ИНГИБИТОР ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ
PEROXIDATION INHIBITOR

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве ингибитора перекисного окисления в производстве льняного масла.
Льняное масло характеризуется высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот типа Омега-3 и Омега-6, главным образом α-линоленовой кислоты. Употребление льняного масла в пищу оказывает некоторое терапевтическое воздействие, а именно нормализует функционирование сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной, гормональной и других систем организма. Однако большое содержание полиненасыщенных жирных кислот обуславливает низкую устойчивость льняного масла к окислению, что обуславливает невозможность его длительного хранения. Введение ингибиторов перекисного окисления в льняное масло защищает полиненасыщенные жирные кислоты от перекисной деградации, тем самым предотвращая масло от порчи.
Известны синтетические ингибиторы перекисного окисления, однако не все они могут применяться в пищевой промышленности из-за токсичности. В настоящее время из синтетических ингибиторов перекисного окисления для льняного масла применяют, например, такие соединения, как ароматические оксиамины, производные гидроксихинолина и фенилендиамина, хинонимины, производные гидрохинона, фосфоновые кислоты и ряд других соединений, ингибирующих развитие свободнорадикальных состояний в маслах [1].
Недостатками синтетических ингибиторов перекисного окисления являются отсутствие в них питательной ценности и значительные финансовые затраты на производство.
Известны ингибиторы перекисного окисления растительного происхождения, противоокислительные свойства которых обусловлены, главным образом, наличием в их составе фенольных соединений, центром реакции у которых служит фенольная гидроксильная группа с пространственным барьером, созданным метиловой, i-пропиловой или t-бутиловой группой в α-позиции, которая останавливает цепную реакцию окисления [1]. Добавление ингибиторов перекисного окисления растительного происхождения в продукты, кроме предохранения их от порчи, улучшает полезные питательные свойства продуктов благодаря ценным компонентам, содержащимся в этих ингибиторах.
Известен растительный ингибитор перекисного окисления, применяемый для масел, в виде измельченных бобов фасоли, который добавляют в количестве 0,3-0,8% от массы масла. Противоокислительное действие этого ингибитора практически не зависит от степени измельчения бобовых, но наиболее технологично приемлемой является степень измельчения 1-2 мм. Использование природного продукта - бобов фасоли - позволяет увеличить срок хранения льняного масла до 16-21 месяца, т.е получить продукт длительного хранения за счет использования однокомпонентного ингибитора перекисного окисления [2]. Однако производство бобовых культур для получения исходного сырья для указанного ингибитора не обладает высокой экономической доступностью.
Из ингибиторов перекисного окисления растительного происхождения наиболее близким к заявляемому является ингибитор перекисного окисления для масел на основе зверобоя, который пригоден в том числе и для льняного масла. Этот ингибитор представляет собой масляный экстракт зверобоя, полученный путем экстракции измельченной травы зверобоя растительным маслом в соотношении 1:1 и выдерживания при температуре 18-20°С. При этом полученный ингибитор перекисного окисления используют в количестве 0,5-5,0% от массы масла [3]. Упомянутый ингибитор увеличивает срок хранения льняного масла до 8 месяцев.
Основным недостатком этого упомянутого ингибитора является то, что он способен увеличить срок хранения льняного масла до 8 месяцев, т.е. всего в 2 раза по отношению к сроку хранения этого масла без использования ингибитора перекисного окисления. Другим его недостатком является ограниченность в природе ресурсов зверобоя, а для возделывания зверобоя на сельскохозяйственных угодьях требуются значительные затраты.
Задача изобретения - создание ингибитора перекисного окисления растительного происхождения, способного увеличить срок хранения льняного масла по сравнению с ингибитором по прототипу и имеющего доступную сырьевую базу.
Поставленная задача решается применением в качестве ингибитора перекисного окисления льняного масла сухого спиртового экстракта лабазника вязолистного, полученного путем экстракции воздушно-сухой измельченной травы лабазника вязолистного этиловым спиртом, в количестве 0,2-0,4% от массы льняного масла.
Во всех современных справочниках по лекарственным растениям приводятся сведения о применении лабазника вязолистного, однако до сих пор не известно о применении его в качестве ингибитора перекисного окисления для масел. Лабазник вязолистный содержит в своем составе широкий спектр биологически активных соединений, основными из которых являются фенольные соединения, и используется в официальной и народной медицине как лекарственное средство широкого фармакологического действия, обладающее ярко выраженным антиульцерогенным действием [4].
Сбор травы лабазника вязолистного (Filipendula ulmaria (L.) Maxim.) рекомендуется производить в период фенофаз бутонизации и цветения, так как в этот период накопление биологически активных соединений противоокислительного действия максимально [5].
Способы получения сухого спиртового экстракта на основе растительного сырья также довольно широко описаны в литературе. В качестве экстрагентов используют 90% этиловый спирт, т.к. он обладает способностью хорошо извлекать противоокислительные компоненты.
