автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии сывороточных напитков с антиоксидантной активностью

на правах рукописи

0050155»* ёя^а^ёя--

Захарова Евгения Владимировна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СЫВОРОТОЧНЫХ НАПИТКОВ С АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 МАР 2012

г. Москва, 2012

005015589

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии)

Научный руководитель: Доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Донская Галина Андреевна

Официальные оппоненты: Доктор технических наук,

доцент

Творогова Антонина Анатольевна

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Шидловская Виктория Павловна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Московский

Государственный Университет

Пищевых Производств

Защита диссертации состоится 2012 г. в/Ф^асов на

заседании диссертационного совета ДМ 006.021.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять по адресу: 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 26, ГНУ ВНИИМП им. В.М.Горбатова Россельхозакадемии, Ученому секретарю диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии.

Автореферат разослан 2012 г.

Ученый секретарь ___

диссертационного совета

кандидат технических наук, ^ Х^^У^

старший научный сотрудник А. Н. Захаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Рациональное использование вторичного сырья является важным резервом увеличения объемов вырабатываемой молочной продукции, в том числе с функциональными свойствами. В настоящее время лишь 12,2% молочной сыворотки используется на пищевые цели, из них 1,3% - на производство напитков.

Между тем производство функциональных напитков на основе сыворотки является одним из перспективных направлений ее использования. Вводя в рецептуру сывороточных напитков физиологически функциональные ингредиенты, можно варьировать их профилактическую направленность. Важное место среди БАВ занимают антиоксиданты (АО), которые позиционируют в качестве профилактики от многих заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых и онкологических. Попадая в организм человека с продуктами питания, АО выполняют свое защитное действие, предотвращая окисление важнейших компонентов биологических мембран клеток. Особая роль при разработке продуктов отводится природным АО, к числу которых относятся токоферолы, аскорбиновая кислота, фенольные и полифенольные соединения (в том числе флавоноиды, антоцианы и др.), каротиноиды и др.

Теоретические и практические положения разработки функциональных молочных продуктов, которыми руководствовались в работе, изложены в трудах отечественных и зарубежных ученых Ганиной В.И. Гаврилова Г.Б, Голубевой Л.В., Донской Г.А., Евдокимова И.А., Зобковой З.С., Кравченко Э.Ф., Полянского К.К., Радаевой И.А., Рябцевой С.А., Свириденко Ю.Я., Тихомировой H.A., Токаева Э.С., Харитонова В.Д., Храмцова А.Г., Farrell Н. М., Bede М. J. и др. и подтверждают целесообразность совершенствования и разработки новых технологических процессов в данной области.

Цель и задачи исследований

Целью настоящей диссертационной работы является разработка рецептур и технологии низкокалорийных напитков из творожной сыворотки с антиоксидантной активностью.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследовать антиоксидантную активность (АОА) творожной сыворотки в различные периоды года, а также в зависимости от способа ее обработки;

- изучить функциональные свойства и исследовать АОЛ краснопигментированпых растительных концентратов сублимационной сушки (с/с). Теоретически и экспериментально обосновать возможность их применения в составе сывороточных напитков;

- определить и научно обосновать дозировку и способы внесения в сыворотку концентратов с/с. Разработать ингредиентный состав сывороточных напитков с использованием в качестве целевой функции АОА и определить рациональные технологические режимы производства;

- провести комплексные исследования состава и свойств напитков из сыворотки и определить срок их годности;

- разработать техническую документацию на новый вид сывороточных напитков и апробировать разработанную технологию в промышленных условиях.

Научная новизна

Изучена АОА творожной сыворотки в различное время года.

Показано, что наибольшую АОА имеет нативная сыворотка в период с августа по октябрь-месяцы. Установлено, что сепарирование и тепловая обработка сыворотки (90-95'С) снижают ее АОА.

Доказана экстрагирующая активность творожной сыворотки по отношению к АО из концентратов сублимационной сушки.

4

Установлена зависимость АОА сывороточного экстракта от температуры и продолжительности экстракции.

Установлено, что введение в сывороточные напитки краснопигментированных концентратов с/с повышает их АОА и увеличивает сроки годности.

Научно и экспериментально обоснованы рациональные параметры технологии, обеспечивающие получение низкокалорийных сывороточных напитков с антиоксидантной активностью.

Получен патент РФ № 2391017 «Напиток сывороточный» Практическая значимость

- предложено безотходное использование ягодных и овощных концентратов с/с в производстве молочных продуктов, в том числе в качестве экстрактов - для сывороточных напитков и в качестве ягодно-овощных добавок - для йогурта;

- разработаны рецептуры и технология сывороточных напитков с антиоксидантной активностью для массового потребления;

- разработаны и утверждены в установленном порядке комплекты технической документации - «Напитки сывороточные» СТО 00419785007-2011 и «Йогурт фруктовый» СТО 00419785-008-2011. Апробация работы

Результаты диссертационной работы были представлены на: I Всероссийской студенческой научной конференции «Молодежная наука -пищевой промышленности России» (Ставрополь, 2009 г); Международной научно-практической конференции «Технологии функциональных продуктов питания» (Воронеж, 2010 г); Международной научно-практической конференции «Инновационные пути в разработке ресурсосберегающих технологий производства и переработке с/х продукции» (Волгоград, 2010 г); 4 Конференции молодых ученых и специалистов Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии

«Научно-инновационные технологии как основа продовольственной безопасности Российской Федерации» (Москва, 2010 г).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано И работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ, получен патент.

Структура и объем диссертации

Работа изложена на 112 стр., содержит 22 таблицы, 22 рисунка. Библиография представлена 145 источниками, из которых 55 зарубежных. Количество приложений 5.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении сформулированы актуальность темы диссертационной работы, цели и задачи собственных исследований, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе «Аналитический обзор литературы» проанализированы и обобщены данные, в которых показана роль антиоксидантов в организме человека. Представлена классификация антиоксидантов, а также рассмотрены различные природные антиоксиданты фенольного строения. Даны обзор рекомендуемых норм потребления антиоксидантов и их источники в продуктах питания.

