Определение антиоксидантной активности плодово-ягодного сырья

Полная исследовательская публикация ________________ Романова Н.Г., Зеленков В.Н. и Лапин А.А.

Размещено на http://www.allbest.ru/

76 ______________ http://butlerov.com/ ______________ ©--Butlerov Communications. 2010. Vol.22. No.11. P.71-75.

Тематический раздел: Химия возобновляемых биоресурсов. Полная исследовательская публикация

Подраздел: Методы исследования природных веществ. Регистрационный код публикации: 10-22-11-71

г. Казань. Республика Татарстан. Россия. __________ ©--Бутлеровские сообщения. 2010. Т.22. №11. ________ 71

Определение антиоксидантной активности плодово-ягодного сырья

Романова Наталья Геннадиевна,¹* Зеленков Валерий Николаевич²*

и Лапин Анатолий Андреевич³*⁺

Аннотация

В последнее время проявляется большой интерес к определению антиоксидантной активности пищевых продуктов и напитков, лекарственных препаратов.

Антиоксидантами лекарственных растений являются: витамины С, Е, А, D, K; микроэлементы цинк, селен; биологически активные компоненты, выделенные из растений (арония, черника, гинкго билоба, шиповник, смородина, боярышник, рябина, красный виноград (лоза, косточки, гребни), зеленый чай и пр.), например, биофлавоноиды, антоцианы, каротиноиды и др. В связи с этим оценка антиоксидантной активности разных биологических объектов - актуальная задача.

Целью данного исследования являлось определение антиоксидантной активности плодов боярышника и рябины, гребней винограда, зеленого и черного чая.

Ключевые слова: лекарственные растения, антиоксидантная активность, боярышник, рябина, гребни винограда, зеленый и черный чай, продукты функционального питания.

Введение

Результаты эпидемиологических исследований последних лет указывают на ухудшение показателей здоровья населения практически всех регионов России. При этом большинство заболеваний человечества - следствие воздействия неблагоприятных факторов внешней среды (радиация, ультрафиолет, озон, загрязнение воздуха токсичными соединениями, курение и т.д.) и активации внутренних механизмов образования активных форм кислорода (воспалительные, онкологические заболевания, нервный стресс и др.). Одним из наиболее эффективных подходов в профилактике здоровья является использование продуктов функционального питания, которые, наряду с питательными компонентами (белки, жиры, углеводы), содержат в своем составе микронутриенты, необходимые для обеспечения физиологических потребностей организма и поддержания гомеостаза в норме [5, 6]. Особо важны микронутриенты, обеспечивающие антиоксидантную защиту. Наиболее известными микронутриентами-антиоксидантами являются витамины С, Е, А, D, K; микроэлементы цинк, селен; выделенные из растений (арония, черника, гинкго билоба, шиповник, смородина, боярышник, рябина, красный виноград (лоза, косточки, гребни), зеленый чай и пр.) биологи-чески активные компоненты, например, биофлавоноиды, антоцианы, каротиноиды и др. [4, 8, 11, 16, 17].

В связи с этим оценка антиоксидантной активности разных биологических объектов - актуальная задача.

Целью данного исследования являлось определение антиоксидантной активности плодов боярышника и рябины, гребней винограда, зеленого и черного чая.

Нами впервые была определена антиоксидантная активность некоторых лекарственных растений с применением метода гальваностатической кулонометрии на приборе “Эксперт-006”, с использованием электрогенерированных радикалов брома. Выбор в качестве электро-генерированных титрантов соединений брома обусловлен его высокой реакционной способ-ностью по отношению практически ко всем биоантиоксидантам растительного сырья.

Экспериментальная часть

Перед количественной оценкой суммарной антиоксидантной активности (САОА) определяли влажность образцов на анализаторе влажности МХ-50 А&D Company, Limited (Япония) [1]. Програм-мное обеспечение “WinCT-Moisture” анализатора позволяло нам определять оптимальную темпера-туру сушки как образцов для определения сухого вещества образцов (СВО), так и водных экстрактов для определения содержания абсолютно сухого экстракта (АСЭ). Количественную оценку АОА образцов проводили по методике определения интегральной САОА в соответствии с МВИ 01-44538054-07 методом кулонометрического титрования электрогенерированным бромом на серийном анализаторе “Эксперт-006” [9]. Математическую обработку экспериментальных данных проводили методами дисперсионного анализа [2] и интервальной оценки параметров распределения при помощи t-критерия.

