Влияние антиокислительной активности сухого кобыльего молока на стойкость его жирового компонента

УДК [613.287.6:637.146.23.137]:615.014.425:[547.814.5:577.164]

влияние антиокислительной активности

сухого кобыльего молока на стойкость его жирового компонента

А. Г. Валиев

Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа

Изучены антиокислительные свойства кобыльего молока сублимационной сушки с использованием хемилюминесцентного анализа, также определялось содержание диеновых и триеновых конъюга-тов, общей окисленности липидов. Установлено, что при хранении сухого молока происходит снижение антиокислительной активности и повышение интенсивности пероксидации липидов, что является ведущим механизмом ухудшения его качества. Кверцетин (витамин Р), добавленный в кобылье молоко перед сушкой, повышает антиокислительную активность последнего, способствует торможению процессов липопероксидации и сохранению высокого качества сухого молока, что позволяет удлинить до полугода срок его хранения. хемилюминесцентный метод анализа является высокочувствительным методом экспресс-анализа сухого молока, позволяющим уловить ранние изменения в процессах липопе-роксидации.

Ключевые слова: пероксидация липидов, антиоксиданты, кобылье молоко.

ВВЕДЕНИЕ

В ряде регионов России (Башкортостан и др.) кобылье молоко используется для выработки ценного лечебно-диетического напитка — кумыса. Доказана возможность применения этого вида молока в качестве основы для приготовления детского питания [1, 4, 13].

В то же время известно, что производство кобыльего молока имеет сезонный характер. Сезонность можно преодолеть, осуществляя сушку кобыльего молока в летний период, когда оно имеется в избытке. Известно, что жир молока кобылиц башкирской, белорусской и некоторых других пород характеризуется наличием большого количества полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) [2]. Они являются ценным пластическим материалом для построения биомембран и синтеза важных тканевых

биорегуляторов — простагландинов [12]. В то же время ПНЖК характеризуются низкой устойчивостью к пероксидному окислению липидов (ПОЛ) [3, 14]. Наиболее щадящим методом сушки молока является сублимационная (холодная) сушка, при которой достигается максимальное сохранение ценных компонентов молока: белков, углеводов, липидов, а также обладающих антиокислительными свойствами витаминов А, Е, Си ферментов — супероксиддисмутазы и ката-лазы [6].

Удлинению срока хранения сухого кобыльего молока способствует применение ан-тиоксиданта кверцетина, обладающего активностью витамина Р (витамина проницаемости), разрешенного для применения в лечебных целях [9].

Цель работы — исследовать антиокислительные свойства сухого кобыльего молока, высушенного сублимационной сушкой

с добавлением антиоксиданта кверцетина и без него, при хранении в течение 6 месяцев.

Материалы и методы

ИССЛЕДОВАНИЯ

Было исследовано кобылье молоко сублимационной сушки согласно ТУ 49802—80 [10]. Сушка осуществлялась летом на установке ТГ-50 с добавлением в молоко кверцетина в количестве 0,02% к молочному жиру и без добавок. Высушенное молоко фасовалось в стеклянные флаконы в среде азота. Молоко хранилось при комнатной температуре, анализировалось в исходном периоде и через каждые 3 месяца в течение полугода.

В молоке исследовали следующие показатели: сухое вещество по ГОСТ 3626—73, общую кислотность по ГОСТ 3646—67, активную кислотность (рН) — потенциометри-чески, общий жир по ГОСТ 8764—73, влажность сухого молока по ГОСТ 8764—73 [11].

При хранении сухого молока в процессе исследования антиокислительных свойств и состояния перекисного окисления липидов сублимированного кобыльего молока использовали измерение хемилюминесценции (ХЛ), индуцированной ионами двухвалентного железа. Указанный метод позволяет определить способность липидов изучаемой биожидкости к пероксидному окислению, интенсивность которого зависит в значительной мере от выраженности антиокислительных свойств биосубстрата. Запись хеми-люминограммы восстановленного сухого молока осуществлялась в течение 10 минут.