Во второй главе «Методика проведения работ и методы исследований» дана характеристика объектов исследований, описание организации постановки экспериментов и комплекса исследованных показателей, приведены методы их определения. Схема проведения исследований представлена на рис. 1.

Экспериментальная часть работы была выполнена в лаборатории ресурсосберегающих процессов и спецтематики ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института молочной промышленности Россельхозакадемии и в испытательном лабораторном центре «Биотест».

Рис. 1. Схема проведения экспериментальных исследований Показатели: 1 - массовая доля жира; 2 - массовая доля белка; 3 - суммарная

антиоксидантная активность; 4 - массовая доля антоцианов; 5 - массовая доля

флавоноидов; б - минеральный состав; 7 - витаминный состав; 8 - активная кислотность;

9- титруемая кислотность; 10- массовая доля золы; 11 - содержание общего азота; 12 -

содержание небелкового азота; 13 - органолептические показатели; 14 - окислительно-

восстановительный потенциал и индекс ОВП; 15 - массовая доля сухих веществ; 16 -

содержание органических кислот; 17 - микробиологические показатели.

Объектами исследований служили: творожная нативная сыворотка,

полученная с ОАО «Тульский молочный комбинат» по ГОСТ Р 53438-2009,

творожная сепарированная сыворотка, сыворотка термически осветленная,

7

концентраты с/с: черника, брусника, морковь, свекла, вырабатываемые в Волгограде фирмой ООО «Сублимированные продукты» «Галакс» по ТУ 9164-097-04801346-05 и по ТУ 9164-105-04801346-05; сывороточно-растителыше композиции, сывороточные напитки, изготовленные по разработанным рецептурам с краснопигментированными концентратами с/с, контрольный образец - аналогичный по составу сывороточный напиток без добавления концентратов с/с.

При проведении исследований использовали стандартизованные и общепринятые методы анализа исследуемых объектов. Определение суммарной АОА проводили амперометрическим методом измерения массовой доли антиоксидантов, эквивалентной галловой кислоте, с помощью прибора «ЦветЯуза - 01-АА» и использовании градуировочного графика зависимости выходного сигнала от концентрации галловой кислоты. Общее содержание белка, содержание общего азота и небелкового азота определяли по методу Къельдаля на анализаторе белка/азота "Kjeltec 2100" по ГОСТ Р 53951-2010. Определение минеральных веществ проводили методом атомноабсорбционной спектрометрии на приборе с внешней системой обработки данных «SpectrAA-220» фирмы VARIAN. Определение массовой доли сухих веществ проводили по ГОСТ 3626-73. Массовую долю витамина С - по ГОСТ 30627.2-98. Микробиологические показатели: количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов - по ГОСТ 10444.15-94; бактерии группы кишечных палочек - по ГОСТ Р 53430-2009; S. aureus - по ГОСТ 30347-97; патогенные микроорганизмы, в том числе салмонеллы по ГОСТ Р 52814-2007; дрожжи и плесневые грибы - по ГОСТ 10444.12-88. Активную кислотность и окислительно-восстановительный потенциал определяли

потенциометрическим методом на иономере «Эксперт-001» по ГОСТ Р 53359-2009. Титруемую кислотность - по ГОСТ 3624-92. Массовую долю жира - по ГОСТ 5867-90. Массовую долю углеводов - по ГОСТ 3628-78. Массовую долю золы - по ГОСТ Р 51466-99. Суммарное содержание

8

антоцианиновых пигментов определяли методом рН-дифференциалышй спектрофотометрии при длине волны к= 510 нм. Органические кислоты определяли в условиях обращсннофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ) при длине волны 1=210 нм. Содержание флавоноидов определяли методом спектрофотометрии при длине волны 415 нм. Пищевую ценность продукта рассчитывали но стандартной формуле. Оценку органолептических показателей сывороточных напитков проводили сенсорно с применением профильного метода.

Эксперименты проводили в 3-5 кратной повторности. Достоверность экспериментальных данных оценивали общепринятыми методами математической статистики с использованием стандартных пакетов компьютерных программ "Microsoft ЕхеГ', "Statistica 6,0" при доверительной вероятности Р=0,95.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В третьей главе «Исследование суммарной антиоксидантной активности творожной сыворотки и концентратов сублимационной сушки» представлены материалы по: изучению физико-химических показателей творожной сыворотки, а также суммарной АОА в зависимости от сезона года, исследованию влияния механической и тепловой обработки на антноксидантные свойства сыворотки, обоснованию выбора экстрагента для экстракции краснопигментированных концентратов с/с.

Результаты исследований по изучению суммарной АОА нативной творожной сыворотки в различные периоды года представлены на рис. 2.

Рис.2. Суммарная антиоксидантная активность нашивной сыворотки в различные периоды года Анализ полученных данных показал, что максимальная АОА нативной

творожной сыворотки наблюдается в период с августа по октябрь.

Эффективные значения АОА сыворотки в летне-осенний период

обусловлены наличием в рационах с/х животных зеленого корма, богатого

белками, витаминами и природными антиоксидантами. По мере уменьшения

доли зеленого корма в рационе дойных коров АОА молочной сыворотки

постепенно снижается, достигая в марте значения 0,0046 мг/мл.

Следовательно, для получения напитков с антиоксидантной активностью

наиболее рационально использовать сыворотку в летне-осенний период.

Одними из важнейших технологических операций, используемых при

переработке творожной сыворотки являются центробежная очистка, а при

получении осветленных напитков - тепловая обработка. Результаты

экспериментальных исследований АОА творожной сыворотки в зависимости

от способа обработки представлены в таблице 1.

Таблица 1

Антиоксидантная активность творожной сыворотки_

Показатель Сыворотка

нативная сепарированная осветленная термическим способом

АОА, мг/мл 0,048±0,005 0,027±0,005 0,016±0,005

Полученные данные свидетельствуют о снижении АОА сыворотки при сепарировании и при последующей тепловой обработке ((?= (95±2)'С, т = 40 мин.).

Учитывая, что большей потребительской популярностью пользуются осветленные сывороточные напитки, представлялось целесообразным усиливать их функциональные свойства за счет внесения природных антиоксидантов, в том числе флавоновдов.

