CC BY
9БИОЛОГИЧЕСКИЕ НА УКИ
С.Н. Лебедева, д-р биол. наук, проф., e-mail: [email protected] С.Д. Жамсаранова, д-р биол. наук, проф., e-mail: [email protected] Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 637.52.04/.07
ОЦЕНКА АНТИОКСИДАНТНОГО ПОТЕНЦИАЛА МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ И СЫРЬЯ
Интерес к природным антиоксидантам в последнее десятилетие постоянно растет. Многочисленные исследования подтверждают, что антиоксиданты могут защитить человека от опасных болезней и преждевременного старения. Во многих странах разрабатываются программы антиокси-дантной защиты населения, программы функционального питания. В представленной работе определено суммарное содержание антиоксидантов в 6 видах мяса разных сельскохозяйственных животных и 30 мясных продуктах амперометрическим методом. Установлено, что наибольшее содержание водорастворимых антиоксидантов содержится в образцах баранины (15,81 мг/г), наименьшее - в мясе кролика (4,47 мг/г). Содержание антиоксидантов в говядине в зимнее время ниже, чем в осенний период, более чем на 40%. Анализ колбасных изделий и деликатесов показал, что содержание антиоксидантов зависит от вида технологической обработки продукции. Наибольшее содержание антиоксидантов отмечено в копченой и сырокопченой продукции, наименьшее - в вареных колбасах.
Ключевые слова: антиоксиданты, мясо, мясные продукты, амперометрический метод.
S.N. Lebedeva, Dr. Sc. Biology, Prof.
S.D. Zhamsaranova, Dr. Sc. Biology, Prof.
THE ASSESSMENT OF ANTIOXIDATIC POTENTIAL OF MEAT PRODUCTS
The interests of scientists to natural antioxidants have recently increased. The numerous researches confirm that antioxidants can protect the person from dangerous diseases and early ageing. The programs of antioxidant protection of the population and programs offunctional nutrition have been developed in different countries. The total amount of antioxidants in 6 kinds of meat from different farms and 30 meat products was determined in the present paper. The measurements were made by amperometric method. The largest amount of water-soluble antioxidants was estimated in the mutton sample (15,81 mg/g), the smallest - in the rabbit sample (4,47 mg/g). It was found that the amount of antioxidants in beef sample was less about 40% in winter that in autumn. The different kinds of sausages and different kinds of cold meat have been analyzed. It is concluded that the amount of antioxidants depends on technological processing. The largest amount of antioxidants have been found in smoked and raw smoked products, the smallest amount - in boiled sausages.
Key words: antioxidants, meat, meat product, amperometric method.
В последние годы во многих странах мира возросло внимание к проблемам питания. Установлено, что несоблюдение принципов здорового питания является одним из факторов, определяющих ухудшение состояния здоровья населения.
В связи с неуклонным снижением энергетической потребности организма современного человека отмечается недостаточная обеспеченность пищевого рациона микронутриентами и минорными биологически активными компонентами. Дисбаланс пищевого рациона приводит к росту числа неинфекционных заболеваний, снижению продолжительности жизни, старению населения [1]. Одной из актуальных проблем современной медицины является оксидативный стресс, возникающий при многих патологических и некоторых физиологических состояниях. Оксидативный стресс обусловлен не столько продукцией активных форм кислорода, сколько нарушением баланса между их генерацией и нейтрализацией. Этим объясняется большой интерес исследователей к разработке профилактических и лечебных мероприятий, позволяющих
повысить антиоксидантный статус организма. В клинической практике использование лекарственных средств с антиоксидантным действием в комплексной терапии патологических процессов распространено достаточно широко. Однако большой интерес представляют возможности нутритивной коррекции прооксидантно-антиоксидантного баланса организма [1, 2]. Комплекс микронутриентов и минорных биологически активных веществ природного происхождения оказывает более выраженный эффект как за счет комплексного воздействия разных по химической структуре соединений, участвующих на различных уровнях защиты, так и за счет отсутствия побочных эффектов. Разработка данного направления требует оценки и анализа антиоксидантного потенциала традиционных распространенных продуктов питания и создания новых с повышенным уровнем содержания антиоксидантов.
