CC BY
0ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ И НОВЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ
УДК 664.696
Всероссийский
научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии - филиал Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи, г. Москва, Российская Федерация
Использование брусники в экструдированных продуктах, готовых к употреблению
А Ю. Шариков, Е. Н.Соколова, М. В. Амелякина, Д. В. Поливановская, Е. М. Серба
КОРРЕСПОНДЕНЦИЯ: Амелякина Мария Валентиновна
Адрес: 111033, г. Москва, ул. Самокатная, 4Б E-mail: masha.am@mail.ru
ЗАЯВЛЕНИЕ О ДОСТУПНОСТИ ДАННЫХ:
данные текущего исследования доступны по запросу у корреспондирующего автора.
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ:
Шариков, А. Ю., Соколова, Е. Н., Амелякина, М. В., Поливановская, Д. В., & Серба, Е. М. (2022). Использование брусники в экструдированных продуктах, готовых к употреблению. Хранение и переработка сельхозсырья, (4), 191-200. https://doi.org/10.36107/ spfp.2022.379
ПОСТУПИЛА: 01.10.2022 ПРИНЯТА: 10.10.2022 ОПУБЛИКОВАНА: 14.10.2022
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ:
авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.
ФИНАНСИРОВАНИЕ:
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-16-00100. https://rscf.ru/project/22-16-00100/
АННОТАЦИЯ
Введение. Использование ягод и продуктов их переработки в рецептурах готовых к употреблению продуктов, получаемых методом экструзии, является перспективным направлением повышения пищевой ценности за счет увеличения содержания пищевых волокон, фенольных соединений и других биологически активных веществ. Брусника является традиционной для потребления в России ягодой, проявляющей противовоспалительное, антиоксидантное, противомикробное и антипролиферативное свойства.
Цель. Для расширения ассортимента продукции, готовой к употреблению, и повышения ее пищевой ценности разработаны экструдированные продукты с добавлением ягод брусники без предварительной их подсушки, изучено влияние дозировки ягод брусники в экструдируемую смесь на основе рисовой крупы на процесс экструзии, потребительские свойства получаемой продукции и содержание фенольных соединений.
Материалы и методы. Ягоды брусники вносились в экструдируемую смесь на основе рисовой крупы в количестве до 15 %. Смеси перерабатывали на двухшнековом экстру-дере в диапазоне температур 150-165 °С и оценивали влияние содержания брусники в рецептуре на режимные параметры экструзии, показатели пищевой ценности, структурно-механические, цветовые и органолептические характеристики экструдатов.
Результаты. Установлено, что с ростом доли ягод в рецептуре перерабатываемой смеси снижаются основные технологические показатели процесса: температура, момент сдвиговых деформаций и давление в камере установки, что связывается с повышением общего влагосодержания в камере экструдера. Инструментальная оценка структурно-механических свойств показала, что внесение до 10 % ягод брусники незначимо влияет на твердость гранул продукта и количество микроразломов, косвенном показателе пористости продукта. Более высокое содержание повышает твердость экструдата практически вдвое с 6,2 до 11,7 Н. С повышением доли ягод в рецептуре значительно изменяются хроматические составляющие цвета: хроматическая составляющая «а» в сторону красного цвета с 0,32 до 8, хроматическая составляющая «Ь» менее интенсивно в сторону синего. Установлено кратное увеличение содержания фенольных соединений в продуктах, содержащих ягоду брусники. Отмечено, что при этом потери фенольных веществ в результате экструдирования увеличиваются с повышением доли ягод в рецептуре с 9 до 55 %. Максимальной дегустационной оценке соответствует образец с 5 % ягоды брусники.
