Исследование антиоксидантной активности полуфабрикатов производства соков методами FRAP и fic

УДК 664.8.014/.019

Исследование

антиоксидантной активности полуфабрикатов производства соков методами FRAP и FIC

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

Ключевые слова: полуфабрикаты соков; ягодные концентраты; пюре; апельсиновый концентрат; антиоксидант; хелирующая активность.

Keywords: semis of juice production; berries concentrates; puree; orange concentrates; antioxidant; chelating activity.

Окислительный стресс некоторыми учеными [1] определяется как дисбаланс между свободными радикалами и антиок-сидантами, в результате чего радикалов становится больше, и они вызывают различные заболевания. К факторами, провоцирующим образование свободных радикалов, относят радиацию, курение, употребление лекарств. Все больше ученых-медиков, занимающихся изучением последствий окислительного стресса на организм животных и человека, высказывают мнение, что первопричина практически всех заболеваний — именно недостаточное количество антиоксидантов в организме. Раковые изменения клетки, сердечная недостаточность, заболевания нервной системы — последствия окислительного стресса [2]. Источниками антиоксидантов для организма человека служат пищевые продукты. К веществам в пищевых системах, проявляющим антиоксидантные свойства, относят полифенолы, стеролы, токоферолы, витамины А и С, тиолы, флавоноиды и многие другие. Наиболее богаты антиоксидантами фрукты и ягоды.

В качестве объектов исследования нами были выбраны полуфабрикаты сокового производства: концентрированные соки и пюре фруктов. Свежевыжатые соки достаточно часто служат объектом исследования антиоксидантной активности. Вместе с тем коммерческие соки и их полуфабрикаты исследуют очень редко [3]. Между тем доля свежевыжатых соков в объеме продаж незначительна. Концентраты

фруктовых соков получают выпариванием избытка воды из фруктовых соков. Широкое распространение они получили благодаря удобству в использовании, хранении и транспортировке.

Известно, что уровень антиок-сидантной активности определяется многими факторами. Один из них — природа исходных плодов и ягод. Исходя из этого, нами для исследования были взяты концентраты (асептика) различных ягод (черная смородина, виноград красный, малина, ежевика, клубника, вишня, черника, клюква, брусника) и пюре (яблочное, персиковое, абрикосовое). Технология получения концентратов влияет на их антиоксидантную способность. С целью выявления зависимости условия технологической обработки — антиоксидантная способность исследованы апельсиновые концентраты различной технологической обработки — концентрат WESOS

Малиновый

Вишневый Черносмородиновый Клубничный

Брусничный

Клюквенный

Ежевичный

Виноградный

Черничный

0 2 4 6 8 10 12 Значение FRAP, ммоль Fe2+/n

Рис. 1. Восстанавливающая сила (FRAP) для концентратов соков

0,9

5,1  5,4

5,9

6,7

9,1

11

(по данным производителя, обогащен плодовой мякотью), замороженный и асептика.

Для определения антиоксидантной активности таких пищевых систем, как гранатовый сок [4], цитрусовые плоды [5], отходы производства масла из косточек винограда [6] и др., использовали метод FRAP (ferric reducing antioxidant power).

Сущность метода FRAP заключается в восстановлении комплекса Fe(Ш)-2,4,6-трипиридил-s-триазина в комплекс Fe(II)-2,4,6-трипиридил-s-триазин под действием редуктан-тов по схеме [7]:

Fe(III)-L + антиоксидант ^ ^ Fe(II)-L + окисленный антиоксидант,

где L — железо селективный хромо-генный лигант 2,4,6-трипиридил-й-триазин.

