Влияние способов заваривания на антиоксидантную активность чайных напитков

Введение

«Ведущим фактором, занимающим особое место в социально – экономических условиях и образе жизни человека и определяющим здоровье как детского, так и взрослого населения, является питание, точнее – степень его соответствия физиологическим потребностям организма» [5].

Обеспечение человечества полноценными, физиологически сбалансированными продуктами питания является актуальной проблемой. Вещества, поступающие в организм с пищей, оказывают влияние на здоровье человека. Ухудшение экологической обстановки увеличило риск развития окислительного стресса у людей, что в свою очередь сопровождается накоплением в организме человека свободных радикалов. «Качество пищевых продуктов играет ключевую роль с точки зрения влияния на здоровье и продолжительность жизни человека. Показатель антиоксидантной активности может быть не только источником информации о безопасности, свежести и подлинности продуктов питания растительного происхождения, но и дать информацию для формирования нового взгляда на оценку их качества» [2, 9]. Антиоксидантная активность является одним из элементов, определяющих качество пищевых продуктов [7, 10].

В Уральском государственном экономическом университете имеются исследования АОА чайных напитков, в основу которых положен кипрей узколистный [3, 4]. «Стремление производителей использовать местное растительное сырье продиктовано не только наличием сырьевой базы, но и возможностью создания в Уральском регионе технологий производства качественно новых пищевых продуктов направленного действия, в том числе продуктов антиоксидантной и иммуномоделирующей направленности, что делает поставленную задачу актуальной» [6, 8, 12].

В работе [1] представлены экспериментальные исследования органолептических показателей кваса «Амурский» на основе растительного сырья Дальнего Востока. Получены результаты по клинической апробации разработанного напитка. Доказана целесообразность применения разработанного напитка в качестве антиоксидантного средства.

Методы исследования

Антиоксидантную активность чайных напитков измеряли потенциометрическим методом, который основан на химическом взаимодействии антиоксидантов с медиаторной системой, которой является смесь K3[Fe(CN6)]/K4[Fe(CN6)]. При добавлении растворов, в которых содержатся «вещества, проявляющие антиоксидантную активность, в электрохимическую ячейку, происходит изменение окислительно-восстановительного потенциала среды в результате взаимодействия антиоксидантов с окисленным компонентом (K3[Fe(CN)6]) медиаторной системы» [2, 7, 11].

Установка для прямых потенциометрических измерений представлена многофункциональным потенциометрическим анализатором МПА-1 и электрохимической ячейкой, в которую наливают исследуемый раствор и погружают термодатчик и электроды.

«Анализатор позволяет реализовать не имеющий аналогов простой и надежный потенциометрический способ экспресс определения антиоксидантной активности - АОА (патент РФ №2235998)».

Достоинства потенциометрического метода определения АОА:

-         быстрота (время одного измерения 3-5 мин);

-         простота выполнения анализа;

-         доступность и низкая стоимость расходных материалов;

-         все операции выполняются под контролем специализированного программного обеспечения.

В качестве объектов выступили чайные напитки и отдельные их компоненты, представленные в таблице 1.

Таблица 1- Состав чайных сборов (на 100 г готового продукта)

*Основа - чайная основа, чай черный байховый.

При приготовлении чайных напитков использовались два способа заваривания: при T=95⁰С в течении 5 минут, как это было прописано в инструкции к травяным сборам, и на водяной бане при T=80⁰С в течении 15 минут, согласно рекомендациям к травяным сборам и традициям восточных народов.

1 способ заваривания чайного напитка: Для проведения исследования берут  навеску массой 2,5 г (точная навеска) сухого чайного напитка, помещают навеску в мерную колбу вместимостью около 400-500 мл и заливают 250мл кипятка (t= 95 ± 2⁰С). Настаивают массу в течение 5 минут с неоднократным перемешиванием стеклянной палочкой, процеживают через фильтровальную бумагу, и далее настой проверяют на антиоксидантную активность по специальной методике.

