Антимутагенные и антиоксидантные свойства кондитерского изделия, содержащего порошок из листьев Hippophae rhamnoides L.

РезюмеЦелями работы были определение возможности использования порошка из листьев облепихи Hippophae rhamnoides L. для обогащения мучного кондитерского изделия и оценка антимутагенных и антиоксидантных свойств данного продукта. Исследования выполнены на 24 белых крысах линии Вистар с исходной массой тела 180-200 г. Животные опытной группы (n=8) на фоне стандартной диеты вивария в течение 14 дней получали кондитерское изделие, содержащее облепиховый порошок, из расчета 20 мг на 100 г массы тела, животные интактной и контрольной групп - в эквивалентной дозе по аналогичной схеме кондитерское изделие, не содержащее биологическую добавку. Антимутагеннные и антиоксидантные свойства кекса исследовали через 1 сут после однократного введения животным циклофосфана в дозе 20 мг на 1 кг массы тела. Подсчитывали количество хромосомных аберраций в клетках костного мозга белых крыс, определяли активность каталазы, супероксиддисмутазы, концентрацию восстановленного глутатиона и ТБК-активных продуктов в крови. Установлено, что потребление кондитерского изделия, содержащего порошок из листьев Hippophae rhamnoides L., на 45% снизило количество поврежденных клеток, на 50% - долю клеток с множественными разрывами хромосом и на 52% - число ахроматических пробелов по сравнению с животными контрольной группы (n=8). Потребление кекса с добавлением облепихового порошка повышало активность каталазы (на 52%) и супероксиддисмутазы (на 33%), концентрацию восстановленного глутатиона (на 26%) по сравнению с контролем.

Ключевые слова:кондитерское изделие, порошок из листьев Hippophae rhamnoides L., циклофосфан, антимутагенное, антиоксидантное свойства

Вопр. питания. 2018. Т. 87. № 1. С. 92-97. doi: 10.24411/0042-8833-2018-10011.

B настоящее время в связи с развитием науки о питании, а также со стремлением населения поддерживать физическое и умственное здоровье потребление и производство функциональных пищевых продуктов становится все более востребованным. В состав пищевых продуктов вводятся специальные добавки, компоненты с высоким содержанием биологически активных веществ (БАВ), активизирующие функции отдельных систем организма, нормализующие метаболизм, восполняющие дефицит и снижающие риск развития заболеваний. Расширение ассортимента пищевых продуктов функционального назначения возможно за счет более широкого использования растительного сырья, содержащего ценные для функционирования организма человека БАВ [1, 2].

С этой точки зрения перспективным сырьем являются кора, листья и продукты комплексной переработки облепихи. Плоды облепихи в промышленных масштабах используются для производства облепихового масла, перерабатываются в соки, желе и другие консервированные продукты. Остальные части растения, а также продукты переработки плодов облепихи практически не применяются в производстве пищевых продуктов, несмотря на то что, по результатам исследований, они являются источником ценных БАВ. Известно, что листья, кора и корни облепихи отличаются высоким содержанием флавоноидов, дубильных веществ, служат источником минеральных веществ [3].

Цели данной работы - определение возможности использования порошка из листьев Hippophae rhamnoides L. для обогащения мучного кондитерского изделия и оценка антимутагенного и антиоксидантного действия данного продукта.

Материал и методы

Для оценки пищевой ценности кекса и порошка из листьев Hippophae rhamnoides L. использовали общепринятые методы анализа химического состава и содержания БАВ. Содержание белка определяли по ГОСТ 10846-91. После минерализации образца с серной кислотой нейтрализовали кислоту щелочью, осуществляли перегонку и титрование дистиллята. По количеству выделившегося аммиака вычисляли количество азота [4]. Массовую долю жира определяли по ГОСТ 31902-2012. Метод основан на экстракции жира эфиром с последующей отгонкой растворителя и взвешиванием жира [5]. Содержание нерастворимой в растворе соляной кислоты золы оценивалипо ГОСТ 5901-87 методом озоления с последующей обработкой золы с соляной кислотой и повторным озолением материала [6]. Массовую долю углеводов определяли феррицианидным методом по ГОСТ 5903-89 [7].

Для анализа содержания дубильных веществ использовали метод, основанный на окислении дубильных веществ раствором калия перманганата, а танинов -спектрофотометрический [8]. Содержание каротиноидов и хлорофиллов оценивали спектрофотометрически, путем измерения оптической плотности экстракта пигментов при длинах волн, соответствующих максимумам поглощения каротиноидов и хлорофиллов, с последующим расчетом концентрации пигментов [9]. Количество флавоноидов определяли спектрофотометрическим методом в пересчете на рутин [10]. Содержание минеральных веществ анализировали методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с использованием прибора "PinAAcle 900T" ("Perkin Elmer", США). Содержание элемента в пробе определяли с использованием установленной функциональной зависимости между аналитическим сигналом и концентрацией элемента в образце сравнения [11].

