CC BY
88
Bemnux&TyWT/Proceedmgs of VSUET, Т. 80, № 3, 2018-
Оригинальная статья/Original article_
УДК 664.8 + 634.4
DOI: http://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-3-104-110
Сравнительное исследование антиоксидантной активности _популярных марок чая из торговых сетей_
Динара Ф. Валиулина 1 [email protected] Надежда В. Макарова 1 [email protected]
1 Самарский государственный технический университет, ул. Молодогвардейская 244, г. Самара, 443100, Россия Реферат. Чай является традиционным напитком, содержащим антиоксиданты фенольной природы и другие фитонутриенты. В данном исследовании было проанализировано 17 видов чаев в пакетиках. Экстракцию фенольных веществ и флавоноидов проводили 50% этанолом, после чего определяли содержание фенольных веществ, флавоноидов, антирадикальную активность по методу DPPH, восстанавливающую способность по методу FRAP. Полученные результаты свидетельствуют о высоком потенциале определенных видов чая блокировать свободные радикалы в модельных экспериментах in vitro благодаря наличию фенольных веществ (1086-1277 мг галловой кислоты/100 г сырья). Наибольшей антирадикальной активностью среди изученных объектов отличаются чаи фирмы GreenField - 0,33 и 0,34 мг/мл (концентрация экстракта, необходимая для связывания 50% радикалов DPPH в растворе, - 1 мг/мл). По способности проявлять восстанавливающую способность в отношении ионов железа значимо отличается Черный Curtis и черный Цветущий Тимьян (21,96 и 19,44 ммоль Fe2+/1 кг сырья). Исследования антиоксидантной активности in vitro представленных объектов выявили группу объектов, содержащую фенольные вещества, флавоноиды, которые в модельных экспериментах in vitro обладают высокими противорадикальными, противоокислительными и восстанавливающими свойствами.
Ключевые слова: чай, фенольные вещества, флавоноиды, антикосидантная активность, окислительный стресс_
Comparative study of the antioxidant activity of popular tea brands
from trade market
Dinara F. Valiulina 1 [email protected] Nadezhda V. Makarova 1 [email protected]
1 Samara State Technical university, Molodogvardiis'ka str., 224, Samara, 443100, Russia__
Summary.Tea is a traditional drink containing antioxidants of phenolic nature and other phytonutrients. 17 kinds of tea in bags were analysed. Extraction of phenolic substances and flavonoids was carried out with 50% ethanol, after which the content of phenolic substances, flavonoids, antiradical activity by the DPPH method, restoring ability by the FRAP method were determined. The obtained results testify the high potential of certain types of tea to block free radicals in model experiments in vitro due to the presence of phenolic substances (1086-1277 mg of gallic acid / 100 g of raw material). The most anti-radical activity among the studied objects belongs to GreenField teas - 0.33 and 0.34 mg / ml (the concentration of extract required to bind 50% of the DPPH radicals in the solution is 1 mg / ml). The ability to express a reducing ability for iron ions significantly distinguishes Black Curtis and Black Blooming Thyme (21.96 and 19.44 mmol Fe2+ / 1 kg of raw material). Study of antioxidant activity in vitro of the presented objects revealed a group of objects containing phenolic substances, flavonoids, which in the model experiments in vitro possess high anti-radical, antioxidant and reducing properties.
Keywords:tea, phenolic substances, flavonoids, antioxidant activity, oxidative stress_
Введение
Чай и напитки на его основе во всем мире стали одними из важнейших продуктов [1]. Их популярность значительно возросла благодаря стимулирующим и целебным свойствам этих напитков. Практически в каждой этнической группе распространен какой-либо вариант чая.
Чаи традиционно употребляли ради конкретной пользы для здоровья. Люди давно поняли, что напитки на основе чая способствуют улучшению здоровья и в некоторых случаях снимают воспаления и головную боль. Хотя чай употребляется уже веками, лишь в последние несколько десятилетий началось научное изучение его свойств.
