Сирбиладзе Кетеван, аспирант

государственного университета им.А.Церетели, г.Кутаиси, Грузия

Бараташвили Нана, преподаватель

государственного университета им.А.Церетели, г.Кутаиси, Грузия

Хведелидзе Варден, д.т.н., профессор

государственного университета им.А.Церетели, г.Кутаиси, Грузия

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ И ЭКСТРАКЦИИ ПЛОДОВ ЧЕРНИКИ НА АНТИОКСИДАНТНУЮ АКТИВНОСТЬ ЖИДКИХ ЭКСТРАКТОВ

Аннотация. Исследованиями процесса экстракции горной черники Западной Грузии 40 %-ным этанолом, подкисленным НСI (1 %), получен адекватное уравнение регрессии для описания характера изменения антиоксидантной активности экстракта в зависимости от влияющих факторов. Найдены оптимальныы режимы экстракции и концентрирования экстракта. Получены метрологические характеристики антиоксидантной активности жидкого экстракта плодов черники.

Ключевые слова. Экстракт, плоды черники, экстрагент, антиоксидантная активность, эталон, концентрирование.

I.Введение. Плоды черники (Fructus Myrtilli) с давных времен использовали в народной медицине. В научной медицине интерес к чернике вызван наличием в плодах биологически активных веществ антиоксидантного действия. Установлено, что экстракты черники являются самыми популярными средствами улучшения зрения, что связано наличием в них сильных антиоксидантов – биофлавоноидов.

Целью данной работы является определение антиоксидантной активности жидких концентрированных до 65 % экстрактов черники, полученных при различных режимных параметрах предварительной обработки и экстракции.

П. Постановка задачи. Для эксперимента брали плоды горной черники Западной Грузии. Элстрагентом использовали 40 %-ный этанол, подкисленный НСI (1 %).

Антиоксидантную активность экстрактов черники определяли амперометрическим методом на приборе «ЦветЯуза 01 АА» как соотношение сигналов (ампеража) исследуемого экстракта и эталона. В наших исследованиях эталоном брали кверцетин[1,2].

Экспериментально установлены действующие на антиоксидантную активность факторы, их уровни и интервали варьирования: температура t, ⁰c и время экстрагирования T, мин, соотношение «экстрагент/сырье» n, л/кг, а также качественный фактор – характер предварительной обработки плодов черники m.

Эксперниментально также установлено, что содержание биологически активных веществ (биофлавоноидов) в гидрофильном экстракте черники, при прочьих одинаковых условиях, уменьшается в зависимости от предварительной обработки сырья по следующей последовательности ( % от исходного):

I – сырые, диспергированные до 0,1-0,3 мм фракции масса в пересчете на 12 %-ную влажность - 92-96 ;

II – высушенная в вакууме при 50 ⁰C до 12 % влажности и диспергированная до 0,1-0,3 мм фракции масса - 82-88;

III - высушенная воздушным потоком при 50 ⁰C до 12 % влажности и диспергированная до 0,1-0,3 мм фракции масса - 72-75;

IY - высушенная при 80 ⁰C до 12 % влажности и диспергированная до 0,1-0,3 мм фракции масса - 60-65;

Y - высушенная при 90-100 ⁰C до 12 % влажности и диспергированная до 0,1-0,3 мм фракции масса - 45-55.

Следовательно, основным уровнем в условиях эксперименнта для этого фактора выбыраем III вариант, а остальным уровням присваиваем соответствующие варианты: верхный уровень - II, нижный уровень - IY, +2 – I, -2 - Y.

Условия эксперимента приведены в табл.1. Экстракцию осуществляли в аппарате периодического действия при интенсивной циркуляции экстрагента.

Таблица 1

Условия производственного эксперимента экстрагирования плодов черники

Факторы и уровни	t, ^0c	T, мин	n, л/кг	m
Кодированное обозначение	X 1	X2	X3	X4
Основаной уровень	70	60	10	III
Интерваль варьирования	10	10	1	-
(+1)	80	70	11	II
(-1)	60	50	9	IY
(+2)	90	80	12	I
(-2)	50	40	8	Y

Ш. Результаты. Реализация матрицы центрального композиционного ротатабельного планирования второго порядка, после устранения несущественных эффектов, дала следующее адекватное уравнение регрессии в кодированном масштаве:

AOA = 7,9 – 0,06X₁ + 0,07X₂ + 0,02 X₃ + 1,0 X₄ – 0,2X₁X₂ -0,08X₁² –

- 0,2 X₂² – 0,6X₃², [S_{черника} /S_эталон]

при этом существенность эффектов определяли с помощью критерия Стьюдента, а адекватность уравнения регрессии – с помощью критерия Фишера (табл.2.).

