Влияние параметров экстрагирования на характеристики экстрактов из вегетативных частей и плодов Sórbus aucupária

Введение: Несмотря на известные биологические свойства рябины красной (Sórbus aucupária), методы экстрагирования и оптические характеристики экстрактов из ее вегетативных частей и плодов изучены недостаточно. Углубление этих знаний важно для создания технологий переработки растительного сырья, что открывает новые возможности для пищевой промышленности и использования малоизученных вегетативных частей растения.

Цель: Исследование спектрофотометрических характеристик экстрактов, полученных из вегетативных частей (листьев, веток) и плодов рябины красной сорта Невежинская (Sorbus aucuparia Nevezhinskaya) для оптимизации технологических процессов экстрагирования.

Материалы и методы: В качестве объектов исследования использовались экстракты из высушенных вегетативных частей (листьев, веток) и плодов рябины красной сорта Невежинская, полученные с использованием очищенной и озонированной воды. Анализ проводился по следующим параметрам: активная кислотность (ионометрический метод), оптическая плотность и коэффициент поглощения (колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2). Статистическая обработка данных с расчетом стандартного отклонения осуществлялась в программе MS Excel. Эксперименты проводились в трехкратной повторности.

Результаты: Активная кислотность экстрактов составила: для плодов — рН 3,16±0,20, для листьев — рН 5,50±0,40, для веток — рН 4,85±0,10. Показатели термодинамической устойчивости варьировались следующим образом: для экстрактов из плодов — 1038,2–1044,1 мВ, из листьев — 898,4–913,7 мВ, из веток — 937,9–944,9 мВ. По цветовым характеристикам экстракты из плодов отличались слабой окраской (0,03–0,04 е.д.), экстракты из листьев характеризовались как интенсивно окрашенные, а экстракты из веток — как умеренно окрашенные. Результаты представлены в виде графиков, таблиц и регрессионных уравнений.

Выводы: Сравнительный анализ показал отсутствие значительных различий между экстрактами, полученными с использованием очищенной и озонированной воды. Измеренные параметры находились в пределах погрешности не более 0,05. Экстракты, полученные из вегетативных частей и плодов рябины красной, обладают антиоксидантным потенциалом для применения в производстве напитков, соусов, кондитерских изделий и других продуктов питания.

1. Абрамова, И. М., Головачева, Н. Е., Морозова, С. С., Воробьева, Е. В., Галлямова, Л. П., & Шубина, Н. А. (2018). Исследование влияния ферментативной обработки на показатели качества спиртованных морсов из плодово-ягодного сырья. Пищевая промышленность, 10, 77–81.

2. Abramova, I. M., Golovacheva, N. E., Morozova, S. S., Vorob'eva, E. V., Gallyamova, L. P., & Shubina, N. A. (2018). Investigation of the effect of enzymatic treatment on the quality indicators of spirituous drinks from fruit and berry raw materials. Food Industry, 10, 77–81. (In Russ.)

3. Абрамова, И. М., Поляков, В. А., Савельева, В. Б., Сурин, Н. М., & Приёмухова, Н. В. (2015). Определение цветности спиртных напитков с использованием спектрофотометрического метода анализа. Пиво и напитки, 1, 40–42.

4. Abramova, I. M., Poliakov, V. A., Savelieva, V. B., Surin, N. M., & Priyomuhova, N. V. (2015). Determination of chromaticity of alcoholic beverages using the spectrophotometric analysis method. Beer and Beverages, 1, 40–42. (In Russ.)

5. Андреев А.А., Правдивцева О.Е., Куркина А.В., Рыжов В.М., & Браславский В.Б. (2023). Изучение содержания суммы флавоноидов в листьях некоторых культивируемых видов рода Crataegus L. Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Актуальные вопросы разработки и исследования новых лекарственных средств. Сборник трудов 9-ой Международной научно-методической конференции. Посвящается 25-летию создания фармацевтического факультета в Воронежском государственном университете (c. 141-145). Воронеж: Воронежский государственный университет. https://doi.org/10.17308/978-5-9273-3827-6-2023-142-145

6. Andreev, A.A., Pravdivtseva, O.E., Kurkina, A.V., Ryzhov, V.M., & Braslavsky, V.B. (2023). The study of the amount of flavonoids in the leaves of some cultivated species of the genus Crataegus L. In Ways and forms of improving pharmaceutical education. Current issues of development and research of new drugs. Proceedings of the 9th International Scientific and Methodological Conference. Dedicated to the 25th anniversary of the creation of the Faculty of Pharmacy at Voronezh State University (pp. 141-145). Voronezh: Voronezh State University. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/978-5-9273-3827-6-2023-142-145

