CC BY
74СОЗДАНИЯ ПРОДУКТОВ С ВЫСОКОЙ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ С ПОМОЩЬЮ ПОЛИФЕНОЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ЯБЛОК. ОБЗОР
Бурак Л. Ч.
https://orcid.org/0000-0002-6613-439X
кандидат технических наук, директор ООО «БЕЛРОСАКВА», Республика Беларусь, г. Минск.
Завалей А.П. https://orcid.org/0000-0002-6565-5927
Главный технолог СООО «Ароматик», Республика Беларусь, Минская область, г. Джержинск
CREATION OF PRODUCTS WITH HIGH ANTIOXIDANT ACTIVITY USING APPLE POLYPHENOLIC SUBSTANCES. OVERVIEW
Burak L.,
https://orcid.org/0000-0002-6613-439X candidate of technical sciences, director of BELROSAKVA LLC, Republic of Belarus, Minsk.
Zavalei A.
https://orcid. org/0000-0002-6565-592 7 Chief technologist JLLC "Aromatik", Republic of Belarus, Minsk region, Dzherzhinsk
Аннотация
Создание продуктов питания с использованием растительного сырья богатого природными антиокси-дантами перспективное направление. Извлечение полифенольных соединений из яблок и их включение в состав пищевых продуктов в качестве ингредиентов природного происхождения может быть предпочтительной альтернативой широко используемым антиоксидантам, которые используются во многих пищевых продуктах. С точки зрения применения, в хлебопекарной и кондитерской продукции, мясных продуктах и соках использование экстрактов полифенолов, полученных из яблока, в качестве пищевых добавок естественного происхождения получило подтверждение увеличения антиоксидантной активности и снижения скорости окисления липидов. Цель работы - обзор научных публикаций, посвященным анализу полифенольных соединений и антиоксидантной активности яблок и продуктов его переработки. Решающим аспектом, связанным с использованием полифенолов яблока, является переход от научных исследований к применению в промышленных масштабах. Необходимо расширять знания о нескольких ключевых проблемах (например, об эффективности, безопасности и качестве), затронутых в этом обзоре, чтобы усилить потенциал использования этих природных соединений в качестве пищевых ингредиентов.
Abstract
The creation of food products using vegetable raw materials rich in natural antioxidants is a promising direction. Extracting polyphenolic compounds from apples and incorporating them into foods as naturally occurring ingredients may be a preferred alternative to the widely used antioxidants that are used in many foods. From the point of view of application in bakery and confectionery products, meat products and juices, the use of apple-derived polyphenol extracts as natural food additives has been confirmed to increase antioxidant activity and reduce the rate of lipid oxidation. The purpose of the work is to review scientific publications devoted to the analysis of polyphenolic compounds and the antioxidant activity of apples and products of its processing. A crucial aspect related to the use of apple polyphenols is the transition from scientific research to industrial scale applications. More knowledge is needed on several of the key issues (eg, efficacy, safety, and quality) raised in this review to enhance the potential for using these natural compounds as food ingredients.
Ключевые слова: яблоки, выжимки, полифенолы, антиоксидантная активность, экстракция, окисление, липиды, безопасность, патулин, пестициды
Keywords: apples, pomace, polyphenols, antioxidant activity, extraction, oxidation, lipids, safety, patulin, pesticides.
1. Введение.
Одной из основных причин порчи пищевых продуктов является окисление липидов, которое особенно характерно для продуктов с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот. [1,2,3]. Окисление липидов вызывает снижение питательной ценности пищевых продуктов, развитие
неприятного привкуса и запаха, а также выработку токсичных соединений, которые способствуют развитию ряда нейродегенеративных заболеваний [4]. Эти негативные воздействия на качество и безопасность пищевых продуктов можно снизить за счет включения пищевых добавок или ингредиентов, которые содержат соединения с антиоксидантными и
/или противомикробными свойствами. До недавнего времени использование пищевых добавок для сохранения качества пищевых продуктов было обычным явлением и, как правило, не считалось вредным для потребителей. Хотя безопасность про-мышленно производимых антиоксидантов, как правило, не подвергается сомнению с точки зрения науки или здоровья, потребители теперь знают, что существуют альтернативы естественного происхождения, и большинство предпочитают их. по сравнению с серийно выпускаемыми аналогами [5,6]. Поэтому в настоящее время использование природных антиоксидантов, таких как полифенолы, извлеченные из фруктов и овощей, существенно увеличилось по причине роста потребности рынка. Полифенолы представляют собой группу вторичных метаболитов с высокой антиок-сидантной активностью, которые обладают многочисленными преимуществами для здоровья, а также могут использоваться для предотвращения порчи пищи за счет замедления скорости окислительных реакций. Полифенолы считаются биоактивными соединениями из-за их потенциальной пользы для здоровья, которая в первую очередь связана с их антиоксидантными свойствами, которые помогают снизить факторы риска различных заболеваний, связанных с окислительным стрессом (особенно окислительного стресса, вызванного образованием свободных радикалов и активных форм кислорода) [7,8]. Многочисленные исследования показали, что регулярное употребление фруктов и овощей является основным источником полифенолов, содержащихся в пище. Употребление этих продуктов, в свою очередь, связано со снижением хронических дегенеративных заболеваний, таких как рак, диабет 2 типа, астма, сердечно-сосудистые заболевания и нейродегенеративные заболевания [9,10,11]. В последние годы фрукты, такие как яблоки , вызывают значительный научный интерес, поскольку многие независимые исследования подтвердили их благотворное влияние на здоровье человека, в значительной степени благодаря высокому количеству полифенольных соединений [12,13]. Яблоко - одна из самых важных фруктовых культур во всем мире. При производстве более 86 миллионов тонн в 2018 году это третий по величине фрукт в мире после производства бананов и арбузов. Потребление яблок является обычным во многих странах из-за простоты выращивания яблок и в значительной степени из-за их высокого уровня вкусовых качеств (например, сладкого вкуса и сочности). В 2017 году их потребление на душу населения составляло 8,56 кг / год, что являлось вторым по величине потребляемым фруктом в мире после потребления только апельсинов. Существует много разных сортов яблок, но независимо от сорта, яблоки обычно состоят примерно на 97,3% из мякоти или съедобного материала и небольшого количества семян и стеблей (2,2% и 0,5% соответственно). Хотя содержание полифенолов, а также антиокси-дантная активность (АОА) в яблоках, как правило, постоянны, эти параметры могут варьироваться в зависимости от сорта, зоны ткани, времени сбора
урожая, географического положения и условий хранения.
Около 70-75% яблок потребляются в свежем виде, в то время как только 25-30% потребляются в виде продуктов, производных от яблока (например, яблочного сока, яблочного сидра, яблочного уксуса, яблочного соуса, яблочного вина, яблочного джема и др.) [14,15]. Среди продуктов, производных из яблок, яблочный сок является наиболее потребляемым продуктом. Как правило, около 7075% составляет выход сока, а оставшиеся части (25-30%) можно собрать в виде остаточного материала, называемого яблочным жмыхом или яблочными выжимками. Яблочные выжимки включают семена, кожуру, стебель и мякоть яблок после дальнейшей обработки [16,17]. В настоящее время яблочные выжимки часто утилизируют и отправляют на свалку или компостируют как отходы, что оказывает нежелательное воздействие на окружающую среду. Таким образом, использование яблочного жмыха в качестве функционального ингредиента в пищевых продуктах не только может улучшить окислительную стабильность пищевых продуктов, но также может оказать положительное воздействие на окружающую среду. Таким образом, данный обзор сосредоточен на характеристике биоактивных соединений, обнаруженных в яблоках, основных методах экстракции, используемых во время обработки яблок, а также применении яблочного жмыха и других соединений, полученных из яблок, в пищевых продуктах с целью улучшения окислительной стабильности.
2. Фенольные соединения и антиоксидантные свойства яблок
В целом, основными фенольными соединениями, присутствующими в свежих яблоках, продуктах, полученных из яблок, и в побочных продуктах, полученных из яблок, являются флаванолы (кате-хин, эпикатехин и процианидины), флавоноиды (гликозиды кверцетина), фенольные кислоты (хло-рогеновая кислота), дигидрохалконы (гликозиды флоретина. ) и антоцианы (цианидин) [18,19,20]. Как упоминалось ранее, содержание и профиль фе-нольных соединений могут варьироваться в зависимости от сорта / сорта яблони, степени созревания, условий выращивания и хранения; а также часть фруктов, из которых были получены продукты или побочные продукты [21].
