Антимутагенные и антиоксидантные свойства кондитерского изделия, содержащего порошок из листьев Hippophae rhamnoides L.

РезюмеЦелями работы были определение возможности использования порошка из листьев облепихи Hippophae rhamnoides L. для обогащения мучного кондитерского изделия и оценка антимутагенных и антиоксидантных свойств данного продукта. Исследования выполнены на 24 белых крысах линии Вистар с исходной массой тела 180-200 г. Животные опытной группы (n=8) на фоне стандартной диеты вивария в течение 14 дней получали кондитерское изделие, содержащее облепиховый порошок, из расчета 20 мг на 100 г массы тела, животные интактной и контрольной групп - в эквивалентной дозе по аналогичной схеме кондитерское изделие, не содержащее биологическую добавку. Антимутагеннные и антиоксидантные свойства кекса исследовали через 1 сут после однократного введения животным циклофосфана в дозе 20 мг на 1 кг массы тела. Подсчитывали количество хромосомных аберраций в клетках костного мозга белых крыс, определяли активность каталазы, супероксиддисмутазы, концентрацию восстановленного глутатиона и ТБК-активных продуктов в крови. Установлено, что потребление кондитерского изделия, содержащего порошок из листьев Hippophae rhamnoides L., на 45% снизило количество поврежденных клеток, на 50% - долю клеток с множественными разрывами хромосом и на 52% - число ахроматических пробелов по сравнению с животными контрольной группы (n=8). Потребление кекса с добавлением облепихового порошка повышало активность каталазы (на 52%) и супероксиддисмутазы (на 33%), концентрацию восстановленного глутатиона (на 26%) по сравнению с контролем.

Ключевые слова:кондитерское изделие, порошок из листьев Hippophae rhamnoides L., циклофосфан, антимутагенное, антиоксидантное свойства

Вопр. питания. 2018. Т. 87. № 1. С. 92-97. doi: 10.24411/0042-8833-2018-10011.

B настоящее время в связи с развитием науки о пита­нии, а также со стремлением населения поддержи­вать физическое и умственное здоровье потребление и производство функциональных пищевых продуктов становится все более востребованным. В состав пище­вых продуктов вводятся специальные добавки, компо­ненты с высоким содержанием биологически активных веществ (БАВ), активизирующие функции отдельных систем организма, нормализующие метаболизм, вос­полняющие дефицит и снижающие риск развития забо­леваний. Расширение ассортимента пищевых продук­тов функционального назначения возможно за счет более широкого использования растительного сырья, содержащего ценные для функционирования организма человека БАВ [1, 2].

С этой точки зрения перспективным сырьем являются кора, листья и продукты комплексной переработки об­лепихи. Плоды облепихи в промышленных масштабах используются для производства облепихового масла, перерабатываются в соки, желе и другие консервиро­ванные продукты. Остальные части растения, а также продукты переработки плодов облепихи практически не применяются в производстве пищевых продуктов, несмотря на то что, по результатам исследований, они являются источником ценных БАВ. Известно, что листья, кора и корни облепихи отличаются высоким содержа­нием флавоноидов, дубильных веществ, служат источ­ником минеральных веществ [3].

Цели данной работы - определение возможности использования порошка из листьев Hippophae rhamnoi­des L. для обогащения мучного кондитерского изделия и оценка антимутагенного и антиоксидантного действия данного продукта.

Материал и методы

Для оценки пищевой ценности кекса и порошка из листьев Hippophae rhamnoides L. использовали об­щепринятые методы анализа химического состава и содержания БАВ. Содержание белка определяли по ГОСТ 10846-91. После минерализации образца с серной кислотой нейтрализовали кислоту щелочью, осуществляли перегонку и титрование дистиллята. По количеству выделившегося аммиака вычисляли ко­личество азота [4]. Массовую долю жира определяли по ГОСТ 31902-2012. Метод основан на экстракции жира эфиром с последующей отгонкой растворителя и взвешиванием жира [5]. Содержание нераствори­мой в растворе соляной кислоты золы оценивалипо ГОСТ 5901-87 методом озоления с последующей обработкой золы с соляной кислотой и повторным озолением материала [6]. Массовую долю углеводов опре­деляли феррицианидным методом по ГОСТ 5903-89 [7].

Для анализа содержания дубильных веществ исполь­зовали метод, основанный на окислении дубильных веществ раствором калия перманганата, а танинов -спектрофотометрический [8]. Содержание каротиноидов и хлорофиллов оценивали спектрофотометрически, путем измерения оптической плотности экстракта пиг­ментов при длинах волн, соответствующих максимумам поглощения каротиноидов и хлорофиллов, с последу­ющим расчетом концентрации пигментов [9]. Количест­во флавоноидов определяли спектрофотометрическим методом в пересчете на рутин [10]. Содержание ми­неральных веществ анализировали методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с использованием прибора "PinAAcle 900T" ("Perkin Elmer", США). Содер­жание элемента в пробе определяли с использованием установленной функциональной зависимости между аналитическим сигналом и концентрацией элемента в образце сравнения [11].

