Определение антиокислительной активности полуфабрикатов для производства соков

УДК664.8.014/.019

Определение антиокислительной активности полуфабрикатов

для производства соков

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

Ключевые слова: окисление; линолиевая кислота; в-каротин; антиоксиданты; фосфомолибдатный метод.

Keywords: oxidation; linoleic acid; в-carotene; antioxidants; phosphomolibdate method.

Свободные радикалы, такие, как ОН', О2 -, ROO', RO', Н2О2, HOCl, NO', ONOO-, вызывают кислородный метаболизм. Это высокореактивные частицы, реагирующие с макромолекулами липидов, протеинов, нарушая их функции. Такое несбалансированное окислительное действие получило название окислительного стресса, который вызывает болезни различной этиологии, такие, как сердечная недостаточность, аутизм, рак, диабет, болезни Паркинсона и Альцгеймера, артрит и т. д. В настоящий момент в связи с ухудшением качества жизни окислительный стресс усиливают такие факторы, как радиация, сигаретный дым, медицинские лекарства, загрязненный воздух, вода, низкокачественная пища. Антиоксиданты — эффективные ингибиторы окислительного стресса. Пищевые системы содержат целый ряд антиоксидантов: моно- и полифенолы, стеролы, токоферолы, витамина А и С, тиолы, флавоноиды.

Совсем немного российских работ посвящено изучению антиокислительных свойств пищевых систем и использованию антиоксидантов в пищевых продуктах. Это отдельные работы по предотвращению окисления растительных масел, сливочного масла и исследованию возможности использования некоторых растительных материалов (экстрактов лекарственных трав, ежевики, отходов переработки винограда) в качестве антиоксидантов.

В качестве объектов исследования нами были выбраны полуфабрикаты сокового производства: концентрированные соки и пюре фруктов. Сами

свежевыжатые соки достаточно часто служат объектом исследования антиоксидантной активности. Вместе с тем коммерческие соки и их полуфабрикаты исследуются очень редко. Между тем доля свежевыжатых соков в объеме продаж незначительна. Уровень антиоксидантной активности определяется многими факторами [1]. Один из них — природа исходных плодов и ягод. Исходя из этого, для исследования были взяты концентраты (асептика) различных ягод (черная смородина, красный виноград, малина, ежевика, клубника, вишня, черника, клюква, брусника) и пюре (яблочное, персиковое, абрикосовое). Технология получения концентратов — второй фактор, влияющий на антиок-сидантную способность. С целью выявления зависимости условия технологической обработки — ак-тиоксидантная способность — были исследованы апельсиновые концентраты различной технологической обработки: концентрат WESOS (по данным производителя, обогащен плодовой мякотью) замороженный и асептика.

Окисление линолиевой кислоты по обесцвечиванию в-каротина — часто используемый метод оценки антиоксидантных свойств экстрактов пищевых систем. За последние годы этот метод применялся к таким пищевым системам, как голубика [2], грейпфрут [3], гранат [4].

Сущность метода окисления эмульсии: во время окисления в-каротин-линолиевой кислоты образуются свободные радикалы, которые атакуют высоконенасыщенную молекулу

в-каротина, за счет чего в-каротин теряет свою оранжевую окраску. В присутствии антиоксидантов свободные радикалы нейтрализуются и степень обесцвечивания в-каротина намного меньше. За основу была взята методика, предложенная для цитрусовых фруктов [3]. К эмульсии в-каротина линолиевой кислоты Tween-20 добавляли экстракт концентратов и пюре и измеряли поглощение при 470 нм в нулевой момент времени и после выдержки при 50 °С в течение 120 мин. Результаты анализов представлены на рис. 1-3.

Для девяти исследованных асептических концентратов распределение по уровню антиоксидантной активности было следующее: наивысшим значением, равным почти 90%, обладает черничный концентрат. Для пяти других концентратов:

Виноградный Малиновый Ежевичный Вишневый Брусничный

Клубничный

Черносмородиновый

Клюквенный Черничный

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Антиоксидантная активность, %

Рис. 1. Антиоксидантная

активность концентратов

Персиковое Абрикосовое Яблочное

0 7 14 21

Антиоксидантная активность, %

Рис. 2. Антиоксидантная активность пюре

Замороженный

Асептика

WESOS

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Антиоксидантная активность, %

Рис. 3. Антиоксидантная активность апельсиновых концентратов

2011

28

20

клюквенного, черносмородинового, клубничного, брусничного, вишневого — этот показатель выше 80%, для двух — ежевичного и малинового — выше 70%. Виноградный концентрат демонстрирует худшие результаты.

Пюре (асептика) (рис. 2) показывают очень низкие результаты по антиоксидантной активности с моделью в-каротин-линолиевая кислота. Их значения не достигают и 30%, а по убыванию их можно разместить в следующем порядке: яблочное > > абрикосовое > персиковое.

Несколько более высокие показатели имеют апельсиновые концентраты (рис. 3). Из них самыми большими значениями обладает концентрат WESOS. Совершенно неожиданно апельсиновый асептический концентрат имел более высокие значения, чем замороженный.

