CC BY
2
УДК 577.112.083 DOI: 10.21323/2071-2499-2018-2-22-25 Табл. 4. Ил. 2. Библ. 8.
влияние
продолжительности хранения и тепловой обработки на сохранность йодтирозинов в мясных продуктах
Князева А.С.1, Вострикова Н.Л.1, канд. техн. наук, Куликовский А.В.1, канд. техн. наук, Гиро Т.М.2, доктор.техн. наук
1 ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова
2 СГАУ им. Н.И. Вавилова
Ключевые слова: йодтирозины, тепловая обработка, дефицит йода, функциональные продукты, хранение
Реферат
Затронута проблема йодирования функциональных продуктов с использованием йодофоров. Приведены методические рекомендации по определению органических полигалогенидов (йодтирозинов). Раскрыты проблемы химической стабильности ковалентно связанного йода с белками. Приведены методические рекомендации по подготовке проб и определению йодтирозинов, включающие ферментативный гидролиз пищевого продукта, извлечение и очистку целевых веществ методом твердофазной экстракции (ТФЭ) с последующей дериватизацией. Подобраны условия хромато-масс-спектрометричекого анализа в режиме мониторинга множественных реакций. С использованием модельных мясных систем изучена стабильность йодтирозинов в зависимости от режимов тепловой обработки и продолжительности хранения. Проведенные исследования позволили предложить рекомендации по подготовке продукции функционального назначения, содержащей йодированные молочные белки.
effect of shelf LiFE
AND HEAT TREATMENT oN THE PRESERVATiON oF Iodine tyrosines
in meat products
Knyazeva A.S.1, Vostrikova N.L.1, Kulikovskii A.V.1, Giro T.M.2
1 Gorbatov Research Center for Food Systems
2 Saratov State Vavilov Agrarian University
Key words: iodine tyrosines, heat treatment, iodine deficiency, functional products, storage
Summary
The article touches upon the problem of iodization of functional products using iodophores. Methodical recommendations for determination of organic polyha-lides (iodotyrosines) are given. The problems of chemical stability of covalently bound iodine with proteins are disclosed. Methodical recommendations on preparation of samples and definition of iodotyrosines, including enzymatic hydrolysis of food products, extraction and purification of target substances by solid-phase extraction (TFE) with subsequent derivatization are given. The conditions of chromatography-mass-spectrometric analysis in the mode of monitoring of multiple reactions are selected. Using the model meat systems, the stability of iodotyrosines has been studied depending on the heat treatment regimes and the storage time. The conducted researches made it possible to propose recommendations for the preparation of functional products containing iodinated milk proteins.
Введение
Одним из приоритетных направлений в области персонифицированной медицины в настоящее время является разработка функциональных продуктов, отвечающих требованиям здорового питания.
Функциональные продукты (сокращенное от «физиологически функциональные пищевые продукты») - это продукты питания, содержащие ингредиенты, которые полезны для здоровья человека, повышают его сопротивляемость заболеваниям, способны улучшить многие физиологические процессы в организме человека, позволяя ему долгое время сохранять активный образ жизни. Эти продукты предназначены широкому кругу потребителей, имеют вид обычной пищи, которые могут и должны потребляться регулярно в составе нормального рациона питания.
Рынок биологически активных добавок, предлагаемых для обогащения продуктов питания, представлен широким ассортиментом веществ различного происхождения, физико-химических и функционально-технологических свойств, а также физиологического воздействия.
Как известно, йод является одним из важнейших физиологически активных микроэлементов, выполняющих огромную роль в жизнедеятельности организма человека.
Поступая в организм с пищей и водой, йод активно улавливается из крови
и используется для образования гормонов щитовидной железы - тиреоидных гормонов, основной функцией которых является поддержание нормального обмена веществ в клетках организма. Гормоны щитовидной железы регулируют практически каждый процесс в организме - дыхание, прием пищи, сон, движение, а также процессы во внутренних органах - от сердцебиения до репродуктивной системы. Недостаток йода в организме может привести к ряду так называемых йододефицитных заболеваний. Особенно опасен дефицит йода для детей, подростков, беременных и кормящих женщин [1].
В России в среднем потребление йода составляет 40-80 мкг в сутки при рекомендуемой норме 150-200 мкг, то есть в 2-3 раза ниже физиологических потребностей (данные получены Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ)).
При этом следует понимать, что йод в продуктах питания должен находиться в таком виде, чтобы его употребление для человека было естественным, физиологически приемлемым, т.е. внесенные в продукты питания компоненты, содержащие йод, должны быть натуральными, аналогичными природным.
Среди разнообразия свойств, проявляемых соединениями йода, важное место занимает его биологическая активность. Однако при использовании йода возникает ряд проблем, связан-
ных с аллергизирующим действием, токсичностью, плохой всасываемостью и малой растворимостью в воде ряда соединений. Одним из перспективных способов снижения указанных недостатков стало создание препаратов йода в связанном с органической матрицей виде - модифицированных йодированных белков.
Исторически широкое распространение получили так называемые йодо-форы - препараты, содержащие высокомолекулярное соединение (ВМС) или поверхностно-активное вещество (ПАВ), и в качестве основного действующего компонента - молекулярный йод.
Высокомолекулярный носитель замедляет выделение молекулярного «неорганического» йода и йодида из препарата и увеличивает время его взаимодействия с тканями организма, одновременно уменьшая раздражающее действие [3]. В медицинской практике с успехом используются препараты пролонгированного действия - комплексы молекулярного йода с поливиниловым спиртом («Йодинол»), с поливинилпирролидоном и йодидом калия («Йодопирон»), с неио-ногенным ПАВ («Йодонат»).
Йодофоры, однако, не способны ввиду своего фармакологического действия и клатратно-комплексной природы образования связи йода с матрицей активно участвовать в гормонально тиреоидной регуляции йодного обмена.
Таблица l
Характеристика добавки
Пищевая добавка «Биойод» — Белок иодированный молочный
Проблема создания, внедрения и промышленного выпуска йодсодержащих препаратов тесно связана с разработкой документов, нормирующих состав, структуру лекарственного соединения, качество носителей и вспомогательных веществ, а также условия и сроки хранения готовых лекарственных форм. Возникает необходимость в разработке чувствительных методов анализа органических полигалогенидов на различных этапах получения, в готовых лекарственных формах, БАДах и биообъектах [4, 5]. При выборе методов, используемых в анализе лекарственных препаратов, необходимо учитывать их целесообразность для обеспечения качества фармацевтических препаратов и последние достижения в разработке аналитических средств. При этом, нужно принимать в расчет различные технические и экономические ограничения и выбор рекомендованных методик основывать на оптимальном решении, что позволяет использовать одинаковые методики в лабораториях с различным приборным оснащением.
Учитывая все вышеизложенное, представляется весьма актуальной задачей физико-химическое изучение полигалогенидов органических катионов, а также изучение влияния продолжительности хранения и тепловой обработки на сохранность йодтирозинов в мясных продуктах.
Объекты и методы исследования
Методологическую основу для изучения и решения задач, определенных целью работы, составляли современные достижения и требования в области технологии переработки мяса и мясной продукции. Выработку модельных образцов мясного фарша осуществляли по принципу сбалансированности пищевой ценности в равном соотношении мясного сырья:
□ Модельная система № 1: говядина/
свинина
□ Модельная система № 2: говядина/
свинина/индейка.
В качестве источника йодотирози-нов использовали в рамках данного исследования пищевую добавку «Биойод», содержащую сумму 3-йод-1_-ти-розин (МИТ) и 3,5-дийод-1_-тирозин (ДИТ), соответствующую требованиям ТУ 9224-003-55690368-03, которая представляет собой молочный йодированный порошкообразный белок, получаемый путем ферментативного йодирования аминокислотных остатков сывороточных белков коровьего молока, с последующей дополнительной очисткой от неорга-
Внешний вид
Массовая доля органического йода Массовая доля неорганического йода, не более
нического йода с помощью ультрафильтрации, а также сублимационной или распылительной сушкой.
Внесение добавки осуществляли в количестве 50 мкг/100г модельной системы (из расчета, что получится 30% от рекомендованной суточной дозы йода).
Характеристика добавки представлена в таблице 1.
Как следует из описания «Биойода», представленного производителем, данная пищевая добавка, благодаря кова-лентной связи йода с белками, обладает устойчивостью к свету и нагреванию и высокой стабильностью при длительном хранении, что исключает возможность отрицательного воздействия свободного йода на физико-химические показатели и органолептические характеристики готовой продукции.
Подготовка проб к анализу включала ферментативный гидролиз пищевого продукта, извлечение и очистку целевых веществ методом твердофазной экстракции (ТФЭ) с последующей дери-ватизацией экстракта. Перед анализом пробу предварительно высушивали в сушильном шкафу при 65-70 °С и обезжиривали на аппарате Сокслета (ВеИг [Ш6 Б). Молоко и молочные продукты не нуждаются в предварительной подготовке. Навеску образца гидролизовали в буферном растворе Трис-НС1 (трис(-гидроксиметил) аминометан, БсИаНаи) (рН 8.0), добавляли протеазу массой 1/10 от массы пробы белка и термоста-тировали не менее 16 ч при 37°С. При ферментативном гидролизе получали частичные гидролизаты, содержащие в различных соотношениях как малые пептиды, так и аминокислоты, в том числе триптофан. Для гидролиза исполь-
Порошок светло-кремового цвета
2-3 %
0,1 %
5 мин
Таблица 2
Температура колонки, °С
30
зовали папаин, панкреатин, протеазу. Гидролиз белков протеолитическими ферментами протекает не более чем на 85 %, поэтому при вычислении массовой доли йодтирозинов вводили эмпирический коэффициент 0.85, учитывающий потери йодтирозинов на стадии пробо-подготовки.
Гидролизат центрифугировали и фильтровали, затем подвергали очистке методом ТФЭ. Патрон ТФЭ предварительно кондиционировали последовательно 2 мл метанола и 2 мл бидистиллята. Отбирали 0.4 мл гидролизата пробы, приливали 0.1 мл ацетонитрила, смесь наносили на патрон. Реэкстрагировали с патрона в 2 стадии, последовательным элюированием 1 мл метанола и 1.5 мл смеси ацетонитрил-0.1 М HGl (4: 1.8).
Элюент упаривали досуха при 60 °G, затем дериватизировали смесью бу-танол-ацетилхлорид (4 : 1) подобно стандартным образцам. Приведенные приемы подготовки проб позволяли получить очищенную пробу для воспроизводимого анализа в сложных матрицах. Измерения проводили в режиме мониторинга множественных реакций на ВЭЖХ-МС/МС Agilent Technologies 6410 Triple Quadrupole. Хроматографическое разделение гидролизата смеси после дериватизации проводили на колонке Agilent Eclipse XDB G18, 4.6 * 50 мм, 1.8 мкм в условиях градиентного элю-ирования (таблица 2). Для анализа подобраны следующие параметры масс-спектрометрического детектирования: температура источника 100 °G, температура газа десольватации 320 °G, скорость потока газа десольватации 8 л/мин, давление иглы распылителя 30 psi [6, 7, 8].
Растворимость, 1 г в 25 мл дистиллированной воды, не более
Условия хроматографического анализа
Время, мин Соотношение компонентов подвижной фазы Скорость потока, мл/мин
ацетонитрил, % 1 %-я HCOOH, %
0,0 20 80
2,0 90 10 0,6
5,0 90 10
2018 I № 2 ВСЕ О МЯСЕ
Результаты исследований
С использованием модельных мясных систем изучена стабильность по-лигалогенидов органических катионов (йодтирозинов - суммы МИТ+ДИТ) при различной тепловой обработке мясных продуктов, а также влияние продолжительности хранения на сохранность их функционального назначения. Данные результатов исследований приведены в таблице 3.
В результате проведенных исследований наибольшие потери при тепловой обработке модельных систем были выявлены в образцах, подвергнутых жарению на гриле, которые составили 70±2 %. Так, на рисунке 1 представлено графическое отображение потерь йодтирозинов в модельных системах.
На следующем этапе исследований были изучены потери йодтирозинов на различных этапах в хранении при отрицательных температурах хранения ^ = -180С). Результаты исследований представлены в таблице 4. Для хранения каждый опытный образец был упакован в пакет из полимерной пленки, уложен в тару из гофрированного трехслойного картона и помещен в морозильные камеры, для последующего хранения, с постоянным температурным контролем.
Потери йодтирозинов на конец срока хранения испытуемых образцов составили: модельная система № 1 - более 70 %, модельная система № 2 - более 55 %.
Потери в период хранения по каждому этапу представлены на рисунке 2.
Выводы
В результате проведенных исследований было изучено влияние продолжительности хранения и тепловой обработки на сохранность йодтирозинов на примере модельных мясных систем.
Наиболее разрушающим видом тепловой обработки для сохранн ости йодтирозинов оказалось влияние жарения на гриле, очевидно ввиду более высоких температур приготовления образцов. При этом наименьшее влияние оказало запекание в духовом шкафу. Представлялось интересным изучение влияния и СВЧ обработки, которое, как выяснилось, стало не таким разрушительным как жарение и варка. При этом стоит отметить, что режим нагрева при СВЧ обработке был наименьшим и составил 700 В. Таким образом, проведенные исследования позволяют предложить рекомендации как производителям, так и потребитетям по подготовке продукции функционального назначения, содержащей йодированные молочные белки в качестве источника
Таблица 3
Содержание йодтирозинов в модельных образцах при различных способах
тепловой обработки
Массовая доля суммы МИТ+ДИТ, мкг/100 г продукта
Наименование Варка Жарение (тефлоновая сковорода) Жарение (гриль сковорода) Запекание (духовой шкаф Ы80°С) СВЧ запекание (Ш-700 В) Без обработки
Модельная система № 1 говядина/свинина 22,70 24,70 12,00 32,50 32,10 42,70
Модельная система № 2 говядина/свинина/индейка 25,00 28,00 15,00 35,00 30,20 45,00
Рисунок 1. Диаграмма потерь иодтирозинов в модельных системах при различной тепловой обработке
70 60 50 40 30 20 10 0
варка жарка/гриль жарка/тефлон СВЧ дух.шкаф
■ Модельная система №1 ■ Модельная система №2
Рисунок 2.
Диаграмма потерь иодтирозинов в модельных системах при хранении
7 сутки 45 сутки 60 сутки 90 сутки 120 сутки
оМоделоная система №1 I Модельная система №0
Таблица 4
Содержание йодтирозинов в модельных образцах в хранении при отрицательных температурах
Наименование Массовая доля суммы МИТ+ ДИТ, мкг/100 г продукта
фон 7 суток 45 суток 60 суток 90 суток 120 суток
Модельная система № 1 говядина/свинина 49,17 47,70 40,70 37,85 25,40 12,70
Модельная система № 2 говядина/свинина/индейка 46,87 45,00 41,65 35,85 32,70 19,90
йода. Также была изучена продолжительность хранения модельных мясных систем, которая, как и тепловая обработка, направлена на прогнозирование технологических свойств мясных продуктов функционального назначения. В результате проведенных исследований сохранности йодтирозинов при отрицательной температуре на первых этапах (45-е и 60-е сутки) составили незначительные потери в модельных системах, не более 20%. На протяжении хранения более 90 суток потери были уже более значительными.
© контакты:
Князева Александра Сергеевна а a.knyazeva@fncps.ru Вострикова Наталья Леонидовна а n.vostrikova@fncps.ru
Куликовский Андрей Владимирович а a.kulikovskii@fncps.ru Гиро Татьяна Михайловна а girotm@sgau.ru
список литературы:
REFERENCES:
1. Ребров, В.Г. Витамины, макро- и микроэлементы / Rebrov V.G., Gromova O.A. Vitamini, makro- i mikroelemen-В.Г. Ребров, О.А. Громова. — М.: ГеотарМед, 2008. — ti. — M.: GeotarMed, 2008. — 957 p. 957 с.
2. Мохнач, В.О. Теоретические основы биологического действия галоидных соединений / В.О. Мохнач. -Ленинград, 1968. - 279 с.
Mohnach, V.O. Teoreticheskie osnovi biologicheskogo deist-viya galoidnih soedinenii. — L., 1968. — 279 p.
3. Жукова, Г.Ф. Методы количественного определения Jukova, G.F. Metodi kolichestvennogo opredeleniya ioda v
йода в пищевых продуктах и продовольственном pischevih produktah i prodovolstvennom sire / G.F. Jukova,
сырье / Г.Ф. Жукова, С.А. Савчик, С.А. Хотимченко // S.A. Savchik, S.A. Hotimchenko // Voprosi pitaniya. —
Вопросы питания. — 2004. — № 5. — С. 42-48. 2004. — № 5. — P. 42-48.
Савчик, С.А. Изучение физико-химических свойств йодированных белков, предназначенных для профилактики йоддефицитных заболеваний / С.А. Савчик, Г.Ф. Жукова, С.Л. Люблинский // Вопросы питания. - 2005. - № 4. - С. 3-8.
МИ 103.5-132-2012/01.00225-2011 «Определение содержания иодтирозинов в йодированных молочных белках и БАДах на их основе методом высокоэффективной жидкостной хроматографии». - М., 2012. - 16 с.
Чернецова, Е.С. Использование ВЭЖХ в сочетании с масс-спектрометрией для исследования новых лекарственных веществ / Е.С. Чернецова, А.Г. Корякова // Масс-спектрометрия. - 2010. - Т. 7. -№ 2. - С. 101-112.
Savchik, S.A. Izuchenie fiziko-himicheskih svoistv iodirovan-nih belkov, prednaznachennih dlya profilaktiki ioddeficitnih zabolevanii / S.A. Savchik, G.F. Jukova, S.L. Lyublinskii // Voprosi pitaniya. — 2005. — № 4. — P. 3-8.
MI 103.5-132-2012/01.00225-2011 «Opredelenie soderjani-ya iodtirozinov v iodirovannih molochnih belkah i BADah na ih osnove metodom visokoeffektivnoi jidkostnoi hromato-grafii». — M, 2012. — 16 p.
Chernecova, E.S. Ispolzovanie VEJH v sochetanii s mass-spektrometriei dlya issledovaniya novih lekarstvennih veschestv / E.S. Chernecova, A.G. Koryakova // Mass-spek-trometriya. — 2010. — T. 7. — № 2. — P. 101-112.
7. Crecelius, E.A. A determination of total iodine in milk by X-ray fluorescence spectrometry and iodine electrode / E.A. Crecelius // Anal. Chem. — 1975. — V. 47. — № 12. — P. 2034-2035.
Международный Центр стандартизации и сертификации «Халяль» Совета муфтиев России
♦ Более ао компаний вывели свою продукцию на экспорт
За время работы ЫЦСиС "Хал я ль" сертификацию прошли более 200 предприятий
Ф МЦСиС «Халяль» получил аккредитацию в Министерстве Окружающей среды и водных ресурсов ОАЭ и является членом Всемирного Сонета Халяль. Таким образом, сертификат, полученный в МЦСиС «Халяль» Совета Муфтиев России даст нозможность экспорта продукции российских производителей в страны мусульманское мира
129090 гн Москва, Вы пап зов переулок, д*7> стр. % оф, 305 тел,: +7(495)688-95-09, факс: +7 (499) 926-03-e-mail: halal.smr@gmail.com
Халяль — Вера, Разум, Безопасность
WWW.HALALCENTER.ORG
2D18 | № 2 ВСЕ О МЯСЕ
