Исследование антиоксидантной активности напитков на основе молочной сыворотки

За последнее десятилетие многочисленными исследованиями, выполненными в разных странах, однозначно подтверждается, что одной из причин патологических изменений в человеческом организме, приводящих к преждевременному старению и развитию многих заболеваний (более 100), в том числе самых опасных социально значимых (сердечно-сосудистые, онкологические, диабет), являются избыточное содержание и накопление в биологических жидкостях активных форм кислорода. При этом возникает окислительный стресс.

Окислительный стресс можно победить с помощью антиоксидантной терапии, т. е. путем потребления в определенном количестве природных антиоксидантов, которые присутствуют в различных продуктах питания.

Для контролируемого потребления антиоксидантов необходимо определить их содержание в продуктах и напитках. В связи с этим на первый план выходит проблема количественного определения их содержания в пищевых продуктах и напитках и формирования соответствующего банка данных.

Во всем мире антиоксиданты признаются неотъемлемой частью нормального питания, наряду с белками, жирами, углеводами и витаминами, микроэлементами, и в этом качестве включаются в разнообразные программы, такие как здоровое питание, функциональное питание. Основные и самые эффективные антиоксиданты — природные флавоноиды.

В настоящее время в России молочной промышленностью, кроме традиционных кисломолочных напитков, выпускаются молочно-соковые напитки, которые относят к продуктам функционального назначения. Сырьем для таких напитков являются молоко, кисломолочная основа или сыворотка. Производство этих напитков позволяет расширить ассортимент выпускаемой продукции с новыми качественными показателями [2]. Функциональные продукты питания, за счет наличия в их составе физиологически активных компонентов, предназначены для систематического применения в составе пищевых рационов всеми группами населения для сохранения и улучшения здоровья, снижения риска развития многих заболеваний.

С целью улучшения органолептических свойств сывороточных напитков активно используют различные пищевые добавки, в том числе и растительного происхождения, которые обеспечивают важнейшие функциональные свойства готовому пищевому продукту [5].

Среди многообразия лекарственных растений, используемых в качестве добавок в пищевые продукты и в сельском хозяйстве, по степени популярности доминирующее положение занимают эхинацея пурпурная, мята перечная и мелисса [1]. Проведены исследования по приготовлению экстрактов лекарственных растений эхинацеи пурпурной, мяты перечной и мелиссы и изучено их влияние на органолептические свойства сывороточных напитков функционального назначения [7]. В таблице 1 приведены физико-химические показатели и состав напитков.

напиток молочный сыворотка добавка Таблица 1.

Физико-химические показатели напитков.

В составе напитков было количественно установлено содержание биологически активных веществ с использованием капиллярного электрофореза в системе КЭФ «Капель 103Р» (ОАО НПФ Люмэкс, Россия). Количественный состав напитка определен по соответствующим методикам [4].

Результаты по определению состава напитков представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Содержание биологически активных веществ в напитках.

В составе исходных компонентов для получения напитков, к которым относятся творожная сыворотка, сок манго и экстракты эхинацеи пурпурной, мяты перечной и мелиссы, а также в готовых молочно-соковых напитках была исследована антиоксидантная активность на приборе «Цвет Яуза-01-АА» в соответствии с методиками, представленными в публикации [3].

В основе этого метода — суммарное определение антиоксидантов амперометрическим детектированием с измерением электрического тока в ячейке, возникающего при окислении анализируемого вещества на поверхности рабочего электрода при определенном потенциале. Преимущество данного детектора заключается в том, что сигнал не зависит от скорости элюента, температуры, геометрии ячейки [3].

В таблицах 3 и 4 представлены результаты исследований общей антиоксидантной активности в творожной молочной сыворотке, изомеризованной молочной сыворотке, содержащей, кроме лактозы, пребиотик лактулозу, а также водные экстракты и экстракты лекарственных растений молочной сывороткой.

Таблица 3.

Биоантиоксидантные свойства молочной сыворотки и сока манго.