Выводы. С учетом потерь фенольных соединений и изменения структурно-механических свойств получаемых экструдатов внесение более 5 % ягод брусники в экструди-руемые смеси нецелесообразно.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
экструзия, режимы, структурно-механические свойства, брусника, Vaccinium vitis-idaea, фенольные соединения, пищевые волокна, готовые к употреблению продукты, пище-концентраты
USING SECONDARY RESOURCES AND NEW TYPES OF RAW MATERIALS
All-Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology, branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow, Russian Federation
CORRESPONDENCE: Maria V. Amelyakina
4B, Samokatnaya Str., Moscow, 111033, Russian Federation E-mail: masha.am@mail.ru
FOR CITATIONS:
Sharikov, A. Yu., Sokolova, E. N., Amelyakina, M. V., Polivanovskaya, D. V., & Serba E. M. (2022). The use of cranberries in extruded products ready for consumption. Storage and Processing of Farm Products, (4), 191-200. https://doi.org/10.36107/spfp.2022.379
RECEIVED: 01.10.2022 ACCEPTED: 10.10.2022 PUBLISHED: 14.10.2022
DECLARATION OF COMPETING INTEREST: none declared.
FUNDING:
The research was carried out at the expense of the grant of the Russian Science Foundation No. 22-16-00100.
The Use of Cranberries in Extruded Products Ready for Consumption
Anton Yu. Sharikov, Elena N. Sokolova, Maria V. Amelyakina, Daria V. Polivanovskaya, Elena M. Serba
ABSTRACT
Introduction. The use of berries and products of their processing in the formulations of ready-to-eat products obtained by extrusion is a promising direction for increasing the nutritional value by increasing the content of dietary fiber, phenolic compounds and other biologically active substances. Lingonberry is a traditional berry for consumption in Russia, which exhibits anti-inflammatory, antioxidant, antimicrobial and antiproliferative properties.
Purpose. To expand the range of ready-to-eat products and increase their nutritional value, extruded products with the addition of lingonberries without prior drying have been developed, the effect of the dosage of lingonberries in an extrudable mixture based on rice groats on the extrusion process, consumer properties of the resulting products and the content of phenolic compounds has been studied.
Materials and Methods. Mountain cranberries (lingonberries) were introduced into the extruded mixture based on rice groats in an amount of up to 15 %. The mixtures were processed on a twin-screw extruder in the temperature range of 150-165 °C and the influence of the lingonberry content in the recipe on the regime parameters of extrusion, nutritional value indicators, structural-mechanical, color and organoleptic characteristics of the extru-dates was evaluated.
Results. It has been established that with an increase in the proportion of lingonberries in the recipe of the processed mixture, the main technological parameters of the process decrease: temperature, shear deformation moment and pressure in the installation chamber, which is associated with an increase in the total moisture content in the extruder chamber. An instrumental assessment of the structural and mechanical properties showed that the introduction of up to 10% lingonberries does not significantly affect the hardness of the product granules and the number of microfractures, an indirect indicator of the product's porosity. A higher content almost doubles the hardness of the extrudate from 6.2 to 11.7 N. With an increase in the proportion of berries in the recipe, the chromatic components of the color change significantly: the chromatic component "a" towards red from 0.32 to 8, the chromatic component "b » is less intense towards blue. A multiple increase in the content of phenolic compounds in products containing lingonberries has been established. It is noted that in this case, the loss of phenolic substances as a result of extrusion increases with an increase in the proportion of berries in the recipe from 9 to 55 %. The maximum tasting score corresponds to a sample with 5 % lingonberries.
Conclusion. Taking into account the loss of phenolic compounds and changes in the structural and mechanical properties of the obtained extrudates, the introduction of more than 5% of lingonberries into extruded mixtures is not advisable.
