CC BY
47
параметров пастеризации на антиоксидантную активность яблочно-черничного сока
Н. В. Макарова, д-р хим. наук, профессор; А. В. Зюзина, аспирант Самарский государственный технический университет
Ключевые слова: антоцианы; восстановительная емкость; свободные радикалы; сок; фенолы; флавоноиды.
Keywords: anthocyanins; reducing power; free radicals; juice; phenol; flavonoids.
Множество лекарственных растений, обладающих фармакологической активностью и успешно применяемых в медицине для лечения различных заболеваний, проявляют противорадикальные свойства [1]. Ученые это связывают с наличием комплекса полифенольных соединений. Однако такими биоактивными компонентами богаты и пищевые системы. Кроме полифенольных соединений противорадикальную активность способны проявлять витамины А, Е, в-каротин, минералы селен и цинк [2]. Натуральные антиоксиданты нейтрализуют свободные радикалы, предотвращая возникновение окислительного стресса в организме, последствиями которого могут быть тяжелейшие заболевания: рак, аллергия, сердечная недостаточность, диабет, нервные расстройства и т. д.
Коммерческие восстановленные соки — крайне интересные объекты исследования. Сами свежевыжатые соки достаточно часто служат объектом исследования антиоксидантной активности. Вместе с тем исследования коммерческих соков проводятся очень редко [3]. Между тем доля свежевыжатых соков в объеме продаж незначительна. Большая часть соков получена путем восстановления концентрированных соков плодов и ягод.
Пастеризация соков — классический метод консервирования. Консервирование — комплексный технологический процесс переработки пищевых продуктов с целью удлинения сроков их хранения. Цель пастеризации восстановленных плодово-ягодных соков — уничтожение микроорганизмов, вызывающих порчу сока. Однако под
действием температуры может изменяться химический состав сока: сокращаться содержание ароматических веществ, витаминов, сахаров, азотистых веществ и т. д. [4].
В литературе нет данных по исследованию влияния параметров пастеризации на антиоксидантную активность соков. Однако для исходного сырья (плодов и ягод) были поставлены отдельные эксперименты по изучению влияния тепловой обработки на антиокислительную силу. Так, например, обнаружено снижение содержание мономерных антоцианов и антиокси-дантной активности ягод черники по методу ОРЛС после пастеризации при 90 °С [5]. Определены такие показатели, как общее содержание фенольных соединений и антиоксидантная активность по методу ЭРРИ (с 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом) в исходных плодах черной смородины, черники, голубики, клюквы, малины, красной смородины, клубники и в полученных из них джемах [6]. В ходе получения джема оба показателя снизились примерно в 1,5-2 раза. Получены результаты похожих исследований для вишни, сливы и малины [7]. В последнем случае определяли общее содержание фенолов, анто-цианов и антиокислителей в пересчете на аскорбиновую кислоту. При термической обработке в ходе приготовления джемов отмечено максимальное снижение содержания антоцианов (21-89%). Воздушная сушка отходов переработки апельсинов при 30; 40; 50; 60; 70; 80 и 90 °С приводит к снижению общего содержания полифенолов и ан-тиоксидантной активности по методу Рапста! [8]. При этом снижение тем значительнее, чем выше температура
сушки. При определении способности улавливания свободных радикалов 2,2-дифенил-1 -пикрилгидразила (ЭРРИ) для выжимок красного винограда, выдержанных 3 ч при температуре 20; 80; 100 и 120 °С, установлено существенное понижение антиокси-дантной активности при нагревании при 120 °С [9]. Авторы объясняют такой результат разрушением красных пигментов винограда. Таким образом, все приведенные примеры свидетельствуют о снижении антиоксидантной активности за счет тепловой обработки.
В качестве объекта исследования был выбран яблочно-черничный сок «Улыбка», рецептура которого была разработана нами с учетом предыдущих исследований химического состава и антиоксидантной активности исходного сырья: ягодных и яблочного концентратов [10-12]. Цель данной работы — оценка влияния параметров пастеризации на изменение химического состава и антиокислительного потенциала яблочно-черничного сока «Улыбка». В качестве параметров пастеризации были выбраны три режима, наиболее часто используемых для пастеризации плодово-ягодных соков: нагревание при 95 °С в течение 15 с; нагревание при 95 °С в течение 30 с; нагревание при 122 °С в течение 15 с [4].
