CC BY
90
Природные антиоксиданты пищевых яиц
О.Ю. Ширяева, к.б.н., И.В. Карнаухова, к.б.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГПУ
Природные антиоксиданты защищают биологические структуры от свободнорадикального окисления. Они в нормальных физиологических концентрациях поддерживают на постоянном низком уровне свободнорадикальные аутоокисли-тельные процессы. Именно поэтому в клетках и тканях живых организмов их расходование и пополнение сбалансированы. Механизм действия биологических антиоксидантов сводится к смещению конкурентного отношения свободнорадикального и ферментативного окисления в пользу ферментативного, тем самым они регулируют степень подавляющего влияния свободнорадикального окисления на большинство метаболических процессов. Таким образом, действие антиоксидантов выражается в создании оптимальных условий для обмена веществ и обеспечения нормального роста клеток и тканей. Биооксиданты способны реагировать с активными формами кислорода, пероксид-ными радикалами липидов, инактивировать их и в результате обрывать цепи свободнорадикального окисления [1—3].
Антиоксиданты классифицируют по разным признакам. Ряд авторов выделяют высокомолекулярные (ферментативные — СОД, каталаза, глутатионзависимые ферменты) и низкомолекулярные (неферментативные — витамины А, Е, С, каротиноиды, флавоноиды) антиоксиданты. Природные антиокислители по растворимости делят на две группы: водорастворимые (серосодержащие соединения, витамины С, В6, РР, биогенные амины) и жирорастворимые (витамины А, К, Е, липиды). В основном антиоксиданты природного происхождения являются фенольными соединениями и находят применение в профилактических целях.
Витамин А и его предшественники — кароти-ноиды являются важнейшими компонентами анти-оксидантной защиты живого организма. В молекуле ретинола присутствуют сопряжённые двойные связи, что способствует взаимодействию его с различными свободными радикалами, в том числе и со свободными радикалами кислорода. Витамин А способствует снижению активности НАДФ*Н и аскорбатзависимого перекисного окисления в микросомах печени. В исследованиях В.И. Калмыковой и соавторов обнаружено, что ретинол тормозит микросомальное окисление липидов и препятствует накоплению перекисных продуктов окисления и реакции ретинола с олеиновой кислотой. Антиоксидантная активность витамина А наиболее отчётливо была констатирована в опытах на А-гиповитаминозных крысах, у которых сниженная резистентность эритроцитов к гемолизу восстанавливалась после введения ретинола. Действие витамина А как антиоксиданта авторы связывают с нормализацией структурно-функциональных свойств мембран и его участием в обмене тиоловых соединений [4—6].
Предшественниками витамина А являются каротиноиды. Каротиноидные пигменты в биологических системах участвуют в окислительно -восстановительных реакциях, на что указывает широкое распространение в растениях кислородных производных каротиноидов — эпоксидов. Кароти-ноиды при фотосенсибилизированном окислении в биологических системах инактивируют возни -кающий синглетный кислород и другие активные радикалы, появляющиеся в результате развития перекисного окисления.
С практической точки зрения несомненный интерес представляют данные о лечении р-каротином протопорфирий — заболеваний, которые связаны с нарушением обмена порфирина в эритроцитах и фотосенсибилизацией кожи к видимому свету. Тера-
певтический эффект обусловлен тем, что р-каротин тормозит фотохимические свободнорадикальные реакции. Данное заключение вытекает также из того, что в опытах in vitro облучение видимым светом в присутствии кислорода приводит к гемолизу эритроцитов больных с протопорфирией. В то же время в атмосфере азота и при добавлении р-каротина к облучаемому объекту гемолиза не происходит.
Витамин А препятствует канцерогенному действию бензпирена и других веществ. Такой эффект объясняют способностью ретинола тормозить микросомальное окисление этих соединений в активные канцерогены. Следует отметить, что витамин А может влиять на передачу наследственной информации хромосомным аппаратом клеток. Ретинол подавляет мутации, вызванные окисленными продуктами некоторых токсичных веществ, например 2-флюоренамином. Если окислительной активации для проявления действия мутагенного агента не требуется, то витамин А не оказывает защитного эффекта. Следовательно, противомутагенные свойства витамина А связаны с антиоксидантным торможением превращения ксенобиотиков [3, 4].
Каротиноиды и витамин А весьма чувствительны к окислению, они легко разрушаются в тканях организма и в продуктах питания, особенно при недостатке антиоксидантов. Высокая способность к аутоокислению данных полиненасыщенных соединений предопределяет пути их превращения в организме животных и в растениях, а также нестойкость в продуктах питания и кормах при хранении. Следовательно, становятся понятными взаимоотношения каротиноидов с витаминами Е и С, серосодержащими аминокислотами, селеном и другими биологическими антиоксидантами.
