Изменение параметров хемилюменисценции молочных продуктов в ходе технолгической обработки

Г.В. Игнатьева аспирант, В.Е Высокогорский доктор мед. наук.

ФГОУВПО «Омский государственный аграрный университет» г. Омск
По исчерпании буферной мощности защитных систем организма, при тяжелых и продолжительных напряжениях, когда расход антиоксидантов превышает их биосинтез и поступление в организм, возрастает вероятность развития окислительного стресса, и его патологических проявлений. Для предупреждения этого необходимо снизить токсическое прооксидантное воздействие внешней среды и усилить антиоксидантную защиту организма: не употреблять в пищу несвежие продукты, в которых много органических перекисей и токсических соединений.

Молочные продукты, являясь многокомпонентными системами, в значительной степени подвержены окислению. Наиболее уязвимы в этом отношении липиды. При хранении пищевых продуктов они существенно изменяются, что вызывает ухудшение биологической и пищевой ценности и снижение органолептических показателей последних. Результатом окисления жиров может быть образование токсичных веществ [1].

Процессы, связанные с окислением молочного жира, должны контролироваться с момента получения молока – сырья. Дальнейшие транспортировка, хранение и технологическая обработка оказывает влияние на свободнорадикальное окисление липидов [2]. Представляет интерес изучение интенсивности свободнорадикальных процессов и антиокислительных свойств компонентов молока на различных этапах технологического процесса. Процесс окисления липидов с образованием перекисных соединений сопровождается хемилюминесценцией, измерение которой может служить методом изучения процесса свободнорадикального окисления липидов. Хемилюминесценция наблюдается в том случае, если в реакции происходит выделение большого количества энергии, например в реакции взаимодействия двух радикалов или в реакциях с участием перекисей.

Интенсивность хемилюминесценции в большинстве случаев бывает, пропорциональна количеству свободных радикалов и соответственно скорости окисления липидов.

В настоящее время хемилюминесцентный метод является единственным, позволяющим наблюдать за концентрацией радикалов, ведущих цепи окисления липидов [3].

Измерение спонтанного сверхслабого свечения осуществляется хемилюминометрами, в которых в качестве детектора слабых световых потоков служит фотоэлектронный умножитель [4]. Регистрацию свечения проводили с помощью прибора хемилюминомера ХЛ-003 (Уфа).

Анализировали следующие параметры хемилюминесценции:

- светосумма – площадь под кривой хемилюминесценции от начала нарастания амплитуды медленной вспышки до достижения ею максимума. Она характеризует число цепей разветвления, или количество образовавшихся перекисных радикалов на один ион железа. Светосумма определяет способность компонентов системы подвергаться процессам окисления.

- амплитуда быстрой вспышки – отражает концентрацию гидроперекисей. Вспышка связана с бурным образованием радикалов RO₂^ и R^ при разложении гидроперекисей ионами Fe²⁺, которые в присутствии кислорода образуют перекисные радикалы RO₂^, рекомбинация которых и дает вспышку. Амплитуда быстрой вспышки пропорциональна исходному содержанию гидроперекисей в пробе [3].

- амплитуда медленной вспышки – отражает максимально возможную интенсивность перекисного окисления липидов в пробе [5]. «Медленная вспышка» происходит только в присутствии двухвалентного железа.

- спонтанная светимость - определяет уровень содержания свободных радикалов без добавления инициирующих веществ [3].

Зачастую на молокоперерабатывающих предприятиях для увеличения сроков годности молочных продуктов используется двойная пастеризация. Поэтому исследованию подвергалось молоко, подвергнутое одной и двум пастеризациям. Необходимой технологической операцией при производстве ряженки является процесс томления, после которого молоко охлаждается до температуры заквашивания и заквашивается.

Объектами исследования были: молоко не гомогенизированное одна пастеризация (Ж=2,5%); молоко гомогенизированное две пастеризации (Ж=2,5%); томленное молоко перед заквашиванием (Ж=2,5%); ряженка (Ж=2,5%); йогурт (Ж=2,5%); кефирный напиток бифидок (Ж=2,5%); кефирный напиток бифидок сладкий (Ж=2,5%); кефир (Ж=2,5%).

