Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР
1.1 Свободнорадикальные процессы и их биологическая роль 9
1.1.1 Механизмы и источники образования свободных радикалов 24
1.1.2 Роль антиоксидантов при воздействии на организм факторов экологической среды 34
1.2 Антиокислительные свойства пищевых продуктов 41
1.3 Значение определения антиокислительных свойств как маркеров экологической безопасности 45
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования
2.1 Объекты исследования 52
2.2 Методы исследования 54
2.2.1 Хемилюминесцентный анализ 54
2.2.2 Биохимические методы анализа 57
2.3 Статистическая обработка полученных результатов 63
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований
3.1 Свободнорадикальные процессы в молоке-сырье, полученном в разных эколого-географических подзонах лесостепи Омской области 64
3.1.1 Исследование молока, полученного в летний период 64
3.1.2 Интенсивность свободнорадикальных процессов молока, полученного в зимний период 72
3.2 Влияние кормовой базы и породы коров на антиокислительные свойства молока-сырья 84
3.3 Характеристика антиокислительных свойств различных молочных продуктов 91
3.3Л Исследование процессов свободнорадикального окисления молочных продуктов, предназначенных для детей, а также беременных и кормящих матерей 91
3.3.2 Сравнение козьего и коровьего молока 96
ГЛАВА 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102
ВЫВОДЫ 120
Практические рекомендации 121
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 122
- Свободнорадикальные процессы и их биологическая роль
- Объекты исследования
- Свободнорадикальные процессы в молоке-сырье, полученном в разных эколого-географических подзонах лесостепи Омской области
Введение к работе
Актуальность исследования
В современной экологической ситуации актуальна проблема сохранения здоровья человека. Решение этой проблемы связано не только с охраной окружающей среды, но и с улучшением качества продуктов питания. Внимание исследователей привлекает обеспеченность населения не только макронутриентами, но и микронутриентами, особенно обладающими антиоксидантными свойствами [82,126].
Антиоксидантная активность продуктов питания приобрела в наше время особое значение из-за распространенного чрезмерного и неуправляемого окисления компонентов клетки, в первую очередь внутриклеточных мембранных липидов, с чем связывают развитие различных патологий. Это обусловило повышение исследовательской активности в изучении пищевых продуктов, богатых антиоксидантами.
Молоко и молочные продукты являются одним из главных источников витаминов-антиоксидантов и минеральных веществ, как для детей, так и для взрослого человека. Компоненты молока, как ферментативной, так и неферментативной природы, обладают антиокислительной активностью [173]. К антиоксидантам молока относят ферменты: каталаза, супероксиддусмутаза, глутатионпероксидаза [263], а также витамины А, Е, С [49,196,280], сульфгидрильные группы [154,326,329].
В литературе имеются данные о влиянии процессов технологической обработки молока на антиокислительные свойства молока [90, 202,308,320].
Однако недостаточно сведений о роли экологических факторов в способности компонентов молока подвергаться свободнорадикальному окислению или препятствовать этим процессам.
Высокая биологическая ценность молока и в первую очередь козьего, позволяет рассматривать последнее как перспективное альтернативное молочное сырье, которое обязательно должно быть использовано при оптимизации структуры питания при различных физиологических процессах и заболеваниях, вызывающих повышенную потребность в антиоксидантах, особенно в неблагоприятных экологических условиях сегодняшнего дня [106].
Уровень качества молочной продукции во многом определяется степенью сохранности биологически активных веществ, играющих важную роль в механизмах специфической и природной устойчивости организма к повреждающим факторам внешней среды. В доступной литературе отсутствуют сведения о влиянии на антиокислительную активность дополнительно вносимых ингредиентов в молочные продукты, предназначенные для детей.
Таким образом, исследование антиокислительных свойств коровьего и козьего молока, а также детских молочных продуктов в аспекте влияния природных и экологических факторов является на сегодняшний день актуальным.
Цель исследования: охарактеризовать интенсивность свободнорадикальных процессов разных видов молока с целью выявления воздействия на них природных и антропогенных факторов.
