Статья: Изменения полифенольных соединений в процессе производства сока концентрированного из бузины, произрастающей в Республике Беларусь

Содержание гидролизованных таннинов определяли методом, основанным на принципе осаждения гидролизованных таннинов путем добавления сульфата цинхонина.

5 г образцов были смешаны с дистиллированной водой в соотношении 1:2. В разбавленный образец были добавлены 12.5 мл буферного раствора с рН = 7.9 и 6.3 мл раствора цинхонин-сульфата. Смесь была гомогенизирована на магнитной мешалке на протяжении 20 мин и центрифугирована на скорости 5500 об/мин на протяжении 20 мин. Полученная надосадочная жидкость была отфильтрована в мерную колбу объемом 100 мл. Остаток на фильтре вместе с фильтровальной бумагой был ополоснут 10 мл 10%-го раствора сульфата натрия и отцентрифугирован на скорости 5500 об/мин в течение 20 мин. По окончании центрифугирования, жидкая часть была смешана с прежде отделенной надосадочной жидкостью. Величина рН жидкой смеси была доведена до 3.5 добавлением 1 М соляной кислоты и после этого раствор был разбавлен дистиллированной водой до объема 100 мл. Оставшийся осадок был растворен в 25 мл 1 М растворе соляной кислоты и этанола. Полученный экстракт был использован для определения суммарного содержания таннинов. Результаты были выражены как соотношение мг-экв галловой кислоты на грамм сухого вещества.

Для определения содержания флаван-3-олов был использован экстракт, полученный ранее для определения суммарного содержания фенолов, и был применен метод, описанный Таннером и Бруннером[17] Принцип определения суммарного содержания флаван-3-олов основан на характерном взаимодействии флаван-3-олов с ванилином. Поглощение было измерено при 500 нм. Результаты были выражены как соотношение мг-экв галловой кислоты на грамм сухого вещества.

Суммарное содержание антоцианов в экстрактах собранных плодов бузины было определено методом бисульфитного обесцвечивания. Антоцианы плодов бузины были извлечены из 2 г свежесобранных образцов путем добавления 2 мл 0.1%-го раствора соляной кислоты в 96%-ном этиловом спирте и 40 мл 2%-го водного раствора соляной кислоты. Затем полученная смесь была отцентрифугирована на скорости 5500 об/мин на протяжении 10 мин. Полученная надосадочная жидкость была использована для определения суммарного содержания антоцианов. Определения содержания антоцианов было проведено следующим образом: 10 мл экстракта было добавлено с помощью пипетки в две пробирки, затем 4 мл 15%-го раствора бисульфита натрия были добавлены в одну пробирку, а в другую пробирку были добавлены 4 мл дистиллированной воды. После 15 мин выдерживания при комнатной температуре было измерено оптическое поглощение каждой смеси при 520 нм. Результаты были выражены как отношение мг-экв цианидин-3-глюкозида на грамм сухого вещества.

Все измерения были выполнены на спектрофотометре UV-VIS РВ 2201.

Все измерения проводились дважды. Линейная регрессия и вычисления стандартной погрешности были выполнены с помощью Microsoft Office Excel.

Результаты и обсуждения

Целью данного исследования было определение устойчивости к разрушению полифенольных соединений в процессе производства концентрированного сока бузины. Измерения проводились двукратно на всех образцах, использованных для получения сокового концентрата бузины (свежесобранные плоды, бланшированные плоды, свежеотжатый сок и концентрированный сок). Ранее нами проводились выполнены исследования по определению содержания антоцианов и других полифенольных соединений в бузине дикорастущей и бузине садовой, произрастающей на территории Республики Беларусь [8]. Количество научных работ касательно изменения физико-химического состава плодов бузины в процессе производства концентрированного сока невелико, а исследования бузины в процессе технологической переработки, произрастающей в РБ проведено впервые.

Полученные результаты химического состава плодов бузины садовой, произрастающей в РБ незначительно отличаются от данных, указанных в научной литературе [5, 10, 11], что подтверждает ценность плодов бузины как источника биологически активных веществ. Общее содержание сухих веществ составляет 20.46%, общая кислотность равнялась 1.29%, суммарное содержание сахаров - 7.64%, восстанавливающих сахаров - 7,06% и величина рН = 4.19. Сравнительный анализ полученных данных с аналогичными данными, приведенными в научной литературе, свидетельствует о том, что суммарное содержание сухого вещества, общая кислотность и величина рН являются средней величиной для исследованных плодов Европейской бузины[12].

Согласно данным, опубликованных в научной литературе, восстанавливающие сахара являются наиболее распространенными сахарами в сырых плодах бузины, и их содержание составляет около 90% от общего содержания сахаров[13,14,15,16] что соотносится с данными, полученными в ходе данного исследования. В процессе производства соковых концентратов из плодов бузины величина рН практически не менялась и колебалась в пределах от 4.19 (в сырых плодах) до 4.27 (в бланшированных плодах). Подобно величине рН, показатель суммарной кислотности также характеризовался относительным постоянством и колебался от 1.29% (в бланшированных плодах) до 1.31% (в свежеотжатом плодовом соке).

Концентрированный сок имел большую суммарную кислотность (3.06%), вероятно по причине особенностей процесса концентрирования, в ходе которого часть органических кислот остается в соковом концентрате. В сырых плодах бузины, как и в большинстве сырых плодов других растений, редуцирующие (восстанавливающие) сахара являлись преобладающими, в то время как сахароза присутствовала в небольших количествах. Редуцирующие сахара также были доминирующими на всех этапах производства сокового концентрата, в то время как концентрация глюкозы постепенно понижалась. Суммарное содержание всех сахаров и редуцирующих в частности увеличивалось после отжима и дополнительно после концентрирования. После процесса концентрирования суммарное содержание всех сахаров, включая редуцирующие, было наивысшим со значениями 20.96% и 20,91%.