7. Аникина, Н. С., Червяк, С. Н., & Гниломедова, Н. В. (2019). Методы оценки цвета вин. Обзор. Аналитика и контроль, 23(2), 158–167. https://doi.org/10.15826/analitika.2019.23.2.003

8. Anikina, N. S., Chervyak, S. N., & Gnilomedova, N. V. (2019). Methods for evaluating the color of wines. The review. Analitika i Kontrol’, [R3] 23(2), 158–167. (In Russ.) https://doi.org/10.15826/analitika.2019.23.2.003

9. Аристова, Н.А., & Пискарев, И.М. (2011). Физико-химические методы получения экологически чистой активированной питьевой воды. Нижний Тагил: НТИ (ф) УрФу.

10. Aristova, N.A., & Piskarev, I.M. (2011). Physico-chemical methods for obtaining environmentally friendly activated drinking water. Nizhny Tagil: NTI (f) UrFU. (In Russ.)

11. Бурак, Л. Ч. (2022). Использование озоновой технологии в пищевой промышленности. Минск: СтройМедиаПроект. 144 с.

12. Burak, L. Ch. (2022). Using ozone technology in the food industry. Minsk: Stroymediaproject.144 р. (In Russ.)

13. Жангазиева, И.Т., Калганова, Н.В., & Полотнянко, Н.А. (2018). Определение флавоноидных комплексов в составе рябины обыкновенной (литературный обзор). Материалы X Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум» Издательство: ООО "Научно-издательский центр "Академия Естествознания".

14. Zhangazieva, I.T., Kolganova, N.V., & Polotnyanko, N.A. (2018). Determination of flavonoid complexes in mountain ash composition (literature review). Materials of the X International Student Scientific Conference "Student Scientific Forum". Scientific Publishing Center "Academy of Natural Sciences". (In Russ.)

15. Исайкина, Н.В., Калинкина, Г.И., Разина, Т.Г., Зуева, Е.П., Рыбалкина, О.Ю., Ульрих, А.В., Фёдорова, Е.П., & Шилова, А.Б. (2017). Плоды рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.) как источник средства для повышения эффективности химиотерапии опухолей. Химия растительного сырья, 4, 165–173. https://doi.org/10.14258/jcprm.2017041839

16. Isaikina, N.V., Kalinkina, G.I., Razina, T.G., Zueva, E.P., Rybalkina, O.Yu., Ulrich, A.V., Fedorova, E.P., & Shilova, A.B. (2017). Fruits of Sorbus aucuparia L. as a source for increasing chemotherapy effectiveness against tumors. Chemistry of Plant Raw Materials, 4, 165–173. (In Russ.) https://doi.org/10.14258/jcprm.2017041839

17. Колдаев, В. М. (2013). Оптические свойства экстрактов из лепестков цветков. Бюллетень Ботанического сада-института ДВО РАН, 10, 15–18.

18. Koldaev, V. M. (2013). The optical properties of extracts from petals flowers. Bulletin of the Botanical Garden-Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 10, 15–18. (in Russ.)

19. Колдаев, В. М. (2013). Спектры поглощения экстрактов из лекарственных растений Приморья [Текст] / Учреждение Российской акад. наук, Горнотаежная ст. им. В. Л. Комарова Дальневосточного отделения РАН. — Москва : Спутник+, 127 с. ISBN 978-5-9973-2397-4.

20. Koldaev, V. M. (2013). Absorption spectra of extracts from medicinal plants of Primorye / Institution of the Russian Academy of Sciences, V. L. Komarov Mining Station of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences. — Moscow : Sputnik+, 127 с. ISBN 978-5-9973-2397-4.

21. (in Russ.)

22. Колдаев, В. М. (2015). Спектрофотометрические показатели извлечений из ревеня. Тихоокеанский медицинский журнал, 2, 52–54.

23. Koldaev, V. M. (2015). The spectrophotometric values of extracts from rhubarb. Pacific medical journal, 2, 52–54. (in Russ.)

24. Колдаев, В. М. (2017). Интегральные показатели спектров поглощения экстрактов из зеленых листьев. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 19, 2(3), 463–467.

25. Koldaev, V. M. (2017). Integrated indexes of absorption spectrums from green leaves extracts. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 19, 2(3), 463–467. (in Russ.)

