CC BY
96
ТЕХНОЛОГИЯ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
УДК 664.592+664.66.022.39
А. Ф. Гарипова, М. А. Леонтьева, Р. А. Насрутдинова, Т. А. Ямашев, О. А. Решетник
ПРИМЕНЕНИЕ ПРЯНОСТИ NIGELLA SATIVA В ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ ПШЕНИЧНОЙ МУКИ
Ключевые слова: пряность, Nigella sativa, черный тмин, антиоксидантная активность, генопротекторное действие.
Исследованы функциональные свойства пряности Nigella sativa и её влияние на органолептические свойства хлебобулочных изделий из пшеничной муки. Показано, что этанольный экстракт семян Nigella sativa обладает антиоксидантной и генопротекторной активностью.
Keywords: spice, Nigella sativa, black cumin, antioxidant activity, activity.
Investigated the functional properties of spices Nigella sativa and its influence on organoleptic properties of the bakery products from wheat flour. It is shown that the ethanol extract of Nigella sativa seeds possess antioxidant activity and genoprotective activity.
Введение
В настоящее время одним из основных направлений исследования в области хлебопекарной промышленности является разработка хлебопекарной продукции лечебно-профилактического назначения [1].
Хлебобулочные изделия в России являются наиболее потребляемыми продуктами питания. Поэтому наибольший оздоровительный эффект может быть прогнозирован при обогащении эссенциаль-ными компонентами питания именно хлебобулочных изделий, что позволит обеспечить лечебно-профилактическое действие [2].
Целью данной работы являлось повышение пищевой ценности хлебобулочного изделия из пшеничной муки высшего сорта путем добавления пряности Nigella sativa.
Пряность Nigella sativa - другие названия: ка-линджи, чернушка посевная, черный тмин - широко используется в странах Азии, ближнего востока и средиземноморья. Ее добавляют в кондитерские и хлебобулочные изделия, напитки и маринады. Семена Nigella sativa обладают антимикробным действием, в связи с чем используются при консервировании продуктов, и противоспалительным, что делает их неотъемлемым компонентом препаратов народной медицины [3]. Nigella sativa содержит большое количество вкусо-ароматических соединений и биологически-активных веществ, которые улучшают органолептические показатели продуктов и повышают их пищевую ценность. При этом следует отметить, что употребление данной пряности не вызывает раздражение стенок желудка. Современные исследования Nigella sativa показали наличие у содержащихся в ней компонентов антиоксидантных [4], антидиабетических [5], гепатопротекторных [6], спазмолитических [7], противораковых [8], имму-номодулирующих [9] и других свойств [3].
Таким образом, Nigella sativa может быть использована при разработке функциональных продуктов питания [3].
Семена пряности Nigella sativa имеют черный цвет и обладают преимущественно пирамидообраз-ной формой. Длина семян составляет 1,5-3 мм, они однородные по размеру, форме и текстуре. Запах семян черного тмина напоминает клубнику, либо орегано или морковь [3].
Пищевая ценность и состав эфирного масла пряности Nigella sativa представлены в табл. 1 и 2.
Таблица 1 - Пищевая ценность Nigella sativa [3]
Наименование показателя Значение пока-
зателя
Влажность, % 4,0
Белок, % 22
Жиры, % 41
в том числе эфирные масла, % 0,5-1,4
Углеводы, % 17
Волокна, % 8
Зольность, % 4,5
№, % 0,5
К, % 0,5
Са, % 0,2
Р, % 0,5
Бе, % 0,01
Тиамин, мг 1,5
Ниацин, мг 6,0
Пиридоксин, мг 0,7
Токоферол, мг 34
Таблица 2 - Состав эфирного масла семян Nigella
sativa [3]
Наименование компонента Содержание компонента, %
р-цимен 31
Тимохинон 25
Этиллинолеат 9
а-пинен 9
Этилгексадеканоат 3
Этилолеат 3
Р-пинен 2
Кроме вышеперечисленных соединений Nigella sativa содержит также биологически-активные гликозиды мелантин и мелантигенин и производное тимохинона - нигеллон [3].
Экспериментальная часть
В работе исследовали функциональные свойства пряности Nigella sativa и её влияние на физико-химические и органолептические свойства тестовых полуфабрикатов и готовых изделий. Объектами исследования, в данной работе, являлись спиртовой экстракт пряности Nigella sativa и готовые изделия с добавками этой пряности.
Анализ литературных данных [3, 6, 9] показал, что биологически активным действием обладают спиртовые и эфирные экстракты Nigella sativa, т.е. большая часть активных соединений Nigella Sativa являются неполярными и малополярными веществами. Это обусловило выбор метода подготовки пряности к дальнейшим исследованиям.
