DETERMINATION OF PHYTIC ACID CONTENT IN PRODUCTS

Full Text

Актуальность. Фитиновая кислота (InsP6) составляет 60-80 % от общего количества фосфора, содержащегося в орехах и семенах злаковых, бобовых и масличных культур. При физиологических значениях рН среды InsP6 является полидентатным лигандом образующем нерастворимые хелатные комплексы с органическими и минеральными компонентами пищи, что при условии наличия несбалансированности питания может привести к алиментарной недостаточности макро и микроэлементов [1-3]. Однако, результаты современных исследований показывают, что при отсутствии дефицита петельных веществ в пище отрицательное воздействие фитататов сводится к минимуму [4]. Результаты работ [5] обнаружили активное участие фитиновой кислоты и ее производных (инозитол-полифосфатов) в гемостазе путем образования дополнительных связей между γ-цепями молекул фибрина, дополнительно стабилизируя тромб.  Кроме того, InsP6 обладает профилактическими свойствами в развитии некоторых онкологических заболеваний посредством ингибирования сигнальных путей CCN2-LRP6-Wnt/β-катенин и PI3K/Akt в клетках Huh7 [6], нарушению структуры F-актиновых колец в клетках HT-29 [7] и увеличение экспрессии белка p21WAF1 в клетках HepG2 [8]. Инозитолгексафосфат и продукты его частичного гидролиза способны предотвращать нефролитиаз, адсорбируясь на поверхности эпителия собирательных трубочек, предотвращая кристаллизацию пересыщенного вещества [9-10] и сахарный диабет 2, специфически ингибируя активность серин-треониновой протеинфосфатазы, что, в свою очередь, открывает внутриклеточные кальциевые каналы, стимулируя высвобождение инсулина [11-12].  Большой популярностью среди людей, ведущих здоровый образ жизни пользуются побочные продукты мукомольного производства отруби, которые представляют ценный источник фитиновой кислоты и других компонентов клетчатки. Они составляют основу низкокалорийных готовых продуктов, рассчитанных на создание диет для похудения. Однако, у диетологов вызывает большие сомнения пропагандируемый производителями оздоровительный эффект экструдированных отрубей, которые извлекаются из цельного зерна на высокоскоростных экструдерах-грануляторах и, таким образом, представляют собой продукт интенсивной промышленной переработки сырья. В процессе обработки происходит потеря большей части клетчатки, при этом общее содержание легко усвояемых углеводов увеличивается. В связи с чем необходимо иметь более точное представление о составе подобных добавок.

Цель исследования. Целью проведенной работы была разработка методики определения содержания фитиновой кислоты в рисе и отрубях и проведение лабораторного исследования продуктов на содержание фитиновой кислоты.

Материал и методы. В рамках настоящей работы исследовано содержание фитиновой кислоты в продуктах (черный дикий рис «Healthy Giain», экструдированные отруби кукурузные очищенные «СиБТар», отруби ржаные «ОГО», отруби пшеничные «Злаки Сибири») фотометрическим методом на спектрофотометре «СФ-2000»; был проведен анализ отечественных и зарубежных источников научной литературы для нахождения оптимальной методики. В ходе исследования была применена следующая методика определения содержания фитиновой кислоты в рисе и отрубях: в работе использовали свежеприготовленный реактив Вэйда, с концентрацией железа 0.5996 ммоль/л и экстракты, приготовленные из измельченных исследуемых образцов продуктов. Каждый образец предварительно взвешивали, отмеряли точную навеску, равную 5.000 г, измельчали до гомогенного состояния, помещали в 100 мл раствора соляной кислоты с концентрацией 2.4% и оставляли в темноте на 24 часа при температуре +4 - +8 °С. Принцип метода основан на способности фитиновой кислоты связывать ион железа из комплексов железа с сульфосалициловой кислотой. Таким образом, реактив Вэйда, содержащий моносульфосалицилат железа и имеющий красно-фиолетовую окраску при pH = 1.8-2.5, обесцвечивается при добавлении экстракта, содержащего фитиновую кислоту. Оптические плотности растворов измеряли в кюветах на 10 мм при длине волны 510 нм. Данная длина волны выбрана потому, что на 510 нм происходит максимальное проявление моносульфосалицилата железа. По изменению интенсивности данной полосы можно судить о количестве прореагировавшего железа с фитиновой кислотой. В ходе проведенного исследования по результатам измерений проводилось построение графических зависимостей оптической плотности растворов от концентрации железа и определение содержания фитиновой кислоты в % в каждом исследуемом образце. В результате определена концентрация железа в пробе без фитиновой кислоты, содержащей реактив Вэйда и соляную кислоту с концентрацией 2.4%, в соотношении 4:1. Данная проба была принята за стандартную и ее концентрация использовалась при расчете содержания остаточного железа в образцах с добавлением исследуемых экстрактов. Расчет содержания фитиновой кислоты проводили по формуле:

$\mathrm{С}\left(\mathrm{фк}\right),\%=\frac{(\mathrm{Fe} (\mathrm{ІІІ})\mathrm{н} - \mathrm{Fe} (\mathrm{ІІІ}\left)\mathrm{ост}\right)\bullet 2.9547\bullet \mathrm{Vк}\bullet 100}{\mathrm{Vал} \bullet \mathrm{g}}\%$

где: Fe (ІІІ)н – начальное количество железа (ІІІ), мг; Fe (ІІІ) ост – непрореагировавшее количество железа (ІІІ), мг; 2.9547 – коэффициент пересчета (М(Fe⁺³) ФК : Ат.м.4 Fe⁺³); Vк – объем раствора 2.4% HCl, взятый для экстракции фитиновой кислоты мл; Vал. – аликвотный объем экстракта, мл; g – навеска сырья, 5000 мг.

Результаты. В результате исследования было определено содержание фитиновой кислоты в следующих продуктах: черном диком рисе фирмы «Healthy Giain» - 0.61%; в кукурузных очищенных отрубях фирмы «СиБТар» - 0.60%; в ржаных отрубях фирмы «ОГО» - 0.38%; в пшеничных отрубях фирмы «Злаки Сибири» - 0.63%.

В процессе эксперимента был выявлен недостаток метода определения содержания фитиновой кислоты с использованием реактива Вэйда, т.к. комплекс железа с сульфосалициловой кислотой частично разрушается при резком понижении pH, поэтому необходимо контролировать кислотность среды на протяжении всего исследования.  

Выводы. Результаты исследований указывают на достаточно низкое содержание фитиновой кислоты в экструдированных продуктах, что коррелирует с заключением многих диетологов. В связи с чем, можно утверждать, что нерациональное использование данных готовых продуктов в качестве альтернативной замены основного питания, может приводить к развитию метаболических нарушений.

About the authors

Gleb Denisovich Vorobyov

Author for correspondence.
Email: vorobiev.gleb2016@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-4170-7426
Russian Federation, 1, Ivan Sedykh str., Tver, 170100, Russia

References