ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ПЛОДОВ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ТУТОВНИКА, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИИ УЗБЕКИСТАНА

АННОТАЦИЯ

В данной работе проведен анализ химического состава и минеральных веществ плодов тутовника, высушенных в инфракрасной сушильной установке, изготовленной в Ташкентском государственном техническом университете. Определены химические и минеральные вещества 3 различных видов тутовника, выращиваемых в Узбекистане. Высокое содержание антоцианов (184,3-240,4 мг/100 г) было обнаружено в черном и красном тутовнике, в то время как в белом тутовнике они обнаружены в малых количествах. Все виды обладают потенциалом содержания аскорбиновой кислоты и фенолов. Максимальное содержание аскорбиновой кислоты - 129,39 мг/кг обнаружено в красном тутовнике. Общее содержание фенолов в плодах варьировалось от 163,7 мг/кг до 378,3 мг/100 г. Минеральный состав плотов тутовника содержит в значимых количествах K, Ca, P, Mg, S, Na и Fe

ABSTRACT

In this paper, the chemical composition and mineral substances of mulberry fruits dried in an infrared drying unit made in Tashkent State Technical University were analyzed. The chemical, physico-chemical and mineral substances of 3 different mulberry varieties grown in Uzbekistan have been determined. he high anthocyanin content (184.3-240.4 mg/100 g) was found in black and red mulberry, while in white mulberry they were found in small amounts. All species have the potential for ascorbic acid and phenolic content. The maximum ascorbic acid content was determined to be 129.39 mg/kg in red mulberry. The total phenolic content of mulberry species ranged from 163.7 mg/kg to 378.3 mg/100 g. The higher minerals were identified as K, Ca, P, Mg, S, Na and Fe, respectively.

Ключевые слова: плоды тутовника, химические свойства, минералы, фенол.

Keywords: mulberry fruit, chemical properties, minerals, phenolic.

Введение

Пищевые продукты и их качество играют важную роль в жизнедеятельности человека, что настоятельно требует их сохранности с целью обеспечения питательных качеств не только в период сбора урожая, но и на более продолжительное время. Это, в свою очередь, позволяет максимально сохранить также их потребительские качества на внутреннем и внешнем рынках.

Ягоды шелковицы, как показывают исследования, богаты ценными полисахаридами, аминокислотами, антоцианами, широким минеральным составом, включающим макро- и микроэлементы, и с давних времен считаются одним из ценных продуктов питания человека. Учитывая неприхотливость растения к природно-климатическим условиям произрастания, шелковицы различных видов, а их насчитывается порядка двух десятков на всех континентах, широко распространены на территории Узбекистана [1]. В наибольшей степени флора Узбекистана представлена черно-, красно- и белоплодными сортами шелковицы (рис.1).

Рисунок 1. Наиболее распространенные виды тутовника

Промышленная переработка плодов тутовника в Узбекистане представлена технологиями получения патоки, джемов, сухих экстрактов.

Все перечисленное требует глубокого изучения химического состава сырья и путей сохранения его качества на всех этапах технологической переработки.

Так, Цай (Tsai P.J.) и др. исследовали влияние сахара на антоцианы и антиоксидантную активность экстрактов плодов тутовника при высокотемпературном нагревании и определили, что концентрация сахара и pH взаимозависимы. Было обнаружено, что с увеличением концентрации сахара и уменьшением pH деградация антоцианов уменьшалась, а антиоксидантная способность сохранялась в лучшей степени [2].

Далее, Чен (Chen P.N.) с сотрудниками показал, что плоды тутовника содержат большое количество антоцианов, представленных цианидин-3-рутинозидом и цианидин-3-глюкозидом, являющихся высокоэффективными антиоксидантами, способствующих прерыванию свободно-радикальных реакций и оказывающих ингибирующее действие на пролиферацию и трансляцию клеток рака печени человека [3].

