Жүгері слайстарының функционалды қасиеттерін арттыруда долана концентратының әсері

МРНТИ 65.33.29                                                 

Кіріспе

Азық-түлік өнімдері ағзаның жұмыс істеу функцияларын және денсаулықты қолдайтын дәрумендер мен минералды заттардың көзі екені белгілі. Функционалды қасиеті жоғары тағам өнімдерін өндіру идеясы ғылыми-зерттеу жұмыстарының өсуіне және «функционалды тағам өнімдері» өндірісінің дамуына алып келді [1]. Бұл тағам өнімдері өзінің тағамдық құндылығымен қатар, денсаулықты бір қалыпты ұстап тұруға, дислипидемия, қатерлі ісік, 2 типті диабет, инсульт және жүрек-қан тамыры ауруларының алдын алу үшін көмектеседі.

Әлемдік тағам өндірісі нарығындағы соңғы тенденциядан тұтынушылардың сұранысы өсімдік шикізатынан дайындалған тағам өнімдеріне артқанын байқауға болады. Оның себебі, өсімдік шикізаттарының қауіпсіз, балғын, табиғи және тағамдық құндылығының жоғары екендігімен түсіндіріледі [2, 3]. Дәрілік жабайы өсімдіктер мен шөптер өздерінің биоактивті қосылыстардың бай көзі ретінде әлемдік ғалымдардың қызығушылығын арттыруда. Сондай дәрілік өсімдіктердің бірі ретінде отандық және шетелдік ғалымдардың назарын аударып отырған өсімдіктердің бірі – долана.

Долананың Азия мен Еуропада кеңінен таралған Rosaceae тұқымдасына жататын әлемде 1000 аса түрі кездеседі [4]. Долана жемістерінің құрамында көп мөлшерде тағамдық талшықтар, пектин, аскорбин қышқылы, минералдар мен антиоксиданттар, сонымен қатар кальцийге, С дәрумені мен каротиноид бар. Долананың құрамында ақуыз - 7 мг/г, май - 2 мг/г, пектин - 3040 мг/г, органикалық қышқылдар - 30-50 мг/г, дубильді заттар - 3-8 мг/г, аминқышқылдары - 0,51,5 мг/г, С дәрумені - 0,89 мг/г, D дәрумені - 0,89 мг/г және 0,65 мг/г флавоноидтың мөлшері кездеседі [5].

Қазақстан Республикасы аумағында өсетін долананы тағам өндірісіндегі шикізаттың негізгі қоры ретінде пайдалану үшін оның химиялық құрамының бай болуы мен қауіпсіздігіне басты назар аудару қажет. Осыған орай алдыңғы зерттеу жұмыстарында [6] долананың Crataegus laevigata түрінің жемістерінің химиялық құрамы зерттелді. Зерттеу нәтижесіне сәйкес еліміздің аумағында өсетін долананың 100 г мөлшерінде С дәрумені -27,8 мг, Е дәрумені - 7,8 мг, бета-каротин - 9,27 мг, сонымен бірге, калий - 14,72 мг, темір - 0,05 мг, цинк - 0,08 мг мөлшерде анықталды.

Бұдан басқа, отандық ғалым Бекбулатова Е. шетелдік бірлескен авторлармен [7] долананың Crataegus almaatensis Pojark түрінің фенолды құрамы мен антиоксидантты әлеуетін зерттеген. Зерттеу барысында 50% және 96% этанол ерітіндісімен долананың гүлін, жапырағын және жемісін экстракциялау жүргізілген. Зерттеу нәтижесіне сәйкес, 50% этанол ерітіндісімен экстракцияланған долана жемістерінің құрамында құрғақ затқа шаққанда рутин - 0,41 мг/г, кверцетин - 0,54 мг/г, кверцитрин - 0,04 мг/г анықталды. Антиоксидантты белсенділігін анықтау барысында авторлар DPPH тестін қолданған, нәтижесінде белсенділік 230±19 мкг/мл тең болса, жалпы фенолдардың мөлшері - 88±3 мг/г GAE тең болды. Бұл нәтижелер Қазақстан аумағында өсетін долана жемістерін тағам өнімдерінің құрамына функционалды өнім ретінде қосуға болатынын тағы да ғылыми тұрғыда тұжырымдалды.

