Определение антиоксидантной активности белого чая

В настоящее время много исследований посвящено изучению воздействия свободных радикалов на биологические молекулы, их взаимосвязи с причинами болезней человека, а также преждевременного старения. Известно, Для цитирования

что в результате воздействия радикалов могут повреждаться стенки сосудов, мембраны клеток, появляются сердечнососудистые, онкологические заболевания, диабет и многие другие болезни. Защищают клетки (точнее их мембраны) от вредного воздействия свободных радикалов –

антиоксиданты [1]. Повышенное содержание антиоксидантов характерно для красного вина, оливкового масла, чая [2]. Известно, что общая антиоксидантная активность продуктов питания хорошо коррелирует с общим содержанием в них фенолов. Содержание фенолов в напитках по данным исследований [3] увеличивается в ряду: черный чай > кофе > красное вино > морковный сок > сок абрикоса > кофе по-турецки > виноградная меласса > шалфей > белые вина > сок винограда > свежая паприка > чернослив свежий > сок вишни.

Чай включает в себя различные вещества, в комплексе благотворно влияющие на организм человека [4]. Всего он содержит около 2000 химических соединений [5, 6]. Из растворимых веществ чая важными можно считать: дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты и витамины. Считается, что антиоксидантами в чае выступают полифенолы (флавоноиды). Дубильные вещества представляют собой смесь более трех десятков полифенольных соединений (танинов, катехинов и их производных). Возникающие в ходе фабричного производства продукты окисления дубильных веществ чая – хиноны, влияют на другие вещества, что в итоге приводит к изменению состава ферментированного чая и его антиоксидантной активности. Интерес исследователей к чаю сильно возрос, когда выяснилось, что в нем много сильных природных антиоксидантов.

На сегодня в России подробно изучена антиоксидантная активность черного и зеленого чая [7–12], но выбор сортов чая, встречающихся в продаже, намного шире. Помимо черного существует несколько типов ферментации чая: зеленый, желтый, белый. Кроме того, встречаются и широко рекламируются достаточно экзотические напитки для России: ройбуш и мате. Исследование антиоксидантной активности этих напитков практически не проводилось и становится достаточно интересной задачей для изучения.

Образцы чая

Целью работы было изучение антиоксидантной активности белого чая, а также ее сравнение с параметрами зеленого чая и напитка ройбуша.

Экспериментальная часть

Для определения антиоксидантной активности выбрали образцы, представленные в таблице 1.

Для подготовки пробы к анализу образцы чая растирали до порошкообразного состояния, после чего брали навеску 1,0000 г., заливали 50 мл бидистиллированной воды, нагретой до 100 °C. Выдерживали 5 минут, затем фильтровали.

Об антиоксидантной активности исследуемого чая судили по его способности ингибировать аутоокисление адреналина и тем самым предотвращать образование активных форм кислорода [13]. Для этого к 4 мл 0,2 М натрийкарбонатного буфера, рН = 10,65, добавляли 0,2 мл 0,1 % (5,46 мМ) аптечного раствора адреналина гидрохлорида, тщательно и быстро перемешивали, помещали в спектрофотометр КФК-3 КМ и определяли оптическую плотность каждые 30 сек в течение 10 мин при длине волны 347 нм в кювете толщиной 10 мм ( A 1 ). Далее к 4 мл буфера добавляли 0,06 мл исследуемого экстракта и 0,2 мл 0,1 % адреналина гидрохлорида, перемешивали и измеряли оптическую плотность, как описано выше ( A 2 ). Для учета влияния собственной окраски экстрактов, которые поглощают определенную длину волны в видимой части спектра, в качестве раствора сравнения использовали буферированный раствор экстракта, без адреналина. Антиоксидантную активность (АА) исследуемых экстрактов чая выражали в процентах ингибирования аутоокисления адреналина и вычисляли по формуле:

A. -

AA = -1---² - 100%         (1)

A 1

Величина АА более 10 % свидетельствует о наличии антиоксидантной активности [13–15].

Таблица 1.

Table 1.

