Натуральные пищевые консерванты в виде экстрактов трав и специй становятся все более популярными благодаря их способности заменять синтетические соединения, традиционно используемые в качестве пищевых консервантов. Розмарин ( Salvia rosmarinus) - это трава, которая традиционно использовалась как противовоспалительное и обезболивающее средство, и в настоящее время изучается противораковые и гепатопротекторные свойства. Сообщалось также, что розмарин является эффективным пищевым консервантом из-за его высокой антиоксидантной и антимикробной активности. Эти свойства позволяют розмарину предотвращать рост микробов, уменьшая при этом порчу продуктов из-за окисления. Розмарин содержит несколько классов соединений, включая дитерпены, полифенолы и флавоноиды, которые могут различаться между экстрактами в зависимости от метода экстракции. В частности, дитерпены карнозол и карнозиновая кислота являются двумя наиболее распространенными фитохимическими веществами, содержащимися в розмарине, и эти соединения обеспечивают до 90% антиоксидантного потенциала растения. Кроме того, несколько исследования показали, что прием розмарина оказывает положительное влияние на здоровье желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) за счет снижения окислительного стресса и воспаления в желудочно-кишечном тракте.
Цель этого обзора — подчеркнуть потенциал розмарина в качестве консерванта для пищевых продуктов и подробно описать несколько исследований, в которых изучается влияние розмарина на улучшение здоровья желудочно-кишечного тракта.
Розмарин (Salvia rosmarinus; ранее назывался Rosmarinus officinalis Linn) — это ароматическое растение, произрастающее в Средиземноморском регионе, которое, как известно, богато различными фитохимическими веществами с антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Это многолетнее растение имеет форму куста, достигающего двух метров в высоту, с характерным ароматом и может использоваться в качестве приправы для приготовления пищи, лекарственного растения и пищевого консерванта . Болезнь Альцгеймера и противораковые свойства. Испания, а точнее провинция Мурсия (юго-восток Испании), является крупным переработчиком и импортером розмарина, а развитие коммерческого рынка позволило распространить использование розмарина на остальную часть Европы и Соединенные Штаты.
Разработка экстракта розмарина (RE) может привести к созданию множества уникальных составов, богатых соединениями, включая розмариновую кислоту (RA), карнозол (CL) и карнозиновую кислоту (CA). Как и в случае с любым другим экстрактом, используемый растворитель и метод экстракции будут определять конечный фитохимический состав, тем самым влияя на физические и химические свойства экстракта. В случае розмарина водорастворимый экстракт, который обычно богат RA, будет эффективен в водной или полярной матрице, в то время как маслорастворимый экстракт, богатый дитерпенами, будет полезен в неполярной матрице, такой как липид. формулировка. Из-за изменчивости фитохимического состава, возникающего в результате каждой экстракции, очень важно сообщать о характеристике фитохимического содержания различных экстрактов и эфирных масел.
Более поздним применением РЗЭ было консервирование пищевых продуктов благодаря способности предотвращать окисление и микробное загрязнение. Это обоснование вызвало интерес у потребителей и промышленности к замене или уменьшению содержания синтетических антиоксидантов в пищевых продуктах . Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) рассмотрело безопасность RE для использования в качестве пищевых добавок, и комиссия обнаружила, что уровень отсутствия наблюдаемых побочных эффектов (NOAEL) экстрактов розмарина в 90-дневных исследованиях на крысах составлял 180-400 мг RE/ кг/день, что соответствует 20-60 мг/кг/день CL плюс СА. Эти значения переводятся в средние оценки потребления 500-1500 мг/кг/день CL и CA взрослыми людьми. По результатам нескольких токсикологических исследований комиссия пришла к выводу, что эти границы не представляют опасности для человека. В результате в Европейском союзе РЗ могут добавляться в продукты питания и напитки в количестве до 400 мг/кг (в сумме ХА и ХЛ).
В связи с растущим интересом к лечебным свойствам Salvia rosmarinus , наша цель состоит в том, чтобы представить роль РЭ как пищевого консерванта с полезными свойствами для здоровья желудочно-кишечного тракта. Таким образом, в этой рукописи собрана литература по розмарину для определения основных биологически активных соединений, экстрактов и эфирных масел и описания их применения. Описаны антиоксидантные и противомикробные свойства различных РЭ наряду с конкретными исследованиями по сохранению пищевых продуктов. Наконец, исследования, показывающие влияние RE на здоровье желудочно-кишечного тракта, содержат значительные результаты. Цель этого обзора — подчеркнуть потенциал РЗЭ для использования в качестве натуральных пищевых консервантов и улучшения здоровья желудочно-кишечного тракта.
