Механизмы взаимодействия ФАВ растительного сырья

Наряду с формированием физиологической ценности в многокомпонентных системах, к которым относятся бальзамы, происходит ряд сложных биохимических реакций как между рецептурными компонентами, так и между классами химических веществ отдельных компонентов. Обусловлено это тем, что в сё задействованное в производстве бальзамов растительное сырьё содержит в своём составе определённые действующие начала, относящиеся к какому-либо классу ФАВ. При этом не всегда индивидуально выделенные вещества действуют сильнее и эффективнее, чем извлечения (чаи, отвары, настои, настойки, экстракты), содержащие комплекс различных по структуре и действию соединений.

Наиболее реакционно-способными, участвующими в окислительно-восстановительных процессах, являются полифенолы, относящиеся к наиболее интенсивно изучаемым ФАВ, способным в малых дозах оказывать лечебно-профилактический эффект и влиять на органолептические характеристики напитков. Изменение структуры и количества фенольных соединений приводит к смене цвета, аромата и вкуса. В одних случаях (например, выдержка экстрактов и купажей) эти биохимические изменения имеют положительный эффект и приводят к формированию сложного букета (выдержанного, характерного, более богатого), в других – напротив, происходит ухудшение органолептических показателей из-за появления осадка, мути, вяжущего дубящего вкуса и т.п.

Ухудшение внешнего вида (снижение прозрачности, ухудшение цвета) является следствием взаимодействия определенных групп фенольных соединений с белками и друг с другом, с образованием необратимо окисленных нерастворимых пигментов красного, оранжевого и коричневого цвета. При окислении антоцианов и флавоноидов в процессе производства и хранения образуются муть, осадки, хлопья. Незначительное окисление способствует улучшению вкусоароматических характеристик, но в случае преобладания конденсированных танинов вкус ухудшается.

Чтобы влиять на формирование вкусоароматических свойств и физиологической ценности бальзамов и полуфабрикатов для их производства, важно знать не только тип протекающих в них биохимических реакций, но и характер взаимного влияния классов ФАВ друг на друга. Необходимо научное обоснование сбалансированности ингредиентов в рецептуре – от «ноты» отдельного компонента до сложного «аккорда» функционального комплекса.

Таким образом, в процессе производства бальзамов и полуфабрикатов для их производства находящие ся в сырье ФАВ не только переходят в напитки, но и некоторым образом изменяют свойства друг друга. Являясь носителями этих активных веществ, бальзамы представляют собой сложные многокомпонентные композиции, при составлении рецептур которых нельзя не учитывать вероятность химических взаимодействий 4-х типов.

Взаимное усиление. Входящие в состав рецептуры компоненты не просто вносят в композицию присущие им свойства, но и обеспечивают синергетический (суммарный) эффект, то есть физиологическая активность совокупности компонентов превышает сумму эффектов каждого из них в отдельности и обеспечивает качественно новые функциональные свойства бальзамов.

Так, взаимно усиливают действие друг друга в составе сырья и готовой продукции:

• аскорбиновая кислота и флавоноиды (листья земляники +
+ трава зверобоя, цветки бессмертника и бузины, плоды шиповника +
+ листья бадана толстолистного, плоды черемухи + корень копеечника забытого, околоплодник гречихи + корень девясила, плоды шиповника + + плоды рябины, плоды шиповника + трава зверобоя, плоды рябины + + трава душицы, плоды и листья смородины + трава мяты, плоды и листья смородины + трава чабреца и т.д.). Синергизм аскорбиновой кислоты и флавоноидов определяется способностью последних снижать Red-Ox потенциал аскорбиновой кислоты, а также блокировать ионы токсичных металлов, катализирующих окисление аскорбиновой кислоты с образованием прочных хелатных комплексов,

• аскорбиновая кислота и дубильные вещества (плоды шиповника + листья бадана, плоды шиповника + плоды черемухи, плоды рябины + плоды черемухи и т.д.),

• эфирные масла и дубильные вещества (листья мяты + плоды и соцветия черёмухи, трава полыни + листья бадана, трава душицы +
+ корень копеечника и т.д.),

• эфирные масла и сесквитерпеновые лактоны, типичными представителями которых являются сантонин (полынь горькая), геленин (девясил высокий) и кадинен, присущий хвойным, миртовым, зонтичным и сложноцветным растениям (шишкоягоды можжевельника + + трава донника, ягоды лимонника + листья берёзы, почки берёзы +
+ трава полыни и т.д.),

• токоферолы и каротиноиды (корни девясила + листья шалфея, корни девясила + листья подорожника, корни девясила + трава и листья крапивы, корни девясила + трава горца птичьего и т.д.).

