Влияние термоультразвуковой обработки на антиоксидантную активность сока бузины (Sambucus nigra L.)

Многочисленные исследования химического состава ягод бузины черной показали, что они содержат биологически активные соединения с высокой антиоксидантной способностью. Цель работы — исследование влияния термоультразвуковой обработки на содержание биологически активных веществ и антиоксидантную активность сока бузины (Sambucus nigra L.). В качестве объектов исследований использовали свежеотжатый сок из бузины, сок бузины пастеризованный и подвергнутый термоультразвуковой обработке. Цвет определяли колориметрическим методом, общее содержание флавоноидов, антоцианинов и антиаксидантную активность по активности связывания DPPH радикала образцов сока определяли спектрофотометрическим методом. Термообработку ультразвуком проводили в ультразвуковом гомогенизаторе. Установлено, что сок бузины, обработанный термоультразвуком, обладал более высоким цветовым индексом (CD), повышенным значением яркости (L), большим общим цветовым различием (ΔE), а также уменьшенными значениями угла оттенка (h) и индекса желтого (YI). Общее содержание фенолов, флавоноидов и антоцианов в образце, обработанном термоультразвуком (мощность 600 Вт, частота 20 кГц, температура 65 °С, 15 минут), было выше на 13,32%, 251,72% и 94,12% соответственно по сравнению с необработанным образцом и образцом, пастеризованным при 65 °С в течение 30 минут. Способность связывать 1,1-дифенил‑2-пикрилгидразил (DPPH) и гидроксильные радикалы (·OH) была увеличена до 65,22% и 51,13% соответственно, что значительно выше, чем у контрольного образца. Содержание основных антоцианов цианидин‑3-О‑самбубиозита, цианидин‑3-О‑глюкозида и цианидин‑3-О‑самбубиозид‑5О‑глюкозида составило 987,5 мг/дм3, 752,4 мг/дм3 и 191,4 мг/дм3. Корреляционный анализ показал, что содержание антиоксидантов оказывает значительное влияние на цветовой индекс сока бузины, а цианидин‑3-О‑глюкозид и цианидин‑3-О‑самбубиозит определяют яркость или темноту сока. Термическая обработка ультразвуком значительно улучшает содержание общих фенольных соединений, флавоноидов и антоцианов, а также способствует увеличению антиоксидантной активности сока бузины. Результаты позволяют предположить, что данный способ может быть эффективным методом пастеризации сока бузины с сохранением качества и антиоксидантной активности.

1. Бурак, Л. Ч. (2021). Существующие способы обработки пищевых продуктов и их влияние на пищевую ценность и химический состав. Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК — продукты здорового питания, 3, 59–73.

2. Anaya-Esparza, L. M., Velazquez-Estrada, R. M., Roig, A. X., Garcia-Galindo, H. S., Sayago-Ayerdi, S. G., Montalvo-Gonzalez, E. (2017). Thermosonication: An alternative processing for fruit and vegetable juices. Trends in Food Science and Technology, 61, 26–37. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2016.11.020

3. Qureshi, T. M., Nadeem, M., Maken, F., Tayyaba, A., Majeed, H., Munir, M. (2020). Influence of ultrasound on the functional characteristics of indigenous varieties of mango (Mangifera indica L.). Ultrasonics Sonochemistry, 4, Article 104987. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.104987

4. Oladunjoye, A. O., Adeboyejo, F. O., Okekunbi, T. A., Aderibigbe, O. R. (2021). Effect of thermosonication on quality attributes of hog plum (Spondias mombin L.) juice. Ultrasonics Sonochemistry, 70, Article 105316. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105316

5. Nayak, P. K., Chandrasekar, C. M., Kesavan, R. K. (2018). Effect of thermosonication on the quality attributes of star fruit juice. Journal of Food Process Engineering, 41(7), Article e12857. https://doi.org/10.1111/jfpe.12857

6. Liao, H., Jiang, L., Cheng, Y., Liao, X., Zhang, R. (2018). Application of nisinassisted thermosonication processing for preservation and quality retention of fresh apple juice. Ultrason Sonochem, 42, 244–249. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2017.11.020

7. Sulaiman, A., Farid, M., Silva, F. V. (2017). Quality stability and sensory attributes of apple juice processed by thermosonication, pulsed electric field and thermal processing. Food Science and Technology International, 23(3), 265–276. https://doi.org/10.1177/1082013216685484