Рецептура кекса включала следующие компоненты: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, сахар-песок, маргарин, яйцо, соль, ванилин, сода, сахарная пудра, порошок из листьев облепихи Hippophae rhamnoides L. в количестве 15% (вместо муки).

Экспериментальные исследования выполнены на белых крысах линии Вистар с исходной массой тела 180-200 г. Содержание животных соответствовало "Правилам лабораторной практики (GLP) и приказу Минздрава России от 01.04.2016 № 193н "Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики". Перед началом экспериментов животных, отвечающих критериям включения, распределяли по группам с учетом пола, возраста, массы тела и принципа рандомизации. Экспериментальную работу осуществляли в соответствии с Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (приложение к приказу Минздрава СССР от 12.08.1977 № 755), Правилами, принятыми в Европейской конвенции по защите позвоночных животных (Страсбург, 1986).

Животные были разделены на 3 группы. В каждую группу входило по 8 животных. Крысы опытной группы в течение 14 дней получали кондитерское изделие, содержащее 15% порошка из листьев облепихи, из расчета 20 мг на 100 г массы тела; животные интактной и контрольной групп - кондитерское изделие, не содержащее биологическую добавку, в эквивалентной дозе по аналогичной схеме. Циклофосфан в дозе 20 мг на 1 кг массы тела вводили однократно животным контрольной и опытной групп внутрибрюшинно за 1 сут до декапитации (под эфирным наркозом). Животным интактной группы циклофосфан не вводили.

Антимутагенное влияние кондитерского изделия, содержащего порошок из листьев облепихи, оценивали с использованием методов учета хромосомных аберраций в клетках костного мозга млекопитающих в соответствии с Руководством по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ [12]. Учет проводили через 24 ч после введения циклофосфана, а за 2 ч до выведения из эксперимента животным вводили внутрибрюшинно колхицин в дозе 2,5 мг на 1 кг массы тела. Костный мозг отбирали из бедренной кости. После гипотенизации клеток в термостате с помощью 0,5% раствора калия хлорида и фиксации смесью этанола и ледяной уксусной кислоты (3:1) готовили цитогенетические препараты. Аберрации хромосом аназизировали путем визуального просмотра метафазных пластинок при увеличении микроскопа χ1000. От каждой особи исследовали по 100 метафазных пластинок, удовлетворяющих необходимым требованиям. Повреждения хромосом учитывали согласно рекомендациям, изложенным в методических работах [12].

Состояние антиоксидантной системы оценивали по активности каталазы в сыворотке крови [13], активности супероксиддисмутазы (СОД) [14] и по концентрации восстановленного глутатиона в крови [15]. Интенсивность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяли по концентрации ТБК-активных продуктов в сыворотке крови [17].

Экспериментальный материал обрабатывали с использованием пакетов статистических программ Microsoft Ехсеl 2010 и Statistica 13. Результаты исследований представлены в виде средней величины (М) и ошибки среднего (m). Достоверность найденных отличий средних величин между группами оценивали с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни (для независимых групп, различия считали статистически значимыми при р<0,05).

Результаты и обсуждение

Для подтверждения целесообразности применения облепихового порошка из листьев Hippophae rhamnoides L. в производстве мучных кондитерских изделий была проведена выпечка и оценка потребительских достоинств кекса с добавкой облепихового порошка. На основе органолептической оценки и анализа физико-химических свойств изделия были обоснованы объемы ввода порошка из листьев облепихи в рецептуру кекса. Оценку проводили по органолептическим и физико-химическим показателям качества изделий.

Установлена целесообразность внесения добавки в пределах 15,0%. При этом происходят изменения пищевой ценности изделия, обогащение БАВ (табл. 1).

Цитогенетический анализ костного мозга белых крыс показал (табл. 2), что однократное внутрибрюшинное введение цитостатика достоверно увеличивало количество клеток с хромосомными аберрациями до 12,1±0,7%, тогда как уровень спонтанных аберраций у интактных животных не отличался от данных литературы и составил в среднем 1,0% [12]. Среди структурных нарушений хромосом наблюдались одиночные и парные фрагменты, а также обмены. В контрольной группе количество ахроматических пробелов в клетках костного мозга увеличилось в 7,6 раза по сравнению с показателями животных интактной группы.

Скармливание животным кондитерского изделия, содержащего порошок из листьев облепихи, способствовало снижению количества поврежденных клеток на 45%, доли клеток с множественными разрывами хромосом - на 50% по сравнению с показателями животных контрольной группы. Число ахроматических пробелов у животных опытной группы на 52% ниже такового у крыс контрольной группы.

