CC BY
267
ПИТАНИЕ И ЗДОРОВЬЕ
УДК 664.5
Специи
как антиоксидантная добавка
к пищевым продуктам
А.В. Борисова, аспирант, Н.В. Макарова, д-р хим. наук, доцент Самарский государственный технический университет
Специи - вспомогательные пищевые ингредиенты, представляющие собой различные высушенные части растений, придающие интенсивный и характерный аромат свежим и готовым продуктам. Многие специи проявляют эффективные антиокси-дантные свойства, поскольку содержат такие вторичные вещества растений, как полифенолы, фенольные кислоты, флавоноиды, кверцетин и фитостиролы, а также токоферолы и каротиноиды. Эти составные части специй оказывают синергетическое действие на состояние организма человека, укрепляя его здоровье. И в этом плане большой интерес представляют фенольные соединения -чрезвычайно разнообразные по своей структуре вещества, регулирующие многие метаболические процессы. Они участвуют в процессах дыхания, фотосинтеза, формирования клеточных стенок, трансдукции энергии света, адаптации и защиты растений от стрессовых воздействий, а также служат запасными соединениями. Фенольные соединения синтезируются только растениями, а человек и животные вынуждены получать эти незаменимые вещества только с растительной пищей. Растительным полифенолам свой-
Таблица 1
Содержание фенольных веществ и флавоноидов в специях
Специя Общее содержание фенольных веществ, мг галловой кислоты / 100 г исходного сырья Общее содержание флавоноидов, мг катехина / 100 г исходного сырья
Куркума 1046,0 484,0
Мускатный 1036,0 133,0
орех
Базилик 1005,0 417,0
Майоран 1019,0 401,0
Тимьян 1024,0 423,0
Перец черный 902,0 392,0
молотый
Лавровый 1011,0 135,0
лист
Ключевые слова: специи; фенольные вещества; флавоноиды; антиоксидантная активность.
Key words: spices; phenolic substances; flavonoids; antioxidant activity.
ственна высокая биологическая активность по отношению к организму человека, и они все более успешно используются в медицине и фармакологии в качестве веществ, обладающих нейрорегуляторной, биостатической, иммуномодулирующей и противоопухолевой активностью. Многие флавоноиды, которые в настоящее время все чаще называют биофлавоноидами, способны нормализовать проницаемость капилляров и служить синергистами витамину С [1].
Также известны и широко признаны свойства фенолов - главной составной части специй, предотвращать возникновение и развитие раковых заболеваний, заболеваний сердечно-сосудистой системы и возникновение процесса преждевременного старения [2].
Куркумин - желтый краситель по-лифенольной природы, получаемый из специи куркумы, ингибирует действие на растительную клетку пестицидов эндосульфана, ДДТ и хлорда-на и обеспечивает защиту от развития рака клетки [3]. Также сообщается о благоприятном воздействии куркумина на нервную систему [4].
В институте исследования питания Осло (Норвегия) изучали вклад специй и лекарственных трав в ежедневный прием антиоксидантов. При этом они установили различие в содержании антиоксидантов специй и выяснили, что многие травы служат лучшим источником антиоксидан-тов, чем большинство фруктов, ягод и овощей. Из изученных высушенных специй - орегано, шалфей, перечная мята, садовый тимьян и цит-
русовый бальзам содержали очень высокие концентрации антиоксидантов - 75-138 ммоль/100 г, сладкий майоран, анис - 23-56, немецкая камилла, европейская анжелика и кориандр - 1-18 ммоль/100 г [5].
Положительное действие специи в малых дозах оказывают на пищеварительный процесс [6].
Наряду с антиоксидантными свойствами, помогающими укреплению здоровья, специи играют также важную роль при консервировании пищевых продуктов и продлении их срока годности [7].
