Tekutyeva 2 Vladislav V. Matveev 3
darvish.fa@dvfu. ru
0000-0003-2807-3239 0000-0003-0580-3235 0000-0002-9987-4685 0000-0002-1796-3650 0000-0003-0498-3764 0000-0002-0629-317X
1 Far Eastern Federal University, p. Ajax, 10, 690922, Russia
2 ARNIKA LLC, Nadezhdinsky municipal district, Volno-Nadezhdinskoe village, Nadezhdinskaya ASEZ, 692481, Primorsky Krai st. Centralnaya, 42
3 FoRise Group, Moscow. 452550, Russia, Bolsheust'ikinskoe, st. Centralnaya, 6,
Для цитирования Каленик Т.К., Сенотрусова Т.А., Добрынина Е.В., Фади Д., Текутьева Л.А., Матвеев В.В. Поиск новых эффективных антиоксидантов для импрегнирования товарных форм витамина А с целью кормления сельскохозяйственных животных // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 4. С. 131-141. <М:10.20914/2310-1202-2021-4-131-141
For citation
Kalenik T.K., Senotrusova T.A., Dobrynina E.V., Fadi D., Tekutyeva L.A., Matveev V.V. Search for new effective antioxidants for impregnation of commercial forms of vitamin A for the purpose of feeding farm animals. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2021. vol. 83. no. 4. pp. 131-141. (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-2021-4-131-141
© 2Q22, Каленик Т.К. и др. / Kalenik T.K. et al.
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License
Abstract. According to the Decree of the President of the Russian Federation of January 21, 2020 N 20 "On the approval of the Doctrine of food security of the Russian Federation", the basis for the formation of a national quality management system for food and agricultural products, the main goal of which is to ensure product quality as the most important component of improving health population, improving the quality of agricultural products with the help of modern innovative technologies and feed additives, promoting and stimulating the growth of demand and supply for better food products and ensuring the observance of consumer rights to purchase quality products. Achieving the goals of the Doctrine in the field of improving the quality of food and feed products is supposed to be realized with the help of some tasks, where one of them is the development of the production of food additives and ingredients in the Russian Federation, as well as the development and implementation of a quality management system for agricultural and food products and the creation of conditions for production of new generation products with specified quality characteristics. In this regard, this paper discusses the optimal and economical methods for extracting the dye from the flowers of Clitoria ternatea in order to reduce the duration of the production cycle and the introduction of low-waste technologies, which can exclude the irrational use of raw materials, lead to an increase in production, a decrease in the cost of the finished product, and an increase in economic production indicators, reducing the anthropogenic impact of production on the environment. Also, the work has developed and described a modern technology for the production of a dye, according to which it is possible to improve the quality and safety monitoring system. The prospects of using the dye from Clitoria ternatea flowers in feed additives for farm animals and birds are considered. This can undoubtedly be of interest to the business community, therefore, we can assume that the production of a natural dye from plant materials and this work is a fairly relevant subject within the framework of the Doctrine of Food Security of the Russian
Federation, not only from the medico-biological, but also from the technological side._
Keywords: Clitoria ternatea, blue dye, antioxidants, anthocyanins, ternatines, delphinidin, vitamin A
Введение
Клитория (Clitoria ternatea) относится к семейству Бобовые, или Мотыльковые (Fabaceae), род Clitoria - вечнозелёное дикорастущее травянистое растение высотой 2-3 метра с ярко выраженным голубым или белым цветком, напоминающим раковину. Ареал вида занимает всю тропическую часть Азии. К общеупотребительным названиям C. ternatea можно отнести -Butterfly Pea (мотыльковый горошек) и Pigeon Wings (голубиные крылья). Тайское название растения - анчан. Под таким названием он поступает из Таиланда на российский рынок [2]. Пигмент цветков C. ternatea в восточно-азиатских странах используется в качестве пищевого красителя из-за своей высокой стабильности и необычной колористики [3].
Установлено, что роль в образовании голубого цвета играют различные антоцианы, где их основу составляют тернатины. Тернатины ацилированные антоцианы на основе антоциани-дина дельфинидина. Обнаружены 6 основных тернатинов: тернатин А1, тернатин А2, терна-тин В1, тернатин В2, тернатин D1, тернатин D2. Все они были охарактеризованы как дельфини-дин-3,3,5-тригликозиды, имеющие 3,5-сто-ронние цепи с D-глюкозой и пара-кумаровой кислотой (рисунок 1) [4].
Рисунок 1. Дельфинидин-ЗД5-тригликозвд с посторонними цепями
Figure 1. Delphinidin-3,3,5-triglycoside with extraneous chains
Кроме тернатинов в цветках был обнаружен кемпферол (антиоксидант) и его производные кемпферол-3-неогесперидозид, кемпферол-3 -рутинозид, кемпферол-3-гликозид. Кверцетин (антиоксидант) и его производные кверцетин-3-неогесперидозид, кверцетин-3-рутинозид, квер-цетин-3-гликозид, мирицетин-3-неогесперидозид (производные антиоксидантов), мирицетин-3-рути-нозид и мирицетин-3-глюкозид также были идентифицированы и выделены из цветков С ternatea.