Таблица 1. Физико-химические показатели в процессе производства концентрированного сока бузины

Приведенные данные получены в ходе двукратных измерений.

Суммарное содержание полифенолов в образцах было установлено посредством спектроскопии в соответствии с методом Фолина-Чикальтэу и определено как отношение мг-экв галловой кислоты на грамм сухого вещества. Во всех исследованных образцах сырых плодов бузины, полифенолы составляли основную часть всех фенольных соединений. Их содержание варьировалось в широких пределах от 26.68 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества в бланшированных плодах бузины до 42,95 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества в концентрированном соке. После бланширования суммарное содержание фенольных соединений уменьшилось почти на 20% в сравнении с их содержанием в сырых плодах. Высокое значение суммарного содержания фенольных соединений в соковом концентрате обеспечивается за счет лучшего отделения и извлечения химически связанных фенолов из растительной ткани (таблица 1).

Среди фенольных соединений доминирующее положение занимали нефлавоноидные вещества, чьё высокое содержание было обнаружено во всех исследованных образцах. Наименьшее содержание нефлавоноидных веществ было обнаружено в бланшированных плодах (20.84 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества), а наибольшая концентрация была установлена в соковом концентрате (31,47 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества)

В сравнении с содержанием других полифенолов, содержание флавоноидов во всех исследованных образцах было наименьшим. Изменения количественного содержания флавоноидов в процессе переработки плодов бузины показаны на рисунке 1. Полученные результаты свидетельствуют, что концентрация флавоноидов в процессе производства сокового концентрата увеличивалась от 5,96 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества в сырых плодах бузины до 11,48 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества в концентрированном плодовом соке.

Содержание гидролизованных таннинов значительно увеличивалось в процессе производства сокового концентрата с 11.47 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества в сырых плодах до 18,65 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества в соковом концентрате. Данное увеличение содержания гидролизованных таннинов вероятнее всего является следствием особенностей различных этапов производства сокового концентрата.

Таблица 2. Полифенольные соединения в образцах бузины в процессе переработки плодов для получения концентрированного сока

Рис. 1. Полифенольные соединения в образцах бузины в процессе переработки плодов для получения концентрированного сока

Флаван-3-олы были обнаружены в меньших количествах в сравнении с суммарным содержанием фенольных соединений, нефлавоноидных веществ и гидролизованных таннинов. Содержание флаван-3-олов постепенно увеличивалось во всех исследованных образцах в процессе производства сокового концентрата. В сырых плодах бузины содержание флаван-3-олов составляло 11.47 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества, в то время как их содержание в соковом концентрате было почти на 63% выше, т.е. 18.65 мг-экв галловой кислоты/грамм сухого вещества. Полученные данные свидетельствуют, что данные соединения широко представлены во всех исследованных образцах.

В связи со способностью антоцианов обуславливать внешний вид плодов и их аромат, которые формируют качественные характеристики сырья бузины, нами были исследованы средние концентрации разных видов антоцианов в плодах бузины черной садовой и дикорастущей (табл.2).

Таблица 3. Концентрации антоцианов в соках прямого отжима бузины черной (Sambucus Nigra L.) в мг/л (расчеты авторов)

В ходе исследования двух сортов бузины было установлено наличие четырех пиковых областей антоцианов: цианидина 3-самбубиозид-5-глюкозида, цианидина 3,5-диглюкозида, цианидина 3-глюкозида и цианидина 3-самбубиозида.

Другие антоцианы были обнаружены в незначительных количествах. Содержание основного антоциана в плодах бузины - цианидина 3-самбубиозида составляло больше половины от всех обнаруженных антоцианов в исследуемых сортах - в бузине садовой (64,4%) и бузине дикорастущей (65,1%).

Общее содержание антоцианов в сырых плодах бузины в соответствии с зонами произрастания и сбора, популяций и сортов неоднократно исследовалась учеными США, Канады, Европейских стран[18]. Десять генотипов, представляющих два вида бузины, Sambucus canadensis L. (восемь генотипов) и S. nigra L. (два генотипа), были исследованы на предмет их антоцианов (ACY), общих фенонольных соединений (TP), ? Brix, титруемой кислотности (TA), и рН в течение двух вегетационных периодов. Все образцы S. canadensis имели сходные профили антоцианов друг с другом, но отчетливо отличались от S. nigra. Оба вида имели антоцианы на основе цианидина в качестве основных пигментов. Большое расхождение в содержании антоцианов было установлено для различных сортов бузины, отмечено, что антоцианы бузины представлены исключительно цианидин гликозидами (цианидин 3-самбубиозид, цианидин-3-глюкозид, цианидин 3-самбубиозид-5-глюкозид и цианидин 3,5-диглюкозид) и их общее содержание колебалось от 200 до 1000 мг/100 г сырого веса[19,20,21]. Установлены более высокие концентрации антоцианов в некоторых сортах бузины (от 664 до 1816 мг/100 г сырого веса). Результаты данного исследования демонстрируют, что содержание антоцианов соответствует данным, полученным Каак и Аустид [15]. В ходе технологического процесса производства концентрированного сока бузины было выявлено, что при концентрировании сока из бузины содержание антоциановых соединений увеличилось на 9,2% и составляло 880 мг/100г в пересчете на восстановленный сок. Иначе говоря, можно утверждать, что антоцианы сохраняли свою устойчивость в процессе получения сокового концентрата.