Специи как антиоксидантную добавку к пище можно применять как в натуральном виде, так и в виде экстрактов и эфирных масел. Интересен пример практического использования эфирных масел специй в качестве антиоксидантов [8]. Эфирные масла были получены из гвоздики, корицы, муската, базилика, душицы, тимьяна. При комнатной температуре масла проявляют противоради-кальную активность в следующем порядке: гвоздичное > коричное > мускатное > базиликовое, оригано-вое > тимьянное. При нагревании до 180 °С мускатное масло проявляет значительно более высокую проти-ворадикальную активность, но при этом изменяется химический состав этого масла. Все изученные эфирные масла защищают а-токоферол, находящийся в вирджинском оливковом масле, от термической окислительной деструкции. Их активность изменяется в следующем порядке: гвоздичное > тимьянное, коричное > базиликовое > орегановое > мускатное. Авторами сделан вывод, что все изученные масла можно эффективно применять как антиоксиданты для контроля окисления липидов в пищевой промышленности.
Химический состав специй достаточно разнообразен. Так, исследование [9] эфирного масла из черного перца методом масс-спектрометрии показало наличие 54 основных компонентов, представляющих собой 96,6 % от суммарной массы. Основные компоненты: кариофиллен (29,9 %), лимонен (13,2 %), в-пинен (7,9 %), сабинен (5,9 %). Идентификация фенольных соединений 19 видов специй, наиболее употребляемых в Китае [10], таких как имбирь, японский перец, лавровый лист, корица, фенхель, кумин, мускатный орех, анис, горчица, перец чили, порошок карри, методом ВЭЖХ выявила наличие галловой кислоты, про-токатеховой кислоты, хлорогеновой кислоты, кофейной кислоты, катехи-на, п-кумаровой кислоты, ферулло-вой кислоты, рутина, нарингенина,
нарингина, кверцетина, лютеолина, аригенина, каэмпферола, геспери-дина, изорамнетина, галангина. Причем преобладающими в экстрактах всех исследованных специй были хлорогеновая кислота и рутин. Наибольшей антиокислительной активностью обладали имбирь и лавровый лист, содержащие максимальное количество фенольных соединений.
К преимуществам специй можно отнести и хорошую устойчивость их противоокислительных свойств при нагревании и изменении рН, что особенно важно при приготовлении пищевых продуктов со специями. Исследования устойчивости экстрактов базилика и имбиря [11] показали, что экстракты устойчивы при повышенной температуре. Изменение рН сильнее влияет на сохранность про-тивоокислительных свойств: экстракт базилика сохраняет устойчивость как в нейтральной, так и в кислой среде, а экстракт имбиря менее устойчив при пониженном рН. Оба экстракта проявили противоради-кальную активность по отношению к перекисным радикалам и ингибиру-ющую к липоксигеназе.
Таким образом, активное изучение антиоксидантных свойств, химического состава и условий применения в пищевых продуктах различных специй за рубежом показывает актуальность и необходимость проведения соответствующих исследований. Однако в отечественной литературе этому вопросу посвящается очень мало внимания.
Цель нашей работы - изучение антиоксидантных свойств и химического состава некоторых специй, реализуемых в торговой сети. Были выбраны упакованные специи фирмы ООО «Аллегро-Специи»: куркума, мускатный орех, базилик, майоран, тимьян, лавровый лист, перец черный молотый. В исследуемых образцах определяли общее содержание фенольных веществ (по методу Folin-Ciocalteu), флавоноидов (по методу с нитритом натрия и хлоридом алюминия), антирадикальную активность (со свободным радикалом 2,2'-дифенил-1-пикрилгидрази-лом (DPPH), ЕС50 - концентрацию экстракта, необходимую для связывания 50 % DPPH, восстанавливающую силу (по методу FRAP - восстановлению комплекса Fe (III) - 2,4,6-три-2-пиридил-5-триазина) и антиокислительную активность (в системе лино-левая кислота). Результаты определения фенольных веществ и флаво-ноидов приведены в табл. 1.
Специи, реализуемые в торговой сети, отличаются высоким содержа-
нием фенольных веществ и флавоноидов. По содержанию флавоноидов (484 мг катехина/100 г исходного сырья) наиболее богатым источником является куркума, также содержащая наибольшее количество фенольных веществ (1046 мг галловой кислоты/100 г исходного сырья). Мускатный орех и лавровый лист содержат почти в 4 раза меньше флавоноидов, чем другие специи (133135 против 392-484 мг катехина/100 г исходного сырья), но также содержит много полифенолов. Данные об антиоксидантных свойствах исследованных специй представлены в табл. 2.