С помощью жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектроскопией были дополнительно обнаружены другие антоцианы (таблица 1) [5].
Из всех антоцианов, отображенных в таблице, наибольшую часть составляют тернатины - они определены как большие антоци-ановые группы в цветках C. ternatea.
C. ternatea широко обследовалась на предмет различных фармакологических активностей [6]. В индийской медицине экспериментально доказано, что C. tematea повышает содержание ацетилхолина в организме человека, действует как ноотроп, анксиолитик, антидепрессант, оказывает противосудорожное действие, что оправдывает его использование при заболеваниях центральной нервной системы [7]. Зарегистрировано, что C. tematea также оказывает антимикробное, жаропонижающее, противовоспалительное, местное анестезирующее, мочегонное, противодиабетическое, инсектицидное действия, а также ингибирующее агрегацию тромбоцитов [8].
Продление периода хранения и уровня стабильности в процессе хранения является важным для производителей кормовых добавок, поскольку многие компоненты, входящие в кормовые добавки, являются весьма неустойчивыми к воздействию факторов окружающей среды.
Таблица 1.
Антоцианы, идентифицированные в экстракте с помощью жидкостной хроматографии
с тандемной масс-спектроскопией
Table 1.
Anthocyanins identified in the extract by liquid chromatography with tandem mass spectroscopy
Соединение | Compound Химическая формула Chemical formula Молекулярная масса Molecular mass
Тернатин Bi| Ternatin В1 С90 Н97 О48 1945
Тернатин B2I Ternatin В2 С75 Н81 О41 1637
Тернатин Ci | Ternatin С1 Сб0 Нб5 О34 1329
Тернатин Di| Ternatin Di С84 Н87 О43 1783
Тернатин D2 | Ternatin D2 Сб9 Н71 Озб 1475
Дельфинидин-3-гликозид | Delphinidin-3-glucoside С27 Н31 О17 627
Дельфинидин | Delphinidin С15 Н11 О7 303
Пеонидин-3-О-гликозид | Peonidin-3-o-glucoside С28 Нзз Oi6 625
Пеонидин-3-самбубиозид | Peonidin-3-sambubioside С27 Н31 О15 595
3-О-ß-D-гликозид-5-O-(6-кумарил-ß-D-гликозид) 3-O-ß-D-glucoside-5-O-(6-coumarin-ß-D-glucoside) Сзб Н37 Ol8 757
Цианидин-3-(6"-каффеил-2'"-синапилсамбубиозид)-5-(6-малонилгликозид) Cyanidin-3-(6"-caffeyl-2" '-sinapilsambubioside)-5-(6-malonylglucoside) С55 Н37 О30 1177
Цианидин-3-O-[2-O-(6-O-E-кумарил-ß-D-гликопиранозил)]-{6-O-[4-O-(6-O-E-кумарил-ß-D-гпикопиранозил)-E-каффеил]-ß-D-гликопиранозил}-5-O-ß-D-гликопиранозид Cyanidin-3-O-[2-O-(6-OE-coumaril-ß-D-glycopyranosyl)]-{6-O-[4-O-(6-OE-coumaril-ß-D-glycopyranosyl)-E-caffeyl]-ß-D-glycopyranosyl}-5-O-ß-D-glycopyranoside Сбб Нб9 О33 1389
Известно, что витамин А (полностью транс-ретинол), его активные производные ретиналь и ретиноевая кислота, а также их синтетические аналоги составляют группу ретиноидов. Его получают с пищей, кормом либо в виде предварительно сформированного витамина А, либо в виде каротиноидов. Ретиналь играет биологическую роль для зрительной системы, но большинство эффектов витамина А осуществляется ретиноевой кислотой, которая связывается с ядерными рецепторами и регулирует транскрипцию генов.
Известно, что витамин А оказывает несколько плейотропных эффектов на дифференци-ровку клеток и эмбриогенез. Ретиноевая кислота и ее предшественник ретинол, как известно, участвуют в поддержании, дифференцировке и функции многих эпителиальных тканей.
Дефицит витамина А в рационе сельскохозяйственных животных и птиц является важной проблемой в настоящее время, особенно в развивающихся странах. Ретинол и каротиноиды из рациона во время беременности и кормления грудью влияют на их концентрацию в грудном молоке, что в долгосрочной перспективе важно не только для потомства, но и для здоровья матери [9].
Цель работы - выбрать оптимальный и экономичный метод извлечения красителя из цветков C. tematea с целью сокращения длительности производственного цикла и внедрения малоотходных технологий, а также изучение
влияния экстракта цветков C. tematea на микробиологические показатели микрокапсулирован-ного кормового витамина А в процессе хранения.