Антиоксидантное действие ретинола проявляется также в том, что он значительно усиливает антиоксидантное действие витамина Е. Биологическая активность токоферолов в значительной степени зависит от его гидрофобной боковой цепи. Изменение ряда свойств токоферолов связывается с варьированием числа изопреновых группировок их молекул. Сопоставление длины боковой цепи а-токоферола с размерами жирнокислотных частей фосфолипидов даёт основание рассматривать их как структурно соответствующие звенья в процессе специфического включения (встраивания) этой части молекулы токоферола в структуры мембраны, точнее, в её липидный двойной слой. Токоферолы участвуют в процессе разрушения свободных радикалов в клетках и регулируют интенсивность процессов перекисного окисления липидов на различных уровнях организации живых систем. Накопление перекисей в биологических системах приводит к снижению уровня токоферола вплоть до его полного исчезновения. Антиокислительная роль токоферола прослеживается на всех уровнях
биологической организации — от субклеточных частиц и мембранных образований до организма в целом. Молекулы этого витамина локализованы в основном во внутренних мембранах митохондрий. Учёными было показано корригирующее действие токоферола на нарушенные вследствие липоперок-сидации окислительно-восстановительные процессы в клетках. Если в митохондриях искусственно повысить содержание гидроперекисей линолевой кислоты, то наблюдается разобщение процессов дыхания и фосфорилирования, а это означает, что резко тормозится выработка энергии в клетке. Но если одновременно с перекисями ввести животным а-токоферол, то это приводит к восстановлению окислительного фосфорилирования. Кроме того, известно, что процессы перекисного окисления протекают в лизосомах в несколько раз медленнее, чем в других клеточных органеллах. В то же время мембрана лизосом очень легко повреждается под действием различных перекисных соединений. Поступление лизосомальных ферментов за пределы лизосом может приводить к протеканию большого количества биохимических реакций. Выяснено, что если животных содержать на диете, бедной витамином Е, то у них происходит выраженная активация лизосомальных ферментов. Установлено, что витамин Е участвует в защите лизосомы от разрушающего действия веществ, способных образовывать перекиси, и нормализует биохимические сдвиги при Е-витаминной недостаточности [4, 5].
Особо ценное свойство токоферола — способность поддерживать функциональную устойчивость внешней плазматической мембраны клетки. Особенно оно важно для эритроцитов, в наружной мембране которых токоферол присутствует как необходимая составная часть. В крови происходит постоянный обмен между мембранным токоферолом и токоферолом, растворённым в плазме. Следовательно, токоферол является необходимым фактором резистентности эритроцитов по отношению к гемолитическим агентам. Многие вещества, вызывающие гемолиз, при своём окислении в организме становятся источником свободных радикалов, которые инициируют перекисное окисление полиненасыщенных жирных кислот и тем самым способствуют разрыхлению эритроцитарных мембран и деградации их фосфолипидов. В конечном счёте всё это приводит к выходу гемоглобина из эритроцитов в плазму крови. Гемолитический эффект усиливается веществами, ускоряющими перекисное окисление липидов, и при введении в кровь самих липидных перекисей [2].
Ценным продуктом питания, содержащим жирорастворимые антиоксиданты, является желток яиц. В связи с этим целью исследования являлось сравнение обеспеченности жирорастворимыми антиоксидантами пищевых яиц.
Материал и методы исследования. Экспериментальная часть работы проводилась на базе
межкафедральной комплексной аналитической лаборатории ФГБОУ ВО «Оренбургский ГАУ». В качестве объекта исследования выбрано пищевое яйцо: куриное яйцо яичного кросса Хайсекс браун (ЗАО «Птицефабрика «Оренбургская»), яичного кросса Хайсекс коричневый (ОАО «Спутник») и домашнее куриное яйцо породы кур Московская чёрная, а также перепелиное яйцо («Андреевское подворье», Саракташский и Сакмарский районы).
Предметом исследования явилось количественное определение в желтке витамина А, каротинои-дов и витамина Е.
Содержание витаминов А и Е определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе «Орлант». Для этого предварительно проводили омыление проб щелочью, экстракцию и отделение неомыляемой части липидов. Каротиноиды анализировали спектрофо-тометрическим методом [7].
Результаты исследования. В норме содержание витамина А в пищевом яйце составляет 6—12,5 мкг/г, каротиноидов — до 30 мкг/г, витамина Е — 15,4— 40 мкг/г [8]. Ранее проведённые исследования показали, что содержание жирорастворимых биологически активных веществ в желтке куриных яиц, реализуемых в торговых точках города Оренбурга, находится в пределах нормы [9].
Сравнительный анализ полученных позже данных показал, что наибольшее содержание витамина А характерно для перепелиных яиц и в среднем на 40% выше, чем в курином яйце. Максимальное количество витамина А обнаружено в перепелином яйце Сакмарского района и составляет 13,40 мкг/г (рис. 1).