Задачи исследования:
Исследовать интенсивность свободнорадикального окисления натурального молока-сырья разных эколого-географических подзон лесостепи Омской области, полученного в зимний и летний период.
Изучить влияние кормовой базы и породы животного на антиокислительные свойства молока-сырья разных эколого-географических подзон лесостепи Омской области.
Определить влияние на антиокислительные свойства обогащения молочных продуктов микронутриентами.
Сравнить антиокислительные свойства натурального и стерилизованного козьего и коровьего молока.
Научная новизна исследования. В представленной работе впервые выявлена зависимость свободнорадикальных процессов, перекисного окисления липидов и антиокислительных свойств натурального коровьего молока-сырья разных зколого-географичесішх подзон лесостепи Омской области. Впервые исследован уровень первичных, вторичных и конечных продуктов СРО в липидных экстрактах молока с раздельной регистрацией в гептановой и изопропанольной фазах. Дана сравнительная оценка антиокислительных свойств натурального козьего и коровьего молока, а также показано, что стерилизация в большей степени оказывает влияние на скорость СРО компонентов козьего молока, в сравнении с коровьем. Проведено сравнение обогащенных молочных продуктов для детей, беременных и кормящих матерей со стерилизованным молоком. Выявлено что, дополнительно вносимые биологически важные вещества, не всегда оказывают положительного влияния на интенсивность хемилюминесценции.
Практическая значимость работы.
Результаты проведенного исследования могут служить основанием для разработки методов оценки экологической безопасности. На основании полученных данных можно оценить влияние природных факторов на биологическую ценность молока. Экспериментально доказаны более выраженные антиокислительные свойства натурального козьего молока в сравнении с коровьем. Результаты исследования могут быть использованы для характеристики пищевой ценности молочных продуктов, обогащенных микронутриентами.
Положения, выносимые на защиту: >
Интенсивность хемилюминесценции, уровень продуктов пероксидации и антиокислительная активность молока отличаются в разных эколого-географических подзонах лесостепи Омской области.
Антиокислительные свойства молока и молочных продуктов зависят от подсемейства полорогих животных и пищевых добавок.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на П международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (г. Саратов, 2008); на международной научно-практической конференции «Олимпиада 2014: технологические и экологические аспекты производства продуктов здорового питания» (г.Краснодар,2009); на международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию образования Волгоградской сельскохозяйственной академии (г.Волгоград, 2009); на международном научно-техническом форуме «Реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (г. Омск, 2009); на российской научно-практической конференции «Актуальные вопросы теоретической и прикладной биохимии» (г. Челябинск, 2009); на международном форуме по проблемам науки, техники и образования (г. Москва, 2009); на Ш научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц, 9 рисунков. Работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и библиографического списка, который включает 351 источник, из которых 168 на иностранных языках.
Свободнорадикальные процессы и их биологическая роль
В настоящее время проблема свободнорадикального окисления (СРО) в организме и биосырье привлекает внимание не только биологов и медиков, но и исследователей в пищевых отраслях. Это обусловлено тем, что свободные радикалы, образующиеся при многих ферментативных и неферментативных реакциях, протекающих в биологическом материале, участвуют в разнообразных физиологических и метаболических процессах, от которых зависят гомеостатический уровень всех функциональных систем и жизнедеятельность организма [40].
Положение о том, что абсолютное большинство химических реакций протекает через участие свободных радикалов, впервые было отражено в работах Л. Михаэлиса [102], Концепцию о свободнорадикальной патологии, которая вызывается усилением СРО, в частности, лучевая болезнь, выдвинул Б.Н. Тарусов [153]. Н.М. Эммануэль впервые высказал предположение, что вызванные свободными радикалами повреждения могут играть важную роль в возникновении и развитии злокачественных новообразований [181].
Исследования, проведенные в последнее десятилетие, показали, что свободные радикалы являются ключевыми элементами регуляции многих физиологических процессов на всех уровнях: от регуляции активности внутриклеточных ферментов до нервной регуляции сократительной функции желудка и внешнего дыхания. Участие одних и тех же молекул в повреждении клеток и тканей, в их защите от внешней агрессии и в процессах внутри- и межклеточной коммуникации заставило исследователей по-новому взглянуть на биологическую роль радикалов и их участие в патофизиологических процессах [102].
