ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНТИРАДИКАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛЫНЬ ГОРЬКОЙ И СОСНОВЫХ ЭКСТРАКТОВ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются вопросы хранения мясных полуфабрикатов и использования в них натуральных экстрактов. Также определяли антирадикаль-ную активность водных и спиртовых экстрактов полынь горькой и сосны спектрофотометрическим (ДФПГ) методом.

ABSTRACT

The article deals with the storage of semi-finished meat products and the use of natural extracts in them. The antiradical activity of water and alcohol extracts of wormwood and pine was also determined by the spectrophotometric (DPPH) method.

Ключевые слова: антирадикальная активность, экстракт, полын горькая, сосна, мясное полуфабрикаты, антиоксидант.

Keywords: antiradical activity, extract, wormwood, pine, semi-finished meat products, antioxidant.

Введение. Мясное сырье не устойчиво к хранению, поэтому проблема повышения стойкости содержащихся в нем жиров к окислению при хранении представляет практический интерес. Непереносимость жиров приводит к гидролитическим (под действием ферментов липазы и накоплению свободных жирных кислот) и окислительным (образование терпкого и соленого вкуса) процессам, а также к ухудшению качества продукта и снижению безопасности [1]. При производстве мясных полуфабрикатов в качестве рецептурных ингредиентов добавляют говядину, баранину, свинину, птицу и жиры из жирного сырья. Именно эти компоненты являются источниками неприятного вкуса, которые впоследствии подкисляют готовый продукт.

Химические реакции, влияющие на качество замороженных мясных полуфабрикатов, - это реакции окисления липидов. Образование продуктов окисления не только ухудшает качество пищи и снижает ее пищевую ценность, но и приводит к накоплению в ней веществ, представляющих угрозу для здоровья человека [2].

Наличие воздуха в продукте ускоряет процессы окисления и образует свободные радикалы.

Особое практическое значение имеет использование антиоксидантов для предотвращения окислительной деградации жирных продуктов. Это связано с тем, что такие продукты подвергаются высокому уровню окислительной деструкции во время экстракции, обработки и хранения.

В промышленности используются натуральные и синтетические антиоксиданты в зависимости от типа продукта и условий производства. Природные антиоксиданты имеют много преимуществ перед синтетическими антиоксидантами, обладают высокой антиоксидантной активностью, безопасны для здоровья человека и обладают положительным биологическим действием.

Антиоксидантная активность соединений зависит от природы продукта и ряда факторов. Поэтому необходимо проводить научные исследования для обоснования воздействия антиоксидантов и их комплексов на конкретные продукты питания [3, 4].

В качестве природного антиоксиданта используются специи, различные масла, чаи, семена, зерна, шелуха какао-бобов, фрукты и овощи. Доказана антиоксидантная активность природных соединений, содержащих аскорбиновую кислоту, токоферолы, каротиноиды, а также флавоноиды (кверцетин, кемпферол, мирицитин), катехины (карнозол, розманол, розамиридифенол) или различные индивидуальные антиоксиданты, такие как фенолы и фенольные кислоты [5]. В частности, эфирные масла аниса, тмина, базилика, перца в подсолнечном масле оказались сильнее синтетического антиоксиданта - бутилокситолуола, а айован (тмин) почти вдвое эффективнее [6].

Исходя из этого в рамках данной работы была изучена антирадикальная активность (АРА) 4-х экстрактов растений (водные экстракты полыни, почек и хвои сосны; спиртовой экстракт хвои сосны) по отношению к стабильному свободному радикалу ДФПГ (2,2-дифенил-1-пикрилгидразила).

Материалы и методы.

Материалы. 4 разновидностей экстрактов:

1. Водный экстракт почек сосны;
2. Водный экстракт полыни;
3. Спиртовой экстракт хвои сосны;
4. Водный экстракт хвои сосны.

Метод ДФПГ. Для оценки АРА в данной работе использована методика спектрофотометрического измерения кинетики восстановления молекул стабильного радикала 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (ДФПГ) антиоксидантами [7]. Метод основан на взаимодействии антиоксидантов со стабильным хромоген-радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом (DPPH). Стандартный раствор ДФПГ (5х10^-4 М) в этаноле, подкисленном уксусной кислотой, разводили этанолом в соотношении 1:10 для получения рабочего раствора. Полученный раствор должен иметь оптическую плотность не выше 0,9 при 517 нм. К 5 мл рабочего раствора DPPH добавляли 50 мкл исследуемых экстрактов, перемешивали и регистрировали кинетику убыли оптической плотности раствора в течение 30 минут при длине волны 517 нм. В качестве контрольного образца использовали рабочий раствор ДФПГ.

Антирадикальную активность определяли по формуле:

% ингибирования =

где А_х – оптическая плотность исследуемого раствора,

А_контр – оптическая плотность исследуемого образца.

Обсуждение результатов.