Измерение САОА плодов разных образцов проводили в виде свежеприготовленных водных экстрактов, которые готовили настаиванием в течение 15 минут проб массой в два грамма (в пересчете на сухой вес), заливая их 100 мл кипящей дистиллированной водой. Подготовленное сырье размалы-вали в мельнице для растительных образцов, купажировали в пропорциях в соответствии со схемой опытов и расфасовывали по 2 г в фильтр-пакеты, которые в дальнейшем подвергали завариванию.

По результатам анализа рассчитывали суммарное содержание свободных антиоксидантов в исследуемых образцах в г рутина на 100 г абсолютно сухого образца (а.с.о.) [8].

Результаты и их обсуждение

Боярышник был нами выбран не случайно: препараты боярышника избирательно расширяют коронарные сосуды и сосуды головного мозга, снижают возбудимость нервной системы, усиливают снабжение сердца и мозга кислородом, улучшают обмен веществ, нормализуют ритм сердца, сон и общее состояние, устраняют неприятные ощущения в области сердца, способствуют снижению уровня холестерина в крови [4, 7].

В результате эксперимента была определена САОА свежих и высушенных плодов боярышника (табл. 1). Проведенные исследования САОА свежих образцов боярышника выявили, что максимальные значения САОА отмечаются у боярышника Алма-атинского (1.930), тогда как, образцы боярышника зеленомякотного имеют САОА 1.240 г рутина на 100 г а.с.о., что ниже предыдущих показаний на 0.69 г рутина на 100 г а.с.о. В результате исследования АОА высушенных образцов боярышника выявили, что максимальные значения АОА отмечаются у боярышника мелкоплодного (8.690 г рутина на 100 г а.с.о.), восточного (6.670) и алма-атинского (4.250). При этом, нужно отметить, что боярышник Алма-атинский представляет больший интерес по сравнению с другими боярышниками, т.к. имеет высокую урожайность - 10.6 кг с растения, средний размер и вес плодов - около 16.5 г, а содержание аскорбиновой кислоты - около 27 мг% [13]. На основании проделанной работы был выявлен перспективный вид боярышника - Алма-атинский, его можно рекомендовать для использования в качестве сырья для пищевой промышленности при получении напитков, применяемых современной медициной в качестве лечебно-диетического и профилактического средства больным с различными заболеваниями обмена веществ.

Повышенное содержание антиоксидантных веществ в плодах определяет их биоло-гическую ценность, высокие потребительские свойства.

Плоды рябины обладают желчегонным и мочегонным свойствами, противовоспалительным, кровоостанавливающим, капилляроукрепляющим, витаминным, вяжущим, легким слабительным, потогонным действием, понижают кровяное давление, повышают свертываемость крови, применяются как средство, понижающее содержание жира в печени и холестерина в крови. Различные лечебно-оздоровительные и профилактические свойства плодов рябины обеспечиваются за счет большого количества химических соединений, находящихся в них [7, 10, 14].

Табл. 1. Суммарная антиоксидантная активность водных экстрактов

боярышника разных образцов, г рутина на 100 г а.с.о.

Проведенный анализ по суммарной САОА плодов рябины различных образцов пред-ставлен в табл. 2.

Табл. 2. Суммарная антиоксидантная активность водных экстрактов

рябины разных образцов, г рутина на 100 г а.с.о. (2005-2007 г.г.)

В результате проведенных исследований установлено, что максимальные значения САОА отмечаются у сорта Гранатная - 2.980 г рутина на 100 г а.с.о., минимальные значения характерны для сортов Невежинская желтая и Невежинская кубовая - 2.490 и 2.420 г рутина на 100 г а.с.о. соответственно, что коррелировало с их биохимическими показателями. Анализируя накопление в плодах рябины витамина С и каротина отмечено, что наиболее высоким их содержанием характеризуются сорта рябины Невежинская желтая и Невежинская кубовая - в среднем за 2 года исследований оно составило 118.5 и 88.5 мг% витамина С и 10.5 и 12 мг% каротина соответственно сортам, тогда как у сорта Гранатная эти показатели были в среднем в два раза ниже [13].

Следует отметить, что плоды рябины, независимо от сорта, характеризовались более низкой антиоксидантной активностью по сравнению с плодами боярышника.