В литературе представлены данные по сравнительной оценке антиокислительной активности и содержания прооксидантных факторов в различных группах сырья и пищевых продуктов прежде всего растительного происхождения - овощей, фруктов, напитков, соков, различных зерновых культур, хлебобулочных и кондитерских изделий. Из продукции животного происхождения представлены данные по молочным продуктам [1, 2, 3, 4]. Однако нет исследований в области определения антиоксидантной активности мяса и мясных продуктов, хотя они являются основными продуктами питания для большинства населения.
В связи с этим целью настоящего исследования явилось изучение антиоксидантного потенциала мясных продуктов и мяса разных видов сельскохозяйственных животных.
Материал и методы исследования
Объектами исследования послужили мясо и мясные продукты, приобретенные в оптово-розничной сети г. Улан-Удэ. Всего было изучено 6 видов охлажденного мяса различных сельскохозяйственных животных и 30 различных видов мясопродуктов. Определение содержания антиоксидантов проводилось на жидкостном хроматографе «Цвет Яуза-01-АА» (ОАО НПО «Химавтоматика», РФ) амперометрическим методом [5]. Сущность данного метода заключается в измерении силы электрического тока, возникающего при окислении исследуемого вещества (или смеси веществ) на поверхности рабочего электрода при определенном потенциале и сравнении полученного сигнала с сигналом от стандарта при тех же условиях. Массовую концентрацию антиоксидантов измеряли, используя градуировочный график зависимости выхода сигнала от концентрации кверцетина и/или галловой кислоты.
Статистическую обработку полученных данных осуществляли методами вариационной статистики с использованием ^критерия Стьюдента. Достоверным считали различие при р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Мясные продукты являются неотъемлемой частью рациона жителей Республики Бурятия, которая относится к регионам с резко континентальным климатом, и эффективность механизмов адаптации в данных климатических условиях чрезвычайно велика. Немаловажную роль в формировании неспецифической резистентности организма играют микронутриенты и минорные биологически активные вещества. Содержание микронутриентов и минорных биологически активных веществ в пищевом сырье зависит от условий содержания и кормления животных. Исходя из вышесказанного, в первую очередь исследовали антиоксидантную активность мяса различных видов сельскохозяйственных животных.
В результате проведенных исследований установлено, что среди изученных 6 видов мяса отмечены существенные различия в показателях суммарного содержания антиоксидантов, прежде всего, водорастворимых (рис. 1, 2). Наибольшее содержание водорастворимых анти-оксидантов отмечено в образцах баранины, наименьшее - в образцах кролика. Содержание жирорастворимых антиоксидантов в исследуемых видах мяса было невелико и в дальнейшем не определялось.
<и «
я X
и 3 а §
о «
„ ! Н
Основной Основной Основной Основной Основной
11111.
В1 о
I 5
3 оэ
¿у
^ к^ ^
О^ О^
с/
Вид мяса
(V
Рисунок 1 - Суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов в мясе различных сельскохозяйственных животных
<и
и
И
а
<и д
о
с
и а
о «
<и о
Основной Основной Основной Основной Основной Основной Основной
ш
Л о
СП а
¿С
с?
/
У
IV
Вид мяса
Рисунок 2 - Суммарное содержание жирорастворимых антиоксидантов в мясе различных сельскохозяйственных животных
Необходимо отметить, что исследованные образцы мяса были взяты для анализа в октябре. Для определения влияния сезонности, а также возможных географических факторов на содержание антиоксидантов в мясе были взяты образцы говядины в зимний период (декабрь) из 7 районов Республики Бурятия. Полученные данные представлены в таблице 1. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что содержание антиоксидантов в говядине в зимний период времени ниже, чем в осенний (более чем на 40%). Достоверных различий между пробами не выявлено, за исключением Хоринского района Республики Бурятия, в мясе которого содержание антиоксидантов было выше.
Таблица 1
Суммарное содержание антиоксидантов (ССА) говядины различных районов Республики Бурятия
Район республики ССА (водорастворимые, стандарт - кверцетин), мг/г
Кабанский 6,82±0,13
Бичурский 6,67±0,11
Джидинский 6,35±0,10
Закаменский 6,11±0,10
Еравнинский 6,02±0,11
Кижингинский 5,98±0,09
Хоринский 10,08±0,29*1,2,3,4,5,6
Примечание. *1,2,3,4,5,6 - достоверное отклонение (р<0,05) относительно 1-й, 2-й, 3-й, 4-й, 5-й или 6-й групп.