KEYWORDS
extrusion, modes, structural and mechanical properties, lingonberries, mountain cranberries, Vaccinium vitisidaea, phenolic substances, dietary fiber, ready-to-eat products
ВВЕДЕНИЕ
Основным сырьем для производства востребованных потребителями продуктов, готовых к употреблению, таких как сухие завтраки, снеки, является крахмалсодержащее сырье. Основным способом производства такой продукции вследствие ряда технологических преимуществ является варочная экструзия (Adekola, 2016; Navale et al., 2015). Важным негативным аспектом пищевой ценности экстру-дированных продуктов, произведенных из ингредиентов с высокой степенью переработки, является их высокий гликемический индекс, низкое содержание фенольных соединений, витаминов и ми-кронутриентов (Al-Rabadi et al., 2011; Brennan et al., 2013). Поэтому разработка новых экструдированных продуктов, готовых к употреблению и обогащенных различными нутриентами, является актуальной задачей (Brennan et al., 2012; Brennan et al., 2013). Для повышения пищевой ценности экструдированных продуктов может использоваться различное плодово-ягодное сырье или продукты его переработки в виде экстрактов, жмыхов и т.д. (Hirth et al., 2014; Pranabendu et al., 2022; Schmid et al., 2021; Lohani & Muthukumarappan, 2017). Такие ингредиенты могут оказывать различное влияние на пищевую ценность и органолептические показатели экструдатов. Например, снижение содержания крахмала — основного структурообразователя в данной продукции может негативно повлиять на текстурные свойства (Moraru & Kokini, 2003). Добавление плодово-ягодного сырья и увеличение его концентрации в рецептурах повышает содержание пищевых волокон, фенольных соединений, антоцианы сырья могут выступать в качестве натуральных красителей (Brennan et al., 2011; Schmid et al., 2021).
В аспекте содержания некрахмалистых углеводов известно (Brennan et al., 2011; Шариков & Амелякина, 2021), что в экструдатах относительно исходных смесей наблюдается увеличение доли растворимых пищевых волокон. Степень модификации и изменение содержания фенольных соединений в экструдатах зависят от химического состава перерабатываемых смесей и режимов экструзии.
В различных работах отмечается как отсутствие влияния на класс фенольных соединений в перерабатываемом сырье, так и их значимое уменьшение под влиянием комплексного гидротермомехани-ческого экструзионного воздействия (Hirth et al., 2014; Pranabendu et al., 2022; Schmid et al., 2021).
Брусника (Vaccinium vitis-idaea) является одной из наиболее богатых фенольными соединениями ягодой, источником биологически активных веществ, обладающих противовоспалительным, ан-тиоксидантным, противораковым, нейропротек-торным, антицитокиновым и антиапоптотическим действием (Drozdz et al., 2017; Shamilov et al., 2020; Kowalska, 2021). Ее использование в продуктах, готовых к употреблению, позволит повысить их пищевую ценность и расширить ассортимент в товарной категории данной продукции.
Целью настоящего исследования являлись разработка экструдированных продуктов с добавлением ягод брусники, как источника фенольных соединений и пищевых волокон, и изучение влияния содержания брусники в экструдируемых смесях на режимы экструзии, потребительские свойства экструдатов и их пищевую ценность.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объекты исследования
Объектами исследования являлись смеси ингредиентов с варьированием дозировки брусники, и экс-трудаты, полученные из данных смесей.
Материалы
При производстве экструдированных продуктов использовали крупу рисовую (ГОСТ 6292-931), бруснику замороженную (ГОСТ 33823-20162), соль (ГОСТ Р 51574-20183), стабилизатор карбонат кальция (ТР ТС 029/20124).
1 ГОСТ 6292-93. (2010). Крупа рисовая. Технические условия. М.: Стандартинформ.
2 ГОСТ 33823-2016. (2016). Фрукты быстрозамороженные. Общие технические условия. М.: Стандартинформ.
3 ГОСТ Р 51574-2018. (2018). Соль пищевая. Общие технические условия. М.: Стандартинформ.
4 ТР ТС 029/2012. (2012). Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств. https://docs.cntd.ru/document/902359401
Оборудование
Анализатор влажности ML-50 (A&D, Япония), анализатор текстуры CT3 (Brookfield, USA), анализатор цвета CS-10 (Hangzhou CHNSpec Technology, Китай), спектрофотометр Specord 50 Analytic Yena (Германия), экструдер Werner&Phleiderer Continua 37 (Германия).
