CC BY
13
УДК 51-76:664:634.7:634.1.076 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10072
Интегральная оценка ягод и плодов ЦЧР по пищевой ценности
Integral assessment of the nutritional value of berries and fruits
of the Central Black Earth Region
Доцент O.M. Блинникова (ORCID 0000-0002-9558-4736),
(Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра технологии продуктов питания и товароведения, тел. 8(47545) 5-01-08 E-mail: о.blinnikova@yandex.ru
профессор Б.И. Смагин (ORCID 0000-0002-8505-7676), (Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра математики, физики и информационных технологий
профессор Л.Г. Елисеева (ORCID 0000-0002-5355-7289), (Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, кафедра товароведения и товарной экспертизы, тел. 8(499)237-94-97
профессор В.Ф. Палфитов (ORCID 0000-0002-0959-519Х) (Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра математики, физики и информационных технологий, кафедра биологии и химии
Associate Professor O.M. Blinnikova (ORCID 0000-0002-9558-4736), (Michurinsky State Agrarian University) chair of Food Technology and Commodity Science, tel. 8 (47545) 5-01-08
Professor B.I. Smagin (ORCID 0000-0002-8505-7676), (Michurinsky State Agrarian University) chair of Mathematics, Physics and Information Technology
Professor L.G. Eliseeva (ORCID 0000-0002-5355-7289), (GV Plekhanov Russian Economic University) chair of Commodity Research and Goods Expertise, tel. 8 (499) 237-94-97 E-mail: tditv2012@yandex.ru
Professor V.F. Palfitov (ORCID 0000-0002-0959-519X) (Michurinsky State Agrarian University) chair of biologv and chemistry
Реферат. Особую актуальность в настоящее время приобретает рациональное использование местных природно-сырьевых ресурсов. Изучение и применение нетрадиционных видов растительного сырья способствует решению проблемы рационального природоиспользования, а также расширению ассортимента функциональных пищевых продуктов. По результатам комплексной оценки плодов и ягод, выращенных в условия ЦЧР России, проведенной по широкому перечню биохимических показателей, нами были выделены ценные ботанические сорта исследуемых культур отечественной и зарубежной селекции, обладающие высокой пищевой ценностью, с дифференцированным превалированием индивидуальных биологически активных соединений. Однако, учитывая сложный химический состав ягод и плодов, данные исследования затрудняют возможность их ранжирования. В связи с чем, нами была проведена интегральная оценка исследуемого сортимента ягод и плодов ЦЧР по 22 показателям пищевой ценности. Анализируя полученные результаты, выделены наиболее ценные ботанические сорта исследуемых культур. Лидирующее место по пищевой ценности занимают плоды черноплодной рябины сорта Черноокая с интегральным показателем 73,3. Вторую и третью позицию имеют ягоды актинидии сортов Сорока и ВИР-I со значением 63,1 и 50,8 соответственно. Жимолость сорта Зимородок находится на четвертом месте - 48,4. Затем следуют плоды рябины сортов Титан и Сорбинка с интегральной оценкой 46,4 и 45,9 соответственно. Из ягод земляники наиболее высокое значение интегрального показателя имеют сорта Кама, Корона, Эльсанта, Камароса и Хоней. Яблоки всех исследуемых сортов имеют наименьшее значение интегрального показателя.
© О.М. Блинникова, Б.И. Смагин, Л.Г. Елисеева, В.Ф. Палфитов, 2020
Summary. The rational use of local natural resources is relevant nowadays. The study and application of non-traditional types of plant materials contributes to solving the problem of rational nature management, as well as expanding the range of functional food products. Basing on the results of a comprehensive assessment of fruits and berries grown under the conditions of the Central Black Earth Region of Russia, using a wide range of biochemical parameters, we identified valuable botanical varieties of the studied cultures of domestic and foreign selection, which have high nutritional value, with differentiated prevalence of individual biologically active compounds. However, the complex chemical composition of berries and fruits make it difficult to rank them. In this connection, we carried out an integrated assessment of the assortment of berries and fruits of the Central Black Earth Region under study on 22 indicators of nutritional value. Analyzing the results obtained, the most valuable botanical varieties of the studied crops were identified. The leading place in terms of nutritional value is occupied by the fruits of black chokeberry of the Chernookaya variety with an integral index of 73.3. The second and third positions are occupied by actinidia berries of the Soroka and VIR-I varieties with a value of 63.1 and 50.8 respectively. Honeysuckle cultivator Kingfisher is in the fourth place - 48.4. This is followed by the fruits of mountain ash varieties Titan and Sorbinka with an integrated score of 46.4 and 45.9 respectively. Among the berries of wild strawberry the highest values of the integral index are of the varieties Kama, Korona, Elsanta, Kamaros and Khoney. Apples of all the varieties under study have the lowest integral index value.
