Биотестирование овощных снеков

При разработке новых продуктов питания важную роль играет биотестирование наряду с использованием химических, физико-химические, микробиологических методов исследования. Химические методы исследования позволяют определить пищевую ценность разрабатываемого продукта питания, физико-химические характеризуют структурно-механические свойства и особенности состояния пищевых продуктов.

Аналитические методы устанавливают наличие в продуктах различных веществ, как положительно влияющих на организм человека (белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов), так и оказывающих отрицательное влияние (тяжелые металлы, антибиотики, пестициды и другие ксенобиотики), без выявления их биологической активности и влияния в совокупности на живые организмы. Биологическое тестирование позволяет выявить комплексное действие

пищевых и непищевых веществ и получить интегральное выражение в виде реакции живого организма [4, 12]. Так использование для этих целей высших животных не всегда благоприятно с этической и экономической точки зрения, поэтому возможно использование альтернативных видов тест-объектов (беспозвоночные, растения, микроорганизмы). Биологическую ценность молочных продуктов можно определять путем сравнения продолжительности продуктивного периода и жизни имаго комнатной мухи (Musca domestica) [8]. Также для контроля безопасности сырья и пищевых продуктов используют аксеническую культуру ресничных инфузорий Tetrahymena pyriformis [5, 6]. Одним из распространенных методов является биотестирование на луке репчатом (Allium cepa L.). Данная тест-система позволяет быстро и достоверно оценить цито- и генотоксическое влияние химического вещества и новых пищевых добавок на живые организмы [2, 3, 11, 13, 14–20]. Но наиболее известным экспресс-методом определения токсичности пищевых добавок и контроля качества продуктов питания на безопасность является биотестирование на дафниях [7, 9, 10]

Целью нашего исследования было определение качества разработанных нами овощных снеков методом биотестирования с использованием Daphnia magna Straus.

Объекты и методы

Объектом исследования были овощные снеки из свеклы, моркови и картофеля, приготовленные по разработанным нами технологиям без использования масла [1], для сравнения были взяты картофельные чипсы приготовленные по традиционной технологии путем обжаривания в масле.

Готовые изделия представляли собой тонкие пластинки, обработанные лимонной кислотой и лактулозой, для сохранения цвета и приобретения хрусткости.

Образцы были приготовлены следующим образом: свеклу мыли, очищали от кожуры, нарезали на тонкие слайсы, обрабатывали растворами лимонной кислоты, бланшировали, наносили лактулозу и высушивали, получали хрустящие свекольные снеки, ярко-бордового цвета. Морковь мыли, очищали от кожуры, резали на тонкие слайсы, бланшировали и обрабатывали раствором лактулозы и высушивали. Получали тонкие хрустящие снеки оранжевого цвета. Картофель мыли, очищали от кожуры, резали на тонкие слайсы, бланшировали, обрабатывали лактулозой, высушивали. Получили тонкие хрустящие снеки светло-желтого цвета.

Для сравнения брали картофельные чипсы Lay’s приготовленные по традиционной технологии путем обжаривания в масле.

Биотестирование проводили по ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12–06 и ФР.1.39.2007.03222. В эксперименте использовалась синхронизированная культура Daphnia magna Straus – молодь в возрасте 6–24 часов, которая была выращена в лаборатории филиала ФГБУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Южному Федеральному округу» – «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Астраханской области»

Методика основана на определении смертности дафний (Daphnia magna Straus) при воздействии токсических веществ, присутствующих в исследуемой водной вытяжке, по сравнению с контрольной культурой в пробах, не содержащих токсических веществ (контроль) за определенный период времени. Критерием острой токсичности служит гибель 50% и более дафний за 96 часов в исследуемом растворе при условии, что в контрольном эксперименте гибель не превышает 10%.

Результаты и обсуждение

Проведение эксперимента по получению результатов по биотестированию овощных снеков проводилось в следующей последовательности.

• 10 г. исследуемых продуктов измельчали и заливали 100 мл культивационной воды. Культивационная вода состоит из 70% отстоянной водопроводной воды и 30% дистиллированной воды. Емкости для приготовления растворов подготавливаются в соответствии с установленными правилами. Приготовление растворов, разбавлений и проведение биотестирования выполняются при комнатной температуре. Температура культивационной и исследуемой вытяжки должна быть также доведена до комнатной температуры.

Так как нам не были известны токсикологические свойства исследуемых овощных снеков, то мы использовали несколько разведений 1:10; 1:100; 1:1000. Разведения делали, выполняя условие, что чем выше предполагаемая токсичность, тем большей должна быть кратность разбавлений исходной пробы.

