Изучение химического состава и антиоксидантных свойств черной смородины урожая 2014 г. Из коллекции ГБУ со НИИ "Жигулёвские сады"

УДК 664.8.035.6

Изучение химического состава

и антиоксидантных свойств черной смородины урожая 2014 г.

из коллекции ГБУ СО НИИ «Жигулёвские сады»

Н. В. Макарова, д-р хим. наук, профессор, Н.Б. Еремеева, аспирант, О. Р. Баркова,

А. В. Демидова

Самарский государственный технический университет О.И. Азаров, Л.Г. Деменина, Т.А. Чаплыгина, М.И. Антипенко, канд. с.-х. наук Научно- исследовательский институт садоводства и лекарственных растений «Жигулёвские сады»

Значительное влияние на здоровье человека, как известно, оказывают продукты питания. Антиокси-данты могут послужить фактором, позволяющим уменьшить окислительный стресс окружающей среды, который является последствием действия свободных радикалов, разрушающих клеточную систему организма [1]. Свободные радикалы могут возникать в клетках организма из-за влияния неблагоприятных факторов - таких, как радиация, ультрафиолетовое излучение и химические превращения, происходящие с полициклическими ароматическими углеводородами. В организме человека свободные радикалы частично или полностью разрушают липиды, протеины, вызывая мутацию клеток и генов [2], вступая во взаимодействие с полиненасыщенными жирными кислотами, ДНК и белками, что ведет к возникновению многих болезней. Антиоксиданты в свою очередь препятствуют окислению липидов за счет взаимодействия со свободными радикалами.

Ягоды черной смородины являются хорошей сырьевой базой для получения антиоксидантов. Ранее в литературе [3] были описаны исследования химического состава нескольких сортов греческой смородины методом ВЭЖХ. Удалось качественно и количественно установить профиль индивидуальных фенольных кислот (галловая, п-гидроксибензойная, ферруло-вая, элагиновая), флавоноидов (катехин, эпикатехин, мирецетин, кверцетин, кемпферол), а также содержание ванилина, циннамовой, ванилиновой, сирингиновой кислот и резверола.

Итальянские ученые в ходе анализа восьми сортов черной смородины на содержание общих по-

лифенолов, антоцианов, аскорбиновой кислоты и антирадикальной активности по методу йРРИ (2,2-дифенил-1-пикрилгидразил) установили, что все сорта исследуемой ягоды являются богатыми источниками натуральных анти-оксидантов, однако наибольшие показатели проявила черная смородина сорта Тэета [4].

Также при сравнении соков различных ягод на суммарное содержание антиоксидантов ампероме-трическим методом [5] подтверждено: черная смородина является лидером среди сливы, лесной клубники, черники и вишни. Сок черной смородины по таким показателям, как титруемая кислотность, общее содержание фенолов, антоцианов, способность улавливать радикалы йРРИ, аналогично проявляет наилучшие свойства по сравнению с соками красной и черной малины, красной смородины и черники [6].

Оценка ягод в качестве ингредиентов функциональных соков по содержанию антоцианов, фла-воноидов, гидроксициннамовых кислот, флавон-3-олов, элагиновой кислоты с помощью ВЭЖХ и активности по улавливанию свободных

радикалов ABTS и DPPH показывает, что черная смородина наравне с бузиной и черноплодной рябиной лидирует по сравнению с клубникой, сливой, красной смородиной и малиной [7].

Цель исследований - изучение химического состава и антиоксидант-ной активности черной смородины различных сортов. В качестве объектов исследования нами были выбраны 12 сортов черной смородины урожая 2014 г., выращенных на территории ГБУ СО НИИ «Жигулевские сады» (Монисто, Лентяй, Вера, Нара, Чародей, Брянский агат, Мрия, Партизанка брянская, Селеченская-2, Стрелец, Черная вуаль, 6-26-130).

Для исследования антиоксидант-ной активности ягод был получен водно-спиртовый экстракт (1:1) при температуре 37 °C в течение 2 ч.

Основными соединениями, определяющими уровень антиоксидант-ной активности ягод, считаются фенольные вещества [8]. Среди исследуемых образцов наибольшим содержанием фенольных веществ обладает сорт Вера - 816 мг галловой кислоты на 100 г исходного продукта, средние значения имеют сорта Чародей (522 мг / 100 г),

КАЧЕСТВО СЫРЬЯ И ДОБАВОК - ГАРАНТИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

ТЕМА НОМЕРА

Таблица 1

Общее содержание фенолов и флавоноидов в ягодах черной смородины

Сорт черной смородины Общее содержание фенолов, мг галловой кислоты / 100 г исходного сырья Общее содержание флавоноидов, мг катехина / 100 г исходного сырья

Лентяй 440 98

Монисто 397 83

6-26-130 277 65

Селеченская-2 446 39

Чародей 522 54

Брянский агат 502 231

Нара 480 57

Стрелец 173 35

Черная вуаль 355 89

Мрия 461 89

Вера 816 121

Партизанка брянская 336 128

Таблица 2

Общее содержание антоцианов в ягодах черной смородины

Сорт черной смородины Общее содержание антоцианов, мг цианидин-3-гликозида/ 100 г исходного сырья

Лентяй 267,68

Монисто 91,90

6-26-130 55,61

Селеченская-2 41,58

Чародей 123,74

Брянский агат 114,55

Нара 128,58

Стрелец 120,57

Черная вуаль 124,24

Мрия 40,70

Вера 51,23

Партизанка брянская 94,20

Таблица 3

Антиоксидантная активность исследованных ягод

FRAP значе- Антиоксидантная активность в системе

Сорт черной смородины ние, ммоль Fe 2+/ 1кг сырья линолевая кислота, % ингибирования окисления линолевой кислоты

Лентяй 11,16 53,4

Монисто 9,36 79,0

6-26-130 9,45 60,2

Селеченская-2 7,11 Не обнаружена

Чародей 12,96 72,5

Брянский агат 11,16 63,9

Нара 13,68 29,2

Стрелец 10,89 59,8

Черная вуаль 8,01 55,9

Мрия 19,44 79,6

Вера 7,56 63,8

Партизанка брянская 17,28 64,5

Брянский агат (502мг/100 г) и Нара (480 мг/100 г). Минимальные показатели имеет сорт Стрелец (173 мг / 100 г).

Флавоноиды также обладают мощными антиокислительными свойствами, позволяющими сократить в человеческом организме переизбыток свободных радикалов [9]. Лидирующую позицию по содержанию флавоноидов занимает смородина сорта Брянский агат с содержанием 231 мг катехина на 100 г исходного сырья. Неплохие значения показали ягоды сорта Вера (121 мг / 100 г) и Партизанка брянская (128 мг / 100 г). Полученные данные сведены по содержанию фенолов и флавоноидов в черной смородине в табл. 1.

Антоцианы, как известно, являются основным пигментом ягод и фруктов, придающим окрас фруктам и ягодам в зависимости от рН. Кроме того, антоцианы проявляют антиоксидантные свойства [10]. Проведенный анализ на содержание антоцианов показал, что черная смородина сорта Лентяй превышает по этому показателю остальные сорта более чем в два раза -267,68 мг цианидин-3-гликозида на 100 г сырья. Средним количеством антоцианов обладают ягоды сортов Нара (128,58 мг / 100 г), Чародей (123,74 мг / 100 г), Черная вуаль (124,24 мг/100 г) и Стрелец (120,57 мг/100 г) (табл. 2).

Одним из способов оценки анти-оксидантной активности [11] является колориметрия свободных радикалов, основанная на реакции йРРН, растворенного в этаноле, с образцом антиоксиданта. В результате восстановления йРРН анти-оксидантом снижается пурпурно-синяя окраска йРРН в этаноле, а реакция контролируется по изменению оптической плотности при 514 нм методами спектрофотометрии. Анализируя показатели антирадикальной активности, можно отметить, что среди исследуемых ягод выделяется сорт Черная вуаль (9,5 Ес50, мг / мл), обладающий наибольшей антирадикальной активностью и имеющий минимальный показатель Ес50, определяющий начальную концентрацию антиоксидантов в реакционной системе, которая соответствует 50%-ному падению концентрации свободных радикалов йРРН. Хорошими показателями обладают сорта Мрия (13,0 Ес50, мг / мл), Монисто (16,5 Ес50, мг / мл) и Лентяй (18,5 Ес50, мг/мл). На рисунке представлены данные антиоксидантной активности по методу йРРН для исследуемых сортов смородины.

Метод FRAP (ferric reducing antioxidant power) основан на реакции восстановления комплекса Fe (III) 1,2,4-трипиридил-5-триазила [12]. Согласно данным табл. 3, самые лучшие результаты показала смородина сортов Мрия (19,44 ммоль Fe2+ / 1 кг) и Партизанка брянская (17,28 ммоль Fe2+ / 1 кг). Наименьшие показатели имеет черная смородина сортов Селеченская-2 (7,11 ммоль Fe2+ / 1 кг) и Вера (7,56 ммоль Fe2+ / 1 кг).

Линолевая кислота является мощным антиоксидантом, антиканцерогеном и стимулятором иммунной системы, а также оказывает содействие в сжигании жира, построении и сохранении сухих мышц и в борьбе с раком [13]. Высокие показатели ингибирования окисления лино-левой кислоты проявила черная смородина сортов Мрия (79,6%) и Монисто (79,0%). В табл. 3 представлены данные анализа антиокислительной активности в системе линолевая кислота.

Таким образом, по совокупности определенных показателей среди лидирующих сортов черной смородины можно выделить сорта Черная вуаль, Монисто, Мрия, Брянский агат, Вера и Лентяй, что дает возможность использовать черную смородину в качестве компонента-антиоксиданта в составе пищевых продуктов: соков, пюре, мороженого, молочных продуктов, мучных кондитерских изделий и т. д.

ЛИТЕРАТУРА

1. Hensley, K. Methods in pharmacology and toxicology: methods in biological oxidative stress/K. Hensley, R.A. Floyd. -Totowa: Humana Press, 2003. - 215 p.

2. Roginsky, V. Review of methods to determine chain-breaking antioxidant activity in food/V. Roginsky, E. A. Lissi // Food Chem. - 2005. - Vol. 92. - № 2. -P. 235 - 254.

3. Choiu, A. Currants (Vitis vinifera L.) content of simple phenolics and antioxidant activity/A. Choiu [et al.] // Food Chem. - 2007. - Vol. 102. - № 1. -P. 516 - 522.

4. Benvenuti,S. Polyphynols, antocyanins, ascorbic acid, and radical scavenging activity of Rubus, Ribes, and Aronia/S. Benvenuti [et al.] // J. Food Sci. - 2004. - Vol. 69. -№ 3. - P. F164 - F169.

5. Федина, П. А. Определение ан-тиоксидантов в продуктах растительного происхождения амперо-метрическим методом/ П.А. Федина, А. Я. Яшин, Н. И. Черноусова // Химия растительного сырья. - 2010. -№ 2. - С. 91 - 97.

6. Konic-Ristic, A. Biological activity and chemical composition of different berry juices /A. Konic-Ristic [et al.] // Food Chem. - 2011. - Vol. 125. - № 4. -P. 1848 - 1855.

7. Bermudez-Soto, M.J. Evaluation of commercial red fruit juice concentrates as ingredients for antioxidant functional juices / M.J. Bermudez-Soto, F.A. Tomas-Barberan // Eur. Food Res. and Technol. - 2004. - Vol. 219. - № 2. -P. 133 - 141.

8. Nurhanani, R. Radical scavenging and reducing properties of extracts of cashew shoots (Anacardium

occidentale)/R. Nurhanani [et aL] // Food Chem. - 2008. - Vol. 111. - P. 38 - 44.

9. Garcia-Alonso, M. Evaluation of the antioxidant properties of fruits/ M. Garcia-Alonso [et al.] // Food Chem. - 2004. - Vol. 84. -P. 13 - 18.

10. D'Abrosca, B. 'Limoncella' apple, an Italian apple cultivar: phenolic and flavonoids contents and antioxidant activity / B. D'Abrosca [et al.] // Food Chem. - 2007. Vol. 104. - № 4. - P. 202 - 207.

11. Mathew, S. Studies on the antioxidant activities of cinnamon

(Cinnamomum verum) bark extracts, through various in vitro models/ S. Mathew, T. E. Abraham // Food Chem. - 2006. - Vol. 94. -P. 520 - 528.

12. Wong, Sh. P. Antioxidant activities of aqueous extracts of selected plants / Sh. P. Wong, L. P. Leong, J. H. W. Koh // Food Chem. - 2006. -Vol. 99. - P. 775 - 783.

13. Li, Y. Antioxidant and free radical-scavenging activities of chickpea protein hydrolysate (CPH)/Y. Li [et al.] // Food Chem. -2008. - Vol. 106. - P. 444 - 450.

Изучение химического состава и антиоксидантных свойств черной смородины урожая 2014 г. из коллекции ГБУ СО НИИ «Жигулёвские сады»

Ключевые слова

антиоксидантная активность; антоцианы; DPPH; фенольные вещества; флавоноиды; черная смородина

Реферат

В статье рассматриваются наиболее часто применяемые способы исследования антиоксидантов. В качестве объектов исследования были выбраны 12 сортов черной смородины (Монисто, Лентяй, Вера, Нара, Чародей, Брянский агат, Мрия, Партизанка брянская, Селеченская-2, Стрелец, Черная вуаль и 6-26-130), выращенных на территории ГБУ СО НИИ «Жигулевские сады» в 2014 г. Для исследования химического состава и антиоксидантной активности получали водно-спиртовый экстракт (1:1) при температуре 37 °C в течение 2 ч. Проведены анализы: по определению общего количества фенольных соединений по содержанию галловой кислоты, флавоноидов - по содержанию катехина, антоцианов - по содержанию цианидин-3-гликозида; на антирадикальную способность с использованием свободного радикала DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразила), восстанавливающую силу по методу FRAP (ferrie reducing antioxidant power), антиоксидантную активность в системе линолевая кислота. Значительное число методов оценки антиокислительной активности соединений систематизировано по способу регистрации параметров, на основе которых определяется антиокислительная активность, в том числе количественно. Отмечены наиболее перспективные сорта - Черная вуаль, Монисто, Мрия, Брянский агат, Вера и Лентяй в качестве компонентов антиоксидантов в пищевых продуктах. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках базовой части государственного задания № 2014/199 ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технической университет» по проекту «Создание научной методологии разработки рецептур и технологий пищевых продуктов для борьбы с оксида-тивным стрессом в организме человека», код 974.

Авторы

Макарова Надежда Викторовна, д-р хим. наук, профессор, Еремеева Наталья Борисовна, аспирант, Баркова Ольга Романовна, Демидова Анна Владимировна, Самарский государственный технический университет, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 255, fpp@samgtu.ru Азаров Олег Игоревич, Деменина Любовь Георгиевна, Чаплыгина Татьяна Анатольевна, Антипенко Мария Ивановна, канд. с.-х. наук,

Научно- исследовательский институт садоводства и лекарственных растений «Жигулёвские сады», 443072, г. Самара, 18-й км, поселок опытной станции по садоводству, golden-apple08@mail.ru

The Study of the Chemical Composition and Antioxidant Properties of Black Currant Crop in 2014 from the Collection of Scientific-Research Institute «Zhigulevskie Sady»

Key words

antioxidant activity, blackberry, phenolics, flavonoids, anthocyanins, DPPH

Abstracts

In this article discusses the most commonly used methods of investigation of antioxidants. The objects of study were selected 12 grades of blackberry (Monisto, Lentay, Vera, Nara, Charodey, Branskii agat, Mriya, Partizanka branskaya, Selechenskaya-2, Strelets, Chernaya vual, 6-26-130), grown up in the territory of the Samara region in 2014, the chemical composition and antioxidant activity. For the study was obtained hydroalcoholic extract (1:1) at 37 °C for 2 hours. The analysis for the maintenance of the total number of phenolic compounds content of gallic acid, flavonoids catechin content, anthocyanin content of cyanidin-3-glucoside, antioxidant capacity with use of free radical DPPH (2,2-diphenyl-1-pikrilgidrazil), restoring forceb with method of FRAP (ferric reducing antioxidant power), the antioxidant activity in linoleic acid system. A significant number of methods to assess the antioxidant activity of the compounds according to the method systematically recording parameters used to determine antioxidant activity, including quantitative. Marked the most promising varieties of Chernaya vual, Monisto, Mriya, Branskii agat, Vera and Lentay as components of antioxidants in foods. This study was financially supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation within the basic part of the government task number 2014/199 FSBEI HPE «Samara State Technical University» code 974.

Authors

Makarova Nadezhda Viktorovna, Doctor of Chemical Science, Professor, Eremeeva Natalya Borisovna, Graduate Student, Barkova Olga Romanovna, Demidova Anna Vladimirovna, Samara State Technical University, 255, Molodogvardeyskaya St., Samara, 443100, fpp@samgtu.ru

Azarov Oleg Igorevich, Demenina Lyubov Georgievna, Chaplygina Tatyana Anatolyevna, Antipenko Mariya Ivanovna, Candidate of Agricultural Science,

Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhigulevskiye Sady», 18 th km, town Experimental Station for Horticulture, Samara, 443072, golden-apple08@mail.ru