Исследование химического состава плодов черноплодной рябины, произрастающей в Приволжском регионе

РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ И ПРОДУКТЫ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

\ТЕМА НОМЕРА

УДК 664.8.03

Исследование химического состава плодов черноплодной рябины,

произрастающей в Приволжском регионе

Ю.А. Журавлева, канд. хим. наук, М.Н. Земцова, канд. хим. наук, доцент Самарский государственный технический университет

Биологически активные вещества (БАВ) необходимы для поддержания жизнедеятельности человеческого организма, но в настоящее время существует проблема поиска альтернативных источников их получения. Проблема может быть отчасти решена путем извлечения натуральных целевых компонентов из растительного сырья. Растения Приволжского региона содержат множество веществ, обладающих уникальными свойствами. В этой связи большой интерес проявляется к плодово-ягодным ресурсам, которые представлены в количестве, достаточном

Таблица 1

Химический состав плодов черноплодной рябины

Показатель Ягоды

замороженные сушеные

Антоцианы, % 1,53 0,65

Флавоноиды, % 0,34 0,19

Аскорбиновая кислота, % 0,4 0,38

Витамин Р, % 2,16 1,085

Рис. 1. Содержание БАВ в плодах черноплодной рябины Красноярского края и Приволжского региона

Ключевые слова: черноплодная рябина; жом; замороженные плоды; сушеные плоды.

Key words: black chokeberry; bagasse; frozen fruits; dried fruits.

для переработки в промышленных масштабах с целью получения биологически активных соединений, и имеет целый ряд преимуществ перед химическим синтезом с аналогичными целями. Из плодовых растений Приволжского региона можно выделить черноплодную рябину (арония) - Люта Ме!апосагра. Вовлечение в хозяйственный оборот плодов этого растения весьма целесообразно, так как они содержат широкий спектр БАВ.

Нами был изучен химический состав плодов черноплодной рябины, находящихся на хранении в замороженном и высушенном виде, а также химический состав жома, полученного из размороженного сырья, с целью определения оптимальных условий хранения, обеспечивающих наилучшую сохранность БАВ.

Влажность материала и количественное содержание БАВ в растительном сырье и продуктах, полученных при разделении, определяли по традиционным методикам [1-4].

Результаты исследования содержания БАВ в плодах черноплодной рябины, произрастающей в Приволжском регионе, представлены в табл. 1. Показатели содержания БАВ в плодах черноплодной рябины, произрастающей в данном регионе, достаточно высоки. Содержание ан-тоцианов, флавоноидов и аскорбиновой кислоты в этих плодах превосходят аналогичные показатели пло-

дов черноплодной рябины, произрастающей в Красноярском крае (рис. 1) [1].

Для определения оптимальных условий хранения, обеспечивающих наилучшую сохранность БАВ, определяли их содержание в замороженных и высушенных плодах. Хранение при низких температурах положительно влияет на органолепти-ческие характеристики плодов и обеспечивает высокие питательную и биологическую ценности продуктов на протяжении длительного времени.

Один из распространенных способов обработки плодов перед хранением - сушка. Сушеные продукты хорошо сохраняются, так как в них содержится мало влаги, что препятствует развитию микроорганизмов, вызывающих порчу. Хранение материалов с низкой влажностью позволяет сохранять длительное время пищевкусовые и другие свойства растительного сырья. Однако высокие температуры процесса сушки, большая продолжительность и неизбежная аэрация приводят к интенсификации процессов дозревания, протекающих за счет использования ценных компонентов.

Плоды черноплодной рябины высушивали при температуре 35...40 °С в расстоечном шкафу до влажности 12 %; замораживали при -20 ± 2 °С (см. табл. 1). Наибольшее содержание дубильных веществ отмечали в ягодах, подвергнутых замораживанию (19,98 %). В них же обнаружено максимальное содержание аскорбиновой кислоты (0,4%), витамина Р (2,16 %), флавоноидов (0,34 %) и антоцианов (1,53 %).

Таким образом, заморозка при отрицательных температурах - наилучшие условиям хранения, обеспечивающие максимальную сохранность БАВ.

Переработка ягод черноплодной рябины ведется по двухвариантной схеме: с получением сока и жома и без разделения на фазы с получением пюре. В первом случае необходимо определить варианты дальнейшего использования жома, так как антоцианы, катехины и флавоноиды сконцентрированы, главным образом, в кожице плодов, которая при отжиме почти полностью остается в отходах.

Для рассмотрения возможности использования жома как источника БАВ исследовали количественное содержание основных групп БАВ в жоме, оставшемся после получения сока из плодов черноплодной рябины, произрастающей в Приволжском регионе.

VEGETATIVE RAW MATERIALS AND PROCESSED PRODUCTS

Для определения условий с максимальной сохранностью БАВ устанавливали их содержание в замороженном и высушенном жоме.

Жом высушивали при температуре 35...40 °С в расстоечном шкафу, а замораживали его при той же температуре, что и плоды черноплодной рябины (-20 ± 2 °С).

В табл. 2 приведены результаты исследования химического состава жома. Показатели жома, высушенного при температуре 35.40 °С до влажности 12 %, в большинстве своём ниже, чем у твердой фазы, полученной из не подвергавшихся действию положительных температур плодов.