Фитохимикаты
Фитохимический состав RE может различаться в зависимости от метода экстракции. К классам соединений, содержащихся в RE, относятся флавоноиды, полифенолы, терпеноиды и летучие масла. В таблице III подробно описывается фитохимический состав розмарина и сообщается о наиболее распространенных в нем фитохимических веществах, а на рис. 2 показана структура фитохимических веществ, обычно связанных с розмарином.
Наиболее изученными и охарактеризованными фитохимическими веществами в РЭ являются CL, CA и RA. Дитерпены CL и CA были тщательно изучены на предмет их антиоксидантной, противомикробной и антипролиферативной активности. В экстрактах CL и CA в основном встречаются в маслорастворимых (например, в этаноле, метаноле) фракциях RE, а RA является преобладающим фитохимическим веществом в водорастворимой (водной) фракции RE. Другими фитохимическими веществами, обнаруженными в RE, являются кофейная кислота, лютеолин, апигенин, камфора и борнеол. Общее количество отдельных компонентов в РЭ зависит от вида добычи и источника растительного происхождения. Например, Каттанео и др. идентифицировали 12 различных соединений в водно-спиртовом экстракте Salvia rosmarinus с помощью жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии (LC-MS/MS), а Mena et al. идентифицировали 57 отдельных компонентов с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с ионизацией электрораспылением (UHPLC-ESI)-MSn. Гидродистилляция листьев розмарина приводит к РЭО, который содержит в основном монотерпены и сесквитерпены и обладает противомикробными и обезболивающими свойствами. Основными отдельными компонентами, обнаруженными в REO, являются 1,8-цинеол, α-пинен и камфора.
Применение розмарина в качестве пищевого консерванта
Антиоксидантная активность
Антиоксидантные свойства RE были хорошо известны с высокой степенью антиоксидантной активности, приписываемой фенольным соединениям, которыми обладает розмарин. Ализаде и др. оценили антиоксидантную способность RE (24-26% общего количества фенольных дитерпенов, >16% CA) при 0,1%, 1,0% и 10% (масса/объем) в метаноле. Исследование показало, что RE поглощает свободные радикалы в зависимости от концентрации, при этом 10% RE снижает количество свободных радикалов на 99% с помощью анализа 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (DPPH) на удаление свободных радикалов. Авторы приписывают высокую антиоксидантную активность фенольным дитерпенам, содержащимся в экстракте. Ни и др. оценили этанольный RE на антиоксидантную активность. В ходе исследования было выявлено 12 соединений из экстракта, каждое из которых было протестировано против свободных радикалов DPPH и OH. Основным источником антиоксидантной активности в RE был RA, обеспечивающий скорость удаления свободных радикалов> 80% для обоих анализов. Экстракт также был протестирован с помощью анализа 2',7'-дихлорфлуоресциндиацетата (DCFH-DA) с использованием клеток HeLa, и было показано, что он значительно снижает выработку активных форм кислорода (АФК), генерируемых H 2 O 2.
REO, который содержит больше летучих фитохимических веществ, чем экстракт, также обладает антиоксидантной активностью. Рашкович и др. определили антиоксидантную способность REO с помощью анализа удаления радикалов DPPH и измерили общее содержание фенолов (TPC) в масле. Определение TPC может быть индикатором степени антиоксидантной способности образца, поскольку фенолы обычно обладают сильным антиоксидантным действием. Анализ образцов с помощью ГХ-МС показал, что REO содержал в основном оксигенированные монотерпены (63,88%) и монотерпеновые углеводороды (31,22%), причем наиболее распространенными отдельными фитохимическими веществами были 1,8-цинеол (43,77%), камфора (12,53%) и α -пинен (11,51%). Анализ с помощью DPPH показал, что IC50 (50% удаленных радикалов DPPH) составляет 77,6 мкл/мл по сравнению с 23,5 мкг/мл для α-токоферола. TPC REO составляла 153,35 мг GAE/л, что свидетельствует о том, что обилие других соединений, таких как оксигенированные монотерпены, также способствовало высокой антиоксидантной активности. Бозин и др. также измерили антиоксидантную активность REO (46,9% оксигенированных монотерпенов, 46.11 ]. Анализ TBARS измеряет образование перекисного окисления липидов, которое может быть ингибировано антиоксидантными соединениями. IC50 REO в анализе DPPH составляла 3,82 мкл/мл, что было ниже, чем у положительного контроля бутилированного гидрокситолуола (BHT) (5,67 мкл/мл). Для анализа TBARS использовали две системы, генерирующие пероксиды, Fe 2+ /аскорбат и Fe 2+ /H 2 O 2 . В системе Fe 2+ /аскорбат РЭО в концентрации 10% подавлял 75,79% образования пероксида по сравнению с 37,04% с БГТ. В системе Fe 2+ / H 2 O 2система, REO в концентрации 10% ингибирует только 58,33% образования пероксида, в то время как BHT ингибирует 66,67% образования пероксида. Несоответствие между двумя системами может быть результатом того, что REO обладает механизмом действия, который способствует ингибированию пероксидов, генерируемых системой Fe 2+ /аскорбат, по сравнению с системой Fe 2+ /H 2 O 2 .