Ещё более мощный синергетический эффект достигается при комбинировании сырья, содержащего каротиноиды, токоферолы, аскорбиновую кислоту, биофлавоноиды, селен, цинк, марганец и медь, либо при искусственном введении этих веществ в состав композиции:

– в о-первых, такое сочетание обеспечивает присутствие как водорастворимых, так и жирорастворимых антиоксидантов, а значит, антиоксидантный эффект будет равносильно проявляться во внеклеточном пространстве (аскорбиновая кислота + биофлавоноиды) и в мембране клетки (жирорастворимые витамины);

– в о-вторых, наличие микроэлементов (марганца, селена, меди, цинка) усиливает действие внутриклеточных ферментов антиоксидантной защиты;

– в- третьих, аскорбиновая кислота и биофлавоноиды не дают окисляться токоферолам, а цинк является важной составляющей транспортного фермента, переносящего синтезируемый из каротиноидов витамин А.

Обладая различными химической структурой и механизмом действия, данные вещества являются синергистами, приводя к расширению и усилению физиологической функциональности бальзамов. При этом суммарный эффект проявляется не только в более выраженном виде, но и, что часто более важно, в эволюционно естественной форме.

Аддитивное действие – дополнение действия одного или нескольких активных веществ сырья друг другом. Так, хорошо дополняют друг друга кумаринсодержащие растения, такие как трава донника, эстрагона, василька, листья кипрея узколистного, корень дягиля, солодки; растения, в состав которых входят тритерпеновые сапонины (солодка – глицирризиновая, феруловая кислоты; цимицифира даурская); части растений, содержащие производные коричных кислот (трава эхинацеи, корни окопника, плоды рябины и боярышника). Хорошо суммируется действие флавоноловых и флавоновых гликозидов растений семейств Rosaceae, Fabaceae и некоторых других, действие проантоцианидинов с другими веществами полифенольной природы, антрагликозидов и др.

Знание механизма аддитивного действия физиологически активных компонентов позволяет осуществлять замену дорогостоящих и дефицитных видов сырья на более доступное местное дикорастущее сырьё, равноценное по функциональной значимости, что, несомненно, будет способствовать снижению затратной части производства бальзамов.

3. Дублирующее действие. Известны такие виды сырья – дублеры, как трава алтея – трава зверобоя, плоды кофе – корень и трава элеутерококка, трава калгана – трава дубровки, трава мяты – трава мелиссы, плоды шиповника – ягоды черной смородины и ряд др.

С учётом дублирующего действия ФАВ сырья возможно сокращение числа ингредиентов рецептуры, что достаточно широко применяется в производственной практике с целью снижения себестоимости бальзамов.

4. Антагонистическое действие – подавление действия одного или нескольких компонентов сырья вследствие их влияния друг на друга. Например, общеизвестен антагонизм таких антиподов, как левзея (тонизирующий эффект за счет высокого содержания гликозидов) – мелисса, мята, душица (успокаивающий эффект эфирных масел); кора дуба, листья и корневища бадана (вяжущее действие, обусловленное высоким содержанием дубильных веществ) – кора крушины (слабительное действие) и т.д. Если не принимать во внимание вероятность антагонистического взаимодействия ФАВ сырья, можно свести на нет прогнозируемый эффект бальзама.

Во вновь создаваемых рецептурах продуктов и напитков на основе растительного сырья должна быть учтена возможность химических взаимодействий между ФАВ ингредиентов рецептуры. За счёт такого подхода возможно многократное усиление желательных эффектов и смягчение или устранение нежелательных.