CC BY
40
МАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 664.8.047 DOI 10.24412/2311-6447-2021-3-172-177
Экспериментальные исследования по изучению изменения антиоксидантной денности мяты перечной при сушке в поле СВЧ
Experimental studies to study change in antioxidant value of peppermint when drying in the field of SHF
Профессор О.В. Перфплова (ORCID 0000-0002-9186-7405), ст. преподаватель К.В. Брыксина (ORCID 0000-0002-8452-8309), доцент Е.П. Иванова (ORCID 0000-0001-9268-0872), студент Н.Ю. Толстова
(ORCID 0000-0001-5551-5122)
(Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра технологии продуктов питания и товароведения, тел. 8-920-232-64-17 E-mail: [email protected]
Professor O.V. Perfilova, Senior Teacher K.V. Bryksina, Associate Professor E.P. Ivan ova, Student N.Yu. Tolstova
(Michurinsk State Agrarian University) chair of Food Technology and Commodity Science, tel. 8-920-232-64-17 E-mail: perfolgawi/ mail. ru
Реферат. Мята перечная получила широкое применение в технологии продуктов питания за счет своих лечебно-профилактических свойств, которые обусловлены ценным химическим составом. В мяте содержатся эфирные масла и природные антпоксиданты, поэтому для их максимального сохранения необходимо выбирать щадящие способы переработки в полуфабрикаты и пищевые продукты. Предложено высушивать листья мяты в СВЧ-поле, где по сравнению с конвективным способом сушки наблюдается максимальная концентрация свободных водорастворимых антиокспдантов - 2231,78 мг/100 г с.в. Определен рациональный режим сушки листьев мяты в СВЧ-поле: мощность - 560 Вт, продолжительность сушки - 2,5 мин. Из высушенных таким способом листьев мяты перечной предлагается получать порошок, которой можно использовать в качестве обогащающей добавки при производстве полуфабрикатов и продуктов питания профилактического и функционального назначения.
Summary. Peppermint is widely used in food technology due to its therapeutic and prophylactic properties, which are due to its valuable chemical composition. Mint contains essential oils and natural antioxidants, therefore, to preserve them to the maximum, it is necessary to choose gentle methods of processing into semi-finished products and food products. The authors proposed to dry mint leaves in a microwave field, where, in comparison with the convective drying method, the maximum concentration of free water-soluble antioxidants is observed - 2231.78 mg / 100 g dry matter. The rational mode of drying mint leaves in a microwave field is determined: power - 560 W, drying time - 2.5 min. It is proposed to obtain a powder from the peppermint leaves dried in this way, which can be used as an enrichment additive in the production of semi-finished products and food for prophylactic and functional purposes.
Ключевые слова: мята перечная, технологии, конвективная сушка, СВЧ-поле, порошок, антпоксиданты.
Keywords: peppermint, technologies, convective drying, microwave field, powder, antioxidants.
Мята перечная (Mentha piperita L.) - лекарственное растение, которое за счет своих полезных свойств получила широкое применение не только в медицине, косметологии, но и в различных отраслях пищевой промышленности. Учеными Башкирского научно-исследовательского центра по пчеловодству п апитерапии разработан способ получения спропа на основе натурального пчелиного меда с добавлением сока калины (30,35 мас.%) и настойки мяты перечной (0,05 масс.%). По результатам исследований такое сочетание ингредиентов обеспечивает высокие питательные свойства готового сиропа, высокую сохранность и усвояемость целебных свойств,
© О.В. Перфилова, К.В. Брыксина, Е.П. Иванова, Н.Ю. Толстова, 2021
входящих в него лекарственных растений. Сироп обладает общеукрепляющим действием и оказывает благотворное воздействие на умственную работоспособность организма человека [3].
Кролевец A.A. предложил обогащать мороженое биологически активными веществами путем введения в 1 кг готового продукта 4 г наноструктурированной добавки, содержащей экстракт мяты в альгинате натрия или натрий-карбоксиметилцеллюлозе. Такое мороженое обладает специфическими органолепти-ческими свойствами [4].
В Кубанском государственном аграрном университете имени И.Т. Трубилина создана оптимальная композиция иммуномодулирующего напитка «Иммунопект шиповник-мята». С целью улучшения органолептических свойств налитка на основе пектинового экстракта из яблочных выжимок и экстракта из плодов шиповника вводится экстракт из мяты перечной в следующем рецептурном соотношении, %: 40,00 - яблочный пектиновый экстракт, 48,00 - экстракт плодов шиповника, 10,00 - экстракт мяты перечной, 2,00 - стеверит [10].
