CC BY
25
УДК 641.05
Применение обобщенной функции желательности Харрингтона
для моделирования состава напитков геропротекторной направленности
Н. В. Заворохина, д-р техн. наук; Ю. И. Богомазова, аспирант; А. В. Тарасов
Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург
Старение представляет собой важную проблему для человечества в целом. В России число лиц, относящихся к возрастной категории «старше трудоспособного возраста», неуклонно увеличивается и, согласно данным статистики, в 2017 году составило 36,7 млн человек [1]. В 2016 г. распоряжением Правительства Российской Федерации утверждена «Стратегия действий в интересах граждан старшего поколения» [2], в которой особо подчеркнуты необходимость создания специальных многокомпонентных продуктов питания для пожилых граждан и обеспечение их сбалансированным питанием. Поэтому исследования по разработке функциональных пищевых продуктов, способствующих увеличению продолжительности жизни, особенно актуальны для такой социально значимой группы людей как люди пожилого возраста.
Согласно свободнорадикальной теории старения, предложенной Д. Харманом, одной из главных причин возрастных изменений в клетках организма является накопление в них повреждений, вызванных свободными радикалами [3, 4]. В 1972 г. Харман выдвинул предположение о ключевом участии митохондрий в образовании свободных радикалов [5], действие которых ведет к окислительной модификации клеток, что в свою очередь приводит к распознаванию иммунной системой поврежденных клеток как чужеродных и элиминации их из организма. Регулирует процессы свободноради-кального окисления антиоксидантная система, но с возрастом она утрачивает свою активность, что приводит к увеличению доли свободных радикалов и усилению окислительного повреждения молекул белков, ДНК, липидов [6].
С одной стороны, для предотвращения окислительного стресса в организм должны поступать усвояемые антиоксиданты, в том числе содержащиеся в продуктах питания. С другой стороны, в настоящее время найдены способы увеличивать продолжительность жизни модельных организмов [7] с помощью т. н. геропротекто-ров - природных антиоксидантов, например, витамина С [8], галлата эпигаллокатехина [9], куркумина [10]. Их геротекторные свойства доказаны наукой. Поэтому в рецептуру пищевых продуктов направленного геропротекторного действия целесообразно включать антиоксиданты и иные обогащенные ими ингредиенты. При этом нужно учитывать, что избыток антиоксидантов может оказывать вредное воздействие [11], что приводит к необходимости контролировать количество потребляемых антиоксидантов и учитывать их содержание в рационе человека. Особую важность приобретают новые высокоточные методы определения антиоксидантов в пищевых продуктах. Существует ряд методов определения антиоксидантной активности (АОА), отличающиеся способом регистрации сигнала: оптические, хроматографические, электрохимические и др. [6]. Электрохимические методы характеризуются высокой чувствительностью, экспрессностью, низкой себестоимостью, возможностью анализировать как водные, так и неводные среды [12]. Кроме того, в работе [6] авторы считают, что электрохимические методы оценки АоА наиболее полно отвечают природе окислительного стресса. Достаточно информативен потенциометрический метод с ме-диаторной системой, разработанный Х. З. Брайниной (УрГЭУ), который
адаптирован к анализу широкого круга объектов [13, 14].
При разработке новых видов функциональных пищевых продуктов возникает проблема квалиметрической оценки качества готового продукта. Для решения многокритериальных задач (каковой является и оптимизация состава функционального продукта питания [15]) Е. Харрингтоном в 1965 г. предложен подход, который известен как метод построения обобщенной функции желательности [16]. Вместо простого сравнения параметры переводятся в единую безразмерную шкалу частных желательно-стей с фиксированными границами от 0 до 1 и затем пересчитываются для получения обобщенного значения желательности. Это дает возможность соотнести полученное значение обобщенной желательности с рекомендованными интервальными диапазонами: от 0 до 0,2 - «очень плохо»; от 0,2 до 0,37 - «плохо»; от 0,37 до 0,63 - «удовлетворительно»; от 0,63 до 0,8 - «хорошо»; от 0,8 до 1 - «очень хорошо».
Цель настоящего исследования -моделирование рецептуры напитков с выраженными геропротекторны-ми свойствами, сбалансированных по качественному и количественному ингредиентному составу, и проведение квалиметрической оценки разработанных напитков с применением обобщенной функции желательности Харрингтона.