Ключевые слова: ягоды, плоды, земляника садовая, жимолость съедобная, актинидия коломик-та, рябина, яблоки, пищевая ценность, интегральная оценка.
Keywords: berries, fruits, strawberries, edible honeysuckle, actinidia colomict, mountain ash, apples, nutritional value, integrated assessment.
Известно, что ягоды и плоды, являются источником большого количества биологически активных веществ, поэтому должны быть обязательной составной частью качественного и рационального питания. Кроме того, производство продуктов на основе плодово-ягодного сырья является приоритетным направлением многих федеральных и региональных программ, направленных на обеспечение полноценного питания населения Российской Федерации. При этом особую актуальность приобретает рациональное использование местных природно-сырьевых ресурсов. Изучение и применение нетрадиционных видов растительного сырья способствует решению проблемы рационального природоиспользования, а также расширению ассортимента функциональных пищевых продуктов [6, 11, 12, 13, 17, 18]. По результатам комплексной оценки плодов и ягод, выращенных в условия ЦЧР России, проведенной по широкому перечню биохимических показателей, нами были выделены ценные ботанические сорта исследуемых культур отечественной и зарубежной селекции, обладающие высокой пищевой ценностью, с дифференцированным превалированием индивидуальных биологически активных соединений [1-5, 7-10]. Однако, учитывая сложный химический состав ягод и плодов, данные исследования затрудняют возможность их ранжирования. В связи с чем, нами была проведена интегральная оценка исследуемого сортимента ягод и плодов ЦЧР по 22 показателям пищевой ценности.
Рассмотрим используемую нами методику вычисления интегрального показателя пищевой ценности [14-16]. Проведя комплексную оценку различных культур и сортов, рассмотрим m исследуемых объектов, для каждого из которых вычислены п показателей пищевой ценности. Тем самым мы имеем матрицу X следующего вида (формула 1):
/
и
12
21
22
2 п
где Xij значение j-ro показателя пищевой ценности на i-ом объекте.
Таким образом, каждая строка данной матрицы отражает значения всех анализируемых показателей на конкретном объекте, а каждый столбец - значения конкретного показателя пищевой ценности для всех рассматриваемых объектов. Кроме того, П1 показателей являются стимуляторами, т.е. оказывающими положительное (стимулирующее) влияние на уровень повышения пищевой ценности изучаемых объектов. Иначе говоря, увеличение численного значения данного показателя характеризует повышение уровня пищевой ценности; 112 являются дестимуля-торами. Это те показатели, численное увеличение которых характеризует снижение уровня пищевой ценности (п = щ + пг).
Показатели пищевой ценности, как правило, неоднородны, имеют разный порядок численных значений и различные единицы измерения. Поэтому следует выполнить стандартизацию показателей по формуле 2:
г
2ц=(Хц- (2)
у
где ' - среднее значение ^го показателя пищевой ценности, ^ - его стандартное отклонение, щ - стандартизованное значение ^го показателя пищевой ценности для 1-го объекта.
Разделение показателей на стимуляторы и дестимуляторы служит основой для построения «эталона» пищевой ценности, который представляет собой вектор Е= (е1,е2,...,еп) (формула 3):
е = max z , если / е S и е = min z , если / е / ),
J и J J .и
(3)
где S - множество стимуляторов, D - множество дестимуляторов. Иначе говоря, j-я компонента эталонного вектора Е представляет собой наилучшее нормализованное значение j-ro показателя пищевой ценности в анализируемой группе объектов. Очевидно, что ни по одному частному показателю пищевой ценности, ни один объект анализируемой совокупности не может иметь более высокий уровень, нежели соответствующий показатель эталона.