Омаровым М.М., Абдулхаликовым З.А. и Хайтмазовой Д.Р. опубликованы исследования по получению диетического продукта - купажированного сока из белокочанной капусты, тыквы и мяты, употребление которого способствует профилактическому лечению заболеваний желудочно-кишечного тракта [1].
Известно, что мята перечная содержит в своем составе эфирные масла, но наряду с этим большой интерес вызывают и присутствующие в ней полифенольные соединения, которые обусловливают антиоксидантную ценность данного сырья и продуктов его переработки.
Антиоксидантная ценность лекарственных растений привлекает внимание многих ученых. Были проведены измерения антиоксидантной активности сухих экстрактов наиболее известных лекарственных средств и кореньев. Активность уменьшается в следующем порядке: кора крушины > кора дуба > крапива > лапчатка > кора ивы > шиповник > пустырник > подорожник > чага > солодка > боярышник > эхинацея > элеутерококк > зверобой > календула > расторопша > корни алтея > термопсис [8].
При переработке лекарственных трав в добавки, полуфабрикаты и продукты важно максимально сохранить полезные свойства исходного сырья.
Использование для переработки растительного сырья СВЧ-нагрева позволяет не только максимально сохранить биологически активные вещества, но и повысить в нем содержание свободных антиоксидантов [5-7, 9, 12, 13]. К основным преимуществам СВЧ -нагрева относятся:
- высокая интенсивность нагрева равномерно по всему объему;
- повышенная сохранность термолабильных пищевых веществ;
- возможность применения щадящих режимов ступенчатого нагрева;
- экономическая эффективность, обусловленная низким потреблением электроэнергии СВЧ-генераторами, минимальными потерями тепловой энергии во внешнюю среду и нагрев деталей оборудования;
- улучшение условий труда в силу снижения поступления в окружающую среду газа, пара и теплоты [2].
Цель работы - исследовать антиоксидантную ценность мяты перечной и ее изменение при производстве порошков путем конвективной сушки и сушкой в поле СВЧ.
Объектами исследования явились образцы мяты перечной, собранной в 2021 г. в Мичуринском районе Тамбовской области: № 1 - свежая, № 2 - порошок, полученный конвективным способом сушки, № 3-7 - порошки, полученные сушкой в СВЧ-поле. Листья мяты сушили в один слой до влажности 9-10 %, обеспечивающей хрупкое состояние, и перемалывали в порошок в молотковой дробилке.
В опытных образцах свежей мяты и порошках из высушенной мяты различными способами определяли влажность методом высушивания до постоянной массы по ГОСТ 28561-90 и суммарное содержание антиоксидантов амперометрпческим методом на приборе Цвет Яуза 01-АА (ОАО НПО «Химавтоматика», Россия) [11]. Исследования проводили в лаборатории продуктов функционального питания Мичуринского ГАУ. Результаты эксперимента представлены в табл. 1 и рис. 1.
Таблица 1
Изменение суммарного содержания антиоксидантов (ССА) в порошках из мяты перечной, высушенной различными способами (по квердетину)
№ образца Наименование образца Продолжительность сушки, мин Влажность, % СВ, % ССА, мг/100 г
1 Мята свежая - 75,5 24,5 369,36
2 Порошок из мяты, высушенной конвективным способом (1=50 °С) 150 9,2 90,8 1652,88
Порошки из мяты, высушенной в СВЧ поле при мощности, Вт:
3 700 1,83 9,5 90,5 1739,86
4 560 2,50 9,7 90,3 2015,30
5 350 4,00 9,9 90,1 1642,46
6 210 8,00 10,1 89,9 1440,10
7 70 40,00 9,8 90,2 634,10
Номер образца
Рис. 1. Зависимость суммарного содержания антиоксидантов в пересчете на сухое вещество (по кверцетину) в образцах: 1- мята свежая; 2 - порошок из мяты, высушенной конвективным способом; 3-7 - порошки из мяты, высушенной в СВЧ-поле соответственно при мощности, Вт: 750, 560, 350, 210, 70
В результате проведенных исследований установлено, что сушка листьев мяты перечной в СВЧ-поле выгодно отличает ее перед традиционным конвективным способом сушки. Независимо от способа сушки отмечается увеличение суммарного содержания водорастворимых антиоксидантов по сравнению с образцом мяты в свежем виде, так как в процессе нагрева растительного материала происходят процессы деструкции структурных компонентов клеточной стенки, что повышает ее проницаемость в силу чего увеличивается концентрация водорастворимых антиоксидантов в свободной форме. По сравнению со свежей мятой суммарное содержание антиоксидантов в порошке из мяты, полученной конвективным способом сушки, выше на 20,8 %, а при сушке в СВЧ-поле - на 48,0 % (при мощности 560 Вт). Более высокую концентрацию антиоксидантов в порошке пз мяты, высушенной в СВЧ поле, можно объяснить тем, что здесь дополнительно происходит процесс плазмолиза.