Потенциометрические измерения проводили с использованием многофункционального рН-метра/ионо-мера «ТА-Ион» (НПП «Томьаналит», Россия) с применением двухэлек-тродной электрохимической ячейки (ЭХЯ), в которой электродом сравнения служил хлорсеребряный электрод Ag|AgCl|3,5 М KCl типа ЭВЛ-1М3.1 (ГЗИП, Белоруссия), а индикаторным -платиновый screen-printed электрод (НПВП «ИВА», Россия). Для получения деионизованной воды с удельным сопротивлением 18 МОмх см использовали установку «Аквалаб УВОИ - МФ - 1812» (Медиана-Фильтр, Россия).
Использовали следующие химические реактивы: аскорбиновая кислота х. ч. (Компонент-реактив, Россия), HCl х. ч. (НеваРеактив, Россия); CH3COONax 3H2O ч. д. а. (Реахин, Россия), CH3COOH х. ч. (Реахим, Россия); NaOH х. ч. (Реа-хим, Россия), NaH2PO4x2H2O ч. д. а. (Вектон, Россия), Na2HPO4x12H2O ч. д. а. (Химреактивснаб, Россия), KCl х. ч. (НПО «Экрос», Россия), К3 [Fe (CN6)] х. ч. (Вектон, Россия), К4 [Fe (CN6)]x3H2O х. ч. (Реахим, Россия).
При моделировании рецептур для установления качественного состава напитков был проведен анализ ингредиентов с учетом их органо-лептической сопоставимости, функциональной направленности, растворимости, экономической эффективности. Компоненты для введения в состав разрабатываемых напитков подбирались в соответствии с [17]. Согласно [17] к классу функциональных пищевых ингредиентов, оказывающих антиоксидантный эффект, относят: витамины С и Е, каротинои-ды, флавоноиды (антоцианы). В состав моделируемых напитков были включены следующие компоненты: облепиховый, морковный соки, экстракты зеленого чая и куркумы длинной, сыворотка молочная, витаминный премикс 730/4 («Валетек», Россия), магний в составе водорастворимого соединения С6Н607Мд. Функциональные свойства основного используемого сырья представлены в табл. 1.
Определение содержания витамина С в напитках проводили титриме-трическим методом в соответствии с [23].
определение кислотности напитков осуществляли, руководствуясь [24].
Для определения АОА напитков использовали потенциометрический метод, в котором источником информации о концентрации антиоксидан-тов служит сдвиг потенциала платинового электрода, наблюдавшийся при введении пробы в раствор ме-диаторной системы КЗ ^е (С^ 6]/К4 ^е (С^ 6], в результате протекания химической реакции между анти-оксидантами исследуемого образца и окисленной формой медиаторной системы [13]:
(1)
где АО - антиоксидант (-ы), АО0х -продукт (-ы) окисления антиоксидан-та (-ов). АОА (в ммоль-экв/л) рассчитывали по формулам (2-3):
"Ч ' , (2)
I +а
где Е - начальный потенциал ме-диаторной системы, мВ; Е1 - потенциал медиаторной системы, установившийся после введения пробы, мВ; С0х - концентрация К3^е(С^6], М; СКес1 - концентрация К4^е(С^6], М; п - количество электронов в электродной реакции (п = 1); F - постоянная Фарадея (96485,333 Кл/моль); R - универсальная газовая постоянная
Таблица 1
Функциональные свойства используемого сырья (ПВ - пищевые волокна; ЭЦ -энергетическая ценность; ЭГКГ - эпигаллокатехина галлат; ЖКТ - желудочно-кишечный
тракт)
Наименование
Содержание нутриентов
Применение
Облепиховый сок
Морковный сок
Экстракт зеленого чая
Экстракт куркумы длинной (Curcuma longa)
Сыворотка молочная
