курсовая. Квас. Введение Литературный обзор

• Название: Введение Литературный обзор
• Анкор: курсовая
• Дата: 15.01.2023
• Размер: 206.55 Kb.
• Имя файла: Квас.docx
• Тип: Реферат; #887240
• страница: 4 из 10

1.6. Использование растительного сырья в качестве стабилизаторов (антиоксидантов)

Антиоксиданты – большая группа биологически активных соединений широко распространенных в природе. Спектр биологического действия антиоксидантов весьма разнообразен и обусловлен, в основном, их защитными функциями, выраженными в способности нейтрализовать негативное действии свободных радикалов. Свободные радикалы представлябют собой чрезвычайно активные образования, образующиеся в процессе жизнедеятельности организма, а также при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды. Негативное действие свободных радикалов проявляется в ускорении старения организма, провоцированием воспалительных процессов в мышечных, соединительных и других тканях, неправильном функционировании различных систем организма. Обычно здоровый организм сам справляется со свободными радикалами, возникающими в процессе естественного метаболизма клеток. В процессе эволюции природа создала защиту против разрушительного действия свободных радикалов – антиоксиданты.[ 1 ]

Первая группа антиоксидантов - ферментативные антиоксиданты. Они составляют внутриклеточные системы: супероксиддисмугаза работает в цитоплазме клеток, в митохондриях, плазме; каталаза - в цитоплазме, митохондриях; глютатионпероксидаза - в митохондриях. Вторую группу антиоксидантов составляют антиоксидантные витамины: водорастворимые витамины (С, рутин, кверцитин, аскорутин); жирорастворимые витамины (А, Р-каротин, Е, К); другие соединения - серосодержащие аминокислоты, глютатион, цистеин, метионин, цитохром С, пировиноградная кислота,  хелаты, минерал селен. Определенное значение имеют медь, цинк, марганец и железо.

Антиоксиданты-ферменты занимаются “уборкой” активных форм кислорода. Они переводят в биологических реакциях активные формы кислорода в перекись водорода и менее агрессивные радикалы, а затем уже их преобразуют в воду и обычный полезный кислород. Антиоксиданты-витамины “душат” агрессивные радикалы, забирают избыток энергии, тормозят процесс цепной реакции образования новых радикалов, причем лучше они проявляют себя, если применяются совместно, поддерживая друг друга (например, витамин Е с витамином С действует активнее). Антноксиданты могут расщеплять поврежденные участки, заменяя старые элементы новыми. Эти “ремонтники” расщепляют белки-протеазы, жиры-фосфатазы и ферменты ремонта ДНК.[ 17 ]

Мощным антиоксидантным действием обладают также природные соединения растительного происхождения, объединенные под общим названием – флавоноиды В настоящее время известно около 6000 флавоноидов. Все они в той или иной степени обладают антиоксидантными свойствами. Флавоноиды широко распространены в растительном мире. Особенно богаты флавоноидами высшие растения. Находятся флавоноиды в различных органах, но чаще в надземных: цветках, листьях, плодах. Наиболее богаты ими молодые цветки, незрелые плоды. Локализуются в клеточном соке в растворенном виде. Содержание флавоноидов в растениях различно: в среднем 0,5-5%, иногда достигает 20% (в цветках софоры японской). Во многих фруктах и ягодах биофлавоноиды более или менее равномерно распределены в кожице и мякоти. Поэтому слива, вишня, черника имеют ровную окраску. В противоположность этому, в плодах некоторых других растений флавоноиды содержатся, в основном, в кожице, и, в меньшей степени, - в мякоти. А в яблоках, например, они имеются только в кожице. Биологическая роль флавоноидов заключается в их участии в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в растениях. Они выполняют защитные функции, предохраняя растения от различных неблагоприятных воздействий окружающей среды.

Диапазон лечебных свойств растительного сырья, богатого флавоноидами, очень широк и не ограничивается только лишь их антиоксидантными свойствами. Флавоноиды не токсичны для человека при любом способе введения. Многие флавоноиды обладают   Р-витаминной активностью, уменьшают хрупкость кровеносных капилляров, усиливают действие аскорбиновой кислоты, оказывают седативное действие. Используются как противовоспалительное, противоязвенное средство. Некоторые - обладают кровоостанавливающими свойствами; применяются при геморрое; служат хорошими желчегонными средствами. В последние годы появились сообщения о противоопухолевом действии флавоноидов. Однако препаратов, содержащих чистые флавоноиды, пока имеется немного. Чаще эти соединения находятся в растениях в комплексе с другими биологически активными веществами и используются суммарно. Лекарственными формами, содержащими флавоноиды, могут быть высушенные растительные ткани, экстракты из растительного сырья или флавоноидные комплексы, выделенные в чистом виде. [ 29 ]

