Биологически активные добавки к пище как источники антоцианов

Кошечкина Анна Сергеевна; Тумольская Елена Викторовна; Перова Ирина Борисовна

Резюме

В настоящее время широко используются биологически активные добавки (БАД) к пище на основе сырья растительного происхождения, содержащего антоцианы. Эти соединения относятся к классу флавоноидов и представляют собой гликозиды флавилиевого катиона. Свойства антоцианинов определяют их гиполипидемическую, гипогликемическую и антиоксидантную активность. Суммарное содержание антоцианов следует учитывать при разработке рецептур БАД к пище, а качественный состав индивидуальных антоцианов является важным критерием подлинности данного вида продукции.

Цель работы - изучение содержания антоцианов в некоторых БАД к пище, проходивших процедуру государственной регистрации.

Материал и методы. Проанализировано 34 различных БАД к пище на основе сырья, содержащего антоцианы. Определение суммарного содержания антоцианиновых пигментов проводится методом дифференциальной спектрофотометрии. Качественный состав индивидуальных антоцианов (антоцианиновый профиль) определяли методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии с фотометрическим детектированием при 510 нм. Идентификацию пиков индивидуальных соединений проводили путем сравнения хроматограммы образца с экспериментальными и литературными данными по порядку элюирования наиболее распространенных антоцианинов.

Результаты. Суммарное содержание антоцианинов в проанализированных образцах варьировало в широком диапазоне - от 0,013 до 20,8 мг в порции. Исследование профиля антоцианинов показало соответствие заявленному составу всех образцов, кроме двух: в первом вместо экстракта черники был использован экстракт асаи, во втором вместо экстракта асаи - экстракт черной смородины. Несмотря на наличие антоцианов в подавляющем большинстве исследованных БАД к пище, только 33% из них могут позиционироваться как источники антоцианов.

Заключение. Применение очищенных экстрактов с высоким содержанием антоцианов смогло бы решить проблему низкой концентрации этих действующих веществ в БАД к пище. Проведенное исследование подтверждает необходимость тщательного контроля содержания антоциановых пигментов в продуктах, проходящих государственную регистрацию.

Ключевые слова:антоцианы; ягоды; черника; биологически активная добавка к пище; адекватный уровень потребления

Антоцианы представляют собой водорастворимые окрашенные соединения, являющиеся фенолами и содержащие в качестве агликона-антоцианидина гидрокси- и метоксизамещенные соли флавилия (2-фенилхроменилия). Они относятся к классу флавоноидов, образуются по фенилпропаноидному пути и имеют структуру гликозида. Агликон соединяется с несколькими молекулами моносахарида (галактоза, ксилоза, глюкоза и арабиноза) [1]. Антоцианы, являясь водорастворимыми растительными пигментами, обеспечивают красную, фиолетовую и синюю окраску фруктов, ягод и цветков.

Антоцианы обладают рядом положительных свойств, доказанных в экспериментальных и клинических исследованиях. Показана роль этих соединений в снижении проницаемости гематопаренхиматозных барьеров, улучшении трофики и микроциркуляции зрительного аппарата, дополнительной защите ткани сетчатки от светового облучения [2], в снижении риска возникновения сосудистых осложнений и сердечно-сосудистых заболеваний при сахарном диабете 2 типа, что обусловлено гиполипидемической и гипогликемической активностью антоцианинов, защитной функцией против окислительного стресса [3]. Исследования на клеточных культурах дали важную информацию о механизмах действия антоцианинов черники и предоставили убедительные доказательства того, что они обладают противовоспалительными и антиоксидантными свойствами [4]. Антоцианы черники предотвращают повреждения эндотелиальной функции, вызванные высоким уровнем глюкозы, посредством антиоксидантных и сосудорасширяющих механизмов [5]. Польза антоцианов также была оценена у людей при выполнении когнитивных задач. Исследователи наблюдали положительный эффект даже однократного приема у школьников (253 мг) [6] и у взрослых среднего возраста (475 мг) [7]. Потенциальная польза антоцианов для здоровья делает их популярными компонентами здорового питания и нутрицевтических средств, использующихся для профилактики многих заболеваний.