Относительно этой темы исследователи Ыкшт Wandjou et а1. [10] проанализировали общее содержание полифенолов в девяти различных экстрактах различных сортов Содержания полифенолов составляли от 8134,0 до 131149,4 до мг /кг. В другом недавнем исследовании изучался феноль-ный состав 67 сортов яблони на предмет концентрации нескольких различных важных фитохимиче-ских веществ и антиоксидантной активности и концентрация полифенольных соединений. [10,11].Следует отметить, что общее содержание полифенолов, а также профиль полифенолов значительно варьируется в зависимости от того, какая часть яблока используется или оценивается. G6mas et а1. [22] оценили состав фенольных соединений в
различных частях яблока семи сортов выжимок яблок и установили, что наибольшее количество полифенолов было обнаружено в стеблях (6747,259,335,4 мг / кг сухого веса), затем семена (3592,623 606,8 мг / кг сухого веса), а затем мякоть (1654,85314,1 мг / кг сухого веса). Wojdylo А., & Oszmianski ] проанализировали общее содержание полифенолов в яблоках и листьях яблок с разной степени созревания. Общее содержание полифенолов в листьях яблони было намного выше, чем в яблоках, при оценке через 60 дней после полного цветения, со значениями 150,20 и 39,15 г / кг сухого веса , соответственно, что представляет увеличение на 73%. Эти авторы также отметили, что общее содержание полифенолов было более стабильным во время развития и созревания в листьях, со значениями от 150,20 до 160,93 г / кг, по сравнению с фруктами, которые имели значения от 12,22 до 39,15 г / кг сухого веса. В целом, процианидины (полимерные процианидины) были наиболее преобладающей категорией полифенолов, за ними следовали гидроксикоричные кислоты (хлорогеновая кислота) и флаванолы ((-) - эпикатехин) Между тем в листьях наиболее преобладающей категорией полифенолов были дигидрохалконы (флоретин) и процианидины (полимерные процианидины) [11] G6rnas et а1. ранее установили, что хлорогеновая кислота была основным полифенолом, обнаруженным в мякоти яблок. Для семян и стеблей флоризин был основным идентифицированным фенольным соединением (2899,0-19 600,3 мг / кг и 3017,7-40 488,3 мг / кг соответственно). Хлорогеновая кислота не была самым преобладающим фенольным соединением, обнаруженным в семенах и стеблях, но диапазон концентраций все же был сопоставим со значениями для компонента мякоти (135,62281,5 мг / кг и 157,5-5142,3 мг / кг соответственно). Таким же образом важно отметить, что два дигид-рохалкона, флоризин и 3-гидроксифлоризин, были обнаружены в высоких концентрациях в семенах и стеблях [22] Флоризин считается антидиабетическим соединением, поскольку он может значительно снизить количество глюкозы в крови [23,24].Можно сделать вывод, что содержание биологически активных соединений в листьях и кожуре яблок больше, чем в других частях яблока. Хотя семена и стебли составляют небольшую часть яблок, эти компоненты могут оказывать значительное влияние на профиль и количество полифенолов. Что касается антиоксидантной активности, результаты были аналогичны результатам по содержанию полифенолов. Wojdylo А., & Oszmianski ] сообщили, что стадия развития яблок может значительно влиять на антиоксидантную активность. Листья яблони на самом деле обладают большей анти-оксидантной способностью, чем фруктовая часть яблок, и разница в антиоксидантной способности между листьями, собранными в разные периоды после полного цветения, была меньше, чем разница в плодах. Что касается кожуры и мякоти, установлено, что антиоксидантная активность кожуры
была в 1-10 раз выше, чем у целлюлозы, и это, вероятно, было связано с большим количеством полифенолов
Эффективность экстракции фенольных соединений из яблоках может варьироваться в зависимости от нескольких различных параметров [25,26,27, 28,29]. Природа фенольных соединений, размер частиц образца, растворитель для экстракции, соотношение твердое вещество / жидкость, pH, температура и время экстракции, а также метод экстракции - все это важные параметры. Одним из наиболее важных параметров для оптимальной экстракции полифенолов является выбор экстракционного растворителя. Было доказано, что полярность феноль-ных соединений может определять, какой растворитель для экстракции может быть наиболее подходящим. Например, вода является хорошим растворителем для экстракции гидроксикоричных кислот, дигидрохалконов, флавоноидов, флавано-лов и флавонов, присутствующих в яблочных жмыхах [30], однако вода не является подходящим растворителем для экстракции гликозидов кверцетина [31], Для более полярных фенольных соединений одной экстракции чистыми органическими растворителями недостаточно. В этих ситуациях необходимо использовать раствор с высокополярными растворителями. Таким образом, несколько исследований показали, что различные экстракционные растворители могут влиять на эффективность экстракции фенольных соединений из яблок, продуктов, производных яблок, и побочных продуктов яблок. Наиболее часто используемыми растворителями в рецензируемых исследованиях были метанол, этанол, ацетон, вода, подкисленный метанол или комбинации метанола и воды. Biswas et al. [28], наблюдали эффективность экстракции кожуры яблони при выборе различных экстракционных растворителей (этанол, метанол и ацетон) и установили, что более высокие результаты были получены при использовании метанола (2,16 по сравнению с 1,86 мг / кг с этанолом и 1,65 мг / кг с ацетоном). Также изучалась многоступенчатая экстракция с использованием различных экстракционных растворителей. Reis et al. [31], исследовали процедуру многоступенчатой экстракции, которая состояла из начальной экстракции 3 г яблочных выжимок 40 мл воды в течение 90 минут, а затем двух экстракций этого остатка 40% водным метанолом и 40% водным ацетоном. Авторы подтвердили, что на первом этапе экстракции водой было извлечено большинство фенольных соединений (67%). Однако затем они заметили, что на второй и третьей стадиях экстракции одного и того же остатка извлекались значительные количества фенольных соединений (17% и 16% для второй стадии с метанолом и третьей стадии с ацетоном, соответственно). Важно отметить, что три экстракции проводились в кислых условиях, чтобы избежать окисления фе-нольных соединений.
Virot et al. [25], изучил методы экстракции с помощью ультразвука (UAE) и оптимизировал пропорцию этанола в водном экстрагенте и соотноше-
ние твердое вещество / жидкость при оценке общего содержания фенолов в яблочных жмыхах. Различные пропорции анализируемого водного этанола варьировали от 0% до 100% этанола, а соотношение твердое вещество / жидкость варьировалось от 5 г до 30 г яблочного жмыха на 100 мл растворителя. Результаты показали, что пропорции этанола от 0% до 50% увеличивают общее содержание фенола, в то время как пропорции этанола выше 50% снижают общее содержание фенола. Общее содержание фенола также увеличивалось при увеличении отношения твердого вещества к жидкости, однако авторы обнаружили, что более 15 г яблочного жмыха с 100 мл растворителя уменьшали объем жидкой фазы, извлеченной после фильтрации.
При использовании ультразвука необходимо, чтобы после экстракции было доступно небольшое количество свободного растворителя, поэтому авторы выбрали 150 мг сухого материала / мл в качестве оптимального соотношения.
Как упоминалось ранее , разнообразие сорта яблони, степень созревания, условия хранения и выбранная часть плода могут изменить общее количество полифенолов и антиоксидантную способность [21]. То же самое и с методами пробоподго-товки. Недавно Wandjou et а1. [10], исследо-
вали влияние ферментативной деградации на стабильность полифенолов в различных сортах яблони, которые подвергались различным методам дегидратации (сушка при 45 ± 5 ° С в течение 18 часов или процесс замораживания и лиофилиза-ции). Результаты свидетельствуют о более высоком общем содержании полифенолов в лиофилизиро-ванных образцах по сравнению с высушенными образцами независимо от сорта. Значения общего содержания полифенолов варьировались от 1573,6 до 7473,2 мг / кг в высушенных образцах и от 1943,6 до 10 343,0 мг / кг в лиофилизированных образцах. Вероятно, это происходило из-за стадии замораживания лиофилизированных образцов, которая могла защитить биоактивные соединения от ферментативного разложения. Другими важными параметрами, которые следует учитывать при оптимизации экстракции, являются время экстракции и температура экстракции. Во многих исследовательских работах использовалась методология поверхности отклика для оценки влияния этих параметров и их взаимодействия с экстракцией полифенолов. ^гО et а1. оптимизировали процесс экстракции полифенолов из жмыха яблони. Они оценили влияние пяти мощностей ультразвука (0,058-0,142 Вт / г), пяти температур (9,9-40,1 ° С), пяти периодов обработки ультразвуком (5-55 мин) и их взаимодействия на эффективность экстракции с помощью методологии поверхности отклика. Полученные результаты показали, что время экстракции и температура были самыми важными переменными. Более того, линейное увеличение общего содержания фенола наблюдалось по мере увеличения трех исследуемых переменных: мощности, температуры или времени. Однако мощность ультразвука была менее влиятельной по сравнению с температурой и време-
нем обработки ультразвуком. После процесса оптимизации выбранные условия: 0,142 Вт / г, 40,1 ° C и 45 мин оптимизировали интенсивность ультразвука, температуру и время экстракции с целью получения наибольшего выхода полифенолов из сушеных яблочных выжимок. Для этого они провели в общей сложности 20 экспериментов. Анализируемые переменные включали интенсивность ультразвука от 0,335 до 0,764 Вт / см 2 , температуру от 9,9 до 40 ° C и время обработки ультразвуком от 5 до 55 минут. Температуры, выбранные для этих исследований, были умеренными, чтобы избежать разрушения органических соединений. Оптимальными условиями, полученными с помощью методологии отклика поверхности для полифенолов, были интенсивность ультразвука 0,764 Вт / см 2 , температура 40 ° C и время обработки ультразвуком 40 мин.