8. Chavan, P., Sharma, P., Sharma, S. R., Mittal, T. C., Jaiswal, A. K. (2022). Application of high-intensity ultrasound to improve food processing efficiency: A review. Foods, 11(1), Article 122. https://doi.org/10.3390/foods11010122

9. More, P. R., Jambrak, A. R., Arya, S. S. (2022). Green, environment-friendly and sustainable techniques for extraction of food bioactive compounds and waste valorization Trends in Food Science and Technology, 128, 296–315. http://doi.org/10.1016/j.tifs.2022.08.016

10. Fetyan, N. A. H., Salem Attia, T. M. (2020). Water purification using ultrasound waves: Application and challenges. Arab Journal of Basic and Applied Sciences, 27(1), 194–207. http://doi.org/10.1080/25765299.2020.1762294

11. Vujanović, M., Majkić, T., Zengin, G., Beara, I., Cvetanović, A., Mahomoodally, F. M. et al. (2019). Advantages of contemporary extraction techniques for the extraction of bioactive constituents from black elderberry (Sambucus nigra L.) flowers. Industrial Crops and Products, 136, 93–101. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.04.058

12. Gomez Mattson, M. L., Corfield, R., Bajda, L., Pérez, O. E., Schebor, C., Salvatori, D. (2021). Potential bioactive ingredient from elderberry fruit: Process optimization for a maximum phenolic recovery, physicochemical characterization, and bioaccesibility. Journal of Berry Research, 11, 51–68. http://doi.org/10.3233/JBR‑200629

13. Бурак, Л. Ч., Сапач, А. Н. (2023). Биологически активные вещества бузины: свойства, методы извлечения и сохранения. Пищевые системы, 6(1), 80–94.

14. Najgebauer-Lejko, D., Liszka, K., Tabaszewska, M., Domagała, J. (2021). Probiotic yoghurts with sea buckthorn, elderberry, and sloe fruit purees. Molecules, 26(8), Article 2345. https://doi.org/10.3390/molecules26082345

15. Marțiș (Petruț), G. S., Mureșan, V., Marc (Vlaic), R. M, Mureșan, C. C., Pop, C. R., Buzgău, G. et al. (2021). The physicochemical and antioxidant properties of Sambucus nigra L. and Sambucus nigra Haschberg during growth phases: From buds to ripening. Antioxidants, 10(7), Article 1093. https://doi.org/10.3390/antiox10071093

16. Vujanović, M., Majkić, T., Zengin, G., Beara, I., Tomović, V., Šojić, B. et al. (2020). Elderberry (Sambucus nigra L.) juice as a novel functional product rich in health-promoting compounds. RSC Advances, 10(73), 44805–44814. https://doi.org/10.1039/D0RA09129D

17. Młynarczyk, Walkowiak-Tomczak, Staniek, H., Kidoń, M., Łysiak, G. P. (2020). The content of selected minerals, bioactive compounds, and the antioxidant properties of the flowers and fruit of selected cultivars and wildly growing plants of Sambucus nigra L. Molecules, 25(4), Article 876. https://doi.org/10.3390/molecules25040876

18. Бурак, Л. Ч. (2022). Использование бузины (Sambucus nigra L.) в пищевой промышленности: состояние и дальнейшие перспективы (обзор). Химия растительного сырья, 3, 49–69.

19. Ordóñez-Santos, L. E., Martínez-Girón, J., Arias-Jaramillo, M. E. (2017). Effect of ultrasound treatment on visual color, vitamin C, total phenols, and carotenoids content in Cape gooseberry juice. Food Chemistry, 233, 96–100. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.114

20. Walkowiak-Tomczak, D., Czapski, J., Młynarczyk, K. (2017). Assessment of colour changes during storage of elderberry juice concentrate solutions using the optimization method. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 15(3), 299–309. https://doi.org/10.17306/j.afs.2016.3.29

21. Suo, G., Zhou, C., Su, W., Hu, X. (2022). Effects of ultrasonic treatment on color, carotenoid content, enzyme activity, rheological properties, and microstructure of pumpkin juice during storage Ultrasonics Sonochemistry, 84, Article 105974. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2022.105974

22. Qiu, X., Su, J., Nie, J., Zhang, Z., Ren, J., Wang, S. et al. (2024). Effects of thermosonication on the antioxidant capacity and physicochemical, bioactive, microbiological, and sensory qualities of blackcurrant juice. Foods, 13(5), Article 809. https://doi.org/10.3390/foods13050809

23. Дейнека, В. И., Олейниц, Е. Ю., Павлов, А. А., Михеев, А.Ю., Шелепова, О.В., Волкова, О. Д., Хлебникова, Е. И. (2020). Определение антоцианов плодов некоторых растений рода Ribes методами обращенно-фазовой ВЭЖХ и гидрофильной хроматографии. Химия растительного сырья, 1, 81–88.