Так, широко известен способ получения сухого спиртового экстракта на основе растительного сырья, при котором в измельченное воздушно-сухое растительное сырье добавляют 90%-ный этиловый спирт в количестве, которое примерно в 70 и более раз по массе превышает количество сухого измельченного сырья, выдерживают эту смесь при температуре 90-100°С на водяной бане или в условиях, близких к ней, в течение примерно 30 мин. Этого времени обычно достаточно для достижения полного экстрагирования фенольных соединений. Затем полученный жидкий спиртовой экстракт охлаждают до комнатной температуры, фильтруют, из отфильтрованного раствора удаляют жидкую фазу, например, в роторном испарителе и получают сухой остаток, т.е. сухой спиртовой экстракт. Полноту экстрагирования определяют любым известным методом, например по реакции с 15% раствором гидроксида натрия. При полном экстрагировании указанный раствор при нагревании не должен желтеть [6].
Известен также способ получения сухого спиртового экстракта на основе растительного сырья, при котором экстракцию спиртом одной и той же навески измельченного воздушно-сухого сырья проводят трижды, каждый раз заливая 1/3 должного количества 90%-ного этилового спирта, рассчитанного, как указано выше, и каждый раз проводят весь описанный выше цикл экстракции, включая охлаждение, после чего полученные охлажденные до комнатной температуры жидкие спиртовые экстракты объединяют, фильтруют и из полученного отфильтрованного раствора удаляют на роторном испарителе жидкую фазу до получения сухого остатка [7].
Для подтверждения заявленного технического результата при использовании изобретения сухой спиртовой экстракт лабазника вязолистного (Filipendula ulmaria (L.) Maxim.) получали согласно вышеописанной трехкратной экстракции одной и той же навески. Измельченную воздушно-сухую траву лабазника вязолистного массой 1 г помещали в колбу объемом 150 мл и вливали 30 мл 90%-ного этилового спирта, после чего колбу присоединяли к обратному холодильнику и нагревали на водяной бане (при температуре 90-100°С) в течение примерно 30 мин, затем полученную смесь отфильтровывали, и твердый остаток снова помещали в колбу, добавляли снова 30 мл 90%-ного этилового спирта и снова проводили экстракцию как указано выше. Твердый остаток после второй экстракции снова помещали в колбу, вливали 30 мл 90%-ного этилового спирта и снова проводили экстракцию. Полученные в результате трехкратной экстракции одной и той же навески измельченной воздушно-сухой травы лабазника вязолистного спиртовые жидкие экстракты охлаждали до комнатной температуры и удаляли жидкую фазу на роторном испарителе до получения сухого остатка (сухого экстракта).
Эффективность полученного ингибитора перекисного окисления определяли в процессе хранения льняного масла с разной его концентрацией в масле и льняного масла без такого ингибитора согласно нижеследующим примерам. Для чистоты исследований состав, указанный ниже для каждого примера, размещали в три колбы, исследовали масло для каждого примера в каждой из трех колб, а результаты усредняли.
Пример 1. В три конические колбы объемом 150 мл каждая помещали по 100 г льняного масла и добавляли сухой спиртовой экстракт лабазника вязолистного в количестве 0,1% от массы масла (0,1 г). Колбы плотно закрывали и помещали на хранение при комнатной температуре без доступа света.
Пример 2. В три конические колбы объемом 150 мл каждая помещали по 100 г льняного масла и добавляли сухой спиртовой экстракт лабазника вязолистного в количестве 0,2% от массы масла (0,2 г). Колбы плотно закрывали и помещали на хранение при комнатной температуре без доступа света.
Пример 3. В три конические колбы объемом 150 мл каждая помещали по 100 г льняного масла и добавляли сухой спиртовой экстракт лабазника вязолистного в количестве 0,3% от массы масла (0,3 г). Колбы плотно закрывали и помещали на хранение при комнатной температуре без доступа света.
Пример 4. В три конические колбы объемом 150 мл каждая помещали по 100 г льняного масла и добавляли сухой спиртовой экстракт лабазника вязолистного в количестве 0,4% от массы масла (0,4 г). Колбы плотно закрывали и помещали на хранение при комнатной температуре без доступа света.
Пример 5. В три конические колбы объемом 150 мл каждая помещали по 100 г льняного масла. Колбы плотно закрывали и помещали на хранение при комнатной температуре без доступа света.
Измерение показателей льняного масла, хранимого в колбах согласно примерам 1-5, проводили периодически в течение 22 месяцев. Результаты измерений приведены в таблицах 1-3.
2
В качестве основного показателя качества льняного масла измеряли перекисное число (ПЧ), которое характеризует уровень накопления гидроперексидов в маслах. ПЧ определяли методом йодометрического титрования в соответствии с ГОСТ 26593-85, результаты его измерения представлены в таблице 1. ПЧ является количественным показателем гидроперексидов в маслах и определяется количеством йода, образующегося при реакции йодида калия с гидропероксидами масла. Согласно упомянутому ГОСТу ПЧ не должно превышать 10 мольО/кг.
