НАТУРАЛЬНЫЕ АНТИОКСИДАНТЫ И ИХ ПРЕИМУЩЕСТВА В ЗАЩИТЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ОТ ОКИСЛЕНИЯ

Аннотация. В данной работе была дана характеристика природных антиоксидантов и их источники, установлены роль, которую они играют в защите пищевых продуктов от окисления.

Ключевые слова: антиоксиданты, окисление липидов, природные антиоксиданты.

Введение

Окисление липидов является главной проблемой, встречающейся в пищевых технологиях. Окислительная реакция ответственна за прогорклый запах и вкус жиров и масел, что значительно снижает качество пищевых продуктов. Чтобы избежать этого, в промышленности используются жирорастворимые антиоксиданты, которые могут быть натуральными или синтетическими [1].

Окисление липидов

Окисление липидов - это реакция, которая может вызвать потерю пищевой ценности из-за разложения ненасыщенных кислот и образования соединений в частности, короткоцепочечних жирных кислот, которые могут вступать в реакцию с другими компонентами пищи, помимо того, что они вредны для человеческого организма [1].

Реакции окисления состоят из автоокисления, фотоокисления, ферментативного окисления и кетонового окисления, автоокисление является наиболее распространении ухудшения качества при хранении пищевых масел. Автоокисление - это реакция между кислородом и ненасыщенными жирными кислотами посредством автокаталитического процесса, состоящего из механизма свободных радикалов. Эта цепочка включает в себя реакции инициирования, распространения и завершения:

инициирования: RH →R•

распространения: R• +‏ O2 →ROO•

ROO• +‏ RH →ROOH +‏ R•

завершения: R• ‏+ R• →R R

ROO•+ ‏ R• →ROOR

ROO• ‏+ ROO•→ образование не радикальных продуктов [2].

Антиоксиданты

Антиоксиданты, натуральные или синтетические пищевые консерванты, являются добавками, которые сохраняют продукты и препятствуют ухудшению окислительного процесса при хранении и обработке [3].

Антиоксиданты могут изначально присутствовать в продуктах или могут быть добавлены или образованы во время их приготовления. Антиоксиданты для пищевой промышленности должны быть доступными, нетоксичными, стабильными, эффективными в небольших концентрациях.

Благодаря своей высокой стабильности и низкой летучести, антиоксиданты помогают поддерживать уровень питательных веществ, текстуру, цвет, вкус, свежесть, функциональность, аромат и привлекательность для потребителей, таких как пожилые люди, при прочих равных условиях [4].

Антиоксиданты, смешанные с пищевыми материалами, способны контролировать вредные свободные радикалы путем очистки. Широкий спектр твердых и жидких антиоксидантных смесей, доступных на мировом рынке, требует рассмотрения следующих факторов, прежде чем использовать определенный антиоксидант в пище:

– тип пищи, подлежащей стабилизации,

– легкость растворимости антиоксиданта и его попадания в жировую фазу продукта,

– наличие ионов металлов и возможность обесцвечивания,

– относительная строгость обработки и законность использования определенного антиоксиданта для конкретного применения антиоксиданта [5].

Механизмы действия антиоксидантов при окислении

Антиоксиданты - это компоненты, которые предотвращают автоокисление масел и жиров, отдавая их водород свободным радикалам, образующимся на стадиях инициации и распространения автооксидирования, по следующим реакциям (AH - молекула антиоксиданта):

1. Инициация свободных радикалам ROO• +‏ AH→ ROOH+ A•

2. Связывание радикалов R• ‏+ AH → RH +‏ A•

3. Инициация новых радикалов RO• +‏ AH → ROH ‏+ A•

4. ROO• ‏+ A• → ROOA

5. RO• +‏ A• → ROA

6. Образование не радикалов продукт A•+ ‏ A• → AA [2].

Классификация антиоксидантов

Антиоксиданты охватывают различные классы соединений, которые могут мешать окислительным циклам, чтобы ингибировать или замедлять окислительное повреждение биомолекул. Основными классами соединений с антиоксидантной активностью являются: витамины (витамин С и витамин Е), каротиноиды (каротины и ксантофиллы) и полифенолы (флавоноиды, фенольные кислоты, лигнаны и стильбены) [6].

Природные антиоксиданты, присутствующие в пищевых продуктах и других биологических материалах, вызывают значительный интерес ученых из-за их предполагаемой безопасности и потенциальной пищевой и терапевтической ценности. На рис 1 преобразование структуры антиокислительных вещества различные типа.

Рисунок 1. Антиокислительные фенольные кислоты

Многие источники антиоксидантов растительного происхождения были изучены в последние годы 20 века. Среди них антиоксидантные свойства многих ароматических растений и видов оказались эффективными в замедлении процесса перекисного окисления липидов в маслах и жирных продуктах и привлекли внимание многих исследовательских групп[7].

Таблица1

Антиоксиданты, изолированные из трав и специй [7].

