Влияние продуктов переработки фукусовых водорослей на структурообразование и окисление липидов в мышечной ткани рыб

Увеличение пищевой ценности и улучшение технологических показателей полуфабрикатов и готовых рыбных продуктов соответствуют современным тенденциям здорового питания и обеспечивают рациональное использование сырья.Лабильная структура компонентов рыбного сырья и особенно его липидных составляющих способствует негативным изменениям, связанным с окислительными процессами при переработке и хранении. Пищевые волокна с доказанной антиоксидантной активностью способны ингибировать перекисное окисление липидов в биологических системах и пищевом сырье, одновременно оказывая стабилизирующее действие на реологические свойства продукции. Целью работы являлось исследование влияния продуктов переработки бурой водоросли рода фукусов Fucus evanescens (а именно гелей с сульфатированным фукоиданом и экстракта водорастворимых полифенолов) на окислительную стабильность липидов и структурообразование в мышечной ткани рыб на примере фарша горбуши. Обработка гелей фукоидана ультразвуком позволила получить продукт с высокой антиоксидантной активностью (АОА) и повышенной вязкостью. АОА гелей и экстрактов составляла 45 и 91% на 1 мг сухого веществасоответственно. Внесение гелей в состав фаршевых смесей из мышечной ткани горбуши обеспечило снижение их вязкоупругих характеристик (прочности, адгезивности и упругости), что оказало положительное влияние на консистенцию полуфабрикатов и готовых изделий. Внесение сухих экстрактов полифенолов в фарш горбуши привело к утрате способности его к формообразованию, связанной со снижением водоудерживающей способности белков. Потери при термообработке для фаршей с добавлением геля были вдвое меньшими, чем для контрольных образцов, и оставались стабильными при морозильном хранении. Исследование динамики накопления первичныхи вторичных продуктов окисления липидов, оснований Шиффа и малонового диальдегида в процессе морозильного хранения показало, что начальные окислительные изменения в фарше горбуши затрагивают фосфолипиды, затем распространяются на триглицериды. Через 5 месяцев морозильного хранения наблюдалось накопление малонового диальдегида до значений 1,27 и 1,60 мг/кг фарша для контрольных образцов и образцов с добавлением экстракта. При добавлении гелей фукоидана к концу указанного срока хранения содержание малонового диальдегида составило 0,16 мг/кг фарша. Полученные результаты позволяют рекомендовать гели фукоидана с повышеннойАОА для стабилизации структуры мышечной ткани рыб и антиоксидантной защиты ее компонентов.

1. Пивненко, Т. Н. (2023). Функциональные свойства пищевых волокон и их применение в технологии рыбной продукции. Пищевые системы, 6(2), 233–244.

2. Hematyar, N., Rustad, T., Sampels, S., Dalsgaard, T. K. (2019). Relationship between lipid and protein oxidation in fish. Aquaculture Research, 50(5), 1393–1403. https://doi.org/10.1111/are.14012

3. Secci, G., Parisi, G. (2016). From farm to fork: Lipid oxidation in fish products. A review. Italian Journal of Animal Science, 15(1), 124–136. https://doi.org/10.1080/1828051X.2015.1128687

4. Eskicioglu, V., Kamiloglu, S., Nilufer-Erdil, D. (2015). Antioxidant dietary fibres: Potential functional food ingredients from plant processing by-products.Czech Journal of Food Sciences, 33(6), 487–499. https://doi.org/10.17221/42/2015-CJFS

5. Saura-Calixto, F. (1998). Antioxidant dietary fiber product: A new concept and a potential food ingredient. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46(10), 4303–4306. https://doi.org/10.1021/jf9803841

6. Rahal, A., Kumar, A., Singh, V., Yadav, B., Tiwari, R., Chakraborty, S. et al. (2014). Oxidative stress, prooxidants, and antioxidants: The interplay. BioMed Research International, V. 2014, Article 761264. https://doi.org/10.1155/2014/761264

