CC BY
84
3. Державин Л.М., Фрид А.С. Научно-методические принципы комплексного мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения //Агрохимия. - 2012. - №2. - С.3-11.
4. Чекмарев П.А., Лукин С.В. Мониторинг плодородия пахотных почв ЦентральноЧерноземной области России //Агрохимия. - 2013. - №4. - С.11-22.
5. Суханов П.А., Комаров А.А., Ковтюх С.Н. Агроэкологический мониторинг плодородия почв на тестовом полигоне ЗАО ПЗ «Рапти» Лужского района Ленинградской области //Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2012. -№27. - С.90-95.
Literatura
1. Komarov A.A., Suhanov P.A. O monitoringe plodorodiya pochv zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya v usloviyah Leningradskoj oblasti //Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. -2010. -№21. - S.11-17.
2. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu kompleksnogo monitoringa plodorodiya pochv zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya. - M., 2003. -240 s.
3. Derzhavin L.M., Frid A.S. Nauchno-metodicheskie principy kompleksnogo monitoringa plodorodiya zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya //Agrohimiya. - 2012. - №2. - S.3-11.
4. CHekmarev P.A., Lukin S.V. Monitoring plodorodiya pahotnyh pochv Central'no-Chernozemnoj oblasti Rossii //Agrohimiya. - 2013. - №4. - S.11-22.
5. Suhanov P.A., Komarov A.A., Kovtyuh S.N. Agroekologicheskij monitoring plodorodiya pochv na testovom poligone ZAO PZ «Rapti» Luzhskogo rajona Leningradskoj oblasti //Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2012. - №27. - S.90-95.
УДК 633.8 DOI 10.24411/2078-1318-2019-12057
Канд. техн. наук П.Е. БАЛАНОВ (Университет ИТМО, balanov@yandex.ru) Канд. техн. наук И.В. СМОТРАЕВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, irinasmotraeva@yandex.ru) Аспирант М.С. АБДУЛЛАЕВА (Университет ИТМО, m.s.abdullaeva@mail.ru)
РОССИЙСКОЕ ДИКОРАСТУЩЕЕ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ СЫРЬЕ КАК ИСТОЧНИК ПОЛУЧЕНИЯ РЕСВЕРАТРОЛА
Производство продуктов питания - это очень динамично развивающаяся индустрия. Современная концепция питания предполагает значимое потребление продуктов, которые не только обеспечивают потребителя питательными веществами, но и приносят пользу для здоровья.
Концепция лечебного, специализированного и профилактического питания не нова. Многие традиционные для населения продукты питания обладают дополнительными полезными свойствами. Например, кисломолочные продукты часто содержат живые микробиологические культуры, некоторые виды хлеба содержат повышенное количество пищевых волокон и т.д.
При этом следует отметить, что текущее состояние науки о питании, пищевой промышленности и агропромышленного комплекса, позволяет говорить о том, что обогащение повседневной еды различными функциональными ингредиентами целесообразно и вполне реализуемо.
В частности, новые знания о структуре и свойствах различных биологически активных компонентов позволяют моделировать продукты питания с заданными полезными качествами.
Кроме доказанной пользы, остается важным вопрос рациональной технологической воплотимости идей и приемлемые для потребителя органолептические свойства. В этом смысле роль современного инженера-технолога пищевой промышленности гораздо шире, чем просто построение производственного цикла. Важно учитывать маркетинговые, экономические, медицинские, функциональные реалии при производстве продуктов питания.
Среди всего богатого спектра функциональных ингредиентов многие исследователи, так же как и авторы этой работы, традиционно фокусируются на трех группах:
1. Биологические полимеры: хитозан, пектин, инулин [1, 2].
2. Вещества полифенольной природы [5].
3. Ценные отходы пищевых производств [3,4].
В данной работе будут представлены исследования второй группы.
Цель исследования - получить и проанализировать экспериментальные данные по определению окислительно-восстановительного потенциала в экстракте из дикорастущего горца сахалинского Яеупой^а sachalin¿nsis.
Полифенолы в растительном мире встречаются очень часто, и их биологическая функция у растений бывает различной: от придания окраски плодам (антоцианы) до противомикробного действия (фитоалексины).
В последние годы широкий исследовательский интерес вызывает вещество полифенольной природы - ресвератрол. Это соединение содержится в растениях и обладает выраженным антибиотическим действием. Является нативным антибиотиком для флоры и позволяет противостоять различной микрофлоре и паразитам. На текущий момент считается обоснованным его положительное воздействие на здоровье человека по нескольким направлениям:
1. Антиоксидантная активность.
2. Онкопротекторное действие.