Так, в совместной работе российских и американских ученых [2] приведены результаты исследования образцов чая разных марок, производителей, стран выращивания исходного сырья, которые относятся к 4 типам чая: зеленому, oolong, черному, Puerh. С помощью методов жидкостной хроматографии в образцах чая было определено как общее содержание полифенолов, катехинов, флавоноидов, так и индивидуальных соединений: эпигаллонакатехина, эпикатехина, катехина, эпигаллокатехингаллата, эпикате-хингаллата, теафлавина, теафлавин-3-галлата, теафлавин-3' -галлата, теафлавин-3,3' -дигаллата, кофеина. Также амперометрическим методом была определена общая антиоксидантная активность. Невозможно определить какой-либо
Для цитирования For citation
Валиулина Д.Ф., Макарова Н.В. Сравнительное исследование Valiulina D.F., Makarova N.V. Comparative study of the antioxidant
антиоксидантной активности популярных марок чая из торговых activity of popular tea brands from trade market. Vestnik VGUIT
сетей // Вестник ВГУИТ. 2018. Т. 80. № 3. С. 104-110. [Proceedings of VSUET]. 2018. vol. 80. no. 3. pp. 104-110.
doi: 10.20914/2310-1202-2018-3-104-110 (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-2018-3-104-110
вид чая как имеющий высокие показатели антиоксидантной активности. Уровень изученных показателей в наибольшейстепени определяется маркой чая.
В другой работе [3] в качестве объектов исследования были выбраны 25 клонов Кенийского чая. Из исходного сырья получены как черный, так и зеленый чай. Для образцов чая изучен методом ВЭЖХ индивидуальный химический состав и антирадикальная активность с реактивом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом. Результаты работы позволяют сделать интересные выводы: наблюдаются существенные различия в содержании индивидуальных соединений: катехина, галловой кислоты, теафлавина и т. д. При этом различия в уровне показателей для зеленого и черного чая, а также для различных клонов не имеют столь существенных отличий. Например, показатель антиоксидантной активности для зеленого и черного чая клона TRFK 301/4 89,90 и 87,55, тогда как содержание галловой кислоты 1,075 и 0,1350, соответственно.
Две популярные марки чая Lipton и Rabea, купленные в супермаркетах Саудовской Аравии, стали объектами исследования [4] общего содержания фенолов и антиоксидантной активности по нескольким методам: восстанавливающей силе с ферроцианидином калия, хелирующей активности, антирадикальной активности с 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом, улавливающие пероксид водорода. Для обоих марок чая получены весьма схожие результаты.
Абсолютно другие результаты получены испанскими учеными [5]. Для 40 образцов зеленого и черного чаев разных марок, разных фирм производителей, разных стран происхождения было определено общее содержание фенолов, антиоксидантная и антирадикальная активности. Полученные уровни показателей отличаются как для разных видов чая (зеленый и черный), но и для разных марок внутри одного вида чая в десятки раз. Но все же в целом зеленый чай имеет более высокие значения показателей.
Российские ученые также отмечают высокое содержание в чае таких классов соединений как флаваноны [10], флавонолы и флавоны [11], которые способны проявлять не только антиокси-дантные, но и противовоспалительные, антипро-лиферативные, иммуномодулирующее, антиканцерогенное действие и уменьшить риск возникновения ряда хронических заболеваний: сердечнососудистых, нейродегенеративных и др. А опыты на крысах по выполнению в их рацион экстрактов зеленого чая показали, что при этом увеличивается антиоксидантная активность плазмы крови и печени и повышается стабильность мембран микросом и лизосом [12].
Таким образом, анализ литературных данных убедительно доказывает, что исследования химического состава и антиоксидантной активности приведены только для марок чая, продаваемых в иностранных супермаркетах.
Мировой рынок чая очень быстро развивается и расширяется. По мере растущей популярности благодаря различным оздоровительным журналам и коммерческой рекламе быстро увеличивается число продуктов на основе чая и сопутствующих его потреблению [1]. Это потребовало увеличения доступности чая для потребителей и заставило промышленность искать более удобные способы его потребления.
Именно чай в пакетах имеет большую популярность среди потребителей. Однако, среди ряда потребителей существует предубеждение против чая в пакетиках, которое основано на следующих положениях:
1) чай в пакетиках - это не настоящий чай, а просто другое сухое растительное сырье;
2) в чай в пакетиках добавлены искусственные ароматизаторы и красители чая;
3) от чая в пакетиках нет никакой пользы, а его популярность объясняется только удобством заваривания.
