Динамика изменения биологически активных веществ в плодах разных видов боярышника Crataegus L. в зависимости от условий хранения

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

В результате интенсификации природных процессов, загрязняющих природу, аномальных изменений климата, различного рода антропогенных вмешательств в природу, увеличения количества радиационных и магнитоизлучающих устройств, уменьшения экологически чистых продуктов питания, загрязнения окружающей среды различными мутагенными, канцерогенные, радиоактивные вещества, возникает стрессовая ситуация, нарушаются нормальные обменные процессы в организме, повреждаются клетки и ткани, ослабляется иммунная система. Это вызывает быстрое развитие многих заболеваний, особенно сердечно-сосудистых, нервных, болезней органов пищеварения, рака, сахарного диабета, гепатита и других заболеваний. Медицинскими исследованиями установлено, что биологически активные вещества, обладающие антиоксидантными и антимутагенными свойствами, являются наиболее эффективным средством профилактики и лечения этих заболеваний [16, 18].

Флора Азербайджана богата растениями, содержащими различные биологически активные алкалоиды, флавоноиды, антоцианы, каротиноиды [5, 6], эфирные масла [4], кумарины [10] и другие вещества. Боярышник Crataegus L. виды семейства Розовые (Rosaceae Juss.) занимают особое место среди растений, распространенных во флоре Азербайджана, благодаря их пищевой и медицинской ценности [8].

Лечебные и пищевые свойства плодов боярышника являются сырьем для приготовления некоторых медицинских препаратов и продуктов питания. Для использования плодов, собранных для этих целей в течение всего года, представляет задача научного и экспериментального значения изучение изменения в них биологически активных веществ в зависимости от условий хранения. Для решения этой задачи мы поставили перед собой цель изучить условия хранения плодов боярышника.

Материал и методы

Объектом исследования являются виды боярышника ( Crataegus L.) семейства Розовые (Rosaceae), распространенные в северной части Малого Кавказа (в пределах Азербайджанской Республики): боярышник пятигнездный — Crataegus pentagyna Waldst. et Kit. ex Willd. боярышник кавказский — C. caucasica K. Koch. Материалом исследования служили плоды, листья и цветки указанных видов. Материал для анализа собран в лесу у села Тогана Гейгельского административного района, 1200–1250 м над уровнем моря ( C. pentagyna ), в кустарниках ( C. caucasica ) в предгорьях гор Дашкесана, Шамкира, и Далгича. Гербарные материалы, собранные в районе исследований, были изучены (с помощью Т. А. Гасымовой) на основе гербарных образцов видов, хранящихся в гербарном фонде института ботаники министерства науки и образования Азербайджанской Республики. Название рода и собранных видов определено по «Флоре Азербайджана» [11], «Флоре Кавказа» [12], «Флоре СССР» [13], а название некоторых видов установлено С. К. Черепановой [15].

Для общего анализа плоды собирали в фазе полного созревания. Плоды отбирали по нормам (форма, цвет, размер). Средний вес каждого образца составлял 0,5 кг. Цветки и листья собирали в фазы бутонизации, бутонизации и полного раскрытия цветков [14]. Биохимические и химические исследования проводили на свежесобранном или фиксированном материале. Растительный материал для химического анализа брали всегда в одно и то же время суток (между 11–13 часами). Плоды хранили двумя способами: I) плоды замораживали и хранили при -8°С; II) плоды сушили при различных температурах и методом возгонки и хранили в течение 6 мес. Анализы хранящихся плодов проводили один раз в месяц. В исследованиях использовали гравиметрический, колориметрический, спектрометрический, хроматографический методы. Апробировано множество методов определения количественного и качественного состава каждого вещества и выбраны наиболее удобные. Количество антоцианов и лейкоантоцианов в плодах определяли по методу Суэйна Т. и Хиллса В. [17] Е. Н. Новрузов и др. Способ модификации по [7], флавоноидов В. М. Петреченко и др. [9], катехинов М. Н. Запрометов [3], витамин С по методу Тильманса В. И. Девятнин [1], каротиноиды. Ее проводили по методу Дородневой [2].

