СПОСОБ ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ КУМЫСА
METHOD FOR RAPID EVALUATION QUALITY AND BIOLOGICAL VALUE KUMISS PRODUCTION

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к методам оценки качества и биологической ценности кисломолочных продуктов, и может быть использовано для контроля качественных характеристик кумыса.
Известны следующие способы оценки качества кумыса:
1. Определением титруемой кислотности кумыса по ГОСТ-3624: метод основан на нейтрализации кислых соединений, содержащихся в кумысе, щелочью с применением индикатора фенолфталеина [Молоко и молочные продукты. Общие методы анализа. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. - С.24-25; 99-100]. Недостатком данного способа является то, что на показатели титруемой кислотности влияет широкий спектр факторов: состав рационов, порода, возраст, индивидуальные особенности, лактационный период и состояние минерального обмена животных.
2. Проведением органолептического анализа (ГОСТ Р52974-2008. Кумыс. Технические условия). Недостатком данного способа является то, что образующиеся в кисломолочных продуктах на начальной стадии окисления перекиси и гидроперекиси существенно не влияют на органолептические свойства, но в силу токсичности способствуют разрушению жирорастворимых витаминов и полиненасыщенных жирных кислот.
3. Регистрацией сверхслабого свечения, сопровождающего окислительные реакции в модельной тест-системе, содержащей липопротеиды при добавлении кисломолочных продуктов [Лазарева О.Н. Свободнорадикальные процессы и антиокислительные свойства молока и кисломолочных прдуктов. Автореф. дис.… канд. биол. наук. - Омск, 2008. - 22 с.]. Инициирование процессов перекисного окисления липидов проводят путем добавления в систему 1 мл 50 мМ раствора сернокислого железа.
Недостатком этого метода является то, что им оцениваются не качественные характеристики кисломолочных продуктов, а их антиокислительные свойства по способности к ингибированию свободнорадикального перекисного окисления липидов в модельной тест-системе.
В результате биохимических изменений, происходящих в кумысе при созревании, на фоне побочных процессов могут развиваться пороки - маслянокислый, уксуснокислый, аммиачный. Биологическая ценность кумыса обусловлена высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), среди которых преобладают линолевая, арахидоновая и особенно линоленовая кислота [Гильмутдинова Л.Т., Кудаярова P.P., Янтурина Н.Х. Уникальный состав кобыльего молока - основа лечебных свойств кумыса. - 2011. - №3. - С.74-79]. Окисление ПНЖК как в цельном молоке, так и в кумысе протекает по свободнорадикальному механизму с образованием конечных продуктов - альдегидов, кетонов, гидроперекисей. Окисление ненасыщенных жирных кислот происходит при действии неблагоприятных факторов - неправильной технологической подготовке кобыльего молока, хранении кумыса с нарушенными условиями, длительном хранении и т.д. Окисление липидов кумыса наряду с накоплением токсических перекисей снижает его биологическую ценность. В этой связи встает вопрос о разработке экспресс-методов оценки состояния свободнорадикального окисления липидов кумыса, критериев контроля качественных характеристик кумыса.
-2
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ экспресс-оценки качества и биологической ценности молока, заключающийся в том, что проводят железоиндуцированную хемилюминесценцию с добавлением к 10 мл молока 1 мл 5·10 М раствора сернокислого железа, измеряют светосумму свечения продукта методом хемилюминесцентного анализа на «Хемилюминомере ХЛ-003» в течение 5 минут при температуре среды 25°С, значениях pH молока от 6,55 до 6,75. Определяют светосумму и максимальную светимость хемилюминесценции, при их значениях соответственно менее 3,5 у.е. и менее 0,85 у.е. продукт оценивают как сохранивший качество и биологическую ценность [патент РФ №2402764, 2010].