Белки - 0,6 г; жиры - 3,4 г; углеводы - 4,3 г; ПВ - 2 г; органические кислоты -
2,8 г; ЭЦ - 52 ккал; витамин С - 231 мг/100 г; Р-каротин - 1,5 мг/100 г; витамин Е - 5,2 мг/100 г; фенолов в пересчете на рутин 47-66 мг/г
Белки - 1,1 г; жиры - 0,1 г; углеводы - 12,6 г; ПВ - 1 г; ЭЦ - 56 ккал, р-каротин - 2,1 мг/100 г; витамин С - 8,5 мг/100 г; витамин Е - 1,16 мг/100 г
Белки - 15-20%; дубильные вещества (в пересчете на танин) - 25%; обнаружено до 12 катехинов: ЭГКГ - 8295±3 мг/100 г листьев
Углеводы - 4,7-8,2%; эфирные масла - 2,44%; жирные кислоты - 1,73,3%; куркуминоиды (куркумин, деметоксикур-кумин и бисдеметоксикур-кумин, турмерин) - 0,1% сухого экстракта
Белки - 1,0 г; жиры - 0,4 г; углеводы - 4,5 г; ЭЦ - 18-27 ккал; лактоза - 3,2-5,1 г; минеральные соли - 0,5-0,8%; Са - 60-120 мг; сиаловая кислота -280 мг/100 г
Используют при болезнях сердца и крови, гнойном плеврите, при интоксикациях, заболеваниях ЖКТ, туберкулезе, кашле, острых пневмониях, аномалиях желчевыводящих путей. Плоды относят к функциональным, адаптогенным средствам, обладающими выраженными антиоксидантными, антистрессовыми и антитромбозными свойствами. Сок повышает уровень тестостерона и гемоглобина в крови, увеличивает физическую выносливость [18].
Улучшает аппетит, регулирует работу ЖКТ, почек, укрепляет сосуды, зрение, нормализует кроветворение, повышает жизненный тонус, уменьшает восприимчивость к инфекциям, регулирует водно-солевой обмен, заживляет раны, ожоги [19].
Действующее вещество - ЭГКГ (59% всех катехинов). Вызывает гибель опухолевых клеток путем апоптоза и остановки их клеточного цикла. Антибактериальная активность обусловлена наличием катехина теафлавина и его галлатов, действующих на вирусы гриппа, гепатита, ВИЧ, ротавирус, энтеровирус, дрожжевые и плесневые грибки, хламидии, микоплазмы и паразитов [20].
Противовоспалительное, антиоксидантное, ги-погликемическое действие, является природным антибиотиком, увеличивает срок хранения продуктов питания. Выявлено специфическое действие на различные органы и ткани: кожу, ЖКТ, печень, дыхательную систему [21].
Улучшение работы печени и нормализация функции почек, стимулятор желудочной секреции соляной кислоты (при употреблении сыворотки перед едой), для профилактики ревматизма, гипертонии, атеросклероза, стимулировании кровообращения, лечении воспалительных процессов. Лактоза - субстрат для лактобактерий, облегчает всасывание Са. Сиаловая кислота способствует укреплению иммунитета в пожилом возрасте [22].
(8,314 Дж/моль^К); Т - температура в кельвинах, К.
Алгоритм анализа АОА заключался в следующем: 1) в ЭХЯ вносят 3 мл К^а фосфатного буферного раствора рН 7,2, содержащего медиаторную систему К3^е(С^6]/К4^е(С^6] в соотношении 0,01: 0,0001 М; 2) погружают в ячейку рабочий электрод и электрод сравнения; 3) измеряют начальный потенциал медиаторной системы (Е^; 4) добавляют 0,5 мл исследуемого образца; 5) измеряют потенциал медиаторной системы с пробой (Е2); 6) производят расчет АОА в соответствии с формулами (2) - (3).
Результаты определения содержания витамина С, кислотности и АОА представлены как среднее значение определяемой величины ± доверительный интервал для трех независимых измерений при уровне значимости 0,05.
