Исследовательская работа
Определение количественного и качественного состава пигментов желтков куриных яиц различных производителей
Леонова Александра
Научные руководители:
Чернов Т.А.-преподаватель МФТИ
Железнякова Ю.В.- учитель химии, кпн
Москва, 2017
Аннотация
Лютеин способен блокировать свободные радикалы, предохраняя наши клетки от преждевременного старения; он защищает сетчатку от повреждающего действия синей части спектра солнечного света. Лютеин содержится в желтках куриных яиц, и его количество влияет на их окраску. Но производители пускают в ход красители, и польза желтков ставится под сомнение.
Гипотеза: 1.Цвет желтка куриного яйца зависит от количества каротиноидов, поскольку они являются пигментами, но не дает представления о составе каротиноидов и их пользе для человека. 2.В яйцах кур, выросших в естественных условиях, больше полезных каротиноидов, чем в яйцах кур, выращенных на искусственных кормах.
Цель: исследование зависимости наличия полезного пигмента в куриных яйцах от типа кормления кур и цвета желтка.
Задачи: 1.поставить серию экспериментов по обнаружению каротиноидов в яйцах кур с разным типом кормления; 2.установить корреляцию между цветом желтка и количеством каротиноида, между количеством каротиноида и типов кормления кур.
Объект: каротиноиды, содержащиеся в желтках куриных яиц.
Предмет: зависимость количества каротиноида лютеина и цвета желтка от вида кормления кур.
Для исследования мы взяли 6 разных видов куриных яиц от 5 до 10 штук каждого вида: №1 - А - купленные в магазине "Ашан", название "Ашан", №2 - Я - купленные в магазине "Пятерочка", №3 - ДН - купленные в магазине "Виктория", название "Деревня Недюревка", №4 - Б - купленные в магазине "Станем друзьями" белорусских производителей, №5 - П - яйца от деревенских кур, выращенных на свободном выгуле, №6 - З - яйца от домашних кур, выращенных в клетках на комбикорме. Максимумы поглощения: бета-каротина - 464 нм, лютеина - 431 нм, зеаксантина - 486 нм [7].
Выводы:
1. Органолептический анализ окрашенности яичного желтка может дать объективные представления об общем содержании каротиноидов, но не информативен относительно соотношения конкретных пигментов.
2. Концентрация конкретных каротиноидов может быть выяснена только с помощью специализированного анализа.
3. Наибольшая концентрация лютеина среди исследованных образцов обнаружена в яйцах птиц, содержавшихся на вольном выпасе.
4. Концентрация каротиноидов в желтках яиц различных производителей имеет существенные различия.
Содержание
Введение
В современном мире каждый человек, следящий за своим здоровьем, старается питаться правильно, включая в свой рацион только полезные продукты питания. Говоря о полноценном правильном питании невозможно не упомянуть антиоксиданты. В данной работе речь пойдет о конкретном антиоксиданте - лютеине. Это вещество является незаменимым каротиноидом. Как и любой антиоксидант, лютеин способен блокировать свободные радикалы, предохраняя наши клетки от преждевременного старения. Однако, есть у него и исключительная функция: входя в состав макулярного пигмента, он защищает сетчатку от повреждающего действия синей части спектра солнечного света. При недостатке лютеина наблюдаются дегенеративные процессы органов зрения, связанные с повреждением желтого пятна сетчатки. На данный момент подтвержден лечебный эффект лютеина не только в снижении риска глазных патологий, но и развития сердечно сосудистых заболеваний и даже рака молочной железы.