Данные по изучению антиоксидантного потенциала различных мясных продуктов представлены в таблице 2. Из данных таблицы 2 следует, что содержание антиоксидантов зависит
от вида технологической обработки продукции. Наибольшее содержание антиоксидантов отмечено в копченой и сырокопченой продукции, наименьшее - в вареных колбасах. Как известно, при производстве копченой продукции используется коптильный дым, получаемый в результате неполного сгорания (пиролиза) древесины твердых пород деревьев. В его составе присутствуют соединения фенольной природы (пирокатехин, гидрохинон и др.), у которых обнаружены антиоксидантные свойства [6].
Таблица 2
Суммарное содержание антиоксидантов (ССА) в колбасных изделиях и деликатесах,
реализуемых в торговой сети
№ кат. Название Категория Производитель ССА (водораст., стандарт - кверце-тин), мг/г Среднее ССА в категории
1 Вырезка свиная «Премиум» копчености БМП 11,85±0,40 11,85±0,40*4, 5,6,7
2 Сервелат ГОСТ сырокопченые БМП 10,24±1,20 9,30±1,16
Колбаса «Оригинальная с перцем» Сибирская прод. компания 8,03±1,11
Сервелат «Примавера» БМПК 9,62±1,13
3 Колбаса «Казачья» полукопченые БМПК 8,78±1,98 7,45±1,65
Колбаса «Городская» БМПК 6,11±1,31
4 Сервелат «Старбург» варено-копченые БМП 5,46±1,01 4,64±0,66*1
Сервелат «Мускатный» БМП 5,26±0,97
Сервелат «Коньячный» БМПК 6,35±1,24
Колбаса «Миланская» БМПК 4,09±0,49
Сервелат «Зернистый» БМПК 2,64±0,17
Сервелат «Банкетный» БМПК 4,06±0,08
5 Ветчина «Особая» ветчины БМП 8,24±0,70 6,82±1,06*1
Ветчина «Экстра» БМП 6,29±1,21
Ветчина «Улан-Удэнская» БМП 5,94±1,28
6 Сардельки «Докторские» сардельки и сосиски БМП 7,62±0,80 6,98±0,89*1
Сосиски молочные ГОСТ БМП 6,34±0,98
7 Колбаса «Докторская» ГОСТ вареные БМП 4,75±0,81 4,66±0,86*1
Колбаса «К чаю» БМП 1,57±0,12
Колбаса «Домашняя» БМПК 7,47±1,51
Колбаса «Русская» БМПК 6,75±1,35
Колбаса «Любительская» БМПК 5,78±1,27
Колбаса «Свиная» БМПК 4,32±0,88
Колбаса «Арбатская» БМПК 4,23±0,51
Колбаса «Деревенская» со шпиком Мясокомбинат «Даурский» 5,87±1,03
Колбаса «Русская» Мясокомбинат «Даурский» 4,15±0,77
Колбаса «Даурская» со шпиком Мясокомбинат «Даурский» 3,38±0,61
Колбаса «Для завтрака» Мясокомбинат «Усольский» 4,35±0,81
Колбаса «Чесночная» Мясокомбинат «Усольский» 3,32±0,61
Примечание. *1,4,5,6,7 - достоверное отклонение (р<0,05) относительно 1-й, 4-й, 5-й, 6-й или 7-й
категории колбасных изделий или деликатесов.
Как было отмечено, оксидативный стресс является одной из универсальных форм ответа организма на воздействие неблагоприятных экзогенных и эндогенных факторов и играет существенную роль в патогенезе различных заболеваний: воспалительно-дистрофических,
нейродегенеративных, сердечнососудистых, онкологических и ускорении процессов старения живых организмов. Оксидативный стресс сопряжен с избыточной продукцией активных форм кислорода. Основная роль в защите биомолекул от действия последних принадлежит экзогенным и эндогенным антиоксидантам [7]. Основными классами природных антиоксидантов являются каротиноиды, тиолы, фенольные соединения и пептиды [8].
