CC BY
196
TECHNOLOGY USE IN THE PRODUCTION OF VEGETABLE FATS PRALINE SWEETS
I.B. KRASINA, V.V. ZORYA, N.A. TARASENKO, TS.D. SARKISYAN
Kuban State Technologycal University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072;ph./fax: (861) 274-03-85
The change of rheological properties of praline sweet mass when making vegetable oils - walnut and flaxseed oil is researched. It is established that their the addition to vegetable fat produces paste with good processing characteristics.
Key words: praline sweet mass, nut oil, linseed oil, melting point.
665.584.24:[634.739.2+634.8]002.33(051)
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ФЕНОЛЬНОЙ ПРИРОДЫ
ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
М.В. КРИВЧЕНКОВА, С.Н. БУТОВА
Московский государственный университет пищевых производств,
125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, 11; тел.: (499) 158-70-41, электронная почта: [email protected]
Предложена усовершенствованная технология получения биологически активных экстрактов из растительного сырья, содержащего фенольные соединения, для дальнейшего их использования в качестве красителей при производстве косметических изделий. Получены экстракты из виноградных косточек, прошедших предварительную обработку путем заморозки, и вторичных продуктов переработки кукурузы, обработанных гидролитическими ферментными препарата-
Ключевые слова: виноградные косточки, вторичные продукты переработки кукурузы, биологически активные вещества, экстрагирование, флавоноиды.
позволит создать привлекательный для потребителя продукт.
Таким образом, изучение флавоноидов различных растительных объектов, совершенствование технологии их получения для использования в пищевой, косметической, медицинской и других отраслях народного хозяйства представляет несомненный практический интерес.
Цель данного исследования - разработка технологии получения биологически активных экстрактов из растительного сырья, содержащего фенольные соединения, и дальнейшее их использование при производстве косметических кремов функционального назначения.
В настоящей работе в качестве природных источников, наиболее богатых комплексом фенольных соединений, использованы виноградные косточки и вторичные продукты переработки кукурузы - лузга, соцветия, вегетативная часть. Биохимическая характеристика последних представлена в табл. 1.
Известно, что полифенолы косточек винограда являются одними из самых сильных среди известных природных антиоксидантов. Виноград содержит несколько классов полифенолов: антоцианы, фенолокис-лоты, флавонолы, лейкоцианидины, катехины и их олигомеры проантоцианидины, называемые танинами [3]. В красном винограде обнаружен резвератрол (транс-3,5,4-три-гидроксистилбен), обладающий высокой антиоксидантной активностью и считающийся
Препараты растительного происхождения представляют собой отдельные группы биологически активных веществ или их смесей, фармакологические свойства которых обусловлены их гармоничным сочетанием [1].
В настоящее время повышен интерес к флавонои-дам - наиболее многочисленному классу природных фенольных соединений, для которых характерно структурное многообразие, высокая и разносторонняя активность, малая токсичность. Большое значение придается противовоспалительному действию флаво-ноидов, с которым, вероятно, связаны их противоязвенное, ранозаживляющее, жаропонижающее и вяжущее действия. Привлекают внимание и антимикробные свойства флавоноидов, выявлено отрицательное влияние кверцетина на грамположительные бактерии, флавонов и халконов - на стафилококк. Многочисленные исследования показали, что в экспериментальных и биологических системах флавоноиды проявляют ан-тирадикальное и антиокислительное действие. В исследованиях in vivo и ex vivo флавоноиды демонстрировали противоопухолевую, антиишемическую, антиал-лергическую и противовоспалительную активность, выступали в качестве радиопротекторов, ингибировали агрегацию тромбоцитов [2].
Помимо физиологической активности, флавонои-ды обладают свойствами красителей, поэтому использование их при производстве косметических изделий
одним из наиболее эффективных ингредиентов в средствах anti-age терапии (стимулирует синтез коллагена, оказывает противовоспалительное действие). Резве-ратрол в больших количествах содержится в кожице ягод красного винограда [4].
