Экстрагирование сухих веществ из корней мыльнянки Saponaria officinalis L. Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ИННОВАЦИОННОЕ СЫРЬЕ — ОСНОВА КАЧЕСТВЕННЫХ НАПИТКОВ

ТЕМА НОМЕРА

УдК 663.81

Экстрагирование сухих веществ из корней мыльнянки saponaria officinalis L.

И. В. Черных,

аспирант; Г. А. Ермолаева,

д-р техн. наук, профессор Московский государственный университет пищевых производств

При приготовлении напитков из растительного сырья зачастую необходимо сообщить им пенящиеся свойства. Обычно пена образуется в напитке, насыщенном диоксидом углерода. В негазированных напитках, особенно сухих, представляет интерес внесение компонентов, которые могут придать пенообразующие свойства без применения углекислоты. Известно, что сапонины обладают пе-нообразующими свойствами (их водные растворы при встряхивании образуют обильную стойкую пену). Отечественное растительное сырье, содержащее гликозиды, обладающие пенообразующими свойствами, это мыльный корень Saponaria officinalis L, произрастающий на Дальнем Востоке.

Мыльнянка, или Сапонария (лат. Saponaria) — род однолетних, двулетних и многолетних травянистых растений семейства Гвоздичные (Caryophyllaceae). Название рода происходит от лат. sapo — «мыло», по способности корней образовывать пену. В Евразии распространено около 15 видов этих растений, на территории России произрастает около 10 видов, а в Средней России — один вид — Мыльнянка лекарственная (Saponaria officinalis) [1]. Это многолетнее растение с крупными корнями, высоким стеблем и ланцетовидными листьями встречается у речных берегов.

Основу химического состава мыльнянки лекарственной формируют следующие действующие вещества: тритерпеновые сапонины (са-понарозид, сапорубин, сапониновая

кислота), гликозид сапонарин, пектины, аскорбиновая кислота. Также в корнях содержатся углеводы (ген-циобиоза, сапонароза, олигосаха-рид), дубильные вещества, эфирное масло, слизи, смолы, минеральные вещества (кальций, медь, марганец, цинк) [2].

Мыльнянка входит в группу растений, богатых сапонинами. Сырье из корней подобных растений известно под названием «мыльный корень». В частности, из мыльнянки лекарственной получают «красный мыльный корень», в пищевой промышленности используемый для приготовления кондитерских изделий, в том числе восточных сладостей — белого рахат-лукума и халвы [1].

Благодаря своим поверхностно-активным свойствам и широкому спектру биологической активности сапонины нашли широкое применение в различных областях промышленности: пищевой, фармацевтической, косметической и сельском хозяйстве.

В пищевой промышленности сапонины используются в качестве функционально-технологических ингредиентов: эмульгаторов при производстве эмульсионных продуктов питания; солюбилизаторов для введения жирорастворимых витаминов и эфирных масел.

Сильная поверхностная активность сапонинов связана с бифиль-ным характером строения их молекулы. В их структуре имеется определенное соотношение гидрофильных и гидрофобных групп, характерное для коллоидных поверхностно-активных веществ (ПАВ). В качестве

20 ПИВО и НАПИТКИ 2 • 2015

ИННОВАЦИОННОЕ СЫРЬЕ — ОСНОВА КАЧЕСТВЕННЫХ НАПИТКОВ

Экстракт Содержание СВ, мас. % Содержание РВ, г/100 см3 Высота пены, % Характеристика пены Продолжительность оседания пены, мин

Водный (контроль) 5,106 3,1

В том числе: 250 Среднедисперсная 25

1 слив 5,118 3,1

2 слив 5,093 3,1

Ферментативный 5,605 3,2 250 Среднедисперсная 25

Водно-спиртовой 3,055 2,3

В том числе:

1 слив 3,080 2,4 10 Среднедисперсная 20

2 слив 3,055 2,2

3 слив 3,029 2,2

0

1 <

§

ш I-

гидрофобного фрагмента выступает агликон (сапогенин), а гидрофильным фрагментом служат углеводные цепи молекулы. При растворении в воде сапонины способны образовывать мицеллы, что позволяет использовать их в качестве природных эмульгаторов и пенообразователей.

Е. В. Власовой и др. проводились исследования солюбилизирующей способности водного экстракта мыльнянки с помощью колориметрического метода. При солюбили-зации гидрофобного красителя Судан 3. Установлено, что наилучшей солюбилизирующей способностью обладает 5%-ный водный экстракт Saponaria officinalis L, который может быть использован в качестве солюбилизатора при разработке многокомпонентных безалкогольных напитков [3].

Целью настоящей работы стало выявление лучшего способа экстрагирования сухих веществ (СВ) из корней мыльнянки Saponaria officinalis L. для последующего использования полученного экстракта в производстве напитков.