Процессам СРО принадлежит важная роль в клеточном метаболизме. Свободные радикалы в первую очередь выступают в качестве инициаторов процесса перекисного окисления. При взаимодействии радикала с молекулой органического соединения образуется новый радикал, продолжающий цепь взаимодействия, и перекисное окисление протекает как цепной многостадийный процесс [11].
При избытке свободных радикалов и недостатке антиоксидантов в организме баланс нарушается в пользу свободных радикалов и происходит перекисное окисление липидов мембран, белков, углеводов, нуклеиновых кислот и других макромолекул клетки, что и является причиной преждевременного старения и развития многих заболеваний [15,111,137,255]. Для описания дисбаланса в системе «прооксиданты - антиоксиданты» в последние годы стал применяться термин «окислительный стресс», он удобен тем, что позволяет описывать состояния, наблюдаемые в клетках [62,304], тканях [228,248], и целом организме [104]. Окислительный стресс -важный патогенетический фактор многих заболеваний, особенно бронхолегочных и сердечно-сосудистых [13], связанных с функциональными нарушениями биологических мембран.
Несмотря на то, что около 90% потребляемого человеком молекулярного кислорода вовлекается в реакции окислительного фосфорилирования [157], в живых организмах постоянно протекают реакции с образованием активных форм кислорода (АФМ): О2", J02, Н2О2, НО , ОСГ, RO2" и др.[33,139,144] многие их этих соединений являются радикалами, то есть имеют неспаренный электрон, поэтому часто их называют свободными радикалами [56].
Применительно к биологическим системам понятия «свободные радикалы» и «АФК» не совпадают — неспаренный электрон может быть локализован на атомах углерода, серы, азоты; так, для живых организмов важное значение имеют тиилытые радикалы глутатиона (GS ) miH радикалы мочевой кислоты с локализацией электрона на атомах S и N. С другой стороны, такие кислородсодержащие молекулы, как перекись водорода, синглетный кислород, гипогалогениты не являются радикалами, хотя и; взаимодействуют с органическими молекулами через радикальные механизмы. Чтобы объединить данные соединения в одну группу с радикалами, введено понятие «активные формы кислорода» или «активные кислородные метаболиты», которым обозначают ферментативные продукты активации кислорода. По аналогии с активными формами кислорода иногда говорят об активных формах азота, обозначая такие продукты преобразования N0 - радикалов (NO , NO+, NO", NO 2, ONOOH), активных формах галогенов (НОСІ, OCT, НОВг, HOI), активных формах липидов (L , LO\LO 2,LOOH)[29].
Долгое время АФК рассматривались лишь как цитотоксические деструктивные молекулы. Накопилось много данных о роли АФК в поражении тканей, органов и молекул [190,331], в потенцировании повреждающего действия ксенобиотиков [316], поражении, вызванном ишемией/реперфузией [13], в реализации функций фагоцитов [206,278] и лимфоцитов [349], при воспалительных процессах [241], бактериальных и вирусных инфекциях [271], диабете [304], в репродукции [302], онтогенезе и клеточной пролиферации [209], канцерогенезе [143,339], атерогенезе [321], алкогольном повреждении клеток и органов [287], при старении и развитии возрастных патологий [188,240], физических нагрузках [317]. Необходимо также отметить, что уже полутора - трехкратное повышение уровня АФК вызывает типичные для человеческих новообразований изменения в геноме, такие, например, как мутации, инактивирующие опухолевый супрессор р53 или активирующие протоонкогены Ras и Мус [1,78, 227,282].
В настоящее время АФК стали рассматриваться как регуляторные соединения [262,296]. В частности, АФК отводится ведущая роль в индукции апоптоза [145,194,244,315], регуляции клеточной энергии [198] и пролиферации [193], а также в регуляции тонуса сосудов, микроциркуляции и коагуляции [233,266].
Если для большинства микроорганизмов встреча с высокими концентрациями АФК - неординарное событие, то, например, в клетках млекопитающих АФК являются физиологическими регуляторами [102].
