CC BY
229
УДК 543.061:613.37
ПЛОДЫ ROSA SPINOSISSIMA - ЦЕННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАПИТКОВ С ВЫСОКИМ АНТИОКСИДАНТНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ
С.Л. МАКАРЕВИЧ1
A.Н. ЧУЛКОВ1
B.И. ДЕЙНЕКА1 М.Ю. ТРЕТЬЯКОВ1 Л.А. ДЕЙНЕКА1 В.И. ШАТРОВСКАЯ2
1 Белгородский государственный нациолнальный исследовательский университет
e-mail: [email protected]
2Ботанический сад Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина
В настоящей работе в качестве альтернативы сушеным бутонам суданской розы, Hibiscus sabdariffa (чая «Каркадэ»), для приготовления «травяного чая» предлагаются плоды шиповника с черными плодами, Rosa spinosissima. Установлено, что содержание антоцианов в плодах шиповника составило 731 мг на 100 г свежих плодов, что лишь немногим меньше этого показателя для «Карккадэ» - 770 мг / 100 г. С использованием прибора «Цвет Яуза 01-АА» сопоставлена антиоксидантная активность напитков, которая для шиповника оказалась примерно в полтора раза выше, чем для «Каркадэ», - 90 и 60 ммоль электронов на 100 г (в пересчете на исходный растительный материал), соответственно.
Ключевые слова: антоцианы, Hibiscus sabdariffa, Rosa spinosissima, ВЭЖХ, антиоксидантная активность, «Цвет Яуза 01-АА».
Введение. Собранные в период полного созревания плоды шиповника (Fructus rosae) были включены в официальную фармакопею СССР как сырье для приготовления холосаса, каротолина и сиропов [1], при этом контролю (кроме внешних параметров) подлежит содержание аскорбиновой кислоты и суммы органических кислот. В то же время химический состав плодов шиповника разнообразен [2], что обеспечивает им высокую биологическую активность. В народной медицине применяют чай из плодов шиповника, напар и водный настой, в которые должны переходить водорастворимые биологически активные соединения, основными из которых являются аскорбиновая кислота, по содержанию которой (1200 ' 1500 мг %, [2]) плоды шиповника уступают лишь плодам ацеролы [3], иные водорастворимые витамины, включая флавоноиды, и ряд других соединений. Любопытно, что для приготовления холосаса, обладающего желчегонным и общеукрепляющим действием, используют сгущенный водный экстракт низковитаминных сортов и видов шиповника.
С другой стороны, для приготовления чая «Каркадэ», популярного в последнее время, используются высушенные бутоны цветков гибискуса Hibiscus sabdariffa. По фармакологическому действию такой напиток напоминает чай из плодов шиповника [4]. Но если в обычных плодах шиповника красного цвета основные пигменты - каротиноиды (ликопин, Р-каротин и др.) - не растворимы в воде при настаивании, то чай «Каркадэ» характеризуется интенсивной красной окраской, обусловленной экстракцией водорастворимых антиоксидантов - антоцианов. Содержание витамина С в высушенных бутонах гибискуса (140 мг/100 г) на порядок меньше, чем в шиповнике, но уровень накопления антоцианов, представленных в основном 3-самбубиозидами дельфинидина и цианидина, заметно выше, чем аскорбиновой кислоты (620 мг/ 100 г [5]), поэтому антиоксидантные свойства напитка обусловлены именно антоцианами.
Однако кроме разнообразных «обычных» видов и сортов шиповника с характерной для ликопина красной окраской плодов, известны растения, плоды которых имеют почти черный цвет [6], обусловленный накоплением антоцианов, идентифицированных как 3- глюкозиды и 3,5-диглюкозиды дельфинидина и цианидина. При довольно высоком уровне накопления витамина С (668 мг/ 100 г) в плодах вида R. spinosissima, например, выращенных в Польше [7], найдено значительное содержание суммы антоцианов - 544 мг/ 100 г, лишь немногим уступающих по этому показателю бутонам гибискуса. Поэтому чай из такого шиповника может обладать более высокой антиоксидантной активностью по сравнению с напитком из каркаде.