Цель работы- сравнительный анализ химического состава и антиоксидантной активности наиболее популярных среди российских потребителей марок чая в пакетиках.
Материалы и методы
Объектами исследования были восемь марок черного чая: Lipton, Greenfield, AKBAR, Майский, Dilmah, Richard, Riston, Bernley и 4 марки зеленого чая: Молочный улуш^^^», Greenfield, TESS, Bestseller.
В качестве методов исследования были выбраны анализы на содержание общего количества фенольных соединений по содержанию галловой кислоты, флавоноидов по содержанию катехинов, антирадикальную способность с использованием свободного радикала DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразила), восстанавливающую силу по методуFRAP(ferric reducing antioxidant power).
Основной методикой для определения фенольныхвеществ во фруктовых соках и напитках является спектрофотометрический метод с реактивом Folin-Ciocalteu [6]. Содержание флавоноидов определяют нитроалюминиевым колориметрическим методом, при котором нитрат алюминия взаимодействует с кетогруппой флаво-ноидов, образуя стабильный кислотный комплекс, показывающий устойчивую спектрально-поглощательную способность при 510 нм [7].
Одним из способов оценки антиокси-дантной активности является колориметрия свободных радикалов. Данный метод основан на реакции DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразила),
о On
rt M к>
о я
0
1 5
►3
и
a>
И
E
^ »
О 02
м, й
a
о a
SI о
5 в
щ я
о
в
о о p. to о ft 8 ^
S в (t> к
3 н
е-
о и о я
to о
(Я
Общее содержание флавоноидов, мг/100 г The total content of flavonoids, mg/100 g
\
<Ок ooooooooo
-W oooooooooo
\ v\4
\x\
w a \ \
4\V
4\\
ЧЧ4
\ \
f I
3 и
I—■ о
я
0
01
В
tu <t о о to <t
PS И s
ft и о
и
к
Cd
ft
В
<t о н
Cd
Содержание фенольных компонентов, мг/г Content of phenolic components, mg/g
\\
\\ v * % %.
«л %
В совокупности с данными по фенолам можно констатировать, что по содержанию фенолов и флавоноидов все чаи разделились на 2 группы. В первой оказались чаи с высокими значениями фенолов (1086-1277 мг галловой кислоты на 100 г.исходного сырья) и флавоноидов (612-794 мг галловой кислоты на 100 г.исходного сырья). Во вторую группу наоборот вышли чаи с низкими показателями как фенолов (48-382 мг галловой кислоты на 100 г.исходного сырья) и флавоноидов (2-180 мг катехина на 100 г исходного сырья).
Существует несколько методов определения антирадикальной активности. Антирадикальная
600
500
и л
активность характеризует: насколько данное растительное сырье способно улавливать свободные радикалы. Большинство реакционно-способных соединений, вызывающих разрушение и мутации клеток, относится к свободным радикалам. Именно метод со свободным радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом считается одним из самых распространенных и самым изученным [13]. Результаты исследования антирадикальной активности для чая представлены на рисунке 3 и выражены в показателеЕс50 - концентрация экстракта чая, необходимая для улавливания 50%: свободных радикалов 2,2-дифенил-1 -пикрилгидразила.
3
2,5
£ 2
400
300
200
100
Ö . и
я S ^
S É 1 1,5
й «
S 'S
g .Si
и 'S
я S
s -s 1
f- 5
is < <
0,5
2,78
2,46
1,98
2,04
2,14
0,88 0,73
0,76
0,72
0,34 0,33
0,81
2,13
0,44
1
?
