Food Processing: Techniques and Technology Food Processing: Techniques and Technology Техника и технология пищевых производств 2074-9414 2313-1748 47618 10.21603/2074-9414-2021-4-779-783 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ ORIGINAL ARTICLE ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ Biologically Active Substances from Powdered Barberry and Viburnum Биологически активные вещества порошков из плодов барбариса и калины Дубцова Галина Н. Dubtsova Galina N. doubtsova@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-9222-1385 Ломакин Александр А. Lomakin Alexander A. https://orcid.org/0000-0001-8022-7229 Кусова Ирина Урузмаговна Kusova Irina U. ildirovask@mgupp.ru https://orcid.org/0000-0003-4583-2620 Буланникова Екатерина И. Bulannikova Ekaterina I. https://orcid.org/0000-0003-4132-0839 Быстров Дмитрий И. Bystrov Dmitriy I. Московский государственный университет пищевых производств Москва Россия Moscow State University of Food Production Moscow Russian Federation ООО «Пуратос» Подольск Россия LLC Puratos Podolsk Russian Federation Московский государственный университет пищевых производств Москва Россия Moscow State University of Food Production Moscow Russian Federation Московский государственный университет пищевых производств Москва Россия Moscow State University of Food Production Moscow Russian Federation Московский государственный университет пищевых производств Москва Россия Moscow State University of Food Production Moscow Russian Federation 12 01 2022 12 01 2022 51 4 779 783 27 09 2021 18 10 2021 http://fptt.ru/eng/?page=archive&jrn=63&article=13

Введение. Применение растительного сырья, продукты переработки которого богаты биологически активными веществами, позволяет повысить пищевую ценность продуктов питания. Цель исследования состоит в определении содержания биологически активных веществ в порошках из плодов калины и барбариса. Объекты и методы исследования. Порошки из плодов калины обыкновенной (Viburnum opulus L.) и барбариса (Berberis vulgaris L.), высушенные конвективным способом и измельченные до размера частиц не более 50 мкм. Результаты и их обсуждение. Изучен состав фенольных соединений порошков. Общее содержание фенольных соединений в порошке калины составило 3114,07 мг/100 г, в порошке барбариса – 2272,7 мг/100 г. Содержание флавоноидов в порошке калины – 324,52 мг/100 г, в порошке барбариса – 390,00 мг/100 г. Исследован профиль флавоноидов порошков, включающий рутин, гиперозид, кверцитрин, изокверцинтрин и астралагин. Установлено общее содержание катехинов: 446 и 506 мг/100 г порошка для калины и барбариса соответственно. Преимущественный состав катехинов: эпигаллокатехин и катехин. Для порошка калины преобладает эпикатехин – 196, катехин – 118 и эпигаллокатехин – 89 мг/100 г порошка, а для барбариса эпигаллокатехин – 173, катехин – 111 и эпикатехин – 74 мг/100 г порошка. Антирадикальная активность по отношению к тролоксовому эквиваленту в порошке калины составила 7560 мг/100 г, в порошке барбариса – 9460 мг/100 г. Выводы. Полученные порошки из плодов калины и барбариса могут быть рекомендованы для обогащения пищевых продуктов биологически активными веществами и расширения ассортимента.

Introduction. Plant raw materials can be a source of biologically active substances and increase the nutritional value of food products. The present research objective was to determine the content of biologically active substances in powdered viburnum and barberry. Study objects and methods. The study featured viburnum (Viburnum opulus L.) and barberry (Berberis vulgaris L.), dried by convection and crushed into particles of 50 microns. Results and discussion. The total content of phenolic compounds in powdered viburnum was 3114.07 mg/100 g, in powdered barberry – 2272.7 mg/100 g. The content of flavonoids in powdered viburnum was 324.52 mg/100 g, in powdered barberry – 390.00 mg/100 g. The flavonoid profile of the powders included rutin, hyperoside, quercitrin, isoquercintrin, and astralagin. The total content of catechins was 446 mg/100 g for viburnum and 506 mg/100 g for barberry. The catechins included mainly epigallocatechin and catechin. In powdered viburnum, the catechin composition was as follows: epicatechin – 196, catechin – 118, and epigallocatechin – 89 mg/100 g; in powdered barberry: epigallocatechin – 173, catechin – 111, and epicatechin – 74 mg/100 g. The antiradical activity in relation to trolox equivalent was 7560 mg/100 g in powdered viburnum and 9460 mg/100 g in powdered barberry. Conclusion. The obtained viburnum and barberry powders can fortify food with biologically active substances and expand the range of functional products.

