CC BY
78
НОВЫЕ ИДЕИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ
ТЕМА НОМЕРА]
УДК 664.8.014/.019
Влияние термической обработки
на антиоксидантную активность красных перцев
Н.В. Макарова, д-р хим. наук, профессор, В.П. Бординова, аспирант Самарский государственный технический университет
Сладкий перец - чрезвычайно популярная и ценная овощная культура. По содержанию аскорбиновой кислоты перец превосходит черную смородину и даже лимоны.
Кроме того, перец проявляет противовоспалительные, противоопухолевые, сосудорасширяющие, сахаропонижающие, общеукрепляющие свойства.
Антиоксидантами называют вещества, способные прерывать реакции окисления, которым особенно подвержены липиды, протеины, углеводороды. Именно с неконтролируемым окислением, происходящим в организме человека, связывают болезнь - окислительный стресс. Последствиями окислительного стресса медики считают возникновение и развитие рака, сахарного диабета, атеросклероза, заболеваний нервной системы и т. д.
В качестве профилактики оксида-тивного стресса учеными предлагается регулярное употребление пищевых продуктов, богатых антиоксидантами и имеющих высокий анти-
Антиоксиданты - вещества, способные прерывать реакции окисления. Неконтролируемое окисление, происходящее в организме человека, вызывает окислительный стресс. В качестве профилактики оксидативного стресса рекомендуется регулярное употребление пищевых продуктов, богатых антиоксидантами и имеющих высокий антиокислительный статус. К таким продуктам относятся чеснок, лук, фасоль, орехи, зеленый и красный перец и многие другие.
Ключевые слова: перец сладкий; сушка; стерилизация; фенолы; фла-воноиды; в-каротин; антиоксидант-ная активность.
Key words: pepper sweet; drying; sterilization; phenols; flavonoids; f-carotin; antioxidant activity.
окислительный статус. Работы по поиску таких пищевых продуктов ведутся с 1990-х годов, но наиболее интенсивно они начали проводиться уже в XXI веке. Имеются работы по исследованию антиоксидантных свойств перцев, но они единичны, выполнены за рубежом для импортных сортов.
Тепловая обработка снижает уровень антиокислительной активности овощей. Так, на примере 12 овощей [1] показано, что антиокислительная активность против перекисного окисления липидов на примере мик-росом печени крыс до и после кипячения или сушки овощных продуктов снижается. На примере чеснока, лука белого сорта Armstrong и красного сорта Red Baron [2] изучено влияние бланширования, кипячения, поджа-
ривания, микроволновой обработки на химический состав (содержание полифенолов, флавоноидов, флаво-нолов, антоцианинов, танинов, по-лифенольных кислот, аскорбиновой кислоты) и антиоксидантную активность против свободных радикалов DPPH (2,2'-дифенил-1-пикрилгидра-зила) и ABTS [2,2-азинобис (3-этил-бензотиазолин-6-сульфоновой кислоты) диаммониевая соль] и восстанавливающую силу по методу FRAP (с реагентом 2,4,6-триперидил-s-триазином). На основании результатов экспериментов авторы делают вывод, что после бланширования, поджаривания и микроволновой обработки не происходит снижения содержания биологически активных веществ и уровня антиоксидантной активности. Напротив, варка и про-паривание фасоли сорта Pinto и сорта Turtle Eclipse приводят к существенному снижению показателей химического состава, таких как фе-нольных соединений, флавоноидов, танинов, антоцианов и антиоксидантной активности по методам DPPH, FRAP, ORAC [с 2,2'-азобис (2-амиди-нопропан) дигидрохлоридом] [3]. Интенсивность этого снижения определяется сортом фасоли, но наи-
Рис. 1. Общее содержание фенолов для термообработанного перца
NEW IDEA IN PRODUCTION
меньшее влияние из всех видов обработки оказывает пропаривание. Аналогичные исследования приведены на примере аконитолистной фасоли [4], которую подвергали прогреву сухим паром и в сырых и обработанных образцах изучали химический состав и антиоксидантную активность биохимическими методами (на моделях с диоксирибозой и линолиевой кислотой), химическими методами (FRAP, DPPH, ABTS, хелирующую активность), в результате чего установили, что все показатели ниже в обработанной фасоли, чем в сырой. На примере шести видов овощей исследовано [5] влияние тепловой обработки при 50, 75, 100 °C в течение 10 и 30 мин на содержание фенольных веществ, антирадикальную активность против DPPH и антиокислительную силу в модели с диоксорибозой. Любая тепловая обработка снижает все показатели, но наименьшее воздействие оказывает мягкий режим -50 °C в течение 10 мин. На примере цветков и стеблей брокколи изучено [6] влияние традиционной варки и микроволновой обработки на уровень сохранности фенольных соединений, аскорбиновой кислоты, ка-ротиноидов, антиокислительной активности по методу DPPH. Потери в среднем составляют от 50-80 % в зависимости от показателя. Сравнение влияния кипячения, жарения, микроволновой обработки овощей на показатели суммарного содержания фенолов и антиокислительный потенциал на примере восстанавливающей силы и ингибирования окисления линолиевой кислоты показало, что действие микроволн больше всего ослабляет антиокси-дантную активность [7]. Таким образом, приведенные литературные данные не позволяют сделать однозначные выводы по влиянию различных видов кулинарной обработки на показатели антиоксидатной активности.
