CC BY
3
УДК 664.8.9 DOI 10.24412/2311-6447-2024-4-100-106
Сравнительный анализ антиоксидантной ценности растительного сырья как рецептурных компонентов
пищевых продуктов
Comparative analysis of antioxidant value of plant raw materials as prescription components of food products
Профессор О.В. Перфилова Мичуринский государственный аграрный университет, кафедра продуктов питания, товароведения и технологии переработки продукции животноводства, тел. 8-920-232-64-17 perfolgav@mail. ru
ст. преподаватель К.В. Брыксина Мичуринский государственный аграрный университет, кафедра технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства, тел. 8-915-878-58-89 [email protected]
аспирант З.Ю. Родина Мичуринский государственный аграрный университет, кафедра продуктов питания, товароведения и технологии переработки продукции животноводства, тел. 8-915-871-11-83 ro dina. zlata.9 6@mail. ru
Professor O.V. Perfilova Michurinsk state agrarian university, chair of food, commodity science and livestock processing technology, tel. 8-920-232-64-17 perfolgav@mail. ru
Senior teacher K.V. Bryksina Michurinsk state agrarian university, chair of technology of production, storage and processing of plant products, tel. 8-915-878-58-89 [email protected]
Postgraduate student Z.Yu. Rodina Michurinsk state agrarian university, chair of food, commodity science and livestock processing technology, tel. 8915871-11-83 ro dina. zlata.9 6@mail. ru
Аннотация. Представлен анализ количественного и качественного антиоксидантного состава растительного сырья, которое широко распространено, но недостаточно применяется в производстве пищевых продуктов для здорового питания. Объектами исследования выступили свекла столовая и черноплодная рябина различного сортимента, мука овсяная и гречневая, сухие цветки ромашки аптечной и трава зверобоя, яблочные выжимки. В растительных объектах определено суммарное содержание ан-тиоксидантов (ССА) и содержание флавоноидов (флавонолов, катехинов и антоцианов). Установлены отличия в растительных объектах в зависимости от вида и сорта по суммарному содержанию антиокси-дантов. Разница значений этого показателя в рябине черноплодной составила 10,9-26,4 %, свекле столовой - 14,9-35,5 %, муке овсяной и гречневой - 82,4 %, порошках из лекарственных растений - 26,5 %. Анализ качественного состава флавоноидов показал, что все исследованное растительное сырье содержит флавонолы на уровне выше 15 % от суточной потребности. Полученные результаты свидетельствуют о том, что перечисленные фрукты, овощи, мука из крупяных и зерновых культур, а также лекарственные растения могут выступать в роли источника антиоксидантов при проектировании новых видов продуктов питания.
Abstract. The article presents an analysis of the quantitative and qualitative antioxidant composition of plant materials that are widespread but underused in the production of healthy food products. The objects of the study were table beet and chokeberry of various varieties, oat and buckwheat flour, dry chamomile flowers and St. John's wort, apple refuse. The total antioxidant content (TAC) and flavonoid content (flavonols, catechins and anthocyanins) were determined in the plant objects. Differences in the total antioxidant content
© О.В. Перфилова, К.В. Брыксина, З.Ю. Родина, 2024
100
were established in the plant objects depending on the species and variety. The difference in the values of this indicator was 10,9-26,4 % in chokeberry, 14,9-35,5 % in table beet, 82,4 % in oat and buckwheat flour, 26,5 % in powders from medicinal plants. Analysis of the qualitative composition of flavonoids showed that all studied plant materials contain flavonols at a level above 15 % of the daily requirement. The obtained results indicate that the listed fruits, vegetables, flour from cereals and grain crops, as well as medicinal plants can act as a source of antioxidants in the design of new types of food products.