В живых организмах представлены различные механизмы активации молекулярного кислорода, посредством которого образуется гетерогенный по своим физико-химическим свойствам класс АФК. Общая особенность АФК - высокая реакционная способность и малое значение времен жизни в биологических субстратах, что делает их эффективным инструментом локального действия [64]. Открытие явления дыхательного «взрыва» в фагоцитах послужило началом широкого изучения микробицидного действия АФК, и их роли в защите организма [31,101,338]. При этом ярко выяснилось, что генетически обусловленные нарушения механизмов генерации АФК или их ингибирование лекарственными препаратами приводит к снижению неспецифического иммунитета и является причиной либо гибели организма от инфекций, либо развития хронических патологий [101].
Активные формы кислорода обладают высокой цитотоксичностью в отношении любых типов клеток и клеточных образований, что определяется их химической реактивностью. Выделяют четыре наиболее вероятные мишени окислительной цитотоксической атаки АФК: индукция процессов ПОЛ в биологических мембранах [59], повреждением мембрансвязанных белков [102], инактивация ферментов и повреждение ДНК клеток [4].
Существенная доля АФК как при нормальных физиологических условиях, так и особенно при функциональных перегрузках, старении клеток и тканей индуцирует окислительные повреждения макромолекул (полисахаридов, липидов, белков, РНК и ДНК) [158].
Аминокислоты, также как и состоящих из них белковые макромолекулы, подвержены окислительному воздействию АФК [93], что приводит к различным вариантам изменения их физико-химических свойств: модификация аминокислотных остатков, образование карбонильных групп, формирование белок-белковых сшивок и S-S мостиков, фрагментация молекул и их агрегация, изменение каталитической активности, снижение термической стабильности и повышение подверженности протеолизу [342]. Модифицированные белки могут служить маркерами атеросклероза, сахарного диабета, нейродегеративных заболеваний и других патологий при развитии окислительного стресса [157,158,178].
Прежде всего, окисляются серосодержащие аминокислоты цистеин и метионин, которые способны образовывать дисульфидные связи [342]. Среди ароматических аминокислот с АФК радикальной природы (ОН", NO 2, NO", RO 2) эффективно взаимодействует тирозин, имеющий легко окисляющуюся ОН-группу [229]. В организме образование продуктов окисления тирозина может служить показателем развития окислительного стресса. Окислительному действию кислородных радикалов подвергаются также и все другие аминокислотные остатки, прежде всего — пролина, гистидина и аргинина [347]. Воздействия АФК в близких к физиологическим концентрациям повреждают молекулы и повышают их доступность к действию протеолитических ферментов, результатом чего является высвобождение свободных аминокислотных остатков, обладающих выраженным ингибирующим эффектом на АФК. Таким образом, в условиях развития окислительного стресса белки в нативном состоянии, ввиду их высокого содержания ив клетках и в межклеточных жидкостях, противостоят повреждениям, с одной стороны, поддерживая оптимальную структуру, а с другой стороны - усиливая антиоксидантную защиту. Это свойство белков чрезвычайно важно для живых организмов, так как позволяет сохранять структуру в условиях регулярных изменений концентраций АФК [102].
Повреждение липидных молекул активными формами кислорода приводит к необратимому изменению или повреждению мембранных структур, нарушению их проницаемости для ионов, в результате чего, в частности усиливается гемолиз эритроцитов, и изменяются их реологические показатели [330,332]. Наиболее подвержены перекисному окислению входящие в состав мембран ненасыщенные жирные кислоты: линолевая, арахидоновая, докозагексаеновая. Окисление липидов приводит к образованию перекисей и увеличению гидрофильности молекул, в результате чего происходит ротация липидного состава мембран. Продукты окисления, содержащие сопряженные двойные связи (диеновые конъюганты) или альдегидные группы, также обладают высокой реакционной активностью.
Идентифицировано более 20 типов окислительных повреждений молекул нуклеиновых кислот: различные виды повреждения оснований, возникновение одно - двухцепочечных разрывов, сшивок и хромосомных аберраций [205,197].