Фруктовый Фруктовый Фруктовый Lipton Альманах Milford
J
fikfiP У
0
0
Рисунок 3. Результаты определения антиоксидантной активности по методу DPPH Figure 3. The results of determination of antioxidant activity by DPPH method
Чем ниже значение этого показателя, тем выше антирадикальная активность. Здесь можно выделить три группы чаев. В первой группе находятся чаи с показателями 0,880,33 мг/см3 - бирюзовый Молочный Улун, черный байховый Lipton, Greenfield, зеленый Greenfield, черный Цветущий Тимьян, Akbar, Richard, Curtis. Во вторую группу входят чай
со средними показателями 2,78-1,98 мг/см3 -это зеленый Tess, черный Майский чай, Dilmah, Riston, Bernley, зеленый Bestseller. В третью группу входят все фруктовые чаи с высокими показателями 485,06-82,01 мг/см3.
На рисунке 4 представлены данные изучения восстанавливающей силы по методу FRAP.
25
Рисунок 4. Изучение восстанавливающей силы методом FRAP Figure 4. Study of the reducing force by the FRAP method
Определение восстанавливающей силы по методуFRAP - это важный метод, характеризующий способность растительного сырья нейтрализовать действие ионов Fе2+. Этот ион является катализатором многих процессов окисления. Поэтому нейтрализация действия этих ионов является важным свойством антиок-сидантов. Все исследованные марки чаев проявляют восстанавливающие свойства, но уровень этого показателя очень различен. Так, например, в группу с низкими показателями традиционно входят фруктовые чаи, бирюзовый Молочный Улун, зеленый TESS, черный Майский чай, Dilmah, Riston, Bernley, зеленый Bestseller. Все чаи с высокими показателями по восстанавливающей силе (ммольFе2+/1 кг исходного сырья) можно расположить в ряд по убыванию: черный Curtis > черный Цветущий Тимьян > черный Akbar > зеленый Greenfield > черный байховый Greenfield > черный байховый Lipton > черный Richard.
Анализ современных литературных данных показывает, что экспериментальные исследования подтверждает репутацию чая, как пищевого продукта с различными аспектами биологической активности: антиканцерогенной, антидиабетической, антиоксидантной, антигипертензивной, антидепрессивной и антибактериальной [13, 14].
Причем особый интерес представляет изучение антиканцерогенных, антимутагенных свойств чая [15, 16]. Некоторые ученые находят прямую связь между антиканцерогенным и антиоксидантным действием для чая [17].
Заключение
В связи с этим на основании результатов наших исследований можно сделать ряд рекомендаций:
1) весьма распространенным мнением среди потребителей является преимущество зеленого чая перед другими группами чаев. По результатам наших исследований среди 17 видов чая в пакетиках зеленый чай не имеет особых преимуществ в уровне изученных показателей;
2) все три вида фруктового чая в пакетиках являются очень слабыми антиоксидантами;
3) интересно отметить, что все исследованные виды чаев в пакетиках можно разделить на две резко полярные группы: с высокими и низкими показателями.
Практически каждая российская семья широко использует чай в рационе питания. Но столь широкая популярность должна быть побуждающим фактором к серьезному подходу к выбору марки чая.
ЛИТЕРАТУРА
1 Пакен П. Функциональные напитки и напитки специального назначения. СПб.: Профессия, 2010. 496 с.
2 Yashin A., Yashin Y., Nemzer B. Determetion of Antioxidant Activity in Tea Ectracts, and Their Total Antioxidant Content // American Journal of Biomedical Sciences. 2011. V. 3(4). P. 322-335
3 Karori S.M., Wachira F.N., Ngure R.M., Mireji P.O. Polyphenolic composition and antioxidant activity of Kenyan Tea cultivars // Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2014. V. 3 (4). P. 105-116.
4 Omar U.M., Shorbaji A.M., Arrait E.M., Al-Agha T.D. et al. Comparative Study of the Antioxidant Activity of Two Popular Green Tea Beverages Available in the Local Market of Saudi Arabia // Natural Science. 2016. V. 8. P. 227-234.
5 Tejero J., Gayoso S., Caro I., Cordoba-Diaz D. et al. Comparative Analysis of the Antioxidant and Free-Radical Scavenging Activities of Different Water-Soluble Extracts of Green, Black and Oolong Tea Samples // Food and Nutrition Sciences. 2014. V. 5. P. 2157-2166.
6 Aljadi A.M., Kamaruddin M.Y. Evaluation of the phenolic contents andantioxidant capacities of two Malaysian floral honeys // Food Chemistry. 2004. V. 85. № 4. P. 513-518.