2
2
5
Недостатком данного метода является то, что сернокислое железо, рекомендованное авторами в качестве инициатора свободнорадикальных реакций, неэффективно при применении по этому назначению в кумысе, содержащем, как известно, ингредиенты с антиоксидантной активностью, в частности углекислый газ (CO) и этанол (СНОН), концентрации которых увеличиваются в связи с интенсификацией молочнокислого и спиртового брожения на этапе хранения [Инихов Г.С. Биохимия молока и молочных продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1970. - С.173-174].
2
Кроме того, кумыс отличается сравнительно высокой концентрацией и других видов биоантиоксидантов (НАД·Н, молочной кислоты, ацетил-КоА, АТФ, каталазы, витамина Е и С), ингибирующих процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) [Гильмутдинова Л.Т., Кудаярова P.P., Янтурина Н.Х. Уникальный состав кобыльего молока - основа лечебных свойств кумыса. - 2011. - №3. - С.74-79].
Задачей изобретения является разработка способа экспресс-оценки интенсивности реакций свободнорадикального окисления липидов кумыса методом хемилюминесцентного анализа.
Технический результат при использовании изобретения - повышение достоверности способа за счет определения интенсивности реакций перекисного окисления липидов, биологически активных веществ в составе кумыса.
-1
Указанный технический результат достигается тем, что в способе оценки качества и биологической ценности кумыса, включающем проведение индуцированной хемилюминесценции путем добавления к 10 мл напитка 1 мл раствора инициатора свободнорадикальных реакций, измерение светосуммы свечения и максимальной светимости методом хемилюминесцентного анализа на «Хемилюминомере ХЛ-003» в течение 5 минут, согласно изобретению в качестве инициатора свободнорадикальных реакций добавляют 1·10 М раствора азодиизобутиронитрила, при значениях светосуммы свечения в пределах 0,86-1,0 у.е. или 1,91-2,43 у.е. и максимальной светимости в пределах 0,52-0,62 у.е. или 1,51-2,33 у.е. продукт оценивают как сохранивший качество и биологическую ценность. При этом измерение проводят при температуре 20°С, а перед определением кумыс выдерживают в течение 5-10 минут при комнатной температуре в открытом виде для удаления углекислого газа.
-1
-2
-2
Изобретение иллюстрируется следующими фигурами: на фиг.1 представлено влияние инициатора (1 мл) на светимость кумыса: I - 1·10 М раствор азодиизобутиронитрила (АИБН); II - 5·10 М раствор сернокислого железа; III - 1·10 М раствор бромида меди; на фиг.2 - запись хемилюминесценции кумыса в зависимости от сроков хранения: I-серия - 1-е сутки хранения (контроль); II-серия - на 3-й сутки хранения; III-серия - на 5-е сутки хранения; на фиг.3 - запись хемилюминесценции кумыса в зависимости от режимов хранения: I-серия - 1-е сутки хранения (контроль); II-серия - на 3-й сутки хранения; III-серия - на 5-е сутки хранения.
Предлагаемый способ экспресс-оценки качества и биологической ценности кумыса осуществляется следующим образом. Настраивают прибор хемилюминомер ХЛ-003 по программе: «Мешалка - быстро», «Термостат - выключен», «Время измерения - 5 минут», при температуре среды 20°С, значениях кислотности кумыса 80 до 110°Т определяют светосумму и максимальную светимость азодиизобутиронитрил-индуцированной хемилюминесценции и при значениях светосуммы свечения в пределах 0,86-1,0 у.е. или 1,91-2,43 у.е. и максимальной светимости в пределах 0,52-0,62 у.е. или 1,51-2,33 у.е. продукт оценивают как сохранивший качество и биологическую ценность. Перед определением кумыс выдерживают в течение 5-10 минут при комнатной температуре в открытом виде для удаления углекислого газа.