С этой целью в сыворотку вводили биокорректоры в виде концентратов с/с, содержащих в своем составе комплекс БАВ.

Для характеристики показателей компонентов, используемых в качестве биокорректоров, определяли их химический состав и АОА (табл. 1).

Таблица 1

Химический состав растительных концентратов сублимационной __сушки_

Наименование показателя Фактические значения

Морковь Свекла Брусника Черника

Антиоксидантная активность мг/г 0,007±0,003 0,019±0,005 0,011±0,005 0,015±0,005

Содержание витамина С, мг/100 г 21,4±1,80 139,3±1,80 154,8±1,80 123,2±1,80

Кальций, мг/100 г 139,6±1,8 ЗП,9±1,8 282,6±1,8 162,0±1,8

Магний, мг/100г 190, 15±0,50 200,14±0,50 74,35±0,50 56,91±0,50

Фосфор, мг/100 г 258,8±0,36 389,9±0,36 180,2±0,36 137,5±0,36

Железо, мг/ 100 г 2,03±0,04 2,01±0,04 4,39±0,04 0,48±0,04

Калий, мг/100 г 1975,4±1,0 1993,5±1,0 632,33±1,0 660,51±1,0

Флавоноиды, мг/ 100 г 282,3±28,2 291,0±29,0 498,0±49,8 859,0±86,0

Антоцианы, мг/ ЮОг отсутствуют отсутствуют 330,0±33,0 2730,0±273,0

Анализ полученных данных показал, что наибольшей суммарной АОА,

более высоким содержанием витамина С, флавоновдов, антоцианов обладают концентраты свеклы, брусники и черники, что предопределило перспективность их использования для производства напитков с повышенными функциональными свойствами и АОА.

При разработке напитков с АОА руководствовались методическими рекомендациями МР 2.3.1.2432 -08 «Нормы физиологических потребностей в

энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации». В соответствии с MP рекомендуемый уровень потребления флавоноидов составляет 250 мг/сутки. В задачу наших исследований входило получение сывороточных напитков с содержанием флавоноидов не менее 25% от рекомендуемой суточной нормы

Четвертая глава «Обоснование технологии сывороточных напитков с краснопигментированными концентратами сублимационной сушки» посвящена разработке и обоснованию режимов технологического процесса производства сывороточного напитка с АОА.

Для оптимального извлечения природных антиоксидантов из концентратов с/с проводили процесс экстракции. В качестве экстрагента использовали творожную осветленную сыворотку, содержащую органические кислоты, способствующие извлечению БАВ. Экстракцию осуществляли при t= (20±2)°С и постоянном перемешивании (частота вращения мешалки - 28 об./мин.). Результаты исследований АОА сывороточных экстрактов приведены на рис.3.

0,04 0,035 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 О

1 ■и

Свекла

Брусника

Черника

Рис.3. Антиоксидантная активность экстрактов концентратов с/с в творожной сыворотке

С целью увеличения перехода БАВ в сыворотку исследовали влияние

соотношения твердой и жидкой фаз, длительности контакта, температурных факторов на режим экстрагирования. В качестве отклика использовали органолептические показатели сывороточно-растительных композиций, которые оценивали, используя профильный метод сенсорной оценки.

Диапазон количества вносимых растительных компонентов был выбран от 0,5% до 4,0%.

Выделение наиболее характерных для сывороточного напитка элементов вкуса позволило установить профиль его восприятия. Результаты сенсорного анализа сывороточно-растительных композиций представлены на рисунке 4, 5, 6.

Сывороточный привкус

-*- 0,5% 1% 2% 3% -*- 4%

Рис. 4. Профилограмма органолептической оценки сывороточно-свекольной композиции с различным содержанием концентрата

Сывороточный привкус

| -»- 0,5% -*- 1 % 2% 3% -ж- 4%|

Рис.5. Профилограмма органолептической оценки сывороточно-брусничной композиции с различным содержанием концентрата

Сывороточный привкус

Ъл

// Наличие белкового осадка ь^/ /(/ \^\/\аР>5Сывороточнь1Й запах

Несвойственный напитку цвет Кислый привкус

| —»—0,5% -»-1% 2% |

I 1% —щ—4% |

Рис. 6. Профилограмма органолетшческой оценки сыеороточно-черничной композиции с различным содержанием концентрата

Полученные результаты показали, что наивысшее количество баллов

получили сывороточно-растительные композиции с 1%-ным содержанием растительных концентратов. Указанное значение концентрации при проведении дальнейших экспериментов было принято за базовое.

На первом этапе изучали влияние длительности экстракции на АОА сывороточно-растительной композиции (рис. 7).

Экстрагирование проводили в течение 5, 10, 15, 20 минут при постоянной температуре 1=(20±2)°С.

Габрусника Ичерника Рсвекла|

Рис. 7. Величина АОА сывороточных экстрактов в зависимости от длительности экстракции

Полученные данные свидетельствуют о том, что с увеличением экспозиции экстракции АОА экстракта брусники возрастает с 0,027 до 0,050 мг/мл, достигая значения 0,050 мг/мл при 10-минутной экспозиции. Дальнейшее увеличение времени контакта не оказывает существенного влияния на показатели АОА. Переход растительных ингредиентов из свеклы с/с в сыворотку резко возрастает при увеличении экспозиции экстракции в диапазоне от 0 до 5 минут (с 0,035 мг/мл до 0,053 мг/мл), оставаясь примерно на одном уровне при дальнейшем росте экспозиции. Усиление процесса экстракции из черники с/с наблюдается при 5-минутой экспозиции. Значение АОА экстракта возрастает при этом с 0,031 до 0,052 мг/мл, незначительно увеличиваясь (до 0,053 мг/мл) при 20-минутной экспозиции экстракции.

На втором этапе изучали влияние температуры экстрагирующей среды на АОА сывороточно-растительных композиций (рис. 8). Результаты исследований показали, что увеличение температуры экстракции с 20 до 85°С для композиций, включающих бруснику или чернику приводит к возрастанию АОА. При дальнейшем повышении температуры наблюдается снижение АОА. Для сывороточно-растительной композиции со свеклой оптимальная температура экстрагирования составляет (75±2)°С.