Таблица 1
Показатель Кукурузная лузга Соцветия кукурузы Вегетативная часть
Влажность, % 10 14 20
Сухие вещества, % 90 86 80
Редуцирующие вещества, мг/г 0,6 1,0 1,22
Титруемая кислотность, мг/см3 97 13,7 11,7
Фенольные вещества, г/дм3 0,35 0,18 0,15
Белок, мг/см 2,3 0,06 0,03
Крахмал, % 15 0,06 0,02
Азот, мг/см3 0,035 0,02 0,015
Клетчатка, % 23 69 65
Гемицеллюлоза, % 12 9 6
Зола, % 0,7 0,9 0,8
Жир, % 1,2 0,8 0,5
Водно-спиртовой
экстракт
Концентрация общих фенолов, мг/дм3
Концентрация мономерных форм, мг/дм3
20%-й
40%-й
756/955
982/1240
277/350
336/425
Лузга
Соцветия
Вегетативная
часть
Желтая кукуруза также является одним из перспективных источников антоцианов, имеющих разную цветовую гамму - от бледно-желтого до ярко-красного и даже коричневого. Суммарное содержание полифенолов в кукурузе составляет 1,2-2,5%, танина - 1%, фла-воноидов - 0,5%, в том числе рутина - 0,05%, кверце-тина - 0,015%.
Существует несколько химических способов получения флавоноидов, среди них синтез антоциана, квер-цетина при восстановлении магнием и соляной кислотой; из последнего путем восстановления водородом в присутствии платины получают эпикатехин [5]. Однако химический синтез флавоноидов - сложный, трудоемкий и дорогостоящий процесс.
Для решения существующей проблемы учеными МГУПП предложены новые направления, позволяющие интенсифицировать процесс выделения фенольных соединений, существенно повысить их выход при полном сохранении нативных свойств, что особенно ценно при работе с натуральным сырьем.
Интенсификация производства основана на включении в процесс стадии заморозки сырья, приводящей к деструкции высокомолекулярных соединений, либо стадии обработки растительных тканей гидролитическими ферментными препаратами [5].
В качестве предварительной обработки виноградных косточек предложено использовать заморозку при -18°С. Последующую экстракцию проводили вод-
Таблица 2
Примечание: числитель - свежие косточки, знаменатель - косточки после заморозки.
■ Контроль □ Z. тапаапа □ й. сагкМит ■ 2. тагмапа + в. сапсМит
но-спиртовыми смесями концентрацией 20 и 40% спирта при комнатной температуре в течение 1 ч.
Анализ концентрации фенольных соединений свидетельствует (табл. 2), что экстракты, полученные из косточек, прошедших стадию заморозки, превосходят по этому показателю аналогичные экстракты из свежих косточек. Наиболее эффективным экстрагентом является водно-спиртовой раствор концентрацией 40%.
Для выделения антоцианов из вторичных продуктов переработки кукурузы исследования проводили по двум вариантам: непосредственный гидролиз этих продуктов и гидролиз кукурузного шрота, полученного после их экстракции неорганическими и органическими экстрагентами.
При сравнительном анализе данных по выходу красителя при непосредственном гидролизе продуктов переработки кукурузы в зависимости от условий выделения лучший выход красителя наблюдается при использовании в качестве гидролизующего агента мультиэн-зимных комплексов ферментов бесклеточной жидкости Zigofabospora marxiana и Geotrichum candidum (рисунок). Биохимическая, физико-химическая и органолептическая характеристики полученных красителей показали, что они проявляют устойчивость к замораживанию, кипячению, свету и изменению pH среды (табл. 3).
Выделение красителей с использованием ферментных препаратов Пектофоетидин П10х, Целловиридин Г20х, Пектинекс Ультра и Пектинекс 5Х-Ь осуществляли после обработки продуктов переработки кукурузы органическими и неорганическими кислотами.
Работу проводили в несколько этапов:
1. Подбор экстрагентов, в качестве которых были выбраны неорганические кислоты (соляная, серная, комплекс кислот) и органические экстрагенты (лимонная кислота, цитрат натрия, лимоннокислый и цитрат-ный буфер). Гидролиз проводили 2 ч при 85°С. Лучшие результаты получены при экстракции 0,1 Н серной кислотой.