Методы и процедура исследования
Базовая сухая смесь включала 98,5 % рисовой крупы, 0,5 % соли и 1,5 % карбоната кальция. Бруснику вносили в количестве 5, 10 и 15 %. Экструдированные продукты получали с использованием двухшне-кового экструдера Werner&Phleiderer Continua 37 с диаметром шнека 37 мм и соотношением диаметра к длине шнека 1:27 и установленной фильерой с двумя отверстиями прямоугольного сечения со сторонами 12 и 1,5 мм. Коэффициент взрыва экс-трудатов рассчитывали по соотношению площадей сечения экструдата и отверстия фильеры.
Термогравиметрическим методом с использованием анализатора ML-50 (A&D, Япония) определяли влажность исходных смесей и полученных продуктов. Изменение структурно-мехаических свойств оценивали с помощью анализатора текстуры Brookfield CT3 Texture Analyser, оснащенного металлическим цилиндрическим зондом диаметром 3 мм, работающего на глубину прокола 3 мм со скоростью 0,5 мм/с. В качестве инструментальных показателей структурно-механических свойств рассматривали твердость, характеризующую максимальную нагрузку, имитирующую сжатие образца между зубами, и количество микроразломов, косвенно характеризующее пористость экструдатов (Van Hecke et al., 1998; Шариков&Сте-панов, 2015). Цветовые характеристики экстру-дата определяли колориметрическим методом с использованием анализатора CS-10 (Hangzhou CHNSpec Technology, Китай) в системе CIE LAB, где L* — является характеристикой светлоты от 0 до 100, a* — хроматическая составляющая в диапазоне от зеленого до красного, b*— хроматическая составляющая в диапазоне от синего до желтого (Yu et al., 2021). Хроматические составляющие огра-
ничены диапазоном значений -100 / + 100. Инструментальные измерения проводили в 10-и повтор-ностях.
Определение суммарного содержания фенольных соединений в экструдатах осуществляли спек-тофотометрическим методом с использованием хлорида алюминия, 18-молибдодифосфата и реактива Фолина-Чокальтеу (Денисенко и соавт., 2015) на спектрофотометре Specord 50 Analytic Yena при длине волны 720 нм.
Пищевые волокна определяли по ферментатив-но-гравиметрическим методом согласно ГОСТ Р 54014-20105. Органолептический анализ проводился 9 дегустаторами, для которых были разработаны дескрипторы, описывающие следующие характеристики продукции: общая привлекательность, текстура, вкус, запах, горечь, цвет. Каждый дескриптор оценивался по 5-и бальной гедонистической шкале, где максимальному значению соответствовали наиболее привлекательные для дегустатора признаки.
Анализ данных
Достоверность различий средних проводили методом дисперсионного анализа с применением апостериорного анализа по критерию Тьюки при p < 0,05 с использованием пакета программ Statistica 6.0
РЕЗУЛЬТАТЫ
В рамках экспериментальной работы ягоды брусники вносили в смеси на основе рисовой крупы в количестве до 15 %, далее проводили экструдиро-вание, в процессе которого фиксировали изменение режимных параметров переработки. Полученные экструдаты подсушивали и затем определяли их структурно-механические, цветовые характеристики, содержание фенольных соединений и пищевых волокон, органолептические показатели.
В Таблице 1 представлены данные по изменению режимных параметров экструзии в зависимости от содержания ягодного сырья в экструдируемой
5 ГОСТ Р 54014-2010. (2019). Продукты пищевые функциональные. Определение растворимых и нерастворимых пищевых волокон фер-ментативно-гравиметрическим методом. М.: Стандартинформ.
