Стабилизация антиоксидантных свойств растительных экстрактов амаранта аскорбиновой кислотой в производстве рыбных продуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Стабилизация антиоксидантных свойств растительных экстрактов амаранта аскорбиновой кислотой в производстве рыбных продуктов

Лапин Анатолий Андреевич,

Зеленков Валерий Николаевич

ФБГНУ ВНИИ Овощеводства РАН

Ислямова Алия Алековна,

Ахмерова Ляйсан Ринатовна

Кафедра водных ресурсов и аквакультуры.

казанский энергетический университет.

 Аннотация

Наличие широкого спектра антиоксидантов, включая различные фенольные соединения, характеризуют амарант, как перспективное биологически активное сырье для создания пищевых добавок с аскорбиновой кислотой при разработке новых перспективных видов экологической продукции, кото-рая относится к развивающемуся сегменту мирового рынка продовольствия.

Ключевые слова: амарант, аскорбиновая кислота, антиоксидантная активность, фенольное соединение.

Введение

Среди различных биохимических компонентов растений амаранта Amaranthus L., составляющих его суммарную антиоксидантную активность (САОА) большое значение имеют различные фенольные соединения, которые представлены в основном флавоноидами, полифенолами, витаминами группы Р (рутин, кверцетин и другие). Антиоксидантной действие флавоноидов (ФЛ) обусловлено их способностью, связывать свободные радикалы и образовывать хелатные соединения с ионами металлов (железа, меди), уменьшая их каталитические свойства в процессах окисления. В наших исследованиях по питательным свойствам амаранта было показано, что зависимость САОА 70%-ных водно-спиртовых экстрактов листьев амаранта прямо пропорционально содержанию ФЛ, коэффициенты корреляции при этом составляли 0.50-0.97, а САОА характеризуется высокими показателями от 6.55 до 14.00 г рутина/100 г абсолютно сухого образца [1-5].

К классическим способам консервирования, предотвращающим порчу пищевых продуктов, относятся охлаждение, нагревание, а также засолка, добавление сахара и копчение. Современные условия жизни диктуют необходимость применения целого ряда химических соединений, способных эффективно предупреждать развитие микробиальной флоры - главным образом бактерий, плесени, дрожжей, среди которых могут быть как патогенные, так и непатогенные виды. К веществам, способствующим увеличению срока годности продуктов относятся различные консерванты, антиокислители (антиоксиданты) синергисты антиокислителей, их выбор и дозировка зависят от степени бактериальной загрязненности и качественного состава микрофлоры, условий производства и хранения, химического состава продукта и его физико-химических свойств и ожидаемого срока годности. Химические консерванты должны обеспечивать длительное хранение продуктов, не оказывая какого-либо отрицательного влияния на его органолептические свойства, пищевую ценность и здоровье потребителя. Эффективность действия консерванта зависит от его концентрации, рН, качественного состава микрофлоры. Ни один из известных консервантов не является универсальным для всех продуктов питания, каждый имеет свой спектр действия [6].

Аскорбиновая кислота (витамин С, Е300) - один из сильнейших антиокислителей. По данным Комитета по пищевым добавкам Аскорбиновая кислота (АК), как природный антиоксидант, прерывает реакции самоокисления в компонентах пищевых изделий, предотвращая снижение органолептических характеристик продуктов, увеличивает срок хранения продуктов. Она обеспечивает устойчивый и равномерный посол, ускоряет процесс консервирования, замедляет образование метмиоглобина на поверхности мяса, позволяет на треть снизить количество нитритов и нитратов, необходимых в мясных изделиях [7].

Процесс окисления является самоускоряющимся, поэтому важно своевременное внесение витамина С. АК увеличивает срок хранения продукции в количестве до 0.02%, более высокие дозы не увеличивают этот срок. Так как количество добавляемого антиоксиданта очень мало, эффективность его применения зависит от методов внесения в продукт. При приготовлении рыбных продуктов АК должна включаться в рассол [7]. Рекомендуемая дозировка АК в рассоле 5-12.5 кг на 1 м³ воды.

Цель работы - проведение исследований стабилизации фенольных экстрактов амаранта аскорбиновой кислотой в производстве рыбных продуктов от окисления.

Экспериментальная часть

Объектами исследования нами использовалась АК производства ООО «Озон» (г. Жигулевск, Самарской обл.), 70%-ный водно-спиртовый экстракт листьев амаранта (СЭА) с содержанием ФЛ 1.830 мг/см³. Суммарную антиоксидантную активность (САОА) образцов водных растворов АК в процессе окисления определяли по сертифицированной методике [2]. Стабильность смесей АК с разными концентрациями СЭА определялась по САОА образцов растворов при постоянном перемешивании с помощью устройства для экспонирования рачков УЭР-03 [3] в климатостате В-2 [4] при температуре 25 єС.

Результаты и их обсуждение

В водных растворах фенольные соединения, такие как рутин, кверцетин и дигидро-кверцетин легко окисляются, их стабильность возрастает в ряду рутин дигидрокверцетин кверцетин, при этом кверцетин является наиболее окисленной формой и в меньшей степени подвержен окислительному действию, что объясняется идентичностью структур фрагмента окисленной формы аскорбиновой кислоты и кверцетина:

антиоксидантный амарант аскорбиновый рыбный

При введении аскорбиновой кислоты в растворы окисление растительных полифенолов значительно замедляется в ряду: кверцетин дигидрокверцетин рутин, при этом аскорбиновая кислота практически полностью расходуется. Это связано с тем, что аскорбиновая кислота, проявляя антиоксидантные свойства, стабилизирует растительные полифенолы, сама в первую очередь участвует в реакции окисления как восстановитель. Меньшая устойчивость рутина в этом ряду, очевидно, обусловлена его гидролизом, при котором образуется легкоокисляющийся сахар - глюкоза. Данные исследования имеют практическое значение для стабилизации полифенолов в пищевых объектах [2].