Наибольшей способностью из изученных специй улавливать свободный радикал DPPH обладают майоран (ЕС50=0,9 мг/мл), тимьян (ЕС50=1,3 мг/мл), базилик (ЕС50=2,0 мг/мл), а наименьшей - перец черный молотый (ЕС50=14,0 мг/мл). По показателю восстанавливающей силы отличаются куркума (71,1 ммоль Fe2+/1 кг), лавровый лист (63,0 ммоль Fe2+/1 кг) и мускатный орех (61,2 ммоль Fe2+/1 кг). Антиокислительная активность в системе линолевая кислота выше у экстрактов перца черного (38,6 % ингиби-рования окисления линолевой кислоты) и куркумы (31,3 %). Антиокислительная активность специй в системе линолевая кислота не высока, поскольку значения не превышают 39 %. То есть исследованные специи характеризуются пониженной способностью предотвращать окисление липидов в клетке, но высокими антирадикальными свойствами и восстанавливающей силой.
Таким образом, специи - богатый источник фенольных веществ, фла-воноидов, являющихся мощными антиоксидантами. Поэтому даже небольшое добавление специй к пищевым продуктам значительно повышает антиоксидантный статус организма и способствует нормальному функционированию жизненно важных систем органов, предотвращая появление различных заболеваний.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты: сб. ст./под ред. Н.В. Загоскиной, Е.Б. Бурлаковой. - М.: Научный мир, 2010. - 400 с.
2. Isnardy, B. Ernährungsphysiologische Qualität von Gewürzen/B. Isnardy, S. Brandstetter, I. Elmadfa// Ernährung/Nutrition. - 2009. - Bd. 33. - № 9. - S. 362-363.
NUTRITION AND HEALTH
Таблица 2
Антиоксидантные свойства специй
Специя Антирадикальная активность по методу DPPH,ЕС 50, мг/мл Восстанавливающая сила по методу FRAP, ммоль Fe2+/Kr исходного сырья Антиокислительная активность в системе линолевая кислота, % ингибиро-вания окисления линолевой кислоты
Куркума 6,4 71,10 31,3
Мускат- 8,1 61,20 21,6
ный орех
Базилик 2,0 43,20 15,5
Майоран 0,9 46,26 19,5
Тимьян 1,3 52,20 18,6
Перец 14,0 25,74 38,6
черный
молотый
Лавро- 7,5 63,00 10,8
вый лист
3. Jungbauer, A. Phytoöstrogene in der Nahrung/A. Jungbauer, S. Medjakovic//Ernährung/Nutrition. -2005. - Bd. 29. - № 10. - S. 406-424.
4. Blech, J. Dünger furs Gehirn/J. Blech//Der Spiegel. - 2008. - № 52. -S. 112-114.
5. Bielenberg, J. Gewürze und Heilkräuter als wichtige Quelle von Antioxidanzien/J. Bielenberg// Ä rztezeitschrift fü r Naturheilverfahren. - 2006.- Bd. 47. - № 4. - S. 219-222.
6. Reiner, F. Sekundäre Pflanzenstoffe bei terminaler Niereninsuffizienz/F. Reiner//J. Med. - 2006. - № 3. - S. 24-28.
7. Gayathri, G.N. Influence of antioxidant spices on the retention of ß-carotene in vegetables during domestic cooking processes/G.N. Gayathri [et al.]//Food Chem.-2004. - V. 84. - № 1. - P. 35-43.
8. Influence oh heating on antioxidant activity and the chemical composition of some spice essential oils/A. Tomaino [et al.]//Food Chem. - 2005. - V. 89. - № 4. - P. 549-554.
9. Chemistry and in vitro antioxidant activity of volatile oil and oleoresins of black pepper (Piper nigrum)/I.P.S. Kapoor [et al.]//J. Agr. and Food Chem. - 2009. - V. 57. - № 12. - P. 5358-5364.
10. Lu, M. Antioxidant capacity and major phenolic compounds of spices commonly consumed in China/M. Lu, B. Yuan, M. Zeng, J. Chen//Food Res. Int. - 2011. - V. 44. - № 2. - P. 530536.
11. Junachote, T. Antioxidative properties and stability of ethanolic extracts of Holy basil and Galangar/T. Junachote, E. Berghofer//Food Chem. - 2005. - V. 92. - № 2. - P. 193-202.
