CC BY
31
Полуфабрикаты
для функциональных напитков
из плодов лимонника китайского и амурского винограда
Т. Ф. Киселева, В. А. Помозова, И. С. Зайцева, Н. В. Бабий
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
В последние годы все более широкую популярность приобретают функциональные напитки. Ежедневное употребление таких напитков нормализует водно-электролитный обмен и оптимизирует минеральный состав рациона питания. Но, пожалуй, самое важное в этих напитках — наличие в них физиологически важных веществ, источником которых служит растительное лекарственно-техническое сырье на основе дикорастущих, используемое в производстве напитков функционального назначения [4]. В настоящей статье в качестве источников такого сырья рассматриваются лимонник китайский и амурский виноград. В производстве напитков плоды этих растений могут быть использованы в виде экстрактов (соков, сиропов и др.).
Лимонник — уникальное по своим свойствам растение. Среди адаптогенов лимонник занимает второе место после знаменитого женьшеня. В лимоннике содержатся схизандрины и схизандрол, представляющие собой метиловые эфи-ры фенольных лигнановых соединений, обладающие тонизирующими и адапто-генными свойствами. Амурский виноград, в свою очередь, имеет тоже важное лечебно-диетическое значение, улучшает пищеварение и способствует повышению обмена веществ в организме. Плоды этих растений содержат биологически активные соединения: катехины, антоци-аны, лейкоантоцианы, относящиеся к фе-нольным соединениям, витамины С, Е, Р, группы В [1,2,7]. Напитки, содержащие такие экстракты, будут стимулировать обменные процессы, повышать активность и сопротивляемость организма, улучшать работоспособность, оказывать благоприятное влияние на состояние здоровья.
Цели проведенного исследования — определение параметров экстрагирования плодов лимонника китайского и амурского винограда и оценка пищевой ценности полученных экстрактов. В качестве объекта исследования были использованы плоды урожая 2005-2007 гг., собранные в Амурской области. Анализ физико-химических показателей проводили с использованием стандартных методик, принятых в пивобезалкогольной и консервной промышленности [3, 5]. В статье приведены средние данные, обработанные методами математической статистики.
Основные физико-химические показатели плодов лимонника китайского и амурского винограда представлены в табл. 1.
Наличие в составе анализируемых плодов полифенолов формирует важнейшие потребительские свойства производимых на их основе напитков, определяет их цвет, вкус и аромат. Кроме того, важнейшие функции полифенолов в составе функциональных напитков — выведение из организма ионов тяжелых металлов и их антиоксидантное действие.
Присутствие аскорбиновой кислоты в составе исходного сырья способствует регулированию окислительно-восстановительных процессов и укрепляет иммунную систему организма потребителей таких напитков.
Как видно из табл. 1, плоды лимонника китайского и амурского винограда имеют высокую влажность. Это может вызвать активное протекание обменных процессов, в том числе связанных с деятельностью микроорганизмов, что приведет к порче сырья. Вследствие этого возникает необходимость переработки этих плодов в полуфабрикаты с длительным сроком хранения, например, способом сушки. Для оценки пищевой ценности сухих полуфабрикатов плоды лимонника и винограда высушивали конвективным способом при температуре 40...50 °С при скорости движения воздуха 2,0-2,5 м/с до содержания влаги 10 %. При такой влажности вода в плодах находится преимущественно в связанном коллоидном состоянии и не может участвовать в гидролитических процессах. Физико-химические показатели высушенных плодов приведены в табл. 2.
Из представленных данных видно, что потери аскорбиновой кислоты при сушке составили 23-27 %, что может объясняться температурным воздействием на окислительные процессы, протекающие в сырье.