Қазіргі уақытта функционалды тағам өнімдері көптеген биологиялық активті заттарға бай өсімдік экстрактілерін қамтиды, оларды көбінесе экстракт сапасы мен шығымына кері әсер ететін дәстүрлі экстракциялау әдісі арқылы алатыны белгілі. Сол себептен, өсімдік экстрактілерін алуда микротолқынды эстракция, ультрадыбысты экстракция, жоғарғы қысымды экстракция, жоғарғы вольтты электрлі экстракция және т.с.с. заманауи әрі тұрақты әдістерді қолданған жақсырақ [8, 9].

Долана жемістерінің құрамынан биологиялық активті заттарды бөліп алуда көптеген ғалымдар зерттеу жұмыстарын атқарған. Солардың бірі Alsobh A. және әріптестері [10] еріткіштер (метанол, этанол, изопропанол) мен экстрак-циялаудың жылу көмегімен, микротолқынды және ультрадыбысты әдістерін зерттеген. Мономерлі антоцианның, фенолды қосылыстар мен флаво-ноидтардың жалпы құрамын анықтау үшін дифференциалды pH, Фолин-Чокальеу және алюминий хлориді әдістерін дәйекті түрде қолданған. Алынған нәтижелерге сәйкес, ультрадыбысты экстракциялау әдісі жылулық және микротолқынды экстракциялау әдісін біршама озып түскенін байқады.

Поляк ғалымдары Czubaszek A., Czaja A. зерттеу жұмыстарының мақсаты тұрақтандырылған өсімдік сығындыларының нанның сапасына, антиоксиданттық белсенділігіне және полифенолдық құрамына әсерін зерттеу болды. Зерттеу нысаны ретінде ғалымдар долана, соя және пияз қабығының микрокапсулалармен кептірілген спреймен пісірілген бидай наны болды. Аталған өсімдік экстрактілерін қосу бидай наны құрамындағы фенолды қосылыстардың пайда болуына және антиоксидантты белсенділігінің біршама артуына алып келді [11].

Долана жемістері мен шырыны қосылған сыраның құрамындағы полифенолдар мен антиоксидантты заттардың өзгеруін Gasiński A. және бірлескен авторлар зерттеген [12]. Сыра құрамындағы көмірсулардың, глицирин және майдың құрамы жоғары тиімді сұйық хроматография әдісі арқылы анықталды. Полифенолдың жалпы үлестік салмағы Фолин-Чокальтеу әдісі арқылы, ал антиоксиданттық қабілетін анықтау DPPH және ABTS әдістері арқылы жүргізілді. Нәтижесінде, долананың жемісі және шырыны қосылған сыра бақылау үлгісімен салыстырғанда жоғарғы антиоксиданттық қабілетке – 0,936-2,04 mmol TE/L (ABTS анализі бойынша), 0,352-2,175 mmol TE/L (DPPH анализі бойынша) және полифенолдың жоғарғы концентрацисына – 200,5-410,0 мг GAE/л ие болды.

Осыған байланысты бұл зерттеудің мақсаты – жүгері слайстарының функционалды қасиеттерін арттыруда Қайназар ауылы маңынан жиналған долана концентратының рөлін айқындау. Мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды: долана концентратының физико-химиялық құрамын және концентратпен байытылған жүгері слайстарының биопотенциалын анықтау, алынған нәтижелерді ғылыми тұрғыда талдау.

Зерттеу материалдары мен әдістері

Зерттеу нысандары: Алматы облысы, Қайназар ауылы маңынан жиналған доланадан алынған 70% этанолды концентрат, долана негізіндегі сироппен байытылған дәнді жүгері слайстары.

Жүгері слайстарын өндіру бірнеше кезеңнен тұрады. Бірінші, астық қоспасын дайындау, бұл кезеңде бөтен қоспалардан тазарту жүргізіледі, келесі сумен ылғалдандыру үдерісі, астық қоспасы 18,0-20,0% ылғалдылыққа жеткенше 18-20°C температурада сумен ылғалдандырылады. Содан соң, астық қоспасын экструзияға ұшыратылады, ол 250-290°C дейін қыздырылған штамп қалыптары арасында 20-25 МПа қысыммен жүзеге асырылады. Бұл үдеріс 6-9 секунд ішінде жүзеге асырылады.