Определены общее содержание фенолов, флавоноидов, антоцианов в соке. Фенольные вещества во фруктовых соках и напитках определяли спектро-фотометрическим методом с реактивом РоНп-СюсаНеи. Из анализируемого сока получали водно-этанольные экстракты при соотношениях сок 50%-ный этанол как 1:10. Экстракт смешивали с реактивом РоНп-СюсаНеи, насыщенным раствором карбоната натрия в соотношении 1:1:2 и в конечной смеси измеряли коэффициент поглощения при 725 нм. Результаты рассчитывали в миллиграммах галловой кислоты по калибровочной кривой (рис. 1). Анализ
122 °C, 15 c
95 °C, 30 c
95 °е, 15 c
Непастеризованный
0 200 400 600 800 Галловая кислота, мг/100 г сока
Рис. 1. Общее содержание фенолов в яблочно-черничном соке
352
| 621
Е26
ПИВО и НАПИТКИ
5 • 2011
ТТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕИННОВАЦИИ в ОТРАСЛИ |
рис. 1 убедительно свидетельствует о снижении содержания фенолов за счет термической обработки, что наиболее выражено при режиме пастеризации: температура 122 °С, время 15 с.
Флавоноиды в экстрактах соков определяли спектрофотометрическим методом при длине волны 510 нм с использованием нитрита натрия и хлорида алюминия и пересчитывали в миллиграммы катехина по калибровочной кривой (рис. 2). Такая же картина, как для фенолов, наблюдается и для флавоноидов. Хотя снижение этого показателя не столь значительно, как в случае общего содержания фенолов.
В водно-спиртовых экстрактах полуфабрикатов содержание антоцианов определяли спектрофотометрическим методом в смесях экстракт и буфер с pH 1,0 и 4,5 при длине волны 515 и 700 нм. Результаты измерений пересчитывали в миллиграммы цианидин-3-гликозида (рис. 3).
Антоцианы — крайне нестойкие к воздействию температуры соединения [4], что и подтверждают данные рис. 3. Если нагревание при 95 °С в течение 15 с лишь незначительно снижает содержание антоцианов, то пастеризация при 95 °С в течение 30 с и 122 °С в течение 15 с существенно понижает этот показатель.
Антиоксидантную активность соков оценивали по методу определения восстанавливающей силы FRAP и способности улавливания свободных радикалов методом DPPH.
Сущность метода FRAP заключается в восстановлении комплекса Fe(Ш)-2,4,6-трипиридил-s-триазина в комплекс Fe(П)-2,4,6-трипиридил-s-триазин под действием редуктантов по схеме: Fe(III)-L + антиоксидант ^ ^ Fe(II)-L + окисленный антиокси-дант, где L — железоселективный хро-могенный лигант 2,4,6-трипиридил-й-триазин.
Реакция заключается в переносе электрона от молекулы антиокси-данта к молекуле окислителя. Восстановительная емкость соединений служит эффективным индикатором их потенциальной антиоксидантной активности. FRAP-реагент готовится путем смешивания ацетатного буфера, 2,4,6-трипиридил-й-триазина, FeCl3. Затем реагент смешивается с экстрактом сока. Результаты были пересчитаны по калибровочной кривой с FeSO4 в миллимолях Fe2+ на 1 л сока (рис. 4).
По данным рис. 4, восстанавливающая емкость соков очень значительно зависит от температуры. Уже нагревание при 95 °С в течение 15 с снижает значение FRAP в 2 раза, в течение 30 с — в 3 раза, а пастеризация при 122 °С в течение 15 с дает уменьшение этого показателя в 10 раз.
Изучение способности улавливать свободные стабильные радикалы DPPH (2,2'-дифенил-1-пикрилгидразила) — один из старейших методов исследования антиоксидантной активности. Этот метод широко использовали как для оценки индивидуальных феноль-ных веществ, так и для пищевых систем в целом. Изучение DPPH-теста проводили спектрофотометрическим методом со спиртовым раствором радикала DPPH при длине волны 517 нм. В результате статических испытаний измерения были проведены через 30 мин и построены кривые зависимости процентного ингибиро-вания радикалов DPPH от концентрации исходного антиоксиданта. Одним из основных показателей, характеризующих антирадикальную активность по методу DPPH, служит ЕС50-концентрация экстракта анти-оксиданта, при которой наблюдается 50%-ное ингибирование радикалов DPPH. Чем ниже показатель E„„, тем
C50'
выше способность пищевой системы улавливать свободные радикалы. На рис. 5 видно, что этот показатель изменяется не так значительно, как значение FRAP.
Таким образом, результаты экспериментального исследования влияния параметров пастеризации на химический состав и антиоксидантную активность яблочно-черничного сока «Улыбка» позволяют сделать выводы:
тепловая обработка разрушает часть веществ, ответственных за антиокислительное действие фенолов, флаво-ноидов, антоцианов, в большей степени снижается содержание фенолов;
снижение содержания этих веществ приводит и к уменьшению антиокси-дантной активности, хотя способность улавливать свободные радикалы DPPH изменяется незначительно, однако восстанавливающая емкость падает до десятка раз;
чем выше температура и время пастеризации, тем значительнее изменение химического состава и как следствие антиоксидантной силы.
Таким образом, при разработке технологии производства соков с профилактическим антиоксидантным
122 °C, 15 c 95 °C, 30 c
95 °C, 15 c
Непастеризованный
88 220011
222200
242
0 50 100 150 200 250 300 Катехин, мг/100 г сока
Рис. 2. Общее содержание флавоноидов в яблочно-черничном соке
122 °C, 15 c 95 °C, 30 c
95 °C, 15 c
Непастеризованный
38,4
31,7
45
0 10 20 30 40 50 60 Цианидин-3-гликозид, мг/100 г сока
Рис. 3. Содержание антоцианов в яблочно-черничном соке
122 °C, 15 c 95 °C, 30 c
95 °C, 15 c
Непастеризованный
□ 14 5,2 ,9
88
15,9
i i i
0 5 10 15 20
Fe2+, ммоль на 1 л сока
Рис. 4. Значение FRAP
для яблочно-черничного сока
122 °C, 15 c 95 °C, 30 c
95 °C, 15 c
Непастеризованный
16
15
1133
11
5 10 15 20
E мг/мл
Рис. 5. Данные по EC50
для яблочно-черничного сока
действием необходимо тщательно подбирать параметры пастеризации, учитывая не только показатели микробиологической чистоты соков, но и минимальное воздействие на химический состав, а следовательно, антиокислительную силу.
5•2011 ПИВО и НАПИТКИ 27
0
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕИННОВАЦИИ в ОТРАСЛИ
ЛИТЕРАТУРА
1. Sokol-L^towska, A. Antioxidant activity of the phenolic compounds of hawthorn, pine and skullcap/A. Sokol-L^owska, J. Oszmianski, A. Wojdylo // Food Chemistry. — 2007. — Vl. 103. — № 3. — P. 853-859.
2. Ferreira, I.C. F. R. Free-radical scavenging capacity and reducing power of wild edible mushrooms from northeast Portugal: individual cap and stipe activity/I. C. F. R. Ferreira, P. Baptista, M. Vilas-Boas, L. Barros // Food Chemistry. — 2007. — \bl. 100. — № 4. — P. 1511-1516.
3. Bermudez-Soto, M. J. Evaluation of commercial red fruit juice concentrates as ingredients for antioxidant functionaljuices/M.J. Bermiidez-Soto, F. A. Tomas-Barberan // Eur. Food Res. Technol. — 2004. — Vol. 219. — № 2. — P. 133—141.
4. Шобингер, У. Фруктовые и овощные соки: Научные основы и технологии/У. Шобингер. — СПб.: Профессия, 2004. — 640 с.
5. Hager, T. J. Processing and storage effects on monomeric anthocyanins, percent polymeric color, and antioxidant capacity of processed blackberry products/T. J. Hager, L. R. Hoard, R. L. Prior // J. of Agricultural and Food Chemistry. — 2008. — Vol. 56. — № 3. — P. 689—695.
6. Amakura, Y. Influence of jam processing on the radical scavenging activity and phenolic content in berries/Y. Amakura, Y. Umino, S. Tsuji, Y. Tonogai // J. of Agricultural and Food Chemistry. — 2000. — Vol. 48. — № 12. — P. 6292—6297.
7. Kim, D.-O. Jam processing effect on phenolics and antioxidant capacity in anthocyanin-rich fruits: cherry, plum, and raspberry/D.-O. Kim, O. I. Padilla-Zakour // J. Food Sci. — 2004. — Vol. 69. — № 9. — P. S395 — S400.
8. Garau, M. C. Effect of air-drying temperature on physic-chemical properties of dietary fibre and antioxidant capacity of orange (Citrus aurantium v. Canoneta) by-products/M. C. Garau, S. Simal, A. F. Rossello // Food Chemistry. — 2007. — Vol. 104. — № 3. — P. 1014—1024.
9. Larrauri, J. A. Effect of temperature on the free radical scavenging capacity of extracts from red and white grape pomace peels/J. A. Larrauri, C. Sachez-Moreno, F. Saura-Calixto // J. of Agricultural and Food Chemistry. — 1998. — Vol. 47. — № 7. — P. 2694—2697.
10. Зюзина, А. В. Оценка антиокислительных свойств полуфабрикатов производства соков/А. В. Зюзина, Н. В. Макарова // Пиво и напитки. — 2010. — № 5. — С. 54—55.
11. Макарова, Н. В. Спектрофотометрический метод для определения содержания феноль-ных соединений/Н. В. Макарова, А. В. Зюзина, Ю. И. Мирошкина // Пищевая промышленность. — 2010. — № 4. — С. 41—42.
12. Макарова, Н. В. Антиоксидантная активность яблок различных сортов/Н. В. Макарова, А. В. Зюзина // Известия вузов. Пищевая технология. — 2010. — № 4. — С. 31—33. <ST
Международный Исследовательский Центр «Пиво и напитки ХХ! век»
127287, Москва, Писцовая, 16, стр. 5 тел/факс 8 (495) 685-13-84 8 (495) 685-22-61 (495) 602-53-81 e-mail: [email protected]
КАЛЕНДАРЬ СЕМИНАРОВ,
проводимых
в Учебном центре ООО «МИЦ «Пиво и напитки XXI век»
в 2011 г.
(лицензия серия А № 017409 от 15 мая 2008 г., выданная Департаментом образования г. Москвы)
ОКТЯБРЬ
12-14 октября
«Требования к пивоваренному ячменю, новые сорта ячменя, оценка солодовых свойств и пивоваренных качеств ячменя. Современные технологические режимы производства солода»
26-28 октября 2011 г.
«Продвижение продукции на рынке напитков»
НОЯБРЬ
16-18 ноября
«Организация микробиологического и технохимического контроля на предприятиях по производству пива и напитков брожения»
23-25 ноября
«Современные возможности расширения ассортимента сортов пива для удовлетворения потребности различных групп населения»
ДЕКАБРЬ
14-16 декабря
«Современные виды тары для розлива напитков, их влияние на качество и сроки годности продукции, особенности санитарной обработки»
Занятия проводят ведущие специалисты пивоваренной отрасли: В. С. Исаева, канд. биол. наук; О.В. Андреева, канд. техн. наук; К. Т. Жашко, канд. техн. наук; Т. В. Иванова
Заявки на участие в семинарах принимаются: по телефонам: 8 (495) 685-13-84, 685-22-61, 602-53-81, 518-04-83; по адресу электронной почты: [email protected]
[2в
ПИВО и НАПИТКИ
5 • 2011