-2
-2
-1
Как видно из данных, представленных на фиг.1, при использовании 5·10 М раствора сернокислого железа в качестве инициатора процессов ПОЛ в кумысе, запись хемилюминесценции (ХЛ) представлена сплошной линией (кривая II), где отсутствует амплитуда быстрой вспышки. При введении в тест-систему с кумысом другого инициатора - 1·10 М раствора бромида меди - запись ХЛ также представлена в виде сплошной линии (кривая III). При введении в среду инкубации 1·10 М раствора АИБН запись ХЛ представлена в виде характерной одногорбой кривой, где после введения АИБН наблюдается амплитуда быстрой вспышки (кривая I), которая отражает интенсификацию процессов ПОЛ кумыса в модельной тест-системе, генерирующей процессы образования активных форм кислорода (АФК).
Пример 1.
Исходные данные для исследования кумыса: I-серия - 1-е сутки хранения (контроль); II-серия - на 3-й сутки хранения; III-серия - на 5-е сутки хранения.
-1
Исследования проводили на хемилюминомере XJI-003, настроенном по программе: «Мешалка - быстро», «Термостат - выключен», «Время измерения - 5 минут». Температура кумыса 20°С, кислотность от 80 до 110°Т. Свечение индуцировали добавлением к 10 мл исследуемого кумыса 1 мл 1·10 М раствора АИБН. Результаты оценивали по светосумме хемилюминесценции, которая является интегральным показателем процессов перекисного окисления липидов [Фархутдинов P.P., Тевдорадзе С.И. Методики исследования хемилюминесценции биологического материала на хемилюминомере XJI-003 // Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения: Сб. докл. М.: Изд -во РУДН, 2005. - С.147-155]. Прибор хемилюминомер ХЛ-003 на дисплее компьютера выводит кривые записи хемилюминесценции, отражающие интенсивность процессов сверхслабого свечения кумыса, зависящих в свою очередь от скорости реакций свободнорадикального окисления липидов кумыса. Записи хемилюминесценции различных проб кумыса представлены на фиг.2, а цифровые данные приведены в таблице 1.
Кривая I отражает интенсивность процессов окисления в кумысе на 1-е сутки хранения. Как видно из фиг.2, положение кривой II, отражающей интенсивность процессов сверхслабого свечения кумыса на 3-й сутки хранения, ниже относительно кривой I. Как видно из таблицы 1, кривой II соответствуют меньшие относительно кривой I значения светосуммы, спонтанной светимости, амплитуды быстрой вспышки и максимальной светимости. Аналогичным образом следует интерпретировать положение кривой III относительно кривой I и II. Анализируемые показатели таблицы 1 приняты как нормативные, т.е. соответствуют качественному продукту.
Как видно из данных, представленных в таблице 1, с увеличением сроков хранения кумыса снижаются показатели хемилюминесценции. Так, среднеарифметические значения светосуммы свечения в I-й серии (1-е сутки) опытов составили 2,17±0,26 у.е., во II-й (3-й сутки) - 1,57±0,11 у.е. (p≤0,05), в III-й (5-е сутки) - 0,93±0,07 у.е. (p≤0,001). Аналогичным образом изменяются и значения максимальной светимости: в 1-е сутки анализируемый показатель составил 1,92±0,41 у.е., на 3-й - 0,95±0,08 у.е. (p≤0,05), а на 5-е - 0,57±0,05 у.е. (p≤0,01).
2
2
5
Снижение светосуммы ХЛ и максимальной светимости в III-й серии опытов на 57,1% и 70,3% соответственно относительно аналогичных показателей в I-й серии свидетельствует о торможении процессов окисления липидов кумыса за счет значительного увеличения концентраций субстратов, относящихся к антиоксидантам, в частности углекислого газа (CO) и этанола (CHOH).
Пример 2.
Изучение процессов перекисного окисления липидов кумыса жирностью 1% при комнатной температуре хранения (t=20±2°С).
При исследовании ХЛ использовали кумыс трех видов:
- I-серия - 1-е сутки хранения (контроль);
- II-серия - на 3-и сутки хранения;
- III-серия - на 5-е сутки хранения.
