Состав и содержание биологически активных веществ в плодах шиповника

Резюме

Изучали химический состав порошков, полученных из плодов, мякоти с кожицей и семян дикорастущего шиповника. Результаты проведенных исследований показали, что основную фракцию порошков составляют пищевые волокна, в порошке из семян нерастворимых волокон соответственно в 1,6 и в 2,3 больше, чем в порошке из плодов и мякоти с кожицей. Наибольшее количество углеводов и белка содержится в порошках из плодов и мякоти с кожицей, а липиды преобладают в порошке из семян. Установлено, что липиды порошков из шиповника наиболее богаты олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами, на долю олеиновой кислоты приходится 6,4-19,2%, линолевой - 19,7-45,8% и линоленовой - 23,3-33,9% от суммы жирных кислот. Липиды порошков из плодов и семян шиповника отличаются более высоким содержанием эссенциальной линолевой кислоты, а порошок из мякоти с кожицей - содержанием линоленовой кислоты. При изучении состава стеринов установлено наличие 7 фракций, причем преобладает β-ситостерин. В порошке из мякоти с кожицей обнаружено наибольшее количество аскорбиновой кислоты и каротиноидов, а в порошке из семян - витамина Е. Каротиноиды в порошках представлены β-каротином и ликопином. Высокое содержание аскорбиновой кислоты, витамина Е и каротиноидов в порошках из дикорастущего шиповника позволяет считать их хорошим источником антиоксидантов. В связи с этим была изучена возможность использования растительных порошков, полученных из плодов дикорастущего шиповника, для обогащения биологически активными веществами (такими как витамины С, Е и каротиноиды) пищевых продуктов, особенно лечебно-профилактического назначения. Порошок шиповника из мякоти с кожицей характеризовался наибольшей антиоксидантной активностью, в порошке из плодов она достигла 74% от указанной выше, а наименьшей была в порошке из семян шиповника. Таким образом, на основании анализа химического состава порош-ков шиповника установлено высокое содержание в них аскорбиновой кислоты, каротиноидов, флавоноидов, а также выявлена их высокая антиоксидантная активность. Это позволяет рекомендовать порошки, полученные из шиповника, применять для обогащения пищевых продуктов, особенно лечебно-профилактического назначения, в качестве источника физиологически активных ингредиентов. Их использование позволит восполнить дефицит активных веществ в организме, прежде всего витаминов С и Е, β-каротина и пектиновых соединений.

Ключевые слова:плоды шиповника, химический состав, антиоксидантная активность

Вопр. питания. - 2012. - № 6. - С. 84-88.

Потребление и производство функциональных пищевых продуктов становится все более востребованным, что обусловлено не только развитием науки о питании, но и заботой потребителей о своем здоровье. Расширить ассортимент пищевых продуктов, обогащенных биологически активными веществами (БАВ), возможно за счет использования растительного сырья, содержащего ценные с точки зрения физиологии питания компоненты, изучению влияния которых на организм в настоящее время уделяется пристальное внимание [1-3].

Учитывая возросший интерес к созданию обогащенных БАВ и пищевых продуктов, необходимо начинать поиск источников данных веществ, прежде всего витаминов. С этой точки зрения перспективным сырьем являются плоды шиповника, которые, как известно, чрезвычайно богаты БАВ и представляют собой ценное сырье для фармацевтической промышленности, используемое в первую очередь для производства пищевых препаратов с высоким содержанием витамина C. Сырьевые ресурсы России и стран СНГ богаты различными видами дикорастущего шиповника, в том числе шиповника собачьего (Rosa canina L.), естественные запасы которого позволяют заготавливать его не только для местных нужд, но и в промышленных масштабах.

Поскольку плоды шиповника, кроме аскорбиновой кислоты (витамина С), богаты и другими БАВ (флавоноидами, каротиноидами, фенольными и другими соединениями), используя разнообразные способы их переработки, можно получить широкий ассортимент пищевого сырья, в том числе растительные порошки, применение которых позволит обогатить пищевые продукты макро- и микронутриентами.

Целью работы было определение возможности использования порошков, полученных из плодов дикорастущего шиповника, для обогащения пищевых продуктов БАВ.