7. Undeland, I. (2016). Oxidative Stability of Seafood.Chapter in a book: Oxidative Stability and Shelf Life of Foods Containing Oils and Fats. Academic Press and AOCS Press, 2016. http://doi.org/10.1016/B978-1-63067-056-6.00011-2

8. Imbs, T. I., Ermakova, S. P. (2021). Can fucoidans of brown algae be considered as antioxidants? Russian Journal of Marine Biology, 47(3), 157–161. https://doi.org/10.1134/S1063074021030056

9. López-Marcos, M. C., Bailina, C., Viuda-Martos, M., Pérez-Alvarez, J. A., Fernández-López, J. (2015). Properties of dietary fibers from agroindustrial co-products as source for fiber-enriched foods. Food and Bioprocess Technology, 8, 2400–2408. https://doi.org/10.1007/s11947–015–1591-z

10. Mensah, E. O., Kanwugu, O. N., Panda, P. K., Adadi, P. (2023). Marine fucoidans: Structural, extraction, biological activities and their applications in the food industry. Food Hydrocolloids, 142, Article 108784. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.108784

11. Боголицын, К. Г., Дружинина, А. С., Овчинников, Д. В., Паршина, А. Э., Шульгина, Е. В., Турова, П. Н. и др. (2019). Полифенолы арктических бурых водорослей: выделение, полимолекулярный состав. Химия растительного сырья, 4, 65–75.

12. Anisha, G. S., Padmakumari, S., Patel, A. K., Pandey, A., Singhania, R. R. (2022). Fucoidan from marine macroalgae: Biological actions and applications in regenerative medicine, drug delivery systems and food industry. Bioengineering, 9(9), Article 472. https://doi.org/10.3390/bioengineering9090472

13. Hmelkov, A., Zvyagintseva, T., Shevchenko, N., Rasin, A. B., Ermakova, S. (2018). Ultrasound-assisted extraction of polysaccharides from brown alga Fucus evanescens. Structure and biological activity of the new fucoidan fractions. Journal of Applied Phycology, 30(3), 2039–2046. https://doi.org/10.1007/s10811-017-1342-9

14. Thao My, P. L., Sung, V. V., Dat, T. D., Nam, H. M., Phong, M. T., Hieu, N. H. (2020). Ultrasound-assisted extraction of fucoidan from Vietnamese brown seaweed Sargassum mcclurei and testing bioactivities of the extract. ChemistrySelect, 5(14), 4371–4380. https://doi.org/10.1002/slct.201903818

15. Suprunchuk, V. (2021). Ultrasonic-treated fucoidan as a promising therapeutic agent. Polimers in Medicine, 51(2), 85–90. https://doi.org/10.17219/pim/143961

16. Moroney, N. C., O’Grady, M. N., Lordan, S., Stanton, C., Kerry, J. P. (2015). Seaweed polysaccharides (Laminarin and Fucoidan) as functional ingredients in pork meat: An evaluation of anti-oxidative potential, thermal stability and bioaccessibility. Marine Drugs, 13(4), 2447–2464. https://doi.org/10.3390/md13042447

17. Вафина, Л.Х., Подкорытова, А. В. (2009). Новые продукты функционального питания на основе биоактивных компонентов морских водорослей. Известия ТИНРО, 156, 348–356.

18. Пивненко, Т. Н., Позднякова, Ю. М., Есипенко, Р. В. (2024). Влияние сонификации на фракционный состав, физико-химические свойства и антиоксидантную активность функциональных гелей из фукусовых водорослей. Научные труды Дальрыбвтуза, 68(2), 6–18.

19. Табакаев, А. В., Табакаева, О. В. (2022). Сухие напитки на основе экстрактов бурых водорослей Японского моря и плодово-ягодных соков как функциональные продукты Вопросы питания, 91(4), 107–114.