3. Увеличение продолжительности жизни.
Содержание этого компонента в растениях бывает очень разным. Повышенное количество, интересное для потенциальной промышленной переработки, наблюдается в кожице винограда, в орехах, в горце сахалинском. Вещество, со схожим строением (птеростильбен) содержится в ягодах черники. Есть все основания полагать, что значимое количество ресвератрола может содержаться и в других представителях растительного мира.
Отечественное производство препаратов из ресвератрола базируется на импортной сырьевой базе. Чаще всего это страны юго-восточной Азии, в частности Китай. При этом нетрудно заметить, что перечисленные растения хорошо произрастают в Российской Федерации и есть смысл использовать отечественную сырьевую базу для независимости от любых внешних факторов. Кроме того, разумно предположить, что при должном технологическом воплощении, подобное сырье и продукты из него будут дешевле, так как снизятся расходы на транспортировку, таможенные пошлины и т.д.
Для авторов очевидно, что быстро такие технологические цепочки не создаются, однако долгосрочный эффект от интеллектуальных и промышленных инвестиций оправдает этот длительный путь.
Стратегически задачу можно представить следующим образом:
1. Доказательные исследования объективной пользы ресвератрола.
2. Подбор подходящей российской сырьевой базы для выделения этого вещества.
3. Разработка технологии выделения и концентрирования конечного продукта.
4. Разработка технологии обогащения продуктов питания ресвератролом с обязательным сохранением его функциональных свойств.
В текущей работе представлены наработки по первым двум этапам.
Материалы, методы и объекты исследования. Для исследования антиоксидантных свойств ресвератрола на данном этапе использовался импортный экстракт из горца сахалинского, произведенный в КНР.
В качестве объектов сравнения использовались растительные экстракты аналогичной концентрации из зеленого чая, черного чая, виноградных антоцианов, падубника парагвайского (мате).
Окислительно-восстановительный потенциал исследуемых образцов измерялся потенциометрическим способом электродами, которые готовятся по ГОСТ Р 8.702-2010 [6].
Сущность метода заключается в измерении электрического потенциала системы, возникающего при окислительно-восстановительных реакциях.
Также отслеживалась динамика изменения окислительно-восстановительного потенциала с помощью таймера.
Результаты исследования. Для сравнительного анализа ресвератрола из горца сахалинского и других образцов, хорошо зарекомендовавших себя с антиокислительной точки зрения, были приготовлены следующие растворы:
1. Экстракт горца сахалинского 0,1%.
2. Экстракт зеленого чая 0,1%.
3. Экстракт черного чая 0,1%.
4. Экстракт антоцианов из винограда 0,1%.
5. Экстракт паддубника парагвайского (мате) 0,1%.
Для установления сохранности антиоксидантных свойств всех перечисленных образцов они после измерения были помещены в условия без доступа кислорода и с низкой температурой 2°С. По истечении 24 часов был сделан замер окислительно-восстановительного потенциала.
Результаты измерения представлены на рис. 1.
Рис. 1. Окислительно-восстановительный потенциал образцов растительного сырья
Из полученных данных видно, что окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) экстракта из горца сахалинского, богатого ресвератролом, наиболее низкий, что говорит о наиболее выразительном антиокислительном действии. Увеличение ОВП спустя сутки у образцов составило от 4 до 11%, что говорит о влиянии фактора хранения на функциональные свойства этих продуктов.
Следует учесть, что более высокие показатели остальных образцов не говорят об их меньшей биологической ценности. Зачастую функциональные свойства продукта тесно связаны с рабочей концентрацией компонента в продукте. Полученные данные показывают, что интересующая нас активность ресвератрола хорошо соотносится со сведениями о повышенной активности этого компонента в сравнении с одинаковыми концентрациями других образцов.
Отмеченное изменение окислительно-восстановительного потенциала ресвератрола позволило предположить существенную его зависимость от длительности хранения, температуры окружающей среды и контакта с кислородом воздуха. При потенциальном применении этого вещества в пищевой промышленности данные факторы могут оказаться решающими для технологии переработки и хранения.
Было принято решение отследить эту динамику в узком диапазоне концентраций. Для этого приготовили рабочие растворы ресвератрола следующих концентраций:
1. 0,1%.
2. 0,05%.
3. 0,025%.
4. Контрольное измерение дистиллированной воды.
Температура измерения составляла 25°С, шаг измерения - 15 мин. Для усиленного контакта с кислородом воздуха среда интенсивно перемешивалась.
Результаты измерения представлены на рис. 2.
