Диссертация (1152332), страница 14
Текст из файла (страница 14)
В этой связи рассматривалась возможность установления критериев,характеризующих интенсивность окислительных процессов, протекающих в ядрах грецкихорехов, с целью определения объективных сроков годности обезличенных партий грецкихорехов, поступающих в разные временные периоды из разных климатических игеографических зон выращивания.Скорость гидролиза белков, жиров и крахмала, активность окислительновосстановительных ферментов непосредственно зависят от сорта, условий выращивания,сбора и последующего хранения, которые в свою очередь влияют на срок годности орехов.В качестве модельного объекта для изучения динамики окислительных и гидролитическихпроцессов в ядрах грецких орехов при различных условиях хранения, нами были выбраныгрецкие орехи сорта «Урожайный» с высоким содержанием жира, тонкоскорлупные,дозревающие на дереве, выращиваемые в южных и центральных регионах России.
Орехибыли выращены в Крыму (Бахчисарайский район), урожай 2014 года. Данный сорт ореховхарактеризуется наличием выраженных потенциальных факторов риска в отношенииинициирования окислительных радикальных процессов в жирах на всех этапахтовародвижения продукции.Хранение ядер грецкого ореха осуществляли при температурах, соответствующиххранению в морозильных камерах при температуре минус 18 °С; при температурах,характерных для охлаждаемых холодильных камер при 2 °С и при температурахнеохлаждаемых складских помещений при 20 °С. Хранение осуществляли в период соктября 2014 г. до сентября 2015 г.
На хранение в разных температурных режимах было57заложено по 16 кг ядер грецких орехов. Для проведения исследований отбирали средниепробы массой 2 кг. Результаты изучения динамики химического состава грецкого ореха впроцессе хранения при различных температурах представлены в таблице 3.1.Таблица 3.1 – Динамика химического состава грецкого ореха сорта «Урожайный» впроцессе храненияПродолжительностьхранения, месяцы0 (октябрь)3 (декабрь)6 (март)9 (июнь)12 (сентябрь)0 (октябрь)3 (декабрь)6 (март)9 (июнь)12 (сентябрь)0 (октябрь)3 (декабрь)6 (март)9 (июнь)12 (сентябрь)Массовая доляМассовая доляжира, %белка, %Хранение при температуре 20 °С69,8±0,314,5±0,168,3±0,313,7±0,167,5±0,313,2±0,164,5±0,312,5±0,162,8±0,311,9±0,1Хранение при температуре 2 °С69,8±0,314,5±0,168,7±0,314,2±0,168,0±0,313,9±0,167,6±0,313,7±0,166,9±0,313,3±0,1Хранение при температуре -18 °С69,8±0,314,5±0,169,7±0,314,4±0,169,5±0,314,2±0,169,1±0,313,9±0,168,7±0,313,5±0,1Массовая долякрахмала, %4,73±0,014,54±0,013,88±0,013,15±0,012,34±0,014,73±0,014,65±0,014,54±0,014,29±0,013,94±0,014,73±0,014,71±0,014,66±0,014,61±0,014,42±0,01Источник: составлено авторомКак видно из представленных данных, температура хранения оказывает большоевлияние на интенсивность метаболических процессов, протекающих в ядрах орехов придлительном хранении.
Чем выше температура хранения, тем интенсивнее протекаютбиохимические процессы. Во всех вариантах исследования происходило уменьшениесодержания исследуемых соединений – белков, жиров и крахмала. Более низкая скоростьснижения содержания исследуемых веществ наблюдалась в первые 3-6 месяцев хранения,при дальнейшем хранении скорость процессов диссимиляции сложных органическихвеществ в ядрах орехов увеличивалась.
