Исследование содержания флавоноидов в обогащенных хлебобулочных изделиях, полученных с использованием ингредиентов растительного происхождения

Флавоноиды представляют собой полифенольные соединения, продуцируемые растениями и доставляемые в организм человека посредством пищи. Несмотря на то что эпидемиологический анализ не выявил простую взаимосвязь между потреблением флавоноидов и здоровьем, лабораторными исследованиями и клиническими испытаниями ясно демонстрируется эффективность флавоноидов в профилактике сердечно-сосудистых, канцерогенных, нейродегенеративных, иммунных, а также других заболеваний. В настоящее время хорошо известна способность флавоноидов улучшать регуляцию клеточного метаболизма и участвовать в защите организма человека от окислительного стресса.

Некоторые биофизические аспекты влияния флавоноидов на здоровье человека остаются до сих пор неясными. В отличие от общепризнанных витаминов дефицит флавоноидов в пище не приводит к развитию синдрома выраженного дефицита. Поэтому первоначально присвоенный флавоноидам статус витаминов (витамин Р) позже был сведен к «витаминоподобным веществам» [5].

Привлекательность флавоноидов состоит в их положительном влиянии на здоровье человека и терапевтическом потенциале их синтетических производных, включая мощные противовоспалительные, антиканцерогенные, противовирусные, противопаразитарные и бактерицидные химические вещества.

Следует отметить, что флавоноиды и их химические производные часто менее токсичны и обнаруживают более низкие побочные эффекты, чем производные, полученные из других природных соединений. Тем не менее, подобно любому химическому веществу, флавоноиды могут наносить вред при высоких дозах, хотя побочные эффекты их приема не были широко изучены [4]. Излишнее потребление флавоноидов, которые часто предлагаются аптеками, должно быть предметом беспокойства [5, 6].

Из-за медицинского использования флавоноидов в последнее время наблюдается значительное увеличение исследований их влияния на здоровье человека. В течение последних двух десятилетий количество исследований в этой области увеличилось примерно в 10 раз и теперь достигает более 5000 публикаций в год.

В рамках решения вопросов биодоступности флавоноидов в составе пищевой матрицы хлеб и хлебобулочные изделия являются, на наш взгляд, наиболее приемлемыми. Изделия данной группы товаров имеют сложную пищевую матрицу, одновременно содержат все макронутриенты в разных соотношениях (углеводы 40–50%, белки 6–9%, липиды 1–3%), которые претерпевают многообразные физико-химические и биохимические превращения в процессе технологии производства.

При регулярном потреблении хлебобулочных изделий они могут стать реальным инструментом восполнения недостающих в рационе питания человека микронутриентов или быть источником БАВ направленного действия [7–10].

Именно это определило направление исследований – поиск путей обогащения хлебобулочных изделий флавоноидами растительного происхождения.

Материалы и методы

Базовой (используемой для контрольного образца) рецептурой исследуемых образцов хлебобулочных изделий была выбрана рецептура хлеба пшеничного из муки 1-го сорта, полученного безопарным способом. Пробную лабораторную выпечку проводили согласно ГОСТ 27669–88. Готовые образцы хлеба оценивались через 3 ч после выпечки. Пробная лабораторная выпечка хлеба массой 500 г проводилась при температуре 200 °С.

В рамках исследований изучалось два направления: использование технологии обогащения пищевыми ингредиентами, богатыми флавоноидами, и увеличение содержания флавоноидов за счет собственных ресурсов зерна.

В качестве пищевого ингредиента растительного происхождения, богатого флавоноидами, был выбран дигидрокверцитин (ДГК). В РФ дигидрокверцетин разрешен к применению, рекомендуемые нормы его потребления установлены Федеральным центром гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. Суточная доза потребления флавоноидов согласно МР 2.3.1.2432–08 составляет 250 мг, для детей 150–250 мг. Согласно МР 2.3.1.1915–04 рекомендуемая суточная доза флавоноидов составляет 85–120 мг, а ДГК 25–100 мг в день. Вместе с тем проблематика использования ДГК в пищевой отрасли и биомедицине обусловлена его низкой растворимостью и биодоступностью. По этой причине в качестве метода повышения растворимости и биодоступности ДГК была использована его микронизация на основе ультразвукового воздействия.