График характеризуется следующими параметрами: после открытия шторки в приборе идет регистрация спонтанного свечения, отражающего интенсивность пероксидации липидов (ПОЛ), имеющего свободноради-кальный механизм окисления, без внешнего воздействия. Уровень свечения ограничи-

вается антиоксидантной системой. После внесения в кювету прибора раствора, содержащего ионы Fe+2 — инициатора свечения, возникает быстрая вспышка, которая имеет вид острого пика и отражает усиление сво-боднорадикального окисления, сопровождающегося образованием гидроперекисей. Затем следует латентный период, определяемый антиоксидантными свойствами биожидкости. Последний переходит в медленную вспышку, которая на графике записывается в виде постепенно растущего пика. Медленной вспышкой определяется способность биожидкости окисляться. Она характеризуется амплитудой — максимальной светимостью и площадью — светосуммой. Для выражения светимости использовали условные единицы [3, 16].

Параллельно с исследованием хЛ в молоке анализировали продукты свободноради-кального окисления липидов. Для этого жир сухого молока экстрагировали по Фолчу [17]. Экстракты обрабатывали в атмосфере азота и хранили в низкотемпературном шкафу при температуре -20°С. В липидных экстрактах определяли диеновые и триеновые конъюга-ты ненасыщенных жирных кислот [7, 8]. Исследовали в образцах молока общую окис-ленность липидов, выявляющую первичные продукты ПОЛ — гидроперекиси [15].

При обработке полученных данных использовали пакет компьютерных программ Statistica 6.0. Достоверность различия оценивали с использованием коэффициента достоверности t Стьюдента [5].

Результаты исследования

И их ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные данные хемилюминесцент-ного анализа свежевысушенного молока кобылиц в динамике хранения в течение 6 месяцев представлены в таблице 1. Они свидетельствуют об изменении интенсивности

свечения сухого кобыльего молока при хранении и после внесения антиоксиданта. Для суждения об этом использовали интегральные показатели ХЛ: величину спонтанного свечения, быстрой вспышки и светосуммы свечения.

Как видно из таблицы, кинетика развития свечения в контрольных образцах и в образцах с добавкой кверцетина была сходной по направленности. В то же время уже в исходный период в контроле выявлено по сравнению с образцами, содержащими кверцетин, наличие более высокой амплитуды быстрой вспышки (выше на 32%) и более высокая све-тосумма свечения. Спустя 3 месяца в контрольных пробах было зарегистрировано достоверное повышение всех параметров ХЛ. В пробах с кверцетином возрастание показателей ХЛ было в меньшей степени, при этом было достоверным только увеличение быстрой вспышки.

К концу шестого месяца хранения при сравнении контрольных и опытных образцов с кверцетином, выявлены более выраженные различия в интенсивности свобод-норадикальных процессов. По данным таблицы 1 видно, что интенсивность свечения

была выше в контроле и ниже в образцах с кверцетином. За истекший период хранения в контрольных образцах молока параметры хемилюминесценции увеличились в значительной степени: спонтанное свечение — в 15 раз, амплитуда быстрой вспышки — в 9, светосумма свечения — в 3 раза. В образцах, содержащих кверцетин, также наблюдалось увеличение всех параметров хемилюминес-ценции по сравнению с исходным, однако их абсолютные величины были значительно ниже, чем в контроле: спонтанное свечение — в 1,5 раза, быстрая вспышка — в 2,5, светосумма свечения — в 2 раза.

Состояние процесса липопероксидации при хранении сублимированного кобыльего молока одновременно оценивали путем использования косвенных методов изучения интенсивности свободнорадикального окисления липидов. С этой целью исследовали в биосубстрате уровни ДК и ТК, а также соединения, реагирующие с тиобарбитуро-вой кислотой (ТБК-РП, малоновый диальде-гид и др.).