Расчет обобщенной функции желательности Харрингтона. В качестве частных параметров оптимизации
были выбраны: АОА (в ммоль-экв/л), содержание витамина С (в мг/100 г напитка) и кислотность (в см3 1 М раствора Na0H на 100 см3 напитка). Обобщенную функцию желательности Харрингтона D рассчитывали как среднее геометрическое жела-тельностей отдельных параметров оптимизации [16]:
где с^, с12, ..., с1ч - желательный уровень 1-го, 2-го и т. д. параметров оптимизации (изменяются от 0 до 1). На параметры оптимизации были наложены следующие односторонние ограничения: у1 > 0,18 ммоль-экв/л; у2 > 13,5 мг/100 г; у3 > 0,5 см3 1 М раствора Na0H на 100 см3. Разработаны модельные образцы напитков: образец № 1 (контрольный) -без растительных экстрактов, образец № 2 и образец № 3 - с 25% и 50% содержанием куркумина от рекомендуемой суточной нормы потребления (РСНП) соответственно. Получены
Таблица 2
Значения частных функций желательности параметров оптимизации
Показатель/образец АОА, ммоль-экв /л Содержание витамина С, мг/100 г Кислотность, см31 М раствора ЫаОН на 100 см3
У1 ¿1 У2 У3
Образец № 1 (без экстрактов) 0,18±0,02 0,37 34,9±1,1 0,94 0,5±0,1 0,98
Образец № 2 (25% куркумина) 1,32±0,02 0,96 40,3±0,9 0,97 0,5±0,1 0,98
Образец № 3 (50% куркумина) 1,83±0,03 0,98 40,2±0,9 0,97 0,6±0,1 0,97
Рецептура безалкогольного напитка на 1000л Таблица 3
Наименование сырья Ед. изме- Содержание сырья в готовом Содержание сухих веществ в сырье Содержание сырья в готовом Содержание сухих веществ в сырье
рения % масс. % масс.
напитке № 1 кг напитке № 2 кг
Для приготовления сиропа
Сахар кг 50,0 99,85 49,93
Аспартам кг 0,27 99,85 0,27
Кислота янтарная кг 0,1 80,0 0,08 0,1 80,0 0,08
Вода дм3 до 166,6 до 166,6
Для приготовления напитка
Сыворотка молочная дм3 500 11 55 500 11 55
Сухой экстракт зелено- кг 10,0 95 9,5 10,0 95 9,5
го чая
Жидкий экстракт дм3 0,25 5 0,01 0,25 5 0,01
куркумы
Сок облепи-ховый дм3 100,0 7 7 100,0 7 7
Сок морковный дм3 100,0 9 9 100,0 9 9
Сок клюквенный дм3 20,0 10 2 20,0 10 2
Премикс вита-
минный 730 /4 «Вале-тек» кг 0,25 99,9 0,249 0,25 99,9 0,249
Дрожжевой экстракт кг 0,03 97,0 0,03 0,03 97,0 0,03
Ароматизатор морошки дм3 0,5 0,5
Вода дм3 до 1000 до 1000
Итого сухих веществ кг 132,8 83,1
в напитке
частные функции желательности для приготовленных напитков, которые имеют вид:
с^ = ехр[- ехр(и,53 -
.
Напиток, приготовленный без добавления экстрактов (Образец № 1), характеризуется наиболее плохим набором частных параметров оптимизации. Частные функции желательности по каждому параметру оптимизации представлены в табл. 2.
По данным, приведенным в табл. 2, рассчитывали по формуле (4) обобщенные функцию желательности образцов напитков:
01 - 70,37 • 0,04 • 0,08 =0.67;
п2 = уо.чь ■ (1.97 ■ 0.9Н =1141,
в, = Уаод • п/з 7 ■ 0,97 =11,47
Наибольшее значение обобщенной функции желательности имеют образцы № 2 и № 3. Как видно из табл. 3, образец № 1 без добавления растительных экстрактов обладал наименьшим значением АОА -0,18±0,02 ммоль-экв / л. Установлено, что образец № 3 с 50 % содержанием куркумина от РСНП дает прирост АОА на 38,6% по сравнению с образцом № 2 с 25 % содержанием куркумина от РСНП (1,83±0,03 и 1,32±0,02 ммоль-экв / л соответственно). Следовательно, для проведения дальнейшего моделирования состава напитков выбран образец № 3. На основе проведенных исследований разработаны рецептуры напитков геропротекторной направленности в 2-х вариантах (табл. 3). Вариант напитка, приготовленный с использованием в качестве подсластителя аспартама, подходит для питания лиц, страдающих сахарным диабетом. Для увеличения интенсивности и насыщенности аромата напитков использовали ароматизатор морошки и дрожжевой экстракт.