Антимикробная активность
Розмарин широко изучался на предмет его антимикробной активности в отношении как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий. Оливейра и др. исследовали противомикробную активность RE (200 мг/мл в пропиленгликоле) против C. albicans , S. aureus , E. faecalis , S. mutans и P. aeruginosa в планктонных культурах и против образования биопленок. RE показал самую сильную активность против C. albicans с MIC и минимальной микробицидной концентрацией (MMC) 0,78 мг/мл и 3,13 мг/мл, соответственно. Кроме того, RE показал сильную активность против P. aeruginosa с МИК и ММС 6,25 мг/мл. С. золотистый, S. mutans и E. faecalis рост ингибировался при > 25 мг/мл, но бактерицидная концентрация не достигалась. Исследование также показало, что RE эффективен против образования биопленок C. albicans , P. aeruginosa , S. aureus и S. mutans . В полимикробных пленках C. albicans культивировали вместе с четырьмя другими бактериями в течение 48 часов в этом исследовании и обрабатывали 200 мг/мл RE в течение 5 минут. Наиболее значительное снижение микробного роста с RE произошло у C. albicans плюс E. faecalis и C. albicans плюс P. aeruginosa (P ≤ 0,0001).
RE метанола и этанола также оценивали в отношении восьми различных бактериальных штаммов, выращенных на агаре, включая E. coli , S. aureus , P. aeruginosa , B. cereus , E. faecalis , C. albicans , V. fluvialis и V. damsel . 1 ]. Экстракт метанола показал более высокую степень ингибирования роста бактерий по сравнению с экстрактом этанола. Авторы отметили, что присутствие ХА в метанольном экстракте, вероятно, было причиной повышенной антимикробной активности. На самом деле, несколько исследований связывают концентрацию CA в RE с ее эффективностью против микробного роста.
В отдельном исследовании REO оценивали по сравнению с 60 клиническими образцами штаммов E. coli с множественной лекарственной устойчивостью. Химический состав REO был определен с помощью ГХ-МС, и основными фитохимическими веществами были 1,8-цинеол (46,4%), камфора (11,4%) и α-пинен (11,0%). МИК REO по отношению к клиническим образцам варьировалась от 18,0 до 20,0 мкл/мл, хотя эти значения были менее эффективными, чем у эфирного масла базилика, испытанного в том же исследовании (от 8,0 до 11,5 мкл/мл). Ярдак и др. также оценивали антимикробное действие РЭО в отношении S. aureus и S. epidermidis методом микроразведений. REO имел больший эффект против S. epidermidis.с МИК 0,312–0,625 мкл/мл и ММС 2,5 мкл/мл по сравнению с МИК и ММС 1,25–2,5 мкл/мл и 5 мкл/мл соответственно для S. aureus.
Сохранение пищевых продуктов:
Розмарин широко изучался на предмет различных биологических свойств, включая антиоксидантную и антимикробную активность. Эти свойства делают розмарин особенно интересным в качестве натурального пищевого консерванта. ЕС одобрил RE в качестве пищевого консерванта после обширных исследований токсичности и определения того, что диапазон наблюдаемого уровня побочных эффектов (NOAEL) был достаточно широким, чтобы не вызывать никаких проблем с безопасностью. Опубликованные отчеты предполагают, что до 90% антиоксидантной способности RE может быть связано с содержанием CL и CA. Таким образом, RE, используемые для консервирования пищевых продуктов, чаще всего определяются содержанием CL и CA, чтобы обеспечить постоянную активность и безопасность. Кроме того, значительная антимикробная активность RE и REO дополнительно обеспечивает сохранение пищевых продуктов за счет ингибирования роста бактерий или плесени на пищевых продуктах.