Данная работа посвящена исследованию некоторых свойств плодов шиповника R. spinosissima и приготовленного из него напитка в сравнении с чаем «Каркадэ».
Экспериментальная часть
Плоды шиповника R. spinosissima были собраны в сентябре 2011 года в ботаническом саду Харьковского государственного университета. Пакетированный чай «Каркадэ» был приобретен в розничной торговле.
Экстракты для определения антоцианов получали настаиванием растительного материала в 0.1 М водном растворе HCl. Для количественного определения использовали дифференциальный спектрофотометрический метод с пересчетом на цианидин-3-глюкозид [8]. Перед качественным анализом антоциановых комплексов экстракты очищали методом твердофазной экстракции на патронах ДИАПАК С18. ВЭЖХ определение антоцианов проводили как указано в работе [9]. Масс-спектры записывали на квадрупольном масс спектрометре Agilent 6130 LC/MS в режиме ESI (ионизация распылением в электрическом поле) с позитивным режимом сканирования в диапазоне масс 250-1200. Напряжение на фрагментаторе - 200 В. Ток на короне составлял 4 мкА. Давление газа-распылителя 2 бар, скорость газа осушителя 10 л/мин, температура газа осушителя 350 °С, температура испарителя 250 °С.
Измерение АОА производили на приборе «Цвет Яуза 01-АА» с вольт-амперометрическим детектором при постоянстве напряжении 1,3В в постоянно-токовом режиме (АД п.т.). В качестве элюента использовали раствор ортофосфорной кислоты с молярной концентрацией 2.2 ммоль/л. Скорость подачи элюента 1,2 см3/мин.
Результаты и обсуждения
По количественному содержанию антоцианов исследованные в настоящей работе свежие плоды шиповника (731 мг / 100 г) лишь немногим уступают сушеным бутонам розы суданской (770 мг / 100 г). Отметим, что при высушивании концентрация антоцианов в плодах шиповника может существенно увеличиться, если удастся предохранить эти соединения от разрушения. В качественном отношении антоциановый состав исследуемых образцов оказался различным. В составе антоцианового комплекса лепестков суданской розы найдены 3-самбубиозиды цианидина-3 (Cy-3-Sam) и дельфинидина-3 (Dp-3-Sam). Антоциановый состав плодов шиповника представлен преимущественно двумя производными цианидина - цианидин-3,5-диглюкозидом (Cy-3,5-diGlu) цианидин-3-глюкозидом (Cy-3-Glu) рис. 1.
Для идентификации индивидуальных компонентов на рис. 1 мы использовали сопоставление удерживания с антоцианами плодов черной смородины (состав которой представлен производными цианидин-3- и дельфинидин-3- глюкозидами и рутинозидами [10]) на основе спектральных характеристик компонентов, записанных в ячейке диодно-матричного детектора (рис.2). Для идентификации использовано характеристическое изменение спектров при гликозилировании положения 5 - исчезновение полосы при 420-450 нм [11], смещение максимума абсорбции на 1-2 нм при добавлении второго углеводного радикала к уже существующему в положении 3 (переход от 2-глюкозидов к 3-самбубиозидам [12]).
1 2 3 4 5 0
Рис. 1. Хроматограммы исследуемых образцов Антоцианы: А - R. spinosissima, Б - H. sabdariffa
Рис. 2. Спектры компонентов антоцианов плодов R. spinosissima и бутонов H. sabdariffa
В случае «Каркадэ» при переходе от 3-самбубиозида цианидина к 3-самбубиозиду дельфинидина наблюдается типичное батохромное смешение максимума поглощения при переходе от цианидина-з-самбубиозида к дельфинидину-з-самбубиозиду на 10 нм с 1-2 нм батохромным смещением относительно дельфинидин-з-глюкозида. Наконец, такое отнесение было подтверждено записью масс-спектров в режиме электрораспыления (ESI) -по массам ионов агликонов и основных ионов, присутствующих одновременно на спектрах: [M+] для Cy-3-Glu: 287.0 и 449.1; Cy-3,5-diGlu: 287.0 и 611.2; Cy-3-Sam: 287.0 и 581.1 (рис.3); Dp-3-Sam: 303.0 и 597.1.
