Определение интегральной антиоксидантной способности растительного сырья и пищевых продуктов
* «стоп-реагент» вводился в реакционную смесь через 60 мин после начала реакции
Проведенная оптимизация условий определения АОА: состав и объем вводимого комплексного реагента, выбранный комплексообразователь и его концентрацию, а также время выдерживания до и после введения «стоп-реагента», позволил предложить алгоритм методики определения антиоксидантной активности растительных материалов и пищевых продуктов. Комплексный реагент состава 6 мМ Fe(III) и 10 мМ о-фенантролина смешивают с исследуемым образцом (разбавление и объем которого будут зависеть от его антиоксидантной активности), выдерживают фиксированное время, по истечение которого реакцию останавливают добавлением «стоп-реагента» и через установленное время измеряют оптическую плотность испытуемого раствора при характеристической длине волны. Антиоксидантную активность пищевых продуктов и растительного сырья выражают количеством вещества-стандарта (аскорбиновой кислоты), производящим антиоксидантный эффект, эквивалентный действию суммы восстановителей изучаемого образца (в мг аскорбиновой кислоты на г (см3) продукта).
Различные группы пищевых продуктов отличаются по химическому составу и, в том числе, по содержанию восстановителей, поэтому их антиоксидантные свойства могут сильно отличаться. Это приводит к необходимости оптимизации условий определения антиоксидантной активности реальных объектов. Кроме того, известно, что разбавление может привести к изменению вещественного состава образца, в частности, за счет протекания реакций гидролиза.
Оптимизацию определения антиоксидантной активности проводили на образцах пищевых продуктов по единой методологии, заключающейся в рассмотрении изменения аналитического сигнала пробы при различном разбавлении и времени выдерживания до введения в реакцию. Критериями оптимальности служили неизменность аналитического сигнала после разбавления пробы при ее выдерживании в течение 60 мин, стабильный в течение длительного времени (до 120 мин) аналитический сигнал после введения «стоп-реагента», а также пропорциональное изменение сигналов при разбавлении.
Так, например, для образцов вина, разбавленных менее чем в 100 раз, наблюдается уменьшение аналитического сигнала пробы в среднем на 12 % при выдерживании в течение часа. При введении в реакцию разбавленных в соотношении 1:100 и 1:200, а также неразбавленных (вводимый объем 0,02 см3) образцов аналитический сигнал стабилен после введения «стоп-реагента» и пропорционально возрастает с увеличением объема пробы.
Проведенные исследования для различных групп пищевых продуктов позволили оптимизировать разбавление и объем пробы, вводимый в реакцию (таблица 4), и рекомендовать внесение ее сразу после разбавления.
По разработанной методике были проанализированы сухие красные и белые вина, пиво, восстановленные и свежеотжатые фруктовые соки, чай и растительное сырье (таблица 5). Полученные результаты показывают, что величина их антиоксидантной активности варьируется в широком диапазоне.
Таблица 4 – Оптимизированные разбавление и объем пробы, вводимой в реакцию
Объект исследования |
Разбавление образца |
Объем пробы, вводимый в реакцию, см3 |
Вино |
1 : 100, 1 : 200 |
1,0 – 2,0 |
Пиво |
1 : 20 |
1,0 – 2,5 |
Сок |
1 : 5 |
0,2 – 1,0 |
Чай |
1 : 50, 1 : 100 |
1,0 – 2,0 |
Таблица 5 – Антиоксидантная активность ряда образцов растительного сырья и пищевых продуктов (n = 6, P = 0,95)
Объект исследования |
Характеристика объекта |
АОА, мгАК/г |
Сухие вина: | ||
Каберне Фанагории |
ОАО АПФ «Фанагория» |
3,7 ± 0,1 |
Каберне Абрау |
вино невыдержанное ООО «Кубань – Вино» |
2,3 ± 0,1 |
Каберне |
ООО «Мильстрим – Черноморские вина» |
2,0 ± 0,1 |
Каберне |
ООО «Инвинком», Молдова |
2,0 ± 0,1 |
Мускат |
ООО «Инвинком», Молдова |
0,29 ± 0,05 |
Шардоне |
ЗАО Агрофирма «Мысхако» |
0,23 ± 0,02 |
Пиво: | ||
Балтика №3 |
светлое, ОАО «Пивоваренная компания «Балтика» |
0,21 ± 0,01 |
Балтика №6 |
темное, ОАО «Пивоваренная компания «Балтика» |
0,50 ± 0,01 |
Чай: | ||
Майский |
сорт высший, ООО «Май» |
134 ± 7 |
Краснодарский |
сорт второй, ЗАО «Дагомысчай» |
60 ± 3 |
Соки восстановленные: | ||
Яблочный |
ОАО «Лебедянский» |
0,51 ± 0,04 |
Апельсиновый |
ОАО «Лебедянский» |
2,2 ± 0,2 |
Растительное сырье: | ||
крапива |
ОАО «Красногорсклексредства» |
21 ± 1 |
эхиноцея пурпурная |
ОАО «Красногорсклексредства» |
28 ± 1 |
3 Антиоксидантная активность пищевых продуктов как обобщающая характеристика показателя их качества
Представляло интерес сопоставить известные суммарные показатели конкретных пищевых продуктов, характеризующие их восстановительные свойства, с величиной АОА, определяемой по разработанной методике.
Для ряда пищевых продуктов можно выделить преобладающую группу восстановителей органической природы. Например, антиоксидантные свойства вина в основном обусловлены фенольными соединениями, включающими катехины, антоцианы, флавонолы, лейкоантоцианы, танины, пива – водорастворимыми компонентами солода и хмеля (экстрактивными веществами). Основной вклад в величину антиоксидантной активности чая, вероятно, вносят полифенольные соединения (танины). Кроме того, в чае присутствуют замещенные фенолы (галловая кислота, кверцетин, рутин), способные взаимодействовать с индикаторной системой Fe(III)/Fe(II)−о-фенантролин. Это и обусловило выбор объектов исследования – сухое красное вино, пиво, чай – для проведения сопоставительного анализа.
Было определено суммарное содержание фенольных соединений в сухих красных винах спектрофотометрическим методом с использованием реактива Фолина – Чокальтеу и суммы экстрактивных веществ пива и чая в соответствии с ГОСТ 12787-81 и 28851-90. Установлена взаимосвязь между суммарной антиоксидантной активностью и этими показателями. Зависимость между антиоксидантной активностью и содержанием экстрактивных веществ для образцов, на примере пива, приведена на рис. 1. Для образцов вина наблюдается не только взаимосвязанное изменение антиоксидантной активности и концентрации фенольных соединений, но и довольно близкие значения этих суммарных показателей (таблица 6).