Снапян (Snapyan G.G ) при изучении компонентного состава плодов тутовника определил общее количество сухих веществ 21,5%, титруемую кислотность 0,59%, сахарозу 16% и аскорбиновую кислоту 15,4 мг/г. Здесь же было показано содержание тиамина, пантотеновой кислоты, пиродоксина, никотиновой кислоты и инозитола, как  0,49 мкг/мл, 5,62 мкг/мл, 0,04 мкг/мл, 19,05 мкг/мл и 241,4 мкг/мл, соответственно [4].

Приведенные примеры – это лишь небольшая часть информации, дающей представление о питательной ценности плодов тутовника, и актуализирует дальнейшие исследования в данном направлении.

Целью настоящего исследования является изучения химического и минерального состава плодов тутовника, подвергнутых высушиванию в инфракрасной сушильной установке.

Экспериментальная часть

Объектом исследования были плоды трех различных видов шелковицы (черный, красный и белый), произрастающих в городе и окрестностях Ташкента.

В таблице 1 приведены таксономические характеристики и место произрастания тутовых деревьев.  

Таблица 1.

Таксономия некоторых видов тутовника

После сбора зрелые плоды тутовника были заморожены и хранились при температуре -16 °C до проведения лабораторных экспериментов.

Для определения общего содержания фенолов и антоцианов в ягодах использовали экстракцию, для чего образец весом 10 г подвергали гомогенизации в гомогенизатора в течение 4-5 минут с 50 мл этилового спирта. Полученную смесь центрифугировали при 6000 об/мин в течение 15 минут.

По окончании центрифугирования отбирали надосадочную жидкость, которую хранили в морозильной камере при температуре -16^o C до проведения анализа.

Общее количество антоцианов определяли методом оптической спектроскопии, исследуя структурную трансформацию хромофора антоцианина в зависимости от рН [5].

Для определения минерального состава сухих плодов тутовника образец массой 0,10 г сжигали в присутствии 15 мл концентрированной HNO₃. Озоление образцов проводили в микроволновой печи Samsung MW712BR при 700 Вт. После сжигания образца тигель остужали до комнатной температуры. Содержание элементов определяли методом атомно-эмиссионного анализа с индуктивно связанной плазмой на приборе ICP-AES Varian-Vista 0,7-1,2 кВт [6] при следующих режимах работы прибора:

• расход плазмообразующего газа (Ar) - (1,2-1,3 кВт, осевой);
• 0,5-15 л/мин (радиальный) 15 л/мин (аксиальный);
• расход вспомогательного газа (Ar) - 1,5 л/мин;
• высота просмотра -5,12 мм;
• время копирования и чтения 1-5 с (макс. 60 с);
• время копирования - 3 с (макс. 100 с).

Результаты и обсуждение

Данные о некоторых фитохимических свойствах различных сортов тутовника представлены в табл. 2.

Таблица 2.

Некоторые фитохимические свойства различных видов тутовника

Что касается водорастворимых веществ, самое высокое значение было обнаружено у белого образца - 22,3%, а самое низкое - у черного образца (16,8%). Наибольшее значение общего сухого вещества наблюдалось у черного образца - 31,3 %, у белого образца - 25,4 % и у красного образца - 23,0 % соответственно. Существенные различия наблюдались между видами по показателю рН (3,2...5,5). Наибольшее значение рН наблюдалось у белого сорта (5,5), а самое низкое значение рН наблюдалось у красного образца (3,2). Также отмечаются существенные различия в титруемой кислотности для изучаемых образцов. Так, наибольшая кислотность при титровании наблюдалась у красного образца (1,27%), а наименьшая у белого образца - 0,33%.

Отмечено, что самыми богатыми по общему содержанию фенольных веществ были плоды черного тутовника с содержанием 378,3 мг/100 г, красный тутовник с 252,1 мг/100 г и белый тутовник с 163,7 мг/100 г.

Образцы плодов белого тутовника содержали антоцианы в небольших количествах. Для красного – на уровне 184,3 мг/100 г. В то время как для плодов черного тутовника содержание антоцианов составляет 240,4 мг/100 г. Таким образом, с точки зрения содержания антоцианов в черном тутовнике кажутся довольно богатыми, по сравнению с некоторыми другими ягодами.