Реакция заключается в переносе электрона от молекулы антиоксидан-та к молекуле окислителя. Восстановительная емкость соединений — эффективный индикатор их потенциальной антиоксидантной активности [7, 8]. FRAP-реагент готовится путем смешения ацетатного буфера, 2,4,6-трипиридил-й-триазина, FeCl3. Затем реагент смешивается с экстрактом полуфабрикатов соков. Экстракт полуфабрикатов готовится путем экстрагирования 50%-ным во-

Персиковое

Абрикосовое

Яблочное

0 5 10 15 20

Значение FRAP, ммоль Fe2+/n

Рис. 2. Восстанавливающая сила (FRAP) для плодовых пюре

Асептика

Замороженный

WESOS

0 5 10 15

Значение FRAP, ммоль Fe2+^

Рис. 3. Восстанавливающая сила (FRAP) для апельсиновых концентратов

И

Г56

ПИВО и НАПИТКИ

3 • 2011

К КОНТРОЛЬ

120 т

^ 100 -

£

80 -60 -40 -

IS i

il

J

20 -0

2 3 4 5 Концентрация экстракта, мг/мл

• Черничный Малиновый

Клубничный — Клюквенный

Вишневый Брусничный

Виноградный « Ежевичный Черносмородиновый

70  60 50  40 30  20 10 0

~Г

~Г

~Г

"Г

2 3 4 5

Концентрация экстракта, мг/мл

Персиковое ™ Яблочное в Абрикосовое

дным спиртом полуфабрикатов при соотношении спирт: полуфабрикат как 10:1 при температуре 37°С в течение 2 ч.

Результаты определения анти-оксидантной активности по методу FRAP для концентратов ягодных соков представлены на рис. 1, для пюре — на рис. 2 и для апельсиновых концентратов — на рис. 3.

Несомненные лидеры по анти-оксидантной активности по методу FRAP среди концентратов ягодных соков — черничный и виноградный (см. рис. 1). Малиновый концентрат имеет очень низкие значения FRAP — почти в 10 раз меньшее, чем виноградный и черничный концентраты. Остальные ягодные концентраты показывают средние результаты — от 5,1 (вишневый) до 7,0 (ежевичный) ммоль Fe2+/ л концентрата.

Пюре имеют очень разные значения FRAP (см. рис. 2). Все пюре можно расположить в следующем порядке по возрастанию: персиковое < < абрикосовое < яблочное. Причем яблочное пюре превышает по значению FRAP персиковое почти в 9 раз, а абрикосовое — почти в 3 раза.

Апельсиновые концентраты разной технологии получения имеют и различные значения FRAP (см. рис. 3). Апельсиновый концентрат асептический показывает значение FRAP в 2 раза меньшее, чем замороженный и WESOS. А вот апельсиновые концентраты WESOS и замороженный обладают почти равными значениями.

Определение хелирующей активности как один из методов исследо-

45 -г 40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 -0

1

6

2 3 4 5

Концентрация экстракта, мг/мл « Апельсиновый асептика Апельсиновый замороженный Апельсиновый WESOS

Рис. 6. Результаты определения хелирующей активности для апельсиновых концентратов

вания антиоксидантнои активности также широко используется для исследования пищевых систем, таких, как сушеная бурая водоросль [9], цветки лилейника [10], кулинарные травы и специи (базилик, лавр, петрушка, тмин, имбирь, кордамон и т. д.) [11].

Среди всех металлов железо играет наиважнейшую роль в процессе липидного окисления благодаря своей высокой активности. Бивалентный переход ионов металлов катализирует окислительные процессы, так как приводит к образованию гидроксильных радикалов. Липидное окисление с образованием свободных радикалов ускоряется железом согласно реакции Фентона [12]:

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

Ион Fe3+ также катализирует образование радикалов, но в гораз-

до меньшей степени, чем ион Fe2+. Феррозин используется как индикатор присутствия хелаторов в испытуемых системах. Он образует комплекс со свободным ионом Fe2+ и не образует комплекса с Fe2+, связанным антиоксидантами экстракта. В присутствии хелирующих агентов образование комплекса между железом и феррозином снижается, что отражается на цвете и составляет сущность метода FIC.