Материалы и методы
Метод определения зависимости цвета водного экстракта C. tematea от активной кислотности раствора заключается в определении длины волны, соответствующей максимуму светопоглощения раствора анализируемого красителя. Для этого 1 г порошкообразной C. tematea пересыпали в коническую колбу объемом 500 см3 и добавляли 300 см3 дистиллированной воды. Нагревали на водном термостате в течение 40-45 мин в диапазоне температур от 60 до 65 °С. После окончания экстракции полученную жидкость фильтровали, а шрот отправляли на прессование. Отжатую жидкость смешивали с первоначальной и отправляли на вторичное фильтрование. Полученный экстракт оставляли на хранение. Далее водный экстракт перелили в 13 колб объемом 50 см3 по 20 см3 каждый. В каждой колбе создали собственный рН от 1 до 13. Для регистрирования значения активной кислотности пользовались рН-метром со стеклянным электродом.
Получившиеся растворы дозировали пипеткой в кюветы спектрофотометра, имеющие рабочую длину 1 см. Регистрировали спектр поглощения относительно оптической плотности дистиллированной воды (раствор сравнения)
в диапазоне длин волн от 400 нм до 700 нм в соответствии с инструкцией по эксплуатации спектрофотометра Shimadzu ЦУ-1800 (Япония).
Полученные спектральные графики были анализированы и расшифрованы, составлена колористика.
Экстракт высушивали при 50 °С на роторном испарителе. Чтобы получить водный экстракт к 10 мг высушенного экстракта добавляли 100 мл дистиллированной воды (10 мг/100 мл).
Микробиологические показатели безопасности определяли стандартным методом. Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) определяли по ГОСТ 10444.15-94 [11]. Наличие дрожжей и плесневыех грибов определяли по 14. ГОСТ10444. 12-2013 [12].
Результаты
Базовые режимы экстракции были определены из трёх разных научных трудов по экстракции пигментов из C. ternatea (таблица 2).
I метод извлечения описывал холодную экстракцию антоцианов. Для этого 1Q г. порошка C. ternatea замачивали в 1QQ мл воды и оставляли на 24 часа при 25 °С (гидромодуль 1:10) [12].
II метод описывал тёплую экстракцию антоцианов при температуре 54 °С. Для этого 2,7 г порошка C. ternatea замачивали в 1QQ мл воды (гидромодуль 1:37) и оставляли экстрагироваться в термостате на 74 мин при 54 °C [13].
III метод описывал горячую экстракцию антоцианов при температуре 59,6 °С. Для этого 0,3 г порошка C. ternatea замачивали в 1QQ мл воды (гидромодуль 1:333) и оставляли экстрагироваться в термостате на 37 мин при 59,6 °C [14].
Таблица 2. Table 2.
Базовые режимы экстракции цветков Basic Flower Extraction Modes
Показатели | Indicators I метод | Method I II метод | Method II III метод | Method III
Температура экстрагирования, °С | Extraction temperature, °С 25 54 59,6
Время экстрагирования, мин | Extraction time, min 144Q 74 37
Значение Гидромодуля | Hydro module value 1: 1Q 1:37 1:333
Содержание сухих веществ, г | Dry matter content, gr 5,643 1,578 Q,184
Выход пигмента n, % | Pigment yield n, % 56,43 58,4 61,3
Данные таблицы показывают, что из предложенных методов извлечения пигментов - горячая экстракция (III метод) является самой эффективной (по времени, гидромодулю и выходу продукта). С помощью алгебраических подсчетов был выявлен собственный наиболее
оптимальный гидромодуль (1:300), оптимальный временной промежуток (40-45 мин), а экспериментально была определена оптимальная температура экстракции. Диапазон температур от 35 до 80 °С.
Определение оптимального температурного режима Determination of the optimal temperature regime
Таблица 3. Table 3.
Показатель | Indicators 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1Q
Температура экстрагирования, °C | Extraction temperature, °C 35 4Q 45 5Q 55 6Q 65 7Q 75 8Q
Содержание сухих веществ, г | Dry matter content, gr Q,566 Q,625 Q,649 Q,634 Q,645 Q,651 Q,667 Q,656 Q,615 Q,581
Выход пигмента n, % | Pigment yield n, % 56,6 62,5 64,9 63,4 64,5 65,1 66,7 65,6 61,5 58,1
Для более удобной оценки результатов данные представлены в виде точечной диаграммы на рисунке 2.
от
Рисунок 2. Зависимость выхода пигмента температур в диапазоне от 35 до 80 °С
Figure 2. Dependence of the pigment yield on temperatures in the range from 35 to 80 °C
Влияние активной кислотности (рН) наблюдали путем добавления концентрированных растворов кислот и щелочей в свежеприготовленный экстракт цветков С. ternatea, выработанный по режиму экстракции с оптимальными технологическими параметрами.