Из данных, представленных в таблице 2, видно, что в свежевысушенном молоке содержание ДК и ТК в контрольных и опытных

Таблица 1

Характер хемилюминесценции сублимированного кобыльего молока

Длительность хранения молока, мес. Хемилюминесценция молока

спонтанное свечение быстрая вспышка светосумма

Контроль

0 2,0±0,3 105,5±3,12 27,2±1,8

3 4,75±0,8 * 120,0±3,85 * 42,3±5,9 *

6 31,8±3,2* 957,0±77,0 * 85,4±7,0

Кверцетин

0 1,8±0,6 70,2±3,93 11,9±1,3

3 3,4±0,5 110,5±5,17 * 17,3±2,3

6 22,4±1,3 * 378,0±43,5 * 43,8±4,0 *

Примечание. * — различие статистически достоверно по отношению к исходному периоду (р<0,05).

Таблица 2

Изменение относительного содержания изомеров жирных кислот

с конъюгированными связями в молоке

Длительность хранения, мес. Относительное содержание изомеров жирных кислот с конъюгированными связями

без антиоксиданта

диеновые триеновые диеновые триеновые

0 0,52±0,04 0,057±0,007 0,50±0,06 0,056±0,004

3 0,62±0,04 0,074±0,004 * 0,56±0,04 0,061±0,003

6 1,22±0,10 * 0,093±0,007 * 0,87±0,09 * 0,065±0,005

Примечание. * — различие статистически достоверно по отношению к исходному периоду (р<0,05).

пробах с кверцетином было на одном уровне. Через 3 месяца хранения уровень ДК в контроле по сравнению с исходным периодом несколько увеличился, к концу шестого месяца их содержание возросло более чем в два раза (р<0,05). Динамика образования ТК в контрольных образцах была сходной с тем, что наблюдалось со стороны содержания ДК.

Добавление кверцетина перед сушкой не привело к снижению в сухом молоке уровня изомеров жирных кислот с конъюгирован-ными двойными связями. через 3 месяца хранения с антиоксидантом заметного накопления ДК не происходило. Только через 6 месяцев хранения уровень ДК увеличился на 74% по сравнению с исходным периодом

(р<0,05), но в то же время содержание ДК было на 30% ниже, чем в контрольных пробах такого же срока хранения. Возрастание ТК в молоке через 6 месяцев хранения имело менее выраженный характер по сравнению с ДК.

О накоплении гидроперекисей при хранении продукта судили по изменению общей окисленности липидов (ОЛ). Из таблицы 3 видно, что исходное значение ОЛ свежевысу-шенного кобыльего молока равнялось 12,34±1,63° окисленности. Через 3 месяца хранения ОЛ контрольных образцов увеличилась почти в 4 раза (р<0,05). В конце шестого месяца хранения ОЛ возросла в 9,7 раза (р<0,05) по сравнению с первоначальным уровнем.

Таблица 3

Влияние антиоксиданта на общую окисленность (в градусах) липидов сухого кобыльего молока в зависимости от срока хранения и внесенного антиоксиданта

Срок хранения, мес. Общая окисленность липидов

без антиоксиданта

0 12,34±1,63 10,0±1,19

3 45,59±1,69 * 25,98±3,25 *

6 119,70±2,88 * 74,77±4,27 *

Примечание. * — различие статистически достоверно по отношению к исходному периоду (р<0,05).

Внесение кверцетина в кобылье молоко перед сушкой незначительно снижало ОЛ. Через 3 месяца хранения ОЛ в опытных пробах возросла в 2,5 раза по сравнению с первоначальным, но в то же время была на 43% ниже (р<0,05) по сравнению с контрольными образцами того же срока хранения. Через 6 месяцев хранения ОЛ молока, содержащего кверцетин, возросла в 7,5 раза по сравнению с исходной величиной, но оставалась на 37,5% ниже контрольных (р<0,05).