26. Колдаев, В. М. (2018). Оптические свойства антоциансодержащих извлечений из растительного сырья. Тихоокеанский медицинский журнал, 2, 50–52. https://doi.org/10.17238/Pmj1609-1175.2018.2.50-52

27. Koldaev, V. M. (2018). The optical properties of including anthocyan extracts from plant’s material. Pacific Medical Journal, 2, 50–52. (in Russ.) https://doi.org/10.17238/Pmj1609-1175.2018.2.50-52

28. Колдаев, В. М., & Кропотов, А. В. (2020). Оптические свойства извлечений из боярышника. Тихоокеанский медицинский журнал, 2, 64–67. https://doi.org/10.34215/1609-1175-2020-2-64-67

29. Koldaev, V. M., & Kropotov, A. V. (2020). The optical properties of hawthorn’s extracts. Pacific Medical Journal, 2, 64–67. (in Russ.) https://doi.org/10.34215/1609-1175-2020-2-64-67

30. Колдаев, В. М., Ващенко, В. В., & Бездетко, Г. Н. (2009). Фотометрические параметры абсорбционных спектров экстрактов из растений. Тихоокеанский медицинский журнал, 3, 49–51.

31. Koldaev, V. M., Vaschenko, V. V., & Bezdetko, G. N. (2009). Photometrical parameters of absorption spectra of plant-derived extracts. Pacific Medical Journal, 3, 49–51. (In Russ.)

32. Куркин, В.А., Зайцева, Е.Н., Морозова, Т.В., Правдивцева, О.Е., Авдеева, Е.В., Куркина, А.В., & Агапов, А.И. (2018). Изучение флавоноидов и антидепрессантной активности листьев и жидкого экстракта боярышника полумягкого. Химия растительного сырья, 4, 105–112. https://doi.org/10.14258/jcprm.2018043883

33. Kurkin, V.A., Zaitseva, E.N., Morozova, T.V., Pravdivtseva, O.E., Avdeeva, E.V., Kurkina, A.V., & Agapov, A.I. (2018). The study of flavonoids and antidepressant activity of leaves and liquid extract of Crataegus submollis. Chemistry of Plant Raw Materials, 4, 105–112. (In Russ.) https://doi.org/10.14258/jcprm.2018043883

34. Макаров, А. С., Яланецкий, А. Я., Лутков, И. П., Шмигельская, Н. А., Шалимова, Т. Р., Максимовская, В. А., & Кречетова, В. В. (2017). Цветовые характеристики виноматериалов для розовых и красных игристых вин. Магарач. Виноградорство и виноделие, 3, 44–47.

35. Makarov, A. S., Yalaneskii, A. Ya., Lutkov, I. P., Shmigelskaia, N. A., Shalimova, T. R., Maksimovskaia, V. A., & Krechetova, V. V. (2017). Color characteristics of wine materials for red and rosé sparkling wines. Magarach. Viticulture and Winemaking, 3, 44–47. (In Russ.)

36. Нечипоренко, А. П., Мельникова, М. И., Нечипоренко, У. Ю., Плотникова, Л. В., & Успенская, М. В. (2018). Оптические свойства масляных экстрактов и шротов лечебных и пряно-ароматических трав. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, 8(4), 6–12. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-4-6-12

37. Nechiporenko, A. P., Melnikova, M. I., Nechiporenko, U. Yu., Plotnikova, L. V., & Uspenskaya, M. V. (2018). Optical properties of oil extracts and residues of medicinal and aromatic herbs.Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology, 8(4), 6–12. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-4-6-12

38. Нилова, Л.П., Икрамов, Р.А., & Малютенкова, С.М. (2019). Влияние СВЧ-нагрева на оптические характеристики ягодных экстрактов. Вестник ВГУИТ, (81), 1, 218–224. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-218-224

39. Nilova, L.P., Ikramov, R.A., & Malyutenkova, S.M. (2019). The effect of microwave heating on the optical characteristics of berry extracts. Vestnik VGUIT, (81), 1, 218–224. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-218-224

40. Остроухова, Е. В., Пескова, И. В., & Луткова, Н. Ю. (2015). Исследование сенсорных профилей белых столовых вин из винограда сорта Мускат белый. Магарач. Виноградорство и виноделие, 4, 44–46.

41. Ostroukhova, E. V., Peskova, I. V., & Lutkova, N. Yu. (2015). Study of sensory profiles of table wine materials made from the grape ‘White Muscat.’ Magarach. Viticulture and Winemaking, 4, 44–46. (In Russ.)

