Исследование антиокислительных свойств СК СО2 экстрактов (ГОРОФИТОВ)

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 W_i 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.

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.

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.