Полифенольные вещества способны окисляться под влиянием ряда факторов, в том числе температуры и кислорода воздуха. Любое термическое воздействие приводит к снижению содержания фла-воноидов. Кроме того, возможна реакция взаимодействия между полифенолами и азотистыми веществами, сопровождающаяся образованием ряда продуктов распада и вовлечением их в процесс ме-ланоидинообразования [6]. Сахара также способны вступать в реакцию с полифе-нольными веществами с образованием красящих веществ. В результате вышеописанных процессов потеря при сушке по-лифенольных веществ составила 10-15 %, сахаров — 13-14 %. Потери при сушке пектиновых веществ 9-16 %.
Экстрагирование сухих измельченных плодов проводили методом диффузии с последующим концентрированием. Гранулометрический состав измельченного сырья представлен в табл. 3.
Из данных, представленных в табл. 3, видно, что большая часть полученных гранул (65-70 %) имеет размер 0,3 мм.
Физические характеристики измельченного сырья представлены в табл. 4.
Таблица 1
Массовая доля | Лимонник китайский Амурский виноград
Сухих веществ, % 16,6±0,2 19,7±0,2
Титруемых кислот (в пересчете на яблочную кислоту), % 5,6±0,1 1,3±0,1
Аскорбиновой кислоты, мг/100 г 44,0±1 31,0±1
Полифенольных веществ, мг/100 г 697±5 1927±5
Редуцирующих сахаров, % 3,5±0,02 12,2±0,02
Пектиновых веществ, % 1,4±0,03 1,3±0,03
Таблица 2
Массовая доля | Лимонник китайский Амурский виноград
Влаги, % 10,0±0,5 10,0±0,5
Растворимых сухих веществ, % 46,7±0,2 44,7±0,2
Титруемых кислот (в пересчете на яблочную кислоту), % 29,4±0,2 5,3±0,2
Аскорбиновой кислоты, мг/100 г 184,7±3 103,9±3
Полифенольных веществ, мг/100 г 3211±5 7878,9±5
Редуцирующих сахаров, % 15,5±0,02 47,7±0,02
Пектиновых веществ, % 6,8±0,3 4,95±0,03
М- 2008
32
Таблица 3
Таблица 5
Размер фракции, мм Лимонник китайский,% Амурский виноград, %
2,5 1,1 2,6
1,25 5,5 9,3
0,315 69,9 65,7
< 0,315 23,5 22,4
Таблица 4
Показатель Лимонник китайский Амурский виноград
Угол естественного 41 34
откоса,град
Коэффициент сыпучести 108,7 90,6
Скорость сыпучести, кг/с 29,9 36,0
Насыпная плотность, г/см3 0,6 0,6
Помимо степени измельчения на эффективность экстрагирования влияют температура и продолжительность процесса, а также вид экстрагента.
Поскольку при высоких температурах экстрагирования биологически активные вещества, содержащиеся в лимоннике и винограде, могут инактивироваться, а также могут усилиться процессы полимеризации фенольных соединений с образованием трудно растворимых малоподвижных форм, что приводит к помутнению вытяжки, то температура экстрагирования выбрана в интервале от 30 до 45 °С.
Традиционные виды экстрагентов — вода и водный раствор этилового спирта. Так как полифенольные вещества, входящие в состав исследуемого сырья, а также сахара, кислоты и витаминный комплекс — водорастворимые соединения, то в качестве растворителя использовали воду.
Процесс экстракции проводили при соотношении сырье: экстрагент 1:10 в течении 40 ч. В процессе экстрагирования осуществляли периодическое перемешивание смеси — каждые 30 мин.
Процесс экстрагирования контролировали по изменению массовой доли сухих веществ (рис. 1).
Массовая доля | Лимонник китайский Амурский виноград
Растворимых сухих веществ, % 4,7±0,2 4,5±0,2
Титруемых кислот (в пересчете на яблочную кислоту), % 1,4±0,1 0,2±0,1
Аскорбиновой кислоты, мг/100 г 8,4±0,5 4,4±0,5
Полифенольных веществ, мг/100 г 157,2±5 353,1±5
Редуцирующих сахаров, % 0,5±0,02 2,1±0,02
Пектиновых веществ, % 0,3±0,03 0,2±0,03
Горечь ,
> Кислинка
Цвет
Полнота вкуга^ ^"Терпкость
Сладость — Лимонник — Виноград
Рис. 2. Органолептический профиль экстрактов
Как видно из данных, представленных на рис. 1, наибольшее количество сухих веществ извлекается в течении 15-18 ч, затем скорость извлечения снижается.