При этом мощность СВЧ-иоля по-разному влияет на суммарное содержание ан-тиоксидантов в порошке из мяты. Минимальное значение ССА 702,99 мг/100 г с.в. в порошке из мяты получено при самой низкой мощности - 70 Вт, что обусловлено более длительным нагревом листьев мяты, приводящий к разрушению термолабильных антиоксидантов. Наиболее эффективный режим сушки листьев мяты перечной в СВЧ-поле обеспечивается при мощности 560 Вт в течение 2,5 мин, при котором достигается максимальное значение суммарного содержания антиоксидантов в порошке - 2231,78 мг/ 100 г с.в.
Полученный порошок из мяты перечной, высушенной в СВЧ-поле, рекомендуется использовать в качестве обогашаюшей природными антиоксидантами добавки в различные виды пищевых полуфабрикатов и продуктов питания профилактического и функционального назначения.
Результаты исследований, представленные в статье, получены в рамках реализации гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - докторов наук № МД-1528.2021.5 на выполнение научного исследования: «Переработка растительного сырья: расширение природно-ресурсного потенциала антиоксидантов и ассортимента продуктов функционального назначения». Научное исследование выполняется в ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Омаров, М.М. Технология получения купажированного сока из бело качанной капусты, тыквы и мяты для профилактического лечения заболеваний внутренних органов / М.М. Омаров, З.А. Абдулхаликов // Сборник научных трудов преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов технологического факультета ДГТУ, выпуск I, 2017. - С. 99-102.
2. Опыт применения СВЧ - энергии при производстве пишевых продуктов / Н. Ф. Ушакова [и др.] / / Пищевая промышленность. - 2013. - № 10. - С. 30-32.
3. Пат. 2520331 Российская Федерация, МПК A23L 1/08, A23L 1/30, A23L 2/02. Сироп медовый с настойкой мяты перечной (варианты) / Ишемгулов А.М., Ишемгулова З.Р., Каипкулов Р.Н.; заявитель и патентообладатель Государственное бюджетное учреждение Башкирский научно-исследовательский центр по пчеловодству и апитерапии. - № 2013109925; заявл. 05.03.2013; опубл. 20.06.2014, Бюл. 17.
4. Пат. 2679687 С1 Российская Федерация, МПК A23G 9/42, B82Y 99/100. Способ производства мороженого с наноструктурированным экстрактом мяты / Кролевец A.A.; заявитель и патентообладатель Кролевец A.A.. - № 2018131658; заявл. 03.09.2018; опубл. 12.02.2019, Бюл. 5.
5. Перфилова, О.В. Изменение биологически активной ценности вторичного сырья в процессе СВЧ-нагрева / О.В. Перфилова // Вестник КрасГАУ. - 2018. - № 2 (137). - С. 123-128.
6. Перфилова, О.В. Преимущество применения СВЧ-нагрева в переработке тыквенных выжимок / О.В. Перфилова, Г.О. Магомедов // Новые технологии. -2019. - № 1. - С. 132-140.
7. Перфилова, О.В. Применение СВЧ-, ПК-нагрева в технологии получения морковного порошка из выжимок / О.В. Перфилова / / Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - 2019. - Т. 81. - № 1 (79). - С. 144-148.
8. Природные антиоксиданты. Содержание в пишевых продуктах и влияние их на здоровье и старение человека / Я. И. Яшин [и др.]. - Москва.: ТрансЛит, 2009. -186 с.
9. Разработка инновационной ресурсосберегающей технологии переработки фруктов и овощей / О.В. Перфилова, Г.О. Магомедов, В.А. Бабушкин [и др.] // Наука и Образование. - 2019. - Т. 2. - № 1. - С. 40.