Материал и методы

Свежие плоды дикорастущего шиповника, произрастающего во многих местах (в том числе в России и Таджикистане), сушили конвективным способом при температуре сушильного агента 70 °С и относительной влажности 5% (в процессе сушки потеря витамина C составила 24,5%). Затем плоды шиповника дробили, разделяли на сепараторе на мякоть с кожицей и семена, после чего полученное сырье измельчали на ножевой мельнице. В итоге получали порошки из целых плодов, а также из мякоти с кожицей и семян. В продуктах переработки общепринятыми методами [4, 6, 7] определяли массовую долю сухих веществ, белка, липидов, золы, сахаров, аскорбиновой кислоты, β-каротина. Состав углеводов и органических кислот изучали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием жидкостного хроматографа Agilent 1260 (фирма Agilent, США). Жирнокислотный состав липидов определяли методом высокоэффектиной газовой хроматографии (ВЭГХ) с применением газового хроматографа "Carlo Erba Strumentazione", HRGC 5300 Mega Series (Италия), групповой состав липидов - методом тонкослойной хроматографии с последующей денситометрией, пищевые волокна - ферментативно-гравиметрическим методом, состав стеринов и содержание витамина Е - методом ВЭГХ [5]. Общее содержание флавоноидов выявляли спектрофотометрически при длине волны 415 нм в пересчете на рутин [6, 7]. Для выделения фракций фенольных веществ из порошков проводили двукратную экстракцию смесью растворителей метанол-вода (70:30 по объему). Общее содержание фенольных соединений определяли спектрофотометрически при длине волны 765 нм с использованием реактива Фолина-Чокальтеу [11], состав фенольных соединений - методом ВЭЖХ. Общее содержание фенольных соединений выражали в эквивалентах галловой кислоты [6, 7], а антиоксидантную активность (АОА) - в эквивалентной концентрации тролокса (водорастворимый аналог витамина Е) [9]. Для возможности сопоставления этих 2 показателей количество полифенольных соединений в анализируемых порошках шиповника определяли, используя в качестве стандартов для калибровки как галловую кислоту, так и тролокс. АОА выявляли с помощью метода TEAC (определение антиоксидантной емкости, эквивалентной тролоксу) с использованием катион-радикала АБТС (2,2’-азиноби(3-этилбензотиазолин-6-сульфоновая кислота) [12, 10].

Результаты и обсуждение

Для подтверждения целесообразности применения порошков из плодов, мякоти с кожицей и семян дикорастущего шиповника в качестве обогащающих добавок оценивали химический состав изучаемых порошков (табл. 1).

Основную фракцию макронутриентов, входящих в состав порошков, составляют пищевые волокна, причем содержание нерастворимых волокон в порошке из семян соответственно в 1,6 и в 2,3 раза больше, чем в порошках из плодов и мякоти с кожицей. Наибольшее количество углеводов и белка обнаружено в порошках из плодов и мякоти с кожицей, а липиды преобладали в порошке из семян.

Поскольку в состав липидов входит большая группа сопутствующих жирорастворимых веществ (пигменты, жирорастворимые витамины, фосфолипиды, изопреноиды, в том числе стерины и др.), оказывающих влияние на пищевую и физиологическую ценность пищевых продуктов, был исследован также групповой состав липидов, находящихся в порошках из дикорастущего шиповника.

В состав липидных порошков шиповника входят разнообразные фракции (табл. 2), при этом основная фракция представлена триацилглицеринами. Сравнительная оценка соотношения жирных кислот (ЖК) в составе липидов порошков из плодов, мякоти с кожицей и семян шиповника показывает, что доля ненасыщенных ЖК в них больше, чем насыщенных, - соответственно в 4,9; 1,7 и 8,9 раза (см. рисунок). Установлено, что липиды порошков из шиповника наиболее богаты олеиновой (6,4-19,2%), линолевой (19,7-45,8%) и линоленовой (23,3-33,9%) кислотами. Липиды, выделенные из порошков плодов и семян шиповника, отличаются более высоким содержанием эссенциальной линолевой кислоты, а липиды порошка из мякоти с кожицей - линоленовой. При изучении состава стеринов во всех исследуемых порошках установлено наличие 7 фракций, причем основной из них является β-ситостерин (табл. 3).

Изучаемые растительные порошки также оценивали в качестве источника важнейших физиологически функциональных ингредиентов, таких как витамины С, Е и каротиноиды (табл. 4). В порошке из мякоти с кожицей обнаружено наибольшее количество аскорбиновой кислоты и каротиноидов, а в порошке из семян - витамина Е. Каротиноиды в порошках представлены β-каротином и ликопином. Высокое содержание аскорбиновой кислоты, витамина Е и каротиноидов в порошках из дикорастущего шиповника позволяет считать их хорошим источником антиоксидантов.

Среди биологически активных веществ, содержащихся в растениях, особый интерес представляют полифенольные соединения, обладающие разнообразной биологической активностью, в том числе антиоксидантной. Установлено, что в порошке из мякоти с кожицей шиповника количество фенольных соединений самое большое (табл. 5). При этом количественные отличия общего содержания фенольных соединений в исследованных порошках из шиповника, выраженного в эквивалентах галловой кислоты, по сравнению с антиоксидантной емкостью, эквивалентной тролоксу, обусловлены различиями в химической структуре указанных веществ.