Таблица 1
Режимные параметры экструзии
Образец Производительность Влагосодержание Температура Момент сдвига Давление
кг/час % °С % МПа
Контроль 15,5 15,1 ± 0,4а 165 ± 2а 74 ± 3а 2,8 ± 0,2а
5% брусники 15,5 15,1 ± 0,3а 164 ± 2а 74 ± 3а 2,5 ± 0,2а
10% брусники 15,5 18,4 ± 0,5 150 ± 2Ь 52 ± 2 1,0 ± 0,1
15% брусники 15,5 24,1 ± 0,5 154 ± 3Ь 32 ± 2 0,6 ± 0,1
Примечание. * Различие значений, отмеченных одинаковыми буквенными символами для каждой диаграммы, статистически незначимо при p < 0,05.
Таблица 2
Влияние дозировки брусники на структурно-механические и цветовые характеристики экструдатов
Образец Коэф. взрыва Твердость, Н Кол-во микрораз- Цветовые характеристики
ломов 1 a Ь
Контроль 13,7 ± 1,1а 6,2 ± 1,2а 9,2 ± 1,7а 52,8 ± 1,7а 0,32 ± 0,2 2,0 ± 0,8а
Брусника 5% 12,3 ± 1,3аЬ 6,2 ± 1,6а 9,3 ± 1,2а 52,8 ± 1,7а 2,9 ± 0,4 1,8 ± 1,1а
Брусника 10% 11,3 ± 0,8Ь 7,3 ± 1,4а 7,4 ± 2,2а 52,6 ± 0,9а 6,2 ± 0,5 0,4 ± 0,1Ь
Брусника 15% 4,2 ± 0,5 11,7 ± 2,5 2,9 ± 1,2 53,5 ± 0,8а 8,01 ± 0,6 0,5 ± 0,3Ь
Примечание. * Различие значений, отмеченных одинаковыми буквенными символами для каждой диаграммы, статистически незначимо при p < 0,05.
смеси. Отмечаемое значимое влияние дозировки брусники на показатели экструзии: снижение давления, крутящего момента, температуры, связано прежде всего с увеличением влагосодержания, которое определяет характер сдвиговых деформаций в камере экструдера при переработке смесей.
сырья в смеси с 5 до 15 % вызвало снижение давления с 2,5 до 0,6 МПа. На Рисунке 1 представлены фотографии полученных экструдатов, на которых даже визуально можно определить характер влияния дозировки брусники на органолептические свойства экструдатов.
Установлено, что внесение 5 % ягод брусники не оказывает значимого влияния на режимы экструзии, дальнейшее же повышение вызывает снижение температуры со 165 °С до 150-154 °С, крутящий момент с 74 % до 52 %, и далее до 32 %. При этом самое сильное относительное изменение наблюдается для давления. Увеличение содержания ягодного
В Таблице 2 представлены результаты инструментальных исследований структурно-механических свойств и цветовых характеристик полученных образцов продукта.
Внесение и повышение содержания брусники до 15 % в рецептурной смеси значимо, практически
Рисунок 1
Экструдированные продукты с добавлением ягод брусники
в 3 раза, снижает коэффициент взрыва, характеризующий расширение стренга экструдата, выходящего из отверстий фильеры экструдера. На таком же уровне, с 9,2 до 2,9, установлено снижение количеств микроразломов, характеризующее пористость продукта. При этом увеличивается твердость продукта с 6,2 до 11,7 Н. Отмечено, что внесение 5 и 10 % ягод брусники не значимо изменяет показатели текстуры относительно контрольного образца. Анализ изменения цветовых характеристик показывает, что показатель светлоты продукта не зависит от внесения ягод в рецептуру, увеличение их дозировки повышает значение хроматической составляющей «а» в сторону красного цвета с 0,32 до 8. Хроматическая составляющая «Ь» значимо снижается относительно контроля, но незначимо внутри группы образцов, содержащих бруснику.
На рисунке 2 представлено изменение содержания фенольных соединений и пищевых волокон в экс-трудате.
