CC BY
120
664.6+664.8
АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ В ЗАРУБЕЖНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
В.П. БОРДИНОВА, Н.В. МАКАРОВА
Самарский государственный технический университет,
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, гл. корп.; тел.: (846) 337-20-69, электронная почта: [email protected]
Проанализированы тенденции в изучении химического состава и антиокислительных свойств зерна и продуктов его переработки. Все зерновые разделены на группы в зависимости от вида злака. Рассмотрены исследования свойств продуктов, изготовленных с применением злаковых полуфабрикатов.
Ключевые слова: зерно, полупродукты, фенольные вещества, антиоксидантная активность.
Изучением антиоксидантных свойств злаковых культур занимаются в основном зарубежные исследователи. Объектами их изучения являются различные сорта пшеницы и других злаков, мука, отруби, при этом учитываются соотношение помольных фракций, степень спелости зерна и другие факторы.
При изучении зерна 11 сортов мягкой красной озимой пшеницы, выращенной в США [1], на общее содержание фенольных веществ, ответственных за анти-оксидантные свойства зерна, методом с реактивом Folin-Ciocalteu и антирадикальную активность методами ORAC (с радикалом 2,2’-азобис(2-аминопро-пан)дигидрохлорида) и DPPH (с радикалом 2,2’-дифе-нил-2-пикрилгидразила) установлено, что существует взаимосвязь между антиокислительными свойствами и фузариозом. Выявлено, что устойчивые к фузариозу сорта пшеницы имели высокую антирадикальную активность.
В работах [2, 3] были исследованы отходы переработки зерна. Отруби темно-голубой пшеницы по данным ВЭЖХ и масс-спектроскопии [2] имели два основных класса антиоксидантных веществ: антоцианы и фенольные кислоты. Но способность связывать свободные радикалы, определяемая по методам DPPH, ORAC, ABTS (с радикалом 2,2’-азинобис-(3-этил бен-зотиазолин-6-сульфоновая кислоты) диаммониевой соли), обусловлена на 69% содержанием в зерне анто-цианинов и на 19% - фенольных кислот.
Для полупродуктов: целого зерна и различных отрубей зерна пшеницы сортов Ankor и Trego определено
[4] влияние температуры обработки зерна на общее содержание фенолов, фенольных кислот, антиоксидантную активность (по методам ORAC, DPPH, ABTS). Установлено, что чем выше температура, тем выше потеря антиокислительного потенциала, причем зерно меньше реагирует на тепловую обработку, чем отруби, и чем больше степень измельчения отрубей, тем больше потеря антиоксидантной активности.
Отруби канадской западной янтарной твердой пшеницы и канадской западной краснозерной яровой пшеницы [5] обладают большей антирадикальной активно-
стью по методам ОИАС, ЬБЬ (с липопротеинами низкой плотности), АВТБ, БРРН, восстанавливающей силы, хелирующей активности по сравнению с эндоспермом зерна. Отруби поэтому рекомендуются авторами
[5] в качестве антиокислительной добавки в лечебные пищевые продукты.
Совместные исследования китайских и канадских ученых [6] содержания в отрубях зерна темно-красной пшеницы веществ, ответственных за антиокислитель-ные свойства - фенолов, антоцианов - и антирадикальной активности по методам ОИАС и БРРН позволили выявить зависимость между тепловой обработкой отрубей и их антиокислительными свойствами. Тепловая обработка существенно снижает все антиокислитель-ные показатели. Установлено также, что экологические факторы изменяют антиоксидантную активность отрубей в различной степени [7].
В работе итальянских исследователей [8] при изучении различных фракций отрубей установлено, что наивысшая антиокислительная активность, определяемая по методу АВТБ, наблюдалась для мелких фракций отрубей. Авторы напрямую связывают это с содержанием в отрубях пищевых волокон, которое колеблется для растворимых волокон от 0,9 до 4,1%, а для нерастворимых - от 21 до 64%. Эти результаты дают основание авторам рекомендовать отруби твердой пшеницы в качестве сырья для зерновых продуктов.