Определим теперь вектор - «антиэталон» А = (ai,a2,...,an) (формула 4):
а = min z , если / е S и а = max z , если / е /)
J и J J и ' J
(4)
Таким образом, j-я компонента вектора А представляет собой наихудшее нормализованное значение j-ro показателя пищевой ценности в анализируемой группе объектов. В этом случае каждый объект по любому частному показателю не может иметь более низкий уровень пищевой ценности, нежели соответствующий показатель антиэталона.
Следовательно, для любого i-ro объекта стандартизированное значение j-ro показателя удовлетворяет условию: aj < zij < ej для j I S ej < zij < aj для j I D
Вычислим теперь расстояние между эталоном и антиэталоном (формула 5):
Ь=1 (5)
Вычисляя расстояния от стандартизированных векторов пищевой ценности анализируемых объектов до антиэталона по формуле 6:
с/ = /У (: — а )
/ = 1,2,..., т
(6)
легко видеть, что < <1, причем с1, будет равно с! в том и только в том случае, когда ьй объект имеет наивысший уровень по каждому из анализируемых показателей пищевой ценности (т.е. максимальный по каждому из показателей-стимуляторов и минимальный по каждому из показателей-дестимуляторов).
Учитывая вышеизложенное, предлагается в качестве интегрального показателя пищевой ценности использовать величину (формула 7):
= (&/ с1)х 100%; { = 1,2,...т
(7)
Таким образом, величина отражает (в процентах) уровень пищевой ценности ьго объекта по отношению к эталону ( 0 < < 100).
Следует, однако, отметить, что данная методика не учитывает тот факт, что в каждой конкретной ситуации частные показатели пищевой ценности обладают различной значимостью. Например, повышение пищевой ценности дефицитного нутриента играет более важную роль по сравнению с нутриентом, находящимся в избытке. Таким образом, необходимо провести иерархию признаков (показателей пищевой ценности). В этой ситуации различные показатели пищевой ценности должны иметь различные коэффициенты весомости. Пусть Р] (]" = 1,2,...п) - коэф-
X
фициент весомости ^го показателя пищевой ценности, причем в рассмотрение диагональную матрицу Р (формула 8):
Р] = 1. Введем
'Рг 0 0 >
0 Р 2 • 0
0 0 0
V 0 0 • Рп,
(В)
Р.,= 1
Умножив теперь вышеприведенную матрицу X на матрицу Р, получим матри-
цу х (формула 9):
х
(9)
V т 1 т 2
тп / \
л 0 • 0 ^
0 Р 2 ■ 0
0 0 0
0 0 ■ Рп,
ХпР 1 Х,2Р2 - Хи,Р„ Х21 Л Х 22 Р 2 - Х2 „Р„
Р ••• X р
1 п у \ т \ 1 1 т2 1 тп 1 ;
где - взвешенное значение >го показателя пищевой ценности для 1-го исследуемого объекта. Методика всех остальных расчетов остается прежней за исключени-
V
ем того, что матрица Хи ее элементы заменяются матрицей " и соответствующими ей элементами.
Определение коэффициентов весомости пищевой ценности исследуемых объектов р,-(]' = 1,2,...п) осуществлялось методом коллективных экспертных оценок -табл. 1.
Таблица 1
Значимость нутрпентного состава ягод и плодов исследуемых культур, установленная экспертным путем
Наименование нутриента Весомость нутриента
Витамин С 7
(3-каротин 5
Флавоноиды, в т.ч. 6
катехины 4
Витамин В1 5
Витамин В2 5
Витамин Вб 6
Витамин В9 6
Витамин РР 6
Провитамин В4 4
Кальций 3
Фосфор 3
Магний 5
Калий 3
Натрий 3
Железо 3
Цинк 5
Иод 5
Медь 2
Марганец 4
Селен 5
Пищевые волокна, включая пектины 5
В табл. 2 представлены результаты определения интегрального показателя пищевой ценности исследуемых сортов плодов и ягод ЦЧР и их ранжирование.