Из диаграммы видно, что статистически значимое увеличение содержания пищевых волокон с 3,2 до 3,6 г в 100 г экструдата отмечено при внесении в рецептуру 15 % ягод брусники. Внесение 5 и 10 % ягод изменяет содержание пищевых волокон незначимо. Для контрольной смеси и соответствующего ей экструдата значение содержания феноль-ных соединений незначимо и в среднем составляет 0,01 мг/г сухих веществ (СВ). Внесение брусники заметно увеличивает содержание фенольных соединений в исходных смесях и экструдатах относительно контроля до значений 0,24-0,68 мг/г СВ, которое повышается с ростом дозировки ягод. Но отмечено негативное влияние гидротермомеха-
Рисунок 2
Содержание фенольных веществ и пищевых волокон
Контроль Брусника 5% Брусника 10% Брусника 15%
Содержание фенольных веществ в смеси, мг/ г СВ Содержание фенольных веществ в эксгрудате, мг/г СВ Содержание пищевых волокон, г/100 г
Рисунок 3
Дегустационная оценка экструдированных продуктов
Общая
Контроль
■ 5% брусники —^—10% брусники
■ 15%брусники
нического воздействия на содержание фенольных соединений в образцах с брусникой. При этом потери увеличиваются с ростом начального количества фенолов. Так, для продукта с 5 % содержанием брусники концентрация фенольных соединений в результате экструзии снижается на 9 %, а для 15 % - уже на 55 %.
На Рисунке 3 представлена профилограмма результатов органолептического анализа экстру-датов, по результатам которого суммарную максимальную оценку получил продукт с внесением 5 % брусники, которая составила 28 баллов. Минимальная суммарная оценка соответствовала 15 % внесению ягод в смесь. Единственный параметр, по которому данный образец имел преимущество, - это цвет, интенсивный, характерный для брусники.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Брусника является перспективным источником биологически активных веществ, имеющим потенциал практического применения в пищевой промышленности и фармацевтике (Лютикова & Ботиров, 2015; Shamilov et а1., 2020). Отмечается как высокое содержание органических кислот и фенольных соединений, так и колебание их концентраций в широких пределах. Содержание полифенольных соединений в бруснике зависит от времени сбора (В^ог et а1., 2018) и может достигать 1900 мг/100 г свежих ягод, количество ан-тоцианов и лейкоантоцианов колебаться в диапа-
Цвет
Запах
5
Текстура
Вкус
зоне 180-530 и 150-1060 мг/100 г, соответственно, катехинов — 20-1090 мг/100 г (Лютикова & Боти-ров, 2015).
Сохранение фенольных соединений в составе экс-трудированных продуктов в результате достаточно жестких условий гидротермомеханической обработки в процессе экструзии является важным аспектом использования ягодного сырья в рецептурах сухих завтраков, снеков и других пищевых концентратах. Из литературы известно, что нет четко установленных тенденций изменения фе-нольного состава в экструдируемых продуктах, как в результате экструзии, так и в зависимости от ее режимов, варьирования температуры, влагосоде-ражания (Brennan et al., 2011). Например, при экс-трудировании смесей красной фасоли с крахмалом наблюдалось 70 % снижение содержания фенольных соединений, а при экструдировании аналогичных смесей с фасолью жемчужной — только 10 % (Anton et al., 2009). ). Экструзия овса вызвала снижение общего содержания фенольных соединений на 24-46 % (Viscidi et al., 2004).
Оценка сохранности фенольных соединений при различных режимах экструзии смесей крахмала и жмыха клюквы показала увеличение содержание флавонолов на 30-34 % (White et al., 2010), а максимальная сохранность антоцианов наблюдалась при 150°С и 30 % жмыха — наименьшей в опыте концентрации вносимого в экструдируемую смесь ягодного сырья.