7 Wu L.C., Hsu H.W., Chen Y.C., Chiu C.C. et al. Antioxidant and antiproliferative activities of red pitaya // Food Chemistry. V. 95. P. 319-327.
8 Sun T., Powers J.R., Tang J. Evaluation of the antioxidant activity of asparagus, broccoli and their juices // FoodChemistry. 2007. V. 105. № 1. P. 101-106.
9 Mohammadzadeh S., Sharriatpanahi M., Hamedi M., Amanzadeh Y. et al. Antioxidant power of Iranian propolis extract // Food Chemistry. 2007. V. 103. № 3. P. 729-733.
10 Тутельян В.А., Лашнева Н.В. Биологически активные вещества растительного происхождения. Флаваноны: пищевые источники, биодоступность, влияние на ферменты метаболизма ксенобиотиков // Вопросы питания. 2011. № 5. С. 3-8.
11 Тутельян В.А., Лашнева Н.В. Биологически активные вещества растительного происхождения. Флава-нолы и флавоны: распространенность,пищевые источники, потребление // Вопросы питания. 2013. № 1. С. 4-22.
12 Тутельян В.А., Лашнева Н.В., Кравченко Л.В., Трусов Н.В. и др. Влияние экстракта зеленого чая и его компонентов на антиоксидантный статус и активность ферментов метаболизма ксенобиотиков у крыс // Вопросы питания. 2011. № 2. С. 9-15.
13 Rani R., Nagpal D., Gullaiyua S., Madan S. et al. Pharmacological and Beneficial Effects of Green Tea // International Journal of Pharmacognosy and Phytochemical Research. 2014. V. 6 (3). P. 420-426.
14 Ur Rashid M.M., Sayeed M.A., Hassan M.M., Jainul M.A. Antidepressant and Antibacterial Activities of Camellia sinensis(White Tea) // e-Journal of Science & Technology. 2013. V. 8 (4). P. 39-46.
15 Kobalka A.J., Keck R.W., Jankun J. Synergistic anticancer activity of biological from green and black tea on DU 145 human prostate cancer cells // Experimental immunology. 2015. V. 40 (1). P. 1-4.
16 Mbuthia K., Wachira F., Ngure R., Mireji P. et al. Antimutagenic effect of Kenian Tea cultivars in a bacterial test system // The Pharma Innovation. 2014. Vol. 3 (8). P. 94-100.
17 Alappat B., Sarna J.A., Truong C. Anticancer and Antioxidant Properties of Flavored Green Tea Extracts // Journal of Agriculture and Life Sciences. 2015. V. 2 (1). P. 15-24.
REFERENCES
1 Paquin P. Functional and speciality beverage technology. Boca Raton, Boston, Ney York, Washington: CRC Press, 2009.
2 Yashin A., Yashin Y., Nemzer B. Determetion of Antioxidant Activity in Tea Ectracts, and Their Total Antioxidant Content. American Journal of Biomedical Sciences. 2011. vol. 3(4). pp. 322-335
3 Karori S.M., Wachira F.N., Ngure R.M., MirejiP.O. Polyphenolic composition and antioxidant activity of Kenyan Tea cultivars. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2014. vol. 3 (4). pp. 105-116.
4 Omar U.M., Shorbaji A.M., Arrait E.M., Al-Agha T.D. et al. Comparative Study of the Antioxidant Activity of Two Popular Green Tea Beverages Available in the Local Market of Saudi Arabia. Natural Science. 2016. vol. 8. pp. 227-234.
5 Tejero J., Gayoso S., Caro I., Cordoba-Diaz D. et al. Comparative Analysis of the Antioxidant and Free-Radical Scavenging Activities of Different Water-Soluble Extracts of Green, Black and Oolong Tea Samples. Food and Nutrition Sciences. 2014. vol. 5. pp. 2157-2166.
6 Aljadi A.M., Kamaruddin M.Y. Evaluation of the phenolic contents andantioxidant capacities of two Malaysian floral honeys. Food Chemistry. 2004. vol. 85. no. 4. pp. 513-518.