Результаты испытаний по методу FIC на наличие хелирующей активности концентратов ягодных соков представлены на рис. 4, пюре — на рис. 5, апельсиновых концентратов — на рис. 6.

По значениям хелирующей активности все концентраты ягодных соков можно разделить на три группы (см. рис. 4): 1-я группа — с низкими показателями (малиновый, клубничный, виноградный); 2-я группа — с высокими показателями (чернич-

1

6

1

3 • 2011

ПИВО и НАПИТКИ 57

КОНТРОЛЬКАЧЕСТВАа

ный, клюквенный, ежевичный); 3-я группа — со средними показателями (вишневый, брусничный, черносмородиновый).

Порядок расположения пюре по значениям хелирующей активности отличается от порядка расположения FRAP-значений (см. рис. 5). Персиковое и яблочное пюре при концентрации 200 мг /мл имеют почти равные значения, а лидирует абрикосовое пюре.

По величине хелирующей активности при концентрации 200 мг/ мл экстракта апельсиновые концентраты можно расположить в ряд в порядке возрастания: асептика < < замороженный < WESOS (см. рис. 6). И это расположение полностью совпадает с расположением антиоксидантной активности апельсиновых концентратов по методу FRAP.

Таким образом, для большинства концентратов значения анти-оксидантной активности по методу FRAP высоки и в 2-5 раз превышают величины показателей FRAP для некоторых типов красных вин [13], находятся на уровне некоторых лекарственных растений [1, 14], в 4-10 раз превышают аналогичные величины для растительных масел (оливкового, рапсового, рисового, подсолнечного, кукурузного) [7].

Таким образом, полученные результаты в ходе исследований анти-оксидантной активности по двум методам (FRAP и FIC) полуфабрикатов производства соков (концентратов ягодных соков, пюре плодов и апельсиновых концентратов) позволяют выбрать полуфабрикаты с наиболее высокими значениями по антиоксидантной активности и создавать на их основе рецептуры соков со специальными антиоксидантными свойствами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Katalinic, V. Screening of 70 medicinal plant extracts for antioxidant capacity and total phenols/V. Katalinic, M. Milos, T. Kulisic, M. Jukic // Food Chemistry. — 2006. — Vol. 94. — № 4. — P. 550-557.

2. Wonh, S. P. Antioxidant activities of aqueous extracts of selected plants / S. P. Wonh, L. P. Leong, J. H. W. Koh // Food Chemistry. — 2006. — Vol. 99. — № 4. — P. 775-783.

3. Bermùdez-Soto, M. J. Evaluation of commercial red fruit juice concentrates as ingredients for antioxidant functional juices/M. J. Bermùdez-

Soto, F. A. Tomas-Barberan // Eur. Food Res. Technol. — 2004. — Vol. 219. — № 2. -P. 133-141.

4. Antioxidant activity, polyphenol content, and related compounds in different fruit juices and homogenates prepared from 29 different pomegranate accessions/R. Tzulker [et al.] // J. Agric. and Food Chem. — 2007. — Vol. 55. — № 23. — P. 9559-9570.

5. Juice components and capacity of citrus varieties cultivated in China/G. Xu [et al.] // Food Chemistry. — 2008. — Vol. 106. — № 2. — P. 545-551.

6. Maier, T. Residues of grape (Vitis vinifera L.) seed oil production as a valuable source of phenolic antioxidants/T. Maier, A. Schieber, D. R. Kammerer, R. Carle // Food Chemistry. — 2009. — Vol. 112. — № 3. — P. 551-559.

7. Determination of antioxidant capacities of vegetable oils by ferric-ion spectrophotometric methods/A. Szydlowska-Czerniak [et al.] // Talanta. — 2008. — Vol. 76. — № 4. — P. 899905.