Для окисления раствора АК при концентрации 1.062 масс. % - контрольный образец 1 (КО1) и его смесей с добавлением СЭА в количествах 0.20; 0.40; 0.60; 1.00; 1.19; 1.40; 1.60; 2.00; 3.98; 4.03; 5.26; 6.00; 7.94; 9.96 % масс., водный раствор СЭА 9.22 % масс. - контрольный образец 2 (КО2) использовали постоянное перемешивание при 25 єС. Первое измерение САОА провели через 1 час после перемешивания, оно показало следующие результаты: КО1 - 2931.69; КО2 - 370.09; 0.20 - 1913.33; 0.40 - 1831.1; 0.60 - 1811.74; 1.00 - 1993.16; 1.19 - 1961.71; 1.40 - 1901.24; 1.60 - 1870.18; 2.00 - 2034.28; 3.98 - 2145.55; 4.03 - 1942.36; 5.26 - 1947.2; 6.00 - 2027.02; 7.94 - 2324.55; 9.96 - 2688.59 мг рутина (Ru) на 1 дм³ раствора при относительной ошибке измерения не более 7%, в основном 2-4%, n = 5.

Попытка расчета влияния добавки СЭА на показатели САОА выявило аддитивное уменьшение экспериментального показателя САОА относительно расчетной величины:

САОА_excess = СAOА _{эксперим}. - САОА_{расчетная}

Показатель САОА_excess линейно увеличивается к нулю при увеличении добавки СЭА и описывается уравнением У= 78.33Х - 1122.6, при R² = 0.808, по приведенному уравнению эффект синергизма пропадает при содержании СЭА 14.33 % масс.

В литературе известны синергетические смеси дигидрокверцетина с витаминами С, Е, А в определенных соотношениях, при этом активность смесей оценивалась по скорости накопления продуктов перекисного окисления липидов. Например, предполагается, что виноградные вина представляют собой синергетические смеси антиоксидантов, обладающие каскадным антиоксидантным действием. Наши исследования измерений эффектов синергизма и антагонизма купажей вин по их САОА показали, что подобные явления достаточно стабильны во времени [2].

Дальнейшие испытания показали, что максимальная скорость окисления контрольных образцов КО1 и КО2 наблюдается до 25 часов, затем она уменьшается. При уменьшении концентрации СЭА с 9.96 до 1.60 % масс. в течение 25 часов САОА смесей падает, затем линейно увеличивается (R² = 0.88 до 0.99) до конца процесса окисления (96 часов) с максимальной САОА относительно начального значения до 56.78% (образец с 5.26% СЭА) и составляет 3052.88 мг Ru на 1 дм³ (КО1 2931.69 мг Ru на 1 дм³). Дальнейшее уменьшение концентрации СЭА до 0.20 масс. приводит к уменьшению САОА образцов до 48 часа окисления, затем она линейно увеличивается (R² = 0.99) до конца процесса окисления, при этом максимальное увеличение САОА составляет 3146.97 мг Ru на 1 дм³ (до 67.63% относительно начального значения) при концентрации СЭА 0.20 масс.

Выводы

1. Введение в рассол при приготовлении рыбных продуктов аскорбиновой кислоты с растительными экстрактами специй, содержащими фенольные соединения, не только может улучшить их вкусовые качества, но и замедлить потери аскорбиновой кислоты (витамина С) - усилителя различных консервантов.

2. Наличие широкого спектра антиоксидантов, включая различные фенольные соединения, характеризуют амарант, как перспективное биологически активное сырье для создания пищевых добавок при разработке новых перспективных видов экологической продукции, которая относится к развивающемуся сегменту мирового рынка продовольствия.

Литература

1. Зеленков В.Н., Гульшина В.А., Лапин А.А. Амарант. Биохимический и химический портрет в онтогенезе. М.: Изд-во РАЕН. 2011. С.73-78.

2. Выштакалюк А.Б., Минзанова С.Т., Соснина Н.А. и др. Повышение питательной ценности фитомасы амаранта за счет гидролиза-экстракции в аппаратах роторно-пульсационного типа. Бутлеровские сообщения. 2010. Т.19. №2. С.26-32.

3. Борисенков М.Ф., Лапин А.А. Роль питания в профилактике возрастных заболеваний. Бутлеровские сообщения. 2010. Т.19. №2. С.42-53.

4. Лапин А.А., Гречухина Л.Г., Зеленков В.Н. Антиоксидантные свойства семян амаранта. Бутлеровские сообщения. 2012. Т.32. №13. С.110-117.

5. Лапин А.А., Зеленков В.Н., Гречухина Л.Г. Добавки к кормам из амаранта для выращивания рыбы. Часть 2. Особенности минерального состава листьев амаранта. Бутлеровские сообщения. 2013. Т.33. №3. С.98-107.

6. URL: http://www.znaytovar.ru/new360.html (дата обращения 19.10.2014)

7. URL: http://ascorbicacid.com.ua/application/pishchevaya-promyshlennost (дата обращения 19.10.2014)

8. Лапин А.А., Романова Н.Г., Зеленков В.Н. Применение метода гальваностатической кулонометрии в определении антиоксидантной активности различных видов биологического сырья и продуктов их переработки. М.: МСХА им. К.А. Тимирязева. 2011. 197с.

9. Устройство для экспонирования рачков УЭР-03. Паспорт, техническое описание, инструкция по эксплуатации. Красноярск. 2007. 6с.

10. Климатостат В-2. Паспорт, техническое описание, инструкция по эксплуатации. Красноярск. 2007. 8с.

Размещено на Allbest.ru