Пища является одним из основных факторов внешней среды, определяющих здоровье человека, нормальный рост и развитие, физическую и умственную работоспособность, продолжительность жизни, сопротивляемость организма к инфекциям и вредным факторам окружающей среды. В состав пищевых продуктов входят не только макро- и микронутриенты, но и биологически активные вещества.
Биологически активные вещества – это эссенциальные компоненты пищи (витамины, минеральные вещества и минорные компоненты пищи), оказывающие биологическое действие на организм человека, они не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей. Биологической активностью обладают вещества различной природы. Некоторые представители данных веществ содержатся в овощах семейства крестоцветных (Brassicaceae).
К семейству крестоцветных (Cruciferae) относятся брокколи, брюссельская, белокочанная и цветная капуста, хрен, редис, редька, репа и другие овощи. Как и все овощи, крестоцветные содержат в своем составе углеводы, витамины и минеральные вещества, но их химический состав является уникальным, благодаря высокому содержанию серосодержащих веществ – глюкозинолатов, которые обуславливают специфический запах и острый вкус крестоцветных [8].
Содержание глюкозинолатов в крестоцветных колеблется от 50 до 390 мг/100 г продукта (табл. 1).
Таблица 1
Содержание глюкозинолатов в некоторых овощах семейства Brassicaceae [7]
|
Сырье |
Содержание глюкозинолатов, мг в 100 г продукта* |
|
Брюссельская капуста |
240 |
|
Брокколи |
60 |
|
Кресс-салат |
390 |
|
Кольраби |
50 |
|
Репа |
90 |
Примечание. *-J.Higdon, 2005 г.
В овощах глюкозинолаты являются химически и термически стабильными, но при нарушении компартмента клетки происходит их гидролиз под действием фермента с образованием изотиоцианатов и индольных соединений.
Известно более ста изотиоцианатов, образующихся из глюкозинолатов [4]. Например, предшественником сульфорафана является глюкорафанин, аллилизотиоцианата – синигрин, оксибензитизотиоцианата – синальбин (табл. 2).
Таблица 2
Некоторые глюкозинолаты и образующиеся из них изотиоцианаты
|
Глюкозинолат |
Изотиоцианат |
|
Глюкорафанин |
Сульфорафан |
|
|
|
|
|
Аллилизотиоцианат (изороданистый аллил) |
|
Глюкобрассицин |
Индол-3-карбинол |
Синальбин
Оксибензилизотиоцианат (изороданистый акринил)
Синигрин
В последние годы проведен ряд исследованийпо изучению влияния изотиоцианатов и индол-3-карбинола на организм человека.Так, установлено, что потребление крестоцветных овощей снижает риск развития рака легких, толстой и прямой кишки, молочной железы, шейки матки, простаты [4, 9-11]. Биологическая активность изотиоцианатов и индол-3-карбинола связана с их способностью индуцировать активность монооксигеназной системы и некоторых ферментов II фазы метаболизма ксенобиотиков (глутатионтрансферазы) [8].
Наиболее известными источниками изотиоцианатов и индольных соединений считаются брокколи и брюссельская капуста, которые широко используются в странах Европы и Америки. В России в рационе питания населения, чаще всего из семейства крестоцветных, используется кочанная капуста, редис, редька посевная (Raphanus Sativus L.). Редьку применяют не только в качестве ингредиента салатов, но и при различных заболеваниях в качестве отхаркивающего, антисептического, желчегонного средства. Однако ее химический состав касательно содержания биологически активных веществ изучен недостаточно.
Целью данной работы явилось исследование количественного состава биологически активных веществ и пищевых волокон Raphanus Sativus L.
Материалы и методы исследования
В качестве объекта исследования были использованы корнеплоды редьки черной зимней, выращенной на территории республики Бурятия.
Метод определения клетчатки основан на последовательной обработке навески кислотой и щелочью для удаления из продукта кислото- и щелочерастворимых веществ, с последующим взвешиванием остатка. Количественное содержание растворимых и нерастворимых форм пектиновых веществ устанавливали кальциево-пектатным методом.
Сумма изотиоцианатов была определена по методу П.С. Попова, основанному на отгонке продуктов распада глюкозинолатов в раствор аммиака (изотиоцианаты, взаимодействуя с аммиаком, образуют N,N– замещенные тиомочевины) с последующим титрованием производных тиомочевины перманганатом калия в кислой среде.
Сумму индольных соединений определяли фармакопейным методом, основанным на их экстракции эфирно-хлороформной смесью, с последующим титрованием кислотой.
При количественном определении фенольных соединений использовали водную экстракцию с последующим титрованием калия перманганатом в присутствии индигосульфокислоты при комнатной температуре.
Результаты исследования и их обсуждение
Raphanus Sativus L., как и любое растительное сырье – прежде всего, источник углеводов, а именно пищевых волокон, в состав которых входят в основном клетчатка и пектины. Известно, что присутствие в рационе питания продуктов, содержащих клетчатку и пектины, способствует хорошей работе кишечника, помогает выведению из организма избыточного холестерина, тяжелых металлов, токсинов, радионуклидов, повышают устойчивость организма к аллергии, помогают восстановиться слизистой оболочке дыхательных и пищеварительных путей после раздражений и воспалительных процессов, благотворно влияют на внутриклеточное дыхание и общий обмен веществ.