Результаты исследования и обсуждение

В результате изучения влияния замораживания на биологически активные вещества в плодах в рассматриваемый период установлено, что процесс замораживания неодинаково влияет на изменение веществ различной природы в плодах, но также зависит от вида данного фрукта. Таким образом, количество витамина С в целом уменьшилось на 20–25% в течение 6 месяцев. Большее количество витамина С составляет 111,2% у C. pentagyna и 93,2% у C. caucasica, что можно объяснить обилием антоцианов, являющихся синергистами витамина С, в плодах C. pentagyna и C. caucasica.

Таблица 1 ВЛИЯНИЕ ПРОМОРАЖИВАНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПЛОДАХ БОЯРЫШНИКА, МГ % НА СЫРУЮ МАССУ

В свежесобранных плодах всех видов увеличилось количество каротиноидов на 20– 25%. В отличие от витамина С количество катехинов уменьшилось на 45–55%. Количество антоцианов, флавоноидов и хлорогеновой кислоты в замороженных фруктах оставалось хорошим. Через 6 месяцев количество флавоноидов в замороженных плодах уменьшилось на 37 мг% и 35 мг% у видов C. pentagyna и C. caucasica соответственно.

Количество антоцианов в замороженных фруктах немного повышено по сравнению с другими полифенолами. Это увеличение, вероятно, связано с уменьшением количества близких к ним флавоноидов. Количество лейкоантоцианов резко уменьшилось. Весьма вероятно, что это уменьшение было вызвано их разложением в процессе замораживания. В случае хлорогеновой кислоты это снижение изменилось до незаметной степени.

Также изучали изменение количества биологически активных веществ при разных режимах сушки плодов. Полученные результаты приведены в Таблице 2. При фиксации витамином С плодов видов C. pentagyna и C. caucasica при 120°С и сушке при 20°С и 70°С биологически активные вещества менее подвержены восстановлению. Лучшие результаты дает фиксация при 120°C и сушка в вакууме. При такой сушке в плодах C. pentagyna сохраняется 95% витамина С. В процессе сублимационной сушки сохраняется больше витамина С. Здесь потери составляют 2–3%. Каротины теряются более чем на 50% при всех вариантах сушки. Он остается полноценным только при вакуумной и сублимационной сушке.

Как и в процессе замораживания, количество катехинов резко уменьшается при различных процессах сушки. Как и витамин С, катехины хорошо сохраняются при вакуумной и сублимационной сушке. Весьма вероятно, что активность фермента полифенолоксидазы не прекращалась полностью при фиксации при 120°С.

Содержание флавоноидов в плодах боярышника пятигнездного снижается на 26–298 мг% в процессе сушки. Наибольшее снижение было зафиксировано при температуре120°С, при сушке 120°С и при сушке на воздухе 20°С. Наибольшее снижение содержания антоцианов наблюдалось при фиксации и сушке при 120°С, минимальное — при сублимационной сушке. Такое же изменение наблюдалось и в процессе сушки плодов боярышника кавказского.

Таблица 2

ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ В ПЛОДАХ C. pentagyna Waldst. et Kit. ex Willd. и C. caucasica K. Koch НА ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (мг % на сырую массу)

Вывод

Итак, для сохранения высокого количества биологически активных веществ в плодах боярышника и для получения сырья с высокой биологической ценностью для дальнейшего использования необходимо замораживать плоды и использовать вакуум и сублимацию, вместо сушки обычным методом.

Для первого хранение фруктов методом замораживания не целесообразно, так как требует строительства складов с холодильной системой и наличия специальных условий, требующих определенных затрат. В связи с чем довольно удобно использовать вакуумную сушку, особенно сушку сублимацией.

При экстрагировании плодов, полученных данным способом, на получение экстракта расходуется меньше экстрагента по сравнению с сырьем, полученным при других способах сушки, а биологически активные вещества получаются полностью и является экономически эффективным методом.