Рис.8. Влияние температуры на антиоксидантную активность сывороточных экстрактов

На основании исследований кинетики процесса экстрагирования

получены оптимизационные модели процесса и соответствующие уравнения

регрессии, описывающие зависимость величины АОА (У) в экстрактах от

15

температуры (Х1) и длительности экстрагирования (Х2). Результаты приведены на рис. 9,10,11.

• для сывороточно-черничной композиции: У=0>0142+5>5619*10"5Х1+0,0004*Х2-116*10"6Х1Х,+2,2857*10-<;Х1Х2-ЗД65*10-6Х2Х2

Рис.9. Поверхность отклика АО А сывороточно-черничной композиции при варьировании длительности экстрагирования и температуры экстракции • для сывороточно-брусничной композиции

У=-0,049+0,002Х,+0,0007*ХГ1,'49330* 10"5Х1Х,-4>8571*10"6Х1Х2-2,7211*10"6Х2Х2

Рис.10. Поверхность отклика АОА сывороточно-брусничной композиции при варьировании длительности экстрагирования и температуры экстракции

• для сывороточно-свекольной композиции: У=-0;0125+0,0006Х1+0,0009*Х2-4,2667*10-6Х1Х1-2,2857*10"6Х1Х2-5>034*10"6Х2Х2

одго

£

| амо % ома

| ОЛЮ

5 лого 8 0,010

□ аом ГВомо ШШ ото

Рис.11. Поверхность отклика АО А сывороточно-свекольной композиции при

варьировании длительности экстрагирования и температуры экстракции

В результате полученных данных установлены рациональные параметры технологического процесса экстракции, обеспечивающие наибольший переход антиоксидантов в сыворотку: время экстрагирования концентрата брусники - 10 минут, концентратов свеклы и черники - 5 мин.; температура экстрагирующей среды для сывороточно-растительной композиции со свеклой - (75±2)°С; для композиции с брусникой и черникой - (85±2)°С.

С целью формирования сбалансированных органолептических показателей сывороточных напитков использовали дополнительные компоненты.

На основании результатов исследований и корректировки органолептических показателей разработаны рецептуры сывороточных напитков с АОА (Табл.2). С учетом установленных параметров экстракции определены оптимальные режимы пастеризации, соответствующие (75±2)°С, с выдержкой 20 сек. Сывороточные напитки, подвергнутые пастеризации при данной температуре, сохраняли свою максимальную антиоксидантную активность.

Таблица 2

Рецептуры сывороточных напитков_

Наименование Нормы расхода сырья, кг/100 кг

сырья Сывороточный Сывороточный Сывороточный

напиток со напиток с напиток с

свеклой брусникой черникой

сыворотка 83,0 89,9 89,9

творожная

свекла с/с 1,0 - -

брусника с/с - 1,0 -

черника с/с - - 1,0

сахар-песок 3,0 5,0 5,0

ФГС 3,0 3,0 3,0

фруктово-ягодный 10,0 1,0 1,0

наполнитель «Сок

красных ягод»

лимонная кислота - 0,1 0,1

Итого 100,0 100,0 100,0

Энергетическая ценность (в 100 г), ккал 45,0 40,0 42,0

На рис. 12. представлена схема технологического процесса производства сывороточных напитков с АОА. С целью создания безотходного производства предложено использование концентратов с/с в качестве экстрактов при выработке напитков и в качестве ягодно-овощных добавок (мякоти после фильтрации)- при производстве йогуртов.

Рис. 12. Схема технологического процесса производства сывороточного напитка с антиоксидантной активностью Пятая глава «Характеристика показателей качества напитков из сыворотки с краснопигментированными концентратами сублимационной сушки» посвящена исследованию физико-химических показателей разработанных сывороточных напитков с АО А (Табл. 3.)-

Таблица З

Показатели качества разработанных сывороточных напитков

Показатели Сывороточный напиток

контроль с брусникой с черникой со свеклой

Антиоксидантная активность, мг/мл 0,022±0,011 0,064±0,011 0,068±0,011 0,067±0,011

Массовая доля белка, % 0,72±0,06 0,77±0,06 0,72±0,06 0,78±0,06

Массовая доля жира, % 0,15±0,01 0,15±0,01 0,15±0,01 0,15±0,01

Массовая доля сухих веществ, %, 5,94±0,1 14±0,1 14±0,1 16,4±0,1

Массовая доля углеводов, в том числе сахароза, % 6,01 ±0,65 6,5±0,65 6,24±0,65 6,01±0,65

Массовая доля золы, % 0,82±0,06 0,85±0,06 0,97±0,06 1,05±0,06

Титруемая кислотность, °Т 71,0±2 74,0±2 73,0±2 76,0±2

Активная кислотность, ед. РН, 4,1 ±0,1 4,0±0,1 4,1 ±0,1 4,1±0,1

Для более полной характеристики разработанных сывороточных

напитков был исследован микронутриентный состав готового продукта (Табл.4.). Представленные данные свидетельствуют о более полном содержании в напитках микронутрнентов и антиоксидантов в виде флавоноидов, антоцианов, органических кислот.

В процессе хранения напитков с целью установления сроков их годности исследовали суммарную АОА, физико-химические, микробиологические, органолептические показатели. Разработанные сывороточные напитки и контрольный образец хранили при температуре (4±2)'С. Время хранения составляло 72 сут., что было обусловлено установлением возможного срока годности продукта 60 суток с учетом коэффициента резерва 1,2, предусмотренного Методическими указаниями Минздрава РФ (МУК 4.2.1847 - 04).

