Ягоды и косточковые плоды Самарского региона урожая 2016 года из коллекции НИИ "Жигулевские сады" как перспективное сырье в пищевой промышленности

Ягоды и косточковые плоды – важнейшие составляющие рациона питания человека. Пищевая промышленность предлагает их потребителю не только в свежем виде, но и в сушеном, замороженном, а также как полуфабрикаты (концентраты, пюре, джемы) и добавки к продуктам питания (напитки, готовые блюда общественного питания, кондитерские изделия).

Антиоксиданты – вещества, приобретающие все большую популярность. Их действие на организм человека интересует не только медиков, работников пищевой промышленности, фармацевтов, но и обычных рядовых потребителей. Неблагоприятные факторы окружающей среды приводят к образованию в организме избыточного количества свободных радикалов и окислительному повреждению органических макромолекул. Повышенный уровень антиоксидантов в организме сдерживает их негативное воздействие, тем самым замедляя процесс старения.

Основные природные антиоксиданты, содержащиеся в плодах и продукции из них – это флавоноиды, фенольные соединения (кверцетин, катехины, флоридзин, хлорогеновая кислота), антоцианы, витамины С и Е, каротиноиды, карбоновые и аминокислоты и др. [2, 3].

Химический состав и антиоксидантная активность плодов и ягод играют важную роль не только для организма человека, но и для технологического процесса при их переработке. По этой причине, анализ исходного сырья является важным этапом в разработке и изготовлении продуктов питания с направленным антиоксидантным действием.

Материалы и методы

Цель наших исследований – оценка химического состава плодов и антиоксидантной активности перспективных сортов ягодных и косточковых культур.

Работа выполнена в 2016 году на базе ФГБОУ ВО Самарского государственного технического университета. Объекты исследования: сорта смородины черной (Перун, Орловия, Лентяй), малины (Бальзам, Любетовская, Вольница), земляники (Блестящая, Кама, Фестивальная)

и абрикоса (Хабаровский, Погремок, Круглый), собранные в сезон 2016 года в коллекции ГБУ СО НИИ «Жигулевские сады».

Содержание биологически активных веществ в плодах определяли в период потребительской зрелости. В ходе исследований использовали фотоэлектроколориметр КФК-03-01.

В качестве методов анализа химического состава выбрано определение растворимых сухих веществ (РСВ), титруемой кислотности, редуцирующих сахаров.

Содержание сухих растворимых веществ определялось по ГОСТ ISO 2173-2013 «Продукты переработки фруктов и овощей. Рефрактометрический метод определения растворимых сухих веществ»; общее содержание кислот по ГОСТ ISO 750-2013 «Продукты переработки фруктов и овощей. Определение титруемой кислотности» потенциометрическим методом, основанным на титровании исследуемого раствора до значения рН 8,1 раствором 0,1 М гидроокиси натрия; содержание сахаров – фотоколоримет-рическим методом по ГОСТ 8756.13-87 «Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сахаров».

Для определения антиоксидантной активности – общее содержание фенолов, флавоноидов, антоцианов, способность улавливать свободные радикалы по методу DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразил), железовосстанавливающей силы по методу FRAP (Fеrriс Rеduсing Аntiохidаnt Роwеr), антиоксидантной активности в системе линолевая кислота.

Экстракцию антиоксидантов из анализируемого сырья производили водно-этанольным раствором (1:1). Повторность опытов трехкратная, обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики.

Основная методика для определения фенольных веществ в анализируемом сырье – спектрофотометрический метод с реактивом Folin-Ciocalteu [4]. Суммарное содержание фенолов выражено как эквивалент мг галловой кислоты/100 г.исходного сырья. Экстракт смешивали с реактивом Folin-Ciocalteu и насыщенным раствором карбоната натрия в соотношении 1:1:2. В конечной смеси измеряли коэффициент поглощения при длине волны 715 нм на приборе КФК-03-01. [5].

Общее содержание флавоноидов было определено спектрофотометрическим методом, основанным на формировании флавоноид-алюминиевого комплекса при длине волны 510 нм. Суммарное содержание флавоноидов выражено как эквивалент мг катехина/100 г.исходного вещества по калибровочной кривой [6].

Изучение DPPH (2,2-дифенил-1-пикрил-гидразил) теста проводилось со спиртовым раствором радикала DPPH при длине волны 517 нм. В результате статических испытаний измерения были проведены через 30 мин и построены кривые зависимости ингибирования радикалов DPPH от концентрации исходного антиоксиданта.

Метод по восстановлению антиоксидантами железа (FRAP) [7] осуществляет прямое определение низкомолекулярных антиоксидантов. Измерения основаны на способности антиоксидантов подавлять окислительный эффект реакционных частиц, генерируемых в реакционной смеси.

Способ определения антиоксидантной активности в системе линолевой кислоты заключается в фотоколориметрии железотиацианатных

Таблица 1.