Соотношение насыщенных и ненасыщенных жирных кислот (ЖК) в составе липидов порошков, приготовленных из плодов (1), мякоти с кожицей (2) и семян (3) дикорастущего шиповника, % от общего содержания жирных кислот

Таблица 1. Химический состав порошков, приготовленных из плодов, мякоти с кожицей и семян дикорастущего шиповника

Таблица 2. Групповой состав липидов порошков, полученных из дикорастущего шиповника, % от общего количества липидов

Таблица 3. Фракционный состав (мг/кг) стеринов, содержащихся в порошках, полученных из дикорастущего шиповника

Содержание флавоноидов (в пересчете на рутин) в порошках из плодов, мякоти с кожицей и семян дикорастущего шиповника составило соответственно 380, 520 и 230 мг на 100 г. Флавоноиды в порошках из шиповника представлены (в расчете на 100 г) агликонами флавонолов в виде кверцетина (1,3-11,5 мг) и кемпферола (0,3-6,5 мг), гликозидами флавонолов - рутин (3-4,9 мг) и гиперозид (1-3 мг), катехинами (58-78 мг) (эпигаллокатехин, эпикатехин, эпигаллокатехингаллат, галлокатехингаллат, эпикатехингаллат).

Для всех исследуемых порошков шиповника было характерно преобладание катехинов от общей суммы флавоноидов, наибольшее количество которых содержится в порошке из семян. В порошке из мякоти с кожицей флавонолов найдено в 2 раза больше, чем в порошке из семян, и в 1,2 раза больше, чем в порошке из плодов.

Результаты определения общей антиоксидантной активности (АОА) в порошках из дикорастущего шиповника представлены в табл. 6. Наиболее высокая АОА выявлена в порошке шиповника из мякоти с кожицей; в порошке из плодов она составила 74% от указанной величины, а наименьшая АОА оказалась в порошке семян шиповника.

Таким образом, на основании анализа химического состава шиповника установлено, что в нем, кроме высокого содержания аскорбиновой кислоты, имеются каротиноиды, флавоноиды с высокой АОА. Это позволяет рекомендовать порошки, полученные из плодов, мякоти с кожицей и семян шиповника, для обогащения пищевых продуктов, особенно лечебно-профилактического назначения, в качестве источника БАВ, прежде всего витаминов С и Е, β-каротина и пектиновых соединений.

Таблица 4. Массовая доля биологически активных веществ (мг/кг) в порошках, полученных из плодов, мякоти с кожицей и семян дикорастущего шиповника

Таблица 5. Общее содержание полифенольных соединений в порошках, полученных из плодов, мякоти с кожицей и семян дикорастущего шиповника

Таблица 6. Антиоксидантная активность порошков, приготовленных из плодов, мякоти с кожицей и семян шиповника

Литература

1. Байгарин Е.К. // Вопр. питания. - 2010. - Т. 79, № 2. - С. 28-32.

2. Байгарин Е .К. // Вопр. питания. - 2011. - Т. 80, № 5. - С. 60-63.

3. Байгарин Е.К. // Вопр. дет. диетологии. - 2009. - Т. 7, № 4. - С. 52-53.

4. Байгарин Е .К. // Вопр. питания. - 2006. - Т. 75, № 3. - С. 42-44.

5. Скурихин И.М., Тутельян В.А. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов. - М.: Брандес-Медицина, 1998. - 342 с.

6. XI Государственная фармакопея СССР // Вып. 2. Аналитическая химия / ММА им. И.М. Сеченова. - М., 1990. - С. 232-325.

7. Ермаков А .М. Методы биохимического исследования растений. - Л.: Колос, 1972. - 416 с.

8. Nenadis N., Lazaridou O, Tsimidou M.Z. // J. Agric. Food Chem. - 2007. - Vol. 55. - P. 5452-5460.

9. Prior R.L., Wu X. K. // J. Agric. Food Chem. - 2005. - Vol. 53. - P. 4 2 9 0 - 4 3 0 2 .

10. Re R., Pellegrini N., Proteggente A. et al. // J. Free Radic. Biol. Med. - 1999. - Vol. 26. - N 9/10. - P. 1231-1237.

11. Singleton V.L., Rossi J. // Am. J. Enol. Vitic. - 1965. - Vol. 16. - P. 14 4 -15 8 .

12. Somogyi A., Rosta K., Pusztai P. et al. // J. Physiol. Measur. - 2007. - Vol. 28. - P. 41-55.