Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES RAPHANUS SATIVUS L.

Biltrikova T.V. 1 Bitueva E.B. 1
1 East Siberia State University of Technology and Management
Biologically active substances - this essential food components (vitamins, minerals and minor food components), which have biological effects on the human body. In cruciferous vegetables (Cruciferae) contains glucosinolates – substances which are precursors of biologically active substances – indole compounds and isothiocyanates. In recent years, has been extensively studied the effect of isothiocyanates and indole compounds for the treatment and prevention of cancer. We have investigated the content of isothiocyanates and indole compounds in black radish (Raphanus Sativus L.), which amounted to 133,87 and 35,91 mg per 100 g, respectively. Also found in radish content of phenolic compounds which possess antioxidant activity, their content was 3.74 mg per 100 g. Studied the content of dietary fiber - fiber, pectins (soluble and insoluble). It can be concluded that a Raphanus Sativus L. source of biologically active substances, antioxidants, dietary fibers and that it allows to consider preventive food product.
black radish (Raphanus Sativus L.)
biologically active substance isothiocyanates
indole compounds
phenolic compounds
dietary fiber
1. Normy fiziologicheskih potrebnostej v jenergii i pishhevyh veshhestvah dlja razlichnyh grupp naselenija Rossijskoj Federacii: Metodicheskie rekomendacii. MR 2.3.1.2432 -08.
2. Rusakova G.G., Merlin E.A., Izvestija VolgGTU. 2008. no. 1.
3. Hasanova S.R., Plehanova T.I. ,Vestnik VGU, serija: Himija. Biologija. Farmacija. 2007. no. 1, pp 163-166.
4. Fowke JH, Chung FL, Jin F, Qi D, Cai Q, Conaway C, et al. Urinary isothiocyanate levels, brassica, and human breast cancer. Cancer Res 2003;63:3980–6.
5. Giovannucci E., Rimm E.B., Liu Y., Stampfer M.J., Willett W.C. A prospective study of cruciferous vegetables and prostate cancer. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2003;12:1403–9. 13
6. Holst B., Williamson G. A critical review of the bioavailability of glucosinolates and related compounds. Nat Prod Rep 2004;21:425–47.
7. Jane Higdon, Indole-3-Carbinol Linus Pauling Institute Oregon State University, 2005 20
8. Jane V. Higdon, Barbara Delage, David E. Williams Cruciferous vegetables and human cancer risk: epidemiologic evidence and mechanistic basis
9. Joseph M.A., Moysich K.B., Freudenheim J.L., Shields P.G., Bowman E.D., Zhang Y., et al. Cruciferous vegetables, genetic polymorphisms in glutathione S-transferases M1 and T1, and prostate cancer risk. Nutr Cancer 2004;50:206–13.
10. Kristal A.R., Lampe J.W. Brassica vegetables and prostate cancer risk: a review of the epidemiological evidence. Nutr Cancer 2002;42:1–9.
11. Walters D.G., Young P.J., Agus C., Knize M.G., Boobis A.R., Gooderham N.J., et al. Cruciferous vegetable consumption alters the metabolism of the dietary carcinogen 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine (PhIP) in humans. Carcinogenesis 2004;25:1659–69

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

bil1.wmf

Глюкорафанин

bil2.wmf

Сульфорафан

bil5.tif Синальбин

bil6.tif Оксибензилизотиоцианат (изороданистый акринил)

bil7.tif Синигрин

bil8.tif

Аллилизотиоцианат

(изороданистый аллил)

bil9.tif

Глюкобрассицин

bil10.tif

Индол-3-карбинол

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).

bil3.tif

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).

bil4.wmf

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.