Осы уақыт аралығында астық қоспасы бір уақытта жүретін экструзиялау, пісіру және брикеттеуге ұшырайды [13]. Дайын болған дәнді жүгері слайстарының үстіне дайындалған сироп жағылады. Сироп дайындау үшін (100%) 16,5% су, 29,5% сірне, 29,5% фруктозаны қайнатып аламыз, содан соң 0,3% лимон қышқылы, 8,9% долана концентратын, тең мөлшерде 15% сәбіз, бадам және қара өрік ұнтағын, 0,3% алатікен ұнтағын қосып біртекті масса алынады. Алынған сироп дәнді жүгері слайстарының бетіне біркелкі етіп жағылады. Ал долана концентратын алу үшін алдымен «Сапфир 4,0» ультрадыбысты ваннасында долана жемісін экстракциялау жүргізілді. Экстрагент ретінде дистилденген су мен спирт мөлшері 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% және 96% құрайтын сулы-спиртті ерітінді қолданылды. Экстрактивті заттар шығымы анықталып, 70% сулы-спиртті ерітіндіде 45 минут экстракциялау нәтижесінде экстрактивті заттар шығымының көп екендігі дәлелденді [14]. Нәтижесінде алынған экстракттіден ротациялық буландырғыш қолдану арқылы долана концентратын аламыз.

Зерттеу әдістері: Алматы технологиялық университеті, Тағам қауіпсіздігі ғылыми зерттеу институтының аккредиттелген зертханасында:

МЕМСТ 54058-2010 әдісімен – долана концентратындағы бета-каротиноидтардың массалық үлесі (мг/100г). Бұл әдісте каротиноидтардың 450 нм толқын ұзындығында жарықты сіңіру қасиеттерімен анықталатын спектрофотометрлік әдіске негізделген.

МЕМСТ Р 55488-2013 әдісімен – долана концентратындағы полифенолдардың массалық үлесі (%). Бұл әдісте полифенол қосылыстары Фолин-Чокальтеу реагентімен әрекеттесіп, көк кешен түзуінің нәтижесінде алынған ерітіндінің опитикалық тығыздығы спектрофотометрмен өлшеніп, полифенолдардың жалпы саны анықталады.

МЕМСТ Р 55312-2012 әдісімен – долана концентратындағы флавоноидтардың массалық үлесі (%) анықталды. Флавоноидтардағы фенолдық құрылымдардың қасиеттеріне негізделген алюминий хлориді әдісі жиі қолданылады. Бұл әдісте оптикалық тығыздық флавоноидтармен комплекстер түзетін реагенттердің көмегімен өлшенеді және олардың үлесі анықталады.

МЕМСТ 10846-91 әдісімен – дәнді жүгері слайстарының құрамындағы ақуыздың массалық

үлесі (%). Өнім құрамындағы азот мөлшерін анықтау арқылы ақуыздың жалпы мөлшері анықталатын Кьельдаль әдісі негізінде жүзеге аcырылаgы.

МЕМСТ 29033-91 agiciмeн - gaндi жYгерi слайстарының құрамындағы майдың массалық үлесі (%). Органикалық еріткіштерді қолдану арцылы майды белiп алу agici.

Перманганометриялыц agic - gaHgi жYгeрi слайстарының құрамындағы көмірсудың массалық үлесі (%). Зерттеу үлгісіндегі көмірсулар тотықтырғышпен әрекеттесіп, титрлеу арқылы анықталады. Нәтижесінде көмірсулардың жалпы мелшeрi аныцталаgы.

Ал, долана негізіндегі сироппен байытылған дәнді жүгері слайстарының биофлавоноидты құрамы (рутин, кварцетин, катехин және т.б.) «Нутритест» ЖШС сынақ зертханасында аныцталgы.

Нәтижелер және оларды талқылау

Экструзия әдісімен алынған тағам өнімдерінің нарықтық көлемі жылдан жылға артуда және 2029 жылға дейін бұл көрсеткіш 77,7 млрд АҚШ долларын құрайды деген болжам бар.

