Обоснование применения мелиссы лекарственной в качестве ингредиента творожной пасты из курунги

Введение . Творог и творожные изделия являются популярными, востребованными и полезными продуктами питания населения, частично восполняющими потребность человека в полноценных белках, витаминах А, Е, В, макро-и микроэлементах, прежде всего кальции, фосфоре и магнии [1–2]. Для расширения ассортимента, а также для создания специализированных и обогащенных продуктов, идеально вписывающихся в концепцию здорового питания, исследователями предлагается введение в творог не только десертных фруктово-ягодных наполнителей, но и растительных добавок, формирующих новые вкусовые и реологические характеристики продукта [3–7]. Если творожные изделия с десертными наполнителями – это уже привычные для покупателя продукты, то творог с растительными добавками, например с пряноароматическими наполнителями, на рынке продовольственных товаров практически не встречается. Развитие этого направления является актуальным, так как известно, что биологические активные вещества пряностей, обладая ярко выраженными вкусо-ароматическими свойствами, являются лечебно-физиологическими активаторами, действующими на гормональном уровне регуляции нервной и пищеварительной систем организма, что в целом ведет к повышению иммунного статуса организма [8].

Новым акцентом в данном сегменте продовольственного рынка является обращение ученых к этническим кисломолочным продуктам, таким как айран, кумыс, мацони, тан и др., хорошо зарекомендовавшим себя в качестве полезных и оригинальных вкусовых напитков, которые, в том числе, можно использовать как исходное сырье для дальнейшего створаживания [9–11].

Так, заслуженным вниманием производителей молочной отрасли Монголии, Тывы и Буря- тии пользуется национальный напиток курунга (хурэнгэ), для получения которого используется коровье молоко и симбиотическая закваска на основе лактобактерий Lactobacillus gallinarum. В процессе сбраживания в симбиозе работают бифидо-, лакто-, уксусно- и пропионовокислые бактерии, а также лактострептококки, дрожжи, аминокислоты, минеральные соли и витамины [12–13]. Курунга признана медиками как лечебно-профилактический напиток, характеризующийся высокой пищевой и биологической ценностью, содержащий полезные микроорганизмы, положительно влияющие на микрофлору кишечника. Выявлено, что напиток обладает выраженным антимикробным действием по отношению к патогенным и условно патогенным микроорганизмам и может быть рекомендован для профилактики и лечения желудочнокишечных заболеваний [14–15].

В качестве растительной пряноароматической добавки для разработки творожной пасты из курунги нами выбрана мелисса лекарственная (Melissa officinalis) – эфиро-масляничное растение семейства Яснотковые, которое давно и успешно используется в народной и научной медицине в качестве средства, обладающего антидепрессивными, антимикробными, противовирусными, спазмолитическими и иммуномодулирующими свойствами [16]. Биологически активные вещества в химическом составе мелиссы представлены летучими компонентами эфирного масла, витаминами (С, В 1 ,В 2 , β-каротин, К, РР), минералами (К, Ca, Mg, Fe), фенолкарбоновыми кислотами, разнообразными классами полифенольных соединений [17–19].

Цель исследования: обоснование применения мелиссы в качестве растительного ингредиента закусочной творожной пасты, получаемой из курунги. Особенностью биотехнологии является введение водного экстракта пряноароматического растения в молоко одновременно с симбиотической закваской для получения курунги.

Задачи исследования: изучение химического состава мелиссы, интродуцированной в сибирском регионе; получение водных, спиртовых и водно-спиртовых экстрактов мелиссы и спектрофотометрическое исследование основных классов биологически активных соединений (БАВ) в экстрактах; изучение антирадикальной активности водного экстракта мелиссы; определение вводимой в молоко оптимальной массовой доли экстракта; разработка принципиальной схемы производства творожной пасты из курун-ги с добавками мелиссы.