Материалами исследований служили высушенные корни мыльнянки и жидкий экстракт из них. Корни мыльнянки измельчали резанием или разламыванием. Для получения водного экстракта заливали навеску корней мыльнянки дистиллированной водой (соотношение сырье: вода равно 1: 5). Кипятили смесь 1 ч на медленном огне в закрытой колбе. Затем сливали жидкость в отдельную емкость, а разваренные корни измельчали в ступке, повторно заливали дистиллированной водой и кипятили 1 ч. После кипячения сливали воду в отдельную емкость и, определив содержание СВ и общего сахара в пересчете на глюкозу [редуцирующих веществ (РВ)] в 1-м и 2-м сливах, соединяли их вместе.

Для получения ферментативного экстракта после 1 ч кипячения, не сливая воду, смесь корней и водного экстракта охлаждали и вносили ферментный препарат Ксилоглю-канофоетидин П10Х в количестве 0,5% к массе корней. Выдерживали в течение 1 ч при 45 °С. Получили экстракт — ферментолизат.

Ксилоглюканофоетидин (Кси-лаком) П10Х (активность 70008000 ед. ГлС, 370-400 ед. АС, 600750 ед. ПС) содержит р-глюканазу, ксиланазу (гемицеллюлазу и цел-лобиазу). Температурный оптимум действия гемицеллюлазы препарата составляет 44...46 °С, эндо-Р-глюканазы 48.56 °С, пептидазы 64.65 °С. Оптимальный рН действия эндо-р-глюканазы составляет 4,8-5,3, а гемицеллюлазы — 5,56,0. Также Ксилоглюканофоети-дин содержит полигалактуроназу, пектинэстеразу, кислую протеазу, Р-глюкозидазу [4, 5].

Для получения водно-спиртового экстракта проводили 3-х кратную экстракцию 70 %-ной водно-спиртовой смесью. В каждом экстракте определяли содержание СВ и РВ. Затем объединяли три экстракта и испаряли спирт выпариванием.

В каждом из трех полученных экстрактов определяли содержание СВ пикнометрически и содержание РВ (г/100 см3) колориметрическим методом [6]. Для исследования пеноо-бразующей способности наливали 20 см3 экстракта в цилиндр на 50 см3 с пробкой. Энергично встряхивали его в течение 1 мин, замеряли высоту пены, определяли ее характеристику (крупно-, средне- или мелкодисперсная) и продолжительность оседания (см. таблицу).

Содержание СВ в экстрактах в среднем составило 3-5,5%, РВ — 2,2-3,2 г/100 см3, высота пены —

250 %. Пена среднедисперсная, продолжительность оседания составляла около 25 мин для водного и ферментативного экстрактов.

По результатам экспериментов можно сделать вывод, что экстракцию из корней мыльнянки Saponaria officinalis L. эффективнее проводить при использовании ферментного препарата Ксилоглюканофоетидин П10Х, т. к. при этом способе экстрагируется больше СВ. В водном и ферментативном экстрактах высота пены больше, чем в водно-спиртовом. Наилучшие показатели, соответствующие ферментативному экстракту, позволяют рекомендовать его к использованию в рецептурах напитков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Клочкова, И. С. Экстракт Saponaria officinalis L. в технологии производства сбивных кондитерских изделий / И. С. Клочкова, Т. П. Юдина, Е. И. Черевач // Кондитерское производство. — 2011. — № 2. — С. 12-15.

2. ФитоТерапевт [Электронный ресурс]: лекарственные растения, лечебные травы, фитотерапия // Мыльнянка лекарственная (мыльная трава) — Saponaria officinalis L. Семейство гвоздичные — Caryophyllaceae. URL: http://www.fito-terapevt.ru/saponaria-officinalis (дата обращения: 14.08.2014).

3. Власова, Е. В. Солюбилизирующая способность экстракта мыльнянки Saponaria officinalisL. / Е. В. Власова, Л. И. Иващен-ко, Е. В. Масленникова // Сб. тезисов докладов 10-й международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». — Казань, 2009. — С. 302-305.

4. Ресурсы и маркетинг для промышленности [Электронный ресурс]: ферментные препараты // Русфермент. 2003. URL: http://www.rusferment.ru/juice .php (дата обращения: 14.08.2014).

5. Ермолаева, Г. А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных

2 • 2015 ПИВО и НАПИТКИ 21

ш h

ИННОВАЦИОННОЕСЫРЬЕ — ОСНОВАКАЧЕСТВЕННЫХНАПИТКОВВ

напитков I Г. А. Ермолаева, Р. А. Колче-ва. — М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2000. — 416 с.

6. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище: Р 4.1.1672—03: утв.

Гл. Сан. врачом РФ 30.06.03: ввод в действие с 30.06.03. — М.: Минздрав России, 2004. — 240 с. &

Экстрагирование сухих веществ из корней мыльнянки Saponaria officinalis L.

Ключевые слова

мыльный корень; пенообразование; сапонины; сухие вещества; ферментный препарат; экстрагирование.