Для ультразвукового воздействия (УЗВ) был использован акустический источник упругих колебаний ультразвуком – прибор «Волна» модель УЗТА–0,4/22-ОМ при частоте

(22 ± 1,65) кГц [2, 3]. Предварительно готовился 0,1%-ный раствор ДГК, который подвергался ультразвуковому воздействию при мощности 576 Вт, времени воздействия 18–20 мин в соответствующих режимах в охлаждающей рубашки, контроле температуры – не более 40 °С.

Для проращивания использовали зерно пшеницы сорта Любава, выращенное в степной зоне Челябинской области. Интенсификацию процесса проращивания также проводили с использованием прибора «Волна», зерно обрабатывали на акустическом источнике упругих колебаний при частоте (22 ± 1,65) кГц и мощности 340 Вт, продолжительность воздействия 5 мин. Проращивание осуществлялось при контроле длительности процессов замачивания (6–8 ч) и проращивания (12–14 ч) до величины ростка 1,0–1,5 мм), затем зерно высушивалось до влажности 12–14%, измельчалось на мельнице Brabender Break Mill SМ3 и в виде цельносмолотой муки вводилось в качестве зерновой добавки в исследуемые образцы хлеба (средневзвешенный размер частиц – 177 ± 25 мкм).

Образец 1 – хлеб из пшеничной муки, полученный с дополнительным внесением 0,05% к массе муки ДГК;

образец 2 – хлеб из пшеничной муки, полученный с дополнительным внесением микронизи-рованного УЗВ дигидрокверцитина из расчета 0,045% к массе муки;

образец 3 – хлеб из пшеничной муки, полученный с добавлением путем частичной замены цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы в соотношении 90:10 соответственно;

образец 4 – хлеб из пшеничной муки, полученный с добавлением путем частичной замены цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы в соотношении 80:20 соответственно;

образец 5 – хлеб из пшеничной муки, полученный с добавлением путем частичной замены цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы в соотношении 70:30 соответственно.

Общее содержание флавоноидов определяли согласно методике описанной Eberhardt [8]. Для этого 0,075 мл 5%-ного NаNО 2 смешивали с 0,5 мл образца (этанольный экстракт, разбавленный 1 мл воды). Через 6 мин добавляли 0,15 мл 10%-ного раствора АlСl 3 и смесь оставляли стоять в течение еще 5 мин. Затем добавляли 0,5 мл 1 М NаОН и доводили объем до 2,5 мл дистиллированной водой. Абсорбцию измеряли при 510 нм сразу после смешивания. Результаты выражали в мг EQ/г продукта (в пересчете на кверцитин) [7].

Результаты и обсуждение

Исторически сложилось и до сих пор остается незыблемым, что хлеб и хлебобулочные изделия являются одними из основных продуктов питания большинства людей. Хлеб уникален по природе, он выгодно отличается своей «неприедаемостью», хорошей перевариваемостью и усвояемостью от других продуктов питания. Являясь источником энергии и ряда питательных веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма, хлеб одновременно имеет огромное психофизиологическое значение. Приоритетное значение хлебобулочных изделий в питании населения обусловлено также ценовой доступностью.

Доля хлебобулочных изделий в рационах питания населения зависит от привычек, социальных факторов и экономических возможностей, но в среднем составляет 20–25% от общей массы потребляемой пищи [4]. Рекомендуемые нормы потребления хлеба взрослым человеком составляют 250 г в сутки, что позволяет в среднем получить более 500 ккал и удовлетворить около 25% энергоемкости суточного рациона.

Контроль общего содержания флавоноидов в изделиях данной группы товаров необходим, на наш взгляд, поскольку методическими рекомендациями МР 2.3.1.2432–08 установлены рекомендуемые уровни потребления веществ данной группы (для взрослых – 250 мг/сут, для детей 7–18 лет – от 150 до 250 мг/сут). Результаты определения флавоноидов в исследуемых образца представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Результаты количественного определения флавоноидов в усредненных пробах корки и подкорковом слое хлебобулочных изделий (мг EQ/г)

Figure 1. Results of the quantitative determination of flavonoids in the average samples of the peel and the subcortical layer of bakery products (mg EQ/g)

Контроль  Образец 1  Образец 2 Образец 3 Образец 4 Образец 5