Смоделированы рецептуры напитков сбалансированного состава с выраженной геропротекторной направленностью. Для обеспечения геропротекторной направленности напитков были выбраны следующие частные параметры желательности: антиоксидантная активность (АОА), содержание витамина С и кислотность. Установлено, что АОА должна составлять не менее 1,32 ммоль-экв/л, содержание витамина С -
не менее 40 мг/100 мл, кислотность -не менее 0,5 см3 1 М раствора NaOH на 100 см3. В результате расчета обобщенной функций желательности Харрингтона был выбран наиболее предпочтительный вариант, который использован для создания оптимальной рецептуры нового вида функционального безалкогольного напитка с выраженными геропротекторными свойствами. Разработанные образцы напитков обладают АОА, равной 1,83±0,03 ммоль-экв/л, что в 10 раз выше АОА напитка без экстрактов (контрольного образца).
ЛИТЕРАТУРА
1. Распределение населения по возрастным группам. Федеральная служба государственной статистики (Росстат) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gks.ru/wps/wcm/conne й/rosstat_main/rosstat/ ru/statistics/ р ори1лйоп^етодгарр1у.
2. Стратегия действий в интересах граждан старшего поколения в Российской Федерации до 2025 года: распоряжение Правительства РФ от 5 февраля 2016 г. № 164-р об утверждении. 2016. - 58 с.
3. Кудревич, Ю. В. Современные теории старения организма/Ю. В. Кудревич //
Южно-Уральский медицинский журнал. -2014. - № 4. - С. 43-47.
4. Harman, D. Aging: a theory based on free radicals and radiation chemistry/D. Harman // Journal of gerontology. - 1956. -V. 11. - N. 3. - P. 298-300.
5. Harman, D. The biologic clock: the mitochondria?/D. Harman // Journal of the American Geriatrics Society. - 1972. -V. 20. - N. 4. - P. 145-147.
6. Брайнина, Х. З. Окислительный стресс: природа, вклад в патогенез, защита и диагностика. Химический анализ в медицинской диагностике/Х. З. Брай-нина и др. // Окислительный стресс: природа, вклад в патогенез, защита и диагностика. Химический анализ в медицинской диагностике /под ред. Г. К. Будникова. - М.: Наука, 2010. -Т. 11. - С. 132-163.
7. Geroprotectors . Curated database of geroprotectors [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.geroprotectors.org.
8. Shibamura, A. A method for oral administration of hydrophilic substances to Caenorhabditis elegans: effects of oral supplementation with antioxidants on the nematode lifespan /A. Shibamura, T. Ikeda, Y. Nishikawa // Mechanisms of ageing and development. - 2009. -V. 130. - N. 9. - P. 652-655.
9. Niu, Y. The phytochemical, EGCG, extends lifespan by reducing liver and kidney function damage and improving age-associated inflammation and oxidative stress in healthy rats /Y. Niu [et. all] // Aging cell. - 2013. - V. 12. -N. 6. - P. 1041-1049.
10. Lee, K. S. Curcumin extends life span, improves health span, and modulates the expression of age-associated aging genes in Drosophila melanogaster/K. S. Lee [et all] // Rejuvenation research. - 2010. -V. 13. - N. 5. - P. 561-570.
11. Золотов, Ю.А. Определение анти-оксидантов/ Ю. А. Золотов // Журнал аналитической химии. - 2014. - Т. 69. -№ 2. - С. 115.
12. Наумова, Н. Л. Современный взгляд на проблему исследования ан-тиоксидантной активности пищевых продуктов/Н. Л. Наумова // Вестник Южно-уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. - 2014. - Т. 2. - № 1. -С. 5-8.
13. Brainina, Kh. Z. Potentiometry as a method of antioxidant activity investigation/Kh. Z Brainina, A. V. Ivanova, E. N. Sharafutdinova // Talanta. - 2007. -V. 71. - №. 1. - P. 13-18.
14. Пат. 2235998 Российская Федерация, МПК G01 N27/60. Способ определения оксидантной/антиоксидантной активности растворов/Х. З. Брайнина; ООО НПВП «ИВА» при УрГЭУ. - № 2235998; заявл. 14.11.2002; опубл. 10.09.2004, Бюл. № 12. - 4 с.
15. Евдокимова, О. В. Методика проектирования рецептур инновационных продуктов с использованием обобщенной функции желательности Харрингтона/ О. В. Евдокимова, В. В. Марков, О. Л. Курнакова // Ползуновский вестник. - 2015. - № 2. - С. 74-78.
16. Ахназарова, С. Л. Использование функции желательности Харрингтона при решении оптимизационных задач химической технологии. Учебно-методическое пособие/С. Л. Ахназарова, Л. С. Гордеев. - М.: РХТУ им. Д. С. Менделеева. - 2003. - 76 с.