Большое количество антиоксидантов находится в экстрактах. Присутсвие в экстрактах природных консервантов – карбоновые и оксикарбоновые кислоты, флавоноиды, витамины, эфирные масла, антоцианы, -  позволяет повысить биологическую стойкость напитков.[ 11 ]

Преимущества напитков из экстрактов заключается в том, что при переработке растительного сырья получаемые эктсракты максимально обогащаются водорастворимыми экстрактивными веществами, органическими кислотами, дубильными, фенольными, пектиновыми соединениями, моно-, ди- и трисахаридами, циклическими спиртами и аминокислотами, макро- и микроэлементами.[ 13]

В Кемеровском технологическом институте была проведена работа по разработке новых видов функциональных сокосодержащих напитков с растительными экстрактами, содержащих повышенное количество полифенолов.

В качестве полуфабрикатов для создания функциональных напитков использовали следующие образцы соков, нектаров и сокосодержащих напитков: сок яблочный восстановленный осветленный торговой марки «Моя Семья», нектары ананасовый, абрикосовый, апельсиновый, персик-яблоко, вишнево-яблочный марки «Моя Семья», напиток сокосодержащий торговой марки «Да!» (черный виноград).

Выбор лекарственного растительного сырья проводили методом отсеивающего эксперимента по сопоставлению его химического состава и степени полезности. В результате анализа литературных данных были выбраны следующие виды: мелисса лекарственная, шалфей лекарственный и ромашка аптечная.

 На основании результатов органолептической оценки, в основу которой положено сочетание по вкусу и аромату с экстрактами растительного сырья для дальнейших исследований были выбраны следующие наименования напитков: виноградный, вишневый и яблочный, и их смеси.

 Оптимизацию состава растительных композиций проводили на основе результатов органолептической оценки одноименных экстрактов из растительного сырья (шалфей, ромашка, мелисса) и их композиций

По результатам оценки органолептических показателей модельных напитков были выбраны два напитка:

ü на основе виноградного сокосодержащего напитка “Да!” (1,5 см композиции экстракта с соотношением ромашка:шалфей:мелисса 165:6 и 60 см соответствующего напитка);

ü  на основе вишнево-яблочного нектара “Моя семья”(0,5 см композиции экстракта с соотношением ромашка:шалфей:мелисса 1:4:5 и 60 см соответствующего нектара).

Для исследования технологии извлечения БАВ лекарственного растительного сырья с целью максимального выхода полифенолов и других экстрактивных веществ прежде всего, были установлены технологические режимы процесса экстрагирования - температура 50ºС, продолжительность процесса устанавливались по содержанию выхода экстрактивных веществ и составила 3 часа.

  Следующий этап исследований был посвящен исследованию влияния способа извлечения экстрактивных веществ на показатели качества экстрактов. Сравнивали 2 способа экстрагирования: водный и водно-ферментный. В ходе работы определяли следующие показатели:

- выход экстракта;

- содержание сухих веществ;

- содержание дубильных веществ;

- содержание аскорбиновой кислоты.

Исследовали по 4 вида экстрактов: водно-ферментный с добавлением целловиридина Г3х (0,4 % от массы сухого сырья), водно-ферментный с добавлением протосубтилина Г3х (0,4 % от массы сухого сырья), водно-ферментный с добавлением смеси ферментов (по 0,2 % каждого) и водный экстракт.

Экстракцию проводили при температуре 50 °С в течение 3,5 часов.

В результате был сделан вывод, что водно-ферментная обработка приводит к увеличению содержания полифенольных соединений в 1,3-1,4 раза., причем наибольший выход полифенольных веществ получен при добавлении в экстракты смеси ферментов

Для производства разработанных напитков предложено использование принципиальной технологической схемы с внесением экстрактов на стадии купажирования всех компонентов.[ 16 ]

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты и методы исследования.

2.1.1. Условия проведения

Все эксперименты проводятся в лабораториях МГУПП с использованием необходимых для опытов реактивов и оборудования.

 2.1.2. Объекты исследования

Целью дипломной работы является разработка нового продукта – кваса с использованием растительных компонентов. Соответственно, объектами исследования являются квас  и растительное сырье – цветки пижмы, ноготков, бессмертника песчаного и липы, трава душицы, а также вишня и яблоко.