Антоцианы относятся к соединениям, обладающим не только окраской, но и высокой антиоксидантной активностью, которой по одной из версий приписывается, например, известный «Французский парадокс» [13, 14]. Поэтому определение антиоксидантной активности является практически обязательной характеристикой как растительных материалов, так и продукции, получаемой из них. В настоящей работе были сопоставлены антиоксидантные свойства водных напаров (экстрактов) плодов R. spinosissima и бутонов H. sabdariffa с использованием прибора «Цвет-Яуза-01». Для градуировки прибора в работе использовали витамин С (аскорбиновую кислоту), при окислении которой до дегидроаскорбиновой кислоты высвобождается два электрона. Наши исследования показали, что при использовании указанного прибора можно определить емкостную (по терминологии, предложенной в работе [15]) характеристику антиоксидантной активности, выраженную в моль электронов на единицу исходного материала.
Рис. S. Масс-спектр Cy-3-Sam
В результате проведенных исследований было установлено, что емкостная антиоксидантная активность плодов шиповника составила 9o ммоль электронов аскорбиновой кислоты на loo г плодов, для лепестков каркаде она оказалась в полтора раза ниже - 6o (ммоль электронов аскорбиновой кислоты на loo г). В пересчете на витамин С параметр антиоксидантной активности составляет 8oo мг и 52o мг на один грамм сырья, соответственно. Поскольку антиоксидантная активность в обоих исследованных случаях является следствием присутствия не только антоцианов, но и витамина С и других компонентов, то интерес представляет оценка вклада отдельных компонентов в найденные суммарные параметры. В настоящей работе был использован следующий подход - при пропускании через концентрирующий патрон ДИAПAК С18 водных экстрактов происходит сорбция антоцианов и других относительно гидрофобных соединений, а аскорбиновая кислота практически не удерживается. Это позволило сопоставить антиоксидантные активности наиболее гидрофильных фракций исследуемых напаров. В результате такого сопоставления оказалось, что параметр антиоксидантной активности гидрофильных фракций напара шиповника более чем в три раза выше аналогичной фракции «Каркадэ» -38 ммоль и ll ммоль электронов на loo г, соответственно; при этом антиоксидантная активность, приходившаяся на сорбированные компоненты, оказалась схожей (52 и 49 ммоль электронов на loo г, соответственно), что согласуется с содержанием антоцианов в исследуемых образцах.
Заключение
Плоды шиповника с характерной для высокого уровня накопления антоцианов интенсивной, почти черной, окраской являются ценным материалом для приготовления напаров с высокой антиоксидантной активностью, связанной с высоким уровнем накопления антоцианов. По емкостной антиоксидантной активности такой материал в полтора раза превосходит популярный чай «Каркадэ».
Работа выполнена в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 гг., государственный контракт № П508, государственный контракт № П425.
Литература
1. Государственная фармакопея СССР. - ii-е изд. - Вып.2. - М.: Медицина, l99o. - С. 294-297.
2. Шнайдман Л.О. Производство витаминов. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Пищевая промышленность. 1973. - С. 360-370.
3. De Freitas C.A.S., Maia G.A., De Sousa P.H.M., Brasil I.M., Pinheiro A.M. Storage stability of acerola tropical fruit juice obtained by hot fill method // Intern. J. Food Sci. Technol. - 2006. - V.41. -P. 1216-1221.
4. Саканян Е.И., Кабишев К.Э. Каркаде, или нечайный чай / Е.И. Саканян, К.Э. Кабишев // Terra Medica Nova. - 2006. - № 3. - С. 4l-42.