Материалы и методы исследования. Мелиссу, собранную в пригороде г. Красноярска (удаленность 120 км), измельчали и сушили в проветриваемом помещении. Сухое сырье растения использовали для изучения химического состава и получения экстрактов в соответствии с ГОСТ 34213-2017. Определение зольности, содержания витаминов С и РР, белков, жиров, углеводов, органических кислот, дубильных веществ проводили по классическим методикам [20]. Для получения экстрактов полотняный патрон с 10 г сухого сырья помещали в аппарат Сокслета, в колбу-приемник наливали растворитель; гидромодуль сырье : экстрагент составлял 1 : 10. В качестве экстрагентов использовали дистилированную воду, 80 % раствор этанола и водно-спиртовой раствор (вода : этанол – 3 : 1). Экстракцию осуществляли в течение 1,5 ч.

Наличие различных классов химических соединений в экстрактах определяли по электронным спектрам поглощения с использованием сканирующего спектрофотометра UV-1700 (Shimadzu, Япония).

Антирадикальную активность водных экстрактов мелиссы изучали методом УФ- и видимой спектроскопии с использованием устойчивого модельного органического радикала 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (ДФПГ) [21, 22]. Уменьшение величины светопоглощения радикала ДФПГ при 517 нм свидетельствовало о его взаимодействии с соединениями восстановительной природы. Кинетические кривые взаимодействия радикала ДФПГ с БАВ экстракта записывались на сканирующем спектрофотометре UV-1700. Реакцию взаимодействия радикала и экстракта проводили в кварцевых кюветах с толщиной слоя образца 10 мм при температуре 293 ± 1, приливая 2,2 мл 2,0 ∙ 10-4 М раствора ДФПГ в этаноле к 0,8 мл исследуемого экстракта. Антирадикальную (АРА) активность экстракта мелиссы оценивали по снижению величины поглощения радикала при 517 нм в течение 120 мин и рассчитывали по формуле

АРА (%)= ^517^^- ^517 ∙ 100 ,

^517 I где D517I – контроль, значение оптической плотности для раствора ДФПГ без добавления экстракта; D517II – в присутствии экстракта.

Для сравнения в качестве стандарта использовали водный раствор аскорбиновой кислоты, как вещество, обладающее высокой антиради-кальной активностью.

Для приготовления творожной пасты использовали следующее: молоко с массовой долей жира 2,5 % (торговая марка «Никольское здоро- вье»), экстракт мелиссы, творожная закваска «ЭМ-Курунга» (приобретенная в специализированном магазинег. Улан-Удэ), сливки 20 % жирности (торговая марка «Простоквашино»), соль. Для введения в молоко использовали экстракт мелиссы, полученный с использованием системы вода – этанол, но после отгонки спирта.

Результаты исследования и их обсуждение. В таблице 1 отражены результаты определения содержания основных классов БАВ мелиссы лекарственной.

Таблица 1

Основные классы БАВ	Содержание
Зола (минеральные вещества)	5,20± 0,26 масс.%
Углеводы	23,00± 1,15 масс.%
Из них: редуцирующие сахара	1,67 ± 0,08 масс.%
«сырая» клетчатка	18,5 ±0,93 масс.%
Белки	0,70±0,03 масс.%
Органические кислоты	1,20± 0,06 масс.%
Дубильные вещества (в пересчете на танины)	1,82± 0,09 масс.%
Биофлавоноиды	4,33± 0,22мг%
Витамин С	120,0± 6,0 мг%
Витамин РР (ниацин)	0,42 ± 0,13мг%

Основные классы БАВ культуры Melissa officinalis

Степень извлечения БАВ из сухого сырья экстрагентами оценивали по электронным спектрам в УФ- и видимой области. При сканировании желто-коричневого водного экстракта наблюдается сильное рассеивание в результате образования ассоциированных глобул гидрофильных соединений. Водой извлекаются бел-ково-углеводные комплексы, органические кислоты, водорастворимые витамины, большое количество биофлавоноидов.