Ценность винограда как сырья для производства функциональных напитков опреде-ляется комплексом содержащихся в нем физиологически активных веществ, витаминов, микроэлементов и прочих соединений, обусловливающих его органолептические и фармако-логические свойства. Как известно из литературных источников, в виноградных гребнях можно обнаружить представителей разных групп химических соединений - углеводы, пектины, витамины, органические кислоты, азотистые и минеральные вещества и др. [15]. Продукты переработки винограда проявляют не меньшую биологическую активность при их использовании, как в чистом виде, так и в составе продуктов функционального питания, т.к. содержат большое количество биологически активных веществ, некоторые из которых являются природными антиоксидантами [12]. Наличие АО в продуктах питания играет важную роль для профилактики болезней и положительно влияет на сохранение и усиление защитных механизмов организма человека.

антиоксидантный лекарственный боярышник гальваностатический

Табл. 3. Суммарная антиоксидантная активность водных экстрактов

гребней винограда разных сортов, г рутина на 100 г а.с.о.

Проведенные исследования 4-х образцов показали, что при влажности от 9.96 до 14.79%, самый перспективный образец - гребни виноград сорта Бархат - 13.13 г рутина на 100 г а.с.о., другие образцы имеют более низкий показатель САОА, например, гребни сорта Каберне Совиньон имеют минимальные значения САОА - 7.90 г рутина на 100 г а.с.о.

Самый верный путь обеспечения организма антиоксидантами - это употребление пище-вых продуктов, в том числе напитков, богатых биологически активными веществами, обла-дающими антиоксидантным действием в организме, к которым, в первую очередь, следует отнести чай.

Черный и зеленый чай, обладая высокими органолептическими свойствами, являясь источником ценных физиологически активных соединений, а также благодаря содержанию минеральных элементов, может выступать в качестве основы при производстве функцио-нальных напитков из лекарственного сырья [11, 14]. Зелёный чай является весьма ценным продуктом, пользующимся большой популярностью. На мировом рынке по спросу зелёный чай занимает второе место после чёрного. По ароматическим и вкусовым свойствам зелёный чай очень сильно отличается от чёрного, однако различия между этими видами чая зависят только от способа переработки чайного листа.

С физиологической точки зрения, учитывая высокие лечебно- профилактические и резко выраженные Р-витаминные свойства чайных катехинов, зелёный чай - наиболее биологи-чески ценный продукт. В зелёном чае почти полностью (до 90%) сохраняются все катехины и другие биологически активные вещества, в том числе витамин С [11]. Эти, даже столь незначительные изменения веществ чайного листа вполне достаточны для того, чтобы образо-вались специфические вкусовые и ароматические свойства, характерные для зелёного чая. Учитывая высокую биологическую активность зеленого чая можно предложить его в качестве компонента для производства чайных напитков изготавливаемых из нетрадиционного расти-тельного сырья [3, 14].

Из табл. 4 видно, что наблюдается широкий интервал антиоксидантной активности чаев от 9.68 г кверцетина на 100 г сухого образца у черного чая до 12 г кверцетина на 100 г сухого образца у зеленого, а, следовательно, и их различие в физиологическом действии на организм.

При этом существует прямая зависимость антиоксидантной активности от содержания в них известных биологически активных антиоксидантов (полифенольные соединения, флаво-ноиды, витамин Р, органические кислоты), которые и формируют интегральную величину ан-тиоксидантного потенциала исследуемого чая.

Табл. 4. Суммарная антиоксидантная активность зеленого

и черного чая, г кверцетина на 100 г а.с.в.

Более высокая САОА зеленого чая обусловлена, в первую очередь, наличием в нем полифенольных соединений, в частности, катехинов, флавоноидов. Из-за особенностей обра-ботки листьев, а именно отсутствия стадии ферментации, в зелёном чае значительно больше катехинов, чем в чёрном. Катехины зеленого чая являются даже более мощными антиок-сидантами, чем витамины С и Е. [3]. Кроме того, во время ферментации происходит окисле-ние витамина С, поэтому черный чай теряет САОА.

Заключение

Таким образом, нами впервые проведена оценка антиоксидантной активности некоторых лекарственных растений. На основании исследования можно сделать вывод, что употребление в ежедневном рационе продуктов, например, чайных, с плодами боярышника и рябины, гребнями винограда эффективно для уменьшения вредного воздействия на организм человека “свободных радикалов”. Использование показателей суммарной антиоксидантной активности позволяет проводить скрининг для отбора наиболее ценных образцов для применения в научно-практических разработках в области селекции, кормопроизводства, пищевой и фармацевтической промышленности. Также суммарная антиоксидантная активность является чувствительным показателем качества продукции, что может быть использовано для дальней-ших технологических работ с данным видом сырья.