Для зерна гречихи [9], как и для зерна пшеницы, были выполнены исследования антиокислительной активности с липопротеинами низкой плотности (ЬБЬ), химического состава зерна методами ВЭЖХ, содержания флавоноидов. Установлена прямая взаимосвязь между этими показателями, что позволяет считать содержание рутина определяющим в формировании антиокислительной активности зерна трех сортов гречихи.
В экстрактах зерна гречихи было определено [10] общее содержание фенольных веществ и антиокислительная активность по методам с Р-каротин-линолеа-том и БРРН. Установлено влияние типа растворителя для экстракции липидов на их антиокислительный потенциал. Из всех растворителей (ацетон, этилацетат,
метанол) метанольный экстракт гречихи имел наименьший антиокислительный потенциал, а ацетоновый - наивысший.
Было исследовано как целое зерно гречихи, так и промежуточные продукты производства обжаренной крупы [11]. В качестве методов исследования анти-окислительных свойств использовались методы DPPH, ABTS. Также определялся фенольный состав продуктов из зерна гречихи с помощью реактива Folin-Ciocalteu и состав флавоноидов методом ВЭЖХ. Результаты свидетельствуют, что антиокислительная активность падает с увеличением степени обжаривания.
В работе [12] были получены совсем другие результаты. Определение содержания фенольных соединений с реактивом Folin-Ciocalteu и методом ВЭЖХ и ан-тиоксидантной активности по методу DPPH показало, что обработка - поджаривание при 200°С, экструзия при 170°С - практически не изменяет эти показатели.
Выводы, полученные при изучении антиокислительной активности отрубей пшеницы, подтвердились и при исследовании 16 фракций муки, полученных при постепенном шелушении зерна гречихи [13]. Установлено, что чем выше степень шелушения, тем ниже содержание фенолов (с реактивом Folin-Ciocalteu), флавоноидов и тем ниже антиокислительная активность (DPPH, ABTS). Наибольшей пользой для здоровья обладает мука, выработанная из поверхностных слоев зерна.
Для кукурузы, как и для пшеницы и гречихи, на основе исследований содержания фенолов, фенольных кислот (по методу ВЭЖХ), антиокислительной активности по методам DPPH и ORAC установлена [14] определяющая роль генотипа исследуемого сорта кукурузы. Причем генотип с наивысшим содержанием амилозы имел наибольшую антиокислительную активность.
Рис также изучали на наличие антиоксидантных свойств в тканях зерна. Для рисовой шелухи (лузги) и измельченного шелушенного риса трех сортов из Венесуэлы методом ВЭЖХ определено содержание поли-фенольных соединений, токоферолов (а и у), у-ориза-нола, токотриенолов (а, Р, у) и антиоксидантная активность по методам ORAC, FRAP, ABTS. Установлено, что определяющим фактором в уровне содержания определенных веществ и антиоксидантной активности является сорт риса. Но в пределах сорта рисовая лузга обладает большей активностью, чем измельченный шелушенный рис [15].
На 5 сортах риса-зерна, выращенного в Пакистане, установлено, что общее содержание фенольных соединений, антиокислительная активность в системе с субстратом линолевой кислотой, восстанавливающая способность, содержание токоферолов по методу ВЭЖХ определяются главным образом сортовыми различиями. Но эти показатели также зависят от продолжительности роста риса и условий орошения при его выращивании [16].