Углеводы (глюкоза и другие моносахариды) также подвержены окислительному действию АФК. Глюкоза может выступать в качестве ингибитора ОН-радикалов [307]. Кроме того, при диабетической гипергликемии возможно развитие так называемого «карбонильного стресса», возникающего вследствие накопления карбонильных соединений иной структуры, являющихся продуктами аутоокисления глюкозы и метаболизма триозофосфатов, в том числе глиоксаля, метилглиоксаля и 3-дезоксиглюкозона [178]. Так как метаболизм углеводов значительно интенсивней метаболизма липидов и белков, то окисленные продукты данных соединений достаточно быстро удаляются из организма и, как правило, не являются причиной драматических последствий окислительного стресса.
Объекты исследования
В качестве объекта исследования было выбрано молоко, и молочные продукты с массовой долей жира 2,5 %:
Натуральное коровье молоко - сырье южной (ОАО Изюмовское, Шербакульский район) и северной (ЗАО им. Кирова, Крутинский район) подзон лесостепи Омской области;
Натуральное козье молоко;
Молоко питьевое стерилизованное маложирное. ГОСТ Р 52090-2003 «Молоко питьевое. Технические условия», производство ООО «Манрос - М», г. Омск
Молоко козье стерилизованное ТУ 9222-010-58148701-03, производство ОАО «Продукт «Чистая линия», Московская область, п. Долгопрудный
Молочный продукт для детей «АГУША «Иммунити», производство ОАО «Вимм-Билль-Данн», Краснодарский край, г. Тимошевск, ТУ 9222-084-05268977.
Молочный продукт для детей и беременных и кормящих матерей «АГУША «Ату мама», производство ОАО «Вимм-Билль-Данн», Краснодарский край, г. Тимошевск, ТУ 9222-026-17096982.
Водные экстракты смешанных образцов трав северной и южной подзон лесостепи Омской области.
Одним из наиболее информативных методов исследования процессов свободнорадикального окисления биологического материала является хемилюминесцентный (ХЛ) анализ. Преимуществом реакций ХЛ является их высокая специфическая чувствительность по сравнению с таковой традиционных биохимических методов [136].
Хемилюминесценцией (ХЛ) называется свечение, сопровождающее химические реакции. Она наблюдается в том случае, если в реакции происходит выделение большого количества энергии, например в реакции взаимодействия двух радикалов или реакциях с участием перекисей [28]. Из-за своей малой интенсивности это свечение получило название сверхслабого [24]. Низкая интенсивность собственной ХЛ [33] оказалась главным и пока непреодолимым препятствием на пути к ее широкому использованию в аналитических целях. Для усиления собственной ХЛ используют перекись водорода, люминол, ионы металлов переменной валентности, например Fe+2 [26,30].
В данной работе была изучена железоиндуцированная люминолзависимая хемилюминесценция. ХЛ изучали на приборе ХЛ - 003 (совместная разработка БГМУ и УГАТУ) по модифицированной методике [165,167] с люминолом.
Анализировали следующие параметры кривой ХЛ:
Спонтанное свечение, которое определяется спонтанным накоплением и рекомбинацией свободных радикалов, и определяет скорость свободнорадикального окисления без внешнего вмешательства [168].
Амплитуду быстрой вспышки ХЛ, которая возникает сразу после добавления инициатора окисления (Fe ) - она пропорциональна исходному содержанию гидроперекисей в пробе. Вспышка связана с бурным развитием радикалов RO2 и R при разложении гидроперекисей ионами Fe2+, которые в присутствии кислорода образуют перекисные радикалы RCV, рекомбинация которых и дает вспышку.
Амплитуду медленной вспышки (максимальная светимость) характеризует способность биологического материала подвергаться окислению. Начало медленной вспышки совпадает с моментом, когда в среде инкубации начинают накапливаться гидроперекиси липидов. Образуются перекисные радикалы, рекомбинация которых сопровождается свечением. Выравнивание скорости образования и распада гидроперекисей становится причиной перехода медленной вспышки в стационарное свечение [131].