2 способ заваривания чайного напитка: Для проведения исследования берут  навеску массой 2,5 г (точная навеска) сухого чайного напитка, помещают навеску в мерную колбу вместимостью около 400-500 мл и заливают 250 мл кипятка (t= 80 ± 2 ⁰С). Массу помещают на водяную баню на 15 минут, поддерживают в колбе температуру ,равную t= 80 ± 2 ⁰С специальным химическим градусником, с неоднократным перемешиванием стеклянной палочкой, процеживают через фильтровальную бумагу, и далее настой проверяют на антиоксидантную активность по специальной методике.

«Сухие продукты анализируют в виде экстракта. Экстракт чая готовят согласно ГОСТ 19885-74 «Чай. Методы определения содержания танина и кофеина». Экстракт лекарственных растений готовят согласно способу приготовления, указанному на упаковке». Жидкие пробы (соки, напитки, а также экстракты, выпускаемые пищевой и фармацевтической промышленностью) анализируются без пробоподготовки.

Ход анализа:

·       Заполнить электрохимическую ячейку 10 мл 0,015 М K-Na фосфатного буферного раствора;

·       Добавить 100 мкл 1М раствора К₃[Fe(CN)₆] и 100 мкл 0,01 М раствора К₄[Fe(CN)₆];

·        Погрузить электроды в ячейку;

·       Выдержать систему до установления значения потенциала, который далее считать начальным и обозначить его E₁;

·       Добавить аликвоту исследуемого раствора или объекта;

·       Измерить потенциал так же, обозначить его E₂;

·       Рассчитать концентрацию антиоксидантов (Сх) в растворе. Каждое значение получали как среднее из 9 измерений.

Результаты и обсуждения

Результаты измерения антиоксидантной активности различных чайных напитков представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Влияние температуры и времени заваривания на АОА чая

Из рисунка 1 видно, что значения АОА чайных напитков, полученных путем заваривания при Т=95⁰С в течение 5 минут, варьируются от 4 до 5,8 моль экв/л. Наибольшая АОА наблюдается у напитков №2 ,8,а также у чайной основы (чай черный байховый), а наименьшая АОА у сбора №7. Значения АОА чайных напитков, , полученных путем заваривания на водяной бане при Т=80⁰С в течение 15 минут, варьируются от 5,8 до 12,5 моль экв/л. Наибольшая АОА наблюдается у сбора №4, а наименьшая АОА у сбора №7 и чайной основы (чай черный байховый).

АОА чайных напитков, полученных в результате заваривания чайного сбора при t = 95 ⁰C, 5 мин ниже, чем АОА чайной основы. Это может быть обусловлено, с одной стороны, разрушением некоторых антиоксидантов при t= 95⁰C, а с другой стороны, недостаточностью времени экстракции этих веществ в водную фазу. Увеличение времени заваривания чайных сборов с 5 до 15 минут, при t = 80⁰ C на водяной бане, приводит к возрастанию АОА чайного напитка, при чем увеличение АОА чайных сборов значительно выше, чем чайной основы. Возрастание АОА чайных напитков при заваривании при t= 80⁰ C на водяной бане обусловлено не присутствием отдельно взятого компонента, а синергетическим эффектом нескольких компонентов. Наибольшая АОА наблюдается в чайном сборе №3, содержащем небольшое количество компонентов: крапива – 3 %, зверобой – 1%, шалфей – 0,5%.

Выводы

Таким образом, можно сделать вывод, что при добавлении в чай трав и используя правильный способ заваривания, можно получить чайный напиток с улучшенными органолептическими, физико-химическими показателями и с повышенным содержанием антиоксидантов, которые позволяют увеличить антиоксидантную защиту организма человека, реализующуюся через активацию замедления процессов старения клеток, повысить общеукрепляющее и тонизирующее действие черного чая. Показано, что увеличение времени заваривания чайных сборов с 5 до 15 минут при t= 80^о C на водяной бане, приводит к изменению цвета и аромата чайного напитка. Цвет становится более «глубоким», а аромат - более приятным и насыщенным. Кроме этого, с увеличением времени заваривания чайного напитка возрастает его АОА.