Разработка рецептур апельсиновых соков с направленным антиоксидантным действием

УдК 664.8.014/.019

разработка рецептур апельсиновых соков с направленным антиоксидантным действием

А. В. Зюзина, аспирант, Н. В. Макарова, д-р хим. наук, профессор Самарский государственный технический университет

Ключевые слова: антиоксидантная активность; апельсиновые соки; восстанавливающая сила; свободные радикалы; фенолы; флавоноиды; хелирующая активность. Keywords: antioxidant activity; chelating activity; flavonoids; free radical; orange juices; phenols; reducing power.

Оксидативный стресс — это специфическое состояние организма, при котором внутренних ресурсов самого организма не хватает чтобы предотвратить процессы окисления и разрушение клеток под действием свободных радикалов. Оксидативный стресс вызывает ряд тяжелейших заболеваний, таких как склероз, болезни Альцгеймера, Пар-кинсона, Хантингтона, рак [1]. Анти-оксиданты — вещества, способные защитить организм от воздействия свободных радикалов, являясь их «чистильщиками». Ранее поиски антиоксидантов велись среди синтетических веществ, самые известные среди них — бутилгидрокситолуол (ВНТ), бутилгидроксианизол (BHA), тролокс. В последние десять лет проводятся интенсивные исследования по исследованию антиоксидантной активности пищевых систем [2].

Установлено, что антиокислительная активность пищевого рациона на 68 % определяется потреблением напитков [3]. Соки — одни из самых употребляемых напитков, а особо популярны апельсиновые соки.

Однако большинство работ по исследованию антиоксидантной активности посвящено не апельсиновым

сокам, а исходным плодам [4, 5], отходам переработки апельсинов [6]. Из последних публикаций, посвященных исследованию химического состава и антиоксидантной активности напитков с участием апельсинового сока, можно отметить статью, посвященную напиткам на основе молочной сыворотки и апельсинового сока [7], а также результаты исследования коммерческих фруктовых соков Tesco Value Pure Orange и Tropicana Pure Premium Smooth Orange [8].

В качестве объекта исследования нами был выбран апельсиновый сок собственного приготовления «Улыбка». Рецептура этого сока разработана с учетом прежних исследований химического состава и антиоксидант-ной активности трех апельсиновых концентратов различной технологии приготовления: WESOS, замороженный, асептика [9] и данных органо-лептического анализа. Для сравнения были взяты апельсиновые соки известных марок: «Золотая Русь», «Тонус», «Rich».

Определяли показатели химического состава соков: общее содержание фенолов и флавоноидов. Основная методика для определения фенольных веществ во фруктовых соках и напит-

Показатель Апельсиновый сок

«Золотая Русь» «Тонус» «Rich» «Улыбка»

Общее содержание фенолов, мг галловой кислоты/100 г сока 256 277 288 432

Общее содержание флавоноидов, мг катехина/100 г сока 37 46 36 63

Антиоксидантная активность на модели с р-каротин-линолиевой кислотой, % 2,7 7,7 21,0 70,3

Антиоксидантная активность по FRAP-методу, моль Fez+/л 6,8 6,5 5,7 7,5

Антирадикальная активность по методу DPPH ЕСда мг/мл 76 34 29 26

ках — спектрофотометрический метод с реактивом Folin-Ciocalteu. Из анализируемых соков были получены водно-этанольные экстракты при соотношениях сок : 50%-ный этанол как 1:10. Экстракт смешивали с реактивом Folin-Ciocalteu, 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. Флавоноиды в экстрактах соков определяли спек-трофотометрическим методом при длине волны 510 нм с использованием в качестве реактивов нитрита натрия и хлорида алюминия и пересчитывали на миллиграммы катехина по калибровочной кривой. Результаты определения общего содержания фенолов и флавоноидов представлены в таблице.

Для определения антиоксидант-ной активности апельсинового сока «Улыбка» и сравнения апельсиновых соков «Тонус», «Золотая Русь», «Rich» были определены химические методики: восстанавливающей силы, FRAP, хелирующей активности, улавливания свободных радикалов DPPH и биохимическая по обесцвечиванию эмульсии р-каротин-линолеата.