Цель данной работы - изучение содержания антоцианов в некоторых БАД к пище, проходивших процедуру государственной регистрации.

Материал и методы

Было проанализировано 34 различных БАД к пище на основе сырья, содержащего антоцианы.

Определение суммарного содержания антоцианиновых пигментов проводили методом дифференциальной спектрофотометрии. Данный метод основан на характерной для антоцианинов разнице оптической плотности для растворов с разными значениями рН: в кислой среде антоцианины находятся в форме катиона флавилия, который обеспечивает ярко-красную окраску раствора, с увеличением рН катион переходит в форму карбинола и становится бесцветным. Различие в адсорбции при длинах волн 510 и 700 нм растворов со значениями рН 1 и 4,5 пропорционально содержанию антоцианов [8]. Учитывая незначительное различие в величинах молярной адсорбции индивидуальных антоцианинов, суммарную концентрацию пигментов можно определить относительно одного из них, например цианидин-3-глюкозида. Используемый метод позволяет определить содержание мономерных антоцианинов на фоне сложной матрицы, содержащей полимерные антоциановые пигменты, а также другие сопутствующие соединения, в том числе различные красители, добавленные с целью фальсификации продукции. У перечисленных соединений отсутствует свойство обратимой трансформации при изменении рН, поэтому они не учитываются при расчете концентрации антоцианов.

Качественный состав индивидуальных антоцианов (антоцианиновый профиль) определяли методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с фотометрическим детектированием при 510 нм [8]. Идентификацию пиков индивидуальных соединений проводили путем сравнения хроматограммы образца с экспериментальными и литературными данными по порядку элюирования наиболее распространенных антоцианинов. Для расчета относительного содержания индивидуальных пигментов определяли отношение площади хроматографического пика индивидуального соединения к сумме площадей всех пиков антоцианинов на хроматограмме [8].

Результаты и обсуждение

Результаты проведенных исследований представлены в таблице. Суммарное содержание антоцианинов в проанализированных образцах находилось в широком диапазоне от 0,013 до 20,8 мг в порции. В образце БАД к пище № 31 антоцианы не обнаружены (<1 мг/кг), несмотря на заявленные в составе существенные количества источника этих соединений. Исследование качественного состава антоцианинов показало соответствие заявленному составу всех образцов, кроме двух:

- БАД к пище № 32: в предоставленной фирмой-изготовителем рецептуре указан экстракт черники, при этом хроматографический анализ показал присутствие всего 2 основных пиков: цианидин-3-глюкозида (57,8%) и цианидин-3-рутинозид (42,2%); данный профиль антоцианинов соответствует ягодам асаи, не заявленным в составе;

- БАД к пище № 33: в предоставленной фирмой-изготовителем рецептуре указан экстракт асаи, при этом хроматографический профиль представлен дельфинидин-3-глюкозидом (21,6%), дельфинидин-3-рутинозидом (31,1%), цианидин-3-глюкозидом (22,5%) цианидин-3-рутинозидом (23,6%), пеонидин-3-рутинозидом (1,2%); данный профиль антоцианинов соответствует ягодам черной смородины, не заявленным в составе.

В образце БАД к пище № 34 содержание антоцианов было самым низким из всех проанализированных образцов, где они были обнаружены (см. таблицу). При этом в процессе пробоподготовки раствор был ярко окрашен в красный цвет, и значения оптической плотности при рН 1,0 были высокими. Однако при увеличении рН до 4,5 уровень окраски изменялся незначительно. Данная особенность послужила основанием для проведения анализа на наличие красителей в пробе. Удалось обнаружить высокое содержание кармина (Е120), не заявленного в составе, с помощью ВЭЖХ [9]. Максимальный уровень для кармина составляет 300 мг/кг для твердых БАД к пище согласно ТР ТС 029/2012 "Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств" (Приложение 11 "Гигиенические регламенты применения красителей"). Концентрация кармина в образце № 34 составила 0,38 мг/г, или 380 мг/кг, что превышает норматив.