Метод экстракции также является важным фактором, влияющим на выход полифенолов во время экстракции. Исторически извлечение полифенолов из фруктов (включая яблоко) состояло из более традиционных методов, таких как мацерация или экстракция Сокслета [32]. Однако эти процессы обычно требуют длительных периодов времени и большого количества растворителя. Из-за этих недостатков в настоящее время существуют альтернативные методы экстракции, такие как UAE, экстракция с помощью микроволнового излучения (MAE), жидкостная экстракция под давлением (PLE) и другие. В целом, методы ОАЭ рекомендуются из-за их высокой эффективности и небольшого времени экстракции Влияние MAE, UAE и экстракции на водяной бане на выход полифенолов яблочного жмыха изучали He et al. [33] Скорости выхода различных методов показали, что методы UAE дали наилучшие результаты с выходами 10,2 мг / г, с последующей экстракцией на водяной бане с выходами 7,6 мг / г, и, наконец, выходы с помощью методов MAE составили 3,8 ± 0,6 мг / г. Способ применения ультразвуковой обработки образцов также может влиять на общий выход полифенолов и антиоксидантную активность. В 2016 году Wiktor и его коллеги сравнили обработку контактным ультразвуком на частоте 24 кГц с обработкой иммерсионным ультразвуком на частоте 21 или 40 кГц [34]. Обработка ультразвуком варьировалась от 5 до 30 мин. Применение ультразвука увеличило общую концентрацию полифенолов до 77% (при контакте) и 146% (при погружении) по сравнению с традиционными методами без использования ультразвука. Такие же результаты были получены с ан-тиоксидантной активностью, где они показали лучшие результаты для образцов, подвергнутых иммерсии. Значение активности очистки (EC 50) для иммерсионного метода при 40 кГц и 5 мин обработки ультразвуком составила 0,83 ± 0,02 мг дм / мл по сравнению со значением 2,34 ± 0,17 мг дм / мл, полученным для образцов экстракта без использования ультразвука. Поэтому, глядя на результаты, можно сказать, что иммерсионное ультразвуковое лечение оказалось более эффективным. Более того, многие из этих процессов экстракции были связаны
с процессом очистки и фракционирования с использованием определенных смол с целью удаления нефенольных веществ, таких как сахара, глико-зиды, органические кислоты, жиры, алкалоиды, терпеноиды и воски [34].
Альтернативный метод экстракции - это метод PLE, основанный на использовании высокой температуры и давления. Высокие температуры влияют на кинетику экстракции, поскольку они увеличивают скорость массопереноса и диффузию, а также растворимость соединений. Основное преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет заменять органические растворители более экологически чистыми растворителями, такими как вода или этанол. К другим преимуществам относятся, в частности, более низкий расход растворителя и более высокая эффективность [35,36]. Данный метод, основанный на жидкостной экстракции под давлением в сочетании с твердофазной экстракцией, был использовал для извлечения полифенолов из яблочного жмыха. Результаты показали, что Sepra является лучшим адсорбентом, а этанол - лучшим растворителем для активации / элюирования по сравнению с метанолом. Разработанный метод дал выходы, которые были в три раза больше для кислот (2,85 ± 0,19 мг / г), но схожи для выходов флавоноидов (0,97 ± 0,11 мг / г) по сравнению с традиционными методами [36]. В другом исследовании сравнивались четыре наиболее распространенных метода экстракции полифенолов (мацерация, PLE, UAE или MAE) для применения в яблочных жмыхах. Наибольший выход экстракции был получен при использовании MAE (55%), за ним следовали методы мацерации (43%) и UAE (42%), в то время как PLE имел самый низкий выход экстракции (33%) [37].
В целом, вышеупомянутые работы продемонстрировали влияние и важность нескольких различных параметров, которые существенно влияют на выход полифенолов из яблок, продуктов, производных яблок, и побочных продуктов яблок. Подводя итог этого раздела следует сказать, что оценка оптимального метода экстракции биоактивных компонентов яблок требует нескольких составляющих, включая экстракционный растворитель, температуру экстракции, время экстракции, концентрацию растворителя и вспомогательные методы. Хотя твердожидкостная экстракция с помощью ультразвука является наиболее эффективным методом экстракции полифенольных соединений из яблок, перед внедрением новых протоколов экстракции следует учитывать другие факторы, такие как исходный материал, возможности обработки и материально-техническая возможность. Кроме того, в будущем необходимо провести исследования, чтобы обеспечить кинетическое моделирование экстракции полифенолов яблока и оптимизировать процесс для каждого вспомогательного метода.
2.1 Безопасность извлекаемых ингредиентов
Есть несколько серьезных проблем, связанных с безопасностью ингредиентов, полученных из яблок. Первая проблема — это концентрация остаточных пестицидов на внешней поверхности яблок
(например, кожуре, стеблях и листьях), вторая проблема - высвобождение цианидных гликозидов из семян яблока, а третья проблема - накопление пату-лина из-за роста грибов. Эти риски следует учитывать при извлечении полифенолов из яблок, поскольку компоненты внешней поверхности и семя яблока составляют значительную долю в побочных продуктах яблок, образующихся при переработке Помимо этого, внешняя поверхность и компоненты семян яблок обычно содержат большое количество полифенолов, поэтому удаление этих компонентов может не иметь смысла с точки зрения обработки, если целью является создание ингредиента с высоким содержанием полифенолов и его антиокси-дантными свойствами.
Пестициды обычно используются в процессе выращивания яблок для контроля роста вредных грибов и бактерий, предотвращения вредного воздействия насекомых и ограничения вспышек болезней растений. Было проведено несколько исследований и обзорных статей для изучения уровней остатков пестицидов в продуктах и ингредиентах, полученных из яблок. Обычно принято считать что более 50% выращенных традиционным способом яблок содержат допустимые уровни остатков пестицидов, и что большинство этого остаточного количества находится на внешней поверхности яблок [38,39,40]. Несколько исследований показали наличие остаточных соединений в яблоках; такие как сульфат эндосульфана, а-эндосульфан, эндрин и гептахлор (0,014, 0,011, 0,011 и 0,010 мг / кг соответственно) в яблоках, которые продаются на рынках; тиаклоприд, карбендазим, ацетамиприд и ими-даклоприд (1,6-28,0, 0,49-28,0, 0,11-24,00 и 0,083,80 мкг / кг), обнаруженные в яблоках, произведенных в Аргентине, Канаде, Чили, Японии, Новой Зеландии, Южной Африке и США; и ипродион, фе-нитротион, хлорпирифос-метил и циперметрин (0,01-1,28 мг / кг), обнаруженные в яблоках, выращиваемых в юго-восточном регионе Польши. Кроме того, несколько исследований показали более высокие уровни остаточных соединений в яблочных выжимках, особенно в той части выжимок, которая содержит кожуру из-за поверхностно-активных веществ, которые используются при производстве пестицидов; в то время как компоненты мякоти и сока содержат незначительноее количество остатков пестицидов [41,42,43]. Хотя присутствие остатков пестицидов в яблоках и продуктах, полученных из яблок, вызывает серьезную озабоченность, многими авторами было установлено, что мытье поверхности яблок может быть эффективным способом удаления остатков пестицидов перед получением побочных продуктов из яблок, в частности мытье поверхности яблок бикарбонатом натрия (например, пищевой содой) эффективно удаляет большинство остатков пестицидов с поверхности яблок [44,45]. Также высказано предположение, что воздействие озона снижает количество остатков пестицидов в яблоках и их побочных продуктах. В частности, использование 1 ррт озона в течение 1 мин каждые 12 ч в течение 84 дней об-
работки снижает содержание калгана в обработанных яблоках по сравнению с контрольными (необработанными) образцами. Аналогичный эксперимент с озонированной водой и газообразным озоном также показал снижение содержания пираклостробина, боскалида и калгана (20-42%, 40-67%, 81-95% соответственно) по сравнению с контрольными образцами (без обработки) [46,47].
Следовательно, технологические мероприятия, такие как альтернативные методы обеззараживания (в частности, озонирование) и мытье внешней поверхности яблок перед обработкой, снижают уровни остатков пестицидов. Однако уровни остатков пестицидов, которые отличаются по их растворимости могут привести к более высоким концентрациям некоторых остатков пестицидов в разных частях яблока (например, листьях, кожуре, мякоти, сердцевине и т.д.) или в различных обработанных яблочных продуктах (например, яблочный сок, яблочный сидр, яблочный соус, яблочные выжимки и т. д.). Следовательно, определение уровней остатков пестицидов в ингредиентах, полученных из яблока, как и во многих других выращиваемых в коммерческих целях фруктах или овощах, следует рассматривать до (или вовремя) внедрения новых способов обработки и производства.