Рецептура кекса включала следующие компоненты: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, сахар-песок, маргарин, яйцо, соль, ванилин, сода, сахар­ная пудра, порошок из листьев облепихи Hippophae rhamnoides L. в количестве 15% (вместо муки).

Экспериментальные исследования выполнены на белых крысах линии Вистар с исходной массой тела 180-200 г. Содержание животных соответствовало "Правилам лабораторной практики (GLP) и приказу Мин­здрава России от 01.04.2016 № 193н "Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики". Перед началом экспериментов животных, отвечающих кри­териям включения, распределяли по группам с учетом пола, возраста, массы тела и принципа рандомизации. Экспериментальную работу осуществляли в соответс­твии с Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (приложение к приказу Минздрава СССР от 12.08.1977 № 755), Правилами, принятыми в Европейской конвенции по защите позво­ночных животных (Страсбург, 1986).

Животные были разделены на 3 группы. В каждую группу входило по 8 животных. Крысы опытной группы в течение 14 дней получали кондитерское изделие, содержащее 15% порошка из листьев облепихи, из расчета 20 мг на 100 г массы тела; животные интактной и контрольной групп - кондитерское изделие, не со­держащее биологическую добавку, в эквивалентной дозе по аналогичной схеме. Циклофосфан в дозе 20 мг на 1 кг массы тела вводили однократно животным кон­трольной и опытной групп внутрибрюшинно за 1 сут до декапитации (под эфирным наркозом). Животным интактной группы циклофосфан не вводили.

Антимутагенное влияние кондитерского изделия, содержащего порошок из листьев облепихи, оцени­вали с использованием методов учета хромосомных аберраций в клетках костного мозга млекопитающих в соответствии с Руководством по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ [12]. Учет проводили через 24 ч после введе­ния циклофосфана, а за 2 ч до выведения из экспери­мента животным вводили внутрибрюшинно колхицин в дозе 2,5 мг на 1 кг массы тела. Костный мозг отби­рали из бедренной кости. После гипотенизации клеток в термостате с помощью 0,5% раствора калия хло­рида и фиксации смесью этанола и ледяной уксусной кислоты (3:1) готовили цитогенетические препараты. Аберрации хромосом аназизировали путем визуального просмотра метафазных пластинок при увеличении мик­роскопа χ1000. От каждой особи исследовали по 100 метафазных пластинок, удовлетворяющих необходи­мым требованиям. Повреждения хромосом учитывали согласно рекомендациям, изложенным в методических работах [12].

Состояние антиоксидантной системы оценивали по активности каталазы в сыворотке крови [13], активности супероксиддисмутазы (СОД) [14] и по концентрации восстановленного глутатиона в крови [15]. Интенсив­ность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяли по концентрации ТБК-активных продуктов в сыворотке крови [17].

Экспериментальный материал обрабатывали с ис­пользованием пакетов статистических программ Micro­soft Ехсеl 2010 и Statistica 13. Результаты исследований представлены в виде средней величины (М) и ошибки среднего (m). Достоверность найденных отличий сред­них величин между группами оценивали с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни (для не­зависимых групп, различия считали статистически зна­чимыми при р<0,05).

Результаты и обсуждение

Для подтверждения целесообразности применения облепихового порошка из листьев Hippophae rhamnoides L. в производстве мучных кондитерских изделий была проведена выпечка и оценка потребительских достоинств кекса с добавкой облепихового порошка. На основе органолептической оценки и анализа физико-химических свойств изделия были обоснованы объемы ввода порошка из листьев облепихи в рецептуру кекса. Оценку проводили по органолептическим и физико-хи­мическим показателям качества изделий.

Установлена целесообразность внесения добавки в пределах 15,0%. При этом происходят изменения пи­щевой ценности изделия, обогащение БАВ (табл. 1).

Цитогенетический анализ костного мозга белых крыс показал (табл. 2), что однократное внутрибрюшинное введение цитостатика достоверно увеличивало количес­тво клеток с хромосомными аберрациями до 12,1±0,7%, тогда как уровень спонтанных аберраций у интактных животных не отличался от данных литературы и соста­вил в среднем 1,0% [12]. Среди структурных нарушений хромосом наблюдались одиночные и парные фрагменты, а также обмены. В контрольной группе количес­тво ахроматических пробелов в клетках костного мозга увеличилось в 7,6 раза по сравнению с показателями животных интактной группы.

Скармливание животным кондитерского изделия, со­держащего порошок из листьев облепихи, способство­вало снижению количества поврежденных клеток на 45%, доли клеток с множественными разрывами хромо­сом - на 50% по сравнению с показателями животных контрольной группы. Число ахроматических пробелов у животных опытной группы на 52% ниже такового у крыс контрольной группы.