Семена Nigella sativa измельчали на лабораторной мельнице. Навеску измельченной пряности массой 25 г загружали в лабораторный экстрактор и экстрагировали 70 % раствором этилового спирта, нагретого до температуры кипения. Соотношение пряности и спирта 1:10 соответственно. Полученный экстракт упаривали досуха в сушильном шкафу при температуре 70 °С. Остаток растворяли в диме-тилсульфоксиде (ОАО «Татхимфармпрепараты», г. Казань) в 25 мл. Полученный раствор использовали для дальнейших исследований.
Определение восстановительной силы экстракта Nigella sativa проводили согласно методике Lertittikul с соавторами [10].
Генопротекторное действие экстракта Nigel-la sativa на тестерные штаммы Escherichia coli проводили в суспензионной модификации ДНК-повреждающего теста согласно [11]. В работе использовали следующие штаммы: Wp - дикий тип, trp-; Pol A~ - штамм, с нарушенным синтезом ДНК-полимеразы 1, trp'; Rec A~ - нарушена постреплика-тивная репарация, общая рекомбинация, trp-; Uvr A~ - нарушена эксцизионная репарация, trp. В качестве позитивного контроля использовали водный раствор фурациллина (500 мкг/мл) [11].
Хлебобулочные изделия готовили по унифицированной рецептуре, представленной в табл. 3. Тесто готовили безопарным способом.
Тесто замешивали в лабораторной тестомесильной машине. В емкость машины загружали муку, дрожжи, соль и сахар, растворенные в воде и оставшуюся воду. Замес теста осуществляли в течение 3-5 мин до получения однородной консистенции. Продолжительность брожения составляла 180 мин. В процессе брожения определяли кислотность теста каждые 60 мин [12].
Готовность теста определяли по увеличению в объеме 1,5-2 раза и по кислотности. Тестовые заготовки укладывали в предварительно смазанные растительным маслом формы, затем помещали их в расстойный шкаф для расстойки в течение 40 мин при температуре 35-40°С и относительной влажности 7580%. Окончание расстойки определяли органолеп-
тически. Затем проводили выпечку при температуре 200-220°С в течение 26 мин. Качество хлебобулочных изделий оценивали после их остывания [12].
Таблица 3 - Унифицированная рецептура
Наименование сырья Масса, г
Контроль
Мука пшеничная хлебопекарная выс- 100,0
шего сорта
Дрожжи хлебопекарные прессованные 2,0
Соль поваренная пищевая 1,5
Итого: 103,5
Опыт
Мука пшеничная хлебопекарная выс- 100
шего сорта
Дрожжи хлебопекарные прессованные 2,0
Соль поваренная пищевая 1,5
Семена Nigella sativa 1,0
Итого: 104,5
Результаты и их обсуждение
Хорошо известно, что лечебно-профилактические и тонизирующие свойства многих пряностей тесно взаимосвязаны с их атиокси-дантными свойствами. В связи с чем, нами были изучены антиоксидантные свойства экстракта Nigella sativa. Параллельно мы также определяли антиок-сидантную активность диметилсульфоксида, выбранного нами в качестве растворителя для экстракта, так как он тоже обладает слабым антиоксидант-ным действием. Перед исследованием экстракт разбавляли в 100 раз. Данные представлены на рис. 1.
Рис. 1 - Антиоксидантная активность экстракта Nigella sativa
Результаты проведенных исследований подтвердили антиоксидантную активность экстракта Nigella sativa, которая была существенно выше, чем у диметилсульфоксида.
Антиоксидантные свойства Nigella sativa обусловлены большим количеством фармакологически активных хинонов: тимохинон, дитимохинон, тимогидрохинон и тимол. Все перечисленные соединения обладают выраженными антиоксидантны-ми и антимикробными свойствами, оказывают противовоспалительное действие, укрепляют иммунитет, снижают уровень глюкозы в крови, а также стимулируют пищеварение.
Согласно литературным данным [3], многие пряности обладают антимутагенными, антиканцеро-
генными и генопротекторными свойствами. Нами были изучены генопротекторные свойства экстракта Nigella sativa.
Для того, чтобы исключить антимикробное влияние экстракта Nigella sativa на клетки тестер-ных штаммов, предварительно была определена концентрация экстракта, не ингибирующая рост E.coli. Подобный эксперимент был проведен и для диметисульфоксида.
Было установлено, что диметилсульфоксид, разбавленный в 8 раз не подавляет рост E.coli, тогда как экстракт Nigella sativa для получения аналогичного результата понадобилось развести в 1000 раз.
Данные о генопротекторном действии разбавленного экстракта Nigella sativa представлены на рис. 2.
100
10 • —1|||| — о —-—1—ЯШ—i—-—i—-—J
Wp Pol Ree Uvr
Рис. 2 - Генопротекторное действие экстракта Nigella sativa в отношении тестерных штаммов E.coli
Согласно механизму действия фурацилина, его молекулы проникают в клетку микроорганизма и восстаналиваются там микробными флавопротеи-нами с образованием высокореактивных аминопро-изводных, которые изменяют конформацию белков, в том числе рибосомальных, и других макромолекул и вызывают гибель клеток [13]. Можно предположить, что в присутствии антиоксидантов антимикробное действии фурацилина будет снижаться, в результате внеклеточного восстановления нитрофу-рала - активного компонента препарата в результате чего образуются продукты реакции, не способные проникнуть через цитоплазматическую мембрану внутрь клеток и проявить там свое антимикробное действие.