Относительно выраженные пики в области ближнего ультрафиолета удалось получить только при 20-кратном разбавлении свежего экстракта (рис. 1, А). Мах при 325 нм соответствует наличию в экстракте кумаринов, флавононов, флавонов, флавонолов. Поглощение в области 288 нм указывает на присутствие водорастворимых оксибензойных и оксикоричных органических кислот (кофейной, хлорогеновой, феруловой, кумариновой и др.). Плечо при 250 нм подтверждает наличие флавонов, флавонолов, здесь же поглощают ксантоны [23].

При сканировании этанольного яркозеленого экстракта в электронных спектрах проявляются полосы поглощения соединений липидного характера: хлорофилла а – при 663, 615 и 414 нм и хлорофилла b – при 462 нм (рис. 1, Б). Также можно предположить наличие каротиноидов с мах при 538 нм. Появление невыраженного, широкополосного поглощения в диапазоне 320–370 нм обусловлено наличием в соединениях структурных единиц, имеющих сопряженные с бензольным кольцом карбонильные группы или двойные углерод-углеродные связи (ненасыщенные фенолкарбоновые кислоты, ароматические альдегиды и сложные эфиры) [23].

Рис. 1. Электронные спектры экстрактов мелиссы лекарственной: А – водного экстракта; В – этанольного экстракта

Поскольку спиртовые экстракты в разрабатываемой пищевой биотехнологии не применимы, для максимального извлечения ценных БАВ мелиссы использовали водно-этанольный экстрагент (3 : 1). Такой биполярный экстрагент позволяет извлекать соединения как гидро-, так и липофильного характера, а по завершении процесса экстракции этанол из экстракта может быть отогнан. На рисунке 2 представлены электронные спектры желто-зеленого по цвету водноспиртового экстракта растения, которые отражают полноту извлечения БАВ мелиссы лекарственной биполярным экстрагентом.

Особо значимым в методике применения биполярного растворителя является извлечение хлорофилла [24]. Исследования ученых выявили не только антимикробные и ранозаживляющие, но и антимутагенные, антирадикальные и даже антиканцерогенные свойства хлорофилла и его замещенных [25, 26]. Таким образом, в экстракте мелиссы присутствуют хлорофилл и его замещенные, компоненты эфирного масла, фенолкарбоновые кислоты, кумарины, витамины, биофлавониды (флавоны, флаваны, флавонолы, флаваноны), танины, белково-углеводные ассоциаты, растворимые минеральные соли. Ряд исследований регистрирует присутствие в водных экстрактах мелиссы розмариновой кислоты, а из биофлавоноидов – лютеонина и апигиенина, как противовоспалительных и противоопухолевых компонентов [19].

В целом наличие в экстрактах мелиссы различных классов БАВ обеспечивает широкий спектр фармакологического действия данного пряно-ароматического растения.

На рисунке 3 представлены данные исследования антирадикальной активности водного экстракта мелиссы путем изучения взаимодействия соединений, обладающих восстановительными свойствами с радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (ДФПГ).

Показано, что водные экстракты мелиссы обладают выраженной антирадикальной активностью: в присутствии экстракта произошло снижение содержания радикала ДФПГ в течение 30 мин на 26 %, в течение 120 мин – на 35 %. Для сравнения: 5·10-4 М раствор аскорбиновой кислоты, используемый в качестве стандарта как очень сильный антирадикальный агент, снижает поглощение раствора ДФПГ на 50 % в течение 30 мин. Известно, что антиоксидантной и антирадикальной активностью обладают растительные полифенолы восстановительной природы [22].

Рис. 2. Электронный спектр водно-этанольного (3 : 1) экстракта мелиссы лекарственной

Рис. 3. Электронные спектры поглощения радикала ДФПГ, взаимодействующего с соединениями водного экстракта мелиссы лекарственной

Водно-этанольный экстракт мелиссы после отгонки спирта использовали для получения творожной пасты. После отгонки этанола экстракт становился желто-зеленым мутноватым гидроколлоидом – полидисперсной системой с приятным лимонным запахом и характерным для настоя мелиссы ароматом и вкусом.