Стоит отметить, что этот каротиноид содержится в любых зеленых частях растений, но в очень низкой концентрации. Богатыми природными источниками лютеина являются лепестки календулы и бархатцев, люцерна и яичный желток. Самым доступным продуктом из приведенного списка являются куриные яйца. Многие сталкивались с распространенным мнением о том, что чем ярче желток, тем качественнее яйцо, так как в нем содержится больше полезного антиоксиданта. Действительно, чем больше в рационе курицы присутствовало зеленых частей растений, тем большее количество лютеина она способна аккумулировать в яичном желтке, что непосредственно отражается на его окраске. Однако, при современном способе производства яиц очень тяжело обеспечить курам "здоровое питание". Спрос на ярко окрашенный желток подталкивает производителя прибегать к искусственному добавлению красителей в корма. В идеальном случае используется концентрированный лютеин. Также производитель может вводить в рацион более дешевое сырье, например, бета-каротин или даже химические красители. Так можно ли судить о пользе желтка, только опираясь на его цвет? Зависит ли польза желтка от способа выращивания кур, от их питания? Мы выдвинули гипотезу: 1.Цвет желтка куриного яйца зависит от количества каротиноидов, поскольку они являются пигментами, но не дает представления о составе каротиноидов и их пользе для человека. 2.В яйцах кур, выросших в естественных условиях, больше полезных каротиноидов, чем в яйцах кур, выращенных на искусственных кормах. Для проверки гипотезы мы сформулировали цель: исследование зависимости наличия полезного пигмента в куриных яйцах от типа кормления кур и цвета желтка. Для реализации цели мы поставили следующие задачи:
· провести анализ литературы по вопросам: каротиноиды (классификация, строение, свойства), лютеин и его воздействие на организмы, биологическая активность изомеров каротиноидов;
· изучить работу спектрофотометра, центрифуги;
· поставить серию экспериментов по обнаружению каротиноидов в яйцах кур с разным типом кормления,
· установить корреляцию между цветом желтка и количеством каротиноида, между количеством каротиноида и типов кормления кур.
Объект исследования: каротиноиды, содержащиеся в желтках куриных яиц.
Предмет исследования: зависимость количества каротиноида лютеина и цвета желтка от вида кормления кур.
При работе мы использовали следующие методы: анализ, наблюдение, сравнение, химический эксперимент.
Глава 1. Лютеин, его свойства
1.1 Лютеин
Лютеин (англ. Lutein) - это природный пигмент, отвечающий за состояние органов зрения. Лютеин относится к группе оранжевых каротиноидов, наиболее известным из которых является каротин, необходимый для зрения. Он имеет 9 двойных связей и желтый цвет, наиболее характерный для естественной окраски желтка. Молярная масса 568,87 г/моль. Температура плавления 180, 177?178 °C. В воде не растворим. [11]
Лютеин является важным для человеческого организма веществом, которое можно получить только с пищей (как и незаменимые аминокислоты BCAA). Этот пигмент вырабатывается растениями путем биосинтеза из альфа-каротина, идентичного витамину A (ретинолу). Лютеин или его изомер Zeaxanthin (зеаксантин), попадая в организм человека, оседает в основном в сетчатке глаз и частично в крови. Для качественного усвоения лютеина в организме должен присутствовать белок тубурин. [10]. Лютеин обладает набором полезных и чрезвычайно важных свойств:
1.Он полезен для органов зрения, особенно для сетчатки глаза, предотвращает её разрушение и отслоение. Кроме того, лютеин отвечает за зоркость и предотвращает некоторые возрастные глазные заболевания (например, катаракта). [10]. В центре сетчатки находится желтое пятно (макула), главным пигментом которого являются лютеин и его производное - зеаксантин. Это вещество обнаруживается также в радужке, сосудистой оболочке глаза, хрусталике и цилиарном теле. Он способствует увеличению остроты зрения, так как фильтрует часть солнечного спектра еще до ее попадания на фоторецепторы (рецепторы, преобразующие световую энергию в нервные сигналы). Кроме того, лютеин уменьшает действие агрессивной, сине-фиолетовой части солнечного спектра на сетчатку и защищает глаза от свободных радикалов, которые образуются на свету. Это оберегает сетчатку от разрушения, как возрастного, так и связанного с воздействием внешних факторов. [10]
2. Лютеин защищает и сердечно-сосудистую систему от атеросклероза и снижает уровень холестерина в крови.