Samples of tea

№	Наименование | Name	Тип ферментации Type of fermantation	Изготовитель, страна Manufacturer, country
1	Эликсир бессмертия | Elixir of immortality	белый | white	О’КЕЙ, Китай | О’kеу, China
2	Гринфилд | Greenfield	белый | white	ООО «НЕП»,Россия OJC”NEP”,Russia
3	Ройбуш | Rooibos	–	Русская чайная компания Russian tea company
4	Принцесса ЯВА Премиум индонезийский чай зеленый байховый Princess Java Premium Indonesian tea green	зеленый | green	ООО «ОРИМИ», Россия OJC “ORIMY”, Russia

Аутоокисление адреналина, попадающего в щелочную среду, инициируется супероксидными радикалами, возникающими в результате внутримолекулярных перестроек адреналина в ходе его превращения через адреналинхинон в адренохром (рисунок 1). Данный способ ак- тивно используется при исследованиях растительного сырья, в медицине для определения АА крови и слезной жидкости [13–17]. Спектрофотометрический метод с использованием адреналина и 2,2–дифенил-1-пикрилгидразила использован, например, в работе [18] при изучении антиоксидантной активности продуктов из цикория.

Рисунок 1. Образование адренохрома в процессе автоокисления адреналина [17]

• Figure 1.    The formation of adrenochrome in the adrenaline oxidation process [17]

Все исследования проводили при рН 10,65. На рисунке 2 представлены данные по влиянию различных величин рН 0.2 М карбонатного буфера на скорость реакции аутоокисления адреналина. Измерение проведено при длине волны 347 нм в начальный момент времени (2 мин). Из данных можно сделать вывод, что скорость реакции возрастает с увеличением кислотности среды, поэтому оптимальными для определения является значение рН не менее 10,6.

В таблице 2 представлены значения антиоксидантной активности (расчеты проводились по формуле (1). Условия получения водных экстрактов напитков: 5 минут заваривания, температура 100 °C. Для оценки влияния антиоксидантов чая на процесс аутоокисления а дреналина сравнили значения через 3, 5 и 10 мин после начала реакции. Согласно исследованиям в этот период происходит наибольшее образование продукта реакции аутоокисления адреналина [13].

Рисунок 2. Влияние рН карбонатного буфера на скорость реакции аутоокисления адреналина

• Figure 2.    influence рН of the carbonate buffer on the rate adrenaline autooxidation reaction

На рисунке 3 представлено как изменялась оптическая плотность чая при реакции ингибирования аутоокисления адреналина. При этом учитывали влияние собственной окраски экстрактов. В начальный период времени (до 5 мин) экстракты чая «Ява», напитка ройбуша, чая «Эликсир бессмертия» одинаково влияют на значения оптической плотности. Через 10 мин оптическая плотность принимает отличные значения для различных экстрактов, поэтому данное время выбрали для расчета значений антиоксидантной активности.

Рисунок 3. Зависимость оптической плотности от времени при реакции аутоокисления адреналина в отсутствие и в присутствии экстрактов напитков. 1 – адреналин, 2 – «Гринфилд», 3 – «Ява», 4 – ройбуш, 5 – «Эликсир бессмертия»

Figure 3. Dependence optical density on time at the adrenaline auto-oxidation reaction in the absence and in the presence of drinks extracts. 1 – adrenaline, 2 – "Greenfield", 3 – "Java", 4 – Rooibos, 5 – "Elixir of immortality"

Сравнивали влияние антиоксидантов чая на скорость процесса аутоокисления адреналина в различных экстрактах чая и изменение АА в течении 10 минут. У экстракта зеленого чая «Ява» АА изменяется наиболее резко с течением времени, а после 9,5 минут можно говорить об отсутствии антиоксидантной активности. Из рассмотренных образцов чая наименьшее изменение АА в течении 10 минут

Антиоксидантная активность экстрактов чая(5 минут заваривания, температура 100 °C)

наблюдается у экстракта белого чая «Грифилд», всего на 28%. Следовательно, антиоксидантная активность наиболее устойчиво проявляется именно у белого чая «Гринфилд», а кроме того имеет максимальное значение из изученных образцов. Экстракт напитка ройбуш и экстракт чая «Эликсир бессмертия» проявляют схожие изменения АА при процессе аутоокисления адреналина.

Таблица 2.

Table 2.