При хранении грецких орехов при температуре20 °С, содержание жира снизилось на 10,0 % за 12 месяцев. За этот же период времениснижение содержания жира при низких положительных температурах (2 °С) происходилозначительно медленнее и составило всего 4,2 %, а при низких отрицательных температурахстандартных морозильных камер (-18 °С) процессы окисления и гидролиза жиров58проходили на очень низком уровне, снижение содержания жира составило всего 1,6 %.Аналогичная зависимость наблюдалась и при изучении скорости гидролиза белков.При указанных температурах хранения снижение содержания белка в грецких орехахсоставило 17,9, 8,3 и 6,9 % соответственно. Процесс гидролиза крахмала, как основногозапасного вещества для получения молекул глюкозы, служащих дыхательным субстратом,так же подчинялся установленной зависимости от температуры хранения ядер орехов исоставил соответственно 51,1 % при температуре хранения 20 °С, 17,0 % при температурехранения 2 °С и 6,4 % при температуре хранения -18 °С.Следовательно, снижение температуры хранения грецких орехов приводит кзначительному уменьшению скорости диссимиляции сложных органических соединений(уменьшение температуры с 20 °С до -18 °С сокращает скорость диссимиляции до 8 раз).Хранение орехов при низких отрицательных температурах способствует стабилизацииметаболических и окислительных процессов и удержанию их на низком фоновом уровне –скорость окисления и гидролиза жиров по сравнению с хранением при 20 °С снижаетсяболее чем в 6 раз, степень гидролиза белков сокращается в 2,5 раза, а интенсивностьгидролиза крахмала уменьшается почти в 8 раз.Для установления динамики окислительных неферментативных и ферментативныхпроцессов, протекающих в грецких орехах при хранении, нами были изучены показатели,характеризующие окислительные процессы в жирах (перекисное, кислотное и йодное числа[78]), ферментативное окисление фенольных соединений, как важнейших источниковантиоксидантов (активность полифенолоксидазы) [3] и окисление биологически лабильныхкомпонентов, маркером которых служила аскорбиновая кислота.Как известно, фенольные соединения и витамины С и Е входят в системуантиоксидантной защиты и совместно с рядом других соединений составляютантиоксидантную систему растительных объектов [218, 228].
Наиболее значимымиантиоксидантными соединениями являются гидрофобные каротиноиды, витамины А, Е идр., а также гидрофильные протекторы – аскорбиновая кислота, фенольные соединения,глутатион и др. [228, 239, 277]. Ферментативные антиоксиданты являются наиболееэффективными, но их активность зависит от целого ряда эндогенных и экзогенных фактов,поэтому они могут терять ферментативную активность. Несмотря на то, чтонеферментативные антиоксиданты являются менее эффективными антиоксидантнымипротекторами по сравнению с ферментативной системой, они играют важную роль вобеспечении антиоксидантной системы защиты.Аскорбиновая кислота выполняет биологические функции в окислительновосстановительных процессах живых систем и может участвовать в нейтрализации59перекисных радикалов и активных форм кислорода.
Она является субстратом дляокислительно-восстановительных ферментов аскорбатоксидазы и аскорбатпероксидазы.Поэтому аскорбиновая кислота содержится во всех частях растений, а ее концентрацияизменяется в зависимости от внешних условий и стадии онтогенеза [266].
Токоферолыявляются наиболее важными жирорастворимыми антиоксидантами, т. к. они защищаютмембраны клеток от окисления липидными радикалами в цепной реакции перекисногоокисления липидов [170]. Грецкие орехи содержат большое количество токоферолов, поданным многих исследователей до 320 мг/кг [159, 190, 211].Фермент полифенолоксидаза является одним из наиболее распространенныхферментов в растительных объектах.
Фенольные соединения являются переносчикамиводорода в дыхательной цепи и локализуются в митохондриях клеток. Полифенолоксидазаможет локализоваться в митохондриях клеток при оптимальном значении рН 7,0-7,2, атакже в мембранах хлоропластов с оптимальным рН около 5,0 [18]. Субстратомполифенолоксидазыявляютсямоно-иполифенолыидубильныевещества.Полифенолоксидаза катализирует окисление фенольных соединений до соответствующиххинонов, способных к реакции полимеризации, при которой образуются макромолекулымеланинов.
Ортохиноны легко взаимодействуют с аминокислотами и могут образовыватьтанины,придающиегорьковато-терпкийвкусорехамприхранении[3].Полифенолоксидаза также может катализировать процесс окисления аминокислотытирозина, при глубоком окислении которой образуются темноокрашенные вещества –меланоидины, которые при длительном хранении способствуют потемнению кожуры иядра грецких орехов, поэтому увеличение активности полифенолоксидазы при храненииорехов может приводить к снижению их пищевой ценности, ухудшению вкуса и изменениюцвета.Нами были проведены исследования интенсивности окислительных процессов идинамики активности полифенолоксидазы и массовой доли аскорбиновой кислоты впроцессе хранения при различных температурных режимах грецких орехов сорта«Урожайный». Результаты, представленные в таблице 3.2.
