CC BY
25
ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ
ТЕМА НОМЕРА |
УДК 637.344.8
Добавки-подсластители
для создания новых продуктов
Е.И. Мельникова, д-р техн. наук, профессор, С.И. Нифталиев, д-р хим. наук, профессор, М.О. Фисенко, Е.В. Богданова, аспиранты Воронежская государственная технологическая академия
Анализ структуры питания населения Российской Федерации свидетельствует об актуальности проблемы изыскания природных средств, растительного сырья, богатого биологически активными добавками, повышающими неспецифическую резистентность организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды и характеризующихся общеукрепляющими эффектами, а также антиоксидантными
Ключевые слова: творожная сыворотка; модифицированные формы; природные антиоксиданты; амперо-метрический детектор; добавки-подсластители.
Key words: cottage cheese whey; the modified forms; natural antioxidants; ampero-metric detector; additives-sweeteners.
Полученные вкусоформирующие добавки-подсластители могут быть применены при создании новых продуктов с повышенной антиоксидантной активностью, в частности, алкогольных и безалкогольных напитков.
свойствами. Антиоксиданты обусловливают замедление процесса окисления липидов в организме человека и пищевых продуктах, вызывающего преждевременное старение
организма и снижение биологической ценности. Изучение антиоксидантной активности - одна из важных задач при разработке продуктов функциональной направленности.
Нами разработаны и запатентованы способы модификации химического состава творожной сыворотки путем экстрагирования физиологически ценных компонентов растительного сырья (стевии - Stevia Rebaudiana Ве^от' и якона -Ро!утт'а Sonchifolia Poepp.&Endl.) в фазу истинного раствора молока (депротеинизированная творожная сыворотка) [1, 2]. Присутствие дитер-пеновых гликозидов в экстракте сте-вии, а также инулина, олигофрукта-нов и фруктозы в экстракте якона позволяет позиционировать новые мо-
дифицированные формы творожной сыворотки как вкусоформирующие добавки-подсластители. Полученные молочно-растительные экстракты стевии и якона содержат комплекс природных антиоксидантов: флавоноидов (авикулярин, кверце-тин, кверцитрин, гваяверин), окси-коричных кислот (кофейная и хлоро-геновая), антоцианов, селен и аскорбиновую кислоту.
Для определения содержания веществ, ингибирующих окислительные процессы в модифицированных формах творожной сыворотки, использована инжекционно-проточная система с амперометрическим детектором. Исследования проводили на приборе «Цвет-Яуза-01-АА» [3], который состоит из емкости для растворителя, насоса, дозатора, выполненного в виде многоходового крана, амперометрического детектора, включающего термостатируемую электрохимическую ячейку со сменными рабочими электродами, усилитель тока, аналогоцифровой преобразователь и устройство регистрации выходного сигнала. Прибор позволяет количественно определять относительную антиоксидантную активность анализируемых проб путем измерения электрического тока, возникающего при окислении исследуемого вещества (или смеси веществ) на поверхности рабочего электрода при определенном потенциале и сравнении его величины с сигналом стандарта (дигидрокверцетина), измеренного в тех же условиях.
В ячейке детектора на поверхности рабочего электрода, выполненного из стеклоуглерода, молекулы анали-тов окисляются, при этом возрастает сила тока, аналоговый сигнал преобразуется в цифровой и регистрируется в виде дифференциальных вы-
£
£
■ аскорбиновая кислота (45 мг%)
4
Г - Л
■ аскоронновая кислота,
- селен,
■ флавоноилЕ'1 (антоцианы, флаконы)
Рис. 1. Основные группы веществ, обусловливающих антиоксидантную активность модифицированных форм творожной сыворотки
■ аскорбиновая ' кислота,
■ селен,
- флавоноиды (авнкулярия, квсрцетин, квертггрнн, г ваявернн),
■ оке [ [коричные
К [{СЛОТЫ (кофейная, хлороге новая)
Антиоксидант
Механизм антиоксидантного действия
Аскорбиновая кислота
Селен
Флавоноиды,
в том числе:
антоцианы
авикулярин
кверцетин
кверцитрин
гваяверин
Оксикорич-ные кислоты, в том числе: кофейная хлорогеновая
Восстанавливает ионы железа Ре3+ - катализаторы перекисного окисления липидов - до Ре2+, легко усваиваемых организмом человека
Активирует селензависимую
глутатионпероксидазу, предохраняющую организм от накопления токсических гидропероксидов
Предохраняют от повреждений мембраны клеток, повышая резистентность капилляров кровеносных сосудов; связывают ионы тяжелых металлов в прочные комплексы, препятствуя их каталитическому действию при окислительно-восстановительных реакциях
Связывают ионы тяжелых металлов в прочные комплексы, препятствуя их каталитическому действию при окислительно-восстановительных реакциях
INNOVATIVE NUTRITION
ходных кривых. Специальное программное обеспечение предназначено для расчета их площадей, которые пропорциональны суммарному содержанию антиоксидантов в анализируемой пробе.
Предложенные способы модификации химического состава творожной сыворотки существенно повышают ее относительную антиокси-дантную активность (до 148 и 122 мг/дм3 для экстрактов стевии и яко-на соответственно) по сравнению с депротеинизированной творожной сывороткой (20,8 мг/дм3). Такой эффект достигается за счет экстрагирования комплекса соединений (рис. 1), характеризующихся высокой способностью ингибировать процессы окисления (см. таблицу).