42. Плотникова, Л. В., Нечипоренко, У. Ю., Плотникова, Н. А., Успенская, М. В., & Ишевский, А. Л. (2017). Оптические методы в исследовании масляных экстрактов и шротов растительного сырья. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 3, 33–42. https://doi.org/10.17586/2310-1164-2017-10-3-33-42

43. Plotnikova, L. V., Nechiporenko, U. Yu., Plotnikova, N. A., Uspenskaya, M. V., & Ishevskiy, A. L. (2017). Optical methods in the study of oil extracts and meals of vegetable raw materials. Processes and Food Production Equipment, 3, 33–42. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/2310-1164-2017-10-3-33-42

44. Погоржельская, Н. С., Абрамова, И. М., & Кудряшов, В. Л. (2019). Ультразвуковая обработка растительного сырья в производстве ликероводочных изделий. Пищевая промышленность, 10, 84–88. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10166

45. Pogorzelskaya, N. S., Abramova, I. M., & Kudryashov, V. L. (2019). Ultrasonic processing of vegetable raw materials in the production of alcoholic beverages. Food Industry, 10, 84–88. (In Russ.) https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10166

46. Ревина, А. А., Геворгиз, Р. Г., Лозинина, С. С., Железнова, С. Н., Тхан, Т., Павлов, Ю. С., Нехорошев, М. В., & Рябушко, В. И. (2016). Оптические свойства и радиационная стабильность экстрактов морской диатомеи Cylindrotheca closterium (Ehrenb.) Reimann et Lewin. Сорбционные и хроматографические процессы, 16(2), 173–182.

47. Revina, A. A., Gevorgiz, R. G., Lozinina, S. S., Zheleznova, S. N., Than, T., Pavlov, Yu. S., Nekhoroshev, M. V., & Ryabushko, V. I. (2016). Optical properties and radiation stability of extracts of the marine diatom Cylindrotheca closterium (Ehrenb.) Reimann et Lewin. Sorption and Chromatography Processes, 16(2), 173–182. (In Russ.)

48. Рожнов, Е.Д., Школьникова, М.Н., Пушмина, И.Н., Кудрявцев, М.Д., & Галимова, А.Г. (2022). Исследование влияния аскорбиновой кислоты на процесс потемнения сока облепихи как ингредиента специального питания спортсменов. Человек. Спорт. Медицина, (22), S1, 72–84. https://doi.org/10.14529/hsm22s113

49. Rozhnov, E.D., Shkolnikova, M.N., Pushmina, I.N., Kudryavtsev, M.D., & Galimova, A.G. (2022). The effect of ascorbic acid on the color of sea buckthorn juice as an ingredient of sports nutrition. Human. Sport. Medicine, (22), S1, 72–84. (In Russ.) https://doi.org/10.14529/hsm22s113

50. Сергунова, Е.В., Марахова, А.И., & Аврач, А.С. (2013). Методы количественного определения органических кислот в лекарственном растительном сырье и водных извлечениях. Фармация, 4, 8–11.

51. Sergunova, E.V., Marakhova, A.I., & Avrach, A.S. (2013). Methods for the quantification of organic acids in raw medicinal plant materials and aqueous extracts. Pharmacy, 4, 8–11. (In Russ.)

52. Стародубцева, М. Н., & Потапова, Е. А. (2019). Получение компонентов для производства безалкогольных тонизирующих напитков. Инновации в пищевой биотехнологии. Сборник тезисов VII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых. Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2, 132–133.Starodubtseva, M. N., & Potapova, E. A. (2019). Obtaining components for the production of non-alcoholic tonic drinks. Innovations in Food Biotechnology. Collection of Abstracts of the VII International Scientific Conference of Students, Postgraduates and Young People, Kemerovo State University, 2, 132–133. (In Russ.)

53. Струкова, В. Е., Таланян, О. Р., Стрибижева, Л. И., & Гусев, П. В. (2015). Разработка рецептур безалкогольных напитков специального назначения на основе растительных биологически активных веществ. Научные труды КубГТУ, 8, 88–94.

54. Strukova, V. E., Talanyan, O. R., Stribizheva, L. I., & Gusev, P. V. (2015). Development of formulations of soft drinks of special purpose plant-based biologically active substances. Scientific Works of KubSTU, 8, 88–94. (In Russ.) http://ntk.kubstu.ru/file/670

55. Тараховский, Ю.С., Ким, Ю.А., Абдрасилов, Б.С., & Музафаров, Е.Н. (2013). Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина. Пущино: Sunchrobook.

