Факторы, способствующие повышению антиоксидантных свойств биологически активных веществ

Важной характеристикой, отвечающей антиоксидантным свойствам био­логически активных веществ, является перекисное число (п.ч.). П.ч. измеряют в процентах или миллимолях активного кислорода (О2) на единицу массы или объема (%; ммольО2/ кг жидкой фазы).

На технологических маршрутах (например, при изготовлении продуктов детского и диетического питания) оптимальный показатель п.ч. должен нахо­диться в диапазоне 2-10 ммоль О2/кг продукта. Превышение этого показателя указывает на протекание нежелательных окислительных процессов при хране­нии. В результате продукт накапливает продукты окисления, при поступлении которых в организм человека повышается риск возникновения онкологических заболеваний. Пограничным значением п.ч. является 30 ммоль О2/ кг.

При получении БАВ производитель должен обеспечивать качество конеч­ного продукта на выходе ниже указанного порога.

Отдельные технологии оперируют понятием анизидинового числа (а.ч.) - показателя, определяющего наличие карбонильных соединений в смеси биологически активных соединений.

Фиксатором накопления карбонильных соединений (соединений с активными карбонильными группами -С=О) может служить условный показатель, равный сумме удвоенного перекисного и анизидинового чисел: 2 п.ч. + а .ч. Данная сумма способствует получению информации о накоплении в продукте первичных или вторичных продуктов окисления.

Фиксация этих чисел основана на определении вклада отдельных продук­тов окисления в смеси и снижении стабильности при пропускании через эту смесь активного кислорода воздуха. Перед внедрением новых технологий полу­чения БАВ целесообразно зафиксировать время (период т), отвечающее гаран­тийному сроку хранения смеси и указывающее на устойчивость к окислению.

Перед внедрением новой технологии следят за поведением смеси в соединении при т > 4 ч. В этом случае процесс окисления идет наиболее активно.

График изменения п.ч. смесей БАВ, включающих жировую компоненту в отсутствие (кривая 1) и в присутствии (кривая 2) добавки экстракта, получен­ного из растительного сырья, представлен на рис. 12.1; для выделения биологи­чески активных компонентов использовали этиловый спирт.

Как видно из рис. 12.1, в присутствии спиртовой вытяжки из березовых листьев динамика возрастания п.ч. для БАВ значительно отличается от таковой, полученной для биологически активных смесей без введения антиокислитель­ного агента (спустя 8 ч выдержки композиций это различие оценивается в

30-40%).

Рис. 12.1. Изменение во времени (т, ч) п.ч. для БАВ: 1 - в отсутствие добавки из растительного сырья; 2 - в присутствии экстракта из листьев березы

Кроме того, высокими антиокислительными свойствами обладают экст­ракты из плодов шиповника, плодов калины, гриба чаги.

Кривые 1 и 2 показывают, что гарантийный срок хранения смеси БАВ при продувке их кислородом воздуха через барботер составляет не менее 8 ч; согласно кривой 2, п.ч. не превышает 15 ммоль О2 /кг. Кроме того, известно, что окислительные процессы идут в первые часы хранения (см. кривую 1). Таким образом, можно полагать,что в присутствии спиртового экстракта из березовых листьев или плодов калины уровень п.ч. не превысит отметки 30 ммоль О2/кг при длительном хранении (до нескольких месяцев). Следует отме­тить, что рекомендуемое время хранения биологически активных соединений до употребления, как правило, не превышает 2 мес. (для укупоренного про­дукта - 30 сут при температуре 20°C).

В последние годы проводятся исследования по влиянию различных орга­нических кислот (винной, аскорбиновой, гликолевой) на антиокислительные свойства биологически активных веществ. В этой связи изучается также действие свободных аминокислот - лизина, треонина, лейцина.

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что все названные соединения являются ингибиторами процесса образования свободных радика­лов, а также обеспечивают снижение содержания в них различных токсикантов.

Стойкость окисления смесей из компонентов, обладающих выраженной биологической активностью, может быть определена:

где т_х - стойкость окисления при заданной температуре смеси, сут;

то - время окисления (в сутках), при котором достигается значение перекис­

ного числа, равное 10 ммоль ¹/2 О2/кг;

n - коэффициент учета различичия температуры опыта (?_ОП,,°С) и темпе­ратуры хранения (ї_хр,, °С); при этом

Обычно время окисления 6 ч отвечает прогнозируемому сроку хранения при нормальных условиях (20°С) 2 мес. и выше. Например, в присутствии водного экстракта калины он равен 63-71 сут.

получение водно-спиртового экстракта из плодов и листьев любого вида растительного сырья включает процессы химической обработки этого сырья при фиксированной температуре до 100°С, фильтрацию и, в отдельных случаях, введение ферментированных препаратов. Ферментированные препараты в дан­ном случае выполняют функции моделирующих агентов при разработке новых методик фиксации ускоренного окисления смесей компонентов с выраженной биологической активностью.

В последнее время разработка технологий получения БАВ, устойчивых к окислению, сводится к подбору ферментов, близких по своим свойствам к фи- зико-химическим свойствам белковых веществ, которые естественным путем выполняют свои функции в организме человека.

Так, активно ведутся исследования в области оценки сроков хранения и антиокислительных свойств соединений, которые включают жиры и токофе­ролы (а-, в-, у-, 0-формы), опираясь на значение а.ч. = 2,5-3,0 ед. Если а.ч. превышает 3,0 ед., это указывает на то, что продукт может быстро окислиться.

Известно, что а.ч. и п.ч. могут быть существенно снижены в ходе про­цессов нейтрализации жиров или их отбелки. С внесением в жировые смеси компонентов минерального характера обеспечивается нейтральный рН среды. В частности, отличные показатели по снижению степени окисленности получены на отбеливателе фирмы «Tonsil» (Германия). Отечественные же материалы, в целом, пока уступают импортным аналогам по этому показателю. Поэтому важной технологической задачей является подбор методов активации поверхности отечественных минеральных порошков (см. также п. 4, 5) с использованием для этой цели минеральных либо концентрированных органи­ческих, а также полифункционального комплекса кислот (винная, яблочная и т.д.), выделенных из растительного сырья.