В таблице 2 представлены основные параметры ХЛ трех сравниваемых между собой видов кумыса при несоблюдении регламентированных условий температурного режима хранения, а графическое изображение - на фиг.3. Полученные данные показывают, что показатели ХЛ в кумысе на 3-и сутки хранения (II-я серия) выше относительно аналогичных показателей ХЛ кумыса в I-й серии (1-е сутки хранения). Так, если во II-й серии опытов образцов светосумма свечения составила 6,20±0,43 у.е. (p≤0,001), спонтанная светимость - 0,93±0,07 у.е. (p≤0,001), амплитуда вспышки - 1,89±0,14 у.е., максимальная светимость - 2,36±0,58 у.е., то в I-й серии эти показатели соответственно составили 2,17±0,26 у.е., 0,54±0,02 у.е., 1,77±0,59 у.е. и 1,92±0,41 у.е.
В кумысе, хранившемся в течение 5-и суток при температуре 20±2°С (III-серия опытов), в значительной мере возрастают анализируемые параметры ХЛ относительно контроля (I-я серия). Так, если в контроле значение светосуммы составляло 2,17±0,26 у.е., спонтанной светимости - 0,54±0,02 у.е., амплитуда вспышки - 1,77±0,59 у.е., максимальной светимости - 1,92±0,41 у.е., то на 5-е сутки хранения аналогичные показатели соответственно составили - 8,22±1,07 у.е. (p≤0,001), 0,15±0,04 у.е. (p≤0,001), 2,56±0,72 у.е. и 4,58±0,60 у.е. (p≤0,01).
Таким образом, в ходе исследований установлено, что при относительно высоких температурных режимах хранения (20±2°С) в значительной мере возрастает интенсивность реакций свободнорадикального окисления полиненасыщенных жирных кислот в составе липидов кумыса, что, в свою очередь, снижает показатели качества и биологической ценности продукта.
Таблица 1
Показатели хемвлюминесценпии кумыса жирностью 1% при температуре хранения 4±2°С (М±m; n=10)
Серия
Кислотность °Т
Показатели хемилюминесценции (у.е.)
светосумма
спонтанная светимость
амплитуда вспышки
максимальная светимость
I-серия (1-есутки)
80
2,17±0,26
0,54±0,02
1,77±0,72
1,92±0,41
II-серия (3-е сутки)
90
1,57±0,11<sup>∗</sup>
0,76±0,08<sup>∗</sup>
1,34±0,34
0,95±0,08<sup>∗</sup>
III-серия (5-е сутки)
110
0,93±0,07<sup>∗∗∗</sup>
0,71±0,05<sup>∗∗</sup>
1,02±0,12
0,57±0,05<sup>∗∗</sup>
<sup>∗</sup> - различие с контролем статистически значимо (p≤0,05)
<sup>∗∗</sup> - различие с контролем статистически значимо (p≤0,01)
<sup>∗∗∗</sup> - различие с контролем статистически значимо (p≤0,001)
Таблица 2
Показатели хемилюминесценции кумыса жирностью 1% при температуре хранения 20±2 С (М±m; n=10)
Серия
Кислотность °T
Показатели хемилюминесценции (у. е.)
светосумма
спонтанная светимость
амплитуда вспышки
максимальная светимость
I-серия
80
2,17±0,26
0,54±0,02
1,77±0,59
1,92±0,41
II-серия
100
6,20±0,43<sup>∗∗∗</sup>
0,93±0,07<sup>∗∗∗</sup>
1,89±0,14
2,36±0,58
III-серия
118
8,22±1,07<sup>∗∗∗</sup>
0,15±0,04<sup>∗∗∗</sup>
2,56±0,72
4,58±0,60<sup>∗∗</sup>
<sup>∗∗</sup> - различие с контролем статистически значимо (p≤0,01)
<sup>∗∗∗</sup> - различие с контролем статистически значимо (p≤0,001)