Antioxidant activity of tea extracts (5 minutes of brewing, temperature 100 °C)

Время, мин Time, min	Антиоксидантная активность, % | Аntiохidаnt activity, %
	Гринфилд | Grееnfield	Ява | Java	Ройбуш | Rooibos	Эликсир бессмертия | Elixir of immortality
3	63,11	74,70	74,39	75,30
5	59,23	69,06	70,02	61,87
10	37,42	7,98	24,10	20,45

Известно, что органолептические характеристики чая и подобных напитков зависят от температуры воды, используемой при заваривании. Рекомендуемая температура обычно находится в интервалах от 70 до 100 °C. Она зависит от типа ферментации чая и обычно указывается производителем на упаковке. Одной из задач работы являлось исследование влияния температуры воды на АА полученных экстрактов. В таблице 3 проведено сравнение значений антиоксидантной активности при разной температуре заваривания.

Наибольшее значение АА активности выявлено у чая «Гринфилд» при температуре заваривания 70 °C, которое снижается при повышении температуры до 100 °C. Меньше всего температура воды влияет на АА водного

Таблица 3.

Антиоксидантная активность в экстрактах чая при разных температурах заваривания

экстракта напитка ройбуш, но при этом наблюдается небольшой максимум при температуре 80 °C. Минимальное значение АА у водного экстракта зеленого чая «Принцесса ЯВА», при этом оно возрастает с повышением температуры до 100 °C.

Результаты определения АА спектрофотометрически сопоставляли с результатами полученными на приборе «Цвет Яуза-01-АА» (Россия), который активно используется для исследования напитков [1, 19]. В качестве стандарта использовали кверцитин. Для сравнения изучили влияние температуры на антиоксидантную активность (АА, %) и содержание антиоксидантов (СА, мг/дм³) в экстракте напитка ройбуша (таблица 4) .

Table 3.

Antioxidant activity in tea extracts under different brewing temperatures

t, °C	Антиоксидантная активность, % | Аntiохidаnt activity, %
	Гринфилд | Greenfield	Ява | Java	Ройбуш | Rooibos	Эликсир бессмертия | Elixir of immortality
70	53,58	4,91	23,52	16,77
80	46,01	6,34	25,97	17,38
100	37,42	7,98	24,10	20,45

Таблица 4.

Антиоксидантная активность экстрактов ройбуша

Table4.

Antioxidant activity of Rooibos extracts

t, °C	Способ определения антиоксидантной активности | The method of determining antioxidant activity
	CФ*	АМ**
	АА, %	СА, мг/дм3| СА, mg/dm3
70	23,52	2,05
80	25,97	2,79
100	24,1	2,33

Примечание: * – спектрофотометрическое на основе реакции аутоокисления адреналина, ** – амперометрическое на приборе «Цвет Яуза-01-АА»

Note: * – spectrophotometric method based on the adrenaline autooxidation reaction, ** – amperometric method on the device "Tsvet Yauza-01-AA"

Из результатов параллельных измерений антиоксидантной активности экстракта ройбуша с помощью двух различных методов анализа видно, что характер зависимости от температуры одинаковый. Небольшой максимум АА проявляется при температуре 80 °C.

При разном времени заваривания меняются вкусовые и питательные свойства чая, поэтому одной из задач работы являлось изучение изменений антиоксидантной активности от времени заваривания. Исследовали зависимость содержания антиоксидантов (СА, мг/дм³)в экстрактах от времени заваривания (рисунок 4) . В качестве образца выбрали белый чай «Эликсир бессмертия», температуру выдерживали равной 100 °C [20]. Исследование проводили на приборе «Цвет Яуза-01-АА». Из полученной зависимости следует, что наибольшая антиоксидантная активность для белого чая проявляется через 2 минуты после заваривания. Можно предположить, что в первые две минуты после заваривания происходит максимальное извлечение антиоксидантов, а последующий минимум связан с нестойкостью этих соединений.

Выводы

Наибольшей антиоксидантной активностью из рассмотренных обладает экстракт белого чая «Гринфилд». Антиоксидантная активность экстракта ройбуша сопоставима по значению с белым чаем «Эликсир бессмертия» и мало изменяется с температурой заваривания. Наименьшее значение антиоксидантной активности