Смена окраски антоцианов связана с ионным механизмом Оствальда. Оствальд предполагал, что антоцианы являются кислотно-основными индикаторами, а, следовательно, являются слабыми кислотами или слабыми основаниями, которые способны диссоциироваться в водных растворах. При этом наблюдается образование равновесия ионизированных форм (щелочная среда) и протонированных (молекулярных) форм
(кислая среда). В зависимости от соотношения последних и наблюдается определенная окраска в растворе. В результате изменения значения водородного показателя происходит смещение равновесия диссоциации антоциана, и, как следствие, изменение его окраски.
Дельфинидин-3 -гликозид, содержащийся в экстракте, является слабой кислотой, так как отвечает уравнению диссоциации (1):
Hind + Н2О = Н3О + Ind- (1)
где Hind (протонированная форма антоциана) -цвет красный; Ind- (ионизированная форма антоциана) - цвет синий.
В кислой среде (рН <7) равновесие смещается влево, в сторону кислой формы Hind. В щелочной среде (рН > 7) равновесие смещается вправо, в сторону основной формы ind-При рН = 1-3 антоцианидин существует в молекулярной форме. При рН = 4-5 происходит присоединение гидроксид-иона с образованием псевдооснования. При повышении рН до значений 6-7 отщепляется вода и образуется хиноидная форма. Наконец, при рН = 8-9 хиноидная форма гидролизуется с разрывом цикла и образованием халкона. Ниже представлены спектральные графики экстрактов цветков C. ternatea.
(b)
(c) (d)
Рисунок 3. Спектр поглощения экстракта цветков при (a) pH = 1; pH = 2 (b); (c) pH = 3; (d) pH = 4 Figure 3. Absorption spectrum of flower extract at (a) pH = 1; pH = 2 (b); (c) pH = 3; (d) pH = 4
На спектральном графике (рисунок 3 а) заметно, что пик достаточно «смазан», трудно определить значение пика оптической плотности и длины волны. Это говорит о том, что преобладает протонированная форма дельфинидина, которая считается достаточно неустойчивой. Образование ионизированной формы подавлено.
На спектральном графике (рисунок 3Ь) пик менее «смазан». Можно определить четкое значение оптической плотности. Равновесие
«готовится» сместиться в сторону ионизированной формы.
На спектральном графике (рисунок 3 с) наблюдается батохромный сдвиг (сдвиг максимума поглощения в красную сторону) из 548 нм в 555 нм. Происходит ионизация антоциана; второй пик с длиной волны в 618 нм характеризует ионизированную форму дельфинидина. Равновесие смещается в правую сторону, доля протонированной формы начинает падать.
На спектральном графике (рисунок продолжается батохромный сдвиг в красную область (из 555 нм в 572 нм). Четко видно два пика и плечо, наблюдаемое в синей области. Появляется промежуточная форма. Доля прото-нированной формы продолжает падать.
На спектральном графике (рисунок 4а) заметно, что достигается равновесие между протонированной и ионизированной формой антоциана. Начало образования стабильной формы антоциана.
На спектральном графике (рисунок 4б) наблюдается образование стабильной и устойчивой формы антоциана. Батохромного сдвига не наблюдалось.
На спектральном графике (рисунок 4в) наблюдается резкое повышение доли ионизированной формы антоциана с батохромным сдвигом. Первый пик начинает «смазываться». Образование протонированной формы подавлено. Это устойчивая форма антоциана.
На спектральном графике (рисунок 4г) первый пик полностью редуцируется. Это говорит
о.ооо -
-0.3«'-1-1-
«0.00 500.00 600.00 700.00
(С)
Рисунок 4. Спектр поглощения экстракта цветков при Figure 4. Absorption spectrum of flower extract at (a) pH
о том, что при таком значении рН преобладает ионизированная форма. Наблюдается полный батохромный сдвиг
На спектральном графике (рисунок 5а) пик уплотняется, дополнительного батохромного сдвига не наблюдается. Преобладает ионизированная форма.
На спектральном графике (рисунок 5 б) в синей области (ближе к ультрафиолетовой) наблюдается резкое повышение значения оптической плотности. Пик постепенно «смазывается». На спектральном графике (рисунок 6а) наблюдается дальнейшее «смазывание» пика. Это говорит о деградации ионизированной формы антоци-ана и ее разрушении, вследствие повышенной щелочности среды.
На спектральных графиках (рисунок 6б и 6в) показано полное разрушение ионной формы анто-циана. При рН = 13 пик полностью «смазывается».
Для итогового понимания зависимости цветового параметра от кислотности раствора составлена таблица 4, отражающая колори-стику экстрактов.