Таким образом, на основании проведенных исследований выбрана оптимальная продолжительность экстрагирования — 18 ч при температуре 35 °С. Такой режим проведения процесса обеспечивает наибольшее извлечение сухих веществ. Вытяжки, полученные при данных режимах экстрагирования, проанализировали по основным физико-химическим показателям (табл. 5).
Как видно из полученных данных, выход полифенольных веществ составил 89-91 %, аскорбиновой кислоты — 86-91, сахаров — 86-89, а пектиновых веществ — 83-84 %, что говорит об эффективности данного режима экстрагирования.
Полученные вытяжки концентрировали на роторно-распылительном аппарате до содержания сухих веществ на уровне 55 %. Рабочее давление в аппарате поддерживали на уровне 4,9 кПа, в качестве греющего агента использовали горячую воду температурой 85...90 °С. Технические параметры данного аппарата дают возможность проводить концентрирование в щадящих температурных режимах, что благотворно влияет на сохранность биологически активных веществ плодово-ягодного сырья.
Готовый сиропообразный экстракт лимонника имеет интенсивно-красный цвет, кислый вкус и аромат, свойственный данному сырью. Экстракт винограда темно-бордового цвета, он имеет кисло-сладкий вкус, интенсивный аромат с оттенками изюма. Органолептическую оценку проводили после разбавления их водой. Вкусоароматический профиль экстракта приведен на рис. 2.
Из данных, представленных на рис. 2, видно, что по некоторым показателям экстракты не получили высшей оценки.
Экстракт на основе лимонника имеет терпкий вкус, что может быть объяснено переходом большого количества полифе-нольных веществ из сырья. Кроме того, в нем присутствует горчинка вследствие повреждения семян при дроблении, имеющих жгучий вкус. Из-за низкого содержания сахаров и присутствия большого количества кислот вкус экстракта кислый. Вследствие этого оценки экстракта на основе лимонника занижены.
2008
33
Экстракт на основе винограда амурского имеет более высокие органолептические показатели, однако его вкус был недостаточно полным, невыраженным, а в аромате присутствовали нотки изюма.
Полученные экстракты проанализировали по основным показателям химического состава. Результаты анализа представлены в табл. 6.
Из полученных данных видно, что концентрирование водной вытяжки позволяет значительно увеличить содержание физиологически активных веществ в единице продукта.
Таблица6
Показатель Лимонник китайский Амурский виноград
Массовая доля:
растворимых сухих веществ, % 55 ± 2 55 ± 2
титруемых кислот (в пересчете на яблочную кислоту), % 15,4 ± 0,05 2,3 ± 0,05
аскорбиновой кислоты, мг/100 г 100,8 ± 5 52,8 ± 5
редуцирующих сахаров, % 8,9 ± 0,1 35,7 ± 0,1
полифенольных веществ, мг/дм3 2861,1 ± 5 6354 ± 5
пектиновых веществ, % 4,1 ± 0,05 2,8 ± 0,05
Плотность, г/см3 1,2647 1,2573
Вязкость, мПа-с 5,85 5,72
Таблица 7
Лимонник Амурский виноград
Показатель Норма в день выработки через 3 мес в день выработки через 3 мес
КМАФАнМ, КОЕ/см3, не более 51Е4 0 1 2 3
Дрожжи и плесени (сумма), К0Е/10 см3, не более 10 0 8 0 9
Объем экстракта, в котором не допускается, см3 БГКП (колиформы) 1,0 Не обнаружены
Патогенные, в том числе сальмонеллы 25 То же
Таблица 8
Показатель Лимонник китайский Амурский виноград
Массовая концентрация: белков, г 2,4 1,2
углеводов, г 52 154
в том числе моно- и дисахаров, г 33,8 135,7
органических кислот, г 37,0 5,52
Энергетическая ценность, ккал 91,4 160,7
Было изучено изменение микробиологических показателей в процессе хранения экстрактов при комнатной температуре (18±2 °С) в течение 3 мес. Микробиологические показатели представлены в табл. 7.
