English version
На Главную Карта сайта Форма запроса
Искать
 
Сверхкритическая флюидная экстракция

Исследование антиокислительных свойств сверхкритических СО2-экстрактов

Д.т.н. Лисицын А.Б., к.т.н. Семенова А.А., асп. Гундырева М.И.
ГНУ ВНИИМП им. В.М.Горбатова,
к.б.н. Харитонова А.А.,
ВНИИ физической химии РАН,
Лепешков А.Г.,
НИЦ ЭР "ГОРО"


В мясной промышленности широкое применение находят экстракты пряно-ароматического сырья в качестве альтернативной замены натуральных пряностей. Сравнительно недавно Научно-исследовательским Центром Экологических Ресурсов "ГОРО" (г.Ростов-на-Дону) была освоена и внедрена в промышленном масштабе новая технология переработки пряно-ароматического сырья - сверхкритическая СО2-экстракция - позволяющая получить экстракты, состав которых существенно отличается от экстрактов, полученных традиционными способами. В сверхкритических экстрактах наиболее широко и разнообразно представлены терпеновые соединения, а также воски, пигменты, высокомолекулярные насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, алкалоиды, витамины и фитостерины. Многие из перечисленных веществ обладают биологической, антимикробной и антиокислительной активностью.

Целью настоящего исследования являлись сравнительная оценка антиокислительных свойств сверхкритических СО2-экстрактов на основе определения суммарного количества антиоксидантов в препарате и торможения окислительной порчи мясного сырья.

В качестве объектов исследования были выбраны образцы экстрактов черного перца (Pipper Nigrum), розмарина (Rosmarinus Officinalis), шалфея (Salvia officinalis) и чабреца (Thymus serpyllum), выработанные НИЦ ЭР "ГОРО" по ТУ 9154-001-51585120-00.

Экстракт шалфея представлял собой серовато-зеленую маслянистую жидкость с воскообразными включениями, содержащую не менее 20% терпеноидов, 8% восков, 9% липидов, 2-7% стероидных соединений, 0,15% витамина Е.

Экстракт розмарина (темно-желтая маслянистая жидкость с воскообразными включениями) содержал не менее 8% терпеноидов, 25% восков, 50% липидов, 9% стероидных соединений.

Экстракт чабреца (бурая маслянистая жидкость с воскообразными включениями) содержал не менее 20% терпеноидов (из них тимол - до 60%), 10% восков.

Экстракт черного перца - маслянистая жидкость желтого цвета с воскообразными включениями (терпеновые соединения - не менее 70%).

В качестве мясного сырья, наиболее подверженного развитию окислительных процессов, для исследования были выбраны свинина жилованная жирная и свиной жир-сырец с массовой долей жира соответственно 48,8±3,8 и 95,8±2,5.

Охлажденное мясное сырье измельчали на мясорубке через решетку с диаметром отверстий 3 мм, вносили экстракт розмарина, шалфея или чабреца в количестве 0,006% и перемешивали. Контрольным являлся образец без добавления экстракта. Все образцы хранили в течение 5 и 7 суток (соответственно для свинины жирной и свиного жира-сырца) при температуре 4 °С. Показатели окислительной порчи исследовали для свинины жирной на 1-е, 3-и и 5-е сутки хранения, для свиного жира-сырца - на 1-е, 4-е и 7-е сутки хранения.

В работе использованы следующие методы исследования:

  • определение массовой доли жира по ГОСТ 23042-86;
  • определение показателей окислительной порчи (кислотного /КЧ/, перекисного /ПЧ/ и тиобарбитурового чисел /ТБЧ/) по [2];
  • определение суммарного количества антиокислителей - методом кумоловой пробы [3].

Метод кумоловой пробы основан на использовании модельной реакции жидкофазного окисления углеводорода молекулярным кислородом. Реакция проводится при условиях, в которых процесс окисления углеводорода протекает с постоянной скоростью в течение длительного времени. При введении в реакцию антиоксиданта, являющегося ингибитором процесса окисления, скорость реакции существенно замедляется и по мере расходования ингибитора возрастает до величины скорости неингибированной реакции. Время расходования ингибитора (периода индукции, ) и глубина реакции (по поглощению кислорода, О2) описываются следующими выражениями:

, (1) , (2)

Из выражения (1) по экспериментально определяемому периоду индукции и известной скорости индуцирования Wi рассчитывается концентрация анализируемого антиоксиданта [lnH]о. Константа скорости ингибирования К7, определяющая антирадикальная активность антиоксиданта и являющаяся его качественной характеристикой, находится из соотношения (2) по известной константе скорости продолжения цепи К3, концентрации [RH] для углеводорода, экспериментально определяем период индукции и количеству поглощенного кислорода О2.

