ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
ПРИРОДНЫХ АНТИОКСИДАНТОВ
ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛЬНЯНОГО МАСЛА
к. т. н. В.А. Зубцов, Л.Л. Осипова, Т.И. Лебедева, М.А. Маслов
Всероссийский научно-исследовательский
проектно-технологический институт механизации льноводства /г.Тверь/
Высокое содержание в льняном масле жирных полиненасыщенных кислот обусловливает его лёгкую окисляемость в токсичные гидроперекиси и трансизомеры. Для обеспечения стабильности льняного масла в процессе хранения и потребления в него необходимо вводить вещества, препятствующие взаимодействию жирных полиненасыщенных кислот с кислородом, так называемые антиоксиданты.
Применяются как синтетические, так и природные антиоксиданты. В качестве синтетических антиоксидантов в масложировой промышленности применяют ароматические оксиамины, производные гидроксихинолина и фенилендиамина, хинонимины, производные гидрохинона, фосфоновые кислоты и целый ряд других соединений.
Однако, из-за возможной токсичности синтетических соединений в последние годы ведётся усиленный поиск более безопасных природных антиоксидантов. Источниками природных антиоксидантов могут быть многие растения. Антиоксидантные свойства обусловлены наличием фенольной структуры. Центром реакции служит фенольная гидроксильная группа с пространственным барьером, созданным метиловой, i-пропиловой или t-бутиловой группой в альфа-позиции, которая останавливает цепную реакцию самоокисления путём перемещения атома водорода. Эффективность работы антиоксиданта может быть повышена в результате добавления синергистов. Например, аскорбиновой, лимонной или винной кислоты, в связи с их редуцирующими и хелатирующими металлсвойствами.
Исследования стабилизирующенго действия экстрактов трав, содержащих фенольные соединения, при хранении льняного масла -объект настоящих исследований.
Экстракты ароматических растений, произрастающих в России, были проанализированы на антиоксидантные свойства. Для этого в образцы льняного масла были добавлены экстракты растений: периллы кустарниковой, змееголовника молдавского, ромашки аптечной, шалфея лекарственного. Растительные экстракты были проанализированы на содержание суммы фенольных соединений. Опытные образцы масла анализировались на содержание перекисных соединений (перекисное число). В качестве контрольного образца использовалось льняное масло без добавок с исходным значением перекисного числа (ПЧ) = 29 ммоль/кг. В качестве маркера для сравнительного анализа использовали синтетический антиоксидант - бутилированный гидрокситолуол.
Растительное сырьё экстрагировали гексаном в аппарате Сокслета. Выбор последнего в качестве растворителя был обусловлен его сродством к маслу и лёгкой летучестью. Гексан отгоняли и выпаривали досуха. Сухие экстракты хранили в замороженном виде до употребления. Экстракты растительного сырья растворяли в рафинированном подсолнечном масле, затем смешивали с льняным маслом. Полученный образец содержит 0,1 г растительного экстракта в 100 г масла.
Для оценки антиокислительной активности стабилизаторов льняного масла была применена модельная система. Компоненты модельной системы: термостатирующая камера с образцами льняного масла, стабилизированного экстрактами трав; определение значения перекисного числа по ГОСТ 26593-85; определение значений периода индукции - времени образования перекисных соединений; определение значения фактора протекции - пролонгирования индукционного периода; антиокислительная активность.
Антиокислительную активность рассчитывали с использованием значений измеренных параметров по следующей формуле:
АА=(IРх-IРк)/(IРвнт-IРк), где
АА - антиокислительная активность,
IРx - период индукции образца с добавлением экстракта трав, час,
IPk - период индукции образца без добавок, час,
IРвнт - период индукции образца с добавлением синтетического антиоксиданта - бутилированного гидрокситолуола (ВНТ) - маркера.
Значение периода индукции выражали как время, когда содержание пероксидов достигает 20 ммоль/кг. Фактор протекции (пролонгирования индукционного периода) - PF - рассчитывали по формуле:
PF=IPx / IPk
Три повтора были сделаны для анализа каждого образца, и стандартное отклонение во всех случаях находилось в интервале от 0,5%
до 3,0%.
Стабильность льняного масла и, следовательно, антиокислительная активность образцов экстрактов трав была оценена по уменьшению скорости образования пероксидов в масле и увеличению периода индукции автоокисления по сравнению с контролем и известным антиоксидантом -синтетическим бутилированным гидроокситолуолом. Кроме того, установлено, что фенольные соединения, которые присутствуют в анализируемых образцах трав, особенно розмариновая, кофеиновая, корназоловая кислоты, являются носительницами антиокислительной активности (1).
Количество суммарных фенольных соединений в растительных экстрактах измеряли, используя колориметрический метод Фолина-Дениса. Результаты анализов представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Суммарное содержание фенольных соединений в экстрактах растений
Полученные результаты свидетельствуют о том, что наибольшей концентрацией фенольных соединений обладают перилла кустарниковая и шалфей лекарственный. Несколько ниже количество фенолов в змееголовнике молдавском, в то время как ромашка аптечная обладает примерно вдвое меньшим содержанием фенолов по сравнению с тремя другими растениями.
Изменения значений содержания перекисей в масле с добавлением различных экстрактов трав даны в таблице 2.
Характеристика периодов индукции, фактора протекции и антиокислительной активности экстрактов растений в льняном масле представлены в таблице 3.
Приведённые результаты (таблица 2) свидетельствуют о том, что за время эксперимента (200 часов) содержание перекисей в контрольном образце нестабилизированного льняного масла возросло до 135 ммоль/кг. В то же время экстракты трав, добавленные в масло, уменьшают скорость образования перекисей в нём. Антиокислительная активность экстрактов шалфея лекарственного в значительной степени превосходит действие других экстрактов (таблица 3). Его антиокислительная активность составляет около половины величины антиокислительной активности синтетического бутилированного гидрокситолуола (ВНТ). Принимая во внимание, что в промышленности для стабилизации жиров используются меньшие концентрации ВНТ, можно предполагать, что экстракт шалфея лекарственного не уступает по эффективности синтетическим антиоксидантам. В то же время экстракты ромашки аптечной и змееголовника молдавского обладают лишь незначительным позитивным действием на такие характеристики, как период индукции, фактор протекции и антиокислительную активность, по сравнению с нестабилизированным образцом и экстрактом периллы кустарниковой.
Например, добавление 0,1% экстракта ромашки аптечной и 0,1% экстракта змееголовника молдавского пролонгировали индукционный период до 70% и 65% соответственно в сравнении с чистыми образцами (таблица 3). Уменьшение скорости образования пероксидов в масле после добавления экстрактов периллы кустарниковой было незначительным, например, период индукции образца с 0,1% экстрактом периллы кустарниковой - 28 часов, тогда как период индукции образца масла без добавок - 23 часа.
Суммируя результаты, можно заключить, что все экстракты исследованных трав обладают некоторой антиокислительной активностью, а экстракт шалфея лекарственного является сильным антиоксидантом и стабилизирует льняное масло при хранении.
По величине антиокислительной активности в образцах масла экстракты трав с концентрацией 0,1% могут быть расположены в следующий ряд:
экстракт шалфея > экстракт ромашки > экстракт змееголовника
> экстракт периллы.
Таблица 2.
Влияние антиоксидантов (с=0,1%)
на образование пероксидов в льняном масле при температуре 50°С
Таблица 3.
Антиокислительные характеристики растительных экстрактов в льняном масле