17. ГОСТ Р54059-2010. Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. - М.: Стан-дартинформ, 2010. - 11 с.
18. Кароматов, И. Д. Облепиха - лечебное и профилактическое средство народной и научной медицины/И. Д. Ка-роматов // Биология и интегративная медицина. - 2017. - № 8. - С. 41-73.
19. Кароматов, И. Д. Морковь дикая, посевная/И. Д. Кароматов, К. Т. Тогбоев // Биология и интегративная медицина. -2017. - № 5. - С. 204.
20. Лукин, А. А. Перспективные направления использования зеленого чая в качестве биологически активного вещества в технологии продуктов питания/А. А. Лукин // Вестник Южноуральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. -2015. - Т. 3. - № 2. - С. 5-9.
21. Гайдарова, А. П. Влияние куркумы и куркумина на углеводный обмен при аллокса-индуцированном сахарном диабете у крыс/А. П. Гайдарова, Г. А. Ко-рощенко, Р. И. Айзман // Современные проблемы науки и образования. - 2014. -№ 5. - С. 597
22. Никитина, А. А. Диетическая молочная сыворотка - полезный продукт и экономическая выгода на производстве/А. А. Никитина, А. В. Мощенко, Е. В. Шмат // Научный альманах. - 2016. -№ 9-2 (23). - С. 196-198.
23. ГОСТ 24556-89. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения содержания витамина С. - М.: ИПК Изд. стандартов, 2003. - 10 с.
24. ГОСТ 6687.4-86. Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения кислотности. - М.: Изд. стандартов, 1986. - 4 с.
REFERENCES
1. Raspredelenie naseleniya po voz-rastnym gruppam. Federal'naya sluzh-ba gosudarstvennoj statistiki (Rosstat) [EHlektronnyj resurs]. - Rezhim dostu-pa: http://www.gks.ru/wps/ wcm/ connect / rosstat_main/ rosstat / ru/ statistics/ population/demography.
2. Strategiya dejstvij v interesah gra-zhdan starshego pokoleniya v Rossijskoj Federacii do 2025 goda: rasporyazhe-nie Pravitel'stva RF ot 5 fevralya 2016
g. № 164-r ob utverzhdenii. 2016. -58 p.
3. Kudrevich, YU. V. Sovremennye teorii stareniya organizma/YU. V. Kudrevich // YUzhno-UraL'skij medicinskij zhurnaL. -2014. - № 4. - P. 43-47.
4. Harman, D. Aging: a theory based on free radicals and radiation chemistry/D. Harman // Journal of gerontology. -1956. - V. 11. - N. 3. - P. 298-300.
5. Harman, D. The biologic clock: the mitochondria?/D. Harman // Journal of the American Geriatrics Society. - 1972. -V. 20. - N. 4. - P. 145-147.
6. Brajnina, H. Z. OkisLiteL'nyj stress: priroda, vkLad v patogenez, zashchita i di-agnostika. Himicheskij anaLiz v medicin-skoj diagnostike/H. Z. Brajnina i dr. // OkisLiteL'nyj stress: priroda, vkLad v patogenez, zashchita i diagnostika. Hi-micheskij anaLiz v medicinskoj diag-nostike/ pod red. G. K. Budnikova. -M.: Nauka, 2010. - T. 11. - P. 132-163.
7. Geroprotectors. Curated database of geroprotectors [EHLektron-nyj resurs]. - Rezhim dostupa: http://www.geroprotectors.org.
8. Shibamura, A. A method for oraL administration of hydrophiLic substances to Caenorhabditis eLegans: effects of oraL suppLementation with antioxidants on the nematode Lifespan / A. Shibamura, T. Ikeda, Y. Nishikawa // Mechanisms of ageing and deveLopment. - 2009. -V. 130. - N. 9. - P. 652-655.
9. Niu, Y. The phytochemicaL, EGCG, extends Lifespan by reducing Liver and kidney function damage and improving age-associated infLammation and oxidative stress in heaLthy rats / Y. Niu [et aLL] // Aging ceLL. - 2013. -V. 12. - N. 6. - P. 1041-1049.