Предлагаемый метод позволяет определелить суммарное количество антиокислителей в многокомпонентных растительных смесях, при этом торможение реакции окисления определяется только наличием антиоксидантов в анализируемой системе. Другие возможные компоненты системы (не антиокислители) не оказывают влияния на процесс окисления. Данный метод не нуждается в градуировке, достаточно прост и не требует сложного оборудования. Время одного измерения составляет 30-60 мин.
Количество поглощенного кислорода в процессе окисления измеряли на газометрической установке. В качестве окисляющегося углеводорода использовали кумол (изопропилбензол), в качестве инициатора - динитрил азоизомасляной кислоты (азобисизобутиронитрил, АИБН). Реакцию проводили при температуре 60 °С.

Все анализы выполнялись с трехкратной повторностью с последующей статистической обработкой стандартными средствами программного продукта Microsoft Ecxel 2002.

В табл. 1 приведены результаты определения суммарного количества антиокислителей в экстрактах методом кумоловой пробы.

Таблица 1.

Наименование экстракта Суммарное количество антиокислителей
в М/кг в % к массе пробы
Экстракт шалфея 0,140 3,10
Экстракт розмарина 0,070 1,60
Экстракт чабреца 0,018 0,40
Экстракт черного перца 0,003 0,07

Максимальное количество антиокислителей (3,1%) содержалось в экстракте шалфея, минимальное (0,07%) - в экстракте черного перца. Принято считать, что в качестве пищевой добавки с антиокислительными свойствами могут рассматриваться натуральные экстракты с содержанием антиокислителей не менее 0,1%. Исходя из этого, для дальнейших исследований на мясном сырье были выбраны экстракты шалфея, розмарина и чабреца.

Результаты определения кислотного, перекисного и тиобарбитурового чилел (КЧ, ПЧ и ТБЧ) в образцах свинины жирной в процессе хранения (рис.1, а, б, в) показали, что наиболее эффективным было введение в состав продукта экстракта шалфея.

Аналогичные данные были получены для образцов свиного жира-сырца. При этом для образцов, содержащих экстракты пряно-ароматических растений, отмечались как более низкие величины показателей окислительной порчи, так и более медленный их рост в процессе хранения.

Результаты исследования образцов свинины жирной и свиного жира-сырца, показали, что как по суммарному содержанию антиокислителей, так и по эффективности торможения окислительных процессов экстракты следовало проранжировать: шалфей > розмарин > чабрец. При этом, между содержанием антиокислителей в экстракте и абсолютным приростом показателей окислительной порчи в процессе хранения была установлено корреляционная зависимость (табл. 2).

Таблица 2.

Образцы Коэффициенты корреляции между суммарным содержанием антиокислителей абсолютным приростом
КЧ ПЧ ТБЧ
Свинина жирная -0,991 -0,644 -0,773
Свиной жир-сырец -0,990 -0,890 -0,674


а) изменение КЧ, мг КОН/100 г продукта б) изменение ПЧ, ммоль О2

в) изменение ТБЧ, мг/кг продукта

Рис. 1. Изменение показателей окислительной порчи образцов свинины жирной при добавлении сверхкритических СО2-экстрактов.

Таким образом, проведенными исследованиями была дана сравнительная оценка антиокислительных свойства сверхкритических СО2-экстрактов пряно-ароматических растений. Использование метода кумоловой пробы позволяет более обосновано выбрать антиокислитель и прогнозировать его эффективность при введении в мясное сырье.


Литература:

1. Soarec A.L. Antioxidants application for prevention of rancidity development in chicken refrigerated breast meat using response surface methodology. - 46-й международный конгресс по вопросам науки и технологии мясной промышленности, Аргентина, 27 авг. - 1 сент. 2000, т.2., с.550.

2. Цепалов В.Ф. и др. Природные антиоксиданты: экспрессный метод анализа и перспективы использования в качестве пищевых добавок. Сб. Пищевые ингредиенты. - М., 2000, с.7-8.

3. Журавская Н.К., АлехинаЛ.Т., Отряшникова Л.М. Исследование и контроль качества мяса и мясопродуктов. - М.: Агропромиздат, 1985 - 296 с.



Назад  Вверх Версия для печати
Copyright © 2001-2018 Группа компаний «ГОРО»
Сделано в студии «RU-WEB»