(d)
i) pH = 5; (b) pH = 6; (c) pH = 7; (d) pH = 7 5; (b) pH = 6; (c) pH = 7; (d) pH = 7
(a) (b)
Рисунок 5. Спектр поглощения экстракта цветков при (a) pH = 9; (b) pH = 10 Figure 5. Absorption spectrum of flower extract at (a) pH = 9; (b) pH = 10
(b)
Рисунок 6. Спектр поглощения экстракта цветков при (a) pH = 11; (b) pH = 12; (c) pH = 13
Figure 6. Absorption spectrum of flower extract at (a) pH = 11; (b) pH = 12; (c) pH = 13
Зависимость цветового
Dependence of the color
Таблица 4.
параметра экстракта от активной кислотности раствора
Table 4.
parameter of the extract on the active acidity of the solution
Проба Sample рН А, нм (I пик) A, nm (I peak) А, нм (II пик) A, nm (II peak) Цвет экстракта Color of extract Примечание* Note*
I 1,0 548 - Светло-розовый | Light pink I пик «смазан» | I peak is "blurred"
II 2,0 548 - Пурпурный | Purple I пик менее «смазан» | I peak is less "blurred"
III 3,0 555 618 Светло -Фиолетовый Light purple II пик в виде плеча | II peak in the form of a shoulder
IV 4,0 572 619 Темно-Фиолетовый Dark - purple I и II пик хорошо выражены I and II peaks are well pronounced
V 5,0 574 619 Синий | Blue
VI 6,0 574 619 Темный индиго | Dark indigo
VII 7,0 581 622 Насыщенный ярко-синий Saturatedbright blue I пик в виде плеча I peak in the form of a shoulder
VIII 8,0 - 630 Изумрудный | Emerald I пик редуцируется | I peak is reduced
IX 9,0 629 Темно-зеленый | Dark green I пик редуцируется | I peak is reduced
X 10,0 613 Зеленый | Green II пик «смазан» | II peak is "blurred"
XI 11,0 601 Светло-зеленый | Light green II пик «смазан» | II peak is "blurred"
XII 12,0 601 Болотный | Swamp II пик редуцируется | II peak is reduced
XIII 13,0 - Желто-зеленый | Yellow green II пик редуцируется | II peak is reduced
*(I пик - протонированная форма, II пик - ионная форма) *(I peak - protonated form, II peak - ionic form)
Анализ экстрактов цветков при разных значениях водородного показателя на спектрофотометре показал, что антоцианы могут принимать различные формы. Наиболее стабильной и биодоступной формой для человека является ионизированная форма дельфинидина. Протонированная форма является сравнительно неустойчивой и в кишечнике человека всасывается в несколько раз хуже. Поэтому очень важно при использовании экстракта в качестве натурального красителя соблюдать его рН. С помощью исследований, проведенных с помощью спектрофотометра, было
выявлено оптимальное значение водородного показателя антоциана дельфинидина, который равен диапазону от 4,5 до 7,5. Определив оптимальные параметры получения экстракта цветков С tematea, далее изучили его влияние на процесс хранения микрокапсулиро-ванного кормового витамина А. В таблице 5 показана влияние добавления экстракта цветков C. tematea на изменение микробиологических показателей микрокапсулированного витамина А при хранении, 6 месяцев.
Таблица 5.
Микробиологические показатели микрокапсулированного витамина А при хранении, 6 месяцев
Table 5.
Microbiological indicators of microencapsulated vitamin A during storage, 6 months
——Месяц ' -—-—Month 1 2 3 4 5 6
Показатель ——^^^^
Indicator ——___
ОЧГ, КОЕ/г, не более: без экстракта цветков C. ternatea ОЧГ, CFU / g, no more: without extract of flowers 1,4x102 1,6x102 1,8x102 2,1x102 2,5x102 2,8x102
of C. ternatea
ОЧГ, КОЕ/г, не более: с экстрактом цветков C. ternatea ОЧГ, CFU / g, no more: with extract of flowers 1.2х102 1.2х102 1.4x102 1.8x102 2,1х102 2.5х102
of C. ternatea
ОМЧ, КОЕ/г, не более: без экстракта цветков C. ternatea
ОМЧ, CFU / g, no more: without extract of flowers 1x103 1,6x103 1,8x103 2,1x103 3,2x103 4,3x103
of C. ternatea
ОМЧ, КОЕ/г, не более: с экстрактом цветков C. ternatea ОМЧ, CFU / g, no more: with an extract of flowers 1x103 1,2x103 1.4x103 1,6х103 2,4x103 2,6x103
of C. ternatea
Из таблицы можно отметить, что наименьшее значение общего числа грибов и общего микробного числа было в образце, содержащем экстракт цветков С. ternatea в концентрации 10 мг/100 мл, в то время как наибольшее количество было отмечено в образце без экстракта цветков С. ternatea при хранении, 6 месяцев Результаты показали, что экстракт уменьшил рост микроорганизмов. Это связано с тем, что экстракт обладает высокимсодержанием биологически активных веществ, обладающих антимикробной активностью.