 Растительное сырье калина барбарис порошок флавоноиды фенольные соединения витамин С Vegetable raw materials viburnum barberry powder flavonoids phenolic compounds vitamin C

ВведениеОдин из способов улучшить состояния здоровья –питание. Благодаря правильно выбранномупитанию можно не только помочь собственнойиммунной системе в противостоянии различныммикробным и вирусным заболеваниям, но иизбежать ряда алиментарных заболеваний. Такоестремление потребителей требует от научногои производственного сообщества искать новыеисточники сырья, которые могут повысить пищевуюценность готовых продуктов, насыщая их полезнымимакро- и микронутриентами [1].Такими источниками является плодово-ягодноесырье, содержащее в своем составе пищевые волокна,витамины, минеральные вещества, органическиекислоты и широкий спектр флавоноидных соединений.Включение в рецептуру традиционных продуктовпитания плодово-ягодного сырья, содержащегокомплекс ценных природных биологически активныхвеществ, позволит расширить ассортимент продукцииздорового питания [2–5]. Также это актуальноенаправление в решении проблемы коррекцииструктуры питания.Растительный мир представлен множествомдикорастущих плодовых и ягодных растений. Внастоящее время интенсивно ведутся работы длясоздания научно-обоснованных рекомендаций ихрационального использования [6–11].В связи с сезонностью сбора и закупки плодово-ягодного сырья современные технологии переработкинацелены на получение технологичных плодово-ягодных полуфабрикатов, удобных в хранении,транспортировке и применении. Технологииполучения порошкообразных продуктов являютсянаиболее перспективными. Их применение припроизводстве разнообразных продуктов питанияпозволит обогатить пищевую продукцию макро- имикронутриентами.Из числа нетрадиционных источников плодово-ягодного сырья, произрастающего в различныхрегионах России, можно отметить плоды калины(Viburnum opulus L.) и барбариса (Berberis vulgaris L.).Значительные ареалы их произрастания,биологические запасы, пищевые и фармакологическиесвойства обусловливают высокий спрос инесомненный интерес для индустрии здоровогопитания.Цель данного исследования – определитьсодержание биологически активных веществ впорошках из плодов калины и барбариса.Объекты и методы исследованияОбъектами исследования являлись плоды калиныобыкновенной (Viburnum opulus L.) и барбариса(Berberis vulgaris L.), собранные в Московской области(2019 г., сентябрь). Их высушивали конвективнымспособом при температуре 50 °C до воздушно сухогосостояния и измельчали до размера частиц не более50 мкм. Таким образом, получали порошки калинытемно-красного цвета с влажностью 8,4 % и барбарисакоричневого цвета с влажностью 7,6 %.Грануметрический состав порошков калины ибарбариса определяли на приборе ГранулометрГИУ-1 для определения гранулометрического составапорошкообразных пищевых сред.Суммарное содержание фенольных соединений впересчете на галловую кислоту определяли методомФолина-Чокальтеу; содержание фдавоноидов –спектрофотометрически при длине волны 415 нм впересчете на рутин; профиль флавоноидов – методомproducts. The present research objective was to determine the content of biologically active substances in powdered viburnumand barberry.Study objects and methods. The study featured viburnum (Viburnum opulus L.) and barberry (Berberis vulgaris L.), dried byconvection and crushed into particles of 50 microns.Results and discussion. The total content of phenolic compounds in powdered viburnum was 3114.07 mg/100 g, in powderedbarberry – 2272.7 mg/100 g. The content of flavonoids in powdered viburnum was 324.52 mg/100 g, in powdered barberry –390.00 mg/100 g. The flavonoid profile of the powders included rutin, hyperoside, quercitrin, isoquercintrin, and astralagin.The total content of catechins was 446 mg/100 g for viburnum and 506 mg/100 g for barberry. The catechins included mainlyepigallocatechin and catechin. In powdered viburnum, the catechin composition was as follows: epicatechin – 196, catechin –118, and epigallocatechin – 89 mg/100 g; in powdered barberry: epigallocatechin – 173, catechin – 111, and epicatechin –74 mg/100 g. The antiradical activity in relation to trolox equivalent was 7560 mg/100 g in powdered viburnum and9460 mg/100 g in powdered barberry.Conclusion. The obtained viburnum and barberry powders can fortify food with biologically active substances and expandthe range of functional products.Keywords. Vegetable raw materials, viburnum, barberry, powder, flavonoids, phenolic compounds, vitamin CFor citation: Dubtsova GN, Lomakin AA, Kusova IU, Bulannikova EI, Bystrov DI. Biologically Active Substances from PowderedBarberry and Viburnum. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(2):779–783. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-2-779-783.781Дубцова Г. Н. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 4 С. 779–783ВЭЖХ, антиоксидантную активность оценивали вDPPH-тесте in vitro [12–14].Результаты и их обсуждениеАнализ литературных данных показал, чтоособый интерес среди биологически активныхвеществ порошка из плодов калины и барбариса,представляют полифенольные соединения. Фенольныесоединения плодов калины и барбариса представленыфлавоноидами и фенолокислотами. Они являютсямногофункциональными антиоксидантами, спо-собными предотвращать ингибирование образо-вавшихся активных форм кислорода, липидных,пероксильных и алкоксильных радикалов, образованиехелатных комплексов с ионами переходных металлов.Также флавоноиды встраиваются в гидрофобный кормембран и снижают микровзякость в зоне встраивания,что создает пространственное затруднение длядиффузии в мембрану свободных радикалов и ведетк замедлению процессов мембранной пероксида-ции [15].В полученном порошке плодов определялисодержание витамина С, флавоноидов и полифено-льных соединений. Результаты представленыв таблице 1.Из результатов, приведенных в таблице 1, следует,что в порошке из плодов калины и барбариса высокоесодержание полифенольных соединений и витаминаС. Это позволяет считать их хорошими источникамиантиоксидантов.Профиль катехинов для порошка из плодов калиныи барбариса представлен в таблице 2.Среди катехиновых соединений в порошке калиныпреобладает эпикатехин и катехин, а в порошкебарбариса в наибольшем количестве содержитсяэпигаллокатехин и катехин.Флавоноиды проявляют высокую антирадикальнуюактивность. Из флавонолов наибольшую активностьпроявляет кверцетин, из флаван-3-олов – эпикате-хингаллат и эпигаллокатехингаллат, из антоциани-дов – дельфинидин и цианидин [16]. Содержаниефлавоноидов в порошке из плодов калины и барбарисапредставлено в таблице 3.Флавоноиды порошков представлены агликонамифлавонолов в виде кверцитрина и изокверцитрина,а также гликозидами флавонолов – рутином,гиперозидом и астрагалином. Преобладающимфлавоноидом является рутин для калины и гиперозиддля барбариса.Порошки калины и барбариса содержатзначительное количество фенольных соединений.Флавоноиды представлены соединениями, которыеобладают высокой антирадикальной активностью.Антирадикальная активность порошка калиныпо отношению к тролоксовому эквивалентусоставила 7560 мг/100 г, а для порошка барбариса –9460 мг/100 г.ВыводыОпределены биологически активные веществапорошков из плодов калины и барбариса. Установленосодержание полифенольных соединений, флавоноидови аскорбиновой кислоты в порошке калины: 3114,07 ±62,28, 324,52 ± 8,40, 496,94 ± 9,94 соответственно;порошке барбариса: 2272,70 ± 45,45, 390,00 ± 10,10,348,80 ± 6,97 соответственно. Определен профильТаблица 1. Содержание биологически активныхвеществ в порошке калины и барбарисаTable 1. Biologically active substancesin viburnum and barberry powdersПоказатель Содержание мг/100 г сухого веществаКалина БарбарисВитамин С 496,94 ± 9,94 348,80 ± 6,97Полифенольныесоединения3114,07 ± 62,28 2272,70 ± 45,45Флавоноидыв пересчетена рутин324,52 ± 8,40 390,00 ± 10,10Таблица 2. Состав и содержание катехиновв порошке из плодов калины и барбарисаTable 2. Composition and content of catechinsin viburnum and barberry powdersПоказатель Содержание соединенийв порошке, мг/100 гКалина БарбарисЭпигаллокатехин 89,00 ± 1,78 173,00 ± 3,46Катехин 118,00 ± 2,36 111,00 ± 2,22Эпикатехин 196,00 ± 3,92 74,00 ± 1,48Эпигаллокатехин галлат 15,00 ± 0,30 64,00 ± 1,28Галлокатехин галлат 9,00 ± 0,18 55,00 ± 1,10Эпикатехин галлат 19,09 ± 0,38 29,00 ± 0,58Сумма катехинов 446,00 ± 8,92 506,00 ± 10,12Таблица 3. Содержание флавоноидовв порошке из плодов калины и барбарисаTable 3. Flavonoids in viburnum and barberry powdersПоказатель Содержание соединенийв порошке, мг/100 гКалина БарбарисРутин 5,00 ± 0,02 12,00 ± 0,30Гиперозид 1,00 ± 0,02 16,00 ± 0,40Изокверцитрин 3,00 ± 0,07 3,00 ± 0,07Астрагалин 1,00 ± 0,02 1,00 ± 0,02Кверцитрин 2,00 ± 0,05 7,00 ± 0,17Сумма флавоноидов 12,00 ± 0,30 39,00 ± 0,98782Rudnev S.D. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 4, pp. 779–783индивидуальных флавонолов и флаван-3-олов.Показана высокая антирадикальная активность вDPPH-тестах. Антирадикальная активность порошкакалины по отношению к тролоксовому эквивалентусоставила 7560 мг/100 г, а для порошка барба-риса – 9460 мг/100 г. Полученные данные позволяютрекомендовать порошки из плодов калины и барбарисав качестве источника функциональных пищевыхингредиентов при производстве пищевой продукции.Критерии авторстваАвторы в равной степени участвовали в подготовкеи написании статьи.Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликтаинтересов.

Nutritional, textural, and sensory quality of bars enriched with banana flour and pumpkin seed flour / U. Habiba [et al.] // Foods and Raw Materials. 2021. Vol. 9. № 2. P. 282-289. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-2-282-289. Habiba U, Robin MA, Hasan MM, Toma MA, Akhter D, Mazumder MAR. Nutritional, textural, and sensory quality of bars enriched with banana flour and pumpkin seed flour. Foods and Raw Materials. 2021;9(2):282-289. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-2-282-289. Functional and sensory properties of jam with different proportions of pineapple, cucumber, and Jatropha leaf / A. F. Ogori [et al.] // Foods and Raw Materials. 2021. Vol. 9. № 1. P. 192-200. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-1-192-200. Ogori AF, Amove J, Evi-Parker P, Sardo G, Okpala COR, Bono G, et al. Functional and sensory properties of jam with different proportions of pineapple, cucumber, and Jatropha leaf. Foods and Raw Materials. 2021;9(1):192-200. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-1-192-200. Использование ягодного сырья в технологии мягкого сыра функционального назначения / А. В. Борисова [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 1. С. 11-20. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-11-20. Borisova AV, Ruzyanova AA, Tyaglova AM, Polikarpova KV. Berry raw materials in functional soft cheese production. Food Processing: Techniques and Technology. 2020;50(1):11-20. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-11-20. Okatan V. Antioxidant properties and phenolic profile of the most widely appreciated cultivated berry species: A comparative study // Folia Horticulturae. 2020. Vol. 32. № 1. P. 79-85. https://doi.org/ 10.2478/fhort-2020-0008. Okatan V. Antioxidant properties and phenolic profile of the most widely appreciated cultivated berry species: A comparative study. Folia Horticulturae. 2020;32(1):79-85. https://doi.org/ 10.2478/fhort-2020-0008. Anti-oxidant and anti-enzymatic activities of sea buckthorn (Hippophaë rhamnoides L.) fruits modulated by chemical components / K. Tkacz [et al.] // Antioxidants. 2019. Vol. 8. № 12. https://doi.org/10.3390/antiox8120618. Tkacz K, Wojdyło A, Turkiewicz IP, Bobak Ł, Nowicka P. Anti-oxidant and anti-enzymatic activities of sea buckthorn (Hippophaë rhamnoides L.) fruits modulated by chemical components. Antioxidants. 2019;8(12). https://doi.org/10.3390/antiox8120618. Research of biochemical composition and antioxidant activity of freeze-dried cranberry powder obtained on the basis of enzymatically processed berry pulp / E. V. Alekseenko [et al.] // Asian Journal of Pharmaceutics. 2018. Vol. 12. P. S466-S476. Alekseenko EV, Bystrova EA, Semenov GV, Dubtsova GN, Mashentceva NG. Research of biochemical composition and antioxidant activity of freeze-dried cranberry powder obtained on the basis of enzymatically processed berry pulp. Asian Journal of Pharmaceutics. 