Таблица 4

Микропутриентный состав сывороточных напитков__

Показатели Сывороточный напиток

контроль с брусникой с черникой со свеклой

Кальций, мг/100 г 113,0±1,8 116,18±1,8 115,21±1,8 116,46±1,8

Магний, мг/100г 60,46±0,50 61,54±0,50 62,38±0,50 63,2±0,50

Фосфор, мг/ 100 г 100,0±0,36 105,45±0,36 102,63±0,36 103,31±0,36

Железо, мг/ 100 г 0,046±0,04 0,086±0,04 0,051±0,04 0,066±0,04

Калий, мг/ 100 г 136,4±1,0 143,03±1,0 142,52±1,0 156,33,28±1,0

Флавоноиды, мг/100 мл отсутствуют 67,2±2,6 77,9±7,8 71,0±7,1

Аптоцианы, мг/100 мл отсутствуют 0,16±0,22 1,0±0,1 отсутствуют

Органические кислоты,% отсутствуют 0,68 0,60 0,94

Разработанные сывороточные напитки характеризовались высокой микробиальной чистотой, как в день выработки, так и в течение всего периода хранения. Количество мезофильных и факультативно анаэробных микроорганизмов в конце срока хранения для сывороточных напитков с ЛОЛ составляло от 2* 103 до 5х 103 КОЕ/см3, что отвечает требованиям Федерального закона №88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» с изменениями от 22.07.2010 г. №163-Ф3. В контрольном образце КМАФАнМ достигает значения 4х 105 КОЕ/см3 на 30-е сутки хранения, превышающего допустимый уровень. На протяжении всего срока хранения в сывороточных напитках, отсутствовали патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, БГКП и S.aureus.

Результаты проведенных исследований показали, что АОА налитков с концентратами сублимационной сушки в процессе хранения снижается, что обусловлено протеканием биохимических процессов, происходящих в продукте под влиянием ряда факторов, в том числе наличия кислорода воздуха (рис.12.). Однако за счет наличия в составе опытных образцов

напитков флавоноидов, органических кислот, антоцианов, их АОА на протяжении 72 суток хранения остается на высоком уровне в сравнении с контролем.

О 15 30 45 60 72

Продолжительность хранения, сут

□ контрольный образец «сывороточный налиток со свеклой с/с

□ сывороточный напиток с черникой с/с асывороточный напиток с брусникой с/с

Рис.13. Изменение суммарной антиоксидантной активности сывороточных напитков в процессе хранения

На основании результатов проведенных исследований установлен срок годности напитков, соответствующий 60 суткам. Разработаны и утверждены комплекты технической документации на «Напитки сывороточные» СТО 00419785-007-2011 и «Йогурт фруктовый» СТО 00419785-008-2011.

В производственных условиях ОАО «Тульский молочный комбинат» выработана опытная партия продукта.

ВЫВОДЫ

1. Исследована антиоксидантная активность творожной сыворотки в различное время года. Показано, что наибольшую антиоксидантную активность (0,045-0,048 мг/мл) имеет нативная сыворотка в период с августа по октябрь-месяцы. Обработка сыворотки путем сепарирования, с целью извлечения жира и казеиновых частиц, снижает ее АОА на 44%.

Тепловая обработка (1 = (95±2)'С, т= 40 мин.), с целью получения осветленных напитков, снижает ЛОА сыворотки на 67,2%.

2. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования краснопигментированных концентратов сублимационной сушки (свеклы, брусники, черники), содержащих в своем составе природные АО в виде витамина С, флавоноидов, антоцианов, органических кислот, а также макро- и микроэлементы, при производстве осветленных сывороточных напитков для усиления их функциональных свойств.

3. Установлена экстрагирующая активность творожной сыворотки по отношению к антиоксидаптам концентратов с/с. Показано влияние температуры и продолжительности экстракции на антиоксидантную активность сывороточно - растительных экстрактов. Определены оптимальные параметры экстракции. Максимальная АОА сывороточных композиций со свеклой (0,067 мг/мл) получена при температуре (75±2)'С с экспозицией 5 минут; с брусникой (0,064 мг/мл) и черникой (0,068 мг/мл) при температуре (85±2)'С с экспозициями 10 и 5 минут, соответственно.

4. Подтверждено экспериментально, что внесение в творожную сыворотку 1 % концентрата с/с повышает антиоксидантную активность напитка с 0,022 до 0,064-0,068 мг/мл, содержание флавоноидов (природных антиоксидантов) до 67-77 мг%, антоцианов до 0,16-1 мг%, органических кислот до 0,68-0,94%; увеличивает количество макро- и микроэлементов и в сочетании с пищевыми добавками обеспечивает получение продукта с высокими органолептическими показателями.

5. Определены рациональные режимы пастеризации напитков - (75±2)'С с выдержкой 20 сек., обеспечивающие, при введении в сыворотку ягодных или овощных экстрактов, их максимальную АОА. Установлен срок годности напитков - 60 суток. Разработанная технология защищена патентом.

6. Установлено, что АОА напитков в процессе хранения снижается, что обусловлено протеканием биохимических процессов. При этом содержание флавоноидов в 200 г сывороточного напитка с концентратами с/с на конец срока годности составляет от 48,4 до 53,0 % от рекомендуемой суточной нормы потребления для взрослых (250 мг/сутки) и от 48,4 - 53,0 % до 80,6 - 88,2 % для детей (150-250 мг/сутки).

7. Предложено безотходное использование ягодных и овощных концентратов с/с: в качестве экстрактов при производстве сывороточных напитков и в качестве ягодно-овощных добавок при производстве йогурта. Разработаны и утверждены в установленном порядке комплекты технической документации - «Напитки сывороточные» СТО 00419785007-2011 и «Йогурт фруктовый» СТО 00419785-008-2011. Осуществлена апробация технологии в промышленных условиях, подтверждающая возможность ее реализации. Дополнительная прибыль на 1 т. сывороточного напитка с АОА, составила 4, 84 тыс. руб.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах: Статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Донская Г.А. Антиоксидантные свойства молочной сыворотки / Г.А. Донская, Е.В. ЗахароваII Молочная промышленность-2010. -№9. с-72-74.

2. Донская Г.А. Краснопигментированные биокорректоры для увеличения сроков хранения сывороточных напитков/ Г.А. Донская, Е.В. Захарова// Молочная промышленность-2012.-№1. с-71-72.

Научные труды институтов, материалы конференций

3. Донская Г.А. Исследование окислительно-восстановительных свойств сывороточных напитков в процессе хранения/ Г.А. Донская, Е.В. Захарова//Научное обеспечение молочной промышленности (ВНИМИ - 80 лет). Сборник научных трудов. - М: ГНУ ВНИМИ, 2009. - С. 132134.