Таблица 4.

Биоантиоксидантные свойства экстрактов лекарственных растений.

Антиоксидантные свойства молочной сыворотки проявляются наличием в составе серосодержащих аминокислот — метионина, цистеина, цистина, а также витаминов — аскорбиновой кислоты, токоферола, тиамина, фолиевой кислоты, биотина и микроэлемента селена [4].

Сок манго имеет больший показатель антиоксидантной активности, по сравнению с молочной сывороткой, за счет сбалансированности содержания витаминного комплекса и полифенольных соединений растительного происхождения. Высокий уровень антиоксидантной активности проявляют экстракты лекарственных трав, что объясняется содержанием в них флавоноидов, гидроксикоричных кислот, витамина С (см. табл. 1).

С помощью методов капиллярной химии были изучены в напитках молекулярные свойства следующих антиоксидантов: кофейной, галловой и хлорогеновой кислот. В качестве примера на рисунке 1 приведена структурная формула кофейной кислоты.

Рисунок 1 Изучение поверхности распределения плотности заряда молекулы кофейной кислоты В таблице 5 представлены данные по квантово-химическим характеристикам антиоксидантов. В ходе анализа распределения плотности заряда выявлены в целом гидрофобные свойства исследуемых молекул, о чем свидетельствует итоговая величина плотности заряда.

Таблица 5.

Квант химические характеристики антиоксидантов.

Данные по характеристикам молекулярных орбиталей во всех случаях подтверждают антиоксидантные свойства данных органических соединений.

Проведены исследования антиоксидантных свойств сывороточно-соковых напитков по вариантам с экстракцией лекарственных растений, водой и молочной сывороткой, а также с использованием в качестве компонента в рецептуре напитков изомеризованной молочной сыворотки, содержащей лактулозу. Данные исследований представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Результаты по хранению молочно-соковых напитков с контролем антиоксидантных свойств, титруемой кислотности и органолептическими показателями.

Данные таблицы 6 характеризуют исследования по динамике хранения сывороточно-соковых напитков с контролем по антиоксидантным свойствам, титруемой кислотности и органолептическим показателям. С учетом представленных данных срок хранения напитков составляет 24 суток с сохранением пищевой и биологической ценности. Некоторое снижение антиоксидантных свойств в сывороточно-соковых напитках, по сравнению с исходными ингредиентами, по рецептуре объясняется высокой реакционной способностью полифенольных соединений, что приводит к возможности их конденсации с аминокислотами. Кроме того, процесс пастеризации напитков при 72⁰С может также являться причиной снижения их общей антиоксидантной активности.

• 1. Брыкалов А. В., Головкина Е. М., Петренко А. И. Эхинацея пурпурная: интродукция и использование в сельском хозяйстве: Краснодар. КубГАУ, 2009. 108 с.
• 2. Храмцов А. Г., Нестеренко П. Г. Технология продуктов из молочной сыворотки: Учебное пособие. М.: Дели принт., 2004. 587 с.
• 3. Яшин Я. И., Рыжков В. Ю., Яшин А. Я., Черноусова Н. И. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах, и их влияние на здоровье и старение человека. М.: Транслит, 2009. 193 с.
• 4. Комарова Н. В., Каменцев Я. С. Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «Капель». Санкт-Петербург, Люмэкс. 2006. 154 с.
• 5. Храмцов А. Г., Брыкалов А. В., Головкина Е. М., Герасимова Т. В. Молочно-растительные экстракты из амаранта и пищевая добавка из эхинацеи // Молочная промышленность. 2008. № 12. С. 71−72.
• 6. Храмцов А. Г. Рыночная концепция полного и рационального использования молочной сыворотки // Молочная промышленность. 2006. № 6. С. 7−12.
• 7. Пилипенко Н. Ю. Разработка инновационной технологии получения напитков нового поколения с функциональными свойствами на основе молочной сыворотки // Сборник докладов III Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи путь к обществу, основанному на знаниях». М., 2011.