Содержание сухих растворимых веществ, органических кислот, сахаров в плодах различных сортов

Table 1.

The content of dry soluble substances, organic acids, sugars in fruits of different varieties

Сорт Variety	Показатель Index
	Растворимые сухие вещества (Soluble solids), %	Органические кислоты (Organic acids)*, %	Сахара (Sugar), %
Смородина черная Blackcurrant Перун	15,5	0,12	9,58
Орловия	16.2	0,19	9,70
Лентяй	14,9	0,12	8,07
Малина Raspberry Бальзам	12,5	0,64	9,66
Любетовская	12.0	2,12	9,74
Вольница	9,9	2,0	9,67
Земляника Strawberry Блестящая	5.5	0,50	9,9
Кама	3,9	0,58	9,8
Фестивальная	5,8	0,81	9,8
Абрикос Apricot Хабаровский	12,0	0,3	11,4
Погремок	14.0	0,5	11,0
Круглый	16,3	0,35	11.5

Примечание: * в пересчете на лимонную кислоту (in terms of citric acid)

Наибольшее значение РСВ (растворимых сухих веществ) занимают образцы абрикоса (лидирует сорт Круглый 16,3%), смородины черной (лидирует сорт Орловия 16,2%), малины (лидирует сорт Бальзам 12,5%). Наименьшее значение РСВ отмечено у земляники сорта Кама – 3,9%. Анализируемые образцы растительного сырья с наибольшими показателями РСВ обладают более ярко выраженным ароматическими, вкусовыми качествами, а также более интенсивной окраской. Объяснить это можно наибольшей концентрацией глюкозы, фруктозы, сахарозы, спиртов, органических кислот, пектина, жиров, азотсодержащих соединений, ароматических и красящих веществ, обусловливающих вкус, аромат, цвет и питательную ценность плодов.

Представленные плоды отличаются содержанием органических кислот незначительно.

комплексов [8]. По этому способу образец смешивают с 1 мл этанола (в соотношении 1:1 с дистиллированной водой), 1 мл раствора линолевой кислоты и 1 мл фосфатного буфер. Смесь инкубируют при 40 °С в течении 120 ч, после чего определяют концентрацию гидропероксидов по железотиацианатному методу: к смеси добавляют 15% раствор этанола, 30% NН 4 CNS. Через 3 мин добавляют FеСl 2 , и измеряют оптическую плотность при 500 нм.

Результаты и обсуждение

Результаты определения химического состава изученных плодов приведены в таблице 1. По данным таблицы видно, что показатели химического состава варьируют не только в зависимости от вида анализируемых плодов, но и от сорта.

Однако, сорта малины Любетовская и Вольница доминируют над остальными: 2,12% и 2,0% соответственно.

Максимальным содержанием сахаров характеризуются сорта абрикоса (11,0–11,5%). Так же необходимо отметить незначительную разницу в полученных данных внутри видов анализируемых плодов. Однако, самый минимальный результат показала смородина черная сорта Лентяй (8,07%), что подтверждает и более кислый вкус ягоды.

Р-активные соединения (группа веществ фенольного происхождения: катехины, антоцианы, лейкоантоцианы, флавоновые гликозиды и др.) способствуют выведению из организма человека токсичных веществ, обладают антимикробными свойствами, а так же влияют на проницаемость и эластичность капиллярных сосудов [9].

Результаты определения содержания фенолов, флавоноидов приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Содержание фенольных веществ и флавоноидов в плодах различных сортов

Table 2.

The content of phenolic substances and flavonoids in fruits of various varieties

СортVariety	Показатель Index
	Общее содержание фенолов,мг галловой кислоты/100 г. исходного сырья Total content of phenols, mg of gallic acid/100 g of feedstock	Общее содержание флавоноидов,мг катехина/100 г. исходного сырья Total content of flavonoids, mg catechin/100 g of raw material
Смородиначерная Black currant Перун	688	161
Орловия	582	149
Лентяй	525	98
Малина Raspberry Бальзам	371	112
Любетовская	461	67
Вольница	445	98
Земляника Strawberry Блестящая	483	172
Кама	355	201
Фестивальная	493	232
Абрикос Apricot Хабаровский	195	113
Погремок	178	69
Круглый	189	61

В исследуемых плодах наибольшее содержание фенолов зафиксировано у смородины черной (лидирует сорт Перун – 688 мг галловой кислоты/100 г.исходного сырья). У сортов малины и земляники концентрация фенолов несколько ниже, чем у смородины черной: 371–461 и 355–493 мг галловой кислоты/100 г. исходного сырья соответственно. У сортов абрикоса концентрация фенолов: 178–195 мг галловой кислоты/100 г.исходного сырья.