Антиоксидантный потенциал мясных продуктов формируется из потенциала мясного сырья и используемых пищевых добавок. Как было отмечено выше, антиоксиданты пептидной природы играют существенную роль в поддержании антиоксидантного статуса живых систем. Исследована антиоксидантная активность аминокислот, входящих в состав белков, отдельных пептидов, ферментов. В литературе описаны последовательности более 100 антиоксидантных пептидов, выделенных из различных источников, а также полученных при конверсии белков с использованием ферментов и/или микроорганизмов [9, 10]. Например, среди аминокислот наибольшими антиоксидантными эффектами обладают цистеин, гистидин и лизин, которые оказывают наиболее сильное воздействие на электрохимическое восстановление кислорода [11]. Также показано, что редокс-активными по отношению к пероксидному радикалу являются аминокислоты тирозин, триптофан, метионин [12]. Установлено, что основной вклад (>50%) в антиоксидантную активность пептидных композиций in vitro вносят низкомолекулярные компоненты (М.в. <3 кДа), включающие пептиды и свободные аминокислоты. Показано, что антиоксидантный эффект пептидных композиций in vivo в отсутствии экзогенного окислительного стресса обусловлен не свободными аминокислотами, а пептидами с М.в. <3 кДа [8].
В формирование антиоксидантного потенциала мясных продуктов, помимо сырья, вносят свой вклад пищевые добавки. Как известно, животные жиры в процессе переработки и хранения окисляются кислородом воздуха. Вследствие окислительных изменений их пищевая ценность снижается, так как при этом разрушаются жирорастворимые витамины, полиненасыщенные жирные кислоты, появляются и накапливаются токсичные для организма человека продукты окислительной порчи. Товарное качество жиров ухудшается, шпик желтеет и приобретает неприятные запах и привкус, а колбасы, в которых обнаруживают пожелтевшие кусочки шпика, бракуют.
Для предотвращения окисления жиров применяют антиокислители. Это вещества, включающиеся в процесс автоокисления и образующие стабильные промежуточные продукты, т.е. вещества, блокирующие цепную реакцию. К естественным окислителям, использующимся в мясной отрасли, относятся токоферолы (применяемые в качестве эмульсий в количестве до 0,3%), аскорбиновая кислота (нормы введения 0,01-0,1%), пропилгаллат (количественные пределы введения 0,005-0,02%), соевое масло (норма использования 0,1-0,6%). Антиоксидант-ными свойствами обладают специи: розмарин, кардамон, кориандр, горчица, красный перец и экстракты, полученные на их основе (количественные пределы введения от 0,03 до 0,2%).
Лимонная кислота, ее эфиры, натриевые и калиевые соли, а также винная кислота в количестве 0,05-0,02% проявляют свойства синергистов. Синергисты усиливают действие антиокислителей, но сами не обладают антиокислительными свойствами. Аналогичными свойствами обладают моноизопропилцитрат (0,02% к массе сырья) и фосфорная кислота (0,01%). К антиокислителям также относятся щелочные фосфаты и нитрит натрия [13].
Заключение
Таким образом, определено суммарное содержание антиоксидантов в мясных продуктах и мясе разных видов сельскохозяйственных животных амперометрическим методом. Мясо и мясные продукты в составе рациона питания современного человека вносят важный вклад в антиоксидантный статус организма. Разработка путей повышения антиоксидантного потенциала мясных продуктов и формирование оптимальной антиоксидантной диетотерапии для профилактики и лечения различных патологических состояний чрезвычайно важны.
Библиография
1. Быков И.М., Басов А.А., Быков М.И. и др. Сравнительная оценка антиокислительной активности и содержания прооксидантных факторов у различных групп пищевых продуктов // Вопросы питания. - 2014. - Т. 83, № 4.- С. 75-81.
2. Быков И.М., Басов А.А., Быков М.И. и др. Сравнительная характеристика антиоксидантного потенциала и энергетической ценности некоторых пищевых продуктов // Вопросы питания. - 2013. -№ 3.- С. 77-80.
3. Быков М.И., Джимак С.С., Басов А.А. и др. Сравнительная характеристика изотопного D/H состава и антиоксидантной активности свежевыжатых соков из овощей и фруктов, выращенных в различных географических регионах // Вопросы питания. - 2015. - № 4. - С. 89-96.
4. Яшин А., Яшин Я., Федина П. и др. Определение природных антиоксидантов // Аналитика. -2012. - Т. 2, № 1. - С. 32-36.
5. Яшин А.Я. Инжекционно-проточная система с амперометрическим детектором для селективного определения антиоксидантов в пищевых продуктах и напитках // Рос. хим. журн. - 2008. - Т LII, № 2. - С. 130-135.
