Сравнительная характеристика антиоксидантного потенциала и энергетической ценности некоторых пищевых продуктов

РезюмеВ работе представлена сравнительная оценка антиоксидантного потенциала и энергетической ценности некоторых групп пищевых продуктов с целью определения наиболее рациональных их сочетаний для коррекции метаболических нарушений, связанных с дисбалансом антиоксидантной системы организма. В ходе исследования с помощью авторского интегрального способа определения антиоксидантноэнергетического показателя (патент на изобретение № 2 455 703) установлено, что более высоким антиоксидантно-энергетическим потенциалом (AE) среди свежих соков обладает сок граната (АЕ=3895,9±241,4 мг/л·кДж-1), другие свежевыжатые соки уступают ему по этому показателю: граната>апельсина>лимона=яблока>помело>мандарина>хурмы>киви>груши>авокадо. Среди молочных продуктов наибольшим АЕ обладает ряженка (АЕ=40,9±2,7 мг/л·кДж-1), другие молочные продукты можно расположить в соответствии с показателем АЕ: ряженка=>кефир>йогурт. Большинство свежевыжатых соков существенно превосходит по антиоксидантно-энергетическому потенциалу другие категории пищевых продуктов. Несмотря на то что показатели АЕ молочных продуктов были ниже показателей АЕ ряда соков, они значительно превосходили значения АЕ продуктов категории быстрого питания (печенье, чипсы, попкорн). Это свидетельствует о необходимости уменьшения квоты продуктов быстрого питания в ежедневном рационе для предотвращения риска снижения потенциала эндогенной антиоксидантной системы организма.

Ключевые слова:антиоксидантная система, энергетический потенциал, окислительный стресс, пищевые продукты

Вопр. питания. - 2013. - № 3. - С. 77-80.

В настоящее время известно, что при воздействии на организм человека различных неблагоприятных т факторов окружающей среды происходит образование избыточного количества свободных радикалов и усиление неконтролируемых реакций свободнорадикального окисления, которые приводят к дисбалансу в работе эндогенной антиоксидантной системы (АОС) и развитию окислительного стресса, играющего ключевую роль в прогрессировании ряда заболеваний [2, 6, 7]. Поэтому целесообразно проводить коррекцию нарушений в работе АОС, например, с помощью пищевых продуктов, антиоксидантные свойства которых обусловлены содержанием таких биологически активных веществ, как фенольные соединения, витамины, карбоновые и аминокислоты [4, 8, 11]. Применение синтетических антиоксидантов нередко ограничено из-за их возможного токсического действия, что проводит к необходимости поиска альтернативных соединений в пищевых продуктах, обладающих высокой антиоксидантной активностью (АОА) и безвредных для человека [9]. Исходя из вышеизложенного можно говорить о том, что определение АОА пищевых продуктов является одним из показателей, характеризующих их биологическую ценность [10]. Другой важной задачей цивилизованного общества является необходимость потребления пищи с энергетическими показателями, которые должны быть адекватными физиологической потребности человека, что является ключевым моментом в борьбе с одной из главных проблем здравоохранения цивилизованных стран - избыточной массой тела и ожирением [3, 5]. Такая ситуация обусловлена тем, что при неконтролируемом поступлении антиоксидантов в ходе биохимических превращений при их участии может генерироваться избыточное количество восстановительных эквивалентов, которые затем могут использоваться в качестве доноров водорода, необходимых для синтеза жирных кислот. Это в совокупности с высоким энергетическим зарядом клетки при употреблении высококалорийной пищи способствует усилению липогенеза в организме.

Используемые в настоящее время методы определения АОА пищевых веществ и биологически активных добавок к пище зачастую не учитывают их энергетической ценности, а основываются в основном или на определении суммарной антиоксидантной активности, или на оценке антирадикального эффекта. В то же время необходим учет антиоксидантно-энергетического потенциала для дозированного использования антиоксидантных эквивалентов в условиях потребления особо высокоэнергетичных (400-900 ккал на 100 г) и высокоэнергетичных (250-400 ккал на 100 г) пищевых продуктов, поскольку избыточное поступление восстановительных эквивалентов на фоне высококалорийного рациона может приводить к стимуляции анаболических процессов в организме, например липогенеза, а следовательно, и к развитию ожирения.