Наблюдаемое нами при хранении сухого молока увеличение интенсивности ХЛ, содержания ДК, ТК и величины ОЛ подтверждает, что в молоке сублимационной сушки при хранении в течение полугода развиваются процессы пероксидации липидов. Внесенный кверцетин увеличивал антиокси-дантную активность молока и снижал интенсивность свободнорадикальных процессов, приводящих к окислению молочных липидов.

Обсуждая полученные результаты, следует отметить высокую чувствительность метода хЛ по сравнению с косвенными методами определения интенсивности свободно-радикальных процессов, протекающих в жире молока. Необходимо подчеркнуть, что для оценки качества жира молока объективным показателем является величина перекисного числа. Для стойкого жира коровьего молока его величина находится в пределах 0,03—0,08% йода [6], но не выше 0,2% йода.

Перекисное число и окисленность липи-дов — показатели, отражающие одну и ту же сторону окислительных превращений липи-дов. Эти величины взаимосвязаны, поэтому окисленность липидов, выраженную в градусах окисленности, можно перевести в пере-кисное число, разделив значение окислен-ности на 1000 [15]. В наших образцах сухого кобыльего молока в исходный период и че-

рез 3 месяца хранения контроля перекисное число равнялось соответственно 0,012 и 0,045% йода, т. е. соответствовало показателю свежего молочного жира высокого качества. Спустя 6 месяцев перекисное число возрастало до 0,12% йода, что было выше допустимого предела и соответствовало испорченному (окисленному) жиру. Указанное подтверждалось и другими показателями. Через 6 месяцев хранения в сухом молоке без добавок появился оттенок желтого цвета, отмечался явно окисленный, салистый вкус, что является следствием глубоких окислительных изменений.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что кверцетин, добавленный в кобылье молоко перед сушкой, повышает его антиокислительную активность, что, в свою очередь, оказывает защитное влияние на липиды молока кобылиц, богатые ПНЖК. Это дает основание рекомендовать кверцетин для продления срока хранения сублимированного кобыльего молока до 6 месяцев при условии дальнейшего подтверждения этого заключения экспериментами на животных, доказывающими отсутствие отрицательного воздействия стабилизированного антиокси-дантом сухого кобыльего молока.

Выводы

1. Снижение антиокислительной активности и усиление интенсивности пероксида-ции липидов является ведущей причиной ухудшения качества сублимированного кобыльего молока в процессе хранения при нерегулируемой (комнатной) температуре.

2. Кверцетин (витамин Р) обладает антиокислительной активностью, добавление его перед сублимационной сушкой приводит к торможению процесса липопероксидации и сохранению высокого качества сухого кобыльего молока, что позволяет рекомендо-

вать его применение с целью удлинения срока хранения до 6 месяцев.

3. Хемилюминесцентный метод анализа сухого кобыльего молока является высокочувствительным методом экспресс-анализа, который позволяет уловить изменения в скорости пероксидации липидов на ранних стадиях.

Библиографический список

1. Антипова Т. А О перспективах разработки продуктов детского питания на основе кобыльего молока/Т. А. Антипова, С. В. Фе-лик//Материалы XII Всероссийского конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Питание и здоровье» (Москва, 29 ноября — 1 декабря 2010 г.).— М., 2010.— С. 6.

2. Валиев А. Г. Особенности вторичного иммунного ответа и состояние неспецифической резистентности организма крыс, получавших рацион с кобыльим молоком, богатым эссенциальными жирными кислотами/А. Г. Валиев//Вопросы питания.— 2001.— № 5.— С. 10—13.

3. Владимиров Ю. А. Свободные радикалы и антиоксиданты/Ю. А. Владимиров///Вестник РАМН.— 1998.— № 7.— С. 43—51.