Таблица 2
Расстояния от стандартизированных векторов культур до стандартизированного вектора антиэталона и значение интегрального показателя
01 ^ Наименование сорта исследуемой культуры Расстояния ^ Интегральный показатель Место
Земляника садовая
1 Вима Рина 5,5192 32,14749 20
2 Вима Занта 5,77087 33,61338 19
3 Викода 5,1354 29,91198 22
4 Камароса 6,222 36,24106 15
5 Корона 6,6732 38,86915 12
6 Сельва 5,3297 31,04372 21
7 Хоней 6,1607 35,88401 16
8 Эльсанта 6,2354 36,31911 14
9 Кама 6,8017 39,61762 И
10 Урожайная ЦГЛ 5,9761 34,80878 17
И Фестивальная ромашка 5,866 34,16748 18
Окончание табл. 2
01 ^ Наименование сорта исследуемой культуры Расстояния ^ Интегральный показатель Ш, Место
Жимолость съедобная
12 Голубое веретено 7,6031 44,28551 9
13 Голубой десерт 7,7738 45,27978 8
14 Зимородок 8,322 48,47286 4
Актинидия коломикта
15 Сорока 10,8342 63,10558 2
16 Изобильная 8,1919 47,71507 5
17 ВИР-1 8,7291 50,84408 3
Рябина
18 Сорбинка 7,8955 45,98864 7
19 Бусинка 6,5006 37,86382 13
20 Рубиновая 7,3919 43,05534 10
21 Титан 7,9804 46,48315 6
Рябина черноплодная
22 | Черноокая 12,5914 73,34068 | 1
Яблоки
23 Антоновка обыкновенная 4,0173 23,39943 25
24 Северный синап 4,0205 23,41806 24
25 У элси 4,7718 27,79414 23
Анализируя полученные результаты, выделены наиболее ценные ботанические сорта исследуемых культур. Лидирующее место по пищевой ценности занимают плоды черноплодной рябины сорта Черноокая с интегральным показателем 73,3. Вторую и третью позицию имеют ягоды актинидии сортов Сорока и ВИР-1 со значением 63,1 и 50,8 соответственно. Жимолость сорта Зимородок находится на четвертом месте - 48,4. Затем следуют плоды рябины сортов Титан и Сорбинка с интегральной оценкой 46,4 и 45,9 соответственно. Из ягод земляники наиболее высокое значение интегрального показателя имеют сорта Кама, Корона, Эльсанта, Ка-мароса и Хоней. Яблоки всех исследуемых сортов имеют наименьшее значение интегрального показателя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Блинникова, О.М. Необходимость использования ягод актинидии коломик-та в производстве функциональных пищевых продуктов /О.М. Блинникова // Вопросы питания. Материалы XVI Всероссийского Конгресса нутрициологов и диетологов, посвященного 100-летию со дня рождения академика А.А. Покровского «Фундаментальные и прикладные аспекты нутрициологии и диетологии. Качество пищи». - 2016. - № 2 (Том 85. Приложение). - с. 181-182.
2. Блинникова, О.М. Ягоды жимолости — ценное сырье для функциональных пищевых продуктов / О.М. Блинникова, Л.Г. Елисеева // Вопросы питания. Материалы XVI Всероссийского Конгресса нутрициологов и диетологов, посвященного 100-летию со дня рождения академика А.А. Покровского «Фундаментальные и прикладные аспекты нутрициологии и диетологии. Качество пищи». - 2016. - № 2 (Том 85. Приложение). - с. 182-183.
3. Блинникова, О.М. Витаминная ценность плодов аронии черноплодной / О.М. Блинникова // Вестник МичГАУ. - 2013. - № 2. - С. 55 -59.
4. Блинникова, О.М. Флавоноиды и другие биологически активные соединения ягод жимолости и аронии черноплодной / О.М. Блинникова, Л.Г. Елисеева, Т.В. Жидехина, Д.М. Брыксин, Н.В. Хромов // Товаровед продовольственных товаров. - 2014. - № 4. - С. 27-33.
5. Блинникова, О.М. Ягоды актинидии коломикта - уникальный источник биологически активных веществ / О.М. Блинникова, Л.Г. Елисеева, Е.Ю. Ковешни-кова // Пищевая промышленность. - 2014. - № 6. - С. 19-21.