Восстановление железа (III) часто используется как индикатор электро-нодонорной активности, играющей важную роль в механизме действия фенольных антиоксидантов. Восстанавливающая сила определяется по присутствию редуктантов (антиоксидантов) в исследуемых образцах пищевых систем в результате восстановления комплекса Fe3+/ ферро-цианид в форму железа Fe2+. Железо Fe2+ определяется спектрофотоме-трически по голубой окраске при 700 нм. В результате экспериментальных исследований были построены кривые зависимости восстанавливающей силы образца от концентрации (рис. 1).

Сущность метода окисления эмульсии p-каротин-линолиевая кислота: во время окисления линолиевой кислоты образуются свободные радикалы, атакующие высоконенасыщенную молекулу p-каротина, за счет чего Р-каротин теряет свою оранжевую окраску. В присутствии антиокси-дантов свободные радикалы нейтрализуются и степень обесцвечивания Р-каротина намного меньше. К эмульсии p-каротин-линолиевой кислоты,

Г28

ПИВО и НАПИТКИ

2011

Tween-20 добавляли экстракт соков и измеряли поглощение при 470 нм в нулевой момент времени и после выдержки при 50 °С в течение 120 мин. Антиоксидантная активность рассчитывается в процентах по отношению к контролю. Результаты антиоксидант-ной активности соков представлены в таблице.

Сущность метода FRAP: восстановление комплекса Fe(III)-2,4,6-три-пиридил-й-триазина в комплекс Fe(II)-2,4,6-трипиридил-й-триазин под действием редуктантов по схеме: Fe(III)-L + антиоксидант ^ Fe(II)-L+ + окисленный антиоксидант, где L — железоселективный хромогенный ли-гант 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 смешения ацетатного буфера, 2,4,6-трипиридил-й-триазина, FeCl3. Затем реагент смешивается с экстрактом полуфабрикатов соков. Значения FRAP вычислены по калибровочной кривой, построенной для FeSO4, и представлены в таблице.

Железо играет наиважнейшую роль в процессе липидного окисления среди всех металлов благодаря своей высокой активности. Бивалентный переход ионов металлов катализирует окислительные процессы, так как приводит к образованию гидроксиль-ных радикалов. Липидное окисление с образованием свободных радикалов ускоряется железом согласно реакции Фентона:

Fe2+ + H2O2 ^ Fe3+ + OH- + OH'.

Ион Fe3+ также катализирует образование радикалов, но в гораздо меньшей степени, чем ион Fe2+. Фер-розин используется как индикатор присутствия хелаторов в испытуемых системах. Он образует комплекс со свободным ионом Fe2+ и не образует комплекса с Fe2+, связанным антиок-сидантами экстракта. В присутствии хелирующих агентов образование комплекса между железом и ферро-зином снижается, что отражается на цвете и составляет сущность метода FIC. По результатам анализа построен график зависимости хелирующей активности экстрактов соков от концентрации экстракта (рис. 2).

50

1 5 10 25

Концентрация, мг/мл

— Апельсиновый «Улыбка» — Апельсиновый «Тонус» — Апельсиновый «Золотая Русь» — Апельсиновый «Rich»

Рис. 1. Результаты определения восстанавливающей силы для апельсиновых соков

25

~г

~г

~г

250

~Г

500

50 75

Концентрация, мг/мл

— Апельсиновый «Улыбка» — Апельсиновый «Тонус» — Апельсиновый «Золотая Русь» — Апельсиновый «Rich»

Рис. 2. Результаты определения хелирующей активности для апельсиновых соков

Исследование способности улавливать свободные стабильные радикалы по радикалу DPPH (1,1-дифенил-

2-пикрилгидразил) — один из старейших методов исследования анти-оксидантной активности. Этот метод широко использовался как для оценки индивидуальных фенольных веществ, так и для пищевых систем в целом. По мнению авторов обзора [2], этот метод более избирательный, чем используемый в настоящее время ABTS тест, или, как его называют, TEAC-протокол (с радикалом 2,2'-азинобис-

3-этилбензотиазолин-6-сульфоната). Метод DPPH мы использовали для анализа антирадикальной активности разработанного апельсинового сока «Улыбка» и апельсиновых соков сравнения. Одним из основных показателей, характеризующих антирадикальную активность по методу DPPH, является Ес50 — концентрация экстракта анти-оксиданта, при которой наблюдается 50%-ное ингибирование радикалов DPPH. Значения ЕС50 для апельсиновых соков сведены в таблицу.

