Введение. Семена масличных культур (лён) при хранении быстро теряют всхожесть из-за перекисного окисления липидов [1]. Существующие способы обработки семян перед хранением (гидропрайминг, полимерное покрытие, термическая/ферментативная обработка, синтетические антиоксиданты) либо сами ускоряют окислительное старение семян, либо токсичны, либо неприемлемы для органического и функционального питания из-за потери пищевой ценности и органолептических свойств [2, 8].

Синтетические антиоксиданты токсичны и неприемлемы для органического земледелия [5]. Природные антиоксиданты (витамины С и Е) могут защитить семена, но их совместное влияние на всхожесть, витаминный профиль проростков и возможность создания функциональных продуктов изучено недостаточно [3, 4, 9]. Особенности сортов льна масличного, в том числе их морфологические и физические признаки, определяют устойчивость семян к окислительной порче при хранении [6]. При этом методические подходы к исследованию масличного льна, включая оценку всхожести и энергии прорастания, требуют стандартизации для сопоставимости результатов [7].

В связи с этим исследование эффективности ингибирования перекисного окисления липидов в семенах льна природными антиоксидантами и разработка на их основе функциональных продуктов питания является актуальным и востребованным направлением.

Цель исследования – оценить эффективность ингибирования перекисного окисления липидов в семенах льна природными антиоксидантами.

Объекты и методы исследования. Объектом исследования служили семена льна масличного (Linum usitatissimum). В качестве антиоксидантов использовали природные источники — порошок шиповника (природный витамин С) и порошок яблочных семечек (природный витамин Е), а также синтетические препараты — аскорбиновую кислоту («Благомин») и α-токоферола ацетат.

Обработку семян проводили порошковым методом (4 % антиоксиданта от массы семян) с предварительным увлажнением и последующей сушкой до сыпучего состояния. Варианты обработки: 1 — контроль (вода); 2 — шиповник (природный С); 3 — аскорбиновая кислота «Благомин» (синтетический С); 4 — яблочные семечки (природный Е); 5 — α-токоферола ацетат (синтетический Е); 6 — шиповник + яблочные семечки (природные С+Е); 7 — благомин + α-токоферола ацетат (синтетические С+Е).

Витамин С определяли йодометрическим титрованием: экстракт образца (навеска: семена — 5 г, проростки — 1 г) титровали 0,001 н раствором йода в присутствии крахмала. Расчёт по формуле: С (мг/100 г) = V × 88 / m (для семян — V × 17,6; для проростков — V × 88).

Витамин Е — спектрофотометрически при 285 нм после экстракции этанолом (V = 10 мл). Расчёт по формуле: Е (мг/100 г) = (A₂₈₅ × V × 100) / (75 × m). Масса навески: контроль — 0,6 г; образцы 2, 3, 5, 6, 7 — 2,0 г; образец 4 — 0,7 г.

На основе лучшего образца разработана рецептура смузи (банан, яблоко, лимонный сок, вода, 30 г проростков). Контрольный смузи — без проростков. Органолептическую оценку образцов смузи проводили согласно ГОСТ 8756.1-2017. Результаты сравнивали с требованиями ГОСТ 32105-2013.

Общую антиоксидантную активность (АОА) определяли йодометрическим титрованием 0,01 н раствором йода (мг-экв аскорбиновой кислоты на 100 г продукта).

Эксперименты проводили в трёх повторностях. Результаты представлены в виде M±m.

Экспериментальная часть. На первом этапе семена льна обрабатывали антиоксидантами порошковым методом (4 % от массы семян) по семи вариантам. На втором этапе семена хранили 14 суток в условиях ускоренного старения (+35 °С, влажность 75 %, ускоренное старение). На третьем этапе семена проращивали в течение 36 ч при +20…+22 °С с ежедневным поливом и промыванием; оценивали всхожесть, энергию прорастания и длину проростков через 12, 24 и 36 ч. На четвёртом этапе определяли содержание витаминов С и Е в исходных семенах, после хранения и в проростках. На пятом этапе на основе лучшего образца разрабатывали рецептуру функционального смузи и оценивали его органолептические показатели и общую антиоксидантную активность.

Результаты. Семена льна содержат до 70% полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), что обусловливает их высокую пищевую ценность, но одновременно делает их крайне уязвимыми к окислительной порче при хранении. В процессе хранения активные формы кислорода (АФК) атакуют ПНЖК в мембранах клеток зародыша, запуская цепную реакцию перекисного окисления липидов (ПОЛ): образуются липидные радикалы, которые взаимодействуют с кислородом с образованием пероксильных радикалов и гидроперекисей. Накопление продуктов ПОЛ приводит к разрушению мембран, повреждению ДНК и белков, снижению всхожести и гибели зародыша.

В сухих семенах льна эндогенная антиоксидантная защита недостаточна: витамин С практически отсутствует, а запас токоферолов (витамина Е) ограничен и не восстанавливается в процессе хранения. Поэтому для сохранения жизнеспособности семян требуется экзогенная обработка антиоксидантами. Наиболее перспективным подходом является совместное применение витаминов С и Е, которые проявляют синергизм: витамин Е непосредственно прерывает цепь окисления в липидной фазе мембран, а витамин С восстанавливает окисленную форму витамина Е и нейтрализует АФК в водной фазе.

В рамках настоящего исследования проведена сравнительная оценка ингибирующей активности природных и синтетических антиоксидантов при хранении семян льна в условиях ускоренного старения. Основными показателями эффективности служили динамика прорастания семян, длина проростков и количественное содержание витаминов С и Е в семенах и проростках.

На диаграмме представлена доля проростков, полученных из семян льна после 14 суток хранения в условиях ускоренного старения и последующего проращивания в течение 36 ч (рисунок 1).