6. Винницкая В.Ф. Технология функциональных и специализированных продуктов питания с использованием адаптивного сортимента местного растительного сырья: монография / В.Ф. Винницкая, О.В. Перфилова. - Мичуринск: изд-во Мичуринского государственного аграрного университета, 2018. - 184 с.
7. Елисеева, Л.Г. Дифференцирование перспективных сортов плодово-ягодных культур по содержанию биологически активных соединений / Л.Г. Елисеева, О.М. Блинникова // Пищевая промышленность. - 2013. - № 6. - С. 50-52.
8. Елисеева, Л.Г. Комплексная оценка потребительских свойств селекционных сортов рябины обыкновенной / Л.Г. Елисеева, О.М. Блинникова / / Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. - 2012. - №3 (14). - С. 69-76.
9. Елисеева, Л.Г. Сравнительная характеристика пищевой ценности, функциональной активности и сохраняемости ягод земляники садовой голландских, американских и бельгийских сортов, выращенных в условиях ЦЧР / Л.Г. Елисеева, О.М. Блинникова, И.М. Новикова // Товаровед продовольственных товаров. -2013. - № 3. - С. 5-11.
10. Новикова И.М. Оценка безопасности и пищевой ценности ягод земляники садовой выращенных органическим способом / И.М. Новикова, О.М. Блинникова, Л.Г. Елисеева / / Вопросы питания. Материалы XVI Всероссийского Конгресса нутрициологов и диетологов, посвященного 100-летию со дня рождения академика A.A. Покровского «Фундаментальные и прикладные аспекты нутрициологии и диетологии. Качество пищи». - 2016. - № 2 (Том 85. Приложение). - с. 59.
11. Перфилова О.В. Технологические особенности производства фруктового полуфабриката из вторичного сырья сокового производства / О.В. Перфилова / Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2017. - № 4. -С. 56-60.
12. Перфилова О.В. Яблочные выжимки как источник биологически активных веществ в технологии продуктов питания / О.В. Перфилова / / Новые технологии. - 2017. - № 4. - С. 65-71.
13. Перфилова О.В. Применение СВЧ-нагрева при переработке яблочных выжимок на продукты функционального питания / О.В. Перфилова // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2016. - № 3. - С. 78-83.
14. Смагин, Б.И. Интегральный показатель эффективности аграрного производства / Б.И. Смагин // Достижения науки и техники АПК. - 2002. - № 7. -С. 41-43.
15. Смагин, Б.И. К вопросу о методике определения интегрального показателя эффективности сельскохозяйственного производства / Б.И. Смагин / / Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. - 2002. - № 7. -С. 18-20.
16. Смагин, Б.И. Определение частных показателей эффективности в аграрном производстве / Б.И. Смагин // Аграрная наука. - 2003. - № 2. - С. 7-8.
17. Технология переработки яблок на сок прямого отжима и пюре / О.В. Перфилова, В.А. Бабушкин, Г.О. Магомедов, М.Г. Магомедов // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. - 2016. -
№ 3 (11). - С. 82-85.
18. Quality of jelly marmalade from fruit and vegetable semi-finished products / O.V. Perfilova, V.A. Babushkin, G.O. Magomedov, M.G. Magomedov // International Journal of Pharmaceutical Research. - 2018. - T. 10. - № 4. - C.721-724.
REFERENCE
1. Blinnikova, О. М. the Necessity of using Actinidia colomicta berries in the production of functional food products / О. M. Blinnikova // Nutrition issues. Materials of the XVI all-Russian Congress of nutritionists and nutritionists dedicated to the 100th anniversary of the birth of academician A. A. Pokrovsky " Fundamental and applied aspects of nutritionology and dietetics. Quality of food". - 2016. - no. 2 (Volume 85. Application). - pp. 181-182.
2. Blinnikova, О. M. honeysuckle Berries — valuable raw materials for functional food products / О. M. Blinnikova, L. G. Eliseeva / / Questions of nutrition. Materials of the XVI all-Russian Congress of nutritionists and nutritionists dedicated to the 100th anniversary of the birth of academician A. A. Pokrovsky " Fundamental and applied aspects of nutritionology and dietology. Food quality". - 2016. - no. 2 (Volume 85. Application). - pp. 182-183.