4. Гильмутдинова Л. Т. Реабилитация и комплексное лечение больных в кумысолечебном санатории «Юматово»/Л. Т. Гильмутдинова, М. М. Хабибрахманов, Р. В. Ахма-дуллин.—Уфа: Юматово, 2004.— 162 с.

5. Гланц С. Медико-биологическая статистика/С. Гланц.— М.: Практика, 1999.— 459 с.

6. Горбатова К К. Биохимия молока и молочных продуктов/К. К. Горбатова.— СПб.: ГИОРД, 2004.— 320 с.

7. Инструкция № 321: Всесоюзный научно-исследовательский институт жиров.— М., 1962.— 4 с.

8. Кугенёв П. В. Методики постановки опытов и исследований по молочному хозяйству/П. В. Кугенёв, Н. В. Барабанщиков— М.: Изд-во ТСХА, 1973.- 184 с.

9. Машковский М. Д. Лекарственные средства/М. Д. Машковский— М.: РИА «Новая волна», 2008.- С. 629-630.

10. Молоко кобылье сублимационной (холодной) сушки. ТУ 49802-80.- М.: Мин-мясомолпром СССР, 1980.- 8 с.

11. Молоко, молочные продукты и консервы молочные. Государственные стандарты СССР.- М.: Изд-во стандартов, 1975.— 512 с.

12. Северин С. Е. Биохимия: учебник.- М.: ГЕОТАР-МЕД, 2004.- 784 с.

13. Стоянова Л. Г. Кобылье молоко сублимационной сушки и возможность его использования при создании продуктов детского и лечебного питания/Л. Г. Стоянова, Л. А Абрамова, К. С. Ладодо//Вопро-сы питания.- 1988.- № 2.- С. 64-67.

14. Терёхина Н. А. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная система/ Н. А. Терёхина, Ю. А. Петрович.- Пермь, 2005.- 58 с.

15. Толстухина Л. С. Метод контроля окис-ленности молочных продуктов/Л. С. Тол-стухина, Л. Т. Сочнева, В. П. Аристова// XXI Международный молочный конгресс: краткие сообщения.- М., 1982.- Т. 1.-Кн. 2.- С. 311-312.

16. Фархутдинов Р. Р. Хемилюминесцентные методы исследования свободнорадикаль-ного окисления в биологии и медицине/ Р. Р. Фархутдинов, В. А. Лиховских.- Уфа: Башкирский гос. мед. университет.-1995.- 110 с.

17. Folch J. A simple method for the isolution and purification of total lipids from animal tissues//. Folch, M. Lees, G. H. Sepanc, G. Y. Staley//]. Biol. Chem.- 1957.-Vol. 236.- № 3.- P. 494-509.

A. G. Valiev

INFLUENCE OF ANTIOXYGEN ACTIVITY OF DRIED MARE'S MILK ON STABILITY OF ITS FAT COMPONENT

The aim of the work was to study the influence of antioxygen system of sublimation (freeze) dried mare's milk on stability of its fat component during 6 months storage without additives and with inclusion of quercetin. We studied antioxidant properties of sublimation-dried mare's milk using chemilumines-cence analysis; the presence of diene and triene conjugates and total lipid oxidation were determined as well. Decrease of antioxygen activity and increase of lipid peroxidation were ascertained during dried milk storage and this is the driving mechanizm of its quality deteioration. Quercetin (vitamin P) added

to mare's milk before drying increases its antioxigen activity, contributes to inhibition of lipid peroxidation processes and preservation of dried milk's high quality, which makes it possible to prolong the term of storage up to 6 months. Chemiluminescence analysis method is a highly sensitive quick test method of dried milk, which makes possible to detect early changes in lipid peroxidation process.

Keywords: lipid peroxidation, antioxidants, mare's milk.

Контактная информация: Валиев Альберт Галиевич, канд. мед. наук, доцент кафедры биологической и биоорганической химии Башкирского государственного медицинского университета, 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3, тел. 8 (347) 273-61-71

Материал поступил в редакцию 02.01.2011