CC BY
203
УДК 664.8.014/.019
Анализ химического состава и антиоксидантных свойств
яблок различных сортов
Н.В. Макарова, д-р хим. наук, профессор, Д.Ф. Валиулина, аспирант Самарский государственный технический университет
Яблочный сок - основной продукт, получаемый из яблок. Яблочный сок содержит углеводы, в частности фруктозу, сахарные спирты (сорбит), органические кислоты (яблочная кислота), витамины, азотистые соединения, минеральные вещества и микроэлементы, ароматические вещества [1].
К важнейшим компонентам плодов также относят полифенолы, или, как их называли раньше, «дубильные вещества». В класс полифенолов входят в основном бесцветные фе-
Хранение плодов в течение 30 дней приводит к увеличению содержания фенолов, флавоноидов, повышению антиоксидантной активности.
нольные кислоты (оксибензойные и особенно оксикоричные) и большая группа так называемых флавоноидов. Важнейшие подгруппы флавоноидов - катехины, антоцианидины, флавонолы, флаваноны и проанто-цианидины [2].
Яблоки для промышленной переработки в Самарской области собирают в основном в августе, сентябре и октябре. Ранее нами уже были получены результаты по анализу химического состава и антиоксидантной активности яблок различных сортов сразу после момента их сбора [3].
Однако только небольшая часть плодов перерабатывается непосредственно после сбора. Большая часть яблок закладывается на хранение и используется на переработку или в свежем виде вплоть до мая - июня следующего года. В литературе нет данных по изменению антиоксидант-ной активности яблок во время хранения. Лишь на примере яблок сорта Granny Smith показано изменение содержания летучих соединений яб-
Ключевые слова: яблоки; сорта; сроки хранения; антиоксидантная активность; фенольные вещества; фла-воноиды.
Key words: apple; varieties; storage time; antioxidant activity; phenolics; flavonoids.
лок в течение года хранения [4, 5]. В яблоках сорта Annurca при хранении изменяются пектины [6]. Анализ 14 сортов испанских яблок [7] и яблок сорта Granny Smith и Stark Delicious [8] подтвердил изменение феноль-ных соединений в течение 3 мес хранения. Степень этих реакций определяется прежде всего сортом яблок [9].
Цель наших исследований - анализ химического состава и антиоксидантной активности яблок летнего срока созревания сорта Золотое; сортов осеннего срока созревания: Возрождение, Пепин Башкирский, Антанис, Спартак, Алое, Жигулевка; сортов зимнего срока созревания: Лобо, Россошанское, Беркутовка, Куйбышевское, Кутузовец при хранении.
Для проведения анализа химического состава и определения антиок-сидантной активности использовали методы: измерение общего содержания фенольных веществ с помощью реактива Folin-Ciocalteu, общего содержания флавоноидов, уровня улавливания свободных радикалов DPPH (2,2Г-дифенил-1-пикрилгидра-зила), общей антиоксидантной силы по методу FRAP (ferric reducing antioxidant power с реагентом 2,4,6-трипиридил^-триазином) и измерение антиоксидантной активности в системе линолиевая кислота.
Основная методика для определения фенольных веществ во фруктовых соках и напитках - спектрофото-метрический метод с реактивом Folin-Ciocalteu [9]. Содержание фла-воноидов определяют нитроалюми-ниевым колориметрическим мето-
дом, при котором нитрат алюминия взаимодействует с кетогруппой флавоноидов, образуя стабильный кислотный комплекс, показывающий устойчивую спектрально-поглощатель-ную способность при 510 нм [10].
Один из способов оценки антиоксидантной активности - колориметрия свободных радикалов. Данный метод основан на реакции радикала йРРН (2,2-дифенил-1-пикрилгидра-зила), растворенного в этаноле, с образцом антиоксиданта, содержащегося в экстракте яблочного сока и мякоти [11].
Определение железовосстанавли-вающей (антиоксидантной) способности основано на реакции восстановления комплекса Fe (III) - 2,4,6-трипиридил-5-триазина до комплекса Fe (II) - 2,4,6-трипиридил-5-три-азина, которое имеет ярко-синее окрашивание и полосу поглощения при Х=593 нм [12].
Метод на модели с линолиевой кислотой основан на окислении ли-нолиевой кислоты, при этом образуются пероксиды, которые окисляют Fe (II) до Fe (III). Ион Fe (III) образует комплекс с ионом БС^, имеющий максимальную спектральную погло-щательную способность при 500 нм. Таким образом, высокая степень спектральной поглощательной способности служит индикатором образования большого количества пе-роксидов [13].