Ключевые слова: суммарное содержание антиоксидантов, флавоноиды, пищевые продукты, растительное сырье
Keywords: total antioxidant content, flavonoids, food products, plant materials
В нашей стране, как и во всем мире, наблюдаются серьезные проблемы, связанные с ростом заболеваний, вызванных воздействием токсичных и канцерогенных веществ в окружающей среде. Эта проблема напрямую затрагивает здоровье современного человека и является следствием его образа жизни, качества и количества потребляемых продуктов. Поэтому важно принимать меры по контролю и снижению уровня токсичности окружающей среды, а также осознанно выбирать продукты с антиоксидантными свойствами, чтобы уменьшить негативное воздействие на здоровье человека [4, 6, 11].
Антиоксиданты - это вещества, которые защищают организм от окислительных процессов, вызванных свободными радикалами. Свободные радикалы могут быть твердыми, жидкими или газообразными нестабильными частицами, образующимися в ходе обменных процессов или поступающими в организм извне. Окисление свободными радикалами может повреждать клетки организма человека, и, хотя некоторые из них способны к восстановлению, другие могут быть разрушены навсегда [3, 5, 12].
В последние годы антиоксиданты привлекают повышенное внимание: разрабатываются продукты питания, содержащие антиоксиданты, проводятся исследования их воздействия на здоровье человека. Результаты этих исследований освещаются в различных научных публикациях [2, 7, 8, 10].
Э. Йенсен разработал жидкую добавку с антиоксидантными свойствами, обусловленными содержанием аскорбиновой кислоты, токоферола, аскорбилпальмитата, галлата, бутилокситолуола или бутилоксианизола. Автор обнаружил возможность производства безводной жидкой добавки для хлеба с низкой вязкостью [1]. N. Sagar и S. Pareek увеличивают антиоксидантную ценность продуктов, используя луковую пудру. Вместо пшеничной муки авторы применяют порошок из луковой шелухи. Установлено, что в обогащённых продуктах уровень общих фенолов, флавоноидов и антиоксидантной активности значительно выше [1]. J. Miedzianka, Ka. Drzymala, A. Nem и A. Kita провели сравнительное исследование антиоксидантных, антимикробных и питательных свойств безглютеновой муки, полученной из семян примулы вечерней и расторопши [9].
Цель работы - исследование количественного и качественного содержания природных водорастворимых антиоксидантов в растительных объектах, рекомендуемых для проектирования обогащенных пищевых продуктов. Объектами исследования были: рябина черноплодная сортов Черноплодная, Мулатка и Вениса, свекла столовая сортов Бордо 237, Египетская плоская, Цилиндра, мука овсяная и гречневая, а также сухие цветки ромашки аптечной и трава зверобоя, яблочные выжимки от производства сока прямого отжима.
В образцах растительного сырья определяли суммарное содержание антиоксидантов с использованием жидкостного хроматографа Цвет Яуза-01-АА и флавоно-иды, в частности, флавонолы и катехины - колориметрическим методом в модификации Л. И. Вигорова на фотометре марки КФК-3 и антоцианы по методу Никитского ботанического сада. Определение суммарного содержания антиоксидантов в растительном сырье проводилось при помощи градуировочного графика (рис. 1).
13 ||
й В я ^ Й а М | м
у = и,иииох - и,1оО ¿г
2000 4000 6000 Э пика, нА/с
8000
Рис. 1. Градуировочный график (по кверцетину)
Растительные образцы были подготовлены путем измельчения и извлечения с помощью водного или спиртового метода в зависимости от сырья с последующим фильтрованием. Каждая из 3 параллельных проб была исследована. Сравнение образцов проводилось на основании их видовых и сортовых характеристик (рис. 2).
6000 5000 , 4000
О
| < 3000 к
и 2000 1000 о
/Л\
п
* /
Й и
\ ц ч \/ \
V I
• Черноплодная
■ Мулатка
Вениса
2000 1500 Я ¿Г 1000 500
о
V)
а)
•А.
? ' Л
/V.
/ V V \
I А
Бордо 237
•Египетская
Цилиндра
б)
3000
2500
- 2000 ® О
¡^1500
71
1000 500
о
/ V
I I
I .