Согласно МР 2.3.1.0253-21 "Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации" и Единым санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (Приложение № 5 "Величины суточного потребления пищевых и биологически активных веществ для взрослых в составе специализированных пищевых продуктов и БАД к пище") адекватный уровень потребления антоцианинов для взрослых составляет 50 мг/сут, а верхний допустимый уровень в составе специализированных пищевых продуктов и БАД к пище - 150 мг/сут. Содержание биологически активных веществ в суточной дозе БАД к пище должно составлять не менее 15% адекватного уровня потребления и не превышать верхний допустимый уровень¹. Несмотря на наличие антоцианов в составе большинства исследованных БАД к пище, только 33% из них могут позиционироваться как источники антоцианов.

Заключение

Анализ Реестра свидетельств о государственной регистрации (единая форма Таможенного союза, российская часть) показал, что из более чем 1300 БАД к пище, содержащих в своем составе чернику, аронию, черную смородину и гибискус, только 420 являются источниками антоцианов (содержат >15% от адекватного уровня потребления) и 48 содержат антоцианы (содержание составляет >10%, но <15%). Применение очищенных экстрактов с высоким содержанием антоцианов смогло бы решить проблему низкой концентрации действующих веществ в БАД к пище. Проведенное исследование подтверждает необходимость тщательного контроля содержания антоциановых пигментов в продуктах, проходящих государственную регистрацию.

¹ Решение Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 г. № 299 "О применении санитарных мер в Евразийском экономическом союзе".

Литература

1. Boyan T., Li L., Hu Z., Chen Y., Tan T., Jia Y. et al. Anthocyanin accumulation and transcriptional regulation of anthocyanin biosynthesis in purple pepper // J. Agric. Food Chem. 2020. Vol. 68, N 43. Р. 12 152-12 163. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c02460

2. Liu Y., Zhang D., Hu J., Liu G., Chen J., Sun L. et al. Visible light-induced lipid peroxidation of unsaturated fatty acids in the retina and the inhibitory effects of blueberry polyphenols // J. Agric. Food Chem. 2015. Vol. 63, N 42. P. 9295-9305. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5b04341

3. Herrera-Balandrano D.D., Chai Z., Beta T., Feng J., Huang W. Blueberry anthocyanins: An updated review on approaches to enhancing their bioavailability // Trends Food Sci. Technol. 2021. Vol. 118, N 4. P. 808-821. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.11.006

4. Felgus-Lavefve L., Howard L., Adams S., Baum J. The effects of blueberry phytochemicals on cell models of inflammation and oxidative stress // Adv. Nutr. 2022. Vol. 13, N 4. Р. 1279-1309. DOI: https://doi.org/10.1093/advances/nmab137

5. Huang W., Hutabarat R., Chai Z., Zheng T., Zhang W., Li D. Antioxidant blueberry anthocyanins induce vasodilation via PI3K/Akt signaling pathway in high-glucose-induced human umbilical vein endothelial cells // Int. J. Mol. Sci. 2020. Vol. 21, N 5. P. 1575. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms21051575

6. Barfoot K.L., May G., Lamport D.J., Ricketts J., Riddell P.M., Williams C.M. The effects of acute wild blueberry supplementation on the cognition of 7-10-year-old schoolchildren // Eur. J. Nutr. 2019. Vol. 58, N 7. P. 2911-2920. DOI: https://doi.org/10.1007/s00394-018-1843-6

7. Whyte A.R., Rahman S., Bell L., Edirisinghe I., Krikorian R., Williams C.M. et al. Improved metabolic function and cognitive performance in middle-aged adults following a single dose of wild blueberry // Eur. J. Nutr. 2021. Vol. 60, N 3. P. 1521-1536. DOI: https://doi.org/10.1007/s00394-020-02336-8

8. Тутельян В.А., Эллер К.И., Аристархова Т.В., Бессонов В.В., Брагина И.В., Власов А.М. и др. Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи. Москва : Династия, 2010. 180 с. ISBN 978-5-98125-073-6.

9. Compendium of food additive specifications // FAO Food and Nutrition Paper 52. Addendum 8. Add.8/39. R carmines, add.8/47. R cochineal extract.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© ООО Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа». Использование текстового и иллюстративного материала данного издания для обучения любых систем искусственного интеллекта, включая машинное обучение и нейросети, запрещено без письменного разрешения правообладателя.