В курином яйце, производимом на птицефабриках Оренбургской области, количество данного витамина имеет значение ниже в среднем на 20%, чем домашнее яйцо. Содержание витамина в перепелином яйце незначительно превышает норму,
13,4
14 12 10
8 б 4
12,41
□ Куриное яйцо
ЗАО «Птицефабрика «Оренбургская»
□ Домашнее куриное яйцо
Куриное яйцо ОАО «Спутник»
□ Перепелиное яйцо «Андреевское подворье» Саракташского района
Перепелиное яйцо Сакмарского района
Рис. 1 - Содержание витамина А (ретинола) в пищевых яйцах, мкг/г
Куриное яйцо
ЗАО «Птицефабрика
«Оренбургская»
Домашнее куриное яйцо
Куриное яйцо ОАО «Спутник»
Перепелиное яйцо «Андреевское подворье» Саракташского района
Перепелиное яйцо Сакмарского района
35 30 25 20 15 10
31,15
23.32
23,17
□ Куриное яйцо
ЗАО «Птицефабрика «Оренбургская»
п Домашнее куриное яйцо
Куриное яйцо ОАО «Спутник»
Перепелиное яйцо «Андреевское подворье» Саракташского района
Перепелиное яйцо Сакмарского района
Рис. 3 - Содержание витамина Е (токоферола) в пищевых яйцах, мкг/г
что, вероятно, связано с введением в рацион птицы добавок [10].
Предшественником витамина А являются ка-ротиноиды. Их делят на две группы структурно близких веществ: каротины (а-, р- и у-каротины) и ксантофиллы (р-криптоксантин). Они нетоксичны в высоких дозах, но не могут полностью заменить ретинол, так как лишь ограниченное количество способно превратиться в витамин А. В основном каротиноиды сосредоточены в желтке яйца. Количественный анализ каротиноидов спектрофо-тометрическим методом в пищевом яйце показал, что наибольшее их содержание характерно для куриных яиц. Причём максимальное количество каротиноидов обнаружено в деревенском яйце и составило 18,4 мкг/г. В перепелином яйце данный показатель ниже значения в деревенском яйце в среднем на 18,5% (рис. 2).
Согласно проведённым исследованиям, содержание витамина Е в куриных яйцах находится в пределах 17,21—23,17 мкг/г, в перепелиных яйцах — 28,32—31,15 мкг/г. В перепелиных яйцах Сакмарского района содержится наибольшее количество витамина Е, наименьшее количество обнаружено в куриных яйцах ЗАО «Птицефабрика «Оренбургская». Следовательно, содержание данного витамина в перепелином яйце выше в среднем на 37% (рис. 3).
Таким образом, максимальное количество витаминов А и Е обнаружено в перепелиных яйцах Сакмарского района, а минимальное количество этих витаминов содержится в куриных яйцах яичного кросса Хайсекс браун (ЗАО «Птицефабрика «Оренбургская»).
При этом в желтке одного куриного яйца содержится в среднем 147,18 мкг витамина А и 345,10 мкг витамина Е, что составляет 18,4 и 28,8%
от суточной потребности для взрослого человека. В перепелином яйце содержится в среднем 64,5 мкг витамина А и 148,8 мкг витамина Е, что составляет 5,4 и 12,4% от суточной потребности для взрослого человека. Каротиноидов в курином яйце в среднем содержится 287,3 мкг, что составляет 5,7% от суточной потребности. В перепелином яйце каротиноидов в среднем содержится 75 мкг, что составляет 1,5% от суточной потребности.
Вывод. Разное содержание жирорастворимых антиоксидантов в пищевом яйце связано с неодинаковым рационом питания птицы, использованием различных добавок, а также непосредственно с физиологическими процессами в организме птицы — всасыванием каротиноидов в пищеварительном тракте из комбикорма, усвоением и конверсией их в яйцо.
Литература
1. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокис-лительные вещества. Л.: Наука, 1985. 230 с.
2. Журавлев А.И. Антиокислители. БМЭ. 3-е изд. М., 1975. Т. 2. С. 33-35.
3. Журавлев А.И. Биоантиокислители в животном организме // Биоантиокислители. М.: Наука, 1975. С. 19-30.
4. Иваненко Е.Ф. Биохимия витаминов. Киев: «Вища школа», 1970. 212 с.
5. Калмыкова В.И., Дмитровский А.А., Газдаров А.К. Новые методы и направления исследований витаминов-антиоксидантов // Биофизические и физико-химические исследования в витаминологии. М.: Наука, 1981. С. 43-45.
6. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1989. 494 с.
7. Скурихин В.Н., Шабаев С.В. Методы анализа витаминов А, Е, О и каротина в кормах, биологических объектах и продуктах животноводства: науч. изд. М.: Химия, 1996. 87 с.
8. Штеле А.Л. Куриное яйцо: вчера, сегодня, завтра. М.: Агро-бизнесцентр, 2004. 196 с.
9. Ширяева О.Ю., Карнаухова И. В. Жирорастворимые биологически активные вещества желтка // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 5 (61). С. 162-163.
10. Ширяева О.Ю., Никулин В.Н. Пищевые качества яиц при введении в рацион препаратов йода и лактоамиловорина // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2007. № 15. С. 161-163.