56. Tarakhovsky, Yu.S., Kim, Yu.A., Abdrasilov, B.S., & Muzafarov, E.N. (2013). Flavonoids: Biochemistry, biophysics, medicine. Pushchino: Sunchrobook. (In Russ.)

57. Шалдаева, Т.М. (2013). Содержание флавоноидов в некоторых представителях семейства Rosaceae Juss. из природных популяций лесостепной зоны Западной Сибири. Химия растительного сырья, 1, 239–241. https://doi.org/10.14258/jcprm.1301239

58. Shaldaeva, T.M. (2013). Content of flavonoids in some representatives of the family Rosaceae Juss. from natural populations of the forest-steppe zone of Western Siberia. Chemistry of Plant Raw Materials, 1, 239–241. (In Russ.) https://doi.org/10.14258/jcprm.1301239

59. Шестопалова, И.А., & Уварова, Н.А. (2012). Влияние экстрактов дикорастущих плодов и ягод на цвет рубленых полуфабрикатов из мяса птицы. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 1, 53–59.

60. Shestopalova, I.A., & Uvarova, N.A. (2012). Influence of extracts of wild-growing fruits and berries on the color of minced semi-finished poultry products. Scientific Journal of ITMO University. Series "Processes and Devices of Food Production", 1, 53–59. (In Russ.)

61. Ajila, C. M., Brar, S. K., Verma, M., Tyagi, R. D., Godbout, S., & Valéro, J. R. (2011). Extraction and analysis of polyphenols: Recent trends. Critical Reviews in Biotechnology, 31(3), 227–249. https://doi.org/10.3109/07388551.2010.513677

62. Bobinaitė, R., Grootaert, C., Van Camp, J., Šarkinas, A., Liaudanskas, M., Žvikas, V., Viškelis, P., & Rimantas Venskutonis, P. (2020). Chemical composition, antioxidant, antimicrobial and antiproliferative activities of the extracts isolated from the pomace of rowanberry (Sorbus aucuparia L.). Food Research International, 136, 109310. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109310

63. Cairone, F., Fraschetti, C., Menghini, L., Zengin, G., Filippi, A., Casadei, M. A., & Cesa, S. (2023). Effects of processing on chemical composition of extracts from sour cherry fruits, a neglected functional food. Antioxidants, 12(2), 445. https://doi.org/10.3390/antiox12020445

64. Campbell, J., Sarkhosh, A., Habibi, F., Gajjar, P., Ismail, A., Tsolova, V., & El-Sharkawy, I. (2021). Evaluation of biochemical juice attributes and color-related traits in muscadine grape population. Foods, 10(5), 1101. https://doi.org/10.3390/foods10051101

65. Carradori, S., Cairone, F., Garzoli, S., Fabrizi, G., Iazzetti, A., Giusti, A. M., Menghini, L., Uysal, S., Ak, G., Zengin, G., & Cesa, S. (2020). Phytocomplex characterization and biological evaluation of powdered fruits and leaves from Elaeagnus angustifolia. Molecules, 25(9), 2021. https://doi.org/10.3390/molecules25092021

66. Krivoruchko, E., Markin, A., Samoilova, V., Ilina, T., & Koshovyi, O. (2018). Research in the chemical composition of the bark of Sorbus aucuparia. Ceska Slov Farm, 67(3), 113–115. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30630328/

67. Razina, T. G., Zueva, E. P., Ulrich, A. V., Rybalkina, O. Y., Chaikovskii, A. V., Isaikina, N. V., Kalinkina, G. I., Zhdanov, V. V., & Zyuz'kov, G. N. (2016). Antitumor effects of Sorbus aucuparia L. extract highly saturated with anthocyans and their mechanisms. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 162(1), 93–97. https://doi.org/10.1007/s10517-016-3554-4

68. Rutkowska, M., Kolodziejczyk-Czepas, J., Owczarek, A., Zakrzewska, A., Magiera, A., & Olszewska, M. A. (2021). Novel insight into biological activity and phytochemical composition of Sorbus aucuparia L. fruits: Fractionated extracts as inhibitors of protein glycation and oxidative/nitrative damage of human plasma components. Food Research International, 147, 110526. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110526

69. Šavikin, K. P., Zdunić, G. M., Krstić-Milošević, D. B., Šircelj, H. J., Stešević, D. D., & Pljevljakušić, D. S. (2017). Sorbus aucuparia and Sorbus aria as a source of antioxidant phenolics, tocopherols, and pigments. Chemistry & Biodiversity, 14(12). https://doi.org/10.1002/cbdv.201700329