подтверждают, что температурахранения является важнейшим фактором, влияющим на активность ферментативных инеферментативных окислительных процессов. Чем ниже температура хранения, теммедленнее происходит гидролиз и окисление жиров. Кислотное число, характеризующеесодержание свободных жирных кислот, указывает на скорость гидролитических процессов.По результатам исследований, кислотное число грецкого ореха в процессе хранения втечение 12 месяцев при комнатной температуре увеличилось в 6 раз, в то время как прихранении при 2 °С и -18 °С увеличение произошло лишь в 2,8 и 1,3 раза соответственно.60При этом первые 3-6 месяцев хранения происходил незначительный рост, а после полугоданаблюдался достаточно интенсивный. Увеличение содержания свободных жирных кислототрицательно сказывалось на вкусе и запахе орехов, вызывая посторонние неприятныепривкусы.Таблица 3.2 – Изменение активности ферментативных и неферментативныхокислительных процессов, протекающих в ядрах грецкого ореха сорта «Урожайный»Продолжительностьхранения,месяцы0 (октябрь)3 (декабрь)6 (март)9 (июнь)12 (сентябрь)0 (октябрь)3 (декабрь)6 (март)9 (июнь)12 (сентябрь)0 (октябрь)3 (декабрь)6 (март)9 (июнь)12 (сентябрь)Активностьполифенолоксидазы,мкмоль/(г*мин)Хранение при температуре 20 °С0,14±0,010,68±0,05141,72±5,6712,12±0,610,23±0,020,78±0,06140,83±5,638,24±0,410,47±0,040,97±0,07135,41±5,424,56±0,231,35±0,112,34±0,16127,78±5,119,73±0,492,79±0,224,09±0,29107,94±4,3221,92±1,10Хранение при температуре 2 °С0,14±0,010,68±0,05141,72±5,6712,12±0,610,18±0,010,71±0,05140,93±5,649,74±0,490,35±0,030,89±0,06137,64±5,517,52±0,380,59±0,051,12±0,08133,95±5,369,93±0,501,04±0,081,93±0,14129,14±5,1711,24±0,56Хранение при температуре -18 °С0,14±0,010,68±0,05141,72±5,6712,12±0,610,15±0,010,70±0,05140,99±5,645,21±0,260,17±0,010,79±0,06139,24±5,575,56±0,280,26±0,020,85±0,06137,86±5,517,63±0,380,49±0,040,91±0,06136,94±5,489,22±0,46Перекисноечисло,ммоль½О/кг маслаКислотноечисло, мгКОН/гмаслаЙодноечисло, гI2/100 гмаслаМассоваядоляаскорбиновой кислоты,мг/100 г4,76±0,333,94±0,283,15±0,222,07±0,150,93±0,074,76±0,334,14±0,293,78±0,272,34±0,161,96±0,144,76±0,334,45±0,314,12±0,294,07±0,293,75±0,26Источник: составлено авторомАнализируя окислительные процессы, протекающие в жирах ядер грецких ореховпри хранении, было отмечено постепенное увеличение и перекисного числа.
Снижениетемпературы хранения приводило к уменьшению скорости его роста. Значение перекисногочисла масла грецкого ореха при температуре хранения 20 °С в течение 12 месяцев вырослопрактически в 20 раз, при температуре хранения 2 °С и -18 °С в 7,4 и 3,5 разасоответственно. Таким образом, наиболее интенсивное накопление перекисей игидроперекисей наблюдалось при температуре хранения 20 °С. Как видно изпредставленных данных, в жирах орехов при хранении более активно протекаютокислительные процессы по сравнению с гидролитическими.61Йодное число, характеризующее степень ненасыщенности жиров, уменьшалось впроцессе хранения.
Темпы снижения йодного числа в течение 12 месяцев хранениясоставили 23,8, 8,9 и 3,4 % при хранении грецких орехов при 20 °С, 2 °С и -18 °Ссоответственно. Поскольку именно скорость окисления жиров является главным фактором,определяющим сроки годности орехов, можно предположить, что при снижениитемпературы хранения до -18 °С срок хранения грецких орехов может быть увеличен до 6раз. Содержание аскорбиновой кислоты в грецких орехах зависит от стадии онтогенезаплодов. По мере созревания и последующего дозревания плодов, массовая доляаскорбиновой кислоты снижается во много раз под действием ферментов аскорбатоксидазыи аскорбатперокидазы. В процессе хранения ядер грецких орехов в течение 12 месяцев, порезультатам исследований, произошло резкое снижение содержания аскорбиновой кислотыс 4,76 до 0,93 мг/100 г при хранении при 20 °С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