Тангенс угла наклона кривой ХЛ в период нарастания медленной вспышки, характеризует скорость СРО [130]. Чем меньше тангенс угла наклона, тем ниже скорость СРО и, значит, выше антиокислительная активность. В данном случае тангенс угла наклона, в отличие от латентного периода, позволяет объективнее судить об АОС.
Латентный период времени от момента введения Fe2+ до начала развития медленной вспышки. Длительность развития латентного периода зависит от времени достижения критической концентрации ионов двухвалентного железа, которое в свою очередь определяется вкладом веществ, влияющих на окисление - соотношение антиоксидантов и прооксидантов [131].
Светосумма - основная характеристика изучаемого процесса. Она показывает площадь под кривой ХЛ, которая характеризует способность компонентов системы подвергаться окислению. Она увеличивается при ускорении СРО и снижения уровня антиоксидантов.
Методика определения люминолзависимой Fe — индуцированной хемилюминесценции молока и молочных продуктов добавлением 1 мл 50 мМ раствора FeS04#7H20. Для усиления интенсивности свечения, вызванного образованием и рекомбинацией свободных радикалов, использовали 2 мл рабочего раствора люминола (10"5 М). Рабочий раствор люминола получают путем введения 0,5 мл маточного раствора люминола в 500 мл физиологического раствора. Маточный раствор люминола (10" М) готовят на диметилсульфоксиде (DMSO) из расчета на 10 мл DMSO 17,7 мг люминола [167].
Запись хемилюминесценции проводили в течение 10 мин при быстром перемешивании.
Методика определения общей антиокислительной активности молока и молочных продуктов в модельной системе их желточных липопр отеинов
Общую антиокислительную активность исследуемых продуктов определяли хемилюминесцентным методом по Г.И. Клебанову (1988) в модельной системе из желточных липопротеинов. Выбранная модель имеет преимущества: она доступна, выделение липопротеинов осуществляется легко, модель стабильна при хранении и вместе с тем обладает высокой окисляемостью [3].
Желток смешивали с фосфатным буфером в соотношении 1:5, гомогенизировали, доводили содержание белка до 1 мг на мл дальнейшим разведением (в среднем 25 мл полученного гомогената на 1 литр буфера). Отбирали 20 мл и добавляли 0,2 мл исследуемого продукта. ХЛ инициировали добавлением 1 мл 50 мМ раствора сернокислого железа при постоянном перемешивании, что приводит к окислению ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов; развивается хемилюминесценция, по интенсивности которой судили о процессах СРО. В модельную систему добавляли 2 мл рабочего раствора люминола (10" ). Результаты экспериментов на модельной системе определяли по степени изменения ХЛ в присутствии исследуемых продуктов и пересчитывали в %% от свечения контроля по формуле:
А - антиокислительная активность исследуемого продукта, %;
So - светосумма хемилюминесценции липопротеинов куриного желтка, у.е мин;
Si — светосумма хемилюминесценции липопротеинов куриного желтка с исследуемым продуктом, у.е мин.
Свободнорадикальные процессы в молоке-сырье, полученном в разных эколого-географических подзонах лесостепи Омской области
Изучена люминолзависимая Fe +-индуцированная хемилюминесценция натурального молока-сырья, полученного в северной и южной подзонах лесостепи.
Полученные данные свидетельствуют, что существенно отличаются следующие параметры ХЛ: спонтанная светимость, амплитуда быстрой вспышки, амплитуда максимальной светимости (медленной вспышки) и продолжительность латентного периода. Результаты проведенного хемилюминесцентного анализа представлены в таблице 3.1.1.1. Показатели хемилюминесценции натурального молока разных подзон лесостепи, {х ± т ) Подзона лесостепи Параметр хемилюминесценции
Светосумма, усл.ед.» мин Спонтаннаясветимость,усл.ед. Быстраявспышка,усл.ед. Медленнаявспышка,усл.ед. Длительностьлатентногопериода, с
Примечание: значения Р в сравнении южной и северной лесостепных подзон.
Способность компонентов исследуемого биологического материала давать свечение ХЛ без внешнего вмешательства характеризует интенсивность СРО [163] и отражается в спонтанной светимости.