I 1 I I
А
I *
I I I
I *
и
1
А
\
I »
I *
I *
I **
•Мука овсяная
Мука гречневая
Рис. 2. Хроматограммы суммарного содержания антиоксидантов в растительных объектах: а - рябина черноплодная; б - свекла столовая; в - нетрадиционные виды муки; г - яблочные выжимки; д - порошки из лекарственных растений (см. также след. стр.)
ш • *
/л / \ t \
/' х L х / \
/ * / * ' / \ / \ '
V V
- • - Яблочные выжимки
10000 8000
$ о 6000 3 <
С В 4000 и
2000 0
— Порошок из цветков ромашки аптечной Порошок из травы зверобоя
Рис. 2. Окончание
Площади пиков растительных образцов имели прямую зависимость от суммарного содержания антиоксидантов в приготовленных пробах экстрактов. Исследуемые растительные объекты по суммарному содержанию антиоксидантов выстраиваются по возрастанию в следующем порядке: мука овсяная (28,90 мг/100 г) < яблочные выжимки (37,2 мг/100 г) < свекла сорта Египетская плоская (62,73 мг/100 г) < свекла сорта Бордо 237 (82,77 мг/100 г) < свекла сорта Цилиндра (97,25 мг/100 г) < мука гречневая (164,66 мг/100 г) < рябина сорта Вениса (232,71 мг/100 г) < рябина сорта Черноплодная (281,45 мг/100 г) < рябина сорта Мулатка (315,99 мг/100 г) < порошок из травы зверобоя (414,12 мг/100 г) < порошок из цветков ромашки аптечной (563,18 мг/100 г).
Анализ исследований антиоксидантной ценности позволил установить отличия между сортами рябины черноплодной. Максимальное значение ССА было установлено в рябине черноплодной сорта Мулатка (315,99 мг/100 г), среднее в сорте Черноплодная (281,45 мг/100 г) и минимальное - в сорте Вениса (232,71 мг/100 г). Разница значений по сравнению с максимальным составила 10,9 и 26,4 % соответственно.
В свекле столовой разного сортимента разница значений между максимальным, средним и минимальным значениями составила 14,9 и 35,5 %, так, максимальное значение ССА отмечено у сорта Цилиндра (97,25 мг/100 г), среднее - у сорта Бордо 237 (82,77 мг/100 г), минимальное - у сорта Египетская плоская (62,73 мг/100 г).
Среди злаковых и крупяных продуктов достаточно высокими антиоксидант-ными свойствами обладает мука гречневая (164,66 мг/100 г), низкими - мука овсяная (28,90 мг/100 г). Разница значений составляет 82,4 %.
В яблочных выжимках суммарное содержание антиоксидантов составило 37,2 мг/100 г. Самые высокие значения суммарного содержания антиоксидантов установлены в порошках из лекарственных растений, среди которых максимальное значение имел порошок из цветков ромашки аптечной (563,18 мг/100 г), чуть ниже значение у порошка из травы зверобоя (414,12 мг/100 г), разница значений между ними составила 26,5 %. Результаты анализа на содержание флавоноидов в растительных объектах представлены в таблице.
Содержание флавоноидов в различных видах и сортах
Таблица
Наименование Флавонолы Антоцианы Катехины Суммарное содержание фла-воноидов
Свекла столовая сорта: Бордо 237 Египетская плоская Цилиндра 125,3 183,0 177,6 43,4 34,7 77,2 28,8 34,8 28,1 197,5 252,5 282,9
Рябина черноплодная сорта:
Черноплодная Мулатка Вениса 381,3 469,6 415,6 241,3 285,0 196,0 518,9 550,0 483,3 1141.5 1304.6 1094,9
Яблочные выжимки 54,4 4,1 6,3 64,8
Мука овсяная 52,2 15,0 49,3 116,5
Мука гречневая 205,9 4,9 39,8 250,6
Цветки ромашки аптечной (порошок) 322,6 94,8 166,0 583,4
Зверобоя трава (порошок) 201,8 172,7 190,0 564,5
Учитывая адекватные уровни потребления взрослым организмом человека ан-тоцианов, флавонолов и катехинов - 50, 30 и 200 мг в сутки соответственно, можно сделать заключение, что исследуемые растительные объекты могут выступать в качестве источников функциональных ингредиентов - антиоксидантов (содержание в количестве более 15 % от суточной потребности), таких как: флавонолы - все объекты; антоцианы - все объекты, за исключением яблочных выжимок и гречневой муки; ка-техины - только свекла столовая сорта Египетская плоская, все сорта черноплодной рябины, все виды муки и порошков из лекарственных растений.