Анализируя данные по химическому составу апельсиновых соков, можно отметить, что сок апельсиновый «Улыбка» в 1,5-1,7 раза превосходит по показателю общего содержания фенольных веществ и в 1,4-1,8 раза по содержанию флавоноидов другие типы соков. Аналогичную картину можно наблюдать для результатов исследования антиоксидантной активности по всем методам. Превышение показателей сока апельсиновый «Улыбка» составляет в среднем 1,3-3,7 раза.

Результаты исследований химического состава (общего содержания фенолов, флавоноидов) и антирадикальной активности по методам FRAP, FIC, DPPH, модели р-каротин-линолиевая кислота, восстанавливающей силы апельсинового сока «Улыбка» и трех апельсиновых соков сравнения «Rich», «Тонус» и «Золотая Русь» позволяют предложить новую схему создания рецептур соков с направленным антиоксидантным действием. На первом этапе необходимо

2011 ПИВО и НАПИТКИ 29

60 -г

50 -

40 -

30 -

20 "

X 10 "

0

провести анализ химического состава и антиокислительного действия исходных апельсиновых концентратов. На втором этапе на основании данных, полученных на предыдущем этапе, возможен выбор наиболее перспективных полуфабрикатов. Из этого сырья на третьем этапе создается рецептура функционального сока с направленным антиоксидантным действием.

ЛИТЕРАТУРА

1. Packer, L. Oxidative stress and inflammatory mechanisms in obesity, diabetes, and the methabolic syndrome/L. Packer, H. Sies — CRC Press, 2008. — 322 p.

2. Balasundram, N. Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: antioxidant activity, occurrence, and potential uses/N. Balasundram, K. Sundram, S. Samman // Food Chem. — 2006. — Vol. 99. — № 1. — P. 191-203.

3. Saura-Calixto, F. Antioxidant capacity of the Spanish Mediterranean diet/F. Saura-Calixto, I. Goni // Food Chemistry. — 2006. — Vol. 94. — № 3. — P. 442-447.

4. Flavonones in citrus fruit: structure — antioxidant activity relationships/D. Di Majo [et al.] // Food Research International. — 2005. — Vol. 38. — № 10. — P. 1161-1166.

5. Lim, Y. Y. Antioxidant properties of several tropical fruits: a comparative study/Y. Y. Lim, T. T. Lim, J. J. Tee // Food Chemistry. — 2007. — Vol. 103. — № 3. — P. 1003-1008.

6. 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.

7. Zulueta, A. Vitamin C, vitamin A, phenolic compounds and total antioxidant capacity of new fruit juice and skim milk mixture beverages marketed in Spain/A. Zulueta, M. J. Esteve, I. Frasquet, A. Frigola // Food Chemistry. — 2007. — Vol. 103. — № 4. — P. 1365-1374.

8. Mullen, W. Evaluation of phenolic compounds in commercial fruit juices and fruit drinks/W. Mullen, S. C. Marks, A. Crozier // J. Agric. and Food Chem. — 2007. — Vol. 55. — № 8. — P. 3148-3157.

9. Зюзина, А. В. Оценка антиокислительных свойств полуфабрикатов производства соков/А. В. Зюзина, Н. В. Макарова // Пиво и напитки. — 2010. — № 5. — С. 54-55.

10. Макарова, Н. В. Спектрофотометриче-ский метод для определения содержания фенольных соединений/Н. В. Макарова, А. В. Зюзина, Ю. И. Мирошкина // Пищевая промышленность. — 2010. — № 4. — С. 41-42. &

«Старый Мельник»: для истинных ценителей

Группа компаний EFES в России выпустила пиво «Старый Мельник Светлое» в «коллекционной» банке, произведенной ограниченным тиражом.

