Влияние дрожжей Saccharomyces cerevisiae на состояние липидного компонента мучного полуфабриката, приготовленного фритюрным способом

О. В. Старовойтова, Л. Н. Шишкина, З. Ш. Мингалеева,

С. В. Борисова, О. А. Решетник

ВЛИЯНИЕ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE НА СОСТОЯНИЕ ЛИПИДНОГО КОМПОНЕНТА МУЧНОГО ПОЛУФАБРИКАТА, ПРИГОТОВЛЕННОГО ФРИТЮРНЫМ СПОСОБОМ

Ключевые слова: липидная компонента, фритюр, хлебопекарные дрожжи, обжаренные тестовые заготовки, мучное кондитерское изделие, состав фосфолипидов.

Изучено влияние дрожжей на состояние липидного компонента обжаренного мучного полуфабриката в зависимости от срока эксплуатации фритюра. Выявлены изменения состава фосфолипидов, связанные с изменением степени ненасыщенности липидов мучного полуфабриката.

Keywords: lipid component, hot fan, baking yeast, test half-finished ^products, flou^ confectionery product, composition of phospholipids.

The influence of the Saccharomyces cerevisiae yeast on lipid component state of fried half-finished products depending on life of frying fat is studied. The changes of phospholipids composition due to changes of the nonsaturation degree of lipids in the floury half-finished products are determined.

Для клеток высших эукариот установлено, что их размножение метаболизм, старение и гибель тесно связаны с регуляцией интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) [1,2]. Наличие природных и синтетических антиоксидантов (АО) в среде культивирования оказывает воздействие как на липидный компонент хлебопекарных дрожжей, так и на их функциональную активность [3,4]. В процессе фритюрной обработки мучных полуфабрикатов масла, используемые в качестве среды (теплопередающего агента), подвергаются окислительной деструкции [5,6,7]. Это позволяет предположить, что наличие дрожжей в составе мучного полуфабриката, будет влиять на состояние его липидного компонента при разных сроках эксплуатации фритюра.

Цель работы - изучение влияния хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, активированных АО, на состояние липидного компонента полуфабрикатов мучного кондитерского изделия в зависимости от срока эксплуатации фритюра.

В работе использовали прессованные хлебопекарные дрожжи (смесь штаммов Saccharomyces cerevisiae ВКМ-У-823 и Saccharomyces cerevisiae ЛК-14) производства г. Буинск Республика Татарстан. Суспензию дрожжей в воде (1:3) готовили при тщательном перемешивании в течение 4 мин при температуре 30-320С и выдерживали в присутствии активатора в течение 30 мин. В качестве активатора применяли калиевую соль 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропиловой кислоты (фенозан-К) в количестве 0,0001-0,1 % к массе дрожжей. Активированные дрожжи использовали в качества рецептурного компонента при производстве мучного кондитерского изделия (МКИ) «Чак-Чак», приготовленного фритюрным способом. Контролем являлись образцы полуфабрикатов (ПФ), приготовленные по традиционной рецептуре без дрожжей, для приготовления опытных образцов к традиционной рецептуре добавляли активированные дрожжи в

дозировке 1,0% к массе муки. В качестве фритюра использовали фракционированное пальмовое масло («Пальмолеон», Малайзия). Фритюр эксплуатировали в течение 4 часов без добавления масла при температуре 180 ± 20С. Время обжаривания одной партии ПФ 3-4 мин.

Анализ содержания продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) в суспензии гомогенатов обжаренных тестовых заготовках, проводили спектрофотометрически при длине волны 532 нм, используя метод [8] с добавлением в среду 10 мкл 0,01 % ионола в спирте.

Общие липиды из обжаренных во фритюре ПФ выделяли по методу Блая и Дайера в модификации Кейтса [9]. Выделенные липиды использовали для анализа в них продуктов окисления, качественного и количественного состава липидов.

Продукты ПОЛ диенивые конъюгаты (ДК) и кетодиены (КД) определяли спектрофотометрически по соотношению оптичеких плотностей при длинах волн 232 нм и 270 нм к основному пику при 205 нм, соответственно [10], использую спектрофотометр иУ-3101 РС (фирма «8Н1МАБ2и», Япония).

Качественное и количественное определение состава ФЛ проводили методом ТСХ. Все опыты проводили на менее чем в 3 повторностях с последующей стандартной статистической обработкой данных.

Первый этап исследований был связан с оценкой влияния времени эксплуатации фритюра на состояние липидного компонента обжаренных контрольных, приготовленных по традиционной рецептуре, и опытных, приготовленных по предложенному способу, с внесением активированных хлебопекарных дрожжей S.cerevisiae образцов полуфабрикатов.

Критерием интенсивности перекисного окисления липидов является содержание ТБК-активных продуктов (ТБК-АП). Динамика изменения содержания этих продуктов в контрольных и опытных образцах обжаренных полуфабрикатов, рассчитана на мг белка каждого образца и приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Количество продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой, в обжаренном полуфабрикате мучного кондитерского изделия

ТБК-АП, нмоль/м г белка 0 ч 1 ч 1,5 ч 2 ч 3 ч 3,5 ч 4 ч

Контроль Опыт 0,68 ± 0,06 0,58 ± 0,19 0,46 ± 0,16 0,63 ± 0,18 0,34 ± 0,06 0,69 ± 0,08 0,57 ± 0,05 0,77 ± 0,04 0,61 ± 0,09 0,97 ± 0,25 0,61 ± 0,07 0,43 ± 0,08 0,62 ± 0,10 0,37 ± 0,09

Видно, что в процессе обжаривания как контрольных, так и опытных образцов наблюдается изменение данного показателя. При этом направленность его изменения различается в зависимости от рецептуры теста в контрольных и опытных вариантах. В контрольных образцах обнаружено достоверное снижение содержания ТБК-АП через 1,5 ч эксплуатации фритюра с последующим возвращением к норме данного показателя спустя 2 и 4 ч от начала процесса жарки. Вариабельность содержания по ТБК-АП в опытных образцах значительно выше, чем в контрольных образцах обжаренного полуфабриката.

Ориентируясь на результаты можно отметить лишь тенденции роста количества продуктов окисления через 3 ч и существенного их уменьшения спустя 3,5 и 4 ч с начала жарки в опытных образцах ПФ, приготовленных с использованием активированных

дрожжей. Это свидетельствует, с одной стороны, о взаимном влиянии компонентов теста и фритюра, а с другой о неоднородном по качеству составе обжаренных тестовых заготовок в пределах одной партии.

Чрезвычайно важно для практики оценить влияние длительности эксплуатации фритюра на стабильность липидного компонента обжаренных тестовых заготовок в зависимости от рецептуры теста. Далее проводили анализ продуктов более глубокого окисления, определяли количество диеновых конъюгатов (ДК) и кетодиенов (КД).

0,6

0,5

0,3

0,2

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Время эксплуатации фритюра, ч — Контроль -о— Опыт

0,14

0,13

I °-12

И

0,11

0,1

С 1 Е ] \ й Г’ с у _ \ /

1 \ / с ' ' * е Г -

1

0,5 1 1,5

»— Контроль

2 2,5 3 3,5 4

Время эксплуатации фритюра, ч -а— Опыт

б

а

0

Рис. 1 - Изменение степени ненасыщенности липидов обжаренного тестового полуфабриката: а - содержание диеновых конъюгатов; б - содержание кетодиенов

Данные рис. 1(а) свидетельствуют о том, что динамика изменения содержания количества диеновых конъюгатов в липидах опытных и контрольных образцов имеет сходный характер. Выявлена тенденция к снижению и последующая нормализация количества диеновых конъюгатов в липидах, выделенных из опытных образцов, на различных сроках эксплуатации фритюра. При этом важно отметить не только уменьшение вариабельности значений данного показателя в липидах, выделенных из опытных партий ТЗ относительно содержания диеновых коньюгатов из липидов, выделенных из ТЗ в контроле, но и в целом более низкое содержание диеновых конъюгатов в липидах опытных партий.

Изучение изменения количества кетодиенов в липидах тестовых заготовок рис. 1(б) показало, что их содержание в процессе эксплуатации фритюра достоверно не различалось как в контрольных, так и опытных образцах. Это обусловлено высокой вариабельностью содержания кетодиенов в липидах контрольных образцов тестовых заготовок, что свидетельствует о неоднородности липидов по степени их окисленности в ТЗ в пределах одной партии.

Динамики изменения количества фосфолипидов в составе общих липидов представлена на рис.2.

Время эксплуатации фритюра, ч —•— Контроль —э— Опыт

Рис. 2 - Динамика изменения содержания фосфолипидов в составе общих липидов в обжаренном полуфабрикате

Установлено, что количество фосфолипидов в контрольных и опытных образцах достоверно различалось. Необходимо отметить увеличение количества фосфолипидов в составе общих липидов на 58 % в первых партиях обжаренных тестовых заготовок опытных образцов относительно контрольных, а также некоторое снижение фосфолипидов в опытных ТЗ после 3,5 часов эксплуатации фритюра.

Наблюдаемые достоверные различия как количества содержания фосфолипидов в составе общих липидов, вызвали необходимость детального анализа состава фосфолипидов контрольных и опытных образцов.

Известно, что перекисному окислению подвергаются в первую очередь фосфолипиды, содержащие в своем составе значительно больше ненасыщенных жирных

кислот, чем нейтральные липиды [11]. В этом плане интересно было проследить за изменением содержания отдельных фракций фосфолипидов в составе общих липидов.

Как видно из представленных данных таблицы 2, основной фракцией фосфолипидов контрольных образцов как первой, так и последней партий, является фосфатидилхолин (ФХ). В отличие от эукариотических клеток [12,13] в фосфолипидах контрольных образцов выявлено наличие значительного суммарного содержания кардиолипина (КЛ) и фосфатидной кислоты (ФК), которое в 2,3 раза превышает долю другого основного фосфолипида эукариотических клеток - фосфатидилэтаноламина (ФЭ).

Таблица 2 - Влияние активированных дрожжей S. еегег1в1ае на состав фосфолипидов обжаренного тестового полуфабриката

Фракция ФЛ, % фосфора Контроль Опыт

Первая партия* Последняя партия** Первая партия Последняя партия

Лизофосфатидилхолин (ЛФХ) 8,06 ± 1,10 12,00 ± 0,64 19,16 ± 5,95 16,19 ± 0,92

Сфингомиелин (СМ) 2,27 ± 2,04 4,25 ± 1,51 1,22 ± 0,13 4,45 ± 0,25

Фосфатидилхолин (ФХ) 55,11 ± 5,77 46,61 ± 2,41 44,04 ± 4,66 43,41 ± 0,55

Фосфатидилинозит+

фосфатидилсерин 1,10 ± 1,03 6,81 ± 0,97 9,11 ± 0,77 2,85 ± 0,16

Фосфатидилэтаноламин (ФЭ) 10,16 ± 1,80 10,75 ± 2,60 11,04 ± 1,40 25,65 ± 1,21

Кардиолипин (КЛ) 19,42 ± 1,09 9,87 ± 1,74 10,77 ± 1,01 3,20 ± 0,18

Фосфатидная кислота (ФК) 3,89 ± 1,55 9,69 ± 1,56 4,67 ± 0,78 4,27 ± 0,24

* Первая партия - тестовые заготовки, обжаренные впервые 3 мин эксплуатации фритюра;

** последняя партия - тестовые заготовки, обжаренные после 4 ч эксплуатации фритюра.

При эксплуатации фритюра в течение 4-х часов в ТЗ контрольных образцов наблюдается рост доли лизоформ (лизофосфатидилхолин) вследствие некоторого уменьшения относительного содержания основных фракций фосфолипидов.

В фосфолипидах опытных образцов доля лизоформ в 2,35 раза выше, а относительное содержание КЛ+ФК в 1,5 раза ниже аналогичных показателей в контроле в начале жарки.

После 4-часовой эксплуатации фритюра характер изменения состава фосфолипидов в опытных образцах также имеет ряд существенных отличий.

В то время как в фосфолипидах ТЗ в контроле выявлены только незначительное снижение суммарной доли КЛ+ФК и сохранение относительного содержания фосфатидилэтаноламина (ФЭ), длительная эксплуатация фритюра вызывает рост доли ФЭ в 2,5 раза и падение в 2 раза (КЛ+ФК) в фосфолипидах в опытных образцов.

Однако, следует отметить, что состав фосфолипидов опытных образцов обжаренных тестовых полуфабрикатов в отличие от контрольных, приближался к составу фосфолипидов клеток млекопитающих [12,13].

Таким образом, проведенные нами исследования по изучению влияния хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, активированных АО, на состояние липидного компонента полуфабрикатов мучного кондитерского изделия, показали ее лабильность в зависимости от продолжительности эксплуатации фритюра. Важно отметить значительное снижение количества липидов в опытных тестовых заготовках, а также более низкое содержание промежуточных продуктов перекисного окисления липидов - диеновых конъюгатов, характеризующих степень окисленности липидов в опытных образцах. Установлено, что хлебопекарные дрожжи, активированные антиоксидантом, позволяют приближать состав фосфолипидов обжаренных тестовых заготовок к составу фосфолиподов клеток млекопитающих.

Литература

1. Бурлакова, Е.Б. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте / Е.Б. Бурлакова, А.В. Алесенко, Е.М. Молочкина. - М.: Наука, 1975. - 211 с.

2. Burlakova, Ye.B. A physicochemical system regulating lipid peroxidation in biomembranes during tumor growth/ Ye.B. Burlakova, N.P. Palmina, Ye.L. Maltseva // Membrane Lipid Oxidation. - Boston: CRC Press, 1991. -.V. III. - P. 209-237.

3. Решетник, О.А. Регуляция антиоксидантом роста, состава и физико-химических свойств липидов Saccharomyces cerevisiae / О.А. Решетник [и др.] // Докл. РАН. -1996. - Т. 346. - № 5. -С.705-707.

4. Решетник, О.А. Влияние антиоксиданта ацетата основания Манниха на рост, содержание цАМФ и поглащение Ca2+ клетками дрожжей Saccharomyces cerevisiae / О.А. Решетник [и др.] // Изв. РАН. Сер. биол. - 2000. - №3. - С. 392-396.

5. Aggelousis, G. Quality changes of selected vegetable oils during frying of doughnuts / G. Aggelousis, S. Lalas // Riv. ital. Sostanze grasse. - 1997. - V.74. - N.12. - P.559-565.

6. Климова, М.А. Изменение фритюрных масел в процессе жарения пончиковых изделий / М.А. Климова [и др.] // Пищевая промышленность. - 1999. - №4. - С. 92-93.

7. Мингалеева, З.Ш. Способы повышения качества мучного кондитерского изделия «Чак-Чак» / З.Ш. Мингалеева [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. - 2006. - № 1. -С. 112-117.

8. Asakawa, Y. Coloring Conditions of Thiobarbituric Acid Test for Detecting Lipid Hydroperoxides / Y. Asakawa, S. Matsushita // Lipids. - 1980. - V.15. - № 3. - P. 137-140.

9. Кейтс, М. Техника липидологии / М. Кейтс. - М.: Мир, 1975. - 24 с.

10.Шведова, А.А. Метод определения конъюгатов гидроперекисей липидов в экстрактах из тканей /

A.А. Шведова, Н.Б. Полянский // Исследование синтетических и природных антиоксидантов in vitro и in vivo. - М.: Наука, 1992. - С.74-76.

11.Будник, Л.Б. Пероксидное окисление липидов и его связь с изменением состава и антиокислительных свойств липидов при коматогенных формах острого вирусного гепатита В/ Л.Д. Будник, Л.М. Виксна, А.Я. Майоре // Вопросы медицинской химии. - 2000. - №6. - С.43-47.

12.Степанов, А.Е. Физиологически активные липиды / А.Е. Степанов, Ю.М. Краснопольский,

B.И. Швец. - М.: Наука, 1991. - 135 с.

13.Климов, А.Н. Липиды, липопротеиды и атеросклероз/ А.Н. Климов, Н.Г. Никульчева. С.-Пб.: Питер, 1995. - 298 с.

© О. В. Старовойтова - канд. техн. наук, доц. каф. технологии пищевых производств КГТУ, starovoitova-oks@mail.ru; Л. Н. Шишкина - д-р хим. наук, проф., вед. науч. сотр., рук-ль Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Shishkina@sky.chph.ras.ru; З. Ш. Мингалеева - канд. техн. наук, доц. каф. технологии пищевых производств КГТУ, mingaleeva06@mail.ru; С. В. Борисова - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; О. А. Решетник - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии пищевых производств КГТУ.