Количество минеральных веществ различны плодов тутовника приведено в табл. 3. показано.

Таблица 3.

Минеральный состав различных видов плодов тутовника

Было обнаружено, что по сравнению с другими фруктово-ягодными плодами количество магния в ягодах тутовника довольно высокое [7, 8].

Хотя по содержанию магния существенных различий между видами не наблюдалось, наибольшее его количество было обнаружено в красном тутовнике, а наименьшее в белом. Установлено, что тутовник довольно богат железом. Было обнаружено, что существуют значительные различия в содержании железа между различными видами плодов тутовника. Наибольшее количество железа было обнаружено в красном тутовнике, а наименьшее в белом.

Известно, что именно магний и железо относятся к наиболее важным микроэлементам, необходимых для поддержания сердечно-сосудистой и кроветворной системы человека, а поэтому плоды тутовника можно отнести не только к ценным продуктам питания, но и лечебным.

Выводы

Биохимическими и атомно-эмиссионным анализами изучен состав плодов белой, красной и черной шелковиц, составляющих флору Республики Узбекистан. В отличие от известных работ по определению химического и минерального состава плодов тутовника в работе были изучены характеристики ягод, подвергнутых инфракрасной сушке.

В результате исследований установлено, что высокое содержание антоцианов (184,3-240,4 мг/100 г) обнаруживается в черном и красном тутовнике. Все виды обладают большим потенциалом аскорбиновой кислоты и фенолсодержащих антиоксидантов. Максимальное содержание аскорбиновой кислоты - 129,39 мг/кг обнаружено в красном тутовнике. Общее содержание фенолсодержащих веществ в плодах варьировалось от 163,7 мг/кг до 378,3 мг/100 г. Минеральный состав плодов тутовника содержит в значимых количествах K, Ca, P, Mg, S, Na и Fe.

Наличие антиоксидантов, поливитаминов, магния, железа и других веществ органического и минерального происхождения обусловливают не только питательные, но лечебные свойства плодов тутовника.

Список литературы

1. Tараваде А., Сафаров Ж.Э., Султанова Ш.А.Моделирование процесса сушки пищевого сырья // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 11(92). С.53-56.
2. Tsaı P.J., Delva L. , Yu T.Y. , Dufosse L. Effect of sucrose on the anthocyanin and antioxidant capasity of mulberry extract during high temperature heating // Food Research 2005.
3. Chen P.N., Chu S.C., Chıou H.L., Kuo W.H., Chıong C.L., Hsıeh Y.S.Mulberry anthocyanins, cyanidin 3-rutinoside and cyanidin 3-glucoside, exhibited and inhibitory effect on the migration and of a human long cancer cell line //Cancer Letters xx, 2005. pp.1-12.
4. Snapyan G.G. et al. Biochemical indices and technological properties of mulberries // Canning and Vegetable Drying Industry, 1981, (6) pp.35-36.
5. Giusti M.M.,Wrolstad R.E. Characterization and measurement of anthocyanins by UV-visible spectroscopy. In: Wrolstad, R.E, Editor. Current protocols in food analytical chemistry. New York: John & Wiley, Inc. 2001. pp.F1.2.1-F1.2.13.
6. Skujıns S. Handbook for ICP-AES (Varian-Vista). A short guide to Vista Series ICP-AES operation. Version 1.0, Varian Int.1998.
7. Тараваде А., Самандаров Д.И., Сафаров Ж.Э., Султанова Ш.А. Определение аминокислотных компонентов в плодах тутовника при использовании различных способов сушки // Universum: Химия и биология. Электрон. научн. журн. 2022. 10(100).
8. Тараваде А., Самандаров Д.И., Сафаров Ж.Э., Султанова Ш.А. Определение флавоноидов в высушеных плодов тутовника с помощью различных способов сушки // Развитие науки и технологий. – Бухара, 2022. №5.