10. Тарасова, В.Н. Разработка оптимальной композиции иммуномодулирующего напитка "иммунопект шиповник-мята" / В.Н. Тарасова // Вестник современных исследований. - 2018. - № 7.3 (22). - С. 316-318.
11. Яшин, А. Я. Методика выполнения измерений содержания антиоксидантов в напитках и пищевых продуктах, биологически активных добавках, экстрактах лекарственных растений амперометрическим методом / А.Я. Яшин, Н.И. Черноусова. -Москва: «Химавтоматика», 2007. - 14 с.
12. Perfilova, O.V. The effect of microwave heating of fruit and vegetable raw materials on the water-soluble antioxidants content / O.V. Perfilova, V.A. Babushkin, K.V. Bryksina // Journal of Physics: Conference Series. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2020. - C. 42055.
13. Physical methods in innovative technological solutions of beet refuse processing / O.V. Perfilova, V.A. Babushkin, O.M. Blinnikova, K.V. Bryksina // Journal of Physics: Conference Series. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2020. - C. 42031.
REFERENCES
1. Omarov, M.M. Technology of obtaining blended juice from white cabbage, pumpkin and mint for preventive treatment of diseases of internal organs / M.M. Omarov, Z.A. Ab-dulkhalikov / / Collection of scientific works of teachers, employees, graduate students and students of the Faculty of Technology of DSTU, issue I, 2017 . - P. 99-102.
2. Experience of using microwave energy in food production / N.F. Ushakova [et al.] // Food industry. - 2013. - №. 10. - P. 30-32.
3. Pat. 2520331 Russian Federation, IPC A23L 1/08, A23L 1/30, A23L 2/02. Honey syrup with peppermint tincture (options) / Ishemgulov A.M., Ishemgulova Z.R., Ivaipkulov R.N.; applicant and patentee State Budgetary Institution Bashkir Research Center for Beekeeping and Apitherapy. - №. 2013109925; app. 03/05/2013; publ. 06/20/2014, Bui. 17.
4. Pat. 2679687 CI Russian Federation, IPC A23G 9/42, B82Y 99/100. Method for the production of ice cream with nanostructured mint extract / Krolevets A.A .; applicant and patentee Krolevets A.A. - №. 2018131658; app. 09/03/2018; publ. 02/12/2019, Bui. 5.
5. Perfilova, О. V. Changes in the biologically active value of secondary raw materials in the process of microwave heating / O.V. Perfilova // Bulletin of KrasSAU. - 2018. - №. 2 (137). - P. 123-128.
6. Perfilova, О. V. The advantage of using microwave heating in the processing of pumpkin pomace / O.V. Perfilova, G.O. Magomedov // New Technologies. - 2019. - №. 1. -P. 132-140.
7. Perfilova, О. V. Application of microwave, infrared heating in the technology of obtaining carrot powder from pomace / O.V. Perfilova / / Bulletin of the Voronezh State University of Engineering Technologies. - 2019. - T. 81. - №. 1 (79). - P. 144-148.
8. Natural antioxidants. Content in food products and their impact on human health and aging / Ya. I. Yashin [et al.]. - Moscow: TransLit, 2009. - 186 p.
9. Development of an innovative resource-saving technology for processing fruits and vegetables / O.V. Perfilova, G.O. Magomedov, V.A. Babushkin [et al.] // Science and Education. - 2019. - T. 2. - №. 1. - P. 40.
10. Tarasova, V.N. Development of the optimal composition of the immunomodulating drink "immunopekt rosehip-mint" / V.N. Tarasova // Bulletin of Modern Research. - 2018. - №. 7.3 (22). - P. 316-318.
11. Yashin, A. Ya. Methods for measuring the content of antioxidants in drinks and food products, biologically active additives, extracts of medicinal plants by the amperomet-ric method / A.Ya. Yashin, N.I. Chernousov. - Moscow: "Khimavtomatika", 2007. - 14 p.
12. Perfilova, O.V. The effect of microwave heating of fruit and vegetable raw materials on the water-soluble antioxidants content / O.V. Perfilova, V.A. Babushkin, K.V. Bryksina // Journal of Physics: Conference Series. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2020. - C. 42055.
13. Physical methods in innovative technological solutions of beet refuse processing / O.V. Perfilova, V.A. Babushkin, O.M. Blinnikova, K.V. Bryksina // Journal of Physics: Conference Series. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2020. - C. 42031.