Установлено, что однократная инъекция животным циклофосфана вызывает интенсификацию процессов свободнорадикального окисления биомакромолекул, с последующим дисбалансом клеточного редокс-статуса (табл. 3). Так, в контрольной группе животных отмечалось угнетение антиоксидантной системы организма, выражающееся в снижении активности каталазы и СОД в 1,5 и 2,1 раза соответственно, а также в уменьшении содержания восстановленного глутатиона на 40% по сравнению с показателями интактной группы. Следствием нарушения активности антиоксидантной системы стало повышение содержания ТБК-активных продуктов в сыворотке крови на 31% по сравнению с таковым у интактных животных. Интенсификация процессов ПОЛ в контрольной группе животных, вероятно, связана с истощением глутатионовой системы организма, активацией микросомальных окислительных процессов, участвующих в метаболизме циклофосфана, угнетением процессов энергообеспечения клетки в результате прямого повреждения молекул энергетического обмена метаболитами цитостатика и, как следствие, нарушением процессов их биосинтеза [17].

Употребление животными кондитерского продукта, содержащего облепиховый порошок из листьев, на фоне однократного введения циклофосфана оказало защитное влияние на состояние эндогенной антиоксидантной системы, снижая содержание конечных продуктов ПОЛ и способствуя уменьшению выраженностиокислительного стресса. В опытной группе у животных статистически значимо повышались активность каталазы и СОД, а также уровень восстановленного глутатиона соответственно на 52, 33 и 26% по сравнению с контролем (табл. 3). На фоне употребления исследуемого кондитерского изделия у животных отмечена тенденция к снижению уровня ТБК-активных продуктов.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что кекс с добавкой порошка из листьев облепихи Hiррoрhae rhamnoides L. обладает антимутагенными и антиоксидантными свойствами. Под его влиянием восстанавливается редокс-статус организма и ограничивается развитие более глубоких повреждений клеточных структур, индуцированных реакционно-способными продуктами метаболизма циклофосфана, что обусловлено содержанием в нем широкого спектра БАВ, в том числе флавоноидов и каротиноидов, оказывающих выраженное антиоксидантное действие [18, 19].

Литература

1. Тутельян В.А., Киселева Т.Л., Кочеткова А.А. и др. Перспективные источники фитонутриентов для специализированных пищевых продуктов с модифицированным углеводным профилем: опыт традиционной медицины // Вопр. питания. 2016. Т. 85, № 4. С. 46-60.

2. Бакиров А.Б., Бадамшина Г.Г., Тимашева Г.В. и др. Применение антиоксидантного напитка у здоровых лиц, работающих в условиях химической нагрузки // Вопр. питания. 2016. Т. 85, № 4. С. 82-86.

3. Цыбикова Д.Ц. Биологически активные вещества облепихи крушиновидной и перспективы их использования в медицине и пищевых отраслях. Улан-Удэ : Изд-во ВСГТУ, 2007. 280 с.

4. ГОСТ 10846-91. Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка.

5. ГОСТ 31902-2012. Изделия кондитерские. Методы определения массовой доли жира.

6. ГОСТ 5901-87. Изделия кондитерские. Методы определения массовой доли золы и металломагнитной примеси.

7. ГОСТ 5903-89. Изделия кондитерские. Методы определения сахара.

8. Гринкевич Н.И., Сафронич Л.Н. Химический анализ лекарственных растений. М. : Высшая школа, 1983. 176 с.

9. Методы биохимического исследования растений / под ред. Ермакова А.И. Л. : Агропромиздат, 1987. 428 с.

10. Государственная фармакопея СССР. XI изд. М.: Медицина, 1990. 350 с.

11. Ринькис Г.Я., Римакс Х.К, Кушницкая Т.А. Методы анализа почв и растений. Рига, 1987. 95 с.

12. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / под ред. А.Н. Миронова, Н.Д. Бунятяна и др. М. : Гриф и К, 2012. 944 с.

13. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. и др. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. 1988. № 1. С. 16-19.

14. Макаренко Е.В. Комплексное определение активности супероксиддисмутазы и глутатионредуктазы в эритроцитах у больныхс хроническими заболеваниями печени // Лаб. дело. 1988. № 11. С. 48-50.

15. Akerboom T.P.M., Sies H. Assay of glutathione, glutathione disulfide and glutathione mixed disulfides in biological samples // Methods Enzymol. 1981. Vol. 77. P. 373-382.

16. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии. М., 1977. С. 67-69.

17. Кашуро В.А., Глушков С.И., Минаева Л.В., Новикова Т.М. Фармакологическая коррекция цитофлавином циклофосфаниндуцированного токсического поражения тканей печени и почек в эксперименте // Антибиотики и химиотер. 2010. № 9. С. 29-32.

18. Дадали В.А., Тутельян В.А., Дадали Ю.В., Кравченко Л.В. Каротиноиды. Биодоступность, биотрансформация, антиоксидантные свойства // Вопр. питания. 2010. № 2. С. 4-18.

19. Тутельян В.А., Лашнева Н.В. Биологически активные вещества растительного происхождения. флаваноны: пищевые источники, биодоступность, влияние на ферменты метаболизма ксенобиотиков // Вопр. питания. 2011. № 5. С. 4-7.