Введение к работе
Актуальность исследования. Многочисленные результаты исследований, полученные в последний период времени, подтверждают, что одной из основных причин патологических процессов в организме, вызывающих преждевременное старение и развитие многих заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых и онкологических, является избыточное накопление в организме свободных радикалов (Меерсон, 1993; Кольтовер, 1998; Хавинсон, 2003, Владимиров, 1998; Скулачев, 2007). Эффективная защита от разрушительного действия свободных радикалов обеспечивается различными антиоксидантами ферментативной и неферментативной природы.
При избытке свободных радикалов и недостатке антиоксидантов в организме их баланс нарушается и происходит свободнорадикальное повреждение нуклеиновых кислот, белков, липидов мембран и других макромолекул клетки. Для профилактики окислительного стресса значительная часть антиоксидантов должна поступать в организм с пищей, богатой антиокислительным комплексом.
Молоко проявляет антиокислительные свойства благодаря содержанию в нем следующих антиоксидантов: ферментных (каталаза, пероксидаза, супероксиддисмутаза и др.) и неферментных (витамины А, Е, С, SH-соединения) (Горбатова, 2004; Твердохлеб, 2006).
Однако в процессе технологической обработки молока изменяются его физико-химические и биологические свойства. Например, липиды молока и кисломолочных продуктов при технологической обработке и хранении могут подвергаться свободнорадикальному окислению (СРО), что приводит к снижению их качества и биологической ценности (Горбатова, 2004; Твердохлеб, 2006; Рогожин, 2006). Так, образующиеся на начальной стадии окисления перекиси и гидроперекиси существенно не влияют на органолептические свойства молочных продуктов, но могут быть токсичны, способствуют разрушению жирорастворимых витаминов и полиненасыщенных жирных кислот. Вторичные продукты окисления (альдегиды и кетоны) придают продуктам соответствующие специфические посторонние привкусы (Нечаев, Траубенберг, Кочеткова; 2003). Кроме того, потребление молочных продуктов с окисленными липидами может вызывать возникновение патологических изменений в организме, поэтому поиск средств защиты молочных продуктов от инициирования в них перекисного окисления важен не только для удлинения сроков хранения, но и для повышения биологической ценности продуктов.
Таким образом, исследование процессов СРО и антиоксидантной активности приобретает в настоящее время приоритетное значение. Однако в литературе практически отсутствуют данные об антиокислительных свойствах молока и кисломолочных продуктов, что определяет актуальность данного исследования.
Цель исследования: изучить процессы свободнорадикального
окисления молока и кисломолочных продуктов для обоснования путей повышения их антиокислительных свойств.
Задачи исследования:
9+
С помощью хемилюминесцентного анализа исследовать Fe -индуцированную интенсивность свободнорадикального окисления и антиоксидантную активность молока и кисломолочных продуктов.
Изучить уровень некоторых компонентов неферментативной антиокислительной системы молока и кисломолочных продуктов.
Оценить влияние водных экстрактов из растительного сырья на железоиндупированную хемилюминесценцию молока и кисломолочных продуктов
Исследовать антиоксидантную активность молока и кисломолочных продуктов, обогащенных водными экстрактами из растительного сырья in vitro на модельной системе.
Научная новизна исследования. В настоящей работе дана сравнительная характеристика интенсивности свободнорадикального окисления и антиокислительных свойств молока и кисломолочных продуктов. Для этой цели впервые использована железоиндуцированная хемилюминесценция, с помощью которой установлено, что антиоксидантная активность зависит от особенностей технологии изготовления молочной продукции: она значительно снижена в продуктах, подвергнутых высокотемпературной обработке (стерилизованное молоко, ряженка). Для улучшения свойств стерилизованного молока и ряженки нами впервые в качестве добавок использовано натуральное растительное сырье в виде водных экстрактов. Показано, что водные экстракты из растительного сырья способствуют торможению процессов СРО и повышают антиокислительные свойства молочных продуктов.
Практическая значимость работы. Полученные данные могут служить теоретической основой для разработки рекомендаций по повышению антиоксидантной активности молока и кисломолочных продуктов. Выяснение биохимических механизмов, способствующих повышению антиокислительных свойств молочных продуктов, дают возможность определить пути для совершенствования используемых технологий производства и разработки новых видов этой продукции. Экспериментально обоснована возможность применения
растительного сырья с целью повышения антиокислительных свойств молочных продуктов. Использование растительных экстрактов в создании новых видов молочных продуктов имеет важное значение для профилактики заболеваний и позволит расширить ассортимент функциональных конкурентоспособных продуктов.
Внедрение результатов исследования в практику. Основные положения работы используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении практических занятий на кафедре биохимии и технологии продуктов животноводства Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет».
Положения, выносимые на защиту:
1. Технологическая обработка молока приводит к активации
свободнорадикального окисления в питьевом молоке и кисломолочных продуктах.
2. Антиокислительные свойства молочных продуктов выражены в различной
степени в зависимости от особенностей технологического процесса их
изготовления.
3. Водные экстракты из растительного сырья приводят к торможению
процессов свободнорадикального окисления молочных продуктов, а также
повышают их антиоксидантную активность.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на I теоретико-методологической конференции аспирантов и соискателей «Методология в науках агропромышленного комплекса» (г. Омск, 2005); на конференции «Инновационные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (г. Омск, 2006); на Международной научно-практической конференции «Интеграция науки и образования - решающий фактор устойчивого развития государства» (Казахстан, г. Семипалатинск, 2006); на V специализированном конгрессе «Молочная промышленность Сибири» (г. Барнаул, 2006); на межвузовской научно-практической конференции «Роль свободнорадикальных процессов в физиологии и патологии» (г. Омск, 2007); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной биохимии» (г. Киров, 2007); на IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (г. Новосибирск, 2008); на Международной научно-практической конференции «Современные технологии производства продуктов питания: состояние, проблемы и перспективы развития» (г. Омск, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе две в журналах, рекомендованных ВАК; два свидетельства на интеллектуальный
продукт: «Метод повышения антиоксидантной активности молочных продуктов» зарегистрирован ФГУП «ВНТИЦ» 27 апреля 2007 г. № 73200700038 и «Методика регистрации железоиндуцированой хемилюминесценции кисломолочных продуктов» зарегистрирован ФГУП «ВНТИЦ» 11 сентября 2008 г. № 73200800086. Объем и структура диссертации. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 22 рисунка. Диссертация состоит из следующих разделов: «Введение»; «Обзор литературы»; «Материалы и методы исследования»; «Результаты исследований и их обсуждение»; «Заключение»; «Выводы»; «Библиографический список», который содержит 196 источников литературы, в том числе 151 отечественных и 45 иностранных.
