Антиоксидантная активность водных настоев плодов шиповника низковитаминных

DOI:

Шиповник (лат. Rosa L.) – это род широко распространенных многолетних кустарников, по приблизительным оценкам насчитывающий от 300 до 500 видов, из которых на территории Восточной Европы произрастает около 76 [1]. Вследствие межвидовой гибридизации систематика рода Шиповник очень сложна. Содержание биологически активных веществ в различных частях шиповника различается [2], однако медицинское и промышленное применение получили преимущественно плоды, которые по содержанию витаминов делятся на низко- и высоковитаминные. Плоды шиповника характеризуются общеукрепляющими, кардио-, гепато- и гастропротекторными свойствами и находят применение в народной медицине в профилактических и лечебных целях [3]. Плоды шиповника используются также в производстве напитков [4], конфет [5], хлебобулочных изделий [6], биологически активных добавок [7] и других инновационных продуктов питания.

Антиоксидантные свойства плодов шиповника могут способствовать их применению в профилактике ассоциированных с окислительным стрессом заболеваний, в том числе коронавирусной инфекции (COVID-19) [8]. Заинтересованность населения в здоровьесбережении приобрело особую значимость в условиях пандемии COVID-19 [9]. Сообщалось, однако, что содержание антиоксидантных соединений в плодах шиповника может варьироваться в зависимости от вида и местности произрастания растения [10]. Антиоксидантные свойства экстрактов из плодов шиповника могут быть также обусловлены параметрами экстракционного процесса [7,11]. В этой работе параметры гидротермальной экстракции были адаптированы для условий домашнего приготовления шиповникового чая, а полученные настои исследованы на антиоксидантную активность (АОА) потенциометрическим методом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Цельные сушеные низковитаминные плоды шиповника ( Rosae fructus hypovitaminosus ) производства АО «Красногорсклексредства» (Россия) были приобретены в розничной аптечной сети. Плоды шиповника измельчали в роторной кофемолке КТ-1329 (ООО «Китфорт», Россия) и фракционировали по размеру частиц при помощи металлотканых сит (ООО «Крафт», Россия) с размером отверстий 2,0, 1,5, 0,6 и 0,1 мм. Настои шиповника готовили следующим способом: 1 г измельченных плодов помещали в термостойкую колбу, приливали 100 мл горячей (50–100 ºС) дистиллированной воды, настаивали в течение 15 минут и пропускали через бумажный фильтр «черная лента». Полученные фильтраты доводили дистиллированной водой до 100 мл, охлаждали на водяной бане до комнатной температуры и использовали в оценке АОА.

АОА водных настоев шиповника определяли потенциометрическим методом с использованием медиаторной системы гексацианоферратов калия [12]. К 10 мл фосфатно-солевого буфера pH 7,4, содержащего 10^–2 моль/л K 3 [Fe(CN) 6 ] и 10^–4 моль/л K 4 [Fe(CN) 6 ], добавляли 1 мл исследуемого настоя. Измерение потенциала до и после введения пробы проводили при помощи pH-метра/иономера «ТА-Ион» (ООО «НПП «Томьаналит», Россия) с использованием платинового screen-printed электрода (ООО НПВП «ИВА», Россия) и хлорсеребряного электрода ЭВЛ-1М3.1 (ОАО «Гомельский завод измерительных приборов», Белоруссия). Измерение АОА проводили в трехкратной повторности (n = 3). АОА рассчитывали в микромоль-эквивалентах железа (II) на один грамм измельченных плодов (мкмоль-экв/г) по формуле:

ддд _ C Ox  ^{a C} Red Q^

1 + a     m’

C      Aef a = -Ox • 1Q2’3«T’ CRed где COx = 0,01 моль/л – концентрация K3[Fe(CN)6]; CRed = 0,0001 моль/л – концентрация K4[Fe(CN)6]; q = 11 – разбавление пробы в электрохимической ячейке; V = 0,1 л – объем воды для экстракции; m = 1 г – масса измельченных плодов шиповника; ΔE = (E2 - E1) – изменение потенциала индикаторного электрода от начального до конечного значения, В; F = 96 485,332 Кл/моль – постоянная Фарадея; R = 8,314 Дж/моль·К – универсальная газовая постоянная; T – абсолютная температура, К.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

АОА водных настоев плодов шиповника в зависимости от степени измельчения и температуры заваривания показана на рисунке 1. В случае размера частиц 1,51–2,0 мм увеличение температуры заваривания с 50 до 100 ºС сопровождалось увеличением АОА настоев с 205,7 ± 6,4 до 662,8 ± 45,7 мкмоль-экв/г, что в процентном отношении характеризовалось приращением величины АОА на 222 ± 12 %. В случае размера частиц 0,11–0,6 мм увеличение температуры заваривания с 50 до 100 ºС сопровождалось увеличением АОА настоев с 1010,5 ± 7,1 до 1357,9 ± 57,0 мкмоль-экв/г, что в процентном отношении характеризовалось приращением величины АОА на 34 ± 5 %. Таким образом, увеличению АОА настоя способствуют оба фактора: уменьшение размера частиц плодов шиповника и увеличение температуры воды. Полученные результаты согласуются с данными работ [7,11], в которых сообщалось об увеличении концентрации аскорбиновой кислоты в водных экстрактах плодов шиповника при увеличении температуры [7] и измельчении сырья [11].

Рисунок 1. АОА водных настоев плодов шиповника (n = 3).

Figure 1. AOA of aqueous infusions of rose hips (n = 3).

В таблице 1 приведены математические уравнения, описывающие зависимость АОА водных настоев плодов шиповника от температуры заваривания. Наибольшее значение коэффициента аппроксимации R2 > 0,97 было получено для зависимостей второго порядка y = ax2 + bx + c, где y – АОА в мкмоль-экв/г, x – температура в ºC.

Таблица 1. Математические уравнения, описывающие зависимость АОА водных настоев плодов шиповника от температуры заваривания.

Table 1. Mathematical equations describing the dependence of the AOA of aqueous infusions of rose hips on the brewing temperature.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современные исследования должны быть ориентированы на создание максимальной ценности продукта для потребителя. В этой работе исследовано влияние параметров гидротермальной экстракции на функциональные свойства напитка из плодов шиповника низковитаминных. Показано, что увеличению АОА настоев способствуют уменьшение размера частиц плодов шиповника и увеличение температуры воды.