7 Wu L.C., Hsu H.W., Chen Y.C., Chiu C.C. et al. Antioxidant and antiproliferative activities of red pitaya. Food Chemistry. vol. 95. pp. 319-327.
8 Sun T., Powers J.R., Tang J. Evaluation of the antioxidant activity of asparagus, broccoli and their juices. FoodChemistry. 2007. vol. 105. no. 1. pp. 101-106.
9 Mohammadzadeh S., Sharriatpanahi M., Hamedi M., Amanzadeh Y. et al. Antioxidant power of Iranian propolis extract. Food Chemistry. 2007. vol. 103. no. 3. pp. 729-733.
10 Tutelyan V.A., Laschneva N.V. Biologically active substances of vegetable origin. Flavanons: food sources, biodetection, influence on the metabolism enzymes of xenoobiotics. Voprosy pitaniya [Nutrition issues] 2011. no. 5. pp. 3-8. (in Russian)
11 Tutelyan V.A., Laschneva N.V. Biologically active substances of vegetable origin. Flavanols and flavones: prevalence, food sources, consumption Voprosy pitaniya [Nutrition issues] 2013. no. 1. pp. 4-22. (in Russian)
12 Tutelyan V.A., Laschneva N.V., Kravchenko L.V., Trusov N.V. et al. Influence of the extract of green tea and its components on the antioxidant status and activity of enzymes of xenobiotics metabolism in rats Voprosy pitaniya [Nutrition issues]. 2011. no. 2. pp. 9-15 (in Russian)
13 Rani R., Nagpal D., Gullaiyua S., Madan S., Agrawal S.S. Phytochemical, Pharmacological and Beneficial Effects of Green Tea. International Journal of Pharmacognosy and Phytochemical Research. 2014. vol. 6 (3). pp. 420-426.
14 Ur Rashid M.M., Sayeed M.A., Hassan M.M., JainulM.A., Azam S., Rahman M.M. Antidepressant and Antibacterial Activities of Camellia sinensis(White Tea). e-Journal of Science & Technology. 2013. vol. 8 (4). pp. 39-46.
15 Kobalka A.J., Keck R.W., Jankun J. Synergistic anticancer activity of biological from green and black tea on DU 145 human prostate cancer cells. Experimental immunology. 2015. vol. 40 (1). pp. 1-4.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Динара Ф. Валиулина к.т.н., доцент, кафедра , Самарский государственный технический университет, ул. Молодогвардейская 244, г. Самара, 443100, Россия, [email protected] Надежда В. Макарова д.х.н., профессор, кафедра , Самарский государственный технический университет, ул. Молодогвардейская 244, г. Самара, 443100, Россия, [email protected]
КРИТЕРИЙ АВТОРСТВА Динара Ф. Валиулина написала рукопись, корректировала её до подачи в редакцию и несёт ответственность за плагиат Надежда В. Макарова консультация в ходе исследования
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ПОСТУПИЛА 07.03.2018 ПРИНЯТА В ПЕЧАТЬ 02.04.2018
16 Mbuthia K., Wachira F., Ngure R., Mireji P., Wachira S. Antimutagenic effect of Kenian Tea cultivars in a bacterial test system. The Pharma Innovation. 2014. vol. 3 (8). pp. 94-100.
17 Alappat B., SarnaJ.A., Truong C. Anticancer and Antioxidant Properties of Flavored Green Tea Extracts // Journal of Agriculture and Life Sciences. 2015. vol. 2 (1). pp. 15-24..
INFORMATION ABOUT AUTHORS Dinara F. Valiulina Cand. Sci. (Engin.), associate professor, department, Samara State Technical university, Molodogvardiis'ka str., 224, Samara, 443100, Russia, [email protected] Nadezhda V. Makarova Dr. Sci. (Engin.), professor, department, Samara State Technical university, Molodogvardiis'ka str., 224, Samara, 443100, Russia, [email protected]
CONTRIBUTION Dinara F. Valiulina wrote the manuscript, correct it before filing in editing and is responsible for plagiarism Nadezhda V. Makarova consultation during the study
CONFLICT OF INTEREST
The authors declare no conflict of interest.
RECEIVED 3.7.2018 ACCEPTED 4.2.2018