20. Qwele, K., Hugo, A., Oyedemi, S. O., Moyo, B., Masika, P. J., Muchenje, V. (2013). Chemical composition, fatty acid content and antioxidant potential of meat from goats supplemented with Moringa (Moringa oleifera) leaves, sunflower cake and grass hay. Meat Science, 93(3), 455–462. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2012.11.009

21. Донская, Г. А., Креккер, Л. Г., Дрожжин, В. М., Колосова, Е. В. (2022). Перекисное окисление липидов и термообработка молока для приготовления кисломолочного продукта смешанного брожения. Вестник КрасГАУ, 5(182), 226–233.

22. Ulu, H. (2004). Evaluating of three 2-thiobarbituric acid methods for the measurement of lipid oxidation in various meats and meat products. Meat Science, 67(4), 683–687. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2003.12.014

23. Ogutu, F. O., Mu, T.-H., Elahi, R., Zhang. M., Sun. H.-N. (2015). Ultrasonic modification of selected polysaccharides — review. Journal of Food Processing and Technology 6, Article 446. https://doi.org/10.4172/2157-7110.1000446

24. Montero, P., Hurtado, J. L., Pérez-Mateos, M. (2000). Microstructural behaviour and gelling characteristics of myosystem protein gels interacting with hydrocolloids. Food Hydrocolloids, 14(5), 455–461. https://doi.org/10.1016/S0268-005X(00)00025-4

25. Cortez-Trejo, M. C., Gaytan-Martinez, M., Reyes-Vega, M. L., Mondoza, S. (2021) Protein-gum-based gels: Effect of gum addition on microstructure, rheological properties, and water retention capacity. Trends in Food Science and Technology, 116, 303–317. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.07.030

26. Alipour, H. J., Rezaei, M., Shabanpour, B., Tabarsa, M. E. (2018). Effects of sulfated polysaccharides from green alga Ulva intestinalis on physicochemical properties and microstructure of silver carp surimi. Food Hydrocolloids, 74, 87–96. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2017.07.038

27. Etemadian, Y, Shabanpour, B. (2014). Changes in physicochemical properties and shelf life bility of kutum (Rutilus frisiikutum) slices during packaging and storage in ice. Journal of Food Processing and Preservation, 38(1), 159–168. https://doi.org/10.1111/j.1745-4549.2012.00760.x

28. Hultin, H. O. (1994). Oxidation of lipids in seafoods. Chapter in a book: Seafoods: Chemistry, Processing Technology and Quality. Springer, Boston, MA, 1994. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-2181-5_5

29. Geng, L., Liu, K., Zhang, H. (2023) Lipid oxidation in foods and its implications on proteins. Frontiers in Nutrition, 10, Article 1192199. https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1192199

30. Ashton, I. (2002). Understanding lipid oxidation in fish. Chapter in a book: Safety and Quality Issues in Fish Processing. Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, UK, 2002. https://doi.org/10.1533/9781855736788.2.254

31. Lu, H. F. S., Nielsen, N. S., Baron, C. P., Jacobsen, C. (2017). Marine phospholipids: The current understanding of their oxidation mechanisms and potential uses for food fortification. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57(10), 2057–2070. https://doi.org/10.1080/10408398.2014.925422

32. Pozharitskaya, O. N., Obluchinskaya, E. D., Shikov, A. N. (2020). Mechanisms of bioactivities of fucoidan from the brown seaweed Fucus vesiculosus L. of the Barents Sea. Marine Drugs, 18. Article 275. https://doi.org/10.3390/md18050275

33. Andrés, C. M. C., de la Lastra, J. M. P., Juan, C. A., Plou, F. J., Pérez-Lebeña E. (2023). Polyphenols as antioxidant/pro-oxidant compounds and donors of reducing species: Relationship with human antioxidant metabolism. Processes, 11(9). Article 2771. https://doi.org/10.3390/pr11092771