Важный показатель - массовая доля растворимых сухих веществ. Для исследования данного показателя производят косвенное определение показателя преломления растворимых нелетучих веществ с помощью рефрактометра по ГОСТ 28562-90.
Главное место в составе яблок занимают сахара. Как правило, к ним относят исключительно гексозы: глюкозу (виноградный сахар) и фруктозу (виноградный сахар), которые часто обозначают как «редуцирующие сахара» и/или «инверт-ные сахара», а также сахарозу (свекловичный или тростниковый сахар) - соединение, образованное двумя предыдущими моносахаридами. В данной работе исследовали массовую концентрацию сахара по ГОСТ 13192-73.
Помимо сахаров и ароматобразу-ющих веществ вкусовые свойства яблокам и, соответственно, яблочным сокам придают нелетучие кислоты. Как и большинство их солей, они растворимы в воде, и большая их часть участвует в кислотном обмене фруктов. В семечковых фруктах доминирующая кислота -яблочная. Массовую долю титруемых кислот определяли по ГОСТ 51434-99. Ре-
зультаты исследовании представлены в табл. 1-6.
В течение 30 днеИ хранения происходит накопление веществ, отвечающих за антиоксидантую активность (см. табл. 1). Увеличились данные практически по всем показателям: общее содержание фенолов, антирадикальная активность, общее содержание флавоноидов. Изменение антирадикальнои активности наиболее выражено у яблок сорта Возрождение. Здесь показатели возросли в 3,5 раза (27 мг/мл против 8 мг/мл). Восстанавливающая сила яблок либо увеличилась, либо осталась практически на том же уровне. Достаточно неоднозначную картину наблюдали при анализе антиокси-дантнои активности в системе лино-лиевая кислота: яблоки сорта Золотое и БашкирскиИ Пепин снизили свои показатели, а яблоки сорта Возрождение, напротив, увеличили.
Массовая доля растворимых сухих веществ в течение 30 днеИ хранения практически не изменилась (см. табл. 2). В сорте яблок Золотое произошли накопление сахаров и снижение массовоИ доли титруемых кислот, соответственно увеличился сахарокислотныИ индекс. В сорте яблок БашкирскиИ Пепин отмечали спад и массовоИ доли сахаров и массовоИ доли титруемых кислот -сахарокислотныИ индекс менялся незначительно. В процессе хранения у яблок сорта Возрождение основные показатели не менялись. Срок хранения влиял лишь на содержание мякоти в плодах - произошло резкое снижение ее объема.
Характеристики химического состава антиоксидантноИ активности яблок были также проанализированы после 90 днеИ хранения (см. табл. 3). Изменились некоторые показатели. У яблок сорта КуИбышевс-кое отмечалось снижение данных по всем позициям. Например, общее содержание фенольных веществ сократилось в 1,5 раза (354 мг гал-ловоИ кислоты/100 г сырья против 203 мг галловоИ кислоты/100 г сырья). Подобную картину наблюдали и у яблок сорта Спартак. Все остальные сорта проявляли в основном повышение антиоксидантноИ активности.