Таблица 3
Показатель
Вторичные продукты переработки кукурузы
Лузга
Соцветия
Вегетативная часть
Выход, % 2,4 4,2 3,5
Плотность, г/дм3 1,045 1,128 1,107
Редуцирующие вещества, мг/г 68,4 63,9 52,3
Белок, мг/см3 0,1 0,03 0,01
Фенольные соединения, г/дм3 0,073 0,3 0,09
Устойчивость к рН среды 2,0-6,0 2,0-5,5 2,0-5,5
Устойчивость к замораживанию, % 80 90 85
Устойчивость к кипячению, % 93 95 90
Устойчивость к свету, % 96 99 98
Прозрачная Прозрачная
Внешний вид жидкость густая жидкость
лимонного темно-крас- оранжево
цвета ного цвета цвета
2. Выделение красителя из шрота при действии указанных ферментных препаратов в течение 5 сут при 40°С. Лучшие результаты были получены при действии Пектинекс Ультра.
3. Выделение красителя при последовательной обработке ферментными препаратами Пектинекс Ультра и Целловиридин Г20х. Установлено, что сернокислотный гидролиз и последовательный ферментолиз дают максимальный выход антоцианов.
4. Выделение красителя из шрота Пектофоетиди-ном П10х и Целловиридином Г20х и, наоборот, Целло-виридином Г20х и Пектофоетидином П20х. При сернокислотном гидролизе соцветий кукурузы и последующем ферментолизе Целловиридином Г20х и Пектофоетидином П20х наблюдался максимальный выход красящих веществ. Эти данные подтверждают, что анто-цианы в соцветиях кукурузы инкорпорированы в большей мере в соединении с целлюлозой и в меньшей - с
пектином. Эксперимент, проведенный по одновременному использованию обоих ферментных препаратов, указывает на увеличение выхода красителя в 2 раза. Полученные красители по качеству и стойкости отвечают всем нормам, предъявляемым к натуральным красителям.
ВЫВОДЫ
1. Усовершенствована технология получения экстрактов из растительного сырья (косточки винограда, вторичные продукты переработки кукурузы) путем включения стадии заморозки и обработки гидролитическими ферментными препаратами.
2. Получены экстракты, содержащие флавоноиды, обладающие физиологической активностью и свойствами красителя.
3. Диапазон косметических свойств флавоноидов обусловливает применение полученных экстрактов в качестве биологически активных добавок при производстве косметических изделий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Некоторые аспекты изучения биологически активных веществ и фармакологических свойств лекарственных растений / В.Д. Белоногова, Н.С. Корепанова, Г.И. Олешко и др. // Вопр. биол. мед. и фарм. хим. - 2003. - № 4. - С. 16-20.
2. Корулькин Д.Ю., Абилов Ж.А., Музычкина Р.А., Тос-тиков Г.А. Природные флавоноиды. - Новосибирск: Академич. изд-во «ГЕО», 2007. - С. 232.
3. Птицын А.В., Каплун А.П., Мухтаров Э.И., Швец
B.И. Выделение и очистка антоцианов винограда Vitis Vinifera сорта Изабелла // Биотехнология. - 2007. - № 2. - С. 13-20.
4. Robert E. King, Joshua A. Bomser, David B. Min. Bioactivity of Resveratrol // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Vol.5; Institute ofFood Technologists, Chicago, 2006.
5. Бутова C.H. Биотехнологическая деградация отходов растительного сырья. - М.: Изд-во Россельхозакадемии, 2004. -
C. 319.
Поступила 12.12.11 г.
IMPROVEMENT OF EXTRACTION METHODS OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSNANCES OF PHENOLIC NATURE FROM PLANT RAW MATERIALS
M.V. KRIVCHENKOVA, S.N. BUTOVA
Moscow State University ofFood Productions,
11, Volokolamskoe highway, Moscow, 125080;ph.: (499) 158-70-41, e-mail: [email protected]
The advanced technology of reception of biologically active extracts from the plant raw materials containing phenolic combination, for their further use as dyes is offered by manufacture of cosmetic products. Extracts from the grape seeds pre-treated by freezing, and by-products of processing of the corn, processed by hydrolytic enzyme preparations are received.
Key words: grape seeds, by-products of corn processing, biologically active substances, extraction, flavonoids.