24. Wang, J., Wang, J., Ye, J. H., Vanga, S. K., Raghavan, V. (2019). Influence of highintensity ultrasound on bioactive compounds of strawberry juice: Profiles of ascorbic acid, phenolics, antioxidant activity and microstructure. Food Control, 96, 128–136. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2018.09.007

25. Ruiz-De Anda, D., Ventura-Lara, M.G., Rodríguez-Hernández, G., Ozuna, C. (2019). The impact of power ultrasound application on physicochemical, antioxidant, and microbiological properties of fresh orange and celery juice blend. Journal of Food Measurement and Characterization, 13(4), 3140–3148. https://doi.org/10.1007/s11694-019-00236-y

26. Li, X. S., Zhang, L., Peng, Z. Y., Zhao, Y. Q., Wu, K. Y., Zhou, N. et al. (2020). The impact of ultrasonic treatment on blueberry wine anthocyanin color and its In-vitro anti-oxidant capacity. Food Chemistry, 333, Article 127455. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.127455

27. Aadil, R. M., Zeng, X. A., Zhang, Z.-H., Wang, M.-S., Han, Z., Jing, H. et al. (2015). Thermosonication: A potential technique that influences the quality of grapefruit juice. International Journal of Food Science and Technology, 50(5), 1275–1282. https://doi.org/10.1111/ijfs.12766

28. Abid, M., Jabbar, S., Hu, B., Hashim, M. M., Wu, T., Lei, S. C. et al. (2014). Thermosonication as a potential quality enhancement technique of apple juice. Ultrasonics Sonochemistry, 21(3), 984–990. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2013.12.003

29. Xu, B., Feng, M., Chitrakar, B., Cheng, J., Wei, B., Wang, B. et al. (2023). Multifrequency power thermosonication treatments of clear strawberry juice: Impact on color, bioactive compounds, flavor volatiles, microbial and polyphenol oxidase inactivation. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 84, Article 103295. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2023.103295

30. Adiamo, O. Q., Ghafoor, K., Al-Juhaimi, F., Babiker, E. E., Mohamed Ahmed, I. A. (2018). Thermosonication process for optimal functional properties in carrot juice containing orange peel and pulp extracts. Food Chemistry, 245, 79–88. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.10.090

31. Adiamo, O. Q., Ghafoor, K., Al-Juhaimi, F., Mohamed Ahmed, I. A. M., Babiker, E. E. (2017). Effects of thermosonication and orange by-products extracts on quality attributes of carrot (Daucus carota) juice during storage. International Journal of Food Science and Technology, 52(9), 2115–2125. https://doi.org/10.1111/ijfs.13490

32. Thomasi, S. S., de Benedicto, D. F. C., da Conceição Alves, T., Bellete, B. S., Venâncio, T., de Andrade Mattietto, R. et al. (2024). Chemical constituents of açai berry pulp (Euterpe oleracea Mart.) by LC-UV-BPSU/NMR and LC-UV-SPE/ NMR. Natural Product Research, 4, Article 2338805. https://doi.org/10.1080/14786419.2024.2338805

33. da Silveira, T. F. F., Cristianini, M., Kuhnle, G. G., Ribeiro, A. B., Filho, J. T., Godoy, H. T. (2019). Anthocyanins, non-anthocyanin phenolics, tocopherols and antioxidant capacity of acai juice (Euterpe oleracea) as affected by high pressure processing and thermal pasteurization. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 55, 88–96. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2019.05.001

34. Baron, M., Prusova, B., Tomaskova, L., Kumsta, M., Sochor, J. (2017). Terpene content of wine from the aromatic grape variety ‘Irsai Oliver’ (Vitis vinifera L.) depends on maceration time. Open Life Sciences, 12(1), 42–50. https://doi.org/10.1515/biol‑2017-0005

35. Lafarga, T., Ruiz-Aguirre, I., Abadias, M., Vinas, I., Bobo, G., Aguilo-Aguayo, I. (2019). Effect of thermosonication on the bioaccessibility of antioxidant compounds and the microbiological, physicochemical, and nutritional quality of an anthocyanin-enriched tomato juice. Food and Bioprocess Technology, 12(1), 147–157. https://doi.org/10.1007/s11947-018-2191-5