Пробы исследуемых овощных снеков, высушенных до постоянной влажности в сушильном шкафу при температуре 1000 ℃, перед биотестированием измельчали до размеров частиц 0,5–0,7 мм. Затем пробы просеивали через сито с размером ячейки 1 мм. Водную вытяжку готовили из соотношения твердая фаза: жидкость 1:10, в качестве жидкости для разведения использовали культивационную воду.

Далее полученную смесь встряхивали на аппарате «Шейкер перемешивающее устройство. ПЭ-0034» в течение 1,5–2-x часов, после чего пробу отстаивали в течение 30 минут. Затем водные вытяжки фильтровали через обеззоленный синий фильтр (производитель АО «ЭКРОС»). Полученная таким образом вытяжка является первой пробой, вторую и третью пробу получали разбавлением первой в 10 и 100 раз.

Затем с помощью сифона переносили 10 экземпляров живых дафний в возрасте 6–24 часов в приготовленные растворы. При проведении эксперимента учет выживших Daphnia magna

Straus проводили через 96 часов. Выжившими считали особи, свободно передвигающиеся в толще воды или всплывающие со дна сосуда не позднее 15 секунд после его легкого покачивания.

Эксперимент проводили с водной вытяжкой каждого образца в трех вариациях с различной кратностью разбавления 1:10, 1:100, 1:1000. По результатам тестирования для каждой анализируемой пробы заданного разбавления, в том числе контрольной, рассчитывали среднеарифметическое значение, выживших тест-организмов.

Результаты проведенного исследования представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты биотестирования (культура Daphnia magna Straus – молодь в возрасте 6–24 часов)

Table 1.

Bioassay results (culture of Daphnia magna Straus – juveniles aged 6–24 hours)

Тест-объект Object	Продолжительность эксперимента, час Experiment durarion, hour	Кратность разбавления, раз Multiplicity of dilution, times	Количество выживших дафний, шт. Количество выживших дафний, шт.		Доля гибели тест-объекта, % Percentage of death of the test object, %
			контроль control	проба (n = 3) sample (n = 3)
Снеки из свеклы | Beetroot snacks
Daphnia magna Straus	96 часов С 11.00 20.02.2023 до 11.00 24.02.2023	10	10/10/10	6/7/7	33,3
		100		9/9/10	6,7
		1000		10/10/10	0,0
Снеки из моркови | Carrot snacks
Daphnia magna Straus	96 часов С 11.00 20.02.2023 до 11.00 24.02.2023	10	10/10/10	8/7/7	26,6
		100		9/10/10	3,3
		1000		10/10/10	0,0
Снеки из картофеля |			Potato snacks
Daphnia magna Straus	96 часов С 11.00 20.02.2023 до 11.00 24.02.2023	10	10/10/10	8/9/8	17,7
		100		10/10/9	3,3
		1000		10/10/10	0,0
Картофельные чипсы | Potato chips
Daphnia magna Straus	96 часов С 11.00 20.02.2023 до 11.00 24.02.2023	10	10/10/10	5/5/6	46,6
		100		9/8/8	17,7
		1000		10/10/10	0,0

Исходя из данных таблицы, видно, что острая токсичность не проявляется ни в одном из исследуемых растворов, но приближается к этим значениям (46,6%) только в растворах с десятикратным разбавлением пробы картофельных чипсов, что обусловлено традиционной технологией приготовления путем обжаривания в масле и накоплением продуктов окисления в процессе хранения. Овощные снеки, приготовленные по новой технологии с использованием лактулозы, показали низкую токсичность даже при разведении 1:10. Но наименьшая токсичность при разведении 1:10 была у проб со снеками из картофеля, она составляла 17,7% погибших особей Daphnia magna Straus. У овощных снеков из свеклы и моркови, в технологии приготовления которых, использовалась лактулоза и лимонная кислота процент гибели тест-организмов составлял в пробах с разбавлением 1: 10 – 33,3% и 26,6% соответственно. При разбавлении 1:100 гибель тест организмов значительно уменьшилась во всех пробах. При разбавлении проб 1:1000 все тест-организмы Daphnia magna Straus выжили. Таким образом, для проведения биотестирования овощных снеков с помощью Daphnia magna Straus для получения сравнимых результатов достаточно разбавлять образцы культивационной водой в соотношении 1:10.

Заключение

В результате проведенных исследований по биотестированию овощных снеков с помощью тест-культуры Daphnia magna Straus было выявлено, что снеки из свеклы, моркови и картофеля, полученные по новой технологии проявляют меньшую токсичность, по сравнению с чипсами, полученными по традиционной технологии путем обжаривания в масле.