Семена яблони содержат химическое соединение, называемое амигдалин, которое может образовывать яд цианистый водород, когда он подвергается воздействию определенных ферментов пищеварительной системы человека. Семена яблок содержат в среднем 2,96 мг амигдалина / г семян яблони [48]. Превращение амигдалина в цианистый водород во время пищеварения составляет примерно 20%, что означает, что возможная концентрация цианистого водорода в семенах яблони составляет примерно 0,60 мг цианистого водорода / г семян яблони, а смертельная доза цианида составляет от 50 до 200 мг с острой референсной дозой 20 мкг / кг массы тела (EFSA) [49].С учетом этого следует учитывать концентрацию семян яблока в яблочных продуктах и побочных продуктах яблок (например: яблочные выжимки обычно содержат менее 3,5% семян).
Патулин - это микотоксин, который в основном продуцируется двумя разными видами грибов (например, Pénicillium expansum и Aspergillus clavatus ), которые накапливаются во многих фруктах и овощах, особенно в яблоках [50]. В научной литературе указывается, что содержание патулина в разных яблочных продуктах сильно различается; например: 196,5-415,2 мкг / кг в свежем яблоке, 3,8-45,6 мкг / кг в яблочном соке, 12,3-48,3 мкг / кг в яблочном сидре, 1,3-102,1 мкг / кг в мякоти яблока, 45,5 мкг / кг в смузи из яблок. , 22,5 мкг / кг в яблочном пюре и 2,1-5,0 мкг / кг в детском питании, содержащем яблоки[51,52] Из-за потенциальных рисков для здоровья, связанных с употреблением патулина, Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) установило ограничение в 50 мкг /кг продукта для напитков, содержащих яблоко (например, соков, нектаров,
спиртных напитков, сидра и других ферментированных напитков, содержащих яблоки). ), 25 мкг / кг продукта для твердых и полутвердых продуктов из яблок (например, пюре и компотов) и 10 мкг / кг продукта для яблочного сока и твердых продуктов из яблок, предназначенных для младенцев и детей младшего возраста [53] Аналогичным образом, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) установило максимальные уровни патулина в обработанных яблочных продуктах 50 мкг / кг Присутствие уровней патулина в этих продуктах подчеркивает важность изучения альтернативных методов удаления патулина из этих продуктов, поскольку традиционные технологии обработки и операции, по-видимому, имеют ограниченный эффект. Снижение от 20% до 40% было достигнуто, когда при производстве яблочного сока были выполнены несколько мероприятий, включая промывание 10% раствором этанола или 3% бикарбоната натрия, ферментативную обработку, процессы выпаривания, микрофильтрацию и пастеризацию Этот процесс показывает, что дополнительные мероприятия по созданию преград накопления патулина в яблочных продуктах (в дополнение к стандартной стадии обеззараживания в начале обработки) могут быть эффективными и имеют большое значение.
Альтернативные процессы для снижения уровней патулина в яблочных продуктах включают использование биосорбентов, таких как сшитая ксан-татированная хитозановая смола, максимальная абсорбционная способность которой составляет 130 мг патулина / г в яблочном соке и ультрафиолетовое (УФ) облучение, что привело к снижению содержания патулина (99 мкг / л) на 83% после 5 минут обработки яблочным соком [54]. В других исследованиях высокое гидростатическое давление в сочетании с умеренным нагреванием (300 МПа, 50 ° C, 50 с / импульс и 6 импульсов) снижало содержание патулина в яблочном соке на 62% [55].
2.2 Применение полифенольных соединений яблок в продуктах питания
Количество информации об использовании добавок на основе яблок и побочных продуктов из яблок в пищевых продуктах увеличивается, поскольку яблоки являются отличным источником пищевых волокон и биологически активных соединений, таких как антиоксиданты. Фактически, в настоящее время натуральные антиоксидантные ингредиенты являются обычной заменой широко используемых промышленных антиоксидантов. Проведены многочисленные исследования по оценке эффективности применения экстрактов полифенолов яблока. В этих исследованиях доказано, что различные продукты, такие как хлеб, мясо, рыба, печенье и сок, произведенные с добавлением яблочного порошка или яблочного экстракта улучшили как антиоксидантный статус, так и окислительную стабильность во время хранения. Добавление порошка сушеного яблока (5% или 10%) увеличило антиоксидантную способность до 38,5% и 61,9% соответственно по сравнению с контрольными образцами (без порошка сушеного яблока).
Содержание микроэлементов в хлебе также уввели-чилось, особенно содержание калия, увеличение на 71,1% для хлеба, приготовленного с добавлением 10% сушеного яблочного порошка. Были оценены несколько качественных характеристик, таких как объем буханки. Добавление 5% сухого яблочного порошка не привело к уменьшению объема буханки по сравнению с контрольными образцами.Позже в 2020 году Puric et al. исследовали влияние добавления 5% или 20% молотых обезжиренных семян яблока на цвет, антиоксидантный потенциал, текстурные свойства и органолептические показатели пшеничного хлеба [63]. Это исследование показало, что добавление обезжиренных семян яблока в пшеничный хлеб увеличивало общее содержание полифенолов и антиоксидантную активность независимо от используемого сорта яблок. Общее содержание полифенолов в хлебе с 5% и 20% размолотыми обезжиренными яблочными семенами было соответственно в 1,7 и 2,9 раза больше, чем в контрольном образце. Антиоксидантная активность была в 1,1 раза больше у хлеба, приготовленного с добавлением 5%, и в 2,1 раза больше у хлеба, приготовленного с добавлением 20%. Rupasinghe et al. [62] оценили антиоксидантные свойства двух экстрактов кожуры яблока и их способность ингибировать окисление липидов при включении в рыбий жир и при воздействии основных предшественников окисления (например, тепла, УФ-света и 2,2'-азобис (2-амидинопропан) дигидрохлорида). (AAPH)). Первый экстракт был приготовлен путем экстракции кожуры яблока 95% этанолом, а второй экстракт был получен из первого экстракта, но включал дополнительную стадию для удаления сахаров и органических кислот. Авторы сообщили о различиях в общем содержании фенолов (TPC; 399,1 мкг / мл и 42 025,5 мкг / мл для исходного экстракта и второго экстракта, соответственно) между этими двумя экстрактами. Что касается антиоксидантной активности,то для обоих экстрактов наблюдался эффект, зависящий от концентрации (200, 4000 и 20000 мкг / мл), что подтверждает гипотезу о том, что полифенолы яблока являются эффективными антиоксидантами. Стоит отметить, что контроль окисления липидов является основным при сохранении многих пищевых продуктов, особенно продуктов, у которых высокое содержание длинноце-почечных ненасыщенных жирных кислот. [4]
Sun et al. [58 ]исследовали влияние добавления экстрактов полифенолов молодых яблонь (в основном состоящих из хлорогеновой кислоты, эпикате-хина и флоризина) на качество сурими белого амура в течение 7 дней хранения при 4 ° C. В этом исследовании образцы сурими, обогащенные полифенолами яблока на 0,05% и 0,10%, сравнивались с контрольными образцами (без антиоксидантов). Как первичные (пероксидное число; PV), так и вторичные (вещества, реагирующие с тиобарбитуро-вой кислотой; TBARS) продукты окисления липи-дов отслеживались на протяжении всего времени хранения для всех образцов. Образование гидропе-роксидов задерживалось при обработке полифено-
лами яблока по сравнению с контрольными образцами, особенно после 5 дней хранения. Кроме того, авторы оценили изменение цвета и деградацию миофибриллярных белков, которые способствуют потере плотности мяса (и, как следствие, потере качества продукта). Результаты показали, что добавление яблочных полифенолов в сурими было эффективным в замедлении окисления липидов (образование как первичных, так и вторичных продуктов окисления липидов), улучшении стабильности цвета и снижении уровней деградации миофибрил-лярных белков при хранении в холодильнике. Более того, добавление полифенолов яблока в количестве 5% и 10% уменьшило потерю вкусовых свойств во время хранения по сравнению с контрольными образцами.