10. Lee, K. S. Curcumin extends Life span, improves heaLth span, and moduLates the expression of age-associated aging genes in DrosophiLa meLanogaster/K. S. Lee [et aLL] // Rejuvenation research. - 2010. -V. 13. - N. 5. - P. 561-570.
11. ZoLotov, YU. A. OpredeLenie anti-oksidantov/ YU. A. ZoLotov // ZHurnaL anaLiticheskoj himii. - 2014. - T. 69. -№ 2. - P. 115.
12. Naumova, N. L. Sovremennyj vzg-Lyad na probLemu issLedovaniya antiok-sidantnoj aktivnosti pishchevyh produk-tov/N. L. Naumova // Vestnik YUzhno-uraL'skogo gosudarstvennogo universite-ta. Seriya: Pishchevye i biotekhnoLogii. -2014. - T. 2. - № 1. - P. 5-8.
13. Brainina, Kh. Z. Potentiometry as a method of antioxidant activity inves-tigation/ Kh. Z Brainina, A. V. Ivanova, E. N. Sharafutdinova // TaLanta. - 2007. -V. 71. - №. 1. - P. 13-18.
14. Pat. 2235998 Rossijskaya Feder-aciya, MPK G01 N27/60. Sposob opre-deLeniya oksidantnoj/ antioksidantnoj aktivnosti rastvorov/H. Z. Brajnina; OOO NPVP «IVA» pri UrGEHU. - № 2235998;
zayavl. 14.11.2002; opubl. 10.09.2004, Byul. № 12. - 4 p.
15. Evdokimova, O. V. Metodika proektirovaniya receptur innovacionnyh produktov s ispol'zovaniem obob-shchennoj funkcii zhelatel'nosti Har-ringtona/O. V. Evdokimova, V. V. Markov, O. L. Kurnakova // Polzunovskij vestnik. -2015. - № 2. - P. 74-78.
16. Ahnazarova, S. L. Ispol'zovanie funkcii zhelatel'nosti Harringtona pri reshenii optimizacionnyh zadach hi-micheskoj tekhnologii. Uchebno-me-todicheskoe posobie / S. L. Ahnazarova, L. S. Gordeev. - M.: RHTU im. D. S. Men-deleeva. - 2003. - 76 p.
17. GOST R54059-2010. Produkty pish-chevye funkcional'nye. Ingredienty pish-chevye funkcional'nye. - M.: Standartin-form, 2010. - 11 p.
18. Karomatov, I. D. Oblepiha - lecheb-noe i profilakticheskoe sredstvo narodnoj i nauchnoj mediciny/I. D. Karomatov // Biologiya i integrativnaya medicina. -2017. - № 8. - P. 41-73.
19. Karomatov, I. D. Morkov' dikaya, posevnaya/I. D. Karomatov, K. T. Togbo-ev // Biologiya i integrativnaya medicina. - 2017. - № 5. - P. 204.
20. Lukin, A. A. Perspektivnye naprav-leniya ispol'zovaniya zelenogo chaya v kachestve biologicheski aktivnogo veshchestva v tekhnologii produktov pitaniya/A. A. Lukin // Vestnik YUzhno-ural'skogo gosudarstvennogo univer-siteta. Seriya: Pishchevye i biotekh-nologii. - 2015. - T. 3. - № 2. -P. 5-9.
21. Gajdarova, A. P. Vliyanie kurkumy i kurkumina na uglevodnyj obmen pri allok-
sa-inducirovannom saharnom diabete u krys/A. P. Gajdarova, G. A. Koroshchenko, R. I. Ajzman // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. - 2014. - № 5. -S. 597
22. Nikitina, A. A. Dieticheskaya mo-lochnaya syvorotka - poleznyj produkt i ehkonomicheskaya vygoda na proiz-vodstve/ A. A. Nikitina, A. V. Mosh-chenko, E. V. SHmat // Nauchnyj al'ma-nah. - 2016. - № 9-2 (23). - P. 196198.
23. GOST 24556-89. Produkty pere-rabotki plodov i ovoshchej. Metody opre-deleniya soderzhaniya vitamina S. - M.: IPK Izd. standartov, 2003. - 10 s.
24. GOST 6687.4-86. Napitki bezalkogol'nye, kvasy i siropy. Metod opredeleniya kislotnosti. - M.: Izd. standartov, 1986. - 4 p.