4. Донская Г.А. Изучение микробиологических показателей сывороточных напитков с полисахаридами природного происхождения в процессе хранения /Г.А. Донская, Е.В. Захарова// Материалы I Всероссийской студенческой научной конференции «Молодежная наука - пищевой промышленности России». Ставрополь: СевКавГТУ, 2009-С. 66-67.

5. Захарова Е.В. Изучение антиоксидантной активности творожной сыворотки /Е.В. Захарова// Инновационные пути в разработке ресурсосберегающих технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции: В 2 ч.Ц.2 переработка сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов: мат. Международной научн.-практической конференции; • Волгоград -2010.-С. 166-168.

6. Донская Г.А. Природные аншоксиданты в молочной сыворотке /Г.А. Донская, Е.В. Захарова// Сборник материалов международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности»; - Воронеж ~ 2010. - С. 154-155.

7. Захарова Е.В. Использование растительного сырья, стимулирующего усвоение природных антиоксидантов из молочных продуктов /Е.В. Захарова, Е.С. Аверкина// 4- я Конференция молодых ученых и специалистов Отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии «Научно-инновационные технологии как основа продовольственной безопасности Российской Федерации». - М.: 2010 - С. 98-99;

8. Захарова Е.В. Выбор экстрагентов и параметров экстракции для оптимального извлечения антиоксидантов из биологически активного сырья /Е.В. Захарова, Г.А. Донская// Живые системы и биологическая безопасность населения: материалы VIII Международной научной конференции студентов и молодых ученых.- М.: МГУПБ. - 2010. -С. 18-20.

9. Захарова Е.В. Влияние механической и тепловой обработки на антиоксидантные свойства творожной сыворотки, предназначенной для производства напитков /Е.В. Захарова, Г.А. Донская// Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии - основа модернизации отраслей производства и переработки сельскохозяйственной продукции»; - Волгоград — 20II.— С.251-254.

Ю.Захарова Е.В. Переход антиоксидантов из черники сублимационной сушки в творожную сыворотку /Е.В. Захарова//Сборник научных трудов 5-й Конференции молодых ученых и специалистов институтов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии; - Москва - 2011.- С. 115-120;

Патенты

11.Патент № 2391017 RU, МПК, CI, А23С21/00 Напиток сывороточный /Донская Г.А., Захарова Е.В., Харитонов В.Д., Кочнев Н.К., Филин А.И., опубл. 10.06.2010, Бюл № 16.

Список сокращений:

с/с - сублимационная сушка

АОА - антиоксидантная активность

БАВ - биологически активные вещества

АО - антиоксиданты

ФГС - фруктозо-глюкозный сироп

ОВП (ЕЬ) - окислительно-восстановительный потенциал

Индекс ОВП (гН2) - индекс оксилитебльно-восстановительного потенциала

I- температура

х - длительность

Отпечатано в типографии ООО "Франтера" Подписано к печати 13.02.2012г. Формат 60x84/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/м*. Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,63. Тираж 100. Заказ 490.

WWW.FRANTERA.COM

61 12-5/1723

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности (ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии)

на правах рукописи

ЗАХАРОВА ЕВГЕНИЯ ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СЫВОРОТОЧНЫХ НАПИТКОВ С АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Специальность - 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук Донская Галина Андреевна

Москва 2012

, СОДЕРЖАНИЕ

Введение......................................................................... 5

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..................... 8

1.1 Иммунитет и свободные радикалы....................................... 8

1.2 Классификация антиоксидантов.......................................... 15

1.3 Рекомендуемые нормы потребления антиоксидантов и их 27 источники........................................................................,

1.4 Цели и задачи исследований............................................... 38

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТ И МЕТОДЫ 40 ИССЛЕДОВАНИЙ.....................................................................

2.1 Организация экспериментальных работ......................................................................40

2.2 Объекты исследований............................................................................................................40

2.3 Постановка эксперимента........................................................................................................41

2.4 Методы исследований..................................................................................................................43

Глава 3. ИССЕДОВАНИЕ СУММАРНОЙ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ И КОНЦЕНТРАТОВ.

СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ................................................................................................52

3.1 Исследование антиоксидантной активности творожной сыворотки 52

3.2 Влияние процессов обработки на антиоксидантную активность творожной сыворотки........................................................ 54

3.3 Исследование химического состава, микробиологических показателей и антиоксидантной активности краснопигментированных концентратов сублимационной сушки........................................................................... 56

Глава 4. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СЫВОРОТОЧНЫХ НАПИТКОВ С КРАСНОПИГМЕНТИРОВАННЫМИ КОНЦЕНТРАТАМИ СУБЛИМАЦИОННОЙ

СУШКИ............................................................................... 60

4.1 Обоснование параметров и оптимизация подготовки растительных компонентов................................................. 60

4.2 Разработка рецептуры сывороточных напитков с краснопигментированными концентратами сублимационной

сушки.......................................................................................... 70

Глава 5. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПИТКОВ ИЗ СЫВОРОТКИ С

КРАСНОПИГМЕНТИРОВАННЫМИ КОНЦЕНТРАТАМИ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ................................................. 84

5.1 Оценка микронутриентного состава сывороточных напитков с краснопигментированными концентратами сублимационной

сушки.............................................................................

5.2 Физико-химические и микробиологические показатели продукта 86

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ............................. 95

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................... * 97

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................... ИЗ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АО - антиоксиданты

АОА - антиоксидантная активность

АФК - активные формы кислорода

БАД - биологически активные добавки

ГПО - глютатионпероксидаза

ГлП — глютатионпероксидаза

ЛФ - лактоферрин

МДА - малоновый диальдегид

ОВП (ЕЬ) - окислительно-восстановительный потнциал

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты

СР - свободные радикалы

СРО - свободно - радикальное окисление

с/с сублимационная сушка

гН2 - индекс окислительно-восстановительного потенциала

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, когда жизнь человека тесно связана с воздействием множества неблагоприятных факторов, необходимо находить средства укрепления здоровья, повышения иммунитета [90, 102].