В 2019 году, Bitalebi и его коллеги изучали влияние полифенолов яблока на задержку процессов окисления отрицательных липидов и белков в образцах радужной форели в течение 4 дней при 4 ° C [57]. В течение периода хранения содержание TBARS увеличивалось в контрольных образцах (с 0,7 мг эквивалента МДА / кг до 3,07 мг эквивалента МДА / кг). В образцах форели, содержащих экстракты кожуры яблони (10, 20, 30, 50 или 100 мг / кг), значения TBARS были значительно снижены, достигнув значений от 0,77 мг эквивалента МДА / кг до 1,04 мг эквивалента МДА / кг через 4 дня. хранения. Об аналогичном защитном эффекте против окисления белков сообщалось в этом исследовании. То же произошло и с окислением белков. Контрольный образец показал более высокую деградацию со значениями 2,65 нмоль / мг белка в первый день хранения и 3,62 нмоль / мг белка через 4 дня хранения. Напротив, более низкие уровни наблюдались в дни хранения первый (от 2,48 до 2,63 нмоль / мг белка) и 4 (от 2,50 до 3,33 нмоль / мг белка) в образцах, содержащих полифенолы яблока. Замедление прогрессирования окисления белков является важным аспектом, связанным с окислительной стабильностью пищевых продуктов из-за потенциального воздействия на текстуру (сшивание белков), физико-химические свойства (водоудержива-ющая способность) и сенсорные показатели (текстура, сочность и аромат). Подобно липидам, белки постепенно и в конечном итоге полностью окисляются во время хранения продуктов, что приводит к потере органолептических свойств [64].
Мясо также было еще одним продуктом питания, который изучали в процессе добавления полифенолов яблока с целью улучшения окислительной стабильности. Важно улучшить окислительную стабильность мясных продуктов, чтобы избежать процессов порчи, которые влияют на текстуру, вкус, водоудерживающую способность и питательные качества. Антиоксидантная активность яблочной кожуры и ее влияние на цвет и окислительную стабильность мяса индейки в течение 12 дней хранения при 4 ° C были изучены Biswas et al. [28]. Во-первых, они оценили антиоксидантную активность и общее количество фенольных соединений в трех разных экстрактах яблочной кожуры (экстрагированных этанолом, метанолом или ацетоном), чтобы
найти наиболее оптимальный экстракт для добавления в мясо индейки в качестве биоактивного соединения. Активность по улавливанию радикалов 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (DPPH) и значения TPC показали, что экстракт, полученный с использованием метанола, был наиболее оптимальным. Это исследование показало, что добавление 0,5% метанола, экстрагированного кожурой яблока, положительно влияет на инструментальное покраснение ( значение a * ) и инструментальную желтизну ( b *значение) во время хранения, а также помогает сохранить значения pH и снижает значения TBARS по сравнению с контрольными образцами. В первый день хранения значения TBARS составляли 0,34 мг МДА / кг для контрольных образцов и 0,24 мг МДА / кг для образцов индейки, приготовленных с экстрактами кожуры яблока, тогда как значения составляли 2,11 и 1,62 мг МДА / кг, соответственно, через 12 дней. хранения.
Эти данные были аналогичны данным Sun et al.
[58], которые изучали вареную, вяленую и нарезанную ветчину из свинины или говядины. В этом исследовании они оценили изменение цвета, окисление липидов и окисление белков в течение 35-дневного периода хранения в холодильнике для окорока, приготовленного с добавлением яблочных полифенолов из кожуры. Повышение стабильности цвета является важным аспектом, связанным с окислительной стабильностью мяса и мясных продуктов. Изменения цвета и его визуального восприятия в мясе и мясных продуктах в основном связаны с окислительной стабильностью (т.е. химическими изменениями) миоглобина. Окислительная стабильность этой молекулы важна для сохранения характерного вишнево-красного цвета (оксимио-глобина) свежего мяса, а не его окисленной формы коричневого цвета (метмиоглобин), которая может быть образована в результате реакций окисления [65].
Эффективность яблочных полифенолов также оценивалась в соках. В связи с этим Massini et al.
[59], оценили эффективность добавления феноль-ных экстрактов из кожуры яблок (в основном фла-ван-3-олов, флавоноидных гликозидов и дигидро-халконов) в два разных сока (морковный сок и томатный сок) с целью улучшения их антиоксидантной активности. Соки разбавляли до 90% (мас. / Мас.) различными количествами фе-нольных экстрактов 40, 80, 160, 400 или 800 мг GAE / л сока (мас. / Об.), а затем сравнивали с контрольным образцом, который был разбавлен. с водой. Общая антиоксидантная активность( АОА) обогащенных соков измерялась с использованием FRAP и DPPH. С помощью обоих методов авторы наблюдали увеличение АОА в двух соках, по сравнению с контрольным образцом. Однако это увеличение было значительным только в соках, обогащенных до 160 мг GAE / л или выше. Авторы также протестировали эволюцию модели эмульгированного ли-пида в течение 96 часов хранения при 55 ° C, чтобы проверить эффективность против перекисного окисления липидов в соках, обогащенных флавоно-идами кожуры. Добавление фенольных экстрактов
кожуры яблока значительно снизило накопление гидропероксидов липидов во всех соках. В дополнение к этому они сравнили изменения соков с экстрактом кожуры яблока, соками, обогащенными широко используемыми промышленными антиок-сидантами (ВНА / ВНТ), и контрольным образцом (без антиоксиданта) с целью измерения уровня накопления гидропероксида во время хранения (окислительный индекс). Показатель окисления превышал пороговые уровни в контрольных образцах.
Новой технологией, которая получает свое развитие, является применение антиоксидантов природного происхождения в качестве активного покрытия в пищевых продуктах с целью улучшения окислительной способности и уменьшения как окисления липидов, так и окисления белков. Изучено применение активного покрытия, содержащего порошок кожуры яблока и карбоксиметилцел-люлозу и его влияние на антиоксидантные и антимикробные свойства свежих говяжьих котлет в течение 10 дней хранения в холодильнике. Результаты показали, что съедобное активное покрытие ингибировало окисление липидов и уменьшало рост микробов в свежеприготовленных говяжьих котлетах. При этом активное покрытие не влияло на сенсорные свойства образцов сырых говяжьих котлет ( внешний вид, цвет, запах и общее предпочтение) и улучшило органолептические показатели приготовленных котлет из говядины (текстуру, вкус и общее предпочтение) [66]. Применение полифенолов из экстрактов яблок также использовалось в качестве антиоксидантного компонента в активной упаковочной пленке, разработанной Gaikwad et а1. [67]. В этом исследовании авторы включили яблочные выжимки с концентрацией 1 %, 5% или 10% (мас. / мас.) в матрицу из поливинилового спирта (ПВС) и оценили антиоксидантную способность и окисление липидов соевого масла, хранимого при 23 или 60 ° С. Испытания DPPH показали, что пленки ПВС, изготовленные из яблочного порошка, обладают более высокой антиокси-дантной активностью по сравнению с контрольными образцами. Эта активность значительно увеличивалась с увеличением концентрации яблочного порошка в пленках ПВС. Полученные значения TBARS показали, что окисление липидов соевого масла, упакованного в пленки ПВС, изготовленные из яблочного порошка и хранящиеся при 60 ° С, были ниже по сравнению с контрольными образцами, тогда как при хранении образцов при 23 ° С различий обнаружено не было. Эти результаты показали, что хранение соевого масла в ПВС с яблочными выжимками (10% ) показало высокую ан-тиоксидантную активность и некоторую эффективность для задержки окисления липидов при температурах выше комнатной. Согласно этим результатам, этот вид упаковки может использоваться в пищевой промышленности в качестве функционального упаковочного материала для обеспечения безопасности пищевых продуктов и продления срока годности продукта. Необходимо соблюдать оптимальную дозу добавления, чтобы
избежать негативного воздействия на органолепти-ческие свойства продуктов, а также необходимо учитывать влияние (или его отсутствие) на пищевой состав и качество обогащенных пищевых продуктов. Печенье, приготовленное из пшеничной муки, обогащенной различными уровнями сушеных яблочных выжимок (5%, 10%, 15%, 20% или 25%), было исследовано Штап et а1. [17]. Результаты, полученные в этом исследовании, показали, что добавление 10% порошка яблочного жмыха к пшеничной муке увеличивало общее содержание полифенолов в печенье и минимально повлияло на органолептику ( цвет, аромат, вкус, хрусткость, ощущение во рту, текстуру и общая приемлемость) и питательный состав. Авторы также подчеркнули ухудшение органолептических показателей образцов, произведенных с добавлением 25% яблочного жмыха. Тот же результат был подтвержден другими исследователями, установившими, что добавление 10% порошка яблочного жмыха в лапшу было оптимальной концентрацией с точки зрения сенсорной приемлемости (цвет, аромат, вкус и текстура) и ухудшении органолептических показателей образцов, полученных с внесением 25% порошка яблочного жмыха. Кроме того, использование 10% порошка яблочного жмыха увеличивало пищевую ценность (то есть содержание пищевых волокон, содержание белка и антиоксидантную активность), не влияя на кулинарные свойства или текстуру лапши [60].