Изучение антиоксидантной активности модифицированных форм творожной сыворотки в процессе хранения с учетом влияния на нее различных факторов (температура, кислород и свет) в течение 14 сут (рис. 2) позволило сделать вывод, что содержание антиоксидантов в исследуемых объектах снижается. На 14-е сут хранения антиоксидантная активность снижается для депротеи-низированной творожной сыворотки, молочно-растительных экстрактов стевии и якона соответственно на 70; 57,6 и 56,5 % от первоначальной величины. Повышение температуры хранения приводит к быстрому разрушению антиоксидантов, причем скорость разрушения отличается у разных их групп [7].
С учетом химического состава модифицированных форм творожной сыворотки нами установлено влияние некоторых пищевых нутриентов на антиоксидантные свойства вкусо-формирующих добавок-подсластителей.
L - Аскорбиновая кислота - сильный восстановитель с высокой биологической активностью, вследствие чего возможно ее непосредственное взаимодействие с антоцианами. Аэробное окисление аскорбиновой кислоты, катализируемое ионами меди или катионной формой анто-цианов, приводит к образованию пероксида водорода, который, взаимодействуя с антоцианами, вызывает их разрушение. Кроме того, аскорбиновая кислота быстро разрушается в присутствии окислителей (кислород, Ре3+).
Углеводы, содержащиеся в исследуемых объектах, увеличивают количество продуктов деградации антиоксидантов (антоцианов), в частности, фурфурола и 5-гидрооксиме-тилфурфурола. Образующиеся при этом альдегиды вступают во взаимо-
Температура хранения, 4±2 °С:
Молочно-растительный экстракт стевии Молочно-растительный экстракт якона Депротеинизированная творожная сыворотка
Температура хранения, 20±2 °С:
Молочно-растительный экстракт стевии Молочно-растительный экстракт якона ■■■■•— Депротеинизированная творожная сыворотка
Продолжительность хранения, сут
Рис. 2. Изменение антиоксидантных свойств молочно-растительных экстрактов при различных температурах хранения
м
4.S
4.7 Молочно-растительный
4.6 экстракт якона:
4.S КМАФАнМ
4.4 —*— Активная кислотность
4J Ч е
4J п: Молочно-растительный
4.1 р экстракт стевии:
4.0 —'— КМАФАнМ
3,9 Активная кислотность
j.8
3.7
1 } 4 3 й ? 8 5 10 11 12
Продолжительность хранения, сут
Рис. 3. Изменение показателей качества модифицированных форм творожной сыворотки в процессе хранения
действие с антоцианами, а углеводы окисляются до левулиновой и муравьиной кислот, характеризующихся более низкой реакционной способностью по отношению к антиок-сидантам, чем исходные сахара [7].
Снижение антиоксидантной активности новых вкусоформирующих добавок-подсластителей при хранении способствует нарастанию их общей бактериальной обсемененности и уменьшению активной кислотности. Результаты исследования антиокси-дантной активности модифицированных форм творожной сыворотки в процессе хранения коррелируют с данными физико-химических и микробиологических исследований (рис. 3) и позволяют обосновать сроки хранения молочно-раститель-ных экстрактов (10 сут при температуре 4 ± 2 °С).
Полученные вкусоформирующие добавки-подсластители могут быть применены при создании новых продуктов с повышенной антиокси-дантной активностью, в частности, алкогольных и безалкогольных напитков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 2301531 РФ. Способ получения молочно-растительного экстракта из листьев стевии/Е.И. Мельникова, Я.И. Коренман, С.И. Нифта-
лиев, С.Е. Боева//Изобретения. -2007. - № 18. - Ч. II. - С. 274.
2. Решение о выдаче патента РФ. Способ получения молочно-расти-тельного экстракта из клубней яко-на/Е.И. Мельникова, Я.И. Коренман, С.И. Нифталиев, Е.С. Рудниченко, М.М. Корнеева, Е.О. Колесникова, Е.В. Богданова//№ 2007134140/13 (037297); заявл. 05.07.07; от 26.08.08.
3. Яшин, Я.И. Методика выполнения измерений содержания антиок-сидантов в БАДах, напитках, экстрактах растений/Я.И. Яшин. - М.: ОАО НПО «Химавтоматика», НТЦ «Хроматография», 2004. - 6 с.
4. Яшин, А.Я. Определение природных антиоксидантов амперомет-рическим методом/А.Я. Яшин, Я.И. Яшин, Н.И. Черноусова//Пищевая промышленность. - 2006. - № 2. -С. 10-12.
5. Голубева, Л.В. Медовая трава стевия - подсластитель будущего/ Л.В. Голубева, Е.И. Мельникова, О.Н. Гринько, Л.А. Хохлова//Воро-неж. агровестник. - 2004. - № 8. -С. 28-29.
6. Тюкавин, Г.Б. Якон - овощная, лекарственная, кормовая и техническая культура/Г.Б. Тюкавин//Вест-ник РАСХН. - 2001. - № 3. - С. 4447.
7. Танчев, С.С. Антоцианы в плодах и овощах/С.С. Танчев. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 304 с.