По прошествии 90 днеИ были проанализированы технологические показатели. Установлено изменение показателеИ в зависимости от сортности (см. табл. 4). У яблок сорта Лобо и Жигулевское повышались все показатели и снизился сахарокис-лотныИ индекс. У яблок остальных сортов увеличилось содержание сахаров и снизилась массовая доля
Таблица 1
Антиоксидантная активность яблок спустя 30 дней хранения
Сорт яблок Общее содержание фенолов, мг галловоИ кислоты/100 г сырья Общее содержание флавоноидов, мг катехина/ 100 г сырья E 50, мг/мл FRAP значение ммоль Fe2+/ кг сырья Антиоксидантная активность в системе линолиевая кислота, % ингибирования окисления линолиевоИ кислоты
НулевоИ момент времени хранения
Золотое (сок) 203 24 65 9,09 6,09
Золотое (мякоть) 282 27 33 12,33 8,4
Возрождение (сок) 416 29 27 10,89 3,9
Возрождение (мякоть) 512 31 10 12,87 6,8
БашкирскиИ Пепин (сок) 384 26 75 11,07 11,2
БашкирскиИ Пепин (мякоть) 392 30 64 11,43 19,5
Спустя 30 днеИ хранения
Золотое (сок) 330 28 56 9,81 3,3
Золотое (мякоть) 342 32 19 12,06 7,3
Возрождение (сок) 508 33 8 10,08 4,2
Возрождение (мякоть) 572 35 6 12,50 7,1
БашкирскиИ Пепин (сок) 419 29 37 10,89 10,7
БашкирскиИ Пепин (мякоть) 448 34 26 12,90 15,6
Таблица 2
Физико-химические показатели яблок спустя 30 дней хранения
Объект Массовая доля растворимых сухих веществ, % Массовая доля редуцирующих сахаров, % Массовая доля титруемых кислот в пересчете на яблочную кислоту, % Содержание мякоти, % Сахарокис-лотный индекс
НулевоИ момент времени хранения
Золотое 11,5 8,2 0,6 3,9 13,7
Возрождение 11,0 8,9 0,9 9,2 9,9
БашкирскиИ Пепин 10,5 9,7 0,8 4,9 12,1
Спустя 30 днеИ хранения
Золотое 10,0 11,6 0,3 1,7 38,7
Возрождение 11,0 9,1 0,9 2,8 10,1
БашкирскиИ Пепин 10,0 7,8 0,6 1,1 13,0
Таблица 3
Антиоксидантная активность яблок спустя 90 дней хранения
Сорт яблок Общее содержание фенолов, мг галловоИ кислоты/100 г сырья Общее содержание флавоноидов, мг катехина/ 100 г сырья Er мг/мл FRAP значение ммоль Fe2+/ кг сырья Антиоксидантная активность в системе линолиевая кислота, % ингибирования окисления линолиевоИ кислоты
НулевоИ момент времени хранения
Антанис (сок) 282 9 96 7,02 9,1
Антанис (мякоть) 288 11 45 7,92 11,2
Лобо (сок) 117 67 77 3,06 4,7
Лобо (мякоть) 237 71 69 5,31 5,0
Спартак (сок) 125 53 39 3,96 Не проявляет
Спартак (мякоть) 147 109 15 7,29 То же
Алое (сок) 216 31 135 9,63 7,1
Алое (мякоть) 376 49 102 13,5 11,6
Жигулевское (сок) 82 104 91 5,04 Не проявляет
Жигулевское (мякоть) 170 108 58 6,12 То же
Продолжение таблицы 3
Общее Общее FRAP Антиоксидантная
содержание содержание мг/мл значение ммоль Fe2+/ кг сырья активность в системе
Сорт яблок фенолов, мг галловой флавоноидов, мг линолиевая кислота, % ингибирования
кислоты/100 г сырья катехина/ 100 г сырья окисления линолиевой кислоты
Беркутовка (сок) 115 15 139 3,87 19,2
Беркутовка (мякоть) 152 26 93 4,32 20,7
Куйбышевское (сок) 275 136 28 11,43 19,7
Куйбышевское (мякоть) 354 144 16 29,16 22,6
Спустя 90 дней хранения
Антанис (сок) 302 33 21 8,01 Не проявляет
Антанис (мякоть) 314 39 18 10,44 То же
Лобо (сок) 216 89 62 8,37 »
Лобо (мякоть) 352 96 22 12,42 »
Спартак (сок) 133 38 76 5,49 »
Спартак (мякоть) 144 54 54 6,30 »
Алое (сок) 238 56 86 7,56 »
Алое (мякоть) 397 72 83 10,35 »
Жигулевское (сок) 123 59 105 5,67 »
Жигулевское (мякоть) 221 71 78 11,79 »
Россошанское (сок) 206 64 39 8,01 »
Россошанское (мякоть) 214 82 31 9,54 »
Беркутовка (сок) 128 32 76 6,93 »
Беркутовка (мякоть) 168 48 69 7,92 »
Куйбышевское (сок) 195 92 65 7,2 »
Куйбышевское (мякоть) 203 104 19 9,99 »
Таблица 4
Физико-химические показатели яблок спустя 90 дней хранения
Объект Массовая доля растворимых сухих веществ, % Массовая доля редуцирующих сахаров, % Массовая доля титруемых кислот в пересчете на яблочную кислоту, % Содержание мякоти, % Сахарокислотный индекс
Нулевой момент времени хранения
Лобо 7,9 9,7 0,3 12,7 32,33
Спартак 9,0 9,2 0,7 1,6 13,14
Алое 9,6 7,9 0,5 10,2 15,80
Жигулевское 10,0 10,5 0,5 3,2 21,00
Беркутовка 10,0 7,8 0,5 3,1 15,60
Куйбышевское 9,0 10,2 0,5 6,5 20,40
Спустя 90 дней хранения
Лобо 12,0 12,8 0,5 6,4 25,60
Спартак 12,0 11,1 0,4 27,1 27,75
Алое 12,0 10,6 0,5 25,9 21,20
Жигулевское 11,0 10,6 0,7 32,6 15,14
Беркутовка 11,0 16,0 0,3 8,2 53,33
Куйбышевское 12,0 10,5 0,3 12,6 35,00
титруемых кислот, соответственно значительно увеличился сахарокис-лотный индекс. В целом, заметно увеличение массовой доли раство-
римых веществ и содержания мякоти в процессе хранения.