Подводя итог информации, представленной в этом разделе, добавление продуктов, полученных из яблока, или побочных продуктов его переработки является пищевой добавкой природного происхождения, способной улучшить антиоксидант-ную способность и окислительную стабильность компонентов пищи (особенно липидов и белков). В этом смысле объективно предположить, что полифенолы яблока улучшают антиоксидантный статус пищевых продуктов, оказывая минимальное влияние на качество и органолептические свойства. Более того, полифенолы яблока могут проявлять ан-тиоксидантную активность и увеличивать срок хранения за счет уменьшения образования первичных и вторичных продуктов окисления липидов, замедления окисления миоглобина и предотвращения карбонилирования белков. Также стоит особо отметить возможность использование побочных продуктов переработки яблок, таких как яблочный жмых.
3 Выводы
Использование полифенолов содержащихся в яблоках - эффективный способ улучшения антиок-сидантной активности и окислительной стабильности различных пищевых продуктов с минимальным влиянием на физико-химические и органолептиче-ские показатели. Это хорошая возможность заменить обычно используемые продаваемые пищевые антиоксиданты полифенолами из яблок и продуктов их переработки. Оптимизация условий извлечения полифенолов и изучение новых технологий играют важную роль в контексте эффективности получения полифенольных соединений. Интерес
представляет также достижения в использовании озона для снижения содержания пестицидов в кожуре яблока и в ОАЭ для увеличения выхода экстракции полифенолов.
Одним из наиболее важных аспектов, связанным с использованием полифенолов яблока, является переход от научных исследований к применению в промышленных масштабах. Важно расширять знания по нескольким ключевым проблемам,таким как эффективность, безопасность и качество, затронутых в данном обзоре, чтобы увеличить потенциал использования этих природных соединений в качестве пищевых ингредиентов. Также необходимо отметить, что для использования в производстве ингредиентов и пищевых продуктов с яблочными полифенолами во всех странах, как правило по-прежнему необходимо разрешение на их использование органов здравоохранения и санитарных служб. Следовательно, необходимы дополнительные усилия ученых, исследователей и специалистов пищевой промышленности для решения текущих и будущих проблем с внедрением фенольных соединений из яблок и продуктов его переработки.
В этом направлениие необходимо изучить несколько важных полученных научных результатов и исследований, таких как улучшение характеристик процесса экстракции с помощью кинетического моделирования и оптимизации процесса, особенно при использовании других технологий (например, UAE, MAE и PLE). Изучение инкапсуляции полифенолов яблока - перспективное направление, которое следует развивать в дальнейших исследованиях, чтобы получить контролируемое высвобождение этих соединений и уменьшить влияние на органолептические показатели, о которых сообщается при высоких уровнях включения (особенно выше 20%), проанализировать влияние термической обработки пищевых продуктов на их состояние.
Исследования и разработка дополнительных способов и новых технологий для уменьшения попадания вредных соединений из яблок (особенно остатков пестицидов, цианидов, гликозидов и пату-лина) в экстракты и пищевые продукты по-прежнему необходимы для повышения их уровня безопасности для потребителей. Особый интерес для дальнейших исследований и будущих экспериментов, это применение полифенолов яблока в пищевых продуктах с улучшенным профилем жирных кислот. Изменение состава пищевых продуктов для улучшения профиля жира (например, увеличение количества длинноцепочечных моно- и полиненасыщенных жирных кислот и уменьшение количества насыщенных жирных кислот) является актуальной тенденцией в области пищевой науки. Тем не мение, увеличение содержания / доли ненасыщенных жирных кислот (с использованием моно- и полиненасыщенных жирных кислот из растительных и морских источников) приводит к более низким уровням окислительной стабильности. Дополнительная антиоксидантная защита может иметь
большое значение для сохранения качества пищевых продуктов и замедления окислительных реакций.
Список литературы
1. Domínguez R., Gullón P., Pateiro M., Munekata P. E. S., Zhang W., & Lorenzo J. M. Tomato as potential source of natural additives for meat industry. A review // Antioxidants.- 2020.- V.9(1). -p.73. https://doi.org/10.3390/antiox9010073
2. Oswell N. J., Thippareddi H., & Pegg, R. B. Practical use of natural antioxidants in meat products in the U.S.: A review // Meat Science. -2018. -V. 145.-pp. 469- 479. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2018.07.020
3. Wahab M., Sohaimy S., Ibrahim H., & Makarem, H. Effect of natural antioxidant extracts on oxidative and microbiological stability of beef burger // Alexandria Journalof Veterinary Sciences. - 2019. -V.60(1). -pp. 141- 154. https://doi.org/10.5455/ajvs.13826
4. Domínguez R., Pateiro M., Gagaoua M., Barba F. J., Zhang W., & Lorenzo, J. M. A comprehensive review on lipid oxidation in meat and meat prod-ucts.// Antioxidants .-2019.-V. 8(10).-p. 429. https://doi.org/10.3390/ANTI0X8100429
5. Lorenzo J. M., Pateiro M., Domínguez R., Barba F. J., Putnik P., Kovacevic D. B., Shpigelman A., Granato D., & Franco D. Berries extracts as natural an-tioxidants in meat products: A review // Food Research International. - 2018.- v.106.- pp. 1095- 1104. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.12.005
6. Ribeiro J. S., Santos M. J. M. C., Silva L. K. R., Pereira L. C. L., Santos I. A., da Silva Lannes S. C., & da Silva M. V. Natural antioxidants used in meat products: A brief review // Meat Science. - 2019 V. 148.- pp. 181- 188. https ://doi.org/10.1016/j.meatsci. 2018.10.016
7. López-Fernández O., Domínguez R., Pateiro M., Munekata P. E. S., Rocchetti G., & Lorenzo J. M. Determination of polyphenols using liquid chromatog-raphy-tandem mass spectrometry technique (LC-MS/MS): A review // Antioxidants. - 2020.- V.9(6).-pp.1- 27. https://doi.org/10.3390/antiox9060479
8. Ahmed G. H. G., Fernández-González A., García M. E. D., Gaber Ahmed G. H., Fernández-González A., & Díaz García, M. E. Nano-encapsulation of grape and apple pomace phenolic extract in chitosan and soy protein via nanoemulsification //FoodHydro-colloids. - 2020.-V.108.- 105806. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.105806
9. Li W., Yang R., Ying D., Yu, J., Sanguansri L., & Augustin M. A. Analysis of polyphenols in apple pomace: A comparative study of different extraction and hydrolysis procedures // Industrial Crops and Products. - 2020.-v. 147.- 112250. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.112250
10. Nkuimi Wandjou J. G., Lancioni L., Barbalace M. C., Hrelia S., Papa F., Sagratini G., Vittori S., Dall'Acqua S., Caprioli G., Beghelli D., Angeloni C., Lupidi G., & Maggi F. Comprehensive characterization of phytochemicals and biological activities of the Italian ancient apple 'Mela Rosa dei Monti Sibillini. //
Food Research International. - 2020.- V. 137.- 109422. https://doi.Org/10.1016/j.foodres.2020.109422
11. Wojdylo A., & Oszmianski J. Antioxidant activity modulated by polyphenol contents in apple and leaves during fruit development and ripening // Antioxidants. - 2020. -V. 9(7). - 567. https://doi.org/10.3390/antiox9070567
12. Kschonsek J., Wolfram T., Stöckl A., & Böhm V. Polyphenolic compounds analysis of old and new apple cultivars and contribution of polyphenolic profile to the in vitro antioxidant capacity // Antioxidants. -2018. - V. 7(1). -20. https://doi.org/10.3390/antiox7010020
13. Skinner R. C., Gigliotti J. C., Ku K. M., & Tou J. C. A comprehensive analysis of the composition, health benefits, and safety of apple pomace // Nutrition Reviews. - 2018. - V.76(12). -pp. 893- 909. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuy033
14. Lyu F., Luiz S. F., Azeredo D. R. P., Cruz A. G., Ajlouni S., & Ranadheera C. S. Apple pomace as a functional and healthy ingredient in food products: A review // Processes. - 2020. -V.8(3). - 319. https://doi.org/10.3390/pr8030319
15. Kammerer D. R., Kammerer J., Valet R., & Carle R. Recovery of polyphenols from the by-products of plant food processing and application as valuable food ingredients // Food Research International. -2014. - V. 65(Part A). -pp. 2- 12. https://doi.org/10.1016Zj.foodres.2014.06.012
16. Gowman A. C., Picard M. C., Rodriguez-Uribe A., Misra M., Khalil H., Thimmanagari M., & Mohanty A. K. Physicochemical analysis of Apple and Grape Pomaces // BioResources. - 2019.- V. 14(2). -pp. 3210- 3230. https://doi.org/10.15376/bio-res.14.2.3210-3230
17. Usman M., Ahmed S., Mehmood A., Bilal M., Patil P. J., Akram K., & Farooq U. Effect of apple pomace on nutrition, rheology of dough and cookies quality // Journal of Food Science and Technology. - 2020. -V.57(9). - pp. 3244- 3251. https://doi.org/10.1007/s13197-020-04355-z