Из таблицы 1 следует, что противоокислительная способность спиртового экстракта лабазника вязолистного в количестве 0,1 мас.% от массы масла слабо проявляется, а в количестве 0,2 мас.% и более она увеличивается, и срок хранения масла достигает 20 месяцев. При дальнейшем повышении содержания спиртового экстракта лабазника вязолистного его противоокислительная способность падает, и при содержании в количестве 0,4 мас.% от массы масла срок хранения масла падает до 16 месяцев.
2
Для дополнительной оценки изменения состояния льняного масла при хранении определяли такие показатели, как кислотное (КЧ) и йодное (ИЧ) числа. КЧ использовали в качестве показателя содержания в масле свободных жирных кислот, и оно не должно превышать 2,25 мгКОН/г (ГОСТ 5476-80). ИЧ указывает на количественное содержание непредельных жирных кислот в льняном масле и его определяли в соответствии с ГОСТ 5475-69. Этот показатель дает дополнительные сведения об устойчивости масла к процессам окисления и полимеризации (ИЧ должно быть не менее 175 гI/100 г).
2
Таблицы 2 и 3 показывают, что показатели ИЧ и КЧ льняного масла, содержащего сухой спиртовой экстракт лабазника вязолистного в количестве 0,2-0,4 мас.% по отношению к массе масла, значительно превосходят аналогичные показатели льняного масла без упомянутого экстракта. Для масла с содержанием спиртового экстракта лабазника вязолистного в указанных количествах уровень КЧ при 16 месяцах хранения равен 2,12±0,18 мгКОН/г, что не превышает допустимую норму для показателя устойчивости масла к процессам окисления и полимеризации. Уровень ИЧ, характеризующий устойчивость масла к процессам окисления и полимеризации, составил 178,2±14,39 гI/100 г на 16-й месяц хранения льняного масла, что также соответствует принятым нормативам.
Из представленных результатов исследований видно, что при использовании сухого спиртового экстракта лабазника вязолистного значительно ингибируется перекисное окисление ненасыщенных жирных кислот льняного масла, свидетельствуя тем самым о возможности использования упомянутого экстракта в качестве ингибитора перекисного окисления льняного масла для увеличения срока его хранения. Этими исследованиями также установлено, что при добавлении сухого спиртового экстракта лабазника вязолистного в количестве от 0,2 до 0,4% от массы масла срок хранения масла увеличивается до 16 месяцев при удовлетворительном состоянии других качественных показателей масла.
Таким образом, при расходе упомянутого экстракта от 0,2 до 0,4 мас.% срок хранения льняного масла возрастает до 16 месяцев против 4 месяцев для нестабилизированного масла и 8 месяцев для масла, стабилизированного ингибитором окисления, полученным из зверобоя. Стабилизированное ингибитором перекисного окисления по настоящему изобретению льняное масло обогащается также физиологически активными веществами растительного происхождения, содержащимися в лабазнике вязолистном.
Процесс получения ингибитора перекисного окисления по изобретению является высокотехнологичным, поскольку его получают из однокомпонентного сырья. Сухой спиртовой экстракт лабазника вязолистного не содержит токсичных веществ и безопасен при его добавлении в пищевые продукты. Широкая распространенность лабазника вязолистного на территории России делает легкодоступной сырьевую базу для приготовления ингибитора перекисного окисления согласно изобретению, и поэтому его стоимость по отношению к стоимости ингибитора перекисного окисления по прототипу ниже. Технология обогащения льняного масла спиртовым экстрактом лабазника вязолистного не требует дополнительного перемешивания обогащенного масла в процессе его хранения и употребления.
Таким образом, сухой спиртовой экстракт травы лабазника вязолистного обеспечивает противоокислительные свойства льняному маслу, сохраняет при этом питательные, терапевтические и органолептические свойства льняного масла в процессе его хранения и, кроме того, обогащает его комплексом биологически активных соединений, содержащихся в лабазнике вязолистном.
Источники информации
1. Зубцов В. А. и др. Исследование антиокислительной активности природных антиоксидантов для стабилизации льняного масла. Материалы международной научно-псактической конференции «Высокоэффективные технологии производства и переработки льна», Вологда, 5 марта 2002 г., Центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации легкой промышленности; Москва, 2002, стр.234-239.
2. Патент ВУ 10449, 2006.
3. Патент RU 2278154, 2006.
4. Башилов А.В. и др. Биологическая и фармакологическая характеристика лабазника вязолистного (Filipendula ulmaria (L.) Maxim.) и лабазника шестилепестного (Filipendula hexapetala Gilib.), обладающих выраженным противовоспалительным действием, Материалы международной научно-практической конференции (Нарочанские чтения), Минск-Нарочь, 27-30 сентября 2006 г., Центральный ботанический сад НАН Беларуси; Минск, 2006, стр.4-12.
5. Башилов А.В. Накопление биологически активных соединений в зависимости от фаз вегетации в растительном сырье представителей родов Filipendula Mill. и Polemonium L., Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук, 2008, №2, стр.20-25.
6. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений, Л., Агропромиздат, 1987 г., стр.112.
7. Башилов А.В. Особенности кинетики перекисного окисления липидов в присутствии антиоксидантов растительного происхождения, Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук, 2009 г., №1, стр.110-113.