Заключение
Выбран наиболее оптимальный метод экстракции пигмента цветков С. ternatea и экспериментально подобраны наиболее экономичные технологические параметры. Выявлено, что оптимальный режим экстракции антоцианов цветков С. ternatea составляет при гидромодуле 1:300, температурном диапазоне 60-65 °С, временном промежутке 40-45 мин. Исследовано влияние активной кислотности (рН) на изменение цвета экстракта, полученного из С. ternatea. Установлено, что при добавлении красителя в сильнокислотные или сильнощелочные пищевые системы происходит деградация антоцианов и изменение цвета. Выявлен диапазон оптимального значения рН (от 4,5 до 7,5).
Описаны и расшифрованы спектры поглощения экстрактов С. ternatea при разных значениях рН. Спектральные графики помогли объяснить и понять процессы деградации антоцианов при разных значениях водородного показателя, что безусловно имеет значение при моделировании технологических процессов производства.
Изучено влияние экстракта цветков С. ternatea на микробиологические показатели безопасности микрокапсулированного кормового витамина А. Из полученных результатов следует, что снижение активности развития микроорганизмов связано с содержанием в экстракте цветков С. ternatea биологически активных веществ, обладающих антимикробной активностью.
Благодарности
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, предусмотренного постановлением Правительства Российской Федерации от 9 апреля 2010 г. № 218. Проект «Разработка промышленной технологии и организация в Дальневосточном федеральном округе высокотехнологичного производства кормового витамина А повышенной стабильности и биодоступности», соглашение № 075-11-2021-065 от 25 июня 2021 г.
Литература
I Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации: указ Президента РФ от 21 января 2020 г. №20.
Shamnad J. Mineral and nutritional potential of Clitoria ternatea L. variants as forage // Journal of Tropical Agriculture. 2020. V. 57. №. 2.
3 Adhikary R., Sultana S., Bishayi B. Clitoria ternatea flower petals: Effect on TNFR1 neutralization via downregulation of synovial matrix metalloproteases // Journal of Ethnopharmacology. 2018. № 210. P.209-222. doi: 10.1016/j.jep.2017.08.017
4 Thuy N.M., Minh V.Q., Ben,T.C., Thi Nguyen M.T. et al. Identification of Anthocyanin Compounds in Butterfly Pea Flowers (Clitoria ternatea L.) by Ultra Performance Liquid Chromatography/Ultraviolet Coupled to Mass Spectrometry // Molecules. 2021. V. 26. №. 15. P. 4539. dot: 10.3390/molecules26154539
5 Ahmad N.A., Yook Heng L., Salam F., Mat Zaid M.H. et al. A Colorimetric pH Sensor Based on Clitoria sp and Brassica sp for Monitoring of Food Spoilage Using Chromametry // Sensors MDPI. 2019. № 19(21). P.4813. doi: 10.33 90/s 19214813
Rao A.S., Shobha K.L., Md'Almeida P., Rai K.S. In vitro antimicrobial activity of root extract of Clitoria ternatea // Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2017. V. 10. №. 11. P. 52-54. doi: 10.22159/ajpcr.2017.vl0il 1.19992
7 Raghu K.S., Shamprasad B.R., Kabekkodu S.P., Paladhi P. et al. Age dependent neuroprotective effects of medhya rasayana prepared from Clitoria ternatea Linn in stress induced rat brain // Journal of ethnopharmacology. 2017. № 197. P.173-183. doi: 10.1016/j.jep.2016.07.068
Chayaratanasin P., Barbieri M.A., Suanpairintr, N., Adisakwattana S. Inhibitory effect of Clitoria ternatea flower petal extract on fructose-induced protein glycation and oxidation-dependent damages to albumin in vitro // BMC Complement & Alternative Medicine. 2015. № 15. P.27-32. doi: 10.1186/sl2906-015-0546-2
9 Cabezuelo M.T., Zaragozá R., Barber T., Viña J.R. Role of vitamin A in mammary gland development and lactation // Nutrients. 2020. V. 12. №. 1. P. 80. doi: 10.3390/nul2010080
10 ГОСТ 10444.15-94. Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно -анаэробных микроорганизмов.
II ГОСТ10444.12-2013. Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Методы выявления и подсчета количества дрожжей и плесневых грибов.
12 Rocha R., Pinela J., Abreu R., Añibarro-Ortega M. et al. Extraction of Anthocyanins from Red Raspberry for Natural Food Colorants Development: Processes Optimization and in vitro Bioactivity // Processes. 2020. V. 8. №2. 11. P. 1447. doi: 10.3390/pr8111447
13 Baskaran A., Mudalib S. K. A., Izirwan I. Optimization of aqueous extraction of blue dye from butterfly pea flower // Journal of Physics: Conference Senes. IOP Publishing, 2019. V. 1358. №. 1. P. 012001.