Следующая группа, синтетические антиоксиданты: органические соединения, такие как бутилгидроксианизол, бутилгидрокситолуол, пропилгаллат и трет-бутилгидрохинон, являются антиоксидантами, которые широко используются для продления срока хранения пищевых масел из-за их низкой стоимости, высокой термической стабильности и эффективности. Тем не менее, все еще существует сомнения в их безопасности [1].

По механизму действия антиоксиданты подразделяются на три категории следующим образом:

1. Первичные антиоксиданты: Они могут разорвать цепь свободных радикалов, отдавая водород свободным радикалам и превращая их в более стабильные продукты.

2. Вторичные антиоксиданты: Они действуют, подавляя инициацию цепи и разрывая реакции распространения цепи (антиоксиданты, поглощающие радикалы).

3. Третичные антиоксиданты: они действуют, восстанавливая окисленные молекулы, например, некоторые протеолитические ферменты [8].

Объекты исследований

Объектами исследования были:

1. Рафинированное дезодорированное соевое масло "Ладица" производство России (контроль).

2. Нерафинированное оливковое масло с экстрактом базилика, высшее качество 99.9 %"wiberg" производства Германии (опыт).

Методы исследований

Вначале определены вкус, цвет, аромат масел. Показатели качества масло с базиликом, производства Германии, были несколько лучше, чем соевое масло.

Далее, нами было проведено исследования состава жск масел газожидкостной хроматографии (ГЖХ). Для проведения хроматографических исследований первоначально осуществлялось получение метиловых эфиров жирных кислот. Условия проведения ГЖХ анализа: кварцевая капиллярная колонка: длина – 100 м, диаметр – 0,25 мм, нанесенная фаза – цианопропил фенилполисилаксан. ПИД детектор, газноситель – азот, объем вводимой пробы – 1 мкл. Начальная температура термостата колонок –140°С в течение 4 мин, затем программированный подъем температуры со скоростью 3 °С/мин до 180°С – изотермический режим в течение 40 мин. Программированный подъем температуры со скоростью 3 °С/мин до 240°С – изотермический режим в течение 25 мин.

Идентификацию отдельных компонентов проводили с использованием эталонных смесей метиловых эфиров жирных кислот Restek 35077 и Restek 35079, а также на основании известных литературных данных по индексам удерживания. Количественное содержание жирных кислотой исследуемых образцах определяли методом внутренней нормализации с помощью пакета.

Unichromе [9].

Результаты и обсуждение

Результате исследования особенности жирных показатели, что изучаемые масла относятся к высоко олеиновым и безопасным для человека маслам.

Заключение

В заключение можно отметить, что в данной работе была дана характеристика окисления жиров и методов определения процессов окисления, природных и промышленных антиоксидантов, а также возможность использования и добавления природных антиоксидантов в растительные масла для улучшения их окислительной стабильности.

Список литературы:

1. Jorge, N. Antioxidant Effect of Thyme (Thymus vulgaris L.) and Oregano (Origanum vulgare L.) Extracts in Soybean Oil under Thermoxidation/N. Jorge, et al //Journal of food processing and preservation. – 2015. – Vol. 39. – №. 6. – P. 1399-1406.
2. Taghvaei, M. Application and stability of natural antioxidants in edible oils in order to substitute synthetic additives/M. Taghvaei,S.M. Jafari //Journal of food science and technology. – 2015. – Vol. 52. – №. 3. – P. 1272-1282.
3. Wilson, D. The role of food antioxidants, benefits of functional foods, and influence of feeding habits on the health of the older person: an overview /D. Wilson, et al //Antioxidants. – 2017. – Vol. 6. – №. 4. – P. 81-101.
4. Ладыгин, В.В. Конструирование оксистабильных композиций растительных масел: дис... канд. техн. наук: 05.18.06 / Ладыгин Василий Вячеславович. - СПб., 2015. - 150 с.
5. Patil, D. Role of antioxidants in stability of edible oil/D. Patil //Trends in Post Harvest Technology. – 2013. – P. 68-73.
6. Oroian, M, Escriche I. Antioxidants: characterization, natural sources, extraction and analysis/M. Oroian,I. Escriche //Food Research International. – 2015. – Vol. 74. – P. 10-36.
7. Santos, M. C. P., Gonçalves É. C. B. A. Effect of different extracting solvents on antioxidant activity and phenolic compounds of a fruit and vegetable residue flour/M. C. P.Santos, É. C. B. A.Gonçalves //Scientia Agropecuaria. – 2016. – Vol. 7. – №. 1. – P. 7-14.
8. Mehta, S. K. Members of Antioxidant Machinery and Their Functions/S.K. Mehta, S.J. Gowder //Basic Principles and Clinical Significance of Oxidative Stress. – InTech, 2015.P.3-4.
9. Колногоров, К. П. Новые функциональные пищевые масложировые продукты со сбалансированным жирнокислотным составом/ К.П. Колногоров//Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. – 2016. – №. 4 с. 188–194.