Полученные результаты полностью согласуются с нашим предположением. Антимутагенное действие экстракта Nigella sativa наблюдалось у всех исследованных штаммов E.coli. Причем максимальная антимутагенная активность была зарегистрирована в отношении наиболее незащищенных
штаммов Rec и Uvr, что подтверждает гипотезу об инактивации действующего компонента фурацили-на до момента его проникновения в клетку. Вероятно, при внеклеточном взаимодействии фурацилина с восстанавливающими соединениями экстракта Nigella sativa происходит восстановление активного компонента препарата, в результате чего образуются продукты реакции, не обладающие антимикробным действием.
Таким образом, применение черного тмина в хлебопечении позволит вырабатывать хлеб с лечебно-профилактическими свойствами и повышенной пищевой ценностью.
Добавление пряности существенно повлияло на органолептические показатели готовых изделий. Наибольшим изменениям подверглись вкус и аромат изделий. Образцы с Nigella sativa имели характерный для этой пряности аромат и вкус.
Полученные данные свидетельствуют о том, что введение в рецептуру хлебобулочных изделий пряностей позволит расширить ассортимент выпускаемых изделий, обладающих повышенной пищевой ценностью за счет содержащихся в пряных растениях биологически активных соединений.
Литература
1. Л.И. Агзамова, З.Ш. Мингалеева, С.В. Борисова, О.В. Старовойтова, О.А. Решетник, Вестник Казанского технологического университета, 11, 264-26S (2010).
2. Ю.Ф. Росляков, О.Л. Вершинина, В.В. Гончар, // Известия вузов, Пищевая технология, 1, 123-124 (2010).
3. Ed. by K.V. Peter, Handbook of herbs and spices. Vol. 2. CRC Press, Boca Raton, 2004. 374 p.
4. S. Develi, B. Evran, E. Betul Kalaz, N. Kocak-Toker, G.O. Erata, Chin J Nat Med, 12, 7, 495-499 (2014).
5. M.T. Sultan, M.S. Butt, R. Karim, S.Z. Iqbal, S. Ahmad, M. Zia-Ul-Haq, L. Aliberti, A.N. Ahmad, V. De Feo, BMC Complement Altern Med, 14, 193, 1-7 (2014).
6. G.M. Suddek, Can J Physiol Pharmacol, 92, S, б40-б44 (2014).
7. N. Wienkotter, D. Hopner, U. Schutte, K. Bauer, F. Begrow, M. El-Dakhakhny, E.J. Verspohl, Planta Med, 74, 2, 105-10S (200S).
S. E.S. Al-Sheddi, N.N. Farshori, M.M. Al-Ogail, J. Musarrat, A.A. Al-Khedhairy, M.M. Siddiqui, Asian Pac J Cancer Prev, 15, 2, 9S3-9S7 (2014).
9. G. Elmowalid, A.M. Amar, A.A. Ahmad, Res Vet Sci, 95, 2, 437-443 (2013).
10. W. Lertittikul, S. Benjakul, M. Tanaka, Food Chemistry, 100, 2, бб9-б77 (2007).
11. О.Б. Иванченко, Р.Э. Хабибуллин, Известия вузов, Пищевая технология, 4, б1-б3 (2005).
12. О.Д. Скуратовская, Контроль качества продукции физико-химическими методами. ДеЛи, М, 2000. 121 с.
13. A. Ryan, E. Kaplan, N. Laurieri, E. Lowe, E. Slim, Scientific Reports, 1, б3, 1-5 (2011).
© А. Ф. Гарипова - магистрант каф. технологии пищевых производств КНИТУ, [email protected]; М. А. Леонтьева - магистрант той же кафедры; Р. А. Насрутдинова - магистрант той же кафедры; Т. А. Ямашев - к.т.н., доцент той же кафедры, [email protected]; О. А. Решетник - д.т.н., проф., зав. каф. технологии пищевых производств КНИТУ, [email protected].
© A. F. Garipova - master student of the Department of Technology Food Productions of KNRTU, [email protected]; M. A. Leontieva - master student of the Department of Technology of Food Productions from Faculty of Food Technology of KNRTU; R. A. Nasrutdinova - master student of the Department of Technology of Food Productions from Faculty of Food Technology of KNRTU; T. A. Yamashev - Ph.D., Associated Professor of the Department of Technology of Food Productions of KNRTU? [email protected]; O. A. Reshetnik - Doctor of Engineering Sciences, Full Professor of the Department of Technology of Food Productions of KNRTU, [email protected].