Спустя 180 дней хранения (см. табл. 5) у яблок сортов Куйбышев-
ское и Спартак снизились показатели по всем позициям. По яблокам сортов Лобо и Жигулевка нельзя сделать однозначные выводы. По общему содержанию фенольных веществ, восстанавливающей силе и антиоксидантной активности в системе линолиевая кислота данные сорта показали увеличение антиоксидантной активности, а антирадикальная активность и общее содержание флавоноидов снизились.
В основном технологические показатели за 180 дней хранения яблок падают (см. табл. 6). У яблок сорта Лобо снизился сахарокислотный индекс, а у яблок остальных сортов данный показатель увеличился.
Полученные нами данные коррелируют с литературными данными по анализу качества соков из яблок сортов Зимние, Сакура, Банановые и Ренет Симиренко [10]. Согласно этим результатам, содержание по-лифенольных веществ увеличивается до 80 сут хранения. Однако в статье австралийских ученых [11] на примере яблок сортов Granny Smith, Lady Williams и Grofton установлено, что при хранении в течение 9 мес изменяется содержание поли-фенольных веществ более сложным образом в зависимости от сорта яблок. Например, этот показатель снижается у яблок сорта Granny Smith, начиная со второго месяца хранения, у сорта Grofton - с четвертого месяца, у сорта Lady Williams - с пятого месяца.
На основании полученных данных можно сделать следующие выводы.
Хранение плодов в течение 30 дней приводит к увеличению содержания фенолов, флавоноидов, повышению антиоксидантной активности. Производитель сока от этого фактора лишь выиграет, так как за данный промежуток времени содержание растворимых сухих веществ не меняется, а сахарокислотный индекс возрастает.
При более длительном хранении (до 90 сут) в целом увеличиваются полезность и сахарокислотный индекс. Вместе с тем выявлено снижение содержания мякоти в плодах, что позволяет рекомендовать производителям именно этот срок хранения, так как в данный промежуток времени возможно получение максимального выхода сока.
Данные анализа плодов по прошествии 180 сут хранения показывают в основном спад всех показателей практически для всех сортов. Также нужно признать, что некоторые сорта сохранили и даже увеличили свои позиции. Таким образом, выбирая
тот или иной сорт яблок можно произвести и некоторый выбор качественных показателей и сделать вывод о том, что отдельные сорта можно хранить до 180 сут без значительных изменений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шобингер, У. Фруктовые и овощные соки: научные основы и технологии/У. Шобингер. - СПб: Профессия, 2004. - 640 с.
2. Седов, Е.Н. Селекция и сортимент яблони для центральных регионов России/Е.Н. Седов. - Орел.: Изд-во ВНИИСПК, 2005. - 311 с.
3. Исследование антиоксидантной активности осенних сортов яблок/ Н.В. Макарова [и др.]//Пищевая промышленность. - № 4. - С. 59-61.
4. T., Puy J, Lopez M.L., Recasens I., Vendrell M. Relationships between volatile production, fruit quality, and sensory evaluation in Granny Smith apples stored in different controlled-atmosphere treatments by means of multivariate analysis/Т. Lavilla [et al.]/ /J. of Agricultural and Food Chemistry. - 1999. - Vol. 4. - № 9. -P. 3791-3803.
5. Ferrandinov, A. The evolution of apple volatiles during storage as influenced by fruit maturity/A. Ferrandinov, C. Duverney, R. Di Stef a no//1ta lia n Journal Food Science. - 2007. - Vol. 19. - № 4. - P. 375-389.
6. Changes of pectic composition of 'Annurca' apple fruit after storage/R. Lo. Scalzo [et al.]//Food Chemistry. -2005. - Vol. 93. - № 3. - P. 521-530.