8. Loo, A. Y. Antioxidant and radical scavenging activities of the pyroligneous acid from a mangrove plant, Rhizophora apiculata/A. Y. Loo, K. Jain, I. Darah // Food Chemistry. — 2007. — Vol. 104. — № 1. — P. 300-307.

9. Kuda, T. Antioxidant properties of dried of «haba-nori», an edible brown alga, Peta-lonia binghamiae (J. Agaradh) Vinogra-dova/ T. Kuda, T. Hishi, S. Maekawa // Food Chemistry. — 2006. — Vol. 98. — № 3. — P. 545-550.

10. Mao, L.-C. Antioxidant properties of water and ethanol extracts from hot air-dried and freeze-dried daylily flowers/ L.-C. Mao, X. Pan, F. Que, X. H. Fang // Eur. Food Res. Technol. — 2006. — Vol. 222. — № 3-4. — P. 236-241.

11. Hinneburg, I. Antioxidant activities of extracts from selected culinary herbs and spices /I. Hinneburg, H. J. D. Dorman, R. Hiltunen // Food Chemistry. — 2006. — Vol. 97. — № 1. — P. 122-129.

12. Juntachote, T. Antioxidative properties and stability of ethanolic extracts of Holy basil and Galangal/T. Juntachote, E. Berghofer // Food Chemistry. — 2005. — Vol. 92. — № 2. — P. 193-202.

13. Katalinic, V. Antioxidant effectiveness of selected wines in comparison with (+)-catechin/V. Katalinic [et al.] // Food Chemistry. — 2004. — Vol. 86. — № 4. — P. 593-600.

14. Wong, C.-C. Systematic survey of antioxidant activity of 30 Chinese medicinal plants using the ferric reducing antioxidant power assay/C.-C. Wong, H.-B. Li, K.-W. Cheng, F. A. Chen // Food Chemistry. — 2006. — Vol. 97. — № 4. — P. 705-711. <S

«Зиракс»

перекраивает карту пищевого рынка России

ZiRAX

За 2010 г. «Зиракс» занял 30% рынка пищевых добавок для минерализации и нормализации солевого баланса воды в процессе пивоварения. В 2011 г. компания планирует на 45% увеличить объем продаж своего продукта и довести свою долю на российском рынке до 55-60 %.

Пищевую добавку Fudix™ 95-98 % компания вывела на рынок в январе 2010 г. и стала первой российской компанией, производящей подобный продукт (до сих пор российские пивовары работали только с западными поставщиками). Использование Fudix™ позволяет значительно экономить на производстве — содержание основного вещества в нем на 20% выше, чем в аналогичных западных продуктах, и достигает 98%. Это эффективное решение для индустрии пивоварения обеспечивает неизменность вкуса в течение процесса вызревания пива, эля, светлого пива, солодовых ликеров и портера.

Сергей Мануйлов, менеджер по развитию бизнеса РФ/СНГ: «На следующий год «Зиракс» поставил цель вдвое увеличить объем продаж. Мы уверены, что участие в международном форуме «Пиво-2011» в Сочи позволит нам найти новых партнеров и продолжить программу эффективного импортоза-мещения».

Fudix™ 95-98 % пищевой кальций хлористый имеет максимальное по сравнению с аналогами содержание основного вещества (до 98%) в отличие от двухводного кальция хлористого, содержащего не более 78% основного вещества. Продукт характеризуется исключительной чистотой, выражающейся в практическом отсутствии вредных примесей, а также удобной упаковкой в соответствии с ISO 9002, защищающей от влаги и ультрафиолетовых лучей. Fudix™ пищевой хлорид кальция «Зиракс» имеет санитарно-эпидемиологическое заключение, свидетельство о государственной регистрации в Институте питания при Минздраве РФ, соответствует требованиям СанПиН 2.3.21078-01, FCC стандартам и ASTM E-509-3 (2008).

Дополнительная информация доступна на сайте «Зиракс» по адресу www.zirax.ru.

58 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2011