3. Blinnikova, О. M. Vitamin value of Aronia chernoplodnaya fruit / О. M. Blinnikova // Vestnik Michgau. - 2013. - № 2. - P. 55 -59.
4. Blinnikova, О. M. Flavonoids and other biologically active compounds of honeysuckle and Aronia / О. M. Blinnikova, L. G. Eliseeva, Т. V. Zhidekhina, D. M. Bryksin, N. V. Khromov // Tovarovedist of food products. - 2014. - № 4. - P. 27-33.
5. Blinnikova, О. M. Actinidia kolomikta Berries - a unique source of biologically active substances / О. M. Blinnikova, L. G. Eliseeva, E. Y. Koveshnikova // Food industry, 2014, no. 6, Pp. 19-21.
6. Vinnytsia V. F. Technology of functional and specialized food products using adaptive assortment of local plant raw materials: monograph / V. F. Vinnytsia, O.V. Perfilova. Michurinsk: publishing house of Michurinsk state agrarian University, 2018. - 184 p.
7. Eliseeva L. G. Differentiation of perspective varieties of fruit and berry crops by the content of biologically active compounds / L. G. Eliseeva, О. M. Blinnikova // Food industry. - 2013. - no. 6. - P. 50-52.
8. Eliseeva, L. G. Complex assessment of consumer properties of selected varieties of mountain ash / L. G. Eliseeva, О. M. Blinnikova / / Technology and commodity science of innovative food products. - 2012. - № 3 (14). - Pp. 69-76.
9. Eliseeva, L. G. Comparative characteristics of nutritional value, functional activity and conservation of garden strawberry berries of Dutch, American and Belgian varieties grown in the conditions of the Central Park / L. G. Eliseeva, О. M. Blinnikova, I. M. Novikova // Commodity expert of food products. - 2013. - No. 3. - Pp. 5-11.
10. Novikova I. M. Assessment of the safety and nutritional value of garden strawberry berries grown organically / I. M. Novikova, О. M. Blinnikova, L. G. Eliseeva / / Questions of nutrition. Materials of the XVI ail-Russian Congress of nutritionists and nutritionists dedicated to the 100th anniversary of the birth of academician A. A. Pokrovsky " Fundamental and applied aspects of nutritionology and dietology. Quality of food". - 2016. - no. 2 (Volume 85. Application). - p. 59.
11. Perfilova О. V. Technological features of production of fruit semi-finished products from secondary raw materials of juice production / О. V. Perfilova / Bulletin of Michurinsk state agrarian University. - 2017. - № 4. - P. 56-60.
12. Perfilova О. V. Apple pomace as a source of biologically active substances in food technology / О. V. Perfilova / / New technologies. - 2017. - № 4. - Pp. 65-71.
13. Perfilova О. V. Application of microwave heating in the processing of Apple pomace for functional food products / О. V. Perfilova // Bulletin of Michurinsky state agrarian University. - 2016. - № 3. - Pp. 78-83.
14. Smagin, В. I. Integral indicator of efficiency of agricultural production / В. I. Smagin // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. -2002. -№ 7. - P. 41-43.
15. Smagin, В. I. On the issue of the method of determining the integral indicator of agricultural production efficiency / В. I. Smagin / / Economics of agricultural and processing enterprises, 2002, no. 7, Pp. 18-20.
16. Smagin, В. I. Determination of private efficiency indicators in agricultural production / В. I. Smagin / / agrarian science. - 2003. - № 2. - Pp. 7-8.
17. Technology of processing apples for juice of direct pressing and puree / О. V. Perfilova, V.A. Babushkin, G.O. Magomedov, M.G. Magomedov / / Technologies of food and processing industry of the agro-industrial complex-healthy food products. - 2016. -№ 3 (11). - Pp. 82-85.
18. Quality of jelly marmalade from fruit and vegetable semi-finished products / O.V. Perfilova, V.A. Babushkin, G.O. Magomedov, M.G. Magomedov // International Journal of Pharmaceutical Research. - 2018. - T. 10. - № 4. - C.721-724.