Во время адаптации к неблагоприятным воздействиям в организме человека происходит резкое повышение свободных радикалов, 98 % которых составляют перекисные соединения [124].

Свободные радикалы могут проявлять мутагенные свойства, связанные с нарушением структуры молекул ДНК и РНК, вызывая изменения наследственной информации, что приводит к заболеваниям.

Длительный оксидантный стресс неизбежно приводит к опасным заболеваниям (онкологическим, сердечно-сосудистым, диабету) и преждевременному старению. Оксидантный стресс можно снять с помощью антиокисдантной терапии, то есть путем потребления в определенном количестве природных антиоксидантов, которые присутствуют в овощах, фруктах, ягодах, растительных маслах, меде, чае, кофе, соках, вине, проросших зернах и других продуктах [5, 87].

Основной целью распоряжения правительства № 1873 - «Основы государственной политики РФ в области здорового питания населения на период до 2020 года» является сохранение и укрепление здоровья населения, профилактика заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием [79]. Одна из важнейших задач, направленных на достижение поставленной цели - развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, продуктов функционального назначения [52].

В настоящее время питание большинства взрослого населения не соответствует принципам здорового питания из-за потребления продуктов, содержащих большое количество жира животного происхождения, недостатка в рационе овощей и фруктов, что приводит к росту избыточной массы тела и ожирению, распространенность которых за последние 8-9 лет

возросла с 19 до 23%, увеличивая риск развития сахарного диабета, заболеваний сердечно - сосудистой системы и других [81].

В связи с этим актуальной является разработка функциональных малокалорийных продуктов питания, в том числе на основе молочной сыворотки, содержащей минорные компоненты, стимулирующие усиление иммунитета. Для оптимального питания необходимы, кроме жиров, белков и углеводов, макро- и микроэлементы, витамины и антиоксиданты [44]. Большое внимание в последние годы уделяется исследованиям в области пополнения антиоксидантных резервов человеческого организма, путем разработки БАД и продуктов питания, обладающих АОА. Наличие антиоксидантов в продуктах питания способствует с одной стороны, увеличению срока их годности, путем замедления или предотвращения окислительных процессов молекулярным кислородом. Известно, что малые количества этих соединений (0,01-0,001%) могут надолго приостановить окисление углеводородов, альдегидов, жиров. С другой стороны, попадая в организм человека, продукты с АОА продолжают свое АО действие, предотвращая окисление ненасыщенных липидов - важнейших компонентов биологических мембран клеток. Это позволяет позиционировать такие продукты, как вещества с АО.

АОА продуктов можно варьировать путем введения в рецептуру синтетических или природных антиоксидантов. Предпочтение отдается последним, к разряду которых относятся витамины, флавоноиды, гидрооксикислоты и др.

В данной работе для увеличения АОА творожной сыворотки в качестве природных АО выбраны краснопигментированные концентраты (КПК) сублимационной сушки (с/с): свекла, черника, брусника, морковь.

Основанием для выбора кмк с/с служило высокое содержание в них биологически активных веществ, макро- и микроэлементов, биофлавоноидов, антоцианов, органических кислот. Краснопигментсодержащие растительные продукты обладают азотсодержащими пигментами - антоцианами,

являющимися аналогами дыхательных коферментов - флавоноидов, способных переносить ионы водорода, т.е. осуществлять цикл окислительно-восстановительных реакций в физико-химическом процессе дыхания организмов.

Сублимационная вакуумная сушка позволяет сохранить свойства натуральных продуктов без потери их биологической активности. Преимущества продуктов сублимационной сушки в том, что они легко вписываются в любой технологический процесс и за счет многократной концентрации полезных компонентов, усиливают лечебные и профилактические свойства продуктов.

Использование в качестве основы напитков молочной сыворотки обусловлено ее богатым минеральным и аминокислотным составами, уникальностью сывороточных белков, наличием в ней лактозы, лактопероксидазы, лактофферина. Поэтому одним из направлений полного использования всех компонентов молочной сыворотки, является производство напитков на ее основе.

Теоретические и практические положения разработки функциональных молочных продуктов изложены в трудах отечественных и зарубежных ученых Голубевой JI.B., Ганиной В.И. Гаврилова Г.Б, Донской Г.А., Евдокимова И.А., Зобковой З.С., Кравченко Э.Ф., Полянского К.К., Радаевой И.А., Рябцевой С.А., Свириденко Ю.Я., Тихомировой H.A., Токаева Э.С., Тутельяна В.А., Харитонова В.Д., Храмцова, А.Г., Farrell Н. М., Bede М. J.h др.

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Иммунитет и свободные радикалы

Организм человека, представляя собой частично открытую для внешней среды систему, постоянно подвергается воздействию чужеродных химических веществ. Появление чужеродных веществ в биосредах организма вызывает дополнительную нагрузку на системы детоксикации и, прежде всего, на ферменты и биологически активные соединения. Одним из показателей напряжения процессов детоксикации может служить уровень содержания в биологических жидкостях малонового диальдегида (МДА) — вторичного продукта перекисного окисления липидов (ПОЛ) — как одного из основных продуктов биотрансформации органических ксенобиотиков [59].

Обеспечение нормальной жизнедеятельности возможно не только при условии снабжения организма необходимым количеством энергии, в виде углеводов, жиров и белков, но и при соблюдении сложных соотношений между многочисленными факторами питания. Дефицит макро- и микронутриентов (аминокислот, эссенциальных жирных кислот, растворимых пищевых волокон, витаминов А, Вб, В12, С, Е, фолиевой кислоты, цинка, меди, железа, селена и др.) приводит к нарушению функционирования иммунной системы [2, 77].

В современных концепциях питания все большее внимание уделяется минорным компонентам пищи, во многом определяющим ее функциональное действие [12]. Одними из самых представительных микронутриентов являются многочисленные биоантиоксиданты, т.е. соединения, снижающие активность радикальных окислительных процессов [61].