Выводы

1. Установлено, что антиоксидантная активность зависит от видовой специфики растений, плоды рябины имели более низкую суммарную антиоксидантную активность по сравне-нию с плодами боярышника. Максимальные значения суммарной антиоксидантной актив-ности отмечаются у свежих плодов боярышника Алма-атинского (1.930), тогда как, образ-цы боярышника зеленомякотного имеют активность 1.240 г рутина на 100 г а.с.о.

2. Суммарная антиоксидантная активность плодов сорта Гранатная - 2.980 г рутина на 100 г а.с.о., минимальные значения характерны для сортов Невежинская желтая и Невежинская кубовая - 2.490 и 2.420 г рутина на 100 г а.с.о. соответственно.

3. Самый перспективный образец по суммарной антиоксидантной активности - гребни вино-града сорта Бархат - 13.13 г рутина на 100 г а.с.о., другие образцы имеют более низкий показатель активности, например, гребни сорта Каберне Совиньон имеют минимальные значения - 7.90 г рутина на 100 г а.с.о.

4. Биологические активные соединения зеленого чая являются более мощными антиокси-дантами, по сравнению с черным: суммарная антиоксидантная активность последнего на 2.33 г кверцетина на 100 г а.с.в. меньше.

Литература

[1] Анализатор влажности MX-50/MF-50. Q&A. Справочник пользователя. A&D Company, Limited. Внешнеэкономический отдел. Версия 2.20. Февраль. 2003. 31с.

[2] Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат. 1985. 351с.

[3] Джемухадзе К.М. Физиология чая. В кн.: Физиология сельскохозяйственных растений. М.: Издательство МГУ. 1970. Т. IХ. C.450-616.

[4] Загоскина Н.В. Биофлавоноиды высших растений - биологически активные вещества для фармацевтической и пищевой промышленности. Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создания функциональных продуктов (4-5 июня 2007 г.): Материалы IY Российской научно-практической конференции. М.:РАЕН. 2007. С.99.

[5] Здравоохранение Российской Федерации. М.: Медицина. 2006. №5. С.22-25.

[6] Кочеткова А.А. Функциональные продукты в концепции здорового питания. Пищевая промышленность. 1999. №2. С.4-5.

[7] Куминов Е.П. Нетрадиционные садовые культуры. М.: “Издательство АСТ”. 2003. 254с.

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

[9] Лапин А.А. Методика выполнения измерений на кулонометрическом анализаторе МВИ 01-44538054-07. Свидетельство об аттестации МВИ № 4 выданное федеральным государственным учреждением “Тамбовский центр стандартизации, метрологии и сертификации”.

[10] Носов А. Лекарственные растения. М.: ЭКСМО-Пресс. 1999. 349с.

[11] Пучкова Л. И., Белявская И.Г., Жамукова Ж. М. Экстракт зеленого чая - источник биофлавоноидов. Хлебопекарное производство. 2005. №1. С.36-37.

[12] Разунаев Н.И. Комплексная переработка вторичных продуктов виноделия. М.: Пищевая промышленность. 1975. 166с.

[13] Романова Н.Г. Плоды боярышника и рябины - перспективный сырьевой источник для создания продуктов функционального питания. Достижения науки и техники АПК. №9. М. 2008. С.59-62.

[14] Романова Н.Г., Поверин А.Д. К вопросу расширения ассортимента чайной продукции. Доклады ТСХА. М. 2005. С.343-348.

[15] Сапрыкина О.А., Абдуразакова С.Х. Химические и биохимические особенности экстракта из твердых частей винограда. Изв. Вузов Пищевая технология. 2001. №1. С.15-23.

[16] Лапин А.А., Яровой С.А., Полянский К.К. Хлебобулочные изделия для функционального питания и их антиоксидантные свойства. Бутлеровские сообщения. 2010. Т.21. №9. С.78-87.

[17] Шанин Ю.Н., Шанин В.Ю., Зиновьев Е.В. Антиоксидантная терапия в клинической практике. Изд-во Санкт-Петербург. 2003. 120с.

Размещено на Allbest.ru