Антиоксиданты могут обладать разными механизмами действия, изучение их активности целесообразно проводить с использованием различных методов. В данной работе АРА экстрактов оценивали по отношению к свободному радикалу ДФПГ.

При добавлении исследуемых соединений в спиртовой раствор ДФПГ происходит переход свободно-радикальных молекул в нерадикальную форму, при этом интенсивно фиолетовый раствор ДФПГ обесцвечивается. На рис. 1 представлена кинетика изменения оптической плотности раствора ДФПГ при добавлении исследуемых нами образцов.

Для сравнения АРА исследуемых образцов выбрали концентрацию для каждого экстракта 50 мкл из предоставленного раствора. Поскольку, образцы под номерами № 2 и 3 (по списку) проявляли очень высокую АРА, мы разбавили в соотношении 1:100 соответствующими растворителями (вода и спирт). Анализируя полученные результаты, можно заключить, что при добавлении в спиртовой раствор ДФПГ исследуемых экстрактов № 1 и 4 наблюдается резкое снижение оптической плотности раствора ДФПГ, что свидетельствует об их высокой АРА (рис. 1). В случае образцов № 2 и 3 АРА оценивалась после 100 кратного разбавления, что свидетельствует о выраженной антирадикальной способности данных экстрактов.

Рисунок 1. Изменение оптической плотности спиртового раствора ДФПГ по отношению к контролю при добавлении исследуемых экстрактов в зависимости от времени.

 Сплошная линия построена на основании нелинейной регрессии. Концентрация ДФПГ 0.1 мМ. Измерения проводились при 20^оС сразу после добавления исследуемых экстрактов. Концентрация исследуемых экстрактов 50 мкл из ранее предоставленного раствора. Образцы № 2 и 3 разбавлены в 100 раз соответствующими растворителями (вода, спирт).

Из экспериментальных данных следует, что экстракты № 2 и 3 обладают наиболее высокой способностью к тушению свободных радикалов. АРА образцов № 1 и 4 проявляется менее значительно по сравнению с предыдущими образцами.  Для количественной оценки антирадикальной активности использовали стабильный радикал 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (ДФПГ), а также параметр t₅₀ – время, необходимое изучаемым препаратам для снижения исходной концентрации радикала на 50%. В реакции ДФПГ с экстрактами t₅₀ при 20 ^оС составляет для образца №1 - 72±4,0 с, для образца № 2 – 38±6,0 с (разбавленный в 100 раз), для образца № 3 – 60±4,3 с (разбавленный в 100 раз), для образца № 4 – 235±5,1 с (таблица 1).

Таблица 1.

Значения концентрации, ингибирующая на 50 % (IC₅₀) и время необходимое для снижения концентрации ДФПГ на 50 % (t₅₀) при реакции с исследуемыми экстрактами

Анализ экспериментальных результатов, полученных при исследовании экстрактов, показал, что образец № 2 обладает наиболее высокой АРА по отношению к свободному радикалу ДФПГ по сравнению с другими образцами.

Таким образом, изучена антирадикальная активность растительных экстрактов. Наибольшая антирадикальная активность обнаружена в водном экстракте полыни и спиртовом экстракте хвои. В литературе имеются достаточно данных по антирадикальной активности экстрактов лекарственных растений, максимальный эффект которых был обнаружен у экстрактов, содержащих наибольшее количество полифенолов и флавоноидов. Таким образом, для дальнейшей работы и установления механизма АРА требуется детальное изучение качественного и количественного состава экстрактов на содержание составных компонент (полифенолы, флавоноиды, танины, алкалоиды и др.).

Список литературы:

1. Рогов И.А. Химия пищи [Текст] / И.А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко. -М.: КолосС, 2007. - 853 с.
2. Эммануэль Н.М. Торможение процессов окисления жиров [Текст] / Н.М. Эммануэль, Ю.Н. Лясковская. - М.: ПИЩЕПРОМИЗДАТ, 1961 -360 с.
3. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, безопасность и экспертиза пищевых продуктов [Текст] / В.М. Позняковский. -Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. - 556 с.
4. Гайибов У.Г. [и др.]. Антирадикальная активность полифенольных соединений, выделенных из растений семейства Euphorbia // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. 2018. № 11 (53). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/6543 (дата обращения: 17.08.2021).
5. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, безопасность и экспертиза пищевых продуктов [Текст] / В.М. Позняковский. -Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. - 556 с.
6. Iverson F. Phenolic antioxidants: Health Protection Branch studies on butylated hydroxyanisole. (англ.) // Cancer letters. -1995. Vol. 93, № 1. - P. 49-54. doi:10.1016/0304-3835(95)03787-W
7. Тринеева О.В. Методы определения антиоксидантной активности объектов растительного и синтетического происхождения в фармации (обзор). Разработка и регистрация лекарственных средств. -2017; (4). Стр. 180-197.