1.1.2 Свободные радикалы

Под свободными радикалами (СР) принято понимать молекулу или ее часть, имеющую неспаренный электрон. Наличие неспаренного электрона обусловливает высокую химическую активность СР, который, встулая в химические реакции, приобретает недостающий электрон [69]. Свободные радикалы легко вступают в реакцию с макромолекулами, которые имеют

важное биологическое значение (ДНК, липиды, белки) и уничтожает их структуры и функции, что ускоряет старение и может привести к дегенеративным заболеваниям, включая рак [101].

Наиболее типичные и часто встречающиеся СР представляют собой активные формы кислорода, активные формы азота, продукты окисления липидов.

Баланс между процессами образования активных форм кислорода, азота и реакциями антиоксидантов является важной гомеостатической константой. Нарушение сбалансированности в системах генерации свободных радикалов и антиоксидантной приводит к развитию окислительного стресса, являющегося типовой патологической реакцией организма [42].

В биологических системах можно выделить несколько .типов свободных радикалов. Одни из них образуются в условиях нормального обмена веществ, другие возникают при негативных условиях жизнедеятельности. В числе последних - свободные радикалы воды и органических молекул, образующихся при действии на клетку ионизирующих и ультрафиолетовых лучей, различных токсичных веществ, в том числе возникающих при многих заболеваниях.

ТТ5 СГЗ1 5 Ы Оксид еодорода (вода)

ш ш> ж зяв

Н О С 13 1Т Пероксид водорода

« 2 Молекулярный кислород

■ - Г ди.-кси Г5н)

{ -Рг - г^ »""> , Vпероксид

I «V_^ ш V_^ и г Ганион-радика л)

Ш «Ш 853 588

(НЮ:) Гидроксид ион

( 3 Радикал гидроксида

Рис. 1.1 Различные типы свободных радикалов

Наибольшее количество свободных радикалов обнаруживается в тех биологических системах, в которых интенсивность обменных процессов велика [1].

Свободные радикалы способны разрушить клеточные мембраны, могут приводить к отечным, кистозным процессам, быстрому старению организма [108]. Кроме того, уменьшается уровень и возможность усвоения кальция организмом, что само по себе приводит к различным серьезным заболеваниям. Свободные радикалы кислорода, перекись водорода, пероксиды липидов и др. биоактивные окислители образуются в тканях организма в ходе реакций биологического окисления ряда субстратов [100].

Окислительное повреждение тканей играет ключевую роль в развитии многих заболеваний, как например, атеросклероза, ишемической болезни сердца, диабетических ангиопатий, нейродегенеративных и аутоиммунных заболеваний, рака, катаракты и других [101, 128, 93].

Окисленные липиды обладают антигенными свойствами, запуская аутоиммунные процессы повреждения тканей [43].

Перекисное окисление липидов (ПОЛ) представляет собой свободнорадикальное окисление полиненасыщенных жирных кислот в биологических системах [11]. В связи с этим одним из способов предотвращения накопления ПОЛ является активирование антиоксидантной системы с помощью антиоксидантов [64].

Среди наиболее широко представленных в биологических системах свободных радикалов неорганической природы (атомы водорода, углерода, кислорода, азота, серы) основное значение имеют свободные радикалы кислорода [11]. Активные формы кислорода (АФК) являются побочными продуктами нормального клеточного метаболизма при ферментативных электрон-транспортных процессах, таких как митохондриальное дыхание и метаболизм ксенобиотиков микросомальной системой монооксигеназ. Чрезмерное увеличение АФК под влиянием какого-либо экзогенного или эндогенного фактора, а также при наличии недостаточности антиоксидантной системы может привести к развитию окислительного стресса [116].

1.1.3 Антиоксидантная система

В противовес свободнорадикальным процессам в организме существует антиоксидантая система, представленная в первую очередь системой антиоксид антных ферментов: супероксиддимутазой (СОД), связывающей активные формы кислорода с образованием перекиси водорода; каталазой, деструктирующей перекиси в липидные гидропероксиды, глютатионпероксидазой (ГПО), редуцирующей липидные гидропероксиды за счет окисления глютатиона, глютатионредуктазой, восстанавливающей глютатион путем окисления НАДФН, последний восстанавливается через цитохромную цепь и систему природных антиоксидантов - а-токоферола, аскорбиновой кислоты, флавоноидов [101]. Насколько успешно она справляется со своими обязанностями, во многом зависит от входящих в ее состав биоантиоксидантов — токоферолов, убихинонов, убихроменолов, каротиноидов, витаминов А, Е и С.

Каждый антиоксидант вносит в процесс ингибирования перекисного окисления свой посильный вклад, но все соединения, имеющие антиоксидантную активность, выполняют и другие, как правило, не связанные с ней функции. По современным представлениям, особенность их антиоксидантного действия состоит в способности связывать радикалы, инициирующие перекисное окисление липидов (к примеру, супероксид-ион).

В биологических системах антиоксидантами называются вещества, способные ингибировать процессы свободнорадикального окисления. Для живых клеток наибольшую опасность представляет цепное окисление полиненасыщенных жирных кислот, или перекисное окисление липидов. В реакциях ПОЛ образуется большое количество липидных гидроперекисей, которые обладают высокой реакционной способностью и оказывают мощное повреждающее действие на клетку [10].

Нормализующее действие антиоксидантов на факторы иммунитета обусловлено универсальностью точек приложения действия антиоксидантов

клеточных мембран, в том числе свободно циркулирующих иммунокомпетентных клеток [45].

Супероксиддисмутаза является важнейшим элементом антиоксидантной защиты организма. Этот фермент состоит из двух субъединиц с общей молекулярной массой 32 к Да, содержит по одному атому меди и цинка (существует также марганец-содержащая СОД, обнаруженная в печени крысы и человека; в бактериальных клетках обнаружена железо-содержащая СОД). Фермент ускоряет распад 02- на 4 порядка. Активность СОД обычно определяют по ингибированию содержащих СОД биологическими экстрактами и жидкостями за счет образования под действием 02- окрашенных продуктов из субстратов, например, тетразолия нитросинего.

СОД играет одну из ключевых ролей на первой линии АОЗ организма благодаря способности регулировать уровень супероксида, который является одним из основных прооксидантов в клетке, а- токоферол является липофильной молеку