Наибольшим содержанием флавоноидов в 100 граммах исходного сырья отличаются сорта: земляника Фестивальная – 232, смородина черная Перун – 161, абрикос Хабаровский – 113, малина Бальзам – 112 мг катехина. Низкие результаты показали абрикос (сорт Круглый, Погремок: 61 и 69 мг катехина/100 г.исходного сырья), малина (сорт Любетовская – 67 мг кате-хина/100 г.исходного сырья).

Результаты определения антиоксидантных свойств по методамDPPH, FRAP представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Антирадикальная и антиоксидантная активность в плодах различных сортов

Table 3.

Antiradical and antioxidant activity in fruits of various varieties

Сорт Variety	Показатель Index
	DPPH,Е С50 , мг/см3	FRAP, значение,моль Fе2+/1 кг исходного сырья
Смородина черная Black currant Перун	24	16,56
Орловия	19	15,12
Лентяй	31	16,20
Малина Raspberry Бальзам	24	18,18
Любетовская	13	17,10
Вольница	17	17,46
Земляника Strawberry Блестящая	29	15,84
Кама	62	12,96
Фестивальная	9	16.38
Абрикос Apricot Хабаровский	101	5,49
Погремок	86	5,94
Круглый	99	0,54

Земляника сорта Фестивальная имеет высокую антирадикальную активность (определенных методом DPPH) по сравнению с другими исследуемыми образцами – 9 мг/см3. Так же достаточно хорошие результаты показали малина Любетовская, Вольница, смородина черная Орловия (13, 17, 19 мг/см3соответственно). Самые низкие результаты показали сорта абрикоса (101–86 мг/см3соответственно).

Самая высокая активность по методу FRAP отмечена у сортов малины (17,1–18,18 моль Fе2+/1 кг исходного сырья). Противоположно низкие результаты показал абрикос (0,54– 5,94 моль Fе2+/1 кг исходного сырья). В целом полученные данные разняться как внутри видов, так и сортов анализируемого сырья.

Результаты определения антиоксидантных свойств в системе линолевой кислоты и антоцианов представлены в таблице 4.

При изучении антиоксидантных свойств плодов в системе линолевой кислоты было обнаружено, что образцы смородины черной сорта Орловия и абрикоса сорта Погремок не обладают способностью ингибировать окисление полиненасыщенных жирных кислот. Наилучший результат показала малина сортов Бальзам (51,5%) и Любетовская (53,1%).

Таблица 4.

Антиоксидантная активность в системе линолевая кислота и содержание

Table 4.

Antioxidant activity in the linoleic acid system and content

Сорт Variety	Показатель Index
	% ингибирования окисления линолиевой кислоты % inhibition of the oxidation of linoleic acid	Содержание антоцианов, мг цианидин-3-гликозида/100 г.сырья The content of anthocyanins, mg cyanidine 3 glycoside / 100 g of raw material
Смородиначерная Black currant Перун	13,7	222,67
Орловия	Не обнаружено Not detected	230,98
Лентяй	7,8	230,81
Малина Raspberry Бальзам	51,5	110,14
Любетовская	53,1	95,27
Вольница	30,6	53.2
Земляника Strawberry Блестящая		57,83
Кама	20,9	220,96
Фестивальная	40,818,3	89,42
Абрикос Apricot Хабаровский	5,3	Не обнаружено Not detected
Погремок	Не обнаружено Not detected	Не обнаружено Not detected
Круглый	6,3	Не обнаружено Not detected

Антоцианы – вещества, дающие краснофиолетовую окраску плодам растений. Наиболее интенсивным цветом отличается смородина черная, что подтверждено результатами исследований: сорта Перун, Лентяй, Орловия (соответственно 222,67; 230,81: 230,98 мг циани-дин-3-гликозида/100 г. сырья). Земляника сорта «Кама» так же показала достаточно высокий результат, сравнимый со смородиной черной – 220,96 мг цианидин-3-гликозида/100 г.сырья. Анализируемым сортам абрикоса присуща окраска от бледно-желтого до насыщенно желтого, без красного «загара». Антоцианы в представленных образцах абрикоса не обнаружены.

Заключение

Таким образом, на основании проведенных исследований определен химический состав и антиоксидантная активность в плодах перспективных сортов ягодных и косточковых культур из коллекции ГБУ СО НИИ «Жигулевские сады». Выделены сорта – рекордсмены: по концентрации РСВ – абрикос Круглый (16,3%), смородина черная Орловия (16,2%); с максимальным накоплением органических кислот – малина Любетовская (2,12%) и Вольница (2,0%); с наибольшим содержанием сахаров – сорта абрикоса (11,0 – 11,5%); с высоким содержанием фенолов – сорт смородины черной

Перун (688 мг галловой кислоты/100 г. исходного сырья), флавоноидов – сорта земляники Фестивальная, Кама (232 и 201 мг катехина/ 100 г.исходного сырья соответственно). Высокую антиоксидантную активность показали сорта малины Любетовская (53,1%) и Бальзам (51,5%) и высокое содержание антоцианов сорта смородины черной Орловия, Лентяй, Перун и земляники