CC BY
76
УДК 577.16:664.3(045) DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10064
Повышение стабильности витамина А в растительных маслах
С.Н. Бутова, д-р биол. наук, профессор; Ю.В. Николаева, канд. техн. наук; А.П. Нечаев, д-р техн. наук, профессор; К.А. Тхоржевская, аспирант
московский государственный университет пищевых производств
Реферат
Для нормального функционирования организма недостаточно поступления с питанием белков, жиров, углеводов, а также воды и минеральных солей. Среди прочего в рационе должны присутствовать еще биологически активные вещества -витамины. Они составляют отдельную группу органических веществ, не имеющих энергетического значения, но, подобно ферментам и гормонам, проявляющих значительную физиологическую активность. Витамин А играет значительную роль в функционировании организма: при его недостатке в пище задерживается рост молодого организма, ослабляется его устойчивость к инфекционным заболеваниям, ухудшается заживление ран, теряется способность видеть в сумерках («куриная слепота»). Как растворимый в жирах, витамин А в достаточном количестве находится в сливочном масле, молоке, печени, яичном желтке, почках, рыбьем жире. Изучение стабильности масляного раствора витамина А - актуальная задача. При этом важными параметрами являются применяемое растительное масло и концентрация витамина А в масляном растворе. В ходе эксперимента подобраны стабилизаторы для витамина А в масляных растворах. Изучены физико-химические показатели растительных масел (кислотное число, перекисное число) и их влияние на витамин А. Статья написана по результатам научных исследований, проводимых в рамках Государственного задания ФГБОУ ВО «МГУПП» на 2017-2019 гг. по теме 14.7404.2017/БЧ «Научные и прикладные основы применения традиционного и нетрадиционного растительного сырья и вторичных продуктов его переработки (плодово-ягодного, зернового, бобового, масличного, эфирно-масличного, трав) в технологии специализированных продуктов пищевой промышленности, косметологии и фармацевтики».
Ключевые слова
витамин А, облепиховое масло, окислительная стабильность, растительные масла Цитирование
Бутова С.Н., Николаева Ю.В., Нечаев А.П., Тхоржевская К.А. (2019) Повышение стабильности витамина А в растительных маслах // Пищевая промышленность. 2019. № 5. С. 15-17.
Increase the stability of vitamin A in vegetable oils
S.N. Butova, Doctor of Biological Sciences, Professor; Ju.V. Nikolaeva, Candidate of Technical Sciences; A.P. Nechaev, Doctor of Technical Sciences, Professor; Kh.A. Tkhorzhevskaya, graduate student Moscow State University of Food Production
Abstract
For the normal functioning of the body is not enough income from the diet of proteins, fats, carbohydrates, as well as water and mineral salts. Among other things, the diet should contain more biologically active substances - vitamins. They constitute a separate group of organic substances that have no energy value, but, like enzymes and hormones, exhibiting significant physiological activity. Vitamin A plays a significant role in the functioning of the body: with its lack of food, the growth of a young body is delayed, its resistance to infectious diseases is weakened, wound healing deteriorates, and the ability to see at dusk is lost («night blindness»). As soluble in fats, vitamin A in sufficient quantity is found in butter, milk, liver, egg yolk, kidneys, fish oil. The study of the stability of the oil solution of vitamin A is an urgent task. The important parameters are used vegetable oil and the concentration of vitamin A in the oil solution. In the course of the experiment, stabilizers for vitamin A in oil solutions were selected. The physicochemical parameters of vegetable oils (acid number, peroxide number) and their effect on vitamin A were studied. The article is written based on the results of scientific research conducted within the framework of the State task FSBEI HE «MGUPP» for 2017-2019. On the topic 14.7404.2017/BS «Scientific and applied bases of application of traditional and non-traditional vegetable raw materials and secondary products of its processing (fruit, berries, grains, legumes, oilseeds, essential oil, herbs) in the technology of specialized products of the food industry, cosmetology and pharmaceutics».
Key words
vitamin A, sea buckthorn oil, vegetable oils, oxidation stability Citation
Butova S.N., Nikolaeva Yu.V., NechaevA.P., Tkhorzhevskaya Kh.A. (2019) Increase the stability of vitamin A in vegetable oils // Food processing industry = Pishhevaya promyshlennost. 2019. № 5. P. 15-17.
пищевая промышленность 5/2019 15
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - СОВРЕМЕННЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ
ТЕМАНОМЕРА
Облепиховое масло широко используется в медицине в качестве лекарственных препаратов благодаря большому содержанию каротиноидов и природных анти-оксидантов. Ягода облепихи является кладезем биологически активных веществ, окраска ягоды яркая и разнообразная (желтая, оранжевая, красная) обусловлена именно накоплением каротиноидов. Содержание их в плодах колеблется от 0,3 до 20 мг на 100 г, около 30% приходится на р-каротин, провитамин А, который нормально сохраняется в продуктах переработки облепихи [1].