Некоторые импортные сорта перца становились объектами для исследования на наличие антиокислительной силы. Так, в 14 сортах душистого перца из Китая методом ВЭЖХ измерено [8] содержание антоциа-нов, флавонолов (мерцитин, квер-цитин, каэмпферол), фенольных кислот (галловой, прокатехиновой, n-гидроксибензойной, ванилиновой, кофейной, п-кумариновой, ферруловой), спектрофотометри-чески исследовано общее содержание фенолов и антирадикальное действие методом ABTS и антиокси-дантная активность по методу FRAP. По всем этим показателям перцы отличаются друг от друга в зависимос-
СтгришвоццЛ при 101) °С
Стерши нация СВЧ при 1 Ml Вт
Сушки СВЧ при 450 Bi Сушка СВЧ при 100 Вт Сушка при Kit) °С
Сушка при 50 °С
( ' 11 ni гп I '.I m I СВЧ ирг г 850
13т
Стерилизации при °С
'1
■ 26 1,00
j
3 MÎ 00
■
£4,00
197.00
95.00
■ Ю ',40
1 4,24 1-
,00
Рис. 2. Общее содержание флавоноидов в термообработанных перцах
j|Û0 100.00 j О.СИ) 300,00 400,00 500.00 мг кптехина /100 г »сходного продукта
ти от сорта. Авторы рекомендуют сок сладких перцев в качестве основы для функциональных напитков. Проведена оценка способности экстрактов зеленого перца улавливать свободные радикалы DPPH, ABTS, анти-оксидантной способности по восстановительному потенциалу по сравнению с шелухой мускатного ореха [9]. Определено, что по всем показателям зеленый перец превышает шелуху орехов в 2-4 раза.
Цель нашей работы - исследование влияния тепловой обработки на химический состав (общее содержание фенолов, флавоноидов, ß-каро-тина) и уровень антиоксидантной емкости по методу определения восстанавливающей силы FRAP и активности по улавливанию свободных радикалов DPPH для красных перцев сорта Подарок Молдовы. Для тепловой обработки были выбраны стерилизация при температуре 100 °C (90 мин); стерилизация при температуре 130 °C (30 мин); микроволновая сте-
рилизация при 180 Вт (20 мин); микроволновая стерилизация при 850 Вт (8 мин); сушка при 50 °C (6 ч); сушка при 100 °C (30 мин); микроволновая сушка при 100 Вт (25 мин); микроволновая сушка при 450 Вт (13 мин). Конечный сушеный перец имеет влажность 9-10 %. Для исследования использовали экстракты образцов, полученные при соотношении продукт: растворитель как 1:10. В качестве растворителя был использован 50 %-ный водный спирт. Экстрагирование проводили при непрерывном перемешивании в течение 2 ч при 37 °С. Готовый экстракт центрифугировали 15 мин при скорости 3000 мин-1. Концентрация полифе-нольных веществ в экстрактах была определена методом с использованием реактива Folin-Ciocalteu [8]. Измерения проводили при длине волны 725 нм. Результаты были пересчитаны по калибровочному графику в единицах галловой кислоты (рис. 1). Определение содержания
( ' 1I'| >11.41 II.Щ1 III iipil Hill 'Ч '
Стернли;ашш СВЧ при 1 WO Br Сушка СВЧ при 450 В г Сушка СВЧ при 100 Вт Сушка при 100 "С ( Ушка при SO °С Стерилизация СВЧ при S50 B r ( ] < | ni 11.1 [ l.' и ¡¡pu 130 °C
Пгрец hum. nil
!6,00
□ 4,97 18,00
5,30
5,70
16,90
1:1,90
II 1.42
S 1.40
Рис. 3. Результаты определения содержания ß-каротина в термообработанных перцах
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100.00 мг |j каро i l ni.I IMI) г исходного продукта
НОВЫЕ ИДЕИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ
ТЕМА НОМЕРА]
Рис. 4. Результаты определения свободнорадикальной активности термообработанных перцев
Рис. 5. Значения FRAP для термообработанного перца
флавоноидов проводили колориметрическим методом при длине волны 510 нм. Содержание флавоноидов было пересчитано на милиг-раммы катехина в 100 г продукта по калибровочному графику (рис. 2). Содержание Р-каротина в экстрактах образцов контролировали при длине волны 470 нм, пересчитано на милиграммы Р-каротина на 100 г продукта по калибровочному графику (рис. 3).
Метод с использованием реактива DPPH основан на способности анти-оксидантов экстракта блокировать свободные радикалы 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила и регистрации протекания этой реакции при длине волны 517 нм. Результаты измерения выражены в EC50 - концентрации экстракта, при которой наблюдается 50 %-ное ингибирование радикалов DPPH.
Сущность метода FRAP заключается в восстановлении комплекса Fe (Ш)-2,4,6-трипиридил^-триазина в комплекс Fe (11)-2,4,6-трипиридил-s-триазин под действием редуктан-тов. FRAP-реагент готовится путем смешения ацетатного буфера, 2,4,6-трипиридил^-триазина, FeCl3. Затем реагент смешивается с экстрактом овощей и спектрофотомет-рируется при 593 нм. Величина FRAP определена по калибровочной кривой в моль Fe2+/1 кг продукта (рис. 5).
Суммируя результаты по анализу химического состава и антиоксидант-ной активности для свежего и термообработанного красного перца, можно сделать следующие выводы: любая тепловая обработка повышает содержание фенолов, флавоноидов, Р-каротина в перцах; микроволновая
обработка больше повышает содержание фенолов и флавоноидов, чем стерилизация; содержание Р-кароти-на, наоборот, больше в стерилизованных образцах; тенденции в изменениях химического состава отразились на антиоксидантной активности образцов термообработанных перцев; два образца способны лучше улавливать свободные радикалы и обладают наивысшими показателями восстановительной силы: стерилизованный при 850 Вт и при 130 °С.
Увеличение показателей по химическому составу и, как следствие, повышение антиокислительной силы в случае термообработанных перцев предположительно можно связать с переходом антиоксидантных веществ из связанного в свободное состояние в ходе термообработки. Результаты исследований могут быть использованы при планировании рецептур функциональных пищевых продуктов с направленным антиок-сидантным действием.
ЛИТЕРАТУРА
1. Protective activity of water soluble components of some common diet vegetables on rat liver microsome and the effect of thermal treatment/G. Gazzani [et al.]//J. Agric. Food Chem. - 1998. - Vol. 46. - № 10. - P. 4123-4127.
2. Comparison of the main bioactive compounds and antioxidant activities in garlic and white and red onions after treatment protocols/S. Gorinstein [et al.]//J. Agric. Food Chem. - 2008. -Vol. 56. - № 12. - P. 4418-4426.
3. Xu, B. Total phenolic, phenolic acid, anthocyanin, flavan-3-ol, and
flavonol profiles and antioxidant properties of pinto and black beans (Phaseolus vulgaris L.) as affected by thermal processing/B. Xu, S.K.C. Chang//J. Agric. Food Chem.-2009. - Vol. 57. - № 11. - P. 47544764.
4. Siddhuraju, P. The antioxidant activity and free radical-scavenging capacity of phenolics of raw and dry heated moth bean (Vigna aconitifolia) (Jacq.) Marechal seed extracts/P. Siddhuraju//Food Chemistry. -
2006. - Vol. 99. - № 1. - P. 149-157.
5. Roy, M.K. Antioxidant potential, anti-proliferative activities, and phenolic content in water-soluble fractions of some commonly consumed vegetables: effect of thermal treat-ment/M.K. Roy, M. Takenaka, S. Isobe, T. Tsushida//Food Chemistry. - 2007. -Vol. 103. - № 1. - P. 106-114.
6. Zhang, D. Phenolics, ascorbic acid, carotenoids and antioxidant activity of broccoli and their changes during conventional and microwave cooking/D. Zhang, Y. Hamauzu//Food Chemistry. -2004. - Vol. 88. - № 4. - P. 503-509.
7. Sultana, B. Effect of different cooking methods on the antioxidant activity of some vegetables from Pakistan/B. Sultana, F. Anwar, S. Iqbal//Int. J. Food Sci. and Technol. -2008. - Vol. 43. - № 3. - P. 560-567.
8. Phenolic compounds and antioxidant capacities of bayberry juices/Z. Fang [et a l. ] //Food Chemistry.- 2009.- Vol. 113.-№ 4. - P. 884-888.
9. Antioxidant activity of some phenolic constituents from green pepper (Piper nigrum L.) and fresh nutmeg mace (Myristica fragrans)/S. Chatterjee [et al.]//Food Chemistry. -
2007. - Vol. 101. - № 2. - P. 515-523.