В связи с вышеизложенным целью настоящей работы было изучение антиоксидантного и энергетического потенциала некоторых пищевых продуктов с помощью интегрального способа оценки их биологической ценности, а также возможности их использования при нутритивной коррекции метаболических нарушений, вызванных окислительным стрессом.

Материал и методы

Изучены показатели антиоксидантно-энергетического потенциала (АЕ) свежевыжатых соков отечественного (яблока, груша) и зарубежного (гранат, апельсин, лимон, помело, мандарин, хурма, киви, груши, авокадо) производства, молочных продуктов кубанского производителя (ряженка, кефир, йогурт), продуктов категории быстрого питания российского производства (печенье, чипсы, попкорн) по 10 проб для каждого продукта. Исследуемые пищевые продукты гомогенизировали и растворяли в специальном элюенте (2,2 мМ раствор ортофосфорной кислоты) в соотношениях 1:10-1:1000, для сухих пищевых продуктов предварительно проводили стандартизированную предподготовку (гомогенизацию, экстракцию) с последующим разведением элюентом (1 г в 9 мл). Кратность разведения для каждого изученного пищевого продукта в последующем учитывали при определении АЕ.

Показатели АЕ определяли по способу [1] и рассчитывали по формуле:

АЕi=[Ki · (АОАi/АОАvitC)/(ПХЛi/ПХЛL · MВХЛi/MВХЛL)]/Ei,

где АЕi - антиоксидантно-энергетический потенциал (мг/л·кДж-1), Ki - коэффициент разведения опытной пробы с пищевым веществом для электрохимического исследования (кратность разведения), АОАi - суммарная антиоксидантная активность исследуемого вещества (нА·с), АОАvit C - антиоксидантная активность стандартного раствора аскорбиновой кислоты (нА·с), ПХЛi - площадь хемилюминесценции исследуемого вещества (в единицах площади хемилюминесценции), ПХЛL - площадь контрольного раствора люминола (в единицах площади хемилюминесценции), MВХЛi - максимум вспышки хемилюминесценции исследуемого вещества (в условных единицах хемилюминесценции), MВХЛL - максимум вспышки хемилюминесценции контрольного раствора люминола (в условных единицах хемилюминесценции), Ei - энергетическая ценность исследуемого вещества (кДж на 100 г).

Статистическую обработку полученных данных осуществляли методами вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента. Достоверным считали различие при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Использование соков с профилактической и лечебной целью достаточно широко распространено, но в ходе проведенных исследований установлено, что среди свежевыжатых соков отмечается достаточно высокая вариабельность показателя АЕ. При этом наибольший показатель среди свежевыжатых соков был у гранатового сока (см. таблицу). Все другие исследованные соки имели АЕ существенно ниже, а наименьшим среди изученных свежевыжатых соков был показатель АЕ у сока авокадо.

Полученные данные показывают, что употребление соков может сопровождаться не только повышением потенциала АОС организма, но и приводить к негативным изменениям, особенно при употреблении соков с высокой калорийностью, богатых легкоусвояемыми углеводами или имеющих невысокие показатели антирадикальной активности. В случае преобладания в пищевом рационе фруктовых соков с низким АЕ может нарушаться не только работа эндогенной АОС организма, но и повышаться риск развития ожирения.

Показатели антиоксидантно-энергетического потенциала некоторых пищевых продуктов in vitro

Разные сорта фруктов могут существенно отличаться по АОА в зависимости от времени года, условий выращивания и других факторов, поэтому целесообразна предварительная периодическая оценка показателя АЕ отдельных групп фруктов перед их длительным применением в рационе, так как систематическое употребление соков с низким АЕ может приводить к избыточной аккумуляции в организме энергоносителей, при которой углеводы начинают превращаться в клетках печени в липиды, поступающие затем в кровь и откладывающиеся в жировой ткани. Исходя из полученных данных АЕ для нутритивной коррекции нарушений окислительно-энергетического гомеостаза при патологических и особых физиологических состояниях можно рекомендовать использовать в пищевом рационе следующие соки (в порядке убывания): граната>апельсина>лимона=яблока>помело>мандарина>хурмы>киви>груши.