250
0 15 30 45 60 75 90 105 120 Длительность выдержки, мин
0,1%
ресвератрол 0,05%
ресвератрол 0,025% ресвератрол контроль вода
Рис. 2. Кинетика изменения ОВП при различной длительности выдержки
Исходя из полученных данных видно, что окислительно-восстановительный потенциал образцов увеличивается со временем. Это может быть связано с высокой реакционной способностью ресвератрола при контакте с кислородом воздуха.
Кинетика полученных результатов говорит о достаточно интенсивном наборе значения ОВП в первые 60 мин. контакта, затем интенсивность увеличения замедляется. К истечению 120 мин. прирост показателя становится не очень значительным. Это говорит о том, что у ресвератрола есть некий реакционный порог падения активности, связанный с химической природой этого компонента, выработав который активность замедляется.
Этот факт обязательно следует учитывать при разработке технологий с использованием этого компонента. Например, если это напиток, то рекомендовать хранить его в плотно укупоренной таре и прохладном помещении.
Выводы. В результате проведенных исследований было установлено:
1. Ресвератрол, содержащийся в экстракте из горца сахалинского, обладает высокой антиоксидантной активностью, он превосходит многие традиционные пищевые продукты из растительного сырья.
2. При разработке технологии различных пищевых продуктов целесообразно учитывать факт повышенной реакционной способности ресвератрола.
3. В Российской Федерации имеется существенная сырьевая база для выделения ресвератрола.
4. Целесообразно планомерно проводить исследования в области свойств ресвератрола для увеличения знаний о его технологических свойствах.
5. Конечным продуктом из какого-либо растительного сырья может стать экстракт или концентрат, обогащенный ресвератролом. Такая форма позволит достаточно легко вводить его в рецептуры различных продуктов.
Литература
1. Баланов П.Е., Смотраева И.В., Иванченко О.Б., Хабибуллин Р.Э. Ресурсосберегающие технологии при производстве пектина // Вестник Технологического университета. - 2016. -Т. 19. - № 24. - С. 138-141.
2. Мещанинец Н.И., Захарченко В.И. Пребиотики: инулин и олигофруктоза // Альманах мировой науки. - 2016. - № 4-1 (7). - С. 35-36.
3. Баланов П.Е., Смотраева И.В., Иванченко О.Б., Хабибуллин Р.Э. Биоконверсия яблочных выжимок на пищевых предприятиях // Вестник Технологического университета.
- 2017. - Т. 20. - № 24. - С. 133-136.
4. Фабричнова Т.А., Кулешова Е.С. Перспектива использования солодовых ростков в технологии хлебобулочных изделий // Сетевой научный журнал ОрелГАУ. - 2016. - № 2 (7). - С. 94-97.
5. Наволокин Н.А., Полуконова Н.В., Маслякова Г.Н. и др. Противоопухолевая активность растительных экстрактов, содержащих биофлавоноиды // Российский биотерапевтический журнал. - 2013. - Т. 12. - № 2. - С. 59-59a.
6. ГОСТ Р 8.702-2010 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Электроды для определения окислительно-восстановительного потенциала. Методика поверки.
Literatura
1. Balanov P.E., Smotraeva I.V., Ivanchenko O.B., Habibullin R.E. Resursosberegayushchie tekhnologii pri proizvodstve pektina // Vestnik Tekhnologicheskogo universiteta. - 2016. -T. 19.
- № 24. - S. 138-141.
2. Meshchaninec N.I., Zaharchenko V.I. Prebiotiki: inulin i oligofruktoza // Al'manah mirovoj nauki. - 2016. - № 4-1 (7). - S. 35-36.
3. Balanov P.E., Smotraeva I.V., Ivanchenko O.B., Habibullin R.E. Biokonversiya yablochnyh vyzhimok na pishchevyh predpriyatiyah // Vestnik Tekhnologicheskogo universiteta. - 2017. - T. 20. - № 24. - S. 133-136.
4. Fabrichnova T.A., Kuleshova E.S. Perspektiva ispol'zovaniya solodovyh rostkov v tekhnologii hlebobulochnyh izdelij // Setevoj nauchnyj zhurnal OrelGAU. - 2016. - № 2 (7). - S. 94-97.
5. Navolokin N.A., Polukonova N.V., Maslyakova G.N. i dr. Protivoopuholevaya aktivnost' rastitel'nyh ekstraktov, soderzhashchih bioflavonoidy // Rossijskij bioterapevticheskij zhurnal. -2013. - T. 12. - № 2. - S. 59-59a.
6. GOST R 8.702-2010 Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmerenij (GSI). Elektrody dlya opredeleniya okislitel'no-vosstanovitel'nogo potencíala. Metodika poverki.