При исследовании нерастворимых углеводов Raphanus Sativus L. установлено, что содержание клетчатки в исследуемом объекте около 3 %. При сравнении с литературными данными по капусте белокочанной и моркови ее содержание в редьке выше на 50 и 25 % соответственно (рис. 1).
Пектиновые вещества в плодах и овощах представлены в растворимой (пектин, пектиновая кислота) и нерастворимой (протопектин) формах. Литературные данные свидетельствуют об общем содержании пектиновых веществ в редьке, которое составляет 0,22 %, но нет данных о содержании разных форм пектинов. В результате исследований установлено, что в Raphanus Sativus L. содержание растворимых пектинов составляет 0,219 %, нерастворимых – 0,582 %, а общее содержание пектиновых веществ в 3,5 раза выше, по сравнению с литературными данными, что может объясняться местом произрастания, временем сбора корнеплодов или другими факторами (табл. 3).
Рис. 1. Содержание клетчатки в овощах
Таблица 3
Содержание пищевых волокон в редьке
|
Показатель |
Редька черная |
|
|
В опытном образце, % |
Литературные данные* |
|
|
Пектиновые вещества: |
0,799 ± 0,052 |
0,22 ± 0,06 |
|
– растворимые |
0,219 ± 0,016 |
– |
|
– нерастворимые (протопектин) |
0,582 ± 0,037 |
– |
|
Клетчатка |
2,98 ± 0,51 |
2,1 |
Примечание. *-И.М. Скурихин, 2002 г
Углеводы в редьке представлены не только в форме пищевых волокон, но и в виде глюкозинолатов. При нарушении компартмента растительной клетки из органелл высвобождается мирозиназа, которая катализирует разрушение гликозидной связи в глюкозиналатах с образованием глюкозы и агликона. Агликон – нестабильное соединение, способное к самопроизвольной перегруппировке с образованием ряда продуктов в зависимости от структуры боковой цепи и условий реакции (рис. 2).
Рис. 2. Превращение глюкозинолатов
При нейтральном рН основными продуктами гидролиза глюкозинолатов являются стабильные изотиоцианаты, за исключением тех, которые содержат индольную группу. Нестабильные β-ОН-изотиоцианаты подвергаются циклизации с образованием оксазолидин-2-тионов (например, гоитрина), а индольные изотиоцианаты превращаются в соответствующие им спирты (например, индол-3-карбинол) [6].
На первом этапе исследования проводились качественные реакции по идентификации индольных соединений, с использованием реактивов Вагнера (водный раствор йодида калия), Майера (раствор дихлорида ртути с йодидом калия), Зонненштейна (раствор фосфорномолибденовой кислоты) и Эрлиха (пара-диметиламинобензальдегид в соляной кислоте), реакции с которыми доказали наличие индольных соединений в Raphanus Sativus L.
При количественном определении изотиоцианатов, измельченную редьку предварительно выдерживали в 5 %-ом растворе этилового спирта при температуре 35 °С. Содержание изотиоцианатов в редьке черной составило 133,87 мг в 100 г продукта.
В настоящее время установлена рекомендуемая суточная норма потребления индольных соединений, которая составляет 50 мг [1]. Содержание индольных соединений в Raphanus Sativus L. равно 35,91 мг, следовательно, потребление 100 г редьки черной в день восполнит 70 % суточной потребности в индольных соединениях.
Еще одной группой биологически активных веществ, содержащихся в Raphanus Sativus L., являются фенольные соединения. Это ароматические соединения, содержащие в своей молекуле бензольное ядро с одной или несколькими гидроксильными группами. Их биологическая активность заключается в способности связывать ионы тяжелых металлов, катализирующих окислительные процессы, с образованием устойчивых неактивных комплексов, а также взаимодействовать с высокоактивными свободными радикалами, возникающими при аутоксидации, например, липидных компонентов, переводя их в малоактивные. Таким образом, фенольные соединения способны гасить цепные свободнорадикальные процессы, приводящие к возникновению раковых заболеваний и быстрому старению организма, то есть обладают антиоксидантной активностью [3].
Косвенным доказательством антиоксидантной активности экстракта Raphanus Sativus L. является то, что подобно раствору аскорбиновой кислоты,она предотвращает окисление адреналина. Содержание фенольных соединений составляет 3,74 мг в 100 г продукта.
Выводы
В результате проведенных исследований установлено, что редька посевная (Raphanus Sativus L.) является источником пищевых волокон, пектиновых веществ,фенольных соединений, а также продуктов гидролиза глюкозинолатов – индольных соединений и изотиоцианатов. В дальнейшем планируется исследование динамики содержания биологически активных веществ Raphanus Sativus L. при хранении и воздействии технологических процессов, а также варианты использования редьки в различных пищевых системах в качестве источника биологически активных веществ.
Рецензенты:
Ламажапова Г.П., д.б.н., доцент, доцент кафедры «Биоорганическая и пищевая химия», ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», г. Улан-Удэ;
Данилов М.Б., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Технология мясных и консервированных продуктов», ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», г. Улан-Удэ.
Работа поступила в редакцию 24.06.2014.