Несколько моделей пищевых матриц также использовались для оценки способности RE и REO в качестве пищевых консервантов. При откорме ягнят с рационом, обогащенным РЗ через корм для животных, упакованное мясо показало большую степень защиты от окисления и микробного роста при добавлении РЗ. Кроме того, срок годности и органолептические качества, такие как запах и цвет, улучшились у ягненка, получавшего RE, и эти факторы улучшились при более высоком потреблении CL. Добавление RE к котлетам из свинины, упакованным в модифицированную атмосферу (MAP), защищает от окисления белков и липидов больше, чем BHT, распространенный синтетический консервант. Добавление REO в количестве 0,2% в сочетании с MAP оказало положительное влияние на органолептические качества и уменьшило окисление липидов в филе птицы, хотя не было обнаружено значительного влияния на рост микробов. Добавление RE в количестве 2,0% (об./об.) к съедобному желатиновому покрытию значительно ингибировало рост Listeria monocytogenes, инокулированных на сырой говядине в течение 48 часов. В целом, эти исследования показывают потенциал RE как естественной альтернативы синтетическим пищевым консервантам, хотя для достижения максимальных преимуществ RE необходимо оптимизировать экстракт.
Польза для здоровья желудочно-кишечного тракта
Данные свидетельствуют о том, что экстракт розмарина не только является естественным консервантом для пищевых продуктов, но и может улучшить здоровье желудочно-кишечного тракта. Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) является одной из областей, в которой оценивается применение РЭ. Было высказано предположение, что благодаря своим антиоксидантным и противовоспалительным свойствам RE может предотвращать или лечить ВЗК. Чтобы проверить эту гипотезу, было разработано несколько моделей острого колита для изучения механизмов, лежащих в основе ВЗК, и для проверки эффективности различных соединений против заболевания (таблица IV). Эти модели оценивают такие параметры, как экспрессия провоспалительных цитокинов, активность миелопероксидазы, вес и длина толстой кишки, а также гистологическую оценку срезов толстой кишки и образования крипт для определения эффективности лечения.
Розмарин был оценен в этих моделях с положительными результатами для профилактики и лечения колита. В исследовании на крысах, получавших TNBS для индуцирования колита, было показано, что RE и REO в дозах выше 100 мг/кг в течение 6 дней подряд снижают соотношение массы тела к длине толстой кишки, которое увеличивается при умеренном и тяжелом колите. Гистологический анализ также показал, что лечение RE и REO значительно уменьшает воспаление, повреждение крипт и общий индекс толстой кишки. Это исследование приписало большинство эффектов РЭ РА из-за его антиоксидантных свойств и высокой растворимости в липидах. Анализ REO с помощью ГХ-МС показал, что наиболее распространенным компонентом был α-пинен, который обладает значительной противовоспалительной активностью за счет ингибирования ядерной транслокации ядерного фактора каппа-легкая цепь активированных В-клеток (Nf-κB).
РЭ обладает противовоспалительными свойствами, что позволяет эффективно лечить модели колита. В макрофагах RAW 264.7, стимулированных липополисахаридом (ЛПС) для индуцирования воспалительных состояний, РЭ снижал уровни экспрессии ФНО-α, ИЛ-6 и уровни нитритов по сравнению со стимуляцией только ЛПС. Ядерная транслокация чувствительного к окислительно-восстановительному фактору транскрипции Nf-κB также снижалась наряду с экспрессией iNOS и COX-2 при обработке 5 и 10 мкг/мл RE. У мышей, индуцированных колитом введением декстрансульфата натрия (DSS), индекс активности заболевания, оцениваемый по консистенции стула, потере массы тела и наличию крови в фекалиях, улучшался при лечении 50 и 100 мг/кг RE по сравнению с только DSS. У мышей, получавших RE, также было менее выраженное повреждение толстой кишки и лейкоцитарная инфильтрация. Анализ кишечных белков также показал, что у мышей, получавших RE, была более низкая экспрессия маркеров воспаления NF-kB, COX-2 и iNOS, аналогично результатам. Исследование также показало, что лечение DSS увеличивает экспрессию белков митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK) p38, ERK и JNK. Однако, Лечение RE было способно восстановить экспрессию этих белков до контрольных значений. Эти результаты свидетельствуют об эффективности RE для лечения колита за счет его антиоксидантной и противовоспалительной функции в дозах, которые не представляют риска токсичности.
Заключение
В этом обзоре обобщаются свойства сохранения пищевых продуктов и полезные свойства экстрактов розмарина для желудочно-кишечного тракта. Экстракты и эфирные масла розмарина представляют собой многообещающие методы естественного сохранения пищевых продуктов благодаря их биологической активности, которая предотвращает многие виды порчи пищевых продуктов и рост микробов. Однако было показано, что помимо сохранения пищевых продуктов эти травы также способствуют здоровью желудочно-кишечного тракта. Исследования, проведенные на мышах, показали положительный эффект снижения воспаления желудочно-кишечного тракта и уменьшения симптомов воздействия DSS. Эти исследования показывают, что полезные для здоровья свойства, характерные для здоровья желудочно-кишечного тракта, являются дополнительным преимуществом использования экстракта розмарина в качестве натурального пищевого консерванта.