Нарықта қол жетімді экструдатталған тағам өнімдерін жоғарғы каллориялы болып саналатын жүгері және күріш ұндарынан жасайтыны белгілі, дегенмен бұл шикізаттарда қоректік заттардың мөлшері аз болып келеді. Осы кезекте экструдаттардың тағамдық құндылығын арттыру мақсатында өнім рецептурасына табиғи ингредиенттермен байыту жөн саналады. Сол себептен зерттеу жұмысы барысында долана жемісінен ультрадыбыстық экстракция әдісі арцылы алынFан концентраттын, физико-химиялыц цурамына талgау жаcаgыц.

Кептеген зерттеулер керceткeнgeй, gолана антиоксиданттық қасиеттерге, қабынуға, қатерлі iciккe, журек-цан тамырларынын, цабынуына царсы және ас қорытуды жақсартуға септігін тигізетін қасиеттерге ие. Ол оның химиялық құрамының негізгі компоненттері болып саналатын биоактивті компоненттер құрамына, полифенол (хлороген қышқылы, В2, этипкатехин) мен флавоноидтарға (кверцетин, рутин) байланысты.

Долана концентратыныц биоактивт! косылыстары

Сурет 1. ^айназар ауылы манынан жиналган gолана концентратынын физико-химиялыц керсеткштер1

в-каротин - каротиноиgты цосылысца жататын адам ағзасының барлық тіндерінде кездесетін қосылыс. Олар жасушалар мен тіндердегі пероксидтерден антиоксидантты қорғаныс үшін өте маңызды болып саналады. Адам аFзаcынgа бета-каротиншн, жeтicпeушiлiгi кезgiн, көрмеуі, көздің құрғақтығы секілді жағдайларға алып келуі мүмкін. Көз ауруларынан, метаболикалыц аурулар мен журек-цантамыры ауруларынан цорганыш кeзiндeгi бeта-каротиннiн, релi гылыми зерттеулермен gaлeлgeнгeн [15, 16].

Өзінің биологиялық активтілігінің арқасында полифенол секілді фитохимиялық қосылыс адам ағзасына антиоксиданттық, антимикробтық және қабынуға қарсы әсер етеді. Күніне 1 г полифенолды қабылдау созылмалы аурулардың аурулардың, әсіресе жүрек-қан тамыры аурулары, жүйке жүйесі аурулары, жасқа байланысты патологиялар, 2 типті қант диабеті және де қатерлі ісіктің пайда болуына қарсы әсерін тигізеді [17,18].

Флавоноидтар – биоактивтілігі әр түрлі барлық жерде кездесетін фитохимиялық заттардың тобы. Бірнеше зерттеулер нәтижелері бойынша флавоноидты қосылыстардың биоактивтілігі антиоксидантты қасиетке, қатерлі ісікке қарсы, диабетке қарсы, аллергияға қарсы, вирусқа қарсы әсерге ие екендігі дәлелденген [19].

1-суреттегі зерттеу нәтижелеріне сүйене отырып, долана концентратының құрамында 0,344 мг/100 г көлемде бета-каротиннің жеткілікті көлемі бар екендігін көрсетеді, бұл оны А дәруменінің табиғи көзі ретінде қолдануымызға мүмкіндік беретінін дәлелдейді. Сонымен қатар, концентрат құрамында полифенолдың 3,850% мен флавоноидтың 2,33% анықталды. Бұл көрсеткіштер арқылы долана концентраты ағзаның қорғаныш функцияларын арттыратын әсерге ие деп қорытынды жасауымызға болады.

Дайын экструдаттың органолептикалық көрсет-кіштері – тағам өнімдерінің тұтынушылары ең бірінші назар аударатын көрсеткіштер. Бұл көрсеткіштер тұтынушылар арасында өнімнің қабылдануын, нарықтағы бәсекеге қабілеттілігін және тұтынушының болашақта өнімді қаншалықты сатып алуын тікелей анықтайды. Зерттеу жұмысы аясында кездейсоқ таңдалған 10 тұтынушыға дәнді жүгері слайстарының бақылау үлгісі және долана негізіндегі сироппен байытылған зерттеу үлгілерінің органолептикалық көрсеткіштерін (пішіні, түсі, дәмі, иісі) 5 баллдық жүйемен бағалауға берілді.