Исследование влияния режимов экструзии на изменение содержания антоцианов, процианидинов и ги-дроксикоричных кислот смесей крахмала и жмыхов рябины показало, что варьирование скорости вращения шнеков в диапазоне 300 и 500 об/мин, температуры 100-140 °С и влагосодержания 15-22 % не оказывало значимого влияния на сохранение процианидинов и гидроксикоричных кислот (Hirth et al., 2015). Более высокая скорость шнека увеличивала удельную механическую энергию и температуру процесса, что привело к потере антоциа-нов, сохранность которых находилась в обратной корреляционной зависимости от температуры экструзии. Максимальная сохранность цианидино-вых гликозидов, составившая 60 %, была отмечена при самом высоком содержании воды 22 %. Высокую сохранность фенольных соединений 91-99 % в процессе экструзии показала переработка куку-
рузного крахмала с 2 % экстракта черники в широких пределах варьирования режимами — скорости вращения шнеков 180-270 об/мин, влажности 1828 %, температуры 100-160 °С (Hirth et al., 2015). Сохранность антоцианов при этом колебалась в более широких пределах 49-90 %.
В условиях нашего эксперимента сохранность фе-нольных соединений при 5 % внесении ягод брусники составила 91 %, а при 15 % — только 45 %. Таким образом, показано, что добавление в рецептуру более 5 % ягод не является целесообразным в аспекте повышения пищевой ценности за счет фенольных соединений. Чтобы добиться значимого увеличения содержания пищевых волокон необходимо внесение 15 % ягод.
С ростом дозировки ягод отмечаются негативные тенденции для потребительских характеристик продукта, повышение твердости, снижение пористости, ухудшение общей органолептической оценки. Такие результаты коррелируют с аналогичными исследованиями, например, при экстру-дировании смесей рисовый муки и жмыха клюквы, добавляемого к рисовой муке в количестве до 25 %, отмечалось увеличение твердости экструдатов с 23 до 157 Н (Pranabendu et al., 2022). Это обусловлено увеличением влажности экструдируемой смеси за счет повышения доли ягод в рецептуре и соответствующим влиянием данного параметра на режимы экструзии и на структурно-механические свойства экструдатов.
ВЫВОДЫ
В результате проведенного исследования подтверждена возможность использования ягод брусники в технологии экструзионных продуктов, готовых к употреблению. Повышение содержания ягод в перерабатываемой смеси снижает температуру экструзии, момент сдвига и давление в камере установки. По результатам инструментального анализа структурно-механических свойств показано, что внесение до 10 % ягод брусники незначимо влияет на твердость гранул продукта и количество микроразломов в тестах, имитирующих раскусывание образца. Хроматические составляющие цвета продукта значимо изменяются с повышением дозировки ягод, хроматическая составляющая «а» в сторону красного цвета с 0,32 до 8, хроматическая составляю-
щая «b» менее интенсивно в сторону синего. Установлено снижение содержания фенольных соединений в результате экструзии, при этом потери увеличиваются с повышением содержания ягод в рецептуре, следовательно, рационально добавлять не более 5 % ягод в экструдируемую смесь. Данной рекомендации, соответствует и максимальная суммарная дегустационная оценка образцу с 5 % ягоды брусники.
Полученные результаты исследования показывают, что влагосодержание смеси, обусловленное увеличением содержания ягод брусники в рецептуре, негативно влияет на структурно-механические показатели продукции. В связи с этим перспективным направлением исследований является разработка экструзионных технологий с использованием продуктов переработки ягод брусники, например, жмыхов после отжима сока. Это позволит снизить количество воды, вносимой с ингредиентом в экс-трудируемую смесь, что положительно скажется на структурно-механических свойствах, и, что яв-
ЛИТЕРАТУРА
Денисенко, Т. А., Вишникин, А. Б., & Цыганок, Л. П. (2015). Спектрофотометрическое определение суммы фенольных соединений в растительных объектах с использованием хлорида алюминия, 18-молибдо-дифосфата и реактива Фолина-Чокальтеу. Аналитика и контроль, 19(4), 373-380. https://doi.org/ 10.15826/ analitika.2015.19.4.012
Лютикова, М. Н., & Ботиров, Э. Х. (2015). Химический состав и практическое применение ягод брусники и клюквы. Химия растительного сырья, (2), 5-27. https://doi.org/10.14258/jcprm.201502429 Шариков, А. Ю., & Степанов, В. И. (2015). Инструментальные методы исследования текстуры экструдирован-ных продуктов. Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов, (5), 3-9. Шариков, А. Ю., & Амелякина, М. В. (2021). Модификация углеводов сельскохозяйственного сырья в процессе термопластической экструзии (обзор). Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 22(6), 795-803. https://doi. org/10.30766/2072-9081.2021.22.6.795-803 Adekola, K. A. (2016). Engineering review food extrusion technology and its applications. Journal of Food Science and Engineering, 6, 149-168. https://doi.org/10.17265/2159-5828/2016.03.005 Al-Rabadi, G. J., Torley, P. J., Williams, B. A., Bryden, W. L., & Gidley, M. J. (2011). Effect of extrusion temperature and pre-extrusion particle size on starch digestion kinetics in barley and sorghum grain extrudates. Animal Feed Science and Technology, 168(3-4), 267-279. https://doi. org/10.1016/j.anifeedsci.2011.04.097
ляется важным фактором повышения экологизации и ресурсосбережения переработки ягод, утилизировать влажные отходы производства.