6. Меньшов В.А., Трофимов А.В. Сигаретный дым как источник экзогенных и эндогенных антиоксидантов в организме курильщика // Биоантиоксидант: тез. докл. IX Междунар. конф. Москва, 29 сентября - 2 октября 2015 г. - М.: Изд-во РУДН, 2015. - С. 116.
7. Frankel E.N., Finley J.W. How to standardize the multiplicity of methods to evaluate natural anti-oxidance // J. Agric. Food Chem. - 2008. - Vol. 56. - P. 4901-4908.
8. Николаев И.В. Изучение механизмов антиоксидантного действия пептидов и их композиций: автореф. дис. ... канд. хим. наук. - М., 2012.
9. Dziuba M., Darewicz M. Food proteins as precursors of bioactive peptides-classification into families // Food Sci. Technol. Int. - 2007. - Vol. 13. - P. 393-404.
10. Sarmadi B.N., Ismail A. Antioxidative peptides from food proteins: A review // Peptides. - 2010.
- Vol. 31. - P. 1949-1956.
11. Арутюнянц А.А., Саламова Н.А., Лохов Р.Е. Изучение антиоксидантной активности аминокислот // Башкирский химический журнал. - 2012. - Т. 19, № 1. - С. 169-171.
12. Saito K. [etal.]. Antioxidative peptides of tripeptide libraries prepared by the combinatorial chemistry // J. Agric. Food Chem. - 2003. - Vol. 51. - P. 3668-3674.
13. Жаринов А.И., Кузнецова О.В., Черкашина Н.А. Основы современных технологий переработки мяса. - М., 1997. - 179 с.
Bibliography
1. Bykov I.M., Basov A.A., Bykov M.I. et al. A comparative assessment of antioxidant of activity and the maintenance of pro-oxidatic factors at various groups of food // Nutrition. - 2014. - Vol. 83. - N 4. - P. 75-81.
2. Bykov I.M., Basov A.A., Bykov M.I. et al. Comparative characteristic of antioxidant potential and power value of some food // Nutrition. - 2013. - N 3. - P. 77-80.
3. Bykov M.I., Dzhimak S.S., Basov A.A. et al. The comparative characteristic of isotope D/H of structure and antioxidant activity of freshly squeezed juice from the vegetables and fruit which is grown up in various geographical regions // Nutrition. - 2015. - N 4. - P. 89-96.
4. Yashin A., Yashin Ya., Fedina P. et al. Definition of natural antioxidants // Analytics. - 2012. -Vol. 2. - N 1. - P. 32-36.
5. Yashin A. Ya. Inj ection and flowing system with the amperometric detector for the selection definition of antioxidants in food and drinks // Rus. Chem. J. - 2008. - Vol. LII, N 2. - P. 130-135.
6.Menshov V.A., TrofimovA.V. Cigarette smoke as source of exogenetic and endogenic antioxidants in the smoker's organism // Bioantioxidants: Theses of reports of the IX International conference. Moscow, September 29 - October 2, 2015 - M.: PFUR, 2015. - P. 116.
7. Frankel E.N., Finley J.W. How to standardize the multiplicity of methods to evaluate natural anti-oxidance // J. Agric. Food Chem. - 2008. - Vol. 56. - P. 4901-4908.
8. Nikolaev I.V. Studying of mechanisms of antioxidatic action of peptides and their compositions: Authors abstract. ... Cand. Chem.Sci. - M., 2012.
9. DziubaM., DarewiczM. Food proteins as precursors of bioactive peptides-classification into families // Food Sci. Technol. Int. - 2007. - Vol. 13. - P. 393-404.
10. Sarmadi B.N., Ismail A. Antioxidative peptides from food proteins: A review // Peptides. - 2010.
- Vol. 31. - P. 1949-1956.
11. Arutyunyants A.A., Salamova N.A., Lochov R.E. Studying of antioxidant activity of amino acids // Bashkir. Chem. J. - 2012. - Vol. 19, N 1. - P. 169-171.
12. Saito K. [etal.]. Antioxidative peptides of tripeptide libraries prepared by the combinatorial chemistry // J. Agric. Food Chem. - 2003. - Vol. 51. - P. 3668-3674.
13. ZharinovA.I., Kuznetsova O.V., CherkashinaN.A. Bases ofthe modern technologies of processing of meat. - M., 1997. - 179 p.