Спонтанная светимость молока, полученного в подзоне южной лесостепи на 68% больше, чем в северной лесостепной. Это может свидетельствовать о том, что даже без внешнего источника СРО в молоке, полученном в южной подзоне лесостепи активность свободнорадикальных процессов выше. Причиной этого, вероятно, является присутствие самопроизвольноокисляющихся компонентов. К ним молено отнести в первую очередь жирные кислоты, входящие в состав молочного жира. Молекулы жирных кислот, поглощая кислород воздуха, возбуждаются и распадаются с образованием активных свободных радикалов, которые вызывают цепное окисление [47]. Скорость окисления жира в первую очередь зависит от состава жирных кислот триацилглицеролов (причем свободные жирные кислоты окисляются быстрее связанных). Насыщенные жирные кислоты окисляются медленнее ненасыщенных, а полиненасыщенные — быстрее мононенасыщенных, что объясняется различной скоростью образования ими свободных радикалов [49,133,155]. Компоненты молока, полученного в южной подзоне лесостепи, значительно больше подвержены процессам переоксиления. Это отражается в показаниях амплитуды медленной вспышки ХЛ [131]. Значение амплитуды медленной вспышки молока степной зоны на 24,6 % выше показаний молока подзоны северной лесостепи. Существенные различия в значениях может быть вызвано активизацией процессов ПОЛ. Вероятно, это связано с тем, что в молоке южной подзоны содержится меньше, веществ способных препятствовать процессам окисления.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что амплитуда быстрой вспышки в молоке подзоны южной лесостепи в 2,1 раза больше, чем в молоке северной. Такой большой уровень гидроперекисей в пробах молока южной подзоны лесостепи, может быть, обусловлен интенсивными процессами СРО компонентов молока. Данные процессы могут быть вызваны дисбалансом в системе про- и антиоксиданты.
Соотношение между про- и антиоксидантами выражается в продолжительности латентного периода ХЛ [25]. По латентному периоду молока можно судить об антиокислительной активности продукта. В молоке южной подзоны лесостепи он составил 20,92±1,39 с, а в молоке, полученном в северной — 40,62±4,53 с. Достоверное увеличение продолжительности латентного периода в 1,9 раза свидетельствует, что в молоке южной лесостепной подзоны ярко выражен недостаток веществ, снижающих интенсивность свободнорадикальных процессов.
Способность замедлять процессы радикального окисления компонентов молока, выражается в антиокислительной активности. Для изучения антиокислительной активности молока степной и северной лесостепной природных зон Омской области использовали модельную систему (Клебанов Г.И., 1988). В качестве такой системы служат липопротеины куриного яйца.
Светосумма является интегративным показателем хемилюминесценции [72,164]. По изменению данного параметра можно судить об уменьшении и увеличении антиокислительных свойств. Значение светосуммы контроля модельной системы является показателем сравнения с данными исследуемых проб молока.
Представленные результаты указывают на более низкую, чем у молока коров северной подзоны мощность антиокислительной системы молока южной подзоны лесостепи. Так как система АОЗ ограничивает накопление токсичных свободнорадикальных интермедиатов.
Более детальное изучение процессов липопероксидации было проведено с помощью спектрофотометрического метода с раздельной регистрацией продуктов ПОЛ в гептановой и изопропанольной фазах [37].
Экстрагирование липидного экстракта молока позволило нам охарактеризовать динамику перекисного окисления липидов. Также применяемый метод позволил выявить роль компонентов молочного жира в ухудшении качественных характеристик молока.
В молоке, полученном в южной лесостепной подзоне, отмечается значительный прирост продуктов ПОЛ в гептановой фазе липидного экстракта. Так количество первичных продуктов превышено на 23,2% (P 0,001) , вторичных в 2,1 раза (Р 0,001) соответствующих показателей проб молока северной лесостепной подзоны. Уровень конечных продуктов показал самое большое различие в исследуемых образцах молока. Конечных продуктов в 7,1 раза (Р 0,001) больше в молоке южной подзоны лесостепи.