2. 1.3. Методы анализа

Основным критерием для выбора растительного сырья служит количество полифенольных соединений в нем, так как именно эти соединения обеспечивают антиоксидантную активность напитков. Для определенения количества фенольных соединений пользовались методом Фолина – Дениса. Метод основан на образовании синего окрашивания в результате восстановления фенольными соединениями сырья фосфоро-молибденово-вольфрамовых кислот натрия до  голубых окислов W8O23 и Mo8O23.  Интенсивность полученного голубого  комплекса оценивают колориметрически. Для этого к 1 смфильтрата напитка добавляют 0,3 см раствора Фолина и 5 см 20%-го раствора карбоната натрия; через 15 минут измеряют оптическую плотность в кювете с толщиной рабочей грани 10 мм при длине волны 750 нм. Затем по предварительно построенной калибровке по танину определяют количество фенольных соединений в напитке.

Для изучения АОА напитков пользовались колориметрическим методом. Сущность этого косвенного метода определения редокспотенциала, предложенного Греем и Стоуном, заключается в изменении окраски (обес­цвечивании) специального индикатора, прибавляемого к исследуемому раствору. В качестве такого индикатора служит 2,6-дихлорфенолиндофенол (реактив Тильмана), который при восстановлении обесцвечивается. Чем больше в исследуемом растворе редуцирующих и меньше окисляющих веществ, тем быстрее протекает обесцвечивание.

Обладая сравнительно высоким ОВ-потенциалом не реагирует на присутствие в ана­лизируемой жидкости растворенного молекулярного кисло­рода, влияние которого заметно сказывается при электрометрическом методе  определения.

Показатель реакции обесцвечивания носит краткое название ITT (Indicator Time—Test). Величина ITT указывает время в секундах, в течение которого 10смисследуемого раствора обесцветят на 80% раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола под действием содержащихся в них редуцирующих веществ, и служит показателем восстановительной способ­ности исследуемого раствора. Этот показатель реакции обесцвечивания зависит от Eh раствора.

Индикатор 2,6-дихлорфэнолиндофенол (О = С₆Н_аС1₂ == NC₆H₄ONa) имеет молекулярную массу 290,087. Для опре­деления готовят 0,005 М раствор индикатора, содержащий 145,04 мг безводного красящего вещества в 100смра­створа.

Для сравнения измерений, выполненных в разное время, необходимо всегда пользоваться раствором индикатора одной концентрации. Теоретически для приготовления 0,005 М раствора следовало бы растворить в 1 л 1,4504 г индикатора. Однако индикатор не всегда чист и не вполне растворим, поэтому берут несколько большую навеску и позднее путем соответствующего дополнительного разбав­ления получают раствор указанной концентрации. Таким образом, сначала отвешивают приблизительно 1,8 г 2,6-дихлорфенолиндофенола и растворяют его в химическом стакане горячей дистиллированной водой (с температурой около 60°С), размешивают для охлаждения, переливают раствор в мерную колбу на 1 л и доводят дистиллированной водой до метки. Затем раствор фильтруют через складчатый фильтр (диаметром 9 см) и приступают к установке титра индикатора. Для этого пипеткой отбирают 10смполученно­го фильтрата индикатора и переводят в колбу Эрленмейера на 50 мл, добавляют 4смсвежеприготовленного раствора йодистого калия (5 г KJ в 20смводы) и после добавки 2смсерной кислоты (1 часть концентрированной H₂S0₄ + 6 ча­стей Н₂6) титруют 0,01 н. раствором тиосульфата натрия, установленного по отношению к 0,01 н. К.Н (J0₃)₂. Причем к концу титрования добавляют в качестве индикатора 2%-ный раствор крахмала, чтобы конечный момент титрования сделать более отчетливым. Количество израсходованного 0,01 н. раствора тиосульфата натрия следует умножить на 14,5 для вычисления количества воды, которое нужно до­бавить к 80 см раствора индикатора, чтобы в 100 см полу­чить концентрацию индикатора 145 мг.