Таким образом, проведенные исследования антиоксидантной ценности растительного сырья показали, что рябина черноплодная, свекла столовая, яблочные выжимки, мука овсяная, гречневая, цветки ромашки аптечной и трава зверобоя обладают антиоксидантными свойствами и могут выступать в качестве сырья для производства обогащенных пищевых продуктов.
* Работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Селекция сельскохозяйственных культур и технологии производства, хранения и переработки продуктов питания функционального и лечебно-профилактического назначения» ФГБОУ ВО «Мичуринский ГАУ».
Исследования выполнены в рамках гранта по проекту «Разработка технологии поликомпонентных снеков на основе яблочных выжимок с добавлением местного высокоантиок-сидантного растительного сырья для здорового питания» областного конкурса «Гранты для поддержки прикладных научных исследований молодых учёных в 2023 году» (№ МУ2023-02/10), учредителем которого выступает Министерство образования и науки Тамбовской области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Инновации в области технологии продукции общественного питания функционального и специализированного назначения / Коллективная монография; под общ. ред. Н.В. Панковой. - Санкт-Петербург, 2012. - 184 с. -Текст: непосредственный.
2. Новикова, И.М. Обоснования использования овсяной муки при производстве низкокалорийных мучных кондитерских изделий / И.М. Новикова, О.М. Блинникова, М.Р. Сулейманова. - Текст: непосредственный // Наука и Образование. - 2021. - Т. 4, № 3. - С. 78-84.
3. Перфилова, О.В. Изменение биологически активной ценности вторичного сырья в процессе СВЧ-нагрева / О.В. Перфилова. - Текст: непосредственный // Вестник КрасГАУ. - 2018. - № 2(137). - С. 123-128.
4. Перспективы развития функциональных продуктов питания / К.В. Парусова [и др.]. - Текст: непосредственный : сб. науч. тр.; под редакцией В.А. Бабушкина. В 4 томах. Том 4. - Мичуринск, 2016. - С. 249-252.
5. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и влияние их на здоровье и старение человека / Я.И. Яшин [и др.]. - Москва, 2009. - 186 с. -Текст: непосредственный.
6. Теоретические и практические аспекты разработки пищевых продуктов, обогащенных эссенциальными нутриентами / Е.А. Смирнова, [и др.]. -Текст: непосредственный / / Пищевая промышленность. - 2012. - № 11. - С. 8-12.
7. Шванская, И.А. Перспективные направления создания продуктов функционального назначения на основе растительного сырья: науч. аналит. обзор. - Москва, 2012. - 144 с. - Текст: непосредственный.
8. Яшин, А.Я. Методика выполнения измерений содержания антиоксидантов в напитках и пищевых продуктах, биологически активных добавках, экстрактах лекарственных растений амперометрическим методом / А.Я. Яшин, Н.И. Черноусова. -Москва, 2007. - 14 с. - Текст: непосредственный.
9. Comparative evaluation of the antioxidant, antimicrobial and nutritive properties of gluten-free flours / J. Miedzianka, K. Drzymala, A. Nems [et. al.] // Scientific Reports. - 2021. - № 11. - рр. 10385.
10. Modeling a formulation and assessment of the consumer properties of the special purpose starch drink / O.M. Blinnikova, V.A. Babushkin, L.G. Eliseeva, G.S. Usova // Sarhad Journal of Agriculture. - 2020. Vol. 36, № 3. - рр. 939-948. -DOI 10.17582/J0URNAL.SJA/2020/36.3.939.948.