14 Lakshan S.A.T., Jayanath N.Y., Abeysekera W.P.K.M., Abeysekera W.K.S.M. A commercial potential blue pea (Clitoria ternatea L.) flower extract incorporated beverage having functional properties // Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2019. V. 2019. doi: 10.1155/2019/2916914
15 McDowell L.R. Vitamins in animal nutrition: comparative aspects to human nutrition. Elsevier, 2012.
16 Salami S.A., Guinguina A., Agboola J.O., Omede A.A. et al. In vivo and postmortem effects of feed antioxidants in livestock: a review of the implications on authorization of antioxidant feed additives // Animal. 2016. V. 10. №. 8. P. 1375-1390.
17 Kafantaris I., Kotsampasi B., Christodoulou V., Kokka E. et al. Grape pomace improves antioxidant capacity and faecal microflora of lambs//Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 2017. V. 101. №. 5. P. el08-el21. doi: 10.1111/ipn. 12569
18 Mirzaei-Aghsaghali A. Importance of medical herbs in animal feeding: A review // Ann. Biol. Res. 2012. V. 3. №2. 9. P. 3-933.
19 Celi P., Gabai G. Oxidant/antioxidant balance in animal nutrition and health: the role of protein oxidation // Frontiers m Veterinary Science. 2015. V. 2. P. 48. doi: 10.3389/fvets.2015.00048
20 Blaszczyk A., Augustyniak A., Skolimowski J. Ethoxyquin: an antioxidant used in animal feed // International journal of food science. 2013. V. 2013. doi: 10.1155/2013/585931
References
1 On the approval of the Food Security Doctrine of the Russian Federation: Decree of the President of the Russian Federation of January 21, 2020 No. 20. (in Russian).
2 Shamnad J. Mineral and nutritional potential of Clitoria ternatea L. variants as forage. Journal of Tropical Agriculture. 2020. vol. 57. no. 2.
3 Adhikary R., Sultana S., Bishayi B. Clitoria ternatea flower petals: Effect on TNFR1 neutralization via downregulation of synovial matrix metalloproteases. Journal of Ethnopharmacology. 2018. no. 210. pp. 209-222. doi: 10.1016/j.jep.2017.08.017
4 Thuy N.M., Minh V.Q., Ben,T.C., Thi Nguyen M.T. et al. Identification of Anthocyanin Compounds in Butterfly Pea Flowers (Clitoria ternatea L.) by Ultra Performance Liquid Chromatography/Ultraviolet Coupled to Mass Spectrometry. Molecules. 2021. vol. 26. no. 15. pp. 4539. doi: 10.3390/molecules26154539
5 Ahmad N.A., Yook Heng L., Salam F., Mat Zaid M.H. et al. A Colorimetric pH Sensor Based on Clitoria sp and Brassica sp for Monitoring of Food Spoilage Using Chromametry. Sensors MDPI. 2019. no. 19(21). pp. 4813. doi: 10.3390/s19214813
6 Rao A.S., Shobha K.L., Md'Almeida P., Rai K.S. In vitro antimicrobial activity of root extract of Clitoria ternatea. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2017. vol. 10. no. 11. pp. 52-54. doi: 10.22159/ajpcr.2017.v10i11.19992
7 Raghu K.S., Shamprasad B.R., Kabekkodu S.P., Paladhi P. et al. Age dependent neuroprotective effects of medhya rasayana prepared from Clitoria ternatea Linn in stress induced rat brain. Journal of ethnopharmacology. 2017. no. 197. pp. 173-183. doi: 10.1016/j.jep.2016.07.068
8 Chayaratanasin P., Barbieri M.A., Suanpairintr, N., Adisakwattana S. Inhibitory effect of Clitoria ternatea flower petal extract on fructose-induced protein glycation and oxidation-dependent damages to albumin in vitro. BMC Complement & Alternative Medicine. 2015. no. 15. pp. 27-32. doi: 10.1186/s12906-015-0546-2
9 Cabezuelo M.T., Zaragozá R., Barber T., Viña J.R. Role of vitamin A in mammary gland development and lactation. Nutrients. 2020. vol. 12. no. 1. pp. 80. doi: 10.3390/nu12010080
10 GOST 10444.15-94. Food products. Methods for determining the number of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms. (in Russian).
11 GOST 10444.12-2013. Microbiology of food and animal feed. Methods for detecting and counting the amount of yeast and molds. (in Russian).
12 Rocha R., Pinela J., Abreu R., Añibarro-Ortega M. et al. Extraction of Anthocyanins from Red Raspberry for Natural Food Colorants Development: Processes Optimization and in vitro Bioactivity. Processes. 2020. vol. 8. no. 11. pp. 1447. doi: 10.3390/pr8111447
13 Baskaran A., Mudalib S. K. A., Izirwan I. Optimization of aqueous extraction of blue dye from butterfly pea flower. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2019. vol. 1358. no. 1. pp. 012001.