Раствором индикатора с установленным титром наполня­ют несколько небольших бутылочек (склянок) и сохраняют их в холодильнике. Этот раствор ограниченно устойчив (около 1 нед). Для точных определений необходимы буфер­ные растворы, pH которых близки к рН исследуемых жид­костей. Для производственного контроля можно довольство­ваться такими буферными растворами: для готового охме­ленного сусла (передаваемого на охлаждение) с рН 5,4, для пива с рН 4,6. Буферный раствор для указанной цели состоит из:

1) 1/10 М лимонной кислоты, содержащей 21,014 г кристаллической лимонной кислоты в 1 л (раствор а);

2) 1/5 М раствора вторичного фосфата натрия, содержа­щего 35,603 г Na₂HP0₄*2Н₂0 в 1 л дистиллированной воды (свободной от углекислоты) (раствор б).

Смешиванием раст­воров а и б получают буферные растворы. Далее на ФЭКе при длине волны 540 нм в кювете с толщиной рабочей грани 10 мм проверяют оптическую плотность растворов (D₀), полученных смешиванием 10смбуферного раствора и 0,25сминдикатора. Раствором сравнения является вода. Для определения оптической плотности исследуемых растворов (D_x) к 10смфильтрата также добавили 0,25сминдикатора и по истечении минуты измеряют оптическую плотность. Раствором сравнения в данном случае является сам исследуемый раствор. По полученным данным определяют величину антиоксидантной активности (процент обесцвечивания красителя), в соответствии с формулой

ПОК=((D₀-D_x)/ D₀) *100

Определение антиоксидантной активности по методу В.И.Прилуцкого основано на различии ОВП в неактивированных неорганических растворах и сложных биохимических средах. Метод позволяет оценить общую противоокислительную активность различных напитков. Для неактивированных неорганических растворов в равновесном состоянии справедлива следующая формула, связывающая показатель кислотности pH и ОВП:

ОВП_min=660-60pH

Измерив активную кислотность pH растворов рассчитали минимальное ожидаемое значение ОВП_min. Полученное значение сравнили с измеренным в растворах ОВП. Разность между этими значениями будет характеризовать восстановительную (антиокислительную) способность исследуемых растворов.

ЭВ= ОВП_min-ОВП

Отрицательная величина сдвига ОВП свидетельствует об отсутствии в исследуемом растворе дополнительных антиоксидантных свойств.

При анализе растительного сырья были проведены опыты по определению количества сухих веществ, редуцирующих веществ и титруемой кислотности.

Количество СВ определяли рефрактометрически.

Для определения титруемой кислотности 50смнастоя растительного сырья отфильтровывали 0,1 Н щелочью.

Определение редуцирующих веществ проводили с использованием 3,5 – динитросалициловой кислоты. В основе метода лежит определение количества редуцирующих сахаров с помощью колориметрической реакции с 3,5-динитросалициловой кислотой. Реакция углеводов с этой кислотой протекает в щелочной среде при нагревании в кипящей водяной бане. Динитросалициловая кислота восстанавливается сахарами в З-амино-5-нитросилициловую кислоту, которая имеет яркий желто-оранжевый цвет. По интенсивности окраски раствора, полученной в результате реакции, определяют содержание углеводов

Приготовление 3,5-динитросалицилового реагента. В мерной колбе на 1000см  растворяют 0,5г динитросалициловой кислоты в 500смтеплой дистиллированной воды без углекислоты (кипятить 10 мин) и добавляют 16 г гидроксида натрия. После полного растворения этих веществ добавляют 300 г тартрата калия натрия. Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры и доводят объем до 1000см. Смесь выстаивают в течение 2 сут в темном месте, затем ее отфильтровывают через складчатый фильтр. Реагент хранят в темной склянке, он стабилен в течении 8 мес.

Наличие в растворе тартрата калия натрия предотвращает поглощение щелочью кислорода и увеличивает стойкость окраски.

Техника определения. К 0,5сманализируемого раствора добавляют  2см3,5-динитросалицилового реагента, смесь выдерживают 12 мин в кипящей водяной бане. Во время инкубации происходит цветная реакция, и раствор приобретает желто-оранжевый цвет, интенсивность которого зависит от количества сахара, образовавшегося в гидролизате. Затем раствор охлаждают и определяют оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 540 нм.

Показания оптической плотности достоверны в интервале 0,10-0,80. Если в результате ферментативной реакции количество гидролизованного субстрата находится в указанных пределах, полученные данные используют для определения по калибровочному графику концентрации-сахара в анализируемом растворе.

Калибровочный график строят по описанному выше способу с использованием любого сахара (глюкозы) различной концентрации. Для построения калибровочной кривой готовят раствор глюкозы. Для этого 100мг глюкозы растворяют в 100 см воды, из этого исходного раствора готовят дальнейшие разведения.