Реферат

Выявили лучший способ экстрагирования сухих веществ из корней мыльнянки Saponaria officinalis L. Материалами исследований служили высушенные корни мыльнянки и жидкий экстракт из них. Получали водный экстракт, ферментативный экстракт с помощью ферментного препарата Ксилоглюка-нофоетидин П10Х и водно-спиртовой экстракт. В каждом из трех полученных экстрактов определяли содержание сухих веществ пикнометрически, содержание редуцирующих веществ колориметрическим методом, исследовали пенообразующую способность экстрактов. Содержание СВ в экстрактах в среднем составило 3-5,5%, редуцирующих веществ — 2,2-3,2 г/100 см3, высота пены — 250%. Пена среднедисперсная, продолжительность оседания составляла около 25 мин для водного и ферментативного экстрактов. Установлено, что экстракцию из корней мыльнянки Saponaria officinalis L. эффективнее проводить при использовании ферментного препарата Ксилоглюкано-фоетидин П10Х, т. к. при этом способе экстрагируется больше сухих веществ. Наилучшие показатели, соответствующие ферментативному экстракту, позволяют рекомендовать его к использованию в рецептурах напитков.

Авторы

Черных Ирина Викторовна, аспирант; Ермолаева Галина Алексеевна, д-р техн. наук, профессор Московский государственный университет пищевых производств, 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, [email protected]

Extracting Solids from the Roots of Saponaria Officinalis L.

Key words

soap root; foaming; saponins; solids; enzyme preparation; extracting. Abstract

It was found best way of solids extracting from the soap root Saponaria officinalis L. Research materials were dried soap roots and its liquid extract. Prepared an aqueous extract, an enzymatic extract with an enzyme preparation Ksiloglyukanofoetidin P10X and aqueous alcoholic extract. Each of three obtained were determined pycnometrically solids content, content of reducing substances by the colorimetric method, foaming ability of extracts examined. The solids content of the extracts was on average 3-5.5%, reducing substances content was 2.2-3.2 g/100 cm3, the foam height was 250%. Coarse foam, settling duration was about 25 min foraqueous and enzymatic extracts. Established that the extracting from the soap root Saponaria officinalis L. efficiently carried out using an enzyme preparation Ksiloglyukanofoetidin P10X because in this way more solids extracted. The best indicators of enzymatic extract allow us to recommend it for use in the formulations of drinks.

Authors

Chernih Irina Viktorovna, Post-graduate Student;

Ermolaeva Galina Alekseevna, Doctor of Technical Science, Professor

Moscow State University of Food Production

11, Volokolamskoe shosse, Moscow, 125080, Russia, [email protected]

Ы-я мйшдумаргтная специализированная йыстаъна

КРИОГЕН-ЭКСПО

Промышленные Газы

Организатор

1

\ACttp- Jk'CtîO

SJ1

27 - 29 октября 2015

Москва, ЦБК "Экспоцентр", павильон 5

Проводится при содействии

О !У1ечадн аридного и ьстит/тп юлода О Мещйун од- o*i академии шлщц

РАЗДЕЛЫ ВЫСТАВКИ:

криогенная арматура и номгслектующие » Газовые емки

* Би JJiyXÖP'J ЛДСЛН "ilЛ ЬНЫв ytïJHOHKK

V trjHUHH длн HLKJHJI'U-WIUJ

■ Iflüh* hi'.ÜSiP M HI ИХ Г na on

to криогенная изоляция

V Тцплообмемнси*. HÍKVyVKOa. HJt&CHÍW ,1 коми pectnp нор ойорудоялнир

» Измерительное обр^удоез ние » Промышленные н редкие тазы. СУ Г

« ВцДОрОДНЫЦ ПОМОЛОГИИ

V Гелиевые технологии

* СПГ'1екнол(11И11

* Крнохраннл^щ-э, срсудь i Дьша р п

V Криохирургические аппараты

* Оборудование для хранения, транспортировки rpiiдел□ н.1 ^ промышленным тазоа и СПГ

Ннфврмзциешня ппддгрж«!!:

ЦВЯЛ-' " -I

G&I

<ь

ДЕЛОВАЯ ПРОГРАММА: Î7H2£ oKirôpuîOJS

Moqpa, цвк "Экспоцентр* гшильон 5,мл i

Д|Н*И.|ДЦ |Г,|Ч мннщдун К ГКДДМ^Н идучмА-практическая конференций)!

?К[тОГеНМЫЕ 1ТЧНОЛОГКИ и оборудование, [tefXfbtKTHtW рМВШиЧп

IVt екдуна родная конференция к Промы шченны е гаэы » Мемдун-п родчпя конференция " Гцц 111ИИ1ИИ пияриднки та»

I г-1■ ■.f- vuuruâr.çom.'ûicr/LrïDripn ПЦ11

"" ;¡ViГУГ шшша ■

Ди ре н чип е*.1стая«и:

l^irt, Мескм. КлеНшш............ JVMI ^ сгрмчие 10. -аф* SOI

¡■■n.'.j.j... ,i.rts.ts« um)

F-ií - ¡ и Jail rytíf ■ 11 -fl f tmnv i ■ ч

T+HITrp | КЛ1 ■ I TTÏlUrjlbr ^.мГ|."!и' l'-'l. M""- SI"-.:

■ l'-'l1- h', l"r|.'

ъ

r.t.JflT

— HUf.ïjrc .

■if- fifi

22 ПИВО и НАПИТКИ 2 • 2015