Полиеновая структура молекулы витамина А приводит к его высокой неустойчивости: при длительном хранении происходит частичная или полная потеря биологической активности за счет окисления, изомеризации, отщепления и полимеризации. Существуют химические и физические средства защиты витамина А от воздействия окислителей, света, кислот и др. Среди химических методов существуют методы использования небольших количеств синтетических антиокислителей, таких как бутилокситолуол (БОТ), бутилоксианизол (БОА), пропилгаллат, сантохин. На практике же высокий эффект стабилизации может быть достигнут при сочетании химической и физической защиты.
Витамин А, как жирорастворимый, и его масляный раствор защищают путем внесения в смесь желатинов и наполнителей в виде микрогранул или заключением в полимерные оболочки в виде капсул или микрокапсул.
Цель работы - изучение стабильности масляного раствора витамина А облепихи в зависимости от применяемого растительного масла, концентрации витамина А в растворе, концентрации и давления стабилизатора и температуры хранения [2].
Так как инактивация жирорастворимых витаминов в маслах связана с процессами окислительной деструкции непредельных жирных кислот масла, которая сопровождается уменьшением содержания природных антиоксидантов, повышением кислотного (КЧ), перекисного (ПЧ) или карбонильного чисел, необходимо было проверять качество масла, используемого для растворения витамина А.
Использовали ускоренный метод изучения стабильности витамина А, так как при обычных условиях хранения (1 = 10 °С) окислительный распад развивается медленно. Масляный раствор витамина А подвергался окислению в тонком слое в темноте, при свободном доступе кислорода воздуха. Окисление оценивалось по падению концентрации витамина и увеличению концентрации перекисного числа. За меру стабильности принимали период полураспада (т50) в сутках витамина, за которое содержание витамина уменьшается до половины от первоначальной величины [3].
Влияние масла на стабильность витамина А
Растительные масла находят широкое применение в качестве растворителей при получении готовых лекарственных средств, в частности жирорастворимых витаминов. Являясь смесью сложных природных соединений, масла могут оказывать существенное влияние на стабильность витаминов.
Хранение растительных масел или масляных растворов сопровождается развитием в них окислительных процессов, в основе которых лежат цепные свободно радикальные реакции автоокисления непредельных жирных кислот масла. Была изучена стабильность в различных отечественных маслах. Масла, вырабатываемые из разнообразного растительного сырья, различаются жирнокислотным составом, содержанием непредельных кислот, фос-фатидов, стеринов, токоферолов и т.д. и устойчивостью к окислению. В масляных растворах витамина происходит сопряженное окисление непредельных жирных кислот масла и витамина, наблюдается более интенсивный рост перекисного числа по сравнению с чистым маслом, причем чем больше концентрация вита-
мина, тем быстрее нарастает перекисное число [4].
на рис. 1 показана диаграмма стабильности витамина А в различных растительных маслах. Качественные показатели масел соответствовали ГОСТ на данный вид и сорт. из диаграммы видно, что период полураспада витамина (т50) выше в кукурузном масле по сравнению с подсолнечным примерно в 5 раз и в соевом -в 3 раза. Если расположить масла по сохранению стабильности, то ряд масел будет выглядеть следующим образом: подсолнечное < абрикосовое < хлопковое < горчичное < соевое < кукурузное.
Низкая стабильность витамина в подсолнечном масле, видимо, объясняется высоким начальным пере-кисным числом (ПЧ), кукурузное же масло, обеспечивающее наилучшую сохранность витамина, практически не содержит перекисей (по литературным данным), имеет высокое содержание у-токоферола.
Влияние стабилизатора
На рис. 2 представлены данные по влиянию стабилизатора этидина на стабильность витамина А в соевом и куку-
1. Подсолнечное,рафинированное
2. Хлопковое, рафинированное
3. Абрикосовое, рафинированное
4. Хлопковое салатное, не дефлорированное
5. Горчичное, [ сорт
6. Хлопковое салатное, дезодорированное
7. Соевое, рафинированное
8. Соевое, гидратированное
9. Ск валам
10 Кукурузное, рафинированное
1
3,7
2
4,5
3 5,2
4 5
7,6
6,5
10
9
16,5
19,1
7
11,5
8
12,5
6 8,2
КЧ 0,27 - 0,23 0,51 1,45 0,40 0,35 0,52 - 0,25 ПЧ 0,180 - 0,047 0,020 0,010 0,010 0,008 0,010 - 0,000
Рис. 1. Стабильность растворов витамина А в растительных маслах
Рис. 2. Эффективность стабилизации масляных растворов витамина А
0,04 0,06
% стабилизатора
Рис. 3. Зависимость периода полураспада ацетата витамина А (100000 М. Е./г) от концентрации стабилизатора в масляном растворе
Эгидин
0 10 20 30 40 50 (,"С
Рис. 4. Зависимость индукционного периода от температуры растворов витамина А (100000 М. Е./г): 1 - без стабилизатора, 2 - с 0,02% этидина
рузном масле. За меру эффективности стабилизатора принималась величина т, где т50 - период полураспада витамина с добавлением антиоксиданта, т - то же без добавления антиоксиданта.
Количество антиоксидантов (АО), обеспечивающее т50 = 25 суткам, показано в табл. 1.
Таблица 1
Количество антиоксидантов (АО), обеспечивающее т50 = 25 суткам
АО Кукурузное масло Соевое масло Подсолнечное масло
Этидин 0,038 0,025 -
На рис. 3 приведена графическая зависимость периода полураспада витамина от концентрации вводимого стабилизатора этидина для растворов в соевом, кукурузном и подсолнечном маслах. При добавлении БОТ устойчивость витамина (при одинаковой концентрации стабилизатора) в подсолнечном масле более чем в 4 раза ниже, чем в соевом, и примерно в 3 раза ниже, чем в кукурузном. Этидин особенно эффективен в соевом масле.
Влияние начальной концентрации витамина на устойчивость растворов
В условиях ускоренного метода показано, что увеличение концентрации витамина А в масле приводит к возрастанию скорости распада витамина. В табл. 2 приведены периоды полураспада испытанных нами растворов витамина А в соевом масле.
Таблица 2
Периоды полураспада испытанных нами растворов витамина А в соевом масле
Начальная концентрация витамина, тыс. мЕ/г 15 100 200 300 500
т50 в сутки 20 9 5 4 2,5
На рис. 4 представлена зависимость сохранения стабильности витамина А от температуры в присутствии стабилизатора и без него в соевом масле.
Таким образом, исследованием витамина А показано, что стабильность масляных растворов может быть достигнута путем применения свежевыработанных растительных масел (с минимальным КЧ и ПЧ), таких как соевое, кукурузное, а также при правильном выборе стабилизатора, учитывая температуру хранения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пименова, Н.С. Влияние антиоксидантов на сохранность облепихового масла / Н.С. Пименова [и др.] // Химико-фармацевтический журнал. - 1982. - № 2. - С. 102-103.
2. Пименова, Н.С. Кинетический метод оценки окислительной стабильности облепихового масла / Н.С. Пименова [и др.] // Химико-фармацевтический журнал. - 1982. -№ 4. - С. 102-103.
3. Козлов, Э.И. Стабильность эфиров витамина А в растительных маслах / Э.И. Козлов, Р.А. Иванова, Е.В. Лопанникова // Химико-фармацевтический журнал. - 1977. - № 11. -С. 55-59.
4. Козлов, Э.И. Повышение стабильности витамина А в масляных растворах / Э.И. Козлов, Р.А. Иванова // Химико-фармацевтический журнал. - 1977. - № 2. - С. 19-22.
REFERENCES
1. Pimenova, N.S. Vlijanie antioksidantov na sohrannost' oblepihovogo masía / N.S. Pimenova [i dr.] // Himiko-farmacevticheskij zhurnal. -1982. - № 2. - S. 102-103.
2. Pimenova, N. S. Kineticheskij metod ocenki okislitel'noj stabil'nosti oblepihovogo masía / N.S. Pimenova [i dr.] // Himiko-far-macevticheskij zhurnal. - 1982. - № 4. -S. 102-103.
3. Kozlov, Je. I. Stabil'nost' jefirov vitamina A v rastitel'nyh maslah / Je. I. Kozlov, R.A. Ivanova, E. V. Lopannikova // Himiko-farmacevticheskij zhurnal. - 1977. - № 11. -S. 55-59.
4. Kozlov, Je.I. Povyshenie stabil'nosti vitamina A v masljanyh rastvorah / Je.I. Kozlov, R.A. Ivanova // Himiko-farmacevticheskij zhurnal. - 1977. - № 2. - S. 19-22.
Авторы
Бутова Светлана Николаевна, д-р биол. наук, профессор,
Николаева Юлия Владимировна, канд. техн. наук,
Нечаев Алексей Петрович, д-р техн. наук, профессор,
Тхоржевская Кристина Александровна, аспирант
Московский государственный университет пищевых производств,
125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11
vbutov@bk.ru, organikamgupp@mail.ru, kristina-malina@List.ru
Autors
Butova Svetiana Nikoiaevna, Doctor of Biological Sciences, Professor, Nikolaeva Yuiia Viadimirovna, Candidate of Technical Sciences, Nechaev Alexey Petrovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Tkhorzhevskaya Khristina Alexandrovna, graduate student Moscow State University of Food Production, 11, Volokolamskoe highway, Moscow, 125080
vbutov@bk.ru, organikamgupp@mai1.ru, kristina-ma[ina@[ist.ru