Как следует из табл. 7, микробиологические показатели экстрактов (на 100 г) соответствуют гигиеническим требованиям, предъявляемым к безопасности в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01.
Показатели пищевой и энергетической ценности полученных экстрактов (на 100 г) представлены в табл. 8.
Согласно данным, приведенным в табл. 8, экстракты на основе лимонника китайского и амурского винограда имеют высокую пищевую и энергетическую ценность за счет содержащихся углеводов и органических кислот и могут быть использованы в качестве основы для производства безалкогольных и слабоалкогольных напитков. С учетом данных табл. 6, использование экстрактов в составе напитков в количестве 10 и 15 % (для лимонника китайского и амурского винограда соответственно) позволит обеспечить 36 и 30 % суточной потребности в аскорбиновой кислоте при разовом потреблении 250 см3 напитка.
В этих условиях функциональные напитки из экстрактов плодов лимонника китайского и амурского винограда будут содержать 715 и 2542 мг полифенольных соединений соответственно, что представляет дополнительную ценность для потребителей, например, для обеспечения алко-протекторных свойств слабоалкогольных напитков [8].
На основании проведенного исследования можно заключить, что напитки, произведенные из анализируемых экстрактов плодов лимонника китайского и амурского винограда, по содержанию нормируемого нутриента — аскорбиновой кислоты могут быть классифицированы как функциональные. Помимо этого напитки служат хорошим источником поступления в организм полифенольных соединений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ермаков Б. С. Лесные растения в вашем саду. — М.: Экология, 1992.
2. Колбасина Э. И. Лечебные свойства и переработка ягод лимонника китайского//Ягодные лианы и редкие кустарники. 2001. № 2. С. 17—18.
3. Марх А. Т., Зыкина Т. Ф., Голубев В. Н. Техно-химический контроль консервного производства. — М.: Агропромиздат, 1989.
4. Пехтерева Н. Т., Догаева Л. А., Понамарева В. Е. Функциональные напитки на основе растительного сырья//Пиво и напитки. 2003. № 2. С. 66-67.
5. Покровская Н. В., Каданер Я. Д. Биологическая и коллоидная стойкость пива. — М.: Пищевая промышленность, 1978.
6. Скорикова Ю. Г. Полифенольный состав плодов и овощей и его изменение в процессе консервирования. — М.: изд. КПИ, 1988.
7. Цапалова И. Э., Губина М. Д., Голуб О. В. и др. Экспертиза дикорастущих плодов, ягод и травянистых растений. Качество и безопасность/Под ред. В. М. Позняковского. — 3-е изд., перераб. и доп. — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005.
8. Киселева Т. Ф. Концептуальный подход к разработке функциональных напитков с социально значимыми свойствами//Пиво и напитки. 2006. № 3. С. 4-5. ®
ООО «МИЦ «Пиво и напитки XXI век»
проводит семинары
12-14 марта 2008 г.
Оптимизация технологических режимов приготовления ККС. Современные требования к ККС при производстве квасов с длительными сроками хранения
26-28 марта 2008 г.
Современные аспекты санитарии пивоваренного и безалкогольного производства
16-18 апреля 2008 г.
Влияние качества сырья, параметров процесса и санитарии производства на качество пива
28-30 мая 2008 г.
Требования к качеству пивоваренного ячменя и современные технологические режимы производства солода
Тел. (495) 685-13-84
E-mail: beercenter21@mtu-net.ru
I1-2008
34