7. Classification of apple fruits according to their maturity state by the pattern recognition analysis of their polyphenolic compositions/R.M.A. Salces [et al.]//Food Chemistry. -2005. - Vol. 93. - № 1. - P. 113-123.
8. Effect of frozen storage on the phenolic content of vacuum impregnated Granny Smith and Stark Delicious apple cvv./G. Blanda [et al.]/ /Europe Food Research and Technology. - 2008. - Vol. 227. -№ 3. - P. 961-964.
9. Quality measurement of intact and fresh-cut slices of Fuji, Granny Smith, Pink Lady and GoldRush apples/ A.R. Saftner [et al.]//J. Food Science. -2005. - Vol. 70. - № 5. - P. S315-S324.
10. Aljadi, A.M. Evaluation of the phenolic contents and antioxidant capacities of two Malaysian floral honeys/A.M. Aljadi, M.Y. Kamaruddin//Food Chemistry. -2004. - Vol. 85. - № 4. - P. 513-518.
11. Antioxidant and antiproliferative activities of red pitaya/L.C. Wu [et
Таблица 5
Результаты исследования антиоксидантной активности яблок спустя 180 дней хранения
Сорт яблок Общее содержание фенолов, мг галловой кислоты/100 г сырья Общее содержание флавоноидов, мг катехина/ 100 г сырья Ес50, мг/мл FRAP значение ммоль Fe2+/ кг сырья Антиоксидантная активность в системе линолиевая кислота, % ингибирования окисления линолиевой кислоты
Нулевой момент времени хранения
Лобо (сок) 117 67 77 3,06 4,7
Лобо (мякоть) 237 71 69 5,31 5,0
Жигулевское (сок) 82 104 91 5,04 Не проявляет
Жигулевское (мякоть) 170 108 58 6,12 То же
Куйбышевское (сок) 275 136 28 11,43 19,7
Куйбышевское (мякоть) 354 144 16 29,16 22,6
Спартак (сок) 125 53 39 3,96 Не проявляет
Спартак (мякоть) 147 109 15 7,29 То же
Спустя 180 дней хранения
Лобо (сок) 196 63 88 5,67 6,1
Лобо (мякоть) 298 84 63 8,28 12,9
Жигулевское (сок) 103 48 112 6,84 Не проявляет
Жигулевское (мякоть) 200 68 83 12,33 8,1
Куйбышевское (сок) 189 79 80 10,53 14,6
Куйбышевское (мякоть) 198 98 53 18,90 25,4
Спартак (сок) 124 33 85 5,31 3,5
Спартак (мякоть) 134 52 62 6,25 7,6
Таблица 6
Физико-химические показатели яблок спустя 180 дней хранения
Объект Массовая доля растворимых сухих веществ, % Массовая доля редуцирующих сахаров, % Массовая доля титруемых кислот в пересчете на яблочную кислоту, % Содержание мякоти, % Сахаро-кислотный индекс
Нулевой момент времени
Лобо 7,9 9,7 0,3 12,7 32,33
Жигулевское 10,0 10,5 0,5 3,2 21,0
Куйбышевское 9,0 10,2 0,5 6,5 20,4
Спустя 180 дней хранения
Жигулевское 12,0 12 0 9,3 9 0 0,3 0 4 Не обнаружено 31,00 22,50
Спартак 14,0 9,0 0,3 » 30,00
al.]//Food Chemistry. - Vol. 95. -№ 4. - P. 319-327.
12. Sun, T. Evaluation of the antioxidant activity of asparagus, broccoli and their juices/T. Sun, J.R. Powers, J. Tang//Food Chemistry. -2007. - Vol. 105. - № 1. - P. 101106.
13. Antioxidant power of Iranian propolis extract/S. Mohammadzadeh [et al.]//Food Chemistry. - 2007. -Vol. 103. - № 3. - P. 729-733.
14. Liu, Q. Antioxidant activities of barley seeds extracts/Q. Liu, H. Yao// Food Chemistry. - 2007. - Vol. 102. -№3. - P. 732-737.
15. Казанцева, М.А. Анализ качества соков из яблок разных сроков хранения/М.А. Казанцева// Пиво и напитки. - 2010. - № 3. -С. 48-49.
16. Golding, J.B. [et al.]//J. Agricultural and Food Chemistry. -2001. - Vol. 49. - № 5. - P. 2283-2289.