Таблица 2

Результати анализа адекватности уравнения регрессии

Покакзатели
АОА, S/Sэт.	6	16	0,185	2,17	2,30	1,7	0,95

Переход от кодированных значений факторов к натуральным в уравнении регрессии можно осуществить с учетом условий эксперимента по формулам

_{X1 =(t -70)/10; X2 =(T -60)/10; X3 = n – 8.}

_{Для фактора X4 следует учесть привекденные в тексте обяснения.}

_{Анализ уравнении регрессии антиоксидантной активности экстрактов черники показывает, что все рассмотренные действующие факторы значительно влияют на АОА. При этом максимальный результат в рамках эксперимента можно достичь при Х1 = -1,6; Х2 = 1,0; Х3 = 0,18, или в натуральном масштабе: t = 54 0С; Т = 70 мин; n= 8,2 л/кг.}

Экстракты на разных вариантах предварительно обравотанной черники при оптимальных режимах экстрагирования имеют конценрацию от 3,78 % (I вариант) до 4,38 % (Y вариант), что достаточно низкие показатели и необходимо концентрировать.

Предварительно, экстракты подвергаются фильтрацию сперва осаждением при температуре +4 ⁰С, в течение 8-10 часов, а затем в керамических фильтрах. Подготовленные таким образом экстракты черники комцентрируются в вакуум-випарных аппаратах при температуре не более 50-55 ⁰C.

В процессе концентрирования экстрактов черники имеет место некоторое уменьшение АОА. Данные приведены в табл.4.

Таблица 4

Динамика изменения АОА экстрактов черники в процессе концентрирования

АОА экстрактов черники по вариантам	Концентрация экстрактов %
	4	30	40	50	60
Y	6,1	5,7	5,5	5,4	5,3
IY	7,0	6,5	6,0	5,7	5,5
II	8,7	7,8	7,0	6,5	6,3
I	9,9	9,3	8,5	8,0	7,7

Данные тал.4 свидетельствуют, что в процессе концентрирования экстрактов даже при сравнительно низких температурах АОА имеет тенденцию к уменьшению. При этом, чем больше начальная АОА экстракта, тем интенсивнее падение АОА. Наблюдается связь между АОА и вариантами предварительной обработки сырья, что очевидно связано некоторым окислением и разрушением антиоксидантных соединении экстрактов фенольной природы черники.

Антиоксидантные свойства жидкого экстракта черники важны не только для позитивного воздействия на органы и системы организма, но и для торможения или предотвращения окислительных процессов в пищевых продуктах, а также стабилизации лекарственных препаратов растительного происхождения.

Сочли целесообразным контроль качества жидкого экстракта черники осуществить путем определения его антиоксидантной активности, для чего применили амперометрический метод по следующей методике [1,2]:

- приготавливаем 5 %-ый водный раствор исследуемого препарата. Параллельно приготавливаем 5 %-ый водный раствор эталона (в нашем случай – кверцетина);

- на приборе»ЦветЯуза 01 АА» поочередно вводим 5 %-ые водные растворы препарата и эталона и определяли среднее арифметическое значение 5 последовательных измерений величины ампеража как для препарата, так и для эталона;

- антиоксидантную активность исследуемого препарата по сравнению с эталоном определяли как AOA=S_{экстракт черники}/S_эталон.

Метрологические характеристики антиоксидантной активности жидкого экстракта плодов черники приведены в табл.4.

Таблица 4

Метрологические характеристики антиоксидантной активности жидкого экстракта плодов черники предварительно обработанного по II варианту (эталон – кверцетин)

#	AOA=Sэкстракт черники/Sэталон
	X ± DX	S	e, %
1	6,12±0,33	2,11	4,71
2	6,71±0,42	3,06	4,80
3	6,54±0,28	2,64	3,97
4	6,63±0,47	2,95	4,32

Таким образом, жидкий концентрированный экстракт плодов черники представляет собой сыльный антиоксидант более чем 6 раз активнее кверцетина (прочьих равных условиях).

Литература

1. Яшин А.Я., Яшин Я.И., Черноусова Н.И., Пахомов В.П. Новый прибор для определения природных антиоксидантов. М., 2005. -100 c.

2. Яшин А.Я. Инжекционно-проточная система с амперометрическим детектором для селективного определения антиоксидантов в пищевых продуктах и напитках//Рос.хим.ж., 2008, № 2.-С.130-135