2018;12:S466-S476. Biotechnological ways of processing seabuckthorn for foods manufacture / E. V. Alekseenko [et al.] // Abstract proceedings of the 5th International Seabuckthorn Association Conference. Xining, 2011. P. 121. Alekseenko EV, Dikareva YuM, Traubenberg SE, Ostashenkova NV. Biotechnological ways of processing seabuckthorn for foods manufacture. Abstract proceedings of the 5th International Seabuckthorn Association Conference; 2011; Xining. Xining. 2011. p. 121. О возможности использования плодов барбариса в производстве продуктов специального назначения / М. Т. Шаов [и др.] // Вестник Кабардино-Балкарского государственного университета. Серия: Биологические науки. 2002. № 5. С. 43-45. Shaov MT, Dzhaboeva AS. Shaova LG, Pshikova OV. O vozmozhnosti ispolʹzovaniya plodov barbarisa v proizvodstve produktov spetsialʹnogo naznacheniya [Barberry in special-purpose products]. Vestnik Kabardino-Balkarskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologicheskie nauki [Bulletin of the Kabardino-Balkarian State University. Series: Biological Sciences]. 2002;(5):43-45. (In Russ.). Functional bakery products in dietary nutrition / S. N. Butova [et al.] // Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. 2019. Vol. 11. № 8. P. 2084-2089. Butova SN, Dubtsov GG, Tsaloeva MR, Dubtsova GN, Kusova IU, Ivanova LA. Functional bakery products in dietary nutrition. Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. 2019;11(8):2084-2089. Исследование минерального состава в процессе переработки дикорастущих ягод / Л. П. Нилова [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018. Т. 80. № 1. С. 151-156. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-151-156. Nilova LP, Ikramov RA, Malyutenkova SM, Veryaskina AS. Investigation of mineral composition during processing of wild berries. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(1):151-156. (In Russ.). https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-151-156. Черноусова О. В., Кривцова А. И., Кучменко Т. А. Определение антиоксидантной активности белого чая // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018. Т. 80. № 1. С. 133-139. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-133-139. Chernousova OV, Krivtsova AI, Kuchmenko TA. The study of antioxidant activity of white tea. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(1):133-139. (In Russ.). https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-133-139. Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи / В. А. Тутельян [и др.]. М.: Династия, 2010. 180 с. Tutelʹyan VA, Ehller KI, Aristarkhova TV, Bessonov VV, Bragina IV, Vlasov AM, et al. Metody analiza minornykh biologicheski aktivnykh veshchestv pishchi [Methods for the analysis of minor biologically active substances in food]. Moscow: Dinastiya; 2010. 180 p. (In Russ.). Brand-Williams W., Cuvelier M. E., Berset C. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity // LWT - Food Science and Technology. 1995. Vol. 28. № 1. P. 25-30. https://doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5. Brand-Williams W, Cuvelier ME, Berset C. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT - Food Science and Technology. 1995;28(1):25-30. https://doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5. Sharma O. P., Bhat T. K. DPPH antioxidant assay revisited // Food Chemistry. 2009. Vol. 113. № 4. P. 1202-1205. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.08.008. Sharma OP, Bhat TK. DPPH antioxidant assay revisited. Food Chemistry. 2009;113(4):1202-1205. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.08.008. Базарнова Ю. Г., Полякова Ю. К. Исследование антиоксидантной активности природных веществ // Хранение и переработка сельхоз сырья. 2009. № 3. С. 31-36. Bazarnova YuG, Polyakova YuK. Issledovanie antioksidantnoy aktivnosti prirodnykh veshchestv [Antioxidant activity of natural substances]. Storage and Processing of Farm Products. 2009;(3):31-36. (In Russ.). Органическая химия. Книга 2 Специальный курс / Н. А. Тюкавкина [и др.]. М.: Дрофа, 2008. 592 с. Tyukavkina NA, Zurabyan SEh, Beloborodov VL, Luzin AP, Selivanova IA, Artemʹeva NN, et al. Organicheskaya khimiya. Kniga 2 Spetsialʹnyy kurs [Organic chemistry. Book 2: Special Course]. Moscow: Drofa; 2008. 592 p. (In Russ.).