5. Azza A. Abou-Arab, Ferial M. Abu-Salem and Esmat A. Abou-Arab. Physico- chemical properties of natural pigments (anthocyanin) extracted from Roselle calyces (Hibiscus subdariffa) // J. Amer. Sci. - 2011. - V.7. - P. 445-456.
6. Новрузов A.P. Am^rn^i плодов двух видов рода Rosa / A.P. Новрузов, ЛА. Шамсизаде // Химия природн. соедин. - 2011. - №.l. - С. l2o-121.
7. Babis A., Kucharska A.Z. Przydatnosc owoców Rosa spinosissima i Rosa hybrida do produkcji wysokowitaminowych soków mçtnych // Biul. Wydz. Farm. AMW. - 2004. - V.3. - P. 18-24.
8. Giusti M.M., Wrolstad R.E. Characterization and Measurement of Anthocyanins by UV-Visible Spectroscopy // Current Protocols in Food Analytical Chemistry (2001). - F1.2.1-F1.2.13.
9. Чулков A^., Aнтоцианы плодов шести видов Amelanchier sp. / A^. Чулков, В.И. Дейнека, В.Н. Сорокопудов, Л .A. Дейнека, Ф.И. Степанова // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. - 2011. - № 9 (lo4), Вып. l5/2. - С. 2o8-214.
10. Дейнека ЛА. ВЭЖХ в контроле антоцианового состава плодов черной смородины / ЛА. Дейнека, Е.И. Шапошник, ДА. Гостищев, В.И. Дейнека, В.Н. Сорокопудов, В.Ф. Селеменев // Сорбц. хром. процесс. - 2009. - Т.9, Вып.4. - С. 529-536.
11. Harborne J.B. Spectral Methods of Characterizing Anthocyanins // Biochem. J. - 1958. - V.70. -P.22-28.
12. Чулков А.Н., Жимолость голубая - сопоставление некоторых свойств плодов, выращенных в Белгороде и в Москве / А.Н. Чулков, С.Л. Макаревич, В.И. Дейнека, В.Н. Сорокопудов, Л.А. Дейнека, С.А. Сазонова // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. - 2011. - №9 (104), вып.15/2. -С. 233-237.
13. de Leiris J., Boucher F. Does wine consumption explain the French paradox? // Dialogues Cardiovasc. Med. - 2008. - V.13, N.3. - P. 183 -192.
14. Saint-Cricq de Gaulejac N., Glories Y., Vivas N. Free radical scavenging effect of anthocyanins in red wines // Food Res. Internat. - 1999. - V.32. - P. 327-333.
15. Анисимович И.П. Параметры антиоксидантной активности соединений: относительная антиоксидантная активность чая / И.П. Анисимович, В.И. Дейнека, Л.А. Дейнека, П.А. Фролов, ПА. Мясникова // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. - 2010 - №9(80), вып.11. -С. 104-111.
ROSA SPINOSISSIMA FRUITS - VALUABLE MATERIAL FOR PREPARATION OF SOFT DRINKS WITH HIGH ANTIOXIDANT POTENTIAL
S.L. MAKAREVITCH1 IN. CHULKOV? V.I. DEINEKA1 M.YU. TRETAKOV1 LA DEINEKA1 V.I. SHATROVSKAYA2
1 Belgorod National Research University
e-mail: [email protected]
2 Botanical Garden of Kharkov National University by V.N. Каrasin Klochkovskaya str., 52, Kharkov, 61022, Ukraine
In this paper, an alternative to traditional Hibiscus sabdariffa examines the use of the fruits of Rosa spinosissima. It is established, the content of anthocyanins in the fruits of wild rose was 731 mg/100 g of fresh fruits and in R. spinosissima 773 mg/100 g dryed buds of H. sabdariffa. "Tzvet Yauza 01-AA" device has been explored to determine antioxidant capasity parameter beeing one and a half greater for R. spinosissima vs H. sabdariffa - 90 and 60 mmol of electrons per 100 g of plant sample.
Key words: anthocyanins, Hibiscus sabdariffa, Rosa spinosissima, HPLC, antioxidant activity, "Tzvet Yauza 01-AA".