Применение обобщенной функции желательности Харрингтона для моделирования состава напитков геропротекторной направленности
Ключевые слова
антиоксиданты; геронтологическое питание; геропротекторы; напитки; пожилые люди
Реферат
В статье рассматриваются вопросы изменения антиоксидант-ной активности напитков геронтологической направленности в зависимости от наличия в их составе растительных экстрактов. Актуальность исследования обосновывается необходимостью обеспечения сбалансированным питанием лиц, относящихся к возрастной категории «старше трудоспособного возраста», так как их количество возрастает и в 2017 г. достигло 36,7 млн человек. К тому же для предотвращения окислительного стресса в организм должны поступать природные антиоксиданты, в том числе из продуктов питания. Целью исследования стало моделирование рецептур напитков геронтологической направленности, сбалансированных по качественному и количественному составу с заданной антиоксидантной активностью. Работу проводили в Уральском государственном экономическом университете (г. Екатеринбург). Для определения АОА разработанных напитков использовали потенциометрический метод с использованием медиаторной системы КЗ [Fe (CN) 6] /К4 [Fe (CN) 6]. Напитки готовили из облепихового и морковного соков, растительных экстрактов (зеленого чая, куркумы длинной) и молочной сыворотки. Путем математического моделирования с применением метода многокритериальной оптимизации подобрали оптимальные характеристики параметров. В результате получили следующие значения: АОА не мене 1,321 ммоль-экв/л, содержание витамина С - 40 мг/100 мл, кислотность - 0,5 см3 раствора NaOH моль/дм3 на 100 см3. В состав напитков вводили различное количество экстракта куркумы длинной: с содержанием 25% и 50% куркумина от РСНП. Происходит увеличение АОА напитков на 38,9% при добавлении 50 % куркумина в сравнении с 25 % от РСНП. В результате были получены образцы напитков с АОА равной 1,832 ммоль-экв/л, что в 10 раз выше, чем в напитках без экстрактов - 0,178 ммоль-экв/л. Таким образом, авторы утверждают, что полученные в работе данные позволяют говорить о возможности применения потенциометрического метода для измерения АОА в пищевых продуктах как максимально полно отвечающего природе явления, рекомендуемое количество куркумина в рецептуре, обеспечивающее оптимальные значение АОА, - 50% от РСНП.
Application of the harrington's desirability function for mjdeling the composition of beverage of geroprotective direction
Key words
antioxidants; beverages; elderly persons; gerontological food; geroprotectors
Abstracts
The article discusses the changes in the antioxidant activity (AA) of gerontological drinks, depending on the presence of plant extracts in their composition. The relevance of the study is justified by the need to provide a balanced diet for people belonging to the age group «over working age». In this connection, the purpose of the study is to model recipes gerontological drinks, balanced qualitative and quantitative composition of a given antioxidant activity. A potentiometric method was used to determine the AA of the developed technologies. Drinks were prepared from whey, plant extracts (green tea, turmeric long), sea buckthorn, carrot juice. The optimal characteristics of the parameters were chosen by mathematical modeling. As a result, the following values were obtained: AOA not less than 1.321 mmol-eq/l, vitamin C content - 40 mg/100 ml, acidity - 0.5 cm3 of NaOH mol/dm3 solution per 100 cm3. Extract of turmeric long (25% and 50% of curcumin from the recommended daily intake rate) was introduced into the beverage. There is an increase in the antioxidant activity of beverages by 38.9% with the addition of 50% curcumin compared to 25%. As a result, samples of drinks were obtained, AA - 1.832 mmol-eq/l, this is 10 times higher than in beverages without extracts - 0.178 mmol-eq/l. Thus, the authors argue that the recommended amount of curcumin in the recipe, which provides the optimal value of AA - 50% of the recommended rate.
Авторы
Заворохина Наталия Валерьевна, д-р техн. наук, Богомазова Юлия Игоревна, аспирант Тарасов Алексей Валерьевич
Уральский государственный экономический университет, 620144, Российская Федерация, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта/Народной воли, д. 62/45, [email protected]
Authors
Zavorokhina Natalia Valerievna, Doctor of Technical Sciences, Bogomazova Yulia Ugorevna, Graduate Student Tarasov Alexey Valerievich
Ural State University of Economics, 65/45, 8 Marta/Narodnoy voli, Yekaterinburg, Russian Federation, 620144, [email protected]