АВТОРСКИЙ ВКЛАД
Шариков А. Ю.: концептуализация; проведение исследования; формальный анализ; создание рукописи и ее редактирование.
Соколова Е. Н.: проведение исследования.
Амелякина М. В.: проведение исследования; создание рукописи и ее редактирование.
Поливановская Д. В.: проведение исследования; визуализация данных.
Серба Е. М.: руководство исследованием.
Anton, A. A., Fulcher, R. G., & Arntfield, S. D. (2009). Physical and nutritional impact of fortification of corn starch-based extruded snacks with common bean (Phaseolus vulgaris l.) flour: Effects of bean addition and extrusion cooking. Food Chemistry, 113(4), 989-996. https://doi. org/10.1016/j.foodchem.2008.08.050 Brennan, C. S., Brennan, M. A., Derbyshire, E. J., & Ti-wari, B. K. (2011). Effects of extrusion on the polyphenols, vitamins and antioxidant activity of foods. Trends in Food Science and Technology, 22(10), 570-575. https://doi. org/10.1016/j.tifs.2011.05.007 Brennan, M. A., Derbyshire, E., Brennan, C. S., & Tiwari, B. K. (2012). Impact of dietary fibre-enriched ready to eat extruded snacks on the postprandial glycaemic response of non-diabetic patients. Molecular Nutrition and Food Research, 56(5), 834-837. https://doi.org/10.1002/mnfr.201100760 Brennan, M. A., Derbyshire, E. J., Tiwari, B. K., & Brennan, C. S. (2013). Ready-to-eat snack products: The role of extrusion technology in developing consumer acceptable and nutritious snacks. International Journal of Food Science and Technology, 48(5), 893-902. https://doi.org/10.1111/ ijfs.12055
Bujor, O. C., Ginies, C., Popa, V. I., & Dufour, C. (2018). Phenolic compounds and antioxidant activity of lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L.) leaf, stem and fruit at different harvest periods. Food chemistry, 252, 356-365. https://doi. org/10.1016/j.foodchem.2018.01.052 Drozdz, P., Seziene, V., & Pyrzynska, K. (2017). Phytochemi-cal properties and antioxidant activities of extracts from wild blueberries and lingonberries. Plant Foods for Hu-
man Nutrition, 72(4), 360-364. https://doi.org/10.1007/ s11130-017-0640-3 Hirth, M., Leiter, A., Beck, S. M., & Schuchmann, H. P. (2014). Effect of extrusion cooking process parameters on the retention of bilberry anthocyanins in starch based food. Journal of Food Engineering, 125(1), 139-146. https://doi. org/10.1016/j.jfoodeng.2013.10.034 Hirth, M., PreiS, R., Mayer-Miebach, E., & Schuchmann, H. P. (2015). Influence of HTST extrusion cooking process parameters on the stability of anthocyanins, procyanidins and hydroxycinnamic acids as the main bