Динамика изменения биологически активных веществ в плодах разных видов боярышника Crataegus L. в зависимости от условий хранения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Азербайджанский государственный аграрный университет

ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПЛОДАХ РАЗНЫХ ВИДОВ БОЯРЫШНИКА Crataegus L. В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ХРАНЕНИЯ

Аббасова Т.Ю., канд. биол. наук

г. Баку

Аннотация

При хранении плодов Crataegus pentagyna Waldst. et Kit. ex Willd. и C. caucasica K. Koch в замороженном виде через 6 месяцев количество витамина С увеличивается на 20-25%, катехинов на 45-55%, каротиноидов на 20-25%, флавоноидов на 5-10%, лейкоантоцианов на 30-35%, хлорогеновой кислоты снижается на 8-10%, антоцианов увеличивается на 6-10%. Количество биологически активных веществ снижается на 20-25% при сушке плодов разными способами, с фиксацией при 120°С, 20°С, 70°С и без фиксации при 20°С, 70°С. Лучшие методы сушки: вакуумная и сублимационная сушка. При сушке данным способом потери биологически активных веществ составляют 5-8%.

Ключевые слова: боярышник, флавоноиды, катехин, каротиноиды, хлорогеновая кислота, фракционирование.

Abstract

DYNAMICS OF CHANGES OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES IN THE FRUIT OF DIFFERENT SPECIES OF HAWTHORN Crataegus L. DEPENDING ON STORAGE CONDITIONS

Abbasova T., Ph.D., Azerbaijan State Agricultural University, Baku, Azerbaijan

Crataegus pentagyna Waldst. et Kit. ex Willd. and C. caucasica K. Koch when the fruits of the species are stored frozen after 6 months, the amount of vitamin C increases by 2025%, catechins by 45-55%, carotenoids by 20-25%, flavonoids by 5-10%, leucoanthocyanins by 3035%, chlorogenic acid is reduced by 8-10%, anthocyanin is increased by 6-10%. The amount of biologically active substances is reduced by 20-25% when drying fruits in different ways, with fixation at 120°C, 20°C, 70°C and without fixation at 20°C, 70°C. The best drying methods are vacuum and freeze drying. When drying by this method, the loss of biologically active substances is 5-8%.

Keywords: Crataegus, flavonoids, catechin, carotenoids, chlorogenic acid, fractionation.

Основная часть

В результате интенсификации природных процессов, загрязняющих природу, аномальных изменений климата, различного рода антропогенных вмешательств в природу, увеличения количества радиационных и магнитоизлучающих устройств, уменьшения экологически чистых продуктов питания, загрязнения окружающей среды различными мутагенными, канцерогенные, радиоактивные вещества, возникает стрессовая ситуация, нарушаются нормальные обменные процессы в организме, повреждаются клетки и ткани, ослабляется иммунная система. Это вызывает быстрое развитие многих заболеваний, особенно сердечно-сосудистых, нервных, болезней органов пищеварения, рака, сахарного диабета, гепатита и других заболеваний. Медицинскими исследованиями установлено, что биологически активные вещества, обладающие антиоксидантными и антимутагенными свойствами, являются наиболее эффективным средством профилактики и лечения этих заболеваний [16, 18].

Флора Азербайджана богата растениями, содержащими различные биологически активные алкалоиды, флавоноиды, антоцианы, каротиноиды [5, 6], эфирные масла [4], кумарины [10] и другие вещества. Боярышник Crataegus L. виды семейства Розовые (Rosaceae Juss.) занимают особое место среди растений, распространенных во флоре Азербайджана, благодаря их пищевой и медицинской ценности [8].

Лечебные и пищевые свойства плодов боярышника являются сырьем для приготовления некоторых медицинских препаратов и продуктов питания. Для использования плодов, собранных для этих целей в течение всего года, представляет задача научного и экспериментального значения изучение изменения в них биологически активных веществ в зависимости от условий хранения. Для решения этой задачи мы поставили перед собой цель изучить условия хранения плодов боярышника.

Материал и методы

Объектом исследования являются виды боярышника (Crataegus L.) семейства Розовые (Rosaceae), распространенные в северной части Малого Кавказа (в пределах Азербайджанской Республики): боярышник пятигнездный -- Crataegus pentagyna Waldst. et Kit. ex Willd. боярышник кавказский -- C. caucasica K. Koch. Материалом исследования служили плоды, листья и цветки указанных видов. Материал для анализа собран в лесу у села Тогана Гейгельского административного района, 1200-1250 м над уровнем моря (C. pentagyna), в кустарниках (C. caucasica) в предгорьях гор Дашкесана, Шамкира, и Далгича. Гербарные материалы, собранные в районе исследований, были изучены (с помощью Т. А. Гасымовой) на основе гербарных образцов видов, хранящихся в гербарном фонде института ботаники министерства науки и образования Азербайджанской Республики. Название рода и собранных видов определено по «Флоре Азербайджана» [11], «Флоре Кавказа» [12], «Флоре СССР» [13], а название некоторых видов установлено С. К. Черепановой [15].

Для общего анализа плоды собирали в фазе полного созревания. Плоды отбирали по нормам (форма, цвет, размер). Средний вес каждого образца составлял 0,5 кг. Цветки и листья собирали в фазы бутонизации, бутонизации и полного раскрытия цветков [14]. Биохимические и химические исследования проводили на свежесобранном или фиксированном материале. Растительный материал для химического анализа брали всегда в одно и то же время суток (между 11-13 часами). Плоды хранили двумя способами: I) плоды замораживали и хранили при -8°С; II) плоды сушили при различных температурах и методом возгонки и хранили в течение 6 мес. Анализы хранящихся плодов проводили один раз в месяц. В исследованиях использовали гравиметрический, колориметрический, спектрометрический, хроматографический методы. Апробировано множество методов определения количественного и качественного состава каждого вещества и выбраны наиболее удобные. Количество антоцианов и лейкоантоцианов в плодах определяли по методу Суэйна Т и Хиллса В. [17] Е. Н. Новрузов и др. Способ модификации по [7], флавоноидов В. М. Петреченко и др. [9], катехинов М. Н. Запрометов [3], витамин С по методу Тильманса В. И. Девятнин [1], каротиноиды. Ее проводили по методу Дородневой [2].

Результаты исследования и обсуждение

В результате изучения влияния замораживания на биологически активные вещества в плодах в рассматриваемый период установлено, что процесс замораживания неодинаково влияет на изменение веществ различной природы в плодах, но также зависит от вида данного фрукта. Таким образом, количество витамина С в целом уменьшилось на 20-25% в течение 6 месяцев. Большее количество витамина С составляет 111,2% у C. pentagyna и 93,2% у C. caucasica, что можно объяснить обилием антоцианов, являющихся синергистами витамина С, в плодах C. pentagyna и C. caucasica.

Таблица 1

ВЛИЯНИЕ ПРОМОРАЖИВАНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПЛОДАХ БОЯРЫШНИКА, МГ % НА СЫРУЮ МАССУ

В свежесобранных плодах всех видов увеличилось количество каротиноидов на 2025%. В отличие от витамина С количество катехинов уменьшилось на 45-55%. Количество антоцианов, флавоноидов и хлорогеновой кислоты в замороженных фруктах оставалось хорошим. Через 6 месяцев количество флавоноидов в замороженных плодах уменьшилось на 37 мг% и 35 мг% у видов C. pentagyna и C. caucasica соответственно.

Количество антоцианов в замороженных фруктах немного повышено по сравнению с другими полифенолами. Это увеличение, вероятно, связано с уменьшением количества близких к ним флавоноидов. Количество лейкоантоцианов резко уменьшилось. Весьма вероятно, что это уменьшение было вызвано их разложением в процессе замораживания. В случае хлорогеновой кислоты это снижение изменилось до незаметной степени.

Также изучали изменение количества биологически активных веществ при разных режимах сушки плодов. Полученные результаты приведены в Таблице 2. При фиксации витамином С плодов видов C. pentagyna и C. caucasica при 120°С и сушке при 20°С и 70°С биологически активные вещества менее подвержены восстановлению. Лучшие результаты дает фиксация при 120°C и сушка в вакууме. При такой сушке в плодах C. pentagyna сохраняется 95% витамина С. В процессе сублимационной сушки сохраняется больше витамина С. Здесь потери составляют 2-3%. Каротины теряются более чем на 50% при всех вариантах сушки. Он остается полноценным только при вакуумной и сублимационной сушке.

Как и в процессе замораживания, количество катехинов резко уменьшается при различных процессах сушки. Как и витамин С, катехины хорошо сохраняются при вакуумной и сублимационной сушке. Весьма вероятно, что активность фермента полифенолоксидазы не прекращалась полностью при фиксации при 120°С.

Содержание флавоноидов в плодах боярышника пятигнездного снижается на 26-298 мг% в процессе сушки. Наибольшее снижение было зафиксировано при температуре 120°С, при сушке 120°С и при сушке на воздухе 20°С. Наибольшее снижение содержания антоцианов наблюдалось при фиксации и сушке при 120°С, минимальное -- при сублимационной сушке. Такое же изменение наблюдалось и в процессе сушки плодов боярышника кавказского.

биологический активный вещество боярышник

Таблица 2

ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ В ПЛОДАХ C. pentagyna Waldst. et Kit. ex Willd. и C. caucasica K. Koch НА ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (мг % на сырую массу)

Вывод

Итак, для сохранения высокого количества биологически активных веществ в плодах боярышника и для получения сырья с высокой биологической ценностью для дальнейшего использования необходимо замораживать плоды и использовать вакуум и сублимацию, вместо сушки обычным методом.

Для первого хранение фруктов методом замораживания не целесообразно, так как требует строительства складов с холодильной системой и наличия специальных условий, требующих определенных затрат. В связи с чем довольно удобно использовать вакуумную сушку, особенно сушку сублимацией.

При экстрагировании плодов, полученных данным способом, на получение экстракта расходуется меньше экстрагента по сравнению с сырьем, полученным при других способах сушки, а биологически активные вещества получаются полностью и является экономически эффективным методом.

Список литературы

1. Девятинин В. Д. Методы химического анализа в производстве витаминов. M.: 1964, 360 c.

2. Дороднева В. И. Идентификация каротиноидов листьев грецкого ореха Juglans regia L. методами спектрофото-метрии и тонкослойной хроматографии // Растительные ресурсы. 1967. Т 3. №2. С. 266-268.

3. Запрометов М. Н., Колопкова С. В. Суточная динамика катехинов и их ациклических предшественников // Физиология растений. 1965. Т. 12. №4. С. 646-652.

4. Касумов Ф. Ю. Эфиромасличные виды рода Thymus L. флоры Кавказа и пути их рационального использования Баку: Элм, 2011, 404 с.

5. Новрузов Э. Н., Асланов С. М., Мамедов C. Ш., Шамсизаде Л. А. Исследование каротиноидов методом ТСХ // Тезисы докладов V Закавказской конференции по адсорбции и хроматографии. Баку,1982. С. 114-115.

6. Новрузов Э. Н. Пигменты репродуктивных органов растений и их значение. Баку: Элм, 2010. 310 с.

7. Новрузов Э. Н., Фархадова М. Т., Шамсизаде Л. А., Гаджиева Т Г. Способ получения пищевого антоцианового красителя из выжимок плодов и ягод. А. С. №1705324 (СССР), 1991.

8. Аббасова Т. Ю., Новрузов Э. Н., Расулов Ф. А. Биологически активные вещества некоторых видов Crataegus (Rosaceae), произрастающих на Малом Кавказе (в пределах Азербайджана) // Растительные ресурсы. 2013. Т. 49. №3. С. 415-422.

9. Петриченко В. М., Сухинина Т. В., Фурса Н. С. Спектрофотометрический метод определения содержания флавоноидов в Euphrasia brevipila Burn. et Gremli // Растительные ресурсы. 2002. Т. 38. №2.

10. Серкеров С. В. Терпеноиды и фенолпроизводные растений семейств Asteraceae и Apiaceae. Баку, 2005. 312 с.

11. Флора Азербайджана. Т. 1-8. Баку: 1950-1961; Т. 5. Баку: 1954, 580 с.

12. Гроссгейм А. А. Флора Кавказа. М.-Л., Т. 5. 1952. 744 с.

13. Комаров В. Л. Флора СССР. Т. III. М., 1935. 636 с.

14. Хржановский В. Г., Пономаренко С. Ф. Практикум по курсу общей ботаники. М.: Агропромиздат, 1989. 416 с.

15. Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб: Мир и семья, 1995. 992 с.

16. Bagchi D., Sen C. K., Bagchi M., Atalay M. Anti-angiogenic, antioxidant, and anti- carcinogenic properties of a novel anthocyanin-rich berry extract formula // Biochemistry. 2004. V. 69. №1. P. 75.

17. Swain T., Hillis W. E. The phenolic constituents of Prunus domestica. I.--The quantitative analysis of phenolic constituents // Journal of the Science of Food and Agriculture. 1959. V. 10. №1. P. 63-68. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740100110

18. Velioglu Y., Mazza G., Gao L., Oomah B. D. Antioxidant activity and total phenolics in selected fruits, vegetables, and grain products // Journal of agricultural and food chemistry. 1998. V. 46. №10. P. 4113-4117. https://doi.org/10.1021/jf9801973

References

1. Devyatinin, V. D. (1964). Metody khimicheskogo analiza v proizvodstve vitaminov. Moscow. (in Russian).

2. Dorodneva, V. I. (1967). Identifikatsiya karotinoidov list'ev gretskogo orekha Juglans regia L. metodami spektrofoto-metrii i tonkosloinoi khromatografii. Rastitel'nye resursy, 3(2), 266-268. (in Russian).

3. Zaprometov, M. N., & Kolopkova, S. V. (1965). Sutochnaya dinamika katekhinov i ikh atsiklicheskikh predshestvennikov. Fiziologiya rastenii, 12(4), 646-652. (in Russian).

4. Kasumov, F. Yu. (2011). Efiromaslichnye vidy roda Thymus L. flory Kavkaza i puti ikh ratsional'nogo ispol'zovaniya Baku. (in Azerbaijani).

5. Novruzov, E. N., Aslanov, S. M., Mamedov, C. Sh., & Shamsizade, L. A. (1982). Issledovanie karotinoidov metodom TSKh. In Tezisy dokladov V Zakavkazskoi konferentsii po adsorbtsii i khromatografii, Baku. (in Russian).

6. Novruzov, E. N. (2010). Pigmenty reproduktivnykh organov rastenii i ikh znachenie. Baku. (in Azerbaijani).

7. Novruzov, E. N., Farkhadova, M. T., Shamsizade, L. A., & Gadzhieva, T. G. (1991). Sposob polucheniya pishchevogo antotsianovogo krasitelya iz vyzhimok plodov i yagod. A. №1705324 (SSSR). (in Russian).

8. Abbasova, T. Yu., Novruzov, E. N., & Rasulov, F. A. (2013). Biologicheski aktivnye veshchestva nekotorykh vidov Crataegus (Rosaceae), proizrastayushchikh na Malom Kavkaze (v predelakh Azerbaidzhana). Rastitel'nye resursy, 49(3), 415-422. (in Russian).

9. Petrichenko, V. M., Sukhinina, T. V., & Fursa, N. S. (2002). Spektrofotometricheskii metod opredeleniya soderzhaniya flavonoidov v Euphrasia brevipila Burn. et Gremli. Rastitel'nye resursy, 38(2), 104-109. (in Russian).

10. Serkerov, S. V. (2005). Terpenoidy i fenolproizvodnye rastenii semeistv Asteraceae i Apiaceae. Baku. (in Azerbaijani).

11. Flora Azerbaidzhana, 1-8, Baku, 1950-1961, 5, Baku, 1954. (in Russian).

12. Grossgeim, A. A. (1952). Flora Kavkaza. Moscow. (in Russian).

13. Komarov, V. L. (1935). Flora SSSR. 3, Moscow. (in Russian).

14. Khrzhanovskii, V. G., & Ponomarenko, S. F (1989). Praktikum po kursu obshchei botaniki. Moscow. (in Russian).

15. Cherepanov, S. K. (1995). Sosudistye rasteniya Rossii i sopredel'nykh gosudarstv (v predelakh byvshego SSSR). St. Petersburg. (in Russian).

16. Bagchi, D., Sen, C. K., Bagchi, M., & Atalay, M. (2004). Anti-angiogenic, antioxidant, and anti-carcinogenic properties of a novel anthocyanin-rich berry extract formula. Biochemistry, 69(1), 75.

17. Swain, T., & Hillis, W. E. (1959). The phenolic constituents of Prunus domestica. I.--The quantitative analysis of phenolic constituents. Journal of the Science of Food and Agriculture, 10(1), 63-68. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740100110

18. Velioglu, Y., Mazza, G., Gao, L., & Oomah, B. D. (1998). Antioxidant activity and total phenolics in selected fruits, vegetables, and grain products. Journal of agricultural and food chemistry, 46(10), 4113-4117. https://doi.org/10.1021/jf9801973

Размещено на Allbest.ru