Содержание вводимого экстракта мелиссы в подготовленное для cбраживания молоко варьировали от 10 до 20 масс.%. Эмпирическим органолептическим путем подобрали оптимальную концентрацию – 14 масс.%. Критерием оптимальности служили органолептические показатели готового изделия. Содержание экстракта с меньшей, чем 14 %, массовой долей обеспечивало низкую степень обогащения. Введение более 14 масс.% экстракта отражалось на органолептических показателях: цвет готового изделия приобретал желтый оттенок, появлялся не- большой привкус горечи, вероятно, обусловленный дубильными веществами и оксикоричными кислотами мелиссы.

После введения экстракта мелиссы молочная смесь приобретала слегка зеленоватожелтоватый оттенок, появлялся привкус и пряный свежий аромат, слегка напоминающий за-пахлимона. Экстракт вводили одновременно с симбиотической закваской для получения курун-ги. Такой прием обеспечивал снижение процесса синерезиса – образования менее плотного сгустка после отделения от сыворотки, что являлось важным для получения пастообразного продукта [27]. Пасту творожную с добавками мелиссы получали в соответствии с ГОСТ 31680-2012 – масса творожная «Особая». На рисунке 4 представлена принципиальная схема производства продукта «Творожная паста из курунги с добавками мелиссы».

Рис. 4. Принципиальная схема производства творожной пасты с добавками мелиссы лекарственной

Проведена органолептическая оценка изделия. Творожная паста из курунги с добавками мелиссы характеризуется мягкой консистенци- ей, имеет кремовый цвет, с небольшими зелеными вкраплениями, гармоничный вкус и аромат, свойственный данному виду продукта и вводимой добавке – мелиссе. Отмечено, что введение в ферментируемое культурами Lactobacillus gallinarum курунги молоко экстракта мелиссы ведет к взаимообогащению состава, повышению биологической ценности и появлению новых вкусо-ароматических нюансов в готовом продукте. Физико-химические характеристики творожной пасты соответствуют ГОСТ 31680-2012.

Таким образом, технологический процесс получения творожной пасты из курунги, обогащенной эссенциальными микронутриентами растительного сырья Melissa officinalis , дает на выходе не только продукт с ценными пищевыми и гармоничными вкусо-ароматическими свойствами, но и является актуальным с позиций расширения ассортимента кисломолочных продуктов здорового питания.

Выводы

• 1.    В результате исследования определены основные классы БАВ мелиссы лекарственной, произрастающей в Красноярском крае ( белки, углеводы, органические кислоты, дубильные вещества, биофлавоноиды, витамины С и РР). Показано, что содержание биофлавоноидов составляет 4,33 мг%.

• 2.    Сравнительное спектрофотометрическое изучение экстрактов мелиссы с использованием в качестве экстрагентов воды, 80 % этанола и водно-этанольного раствора (3 : 1) показало, что использование биполярного экстрагента позволяет извлечь из растения соединения как гидро-, так липофильного характера. В водно-этанольном растворе содержатся хлорофилл и его замещенные, компоненты эфирного масла, фенолкарбоновые кислоты, кумарины, витамины, биофлавониды, танины, белково-углеводные ассоциаты, растворимые минеральные соли. Наличие в экстракте мелиссы различных классов БАВ обеспечивает широкий спектр фармакологического действия растения.

• 3.    Спектральное исследование взаимодействия водного экстракта мелиссы с радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (ДФПГ) позволило зарегистрировать выраженную антирадикаль-ную активность экстракта. В присутствии экстракта произошло снижение содержания ради-

• кала ДФПГ в течение 30 мин на 26 %, в течение 120 мин – на 35 %.

• 4.    Водно-этанольный экстракт мелиссы после отгонки этанола использовали для получения творожного продукта с использованием симбиотической закваски «ЭМ-Курунга». Разработана принципиальная схема получения творожной пасты из курунги с добавками мелиссы. Показано, что введение в молоко, сбраживаемое культурами Lactobacillus gallinarum , экстракта мелиссы ведет к взаимообогащению состава, повышению биологической ценности и появлению новых вкусо-ароматических нюансов в готовом продукте.