Иісі

Дәмі

—•—Бақылау үлгісі   —•"Долана концентратымен байытылған үлгі

Сурет 2. Дәнді жүгері слайстарының органолептикалық көрсеткіштері

Тұтынушылардың органолептикалық бағалау нәтижесінде долана негізіндегі сироппен дайытылған дәнді жүгері слайстары бақылау үлгісімен салыстырғанда түсі, иісі және дәмі бойынша жоғары көрсеткіштерге ие болды (Сурет 2). Концентратпен байытылған жүгері слайстары қызғылт-сары реңкке ие болып, табиғи түсті қоспаларының болуымен ерекшелінді, сонымен

қатар, дәмі мен иісі жағымды, құрылымы біртекті әрі қытырлақ болды. Жалпы алғанда бақылау үлгісі 4,1 баллға ие болса, долана негізіндегі сироппен байытылған үлгі 4,7 баллға ие болды.

Экструзия үдеріс барысында ақуыздардың ішінара денатурациясы жүреді, бұл олардың сіңімділігін арттыруға көмектеседі. Сонымен қатар, жоғарғы температура мен қысымның

әсерінен дәрумендердің (В тобы, С) және полифенол қосылыстардың азаюы орын алады. Сол себептен, экструзия үдерісінен өткен тағам өнімін қосымша антиоксидантты қасиеттерге ие дәрімендерге бай шикізаттармен байыту маңызды болып табылады.

Зерттеу үлгілерінің энергетикалық және тағамдық құндылығын анықтау нәтижесі бойынша да долана негізіндегі сироппен байытылған үлгі бақылау үлгісіне қарағанда жоғарғы көрсеткіштерге ие болды.

Кесте 1. Дәнді жүгері слайстарының физико-химиялық көрсеткіштері

№	Корсеткiштер атауы	Олшем бiрлiгi	Дәнді жүгері слайсы	Долана негізіндегі сироппен байытылған дәнді жүгері слайсы
1	Ылғалдылығы	%	5,36	10,2
2	Қышқылдылығы	о т	2,1	2,3
3	Ақуыздың массалық үлесі	%	15,8±0,20	16,19±0,12
4	Майдың массалық үлесі	%	2,36±0,05	2,60±0,01
5	Көмірсудың массалық үлесі	%	55,42±0,66	65,27±0,39
6	Энергетикалық құндылығы	ккал	292,2	332,92

1-кестедегі зерттеу нәтижелеріне сәйкес бақылау үлгісіндегі ақуыз, май және көмірсудың мөлшері тиісінше 15,8%, 2,36% және 55,42% құрап, энергетикалық құндылығы 292,2 ккал деңгейінде болды, ал биологиялық белсенді компонеттермен байытылған үлгеді осы көрсеткіштер тиісінше 16,19%, 2,60% және 65,27% құрап, энергетикалық құндылығы 332,92 ккал болды. Сонымен қатар, долана негізіндегі сироппен байытылған үлгі бақылау үлгісімен салыстырғанда ылғалдылық мөлшері айтарлықтай жоғары болса, қышқылдылығы 0,2 градусқа жоғары болды. Байытылған үлгідегі бұл көрсеткіштердің жоғары болу себебі слайстардың құрамына қосылған долана концентратының жоғарғы тағамдық құндылығымен түсіндіріледі.

Биологиялық белсенді заттардың қатарына жататын полифенолдар, флавоноидтар және бета-каротиноидтар – организмге маңызды физиологиялық әсер ететін өсімдіктерде табиғи түрде түзілетін қосылыстар. Алайда, зерттеу жұмыстары барысында бұл қосылыстардың жалпы көлемі бақылау үлгісі болып саналатын дәнді жүгері слайстарының құрамында мүлдем анықталған жоқ. Мұндай нәтижелер дәнді жүгері шикізатының табиғи құрамының бұл заттарға бай емес екендігімен, сонымен қатар экструзия үдерісі барысында жоғары температура мен қысымның әсерінен термотұрақсыз қосылыстардың ыдырауымен түсіндіріледі. Осы себептерге байланысты бақылау үлгісі биофлаваноидтарының жекеленген құрамдарын анықтауға тапсырыс берілмеді, себебі жалпы антиоксиданттық көрсеткіштерінің болмауы бұл анализді мақсатсыз етеді. Сонымен қатар бұл мәліметтер бақылау үлгісінің антиоксиданттық потенциалының төмен екендігін, функционалдық және профилактикалық бағытта құндылығының төмен екендігін көрсетеді.

Кесте 2. Долана негізіндегі сироппен байытылған дәнді жүгері слайстарының биофлавоноид көрсеткіштері

№	Корсеткiштер атауы, олшем бiрлiгi	Накты нэтижелер
1	Рутин, мг	65,4±6,54
2	Кверцетин, мг	28,2±2,82
3	Катехин, мг	1,676±0,08
4	Галл қышқылы, мг	0,620±0,03
5	Гесперидин, мг	Табылмады
6	Дегидрокверцитин (таксифолин), мг	0,716±0,04
7	Хлороген қышқылы, мг	0,091±0,005
8	Антрахинон туындылары, мг	0,96±0,1

2-кестеде келтірілген мәліметтерге сәйкес долана негізіндегі сироппен байытылған дәнді жүгері слайстарындағы биофлавоноидтардың жоғарғы мөлшері туралы қорытынды жасауға болады. Ең жоғарғы нәтижені рутин көрсетті (65,4±6,54 мг), бұл жүгері слайсының күшті антиоксиданттық қасиетке ие екендігін растайды, себебі рутин капиллярдарды нығайтуға және тотығу стрессін төмендетуге көмектеседі. Құрамы бойынша екінші қосылыс қабынуға қарсы және иммуномодуляциялық қасиетке ие кверцетин (28,2±2,82 мг). Катехин, галл қышқылы, дегидрокверцетин секілді басқа да қосылыстар аз мөлшерде анықталды, дегенмен олар жалпы функционалдық қасиетке оң әсерін күшейтеді. Ал хлороген қышқылының аз мөлшерін (0,091±0,005 мг) оның термиялық тұрақсыздығымен түсіндіруге болады.

Қорытынды

Зерттеу жұмысының негізгі мақсаты дәнді жүгері слайстарының биологиялық құндылығына және функционалды қасиеттеріне долана концентратының әсерін зерттеу болды. Зерттеу жұмысында бета-каротиноидтың, полифенол және флавоноидтың сандық көрсеткішін анықтау жүргізілді, сонымен қатар, биофлавоноидтарды хроматографиялық анықтау жүргізілді. Зерттеу нәтижелері долана концентраты биологиялық активті заттардың жоғарғы құрамына ие екендігін: бerа-каpоrиннiн, массалык Yлесi 0,344 ±0,002 мг/100 г, полифенол - 3,85 ±0,04%, флавоноид -2,33 ± 0,03% Kepcerri. Дайын жYгерi слайстарынын, органолептикалық көрсеткіштері бойынша бақылау үлгісі жалпы 4,1 баллға ие болса, концентратпен байытылған үлгі 4,7 баллға ие болды. Сонымен қатар, концентратпен байытылған үлгі бақылау үлгісімен салыстырғанда жоғары тағамдық және энергетикалық құндылыққа (сәйкесінше 332,92 ккал және 292,2 ккал) ие болды. Концентратпен байытылған өнімде көп мөлшерде рутин – 65,4±6,54 мг, кверцетин – 28,2±2,82 мг, катехин, галл және хлороген қышқылы анықталды. Зерттеу нәтижелері долана негізіндегі сироппен байытылған жүгері слайстарын профилактикалық қасиеті бар функционалды тағамдар ретінде қолдануға мүмкіндік беретінін дәлелденді. Табиғи компоненттермен байытылған тағам технологиясыг енгізу отандық функционалды тағамдар өндірісінің дамуына септігін тигізеді.

Алғыс, мүдделер қақтығысы, қаржыландыру

Ұсынылған зерттеулер Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігі AP19577363-Қазақстанның жабайы өсетін өсімдіктері қолданылған функционалдық экструзиялық тағам өнімдерінің технологиясын жасау 2023-2025 жылдарға арналған ғылыми және (немесе) ғылыми-техникалық жобалар бойынша гранттық қаржыландыру шеңберінде жасалынды. Мүдделер қақтығысы. Барлық авторлар мақаланың мазмұнын оқып, таныстырылды және мүдделер қақтығысы жоқ деп растады.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