Нормализованное пастеризованное молоко подвергалось второй тепловой обработке, гомогенизации и охлаждалось до температуры ферментации, которая устанавливалась в зависимости от состава используемой комбинации культур. Для производства йогурта и ряженки были использованы ассоциации культур термофильных молочнокислых микроорганизмов. Для производства бифидка и кефира были использованы мезофильные молочнокислые микроорганизмы. Йогурт имеет повышенное содержание сухих веществ по сравнению с остальными кисломолочными продуктами за счет добавления в нормализованную смесь сахара и сухого молока.

В каждом их указанных продуктов были изучены интенсивность свободнорадикального окисления с помощью Fe²⁺ - индуцированной хемилюминесценции, полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры Fe²⁺ - хемилюминесценции в процессе производства молочных продуктов, (X ± m)

Способность компонентов системы подвергаться процессам окисления в молоке, подвергнутом двойной пастеризации больше на 25% по сравнению с молоком, подвергнутым одной пастеризацией, за счет повышенного уровня содержания свободных радикалов (спонтанная светимость молока с двумя пастеризациями выше, чем молока с одной пастеризацией).

В томленном молоке перед заквашиванием ввиду длительного температурного воздействия (t=97⁰С, выдержка 3,5ч) светосумма хемилюминесценции увеличилась на 85% по сравнению с молоком, подвергнутом двойной пастеризации за счет значительной активации свободнорадикальных процессов. Светосумма хемилюминесценции ферментированной ряженки несколько выше, чем томленного молока перед заквашиванием. Однако, спонтанная светимость, ферментированной ряженки на 61% меньше, чем в томленном молоке перед заквашиванием, а значения амплитуды быстрой вспышки на 55% меньше, чем в томленном молоке. Это может свидетельствовать о том, что даже без внешнего источника свободно-радикального окисления в томленном молоке до ферментации активность свободнорадикальных процессов выше. Таким образом, входящий в состав закваски для ряженки Streptococcus thermophilus в процессе своей жизнедеятельности, вырабатывает вещества способные сдерживать процессы образования свободных радикалов.

В результате процесса ферментации кисломолочных продуктов: йогурта, кефирного напитка бифидка, кефирного напитка бифидка сладкого, кефира Fe²⁺ - индуцированная хемилюминесценция компонентов системы уменьшилась об этом свидетельствует уменьшение светосуммы кисломолочных продуктов в среднем на 36%. О снижении возможности исследуемых продуктов подвергаться свободнорадикальному окислению свидетельствует также уменьшение значений амплитуд медленной вспышки во всех этих кисломолочных продуктах.

Уровень свободно-радикального окисления в йогурте оказался наименьшем по сравнению с остальными образцами, так как все параметры хемилюминесценции оказались меньше. Это обусловлено повышением антиоксидантов в йогурте за счет процесса ферментации, а также повышенного содержания белка. Таким образом, в результате технологических этапов интенсивность свободнорадикальных процессов может, как увеличиваться, так и уменьшаться, что может быть использовано при разработке технологий молочных продуктов.
Список литературы

1. Пономарев А. Н. Перспективы использования антиоксидантов / А. Н. Пономарев, А. А. Мерзликина, А. А. Гладнева // Молочная промышленность. – 2008. - №6. – С. 80 – 81.

2. Лазарева О. Н. Свободнорадикальные процессы и антиокислительные свойства молока и кисломолочных продуктов / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. – Омск: ОмГАУ, 2008. – 24 с.

3. Реброва О. Ю. Карнозин и родственные ему соединения ингибируют хемилюминесценцию липопротеинов плазмы крови человека in vitro / О. Ю. Реброва, А. А. Болдырев // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 1995. - №2. – С. 152 – 154.

4. Владимиров, Ю.А. Свечение, сопровождающее биохимические реакции // Соросовский Образовательный журнал. – 1999. - № 6. – С. 25 – 32.

5. Клебанов Г. И. Антиоксиданты. Антиоксидантная активность. Методы исследования / Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии – 2006. - №2. – С. 108 – 117.

Г.В. Игнатьева аспирант, В.Е Высокогорский доктор мед. наук.