Из обзора исследований можно сделать вывод, что в настоящее время изучение содержания антиоксидантов в зерновых продуктах является необходимым и представляет значительный практический интерес. Большинством исследователей установлено, что зерновые отруби намного богаче антиоксидантами, чем само зерно и его эндосперм, отруби содержат в основном два класса антиоксидантных веществ: антоцианы и фенольные кислоты, их содержание значительно уменьшается при тепловом воздействии на зерно. Выявлено большое влияние вида растворителя, используемого для получения антиокислительных экстрактов из злаковых культур, на их антиокислительный потенциал. Содержание антиоксидантов во многом зависит от генотипа и сорта растения, а также условий его выращивания. Исследования по выявлению антиоксидантов в зерновом растительном сырье имеют большое значение, если целью переработки зерна является сохранение антиокислителей в составе получаемых из него пищевых продуктов, что придает последним не только лечебные и питательные свойства, но и повышает срок допустимого хранения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Antioxidant properties of Fusarium head blight-resistant and -susceptible soft red winter wheat grains grown in Virginia / K. Zhou, J. Hao,C. Griffeyetal. //J. Agr. andFoodChem.-2007.-Vol. 55.-№9. - P.3729-3736.
2. Anthocyanin characterization and bioactivity assessment of a dark blue grained wheat / C. Hu, Y. Cai, W. Li et al. // Food Chem. -2007. - Vol. 104. - № 3. - P. 955-961.
3. Liyana-Pathirana C., Dexter J., Shahidi F. Antioxidant properties of wheat as affected by pearling // J. Agr. and Food Chem. -2006. - Vol. 54. - № 17. - P. 6177-6184.
4. Effects of postharvest treatment and heat stress on availability of wheat antioxidants / Z. Cheng, L. Su, J. Moore et al. // J. Agr. and Food Chem. - 2006. - Vol. 54. - № 15. - P. 5623-5629.
5. Liyana-Pathirana C., Shahidi F. Antioxidant and free radical scavenging activities of whole wheat andmilling fractions // Food Chem. - 2007. - Vol. 101. - № 3. - P. 1151-1157.
6. Li W., Pickard M.D., Beta T. Effect of thermal processing on antioxidant properties of purple wheat bran // Food Chem. - 2007. -Vol. 104. - № 3. - P. 1080-1086.
7. Yu L., Zhou K. Antioxidant properties of bran extracts from “Platte” wheat grown at different locations // Food Chem. - 2005. -Vol. 90. - № 1-2. - P. 311-316.
8. Antioxidative activities of bran extract from twenty one pigmented rice cultivars / S.H. Nam, S.P. Choi, M.Y. Kang et al. // Food Chem. - 2006. - Vol. 94. - № 4. - P. 613-620.
9. Rutin and flavonoid contents in three buckwheat species Fagopyrum esculentum, F. tataricum, and F. homotropicum and their protective effects against lipid peroxidation / P. Jiang, F. Burczynski, C. Campbell et al. //FoodRes. Int.-2007.-Vol. 40.-№3.-P. 356-364.
10. Sun T., Ho C.-T. Antioxidant activities of buckwheat extracts // Food Chem. - 2005. - Vol. 90. - № 4. - P. 743-749.
11. Zielinska D., Szawara-Nowak D., Zielinski H. Comparison of specrtophotometric and electrochemical methods for the evaluation of the antioxidant capacity of buckwheat products after hydrothermal treatment // J. Agr. and Food Chem. - 2007. - Vol. 55. -№ 15. - P. 6124-6131.
12. Sensoy I., Rosen R.T., Ho C., Karwe M. Effect of processing on buckwheat phenolics and antioxidant activity // Food Chem. - 2006. - Vol. 99. - № 2. - P. 388-393.
13. Van H.P., Morita N. Distribution of phenolic compounds in the graded flours milled from whole buckwheat grains and their
antioxidant capacities // Food Chem. - 2008. - Vol. 109. - № 2. -P. 325-331.
14. Li W., Wei C., White P.J., Beta T. High-amylose com exhibits better antioxidant activity than typical and waxy genotypes // J. Agr. and Food Chem. - 2007. - Vol. 55. - № 2. - P. 291-298.
15. Correlation of tocopherol, tocotrienol, r-oryzanol and total polyphenol content in rice bran with different antioxidant capacity assays
/ C. Aguilar-Garcia, G. Gavino, M. Baragano-Mosqueda et al. // Food Chem. - 2007. - Vol. 102. - № 4. - P. 1228-1232.