Наибольший процент проросших семян отмечен для образца № 2 (обработка шиповником) и образца № 4 (яблочные семечки), что свидетельствует о высокой сохранности зародыша после хранения. Наименьший показатель — у образца № 3 (синтетический витамин С), что указывает на ингибирующее действие высокой концентрации аскорбиновой кислоты на прорастание.

Рисунок 1 — Доля проростков в общей массе семян, %

В таблице 1 представлены результаты измерения длины проростков через 12, 24 и 36 часов после начала проращивания.

Максимальная длина через 36 ч зафиксирована у образца № 2 (шиповник) — 1,2 см, что превышает контроль (1,0 см) и все остальные варианты. Образец № 3 (синтетический витамин С) показал наименьшую длину (0,6 см), что подтверждает угнетение роста при избытке аскорбиновой кислоты. Образцы № 4 (яблочные семечки) и № 6 (шиповник + яблочные семечки) также продемонстрировали хорошую динамику (1,0 и 1,1 см соответственно).

Таблица 1

Динамика прорастания проростков льна в зависимости от метода обработки, см

В таблице 2 приведены данные по содержанию витаминов С и Е на трёх этапах: исходные семена (фон), семена после хранения и проростки.

Таблица 2

Содержание витаминов С и Е в семенах льна в зависимости от метода обработки, мг/100 г

Таким образом, в качестве эффективного и безопасного способа предпосевной обработки семян льна для повышения их сохранности при хранении и улучшения качества проростков рекомендуется использовать сухой порошок шиповника в концентрации 4% от массы семян, так как количество витамина С в проростках данного образца составило 140,8 мг/100 г.

Природный экстракт шиповника обеспечивает мягкую и эффективную защиту семян при хранении, не нарушая физиологических процессов прорастания, что делает его оптимальным компонентом для производства функционального продукта питания.

На основании комплекса показателей — сохранности семян после хранения, энергии прорастания, длины проростков и витаминного профиля — в качестве оптимального для дальнейшего использования был выбран образец № 2 (семена льна, обработанные порошком шиповника). Данный образец обеспечил максимальную длину проростков (1,2 см через 36 ч) и высокое содержание витамина С в проростках (140,8 мг/100 г), что позволяет рассматривать его как перспективный ингредиент для производства функциональных продуктов питания.

На следующем этапе на основе проростков данного образца была разработана рецептура смузи (таблица 3).

Таблица 3

Рецептура образцов функционального смузи с проростками льна

Органолептическая оценка показала, что оба образца набрали максимальное количество баллов по всем оцениваемым показателям (таблица4). При этом следует отметить, что в образце 1 (с проростками льна) присутствовал запах и вкус льна, что не снижало его органолептических характеристик.

Таблица 4

Органолептическая оценка образцов функционального смузи с проростками льна *, балл

*ГОСТ 32105-2013 Консервы. Продукция соковая. Напитки сокосодержащие фруктовые и фруктово-овощные. Общие технические условия

Для оценки вклада проростков в общую антиоксидантную активность готового продукта проведено сравнение двух вариантов: опытного смузи (с проростками льна) и контрольного (без проростков) (рисунок 2).

Рисунок 2 – Общая антиоксидантная активность образцов смузи, мг-экв/100 г

Установлено, что разница между образцами составляет 0,8 мг-экв/100 г, что соответствует вкладу проростков льна в общую антиоксидантную активность готового продукта. Полученные данные подтверждают функциональную ценность смузи с проростками льна. Контрольный образец (без проростков) также проявил некоторую антиоксидантную активность, что объясняется наличием в его составе фруктов (банана, яблока, лимонного сока).

Следовательно, использование проростков льна в качестве функционального ингредиента позволяет получить продукт с высокими органолептическими свойствами, увеличить антиоксидантную ёмкость напитка почти в два раза, что делает его перспективным продуктом для здорового питания.

Заключение

Результаты, полученные в ходе исследований, позволили сделать следующие выводы:

1. Обработка семян льна природным антиоксидантом — порошком шиповника (4% от массы) — обеспечивает максимальную сохранность семян после 14 суток ускоренного старения: длина проростков через 36 ч составила 1,2 см, что превышает контроль (1,0 см) и другие варианты. Синтетический витамин С (образец 3) показал угнетение роста (0,6 см) при избыточном накоплении витамина С в семенах (434,7 мг/100 г).
2. На основе проростков лучшего образца (№ 2, шиповник) разработана рецептура функционального смузи (банан, яблоко, лимонный сок, вода, 30 г проростков). Органолептическая оценка подтвердила его высокие потребительские качества.
3. В смузи с проростками присутствовал запах и вкус льна, что не снижало его органолептических характеристик. Количественный анализ витаминов показал, что в проростках образца № 2 содержание витамина С составляет 140,8 мг/100 г, витамина Е — 0,33 мг/100 г. Общая антиоксидантная активность смузи с проростками (1,7 мг-экв/100 г) в 1,9 раза превышает контрольный образец без проростков (0,9 мг-экв/100 г), что доказывает значительный вклад проростков в антиоксидантную ёмкость продукта.

Для практического применения в сельском хозяйстве и пищевой промышленности рекомендуем:

1. обрабатывать семена льна сухим порошком шиповника в концентрации 4% от массы семян перед закладкой на хранение;
2. проращивать семена в течение 36 ч при +20…+22°C для получения проростков длиной 1,2 см с максимальной антиоксидантной активностью;
3. использовать полученные проростки в качестве функционального ингредиента для обогащения пищевых продуктов (смузи, салаты, хлебобулочные изделия), что позволяет повысить их антиоксидантную ёмкость и витаминную ценность.