Малиновый

Черносмородиновый

Виноградный Вишневый Брусничный Клубничный Клюквенный Черничный Ежевичный

| 482,6 I 488,3

539,4

567,8

0 200 400 600 800 1000 цмоль аскорбиновой кислоты/г исходного вещества

Рис. 4. Антиоксидантная

активность концентратов

Асептика

0 500 1000 1500

цмоль аскорбиновой кислоты/г исходного вещества

Рис. 5. Антиоксидантная активность апельсиновых концентратов

Рис. б. Антиоксидантная активность пюре

Исследование общей антиокси-дантной активности с применением фосфомолибдатного метода в последние годы широко использовали для таких объектов, как компоненты мангрового дерева [5], зерен кофе [6], плодов дилении индийской [7], листьев шелковицы [8], яблок сорта Limoncella [9]. Этот метод основан на восстановлении Мо (IV) в Мо (V) ан-тиоксидантом при реакции с реагентом, состоящим из серной кислоты, фосфата натрия, молибдата аммония, при этом образуется фосфомолибдатный комплекс, имеющий зеленую окраску и максимум поглощения при 695 нм. Результаты выражены в миллимолях аскорбиновой кислоты на грамм исходного вещества, определены по калибровочной кривой и представлены на рис. 4-6.

Лидеры среди концентратов в порядке убывания: ежевичный >

> черничный > клюквенный > клубничный > брусничный. Худшие результаты демонстрируют вишневый >

> виноградный > черносмородиновый > малиновый концентраты. Таким образом, в случае асептических концентратов важнейшим фактором, влияющим на антиоксидантную активность, служит природа ягод, из которых они изготовлены. Результаты по черносмородиновому концентрату неожиданны, так как в системе с в-каротин-линолеатом он занимает третье место и входит в группу лидеров.

Из апельсиновых концентратов (рис. 5) распределение по уровню антиоксидантной активности по фософомолибдатному методу такое же, как и в системе с в-каротин-линолиевой кислотой: WESOS >

> асептика > замороженный. По своим показателям апельсиновый концентрат WESOS превосходит все ягодные концентраты.

Пюре имеют по фосфомолибдат-ному методу такое же распределение, как и в системе с в-каротин-ли-нолеатом: яблочное > абрикосовое >

> персиковое.

Таким образом, на основе результатов исследования антиоксидант-ной активности на модели в-каротин-линолиевая кислота и фосфомолиб-датного метода можно сделать вывод о преобладающем влиянии природы плодов и ягод, из которых изготовлены полуфабрикаты, на уровень анти-оксидантной способности. На примере трех апельсиновых концентратов

разной технологии получения можно говорить об определенном влиянии технологической обработки на уровень содержания антиоксидантных веществ. Среди исследованных полуфабрикатов возможен выбор наиболее перспективных, на основе которых можно составить рецептуры новых сокосодержащих напитков с направленным антиоксидантным действием.

ЛИТЕРАТУРА

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

2. Su, M.-S. Antioxidant activity, anthocyanins, and phenolics of rabbiteye blueberry (Vaccinium ashei) fluid products as affected by fermentation/M.-S. Su, P.-J. Chien // Food Chemistry. — 2007. — Vol. 104. — № 1. — P. 182-187.

3. Characterization of antioxidant compounds in Jaffa sweeties and white grapefruits/ S. Gorinstein [et al.] // Food Chemistry. — 2004. — Vol. 84. — № 4. — P. 503-510.

4. Singh, R. P. Studies on the antioxidant activity of pomegranate (Punica granatum) peel and seed extracts using in vitro models/R. P. Singh, K. N. C. Murthy, G. K. Jayaprakasha // J. Agric. and Food Chem. — 2002. — Vol. 50. — № 1. — P. 81-86.

5. Loo, A. Y. Antioxidant and radical scavenging activtities of the pyroligneous acid from a mangrove plant, Rhizophora apiculata/A. Y. Loo, K. Jain, I. Darah // Food Chemistry. — 2007. — Vol. 104. — № 1. — P. 300-3007.

6. Ramalakshmi, K. Antioxidant potential of low-grade coffee beans/K. Ramalakshmi, I. R. Kubra, J. M. Rao // Food Research International. — 2008. — Vol. 41. — № 1. — P. 96-103.

7. Abdille, Md. H. Antioxidant activity of the extracts from Dillenia indica fruits/Md. H. Abdille, R. P. Singh, G. K. Jayaprakasha, B. S. Jena // Food Chemistry. — 2005. — Vol. 90. — № 4. — P. 891-896.

8. Arabshadi-Delouee, S. Antioxidant properties of various solvent extracts of mulberry (Morus indica L.) leaves/S. Arabshadi-Delouee, A. Urooj // Food Chemistry. — 2007. — Vol. 102. — № 4. — P. 1233-1240.

9. D'Abrosca, B. 'Limoncella' apple, an Italian apple cultivar: phenolic and flavonoid contents and antioxidant activity/B. D'Abrosca [et al.] // Food Chemistry. — 2007. — Vol. 104. — № 4. — P. 1333-1337. <S

1 • 2011

21