«Старый Мельник», один из наиболее успешных пивных брендов на российском рынке, открыл летний сезон эксклюзивной новинкой. С 10 июня 2011 г. в продаже появилось пиво «Старый Мельник Светлое» в алюминиевой банке с уникальным «коллекционным» дизайном. Новинка, ориентированная на давних поклонников бренда, а также коллекционеров «пивной» атрибутики, запущена ограниченным тиражом — всего 500 тыс. экземпляров, рассчитанных на Москву и Московскую обл.

Эта банка станет первой в коллекции лимитированных банок пива «Старый Мельник», выпуск которых будет приурочен к знаковым событиям и памятным датам. Новая банка выполнена в узнаваемой зелено-золотой цветовой гамме, присущей «обыкновенной» упаковке светлого сорта пива «Старый Мельник».

Главный элемент дизайна «коллекционной» банки — изображение мельницы, знакомое российским любителям пива со времен создания бренда «Старый Мельник» и первых рекламных кампаний в его поддержку. Дебютировав как первый пивной бренд, разработанный в России специально для локального рынка, «Старый Мельник» на протяжении своей многолетней истории сохраняет узнаваемые черты «фирменного» стиля, высокое качество продукта и индивидуальный характер.

Производители напитков снова ждут ажиотажного спроса

Производители безалкогольных напитков ждали лета в этом году с нетерпением. Прошлогодняя аномальная жара увеличила продажи воды, газировки, соков и кваса в среднем в 1,5 раза. По предварительным прогнозам метеорологов, нынешнее лето вновь будет жарким. РБК daily опросила крупнейших производителей напитков, насколько они готовы к повторению горячего сезона-2010.

Изнурительная жара открывает сезон активных продаж для производителей кондиционеров и прохладительных напитков. Причем если климатической техникой наученные прошлым годом россияне запаслись заблаговременно, то производители воды и газировки только входят в «горячий» период.

По данным Nielsen, производство прохладительных напитков в 2010 г. увеличи-

лось на 60 %, до 876,5 млн дал. Продажи росли не такими темпами, но также достигли рекордных показателей — почти 1,3 млрд дал в натуральном выражении и 329 млрд руб. в денежном — подсчитали аналитики BusinesStat.

По подсчетам BusinesStat, почти половина от общих продаж приходится на минеральные и питьевые воды, причем их доля неуклонно растет: с 37 % в 2006 г. до 46 % в 2010 г. Второе место удерживают сладкие газированные напитки (25 %). На исконно русский напиток квас в минувшем году пришлось порядка 3 % рынка, свидетельствуют данные Росстата.

Значительный рост потребления безалкогольных напитков в прошлом году наблюдали все участники рынка. К примеру, общие продажи компании Coca-Cola в России выросли на 16 %. «Только по флагманскому бренду Coca-Cola рост составил 26 %, — добавляет Кравцов. — Россия продемонстрировала наилучшую динамику среди других стран присутствия компании».

Производители кваса, несмотря на относительно небольшую долю рынка, также горды прошлогодними достижениями. К примеру, в «Очаково» уверены, что потребители начинают относиться к квасу «как к отличной альтернативе сладким шипучкам». Компания в 2010 г. реализовала около 24 млн дал кваса, что на 60 % больше по сравнению с предыдущим годом. «Дека» (производит в том числе квас «Никола») сообщает о еще более внушительном росте. Директор компании по маркетингу Наталья Старшинова рассказала РБК daily, что объем продаж «Деки» в 2010 г. вырос на 178 %, в частности по квасу — на 233 %. Отличной динамике продаж собственного кваса «Русский дар» радуются и в PepsiCo.

К летнему сезону-2011 производители безалкогольных напитков подошли с полными складами и изрядно увеличенными объемами производства. К примеру, «Очаково» провела модернизацию московской площадки, увеличив ежемесячный объем производства с 6 млн до 9,1 млн дал кваса. «Дека» уже в первом квартале увеличила производство в 2,3 раза по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, утверждает г-жа Старшинова.

Coca-Cola в этом году надеется превзойти в России результаты 2010 г. «Сейчас компания активно наращивает объем производства, а в Ростовской области осенью торжественно откроется один из крупнейших заводов Coca-Cola в России», — рассказывает г-н Кравцов. Специально под сезон компания PepsiCo запускает принципиально новый для России продукт — заварной Ice tea под торговой маркой Lipton Nature Green.

30 ПИВО и НАПИТКИ 4•2011