Установлено, что однократная инъекция животным циклофосфана вызывает интенсификацию процессов свободнорадикального окисления биомакромолекул, с последующим дисбалансом клеточного редокс-статуса (табл. 3). Так, в контрольной группе животных отме­чалось угнетение антиоксидантной системы организма, выражающееся в снижении активности каталазы и СОД в 1,5 и 2,1 раза соответственно, а также в уменьшении содержания восстановленного глутатиона на 40% по сравнению с показателями интактной группы. Следс­твием нарушения активности антиоксидантной системы стало повышение содержания ТБК-активных продуктов в сыворотке крови на 31% по сравнению с таковым у интактных животных. Интенсификация процессов ПОЛ в контрольной группе животных, вероятно, связана с истощением глутатионовой системы организма, ак­тивацией микросомальных окислительных процессов, участвующих в метаболизме циклофосфана, угнете­нием процессов энергообеспечения клетки в результате прямого повреждения молекул энергетического обмена метаболитами цитостатика и, как следствие, наруше­нием процессов их биосинтеза [17].

Употребление животными кондитерского продукта, содержащего облепиховый порошок из листьев, на фоне однократного введения циклофосфана оказало защитное влияние на состояние эндогенной антиоксидантной системы, снижая содержание конечных про­дуктов ПОЛ и способствуя уменьшению выраженностиокислительного стресса. В опытной группе у животных статистически значимо повышались активность каталазы и СОД, а также уровень восстановленного глутатиона соответственно на 52, 33 и 26% по сравнению с кон­тролем (табл. 3). На фоне употребления исследуемого кондитерского изделия у животных отмечена тенденция к снижению уровня ТБК-активных продуктов.

Таким образом, полученные результаты свидетель­ствуют о том, что кекс с добавкой порошка из листьев облепихи Hiррoрhae rhamnoides L. обладает антиму­тагенными и антиоксидантными свойствами. Под его влиянием восстанавливается редокс-статус организма и ограничивается развитие более глубоких повреждений клеточных структур, индуцированных реакционно-спо­собными продуктами метаболизма циклофосфана, что обусловлено содержанием в нем широкого спектра БАВ, в том числе флавоноидов и каротиноидов, оказывающих выраженное антиоксидантное действие [18, 19].

Литература

1. Тутельян В.А., Киселева Т.Л., Кочеткова А.А. и др. Перспек­тивные источники фитонутриентов для специализированных пищевых продуктов с модифицированным углеводным профи­лем: опыт традиционной медицины // Вопр. питания. 2016. Т. 85, № 4. С. 46-60.

2. Бакиров А.Б., Бадамшина Г.Г., Тимашева Г.В. и др. Применение антиоксидантного напитка у здоровых лиц, работающих в условиях химической нагрузки // Вопр. питания. 2016. Т. 85, № 4. С. 82-86.

3. Цыбикова Д.Ц. Биологически активные вещества облепихи крушиновидной и перспективы их использования в медицине и пищевых отраслях. Улан-Удэ : Изд-во ВСГТУ, 2007. 280 с.

4. ГОСТ 10846-91. Зерно и продукты его переработки. Метод опре­деления белка.

5. ГОСТ 31902-2012. Изделия кондитерские. Методы определения массовой доли жира.

6. ГОСТ 5901-87. Изделия кондитерские. Методы определения массовой доли золы и металломагнитной примеси.

7. ГОСТ 5903-89. Изделия кондитерские. Методы определения сахара.

8. Гринкевич Н.И., Сафронич Л.Н. Химический анализ лекарствен­ных растений. М. : Высшая школа, 1983. 176 с.

9. Методы биохимического исследования растений / под ред. Ермакова А.И. Л. : Агропромиздат, 1987. 428 с.

10. Государственная фармакопея СССР. XI изд. М.: Медицина, 1990. 350 с.

11. Ринькис Г.Я., Римакс Х.К, Кушницкая Т.А. Методы анализа почв и растений. Рига, 1987. 95 с.

12. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / под ред. А.Н. Миронова, Н.Д. Бунятяна и др. М. : Гриф и К, 2012. 944 с.

13. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. и др. Метод опреде­ления активности каталазы // Лаб. дело. 1988. № 1. С. 16-19.

14. Макаренко Е.В. Комплексное определение активности супероксиддисмутазы и глутатионредуктазы в эритроцитах у больныхс хроническими заболеваниями печени // Лаб. дело. 1988. 11. С. 48-50.

15. Akerboom T.P.M., Sies H. Assay of glutathione, glutathione disulfide and glutathione mixed disulfides in biological samples // Methods Enzymol. 1981. Vol. 77. P. 373-382.

16. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современ­ные методы в биохимии. М., 1977. С. 67-69.

17. Кашуро В.А., Глушков С.И., Минаева Л.В., Новикова Т.М. Фар­макологическая коррекция цитофлавином циклофосфаниндуцированного токсического поражения тканей печени и почек в эксперименте // Антибиотики и химиотер. 2010. № 9. С. 29-32.

18. Дадали В.А., Тутельян В.А., Дадали Ю.В., Кравченко Л.В. Каротиноиды. Биодоступность, биотрансформация, антиоксидантные свойства // Вопр. питания. 2010. № 2. С. 4-18.

19. Тутельян В.А., Лашнева Н.В. Биологически активные вещества растительного происхождения. флаваноны: пищевые источни­ки, биодоступность, влияние на ферменты метаболизма ксено­биотиков // Вопр. питания. 2011. № 5. С. 4-7.