По содержанию витамина Р и дубильных веществ замороженное сырье превосходит сухое, а содержание витамина С и антоцианов в них одинаково. Несмотря на то, что содержание БАВ в жоме уступает замороженным ягодам, оно остается достаточно высоким, чтобы использовать жом для получения экстрактов.

В ходе комплексной переработки сырья жом, остающийся после получения сока аронии, может быть использован в дальнейшем для экстрагирования из него БАВ, а с точки зрения обеспечения максимальной сохранности БАВ его следует хранить при отрицательных температурах.

Разработана методика количественного определения суммы фла-воноидов в плодах черноплодной рябины. За основу был взят спектро-фотометрический метод, который основан на способности флавонои-дов образовывать окрашенный комплекс со спиртом, который дает основной максимум поглощения при I = 370 нм [2].

В процессе разработки метода была поставлена задача установить оптимальные условия экстракции, для чего изучали влияние концентрации этанола, продолжительности экстракции, температуры и кратности экстрагирования. Эффективность экстракции оценивали по количеству выделенных флавоноидов. Результаты по определению зависимости выхода флавоноидов от условий экстракции представлены в табл. 3.

Изучение зависимости выхода флавоноидов от концентрации спирта, для чего использовали 40, 60 и 80%-ный этанол, показало, что максимальное извлечение достигается 60 %-ным этанолом.

Определяли выход флавоноидов из плодов черноплодной рябины через 30 мин; 1; 1,5; 2 и 2,5 ч. Одновременно при различной продолжительности экстракции проведено сравнительное изучение полноты из-

влечения флавоноидов одно- и двукратной экстракцией. В случае однократной экстракции сырье заливали 60 %-ным этанолом в соотношении 1:50 и нагревали на кипящей водяной бане с обратным холодильником на протяжении всего времени экстракции. При двукратной экстракции сырье первоначально заливали этанолом в соотношении 1:30, а по истечении половинного срока экстрагирования из частично истощенного сырья флавоноиды извлекали свежей порцией этанола в соотношении 1:20. Отфильтрованные извлечения объединяли и определяли содержание флавоноидов.

На рис. 2. представлены экстракционные кривые, которые показывают, что достаточно полное истощение растительного сырья наблюдается при двукратной экстракции в течение 4 ч (2 ч + 2 ч).

Таким образом, наиболее глубокое извлечение флавоноидов достигается 60 %-ным этанолом на кипящей водяной бане с обратным холодильником в течение 2 ч при двукратном экстрагировании (дальнейшее увеличение времени экстракции до 150 мин не приводило к значительному увеличению выхода фла-воноидов).

Содержание суммы флавоноидов (с, %) в пересчете на кверцетин рассчитывали с использованием удельного показателя поглощения кверце-тин-стандарта (е = 646) по формуле:

с = (0П00х50)/[646а(100-б)],

где D- оптическая плотность раствора флавоноидных агликонов при длине волны 370 нм; V- объем экстракта; 50 - разведение; а - масса сырья, г; б- влажность сырья, %.

Таким образом, плоды черноплодной рябины, произрастающей в Приволжском регионе, являются перспективным сырьем для получения биологически активных веществ. Наиболее целесообразный метод хранения сырья для обеспечения максимальной сохранности БАВ - хранение при отрицательных температурах. Несмотря на меньшее содержание биологически активных веществ, жом черноплодной рябины, выращенной на территории Приволжского региона, также является перспективным сырьем для получения продуктов, богатых БАВ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Особенности измельчения плодов аронии черноплодной/А.С. Фе-

Таблица 2

Химический состав жома черноплодной рябины

Показатель Жом

сушеный замороженный

Антоцианы, % 0,89 0,88

Флавоноиды,% 0,17 0,20

Аскорбиновая кислота, % 0,33 0,33

Витамин Р, % 1,128 1,144

Таблица 3

Условия экстракции флавоноидов из плодов черноплодной рябины

Исследуемый параметр Суммарное содержание флавоноидов, % Исследуемый параметр Суммарное содержание флавоноидов, %

Экстрагент Температура экстракции, °С

Этиловый спирт, % 20

60 80 0,36 0,31 40 75 0,11 0,17 0,33

Время экстракции, мин Суммарное содержание флавоноидов при однократной экстракции, % Суммарное содержание флавоноидов при двукратной экстракции, %

30 60 90 0,14 0,20 п ->3 0,17 0,23 0,28

120 150 0,26 0,27 0,34 0,35

M 0,35 tu одз

^___J

в.: 0.15 0,1 0Л5

3<l 6D *М) 120 150

Рис. 2. Экстракционные кривые: 1 - однократная экстракция; 2 - двукратная экстракция

дюлин [и др.]//Химия растительного сырья. - 2006. - № 4. - С. 55-58.

2. Изучение динамики накопления флавоноидов в цветках липы/Л.А. Ашаева [и др.]//Фармация. -1987. - № 6. - С. 10-13.

3. Муравьева, Д.А. Спектрофото-метрическое определение суммы ан-тоцианов в цветках василька сине-го/Д.А. Муравьева, В.Н. Бубенчико-ва, В.В. Беликов//Фармация. -1987. - № 5. - С. 28-29.

4. Физиологические и биохимические методы анализа растений: практикум/авт.-сост. Г.Н. Чупахи-на. - Калининград: Калининградский университет, 2000. - 59 с.