11. Perfilova O.V., Babushkin V.A., Bryksina K.V. The effect of microwave heating of fruit and vegetable raw materials on the water-soluble antioxidants content // Journal of Physics: Conference Series. - 2020. 42055. - DOI: 10.1088/17426596/1679/4/042055.
12. Physical methods in innovative technological solutions of beet refuse processing / O.V. Perfilova, V.A. Babushkin, O.M. Blinnikova, K.V. Bryksina // Journal of Physics: Conference Series, Krasnoyarsk, Russian Federation. Vol. 1679. - Krasnoyarsk, Russian Federation: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. -рр. 42031. - DOI 10.1088/1742-6596/1679/4/042031.
REFERENCES
1. Innovations in the field of technology of public catering products for functional and specialized purposes / Collective monograph; under the general editorship of N.V. Pankova. - St. Petersburg, 2012. - 184 p. - Text: direct.
2. Novikova, I.M. Justification for the use of oat flour in the production of low-calorie flour confectionery products / I.M. Novikova, O.M. Blinnikova, M.R. Suleimanova. - Text: direct // Science and Education. - 2021. - Vol. 4, No. 3. -P. 78-84.
3. Perfilova, O.V. Change in the biologically active value of secondary raw materials in the process of microwave heating / O.V. Perfilova. - Text: direct // Bulletin of KrasSAU. - 2018. - No. 2 (137). - P. 123-128.
4. Prospects for the development of functional foods / K.V. Parusova [et al.]. -Text: direct: collection of scientific papers; edited by V.A. Babushkin. In 4 volumes. Volume 4. - Michurinsk, 2016. - P. 249-252.
5. Natural antioxidants. Content in food products and their impact on human health and aging / Ya.I. Yashin [et al.]. - Moscow, 2009. - 186 p. - Text: direct.
6. Theoretical and practical aspects of the development of food products enriched with essential nutrients / E.A. Smirnova, [et al.]. - Text: direct // Food industry. -2012. - No. 11. - P. 8-12.
7. Shvanskaya, I.A. Promising Directions for the Creation of Functional-Purpose Products Based on Plant Raw Materials: Scientific. Analytical Review. - Moscow, 2012. -144 p. - Text: direct.
8. Yashin, A.Ya. Methodology for Measuring the Content of Antioxidants in Beverages and Food Products, Dietary Supplements, and Extracts of Medicinal Plants by the Amperometric Method / A.Ya. Yashin, N.I. Chernousova. - Moscow, 2007. - 14 p. -Text: direct.
9. Comparative Evaluation of the Antioxidant, Antimicrobial and Nutritive Properties of Gluten-Free Flour / J. Miedzianka, K. Drzymala, A. Nems [et. al.] // Scientific Reports. - 2021. - No. 11. - pp. 10385.
10. Modeling a formulation and assessment of the consumer properties of the special purpose starch drink / O.M. Blinnikova, V.A. Babushkin, L.G. Eliseeva, G.S. Usova // Sarhad Journal of Agriculture. - 2020. Vol. 36, No. 3. - pp. 939-948. -DOI 10.17582/J0URNAL.SJA/2020/36.3.939.948.
11. Perfilova O.V., Babushkin V.A., Bryksina K.V. The effect of microwave heating of fruit and vegetable raw materials on the water-soluble antioxidants content // Journal of Physics: Conference Series. - 2020. 42055. - DOI: 10.1088/17426596/1679/4/042055.
12. Physical methods in innovative technological solutions of bet refuse pro-cessing/O.V. Perfilova, V.A. Babushkin, O.M. Blinnikova, K.V. Bryksina // Journal of Physics: Conference Series, Krasnoyarsk, Russian Federation. Vol. 1679. - Krasnoyarsk, Russian Federation: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. -pp. 42031. - DOI 10.1088/1742-6596/1679/4/042031.