3. Антиоксидантные свойства лютеина выражаются в эффективной борьбе со свободными радикалами и различными воспалительными процессами в организме. Некоторые исследователи связывают антиоксидантные свойства лютеина с возможностью излечить рак, но экспериментально это не подтверждено. Для поддержания уровня лютеина в норме кроме овощей и фруктов можно есть яйца и овсянку. [12]
1.2 Куриное яйцо: за и против
Куриное яйцо - это очень распространённый продукт питания в рационе современного человека. Различные породы и виды кур несут различные яйца по форме, цвету и величине. В желтке содержатся высокого качества белки, однако, помимо него есть ещё холестерин и различные жирные кислоты. Жиры в яйце полиненасыщенные, поэтому и являются практически безвредными. Белок яйца содержит в себе около 90% воды и 10% качественного белка, в состав которого входят как заменимые, так и незаменимые аминокислоты. [13]
В курином желтке содержатся жиро- и водорастворимые витамины. Так же очень много минеральных веществ: фосфор, кальций, магний, железо. В составе желтка есть лецитин. Это вещество очень хорошо стимулирует мозговую деятельность, питает нервные ткани, необходим для хорошей работы печени, улучшает память. Вещества, входящие в состав желтка, помогают побороть усталость и предупреждают развитие онкологических болезней. Удачное сочетание витамина D и фосфора сделают здоровыми кости и зубы. [13]
Наиболее важны в желтке с точки зрения пользы каротиноиды: чем насыщение цвет желтка, тем их больше.
Домашние куриные яйца очень сильно отличаются от магазинных. Как правило, домашние куры несут оплодотворённые яйца, а это сказывается на увеличении каротинов в желтке. В домашнем яйце намного больше каротиноидов, чем в магазинных, поэтому желток в них более насыщенного цвета. [13] лютеин радикал каротиноид куриный
В промышленном птицеводстве для получения яиц с яркой окраской желтка в составе комбикормов используют различные добавки с высоким уровнем каротиноидов. Основные их источники: кукуруза и кукурузный глютен, травяная мука, хвоя ели и сосны, водоросли (спируллина), зерновые и другие компоненты. Это позволяет использовать минимальное количество промышленных (синтезированных) препаратов-пигментов. [10].
Основные каротиноидные пигменты желтка - это лютеин и зеаксантин. Баланс лютеина к зеаксантину в желтке как 4:1 считается оптимальным, что отвечает потребности человека. [10]
Синтетические каротиноиды отличаются более высокой красящей способностью и ярким оттенком, что позволяет получать окраску желтка яиц необходимой интенсивности с помощью меньшего количества пигмента и, соответственно, удешевить кормовой рацион птиц. Каротиноиды на основе синтетических источников более устойчивы при транспортировке и хранении, что позволяет им долгое время сохранять свои красящие свойства. Но, в отличие от натуральных, синтетические каротиноиды не обладают функциональными биологическими свойствами.
Синтетические красители способствуют развитию аллергии, нарушению когнитивного восприятия, могут стать причиной пищевых расстройств и дисбактериоза, а также спровоцировать онкологические заболевания. [10]
По своему составу краситель Е 161hЗеаксантин относится к веществам природного происхождения. Активное вещество красителя зеаксантин присутствует в человеческом организме в хрусталике и желтом пятне сетчатки глазного яблока человека. Изомер лютеина зеаксантин считается главным веществом в составе красителя Е 161hЗеаксантин, поэтому обладает практически всеми качествами первоисточника, однако это два разных по строению соединения. [14]
Считается, что вред краситель Е 161hЗеаксантин может нанести содержанием именно зеаксантина в составе пищевой добавке. Некоторые исследователи утверждают, что существует связь между изменениями дегенеративных процессов в сетчатке человеческого глаза и употреблением в пищу продуктов, которые подкрашены Е 161h. В настоящее время данное утверждение официально не закреплено, т.к. исследователи собрали малое количество доказательств своей правоты, что не помешало многим странам, в том числе и Российской Федерации, полностью отказаться от использования красителя Е 161h Зеаксантин. [13]
На основании вышеизложенного мы сделали следующие выводы:
1. Каротиноиды содержатся в клетках организмов всех 7 царств живой природы, что объясняется уникальной способностью этих пигментов накапливаться практически во всех организмах; но человек и животные не способны их синтезировать и должны регулярно получать их с пищей.
2. Лютеин - один из важнейших каротиноидов, обладающий рядом полезных для человека свойств - является основным компонентом желтка куриного яйца. Основные каротиноидные пигменты желтка - это лютеин и зеаксантин.
Глава 2. Исследование зависимости наличия полезного пигмента в куриных яйцах от типа кормления кур и цвета желтка