Достаточно большой популярностью у населения пользуются и кисломолочные продукты благодаря их высокой пищевой ценности и специфическим органолептическим свойствам. Проведенными исследованиями показано, что среди изученных кисломолочных продуктов наибольший АЕ был определен для ряженки, меньшие показатели АЕ были у кефира и йогурта (см. таблицу). Полученные в работе данные показывают, что ряженка и кефир принципиально не уступают йогурту по своему антиоксидантному потенциалу и могут превосходить его, особенно при низких показателях жирности. Хотя кисломолочные продукты представляют большую ценность для человека с точки зрения здорового питания, длительное использование молочных продуктов с низкими значениями АОА и/или высокой калорийностью может вести к патологическим изменениям липидного обмена, что связано с повышенным поступлением насыщенных жирных кислот, которые быстро накапливаются в избытке в соответствующих депо организма (подкожная жировая клетчатка, брюшина, внутренние органы), а также могут способствовать повышению уровня холестерина, что в конечном счете сопровождается атеросклеротическими изменениями в стенках сосудов. В соответствии с полученными значениями АЕ для метаболической коррекции нарушений окислительно-энергетического гомеостаза при патологических и особых физиологических состояниях можно рекомендовать использовать в пищевом рационе следующие молочные продукты (в порядке убывания): ряженка=>кефир>йогурт.

При изучении продуктов так называемой категории быстрого питания (печенье, чипсы, попкорн) было выявлено, что их АЕ значительно уступает показателям АЕ большинства свежих соков и молочных продуктов (см. таблицу). Полученные данные показывают, что преобладание в рационе питания таких пищевых продуктов может не только вести к быстрому развитию ожирения, но и способствовать снижению потенциала неспецифических защитных систем организма, а следовательно, вызывать нарушения метаболизма, создавая предпосылки для возникновения различных заболеваний, в том числе сопровождающихся окислительным стрессом.

Принимая во внимание, что кисломолочные продукты не уступают по значению АЕ ряду свежих соков, можно говорить о целесообразности комбинирования пищевых продуктов с наиболее высокими показателями АЕ в ежедневном рационе.

Таким образом, с помощью АЕ можно проводить сравнения различных видов пищевых продуктов с целью оценки возможности их использования для нутритивной коррекции нарушений окислительно-энергетического гомеостаза при патологических состояниях, а также на доклиническом этапе выбирать наиболее целесообразные комбинации пищевых продуктов, способных более полно нивелировать нарушения окислительно-энергетического гомеостаза организма. Для коррекции нарушений антиоксидантной системы организма и профилактики ожирения можно рекомендовать свежеотжатые соки и молочные продукты с высоким АЕ. Использование показателя АЕ позволить унифицировать данные по АОА и энергетической ценности пищевых продуктов, что повысит эффективность их применения с профилактической целью.

Литература

1. Басов А.А., Павлюченко И.И., Быков И.М. и др. Патент на изобретение № 2452947, Российская Федерация, МПК G01N 33/02. - 11.06.2012. - Бюл. № 16. - 12 с.

2. Владимиров Ю .А. // Соросовский образовательный журн. - 2000. - № 12. - С. 13-19.

3. Гичев Ю.Ю., Гичев Ю.П. Руководство по биологически активным пищевым добавкам. - М.: Триада-Х, 2001. - 232 с.

4. Лакомкин В.Л., Коновалова Г.Г., Каленикова Е.И. и др. // Биохимия. - 2005. - Т. 70, вып. 1. - С. 97-104.

5. Симонова Г.И., Тутельян В.А., Погожева А.В. // Бюл. СО РАМН. - 2006. - Т. 2. - С. 80-85.

6. Тутельян В .А. // БАД к пище и пробл. здоровья семьи: Матер. V Междунар. симп. - Красноярск, 2001. - С. 3-5.

7. Christen Y. // Am. J. Clin. Nutr. - 2000. - Vol. 71. - P. 621-629.

8. Davies K .J.A. // IUBMB Life. - 2000. - Vol. 50. - P. 279-289.

9. Joshipura K.J., Hu F.B., Manson J.E. et al. // Ann. Intern. Med. - 2001. - Vol. 134. - P. 1106-1114.

10. Xianli Wu, Gary R. Beecher, Joanne M. Holden et al. // J. Agric. Food Chem. - 2004. - Vol. 52, N 12. - P. 4026-4037.

11. Young I.S., Woodside J.V. // J. Clin. Pathol. - 2001. - Vol. 54. - P. 17 6 -18 6 .