18. Wojdylo A., Oszmianski J., & Laskowski P. Polyphenolic compounds and antioxidant activity of new and old apple varieties // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - 2008. -V. 56(15). - pp. 65206530. https://doi.org/10.1021/jf800510j
19. Suarez-Jacobo Ä., Rüfer C. E., Gervilla R., Guamis B., Roig-Sagues A. X., & Saldo J. Influence of ultra-high pressure homogenisation on antioxidant capacity, polyphenol and vitamin content of clear apple juice // Food Chemistry. - 2011. -V.127(2). - pp. 447454. https://doi.org/10.1016/jioodchem.2010.12.152
20. Konwarh R., Pramanik S., Kalita D., Mahanta C. L., & Karak, N. Ultrasonication - A complementary 'green chemistry' tool to biocatalysis: A laboratory-scale study of lycopene extraction // Ultrasonics Sono-chemistry. - 2012. V.19(2). - pp. 292- 299. https://doi.org/10.1016/J.ULTS0NCH.2011.07.010
21. Perussello C. A., Zhang Z., Marzocchella A., & Tiwari B. K. Valorization of apple pomace by extraction of valuable compounds // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. -2017. - V. 16(5). -
pp. 776- 796. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12290
22. Górnas P., Misina I., Olsteine A., Krasnova I., Pugajeva I., Lacis G., Siger A. Phenolic compounds in different fruit parts of crab apple: Dihydrochalcones as promising quality markers of industrial apple pomace by-products // Industrial Crops and Products. -2015. -V. 74. pp. 607- 612. https://doi.org/10.1016Zj.indcrop.2015.05.030
23. Masumoto S., Akimoto Y., Oike H., & Kobori M. Dietary phloridzin reduces blood glucose levels and reverses sglt1 expression in the small intestine in strep-tozotocin-lnduced diabetic mice // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - 2009. -V. 57(11). - pp. 4651- 4656. https://doi.org/10.1021/jf9008197
24. Makarova E., Górnas P., Konrade I., Tirzite D., Cirule H., Gulbe A., Pugajeva I., Seglina D., & Dambrova M. Acute anti-hyperglycaemic effects of an unripe apple preparation containing phlorizin in healthy volunteers: A preliminary study // Journal of the Science of Food and Agriculture. -2014.- V. 95(3). - pp. 560- 568. https://doi.org/10.1002/jsfa.6779
25. Virot M., Tomao V., Le Bourvellec C., Renard C. M. C. G., & Chemat F. (2010). Towards the industrial production of antioxidants from food processing by-products with ultrasound-assisted extraction // Ultrasonics Sonochemistry. - 2010. -V. 17(6). - pp. 10661074. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2009.10.015
26. Ajila C. M., Brar S. K., Verma M., Tyagi R. (2011). Solid-state fermentation of apple pomace using Phanerocheate chrysosporium - Liberation and extraction of phenolic antioxidants // Food Chemistry. - 2011. -V.126(3). - pp. 1071- 1080. https://doi.org/10.1016/jibodchem.2010.11.129
27. Pingret D., Fabiano-Tixier A. S., Bourvellec C. L. Lab and pilot-scale ultrasound-assisted water extraction of polyphenols from apple pomace //Journal of Food Engineering. - 2012. -V. 111(1). - pp. 73- 81. https://doi.org/10.1016/jjfoodeng.2012.01.026
28. Biswas A. K., Beura C. K., & Sachdev A. K. A comparative study of bioactive compounds from apple peels and aloe vera gel and their effects on colour and oxidative stability of Turkey meat // Indian Journal of Animal Sciences. - 2014. -V. 84(5). -pp. 564- 568.
29. Casazza A. A., Pettinato M., & Perego P. (2020). Polyphenols from apple skins: A study on microwave-assisted extraction optimization and exhausted solid characterization // Separation and Purification Technology. - 2020. -V. 240. - 116640. https ://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.116640
30. Hernández-Carranza, P., Ávila-Sosa, R., Guerrero-Beltrán, J. A., Navarro-Cruz, A. R., Corona-Jiménez, E., & Ochoa-Velasco, C. E. Optimization of antioxidant compounds extraction from fruit by-products: Apple pomace, orange and banana peel // Journal of Food Processing and Preservation. - 2016. - V. 40(1). -pp. 103- 115. https://doi.org/10.1111/jfpp. 12588
31. Reis S. F., Rai D. K., & Abu-Ghannam, N. Water at room temperature as a solvent for the extraction of apple pomace phenolic compounds // Food Chemistry. 2012. V.135(3). pp.1991- 1998. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.06.068
32. Rabetafika H. N., Bchir B., Blecker C., & Richel A. Fractionation of apple by-products as source of new ingredients: Current situation and perspectives //Trends in Food Science and Technology. 2014. V. 40(1). pp. 99- 114. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2014.08.004
33. He Y., Lu Q., & Liviu G. Effects of extraction processes on the antioxidant activity of apple polyphenols // CYTA - Journal of Food. 2015. V.13(4). pp. 603- 606. https://doi.org/10.1080/19476337.2015.1026403
34. Wiktor A., Sledz M., Nowacka,M., Rybak K., & Witrowa- Rajchert D. The influence of immersion and contact ultrasound treatment on selected properties of the apple tissue // Applied Acoustics. 2016. V. 103. pp. 136- 142. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2015.05.001
35. Alcantara M. A., Polari I. d. L. B., Meireles B. R. L. d. A., de Lima A. E. A., da Silva Junior J. C., Vieira É. A., dos Santos N. A., & Cordeiro A. M. T. d. M. Effect of the solvent composition on the profile of phenolic compounds extracted from chia seeds // Food Chemistry. 2019. V.275. pp. 489- 496. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.09.133
36. da Silva L. C., Souza M. C., Sumere B. R., Silva L. G. S., da Cunha D. T., Barbero G. F., Bezerra R. M. N., & Rostagno M. A. Simultaneous extraction and separation of bioactive compounds from apple pomace using pressurized liquids coupled on-line with solid-phase extraction // Food Chemistry.2020. V. 318. 126450.
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126450
37. Grigoras C.-G., Destandau E., Lazar G., & El-fakir C. (2012). Bioactive compounds extraction from pomace of four apple varieties // Journal of Engineering Studies and Research. 2012. V. 18(1). pp.96- 103.
38. Dasika R., Tangirala S., & Naishadham P. Pesticide residue analysis of fruits and vegetables // Journal of Environmental Chemistry and Ecotoxicol-ogy. 2012. V.4(2). pp. 19- 28. https://doi.org/10.5897/jece11.072
39. Drogué S., & DeMaria F. Pesticide residues and trade, the apple of discord? // Food Policy. 2012. V. 37(6). pp.641- 649. https://doi.org/10.1016/j.foodpol.2012.06.007
40. El Hawari K., Mokh S., Al Iskandarani M., Halloum W., & Jaber F. Pesticide residues in Lebanese apples and health risk assessment // Food Additives & Contaminants: Part B. 2019. V. 12(2). pp. 81- 89. https://doi.org/10.1080/19393210.2018.1564370
41. Bempah C. K., Agyekum A. A., Akuamoa F., Frimpong S., & Buah-Kwofie A. Dietary exposure to chlorinated pesticide residues in fruits and vegetables from Ghanaian markets // Journal of Food Composition and Analysis. 2016. V. 46. pp.103- 113. https://doi.org/10.1016/jjfca.2015.12.001
42. Montiel-León J. M., Duy S. V., Munoz G., Verner M. A. Occurrence of pesticides in fruits and vegetables from organic and conventional agriculture by QuEChERS extraction liquid chromatography tandem mass spectrometry // Food Control. 2019. V. 104(December 2018). pp. 74- 82. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2019.04.027
43. Han Y., Dong F., Xu J., Liu X., Li Y., Kong Z., Liang X., Liu N., & Zheng Y. Residue change of pyridaben in apple samples during apple cider processing // Food Control. 2014. V.37(1). pp.240- 244. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2013.09.053
44. Kong Z., Shan W., Dong F., Liu X., Xu J., Li M., & Zheng Y. Effect of home processing on the distribution and reduction of pesticide residues in apples // Food Additives & Contaminants: Part A. 2012. V.29(8). pp.1280- 1287. https://doi.org/10.1080/19440049.2012.690347
45. Yang T., Doherty J., Zhao B., Kinchla A. J., Clark J. M., & He L. (2017). Effectiveness of commercial and homemade washing agents in removing pesticide residues on and in apples // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2017. V. 65(44). pp. 9744- 9752. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b03118
46. Antos P., Piechowicz B., Gorzelany J., Matlok N., Migut D., Jozefczyk R., & Balawejder, M. Effect of ozone on fruit quality and fungicide residue degradation in apples during cold storage // Ozone: Science and Engineering. 2018. V. 40(6). pp. 482- 486. https://doi.org/10.1080/01919512.2018.1471389
47. Sadlo, S., Szpyrka, E., Piechowicz, B., Antos, P., Jozefczyk, R., & Balawejder, M. (2017). Reduction of captan, boscalid and pyraclostrobin residues on apples using water only, gaseous ozone, and ozone aqueous solution. Ozone: Science and Engineering, 39(2), 97- 103. https://doi.org/10.1080/01919512.2016.1257931
48. Bolarinwa, I. F., Orfila, C., & Morgan, M. R. A. (2015). Determination of amygdalin in apple seeds, fresh apples and processed apple juices. Food Chemistry, 170, 437- 442. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.08.083
49. Gracia, R., & Shepherd, G. (2004). Cyanide poisoning and its treatment. Pharmacotherapy, 24(10), 1358- 1365. https://doi.org/10.1592/phco.24.14.1358.43149
50. Wei, C., Yu, L., Qiao, N., Zhao, J., Zhang, H., Zhai, Q., Tian, F., & Chen, W. (2020). Progress in the distribution, toxicity, control, and detoxification of pat-ulin: A review. Toxicon, 184, 83- 93. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2020.05.006
51. Vaclavikova, M., Dzuman, Z., Lacina, O., Fenclova, M., Veprikova, Z., Zachariasova, M., & Hajslova, J. (2015). Monitoring survey of patulin in a variety of fruit-based products using a sensitive UHPLC-MS/MS analytical procedure. Food Control, 47, 577- 584. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2014.07.064
52. Iqbal, S. Z., Malik, S., Asi, M. R., Selamat, J., & Malik, N. (2018). Natural occurrence of patulin in different fruits, juices and smoothies and evaluation of dietary intake in Punjab, Pakistan. Food Control, 84, 370- 374. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.08.024
53. European Commission. (2006). Commission Regulation (EC) No 1881/2006 of 19 December 2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. Official Journal of the European Union. https ://eur-lex.europa. eu/legal-con-tent/ES/TXT/?uri=celex%3A32006R1881%0Ahttps://
eur-lex.europa.eu/legal-con-tent/LT/TXT/?uri=celex:32006R1881
54. Diao, E., Chu, X., Hou, H., Dong, H., & Gao, D. (2018). Improving the safety of apple juice by UV irradiation. Journal of Food Measurement and Characterization, 12(3), 2005- 2011. https://doi.org/10.1007/s11694-018-9815-3
55. Avsaroglu, M. D., Bozoglu, F., Alpas, H., Lar-geteau, A., & Demazeau, G. (2015). Use of pulsed-high hydrostatic pressure treatment to decrease patulin in apple juice. High Pressure Research, 35(2), 214- 222. https://doi.org/10.1080/08957959.2015.1027700
56. Puric, M., Rabrenovic, B., Rac, V., Pezo, L., Tomasevic, I., & Demin, M. (2020). Application of defatted apple seed cakes as a by-product for the enrichment of wheat bread. LWT, 130, 109391. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109391
57. Bitalebi, S., Nikoo, M., Rahmanifarah, K., Noori, F., & Ahmadi Gavlighi, H. (2019). Effect of apple peel extract as natural antioxidant on lipid and protein oxidation of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) mince. International Aquatic Research, 11(2), 135146. https://doi.org/10.1007/s40071-019-0224-y
58. Sun, L., Sun, J., Thavaraj, P., Yang, X., & Guo, Y. (2017). Effects of thinned young apple polyphenols on the quality of grass carp (Ctenopharyngo-don idellus) surimi during cold storage. Food Chemistry, 224, 372- 381. https://doi.org/10.1016Zj.foodchem.2016.12.097
59. Massini, L., Rico, D., Martin-Diana, A. B., & Barry-Ryan, C. (2016). Apple peel flavonoids as natural antioxidants for vegetable juice applications. European Food Research and Technology, 242(9), 1459- 1469. https://doi.org/10.1007/s00217-016-2646-8
60. Yadav, S., & Gupta, R. K. (2015). Formulation of noodles using apple pomace and evaluation of its phytochemicals and antioxidant activity. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 4(1), 99- 106. http://www.phytojournal.com/vol4Issue1/Is-sue_may_2015/4-1-48.1 .pdf
61. Filipcev, B., Levic, L., Bodroza-Solarov, M., Misljenovic, N., & Koprivica, G. (2010). Quality characteristics and antioxidant properties of breads supplemented with sugar beet molasses-based ingredients. International Journal of Food Properties, 13(5), 10351053. https://doi.org/10.1080/10942910902950526
62. Rupasinghe, H. P. V., Erkan, N., & Yasmin, A. (2010). Antioxidant protection of eicosapentaenoic acid and fish oil oxidation by polyphenoljc-enriched apple skin extract. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(2), 1233- 1239. https://doi.org/10.1021/jf903162k
63. Puric, M., Rabrenovic, B., Rac, V., Pezo, L., Tomasevic, I., & Demin, M. (2020). Application of defatted apple seed cakes as a by-product for the enrichment of wheat bread. LWT, 130, 109391. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109391
64. Hellwig, M. (2019). The chemistry of protein oxidation in food. Angewandte Chemie - International Edition, 58(47), 16742- 16763. https://doi.org/10.1002/anie.201814144
65. Suman, S. P., & Joseph, P. (2013). Myoglobin chemistry and meat color. Annual Review of Food Science and Technology, 4(1), 79- 99. https://doi.org/10.1146/annurev-food-030212-182623
66. Shin, S. H., Chang, Y., Lacroix, M., & Han, J. (2017). Control of microbial growth and lipid oxidation on beef product using an apple peel-based edible coating treatment. LWT - Food Science and Technology,
84, 183- 188.
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.05.054
67. Gaikwad, K. K., Lee, J. Y., & Lee, Y. S. (2016). Development of polyvinyl alcohol and apple pomace bio-composite film with antioxidant properties for active food packaging application. Journal of Food Science and Technology, 53(3), 1608- 1619. https://doi.org/10.1007/s13197-015-2104-9
DEVELOPMENT OF A METHODICAL APPROACH TO THE RATIONING OF VARIOUS FACTORS IN THEIR COMBINED ACTION IN THE INDUSTRIAL ENVIRONMENT OF
EMPLOYEES OF ENTERPRISES
Belikov A.,
State Higher Education Establishment "Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture", Head of the Department of Life Safety, Doctor of Technical Sciences, Professor
Tretyakov O.,
State Higher Education Establishment "Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture", Doctor of Technical Sciences, Associate Professor
Hryhorieva Y.,
Ukrainian State University of Railway Transport, graduate student
Harmash B.,
Ukrainian State University of Railway Transport, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
Katkovnikova L.
Ukrainian State University of Railway Transport, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
Abstract
To improve working conditions, it is necessary to introduce and develop risk-oriented model of labor protection management in Ukraine, based on scientifically grounded approach. This requires an objective comparison of actual working conditions with normative ones, taking into account the peculiarities of the functional state of the organism under simultaneous exposure to several factors of the working environment. Thus, there are opportunities to form the basis for further development of methodical approaches to the rationing of different factors in the working area, taking into account their combined action.
Kewwords: Occupational health and safety, occupational risk, harmful factor, hazardous factor.
Problem statement and literature analisis.
The fundamental point at the current stage of development of Ukrainian society is an objective assessment of workers' health from the position of occupational and industrial risk assessment.
On the other hand, quantitative and qualitative risk assessment is necessary in order for an enterprise to pass certification for compliance with international standards.
The introduction and development of a risk-oriented model of occupational safety and health management in Ukraine requires a scientifically sound approach at all levels.
The Code of Labor Laws of Ukraine defines the legal basis and guarantees for citizens of Ukraine to exercise their right to dispose of their abilities to productive and creative work. That is, the state regulates labor relations of all workers. Certainly, such approach will promote the growth of labor productivity, increase the quality of work, increase the efficiency of social production. Consistency of actions in this direction will promote strengthening of labor discipline and gradual transformation of labor for the benefit of society, providing, first of all, vital needs of each able-bodied person due to increase of real incomes of workers [25].
It is known that human performance is determined by his ability to perform certain work for a given time
and depends on factors both subjective and objective: age, health, skill level, the conditions under which work occurs [3, 16, 18].
It should be added that the World Health Organization defines health not only as the absence of disease or infirmity, but also as complete physical, mental, and social well-being [24].
The main task in labor protection management is to create such favorable working conditions in production, which would ensure an exceptionally high work capacity and preservation of human health. In this case, an effective solution, as evidenced by the extensive practice of improving working conditions by institutions, organizations, enterprises, can be an objective comparison of actual working conditions with the normative ones adopted for the base period [4, 14-15].
Historical aspects of the development of terminological base of occupational and industrial risks, their classification according to characteristic criteria and characteristics, essence and content, as well as approaches to assessment, analysis and management of occupational risks were comprehensively considered in the works of [5-6, 10-11].
Modern approaches and international experience in health and safety management were also described, and the OHSAS approach (Occupational Health and Safety Management Systems) was highlighted in detail.