16. Iqbal S., Bhanger M.I., Anwar F. Antioxidant properties and components of some commercially available varieties of rice bran in Pakistan // Food Chem. - 2005. - Vol. 93. - № 2. - P. 265-272.
Поступила 15.04.10 г.
ANTIOXIDANT PROPERTIES OF GRAIN AND PRODUCTS OF ITS PROCESSING
IN FOREIGN RESEARCHES
V.P. BORDINOVA, N.V. MAKAROVA
Samara State Technical University,
244, the main case, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100; ph.: (846) 337-20-69, e-mail: [email protected]
Are analysed tendencies in studying of a chemical compound and antioxidizing properties of grain and products of its processing. All grain are divided into groups depending on a cereal kind. Researches of properties of the products made with application of cereal half-finished products are considered.
Key words: grain, semiproducts, phenolic substances, antioxidant activity.
ДИССЕРТАЦИОННЫЕ РАБОТЫ
Разработка технологии формованных овощекрупяных кулинарных изделий для детей школьного возраста: Дис. ... канд. техн. наук (спец. 05.18.01) / Т.В. Яковлева; КубГТУ. - 19.11.09 г.
Установлены оптимальные соотношения компонентов для производства формованных кулинарных изделий. Определены термодинамические характеристики овощекрупяных масс, в том числе с добавлением творога, в процессе замораживания и размораживания. Установлен температурный интервал и энергия фазового перехода для обоснования технологических режимов замораживания и хранения в замороженном виде овощекрупяной кулинарной продукции.
Разработаны рецептуры и технология формованных овощекрупяных кулинарных изделий для школьников и техническая документация на овощекрупяную кулинарную продукцию «Кулинарные изделия для детей школьного возраста. Котлеты, биточки на основе овощного и крупяного сырья», а также технико-технологические карты для производства их в условиях предприятий общественного питания.
Разработаны программы для ЭВМ «Электронный ресурс для оптимизации рецептур продуктов питания по пищевой и биологической ценности» и «Программа расчета химического состава блюд и кулинарных изделий».
Технология производства формованных овощекрупяных кулинарных изделий апробирована в условиях производства Комбината школьного питания № 1, ООО «Забота-быт», ООО «КраснодарСтройпищепром».
Расчетный экономический эффект 3,5 тыс. р. на 100 кг продукции.
Новизна технических решений подтверждена патентом РФ.
Совершенствование технологии получения расширенной табачной жилки при производстве курительных изделий: Дис. ... канд. техн. наук (спец. 05.18.10) / А.О. Осипян; КубГТУ. - 28.05.09 г.
Обоснована и усовершенствована технология получения расширенной табачной жилки на основе совмещения с ее ароматизацией в едином технологическом потоке с высокими потребительскими качествами; при использовании усовершенствованной технологии снижается расход сырья и токсичность сигарет, улучшается вкус и аромат табачного дыма. Определено влияние количественного состава расширенной табачной жилки и типов ароматизаторов в сигаретной мешке на характер изменения индивидуальной манеры курения сигарет и их качественные характеристики. Выявлены оптимальные технологические параметры (время отлежки в силосе-накопителе, ширина резания и толщина вальцевания) для получения расширенной табачной жилки с высокой заполняющей способностью и наиболее перспективные натуральные ароматизаторы для улучшения вкуса и аромата сигарет.
Предложен дифференцированный подход к количественному составу расширенной табачной жилки и типам ароматизаторов при добавлении в сигаретную мешку при конструировании новых марок сигарет с заданными потребительскими и токсическими свойствами.
Разработаны 4 новые марки сигарет и технические условия на них. Внедрение усовершенствованной технологии позволяет получить экономический эффект 1,5 млн р. на 1 млрд шт. выпускаемых сигарет.
Новизна технологических решений подтверждена 5 патентами РФ.