14 Lakshan S.A.T., Jayanath N.Y., Abeysekera W.P.K.M., Abeysekera W.K.S.M. A commercial potential blue pea (Clitoria ternatea L.) flower extract incorporated beverage having functional properties. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2019. vol. 2019. doi: 10.1155/2019/2916914
15 McDowell L.R. Vitamins in animal nutrition: comparative aspects to human nutrition. Elsevier, 2012.
16 Salami S.A., Guinguina A., Agboola J.O., Omede A.A. et al. In vivo and postmortem effects of feed antioxidants in livestock: a review of the implications on authorization of antioxidant feed additives. Animal. 2016. vol. 10. no. 8. pp. 1375-1390.
17 Kafantaris I., Kotsampasi B., Christodoulou V., Kokka E. et al. Grape pomace improves antioxidant capacity and faecal microflora of lambs. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 2017. vol. 101. no. 5. pp. e108-e121. doi: 10.1111/jpn. 12569
18 Mirzaei-Aghsaghali A. Importance of medical herbs in animal feeding: A review. Ann. Biol. Res. 2012. vol. 3. no. 9. pp. 3-933.
19 Celi P., Gabai G. Oxidant/antioxidant balance in animal nutrition and health: the role of protein oxidation. Frontiers in Veterinary Science. 2015. vol. 2. pp. 48. doi: 10.3389/fvets.2015.00048
20 Blaszczyk A., Augustyniak A., Skolimowski J. Ethoxyquin: an antioxidant used in animal feed. International journal of food science. 2013. vol. 2013. doi: 10.1155/2013/585931
Сведения об авторах Татьяна К. Каленик д.б.н., профессор, департамент пищевых наук и биотехнологий, Дальневосточный федеральный университет, о. Русский, п. Аякс, 10, г. Владивосток, 690922, Россия, [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-2807-3239 Тамара А. Сенотрусова к.т.н., департамент пищевых наук и биотехнологий, Дальневосточный федеральный университет, о. Русский, п. Аякс, 10, г. Владивосток, 690922, Россия, [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-0580-3235 Елена В. Добрынина к.т.н., департамент пищевых наук и биотехнологий, Дальневосточный федеральный университет, о. Русский, п. Аякс, 10, г. Владивосток, 690922, Россия, [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-9987-4685 Дарвиш Фади аспирант, департамент пищевых наук и биотехнологий, Дальневосточный федеральный университет, о. Русский, п. Аякс, 10, г. Владивосток, 690922, Россия, darvish. [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-1796-3650 Людмила А. Текутьева к.т.н, профессор, генеральный директор ООО «АРНИКА», Надеждинский муниципальный район, с.Вольно-Надеждинское, ТОР «Надеждинская», 692481, Приморский край, [email protected] https://orcid.org/0000-0003-0498-3764 Владислав В.Матвеев младший специалист по развитию и исследованиям, FoRiseGroup, г. Москва. Россия, Большеустьикин-ское, ул. Центральная, 6, 452550, [email protected] https://orcid.org/0000-0002-0629-317X
Вклад авторов
Все авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about authors Tatiana K Kalenik Dr. Sci. (Biol.), professor, food sciences and technologies department, Far Eastern Federal University, Ajax, 10, Vladivostok, 690922, Russia, [email protected] https://orcid.org/0000-0003-2807-3239
Tamara A. Senotrusova Cand. Sci. (Engin.), food sciences and technologies department, Far Eastern Federal University, Ajax, 10, Vladivostok,, 690922, Russia, [email protected] https://orcid.org/0000-0003-0580-3235
Elena V. Dobrynina Cand. Sci. (Engin.), food sciences and technologies department, Far Eastern Federal University, Ajax, 10, Vladivostok,, 690922, Russia, [email protected] https://orcid.org/0000-0002-9987-4685
Darwish Fadi postgraduate student, food sciences and biotechnology department, Far Eastern Federal University, Ajax, 10, Vladivostok,, 690922, Russia, [email protected] https://orcid.org/0000-0002-1796-3650
Lyudmila A. Tekutyeva Cand. Sci. (Engin.), director LLC "ARNIKA", Nadezhdinsky municipal district, Volno-Nadezhdinskoe village, TOP "Nadezhdinskaya", 692481, Primorsky Territory, [email protected]), [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-0498-3764 Vladislav V. Matveev junior development and research specialist, FoRise Group), Moscow. Russia s, Bolsheust'ikinskoe, st. Centralnaya, 6,452550, [email protected] https://orcid.Org/0000-0002-0629-317X
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.
Поступила 05/10/2021_После редакции 01/11/2021_Принята в печать 20/11/2021
Received 05/10/2021_Accepted in revised 01/11/2021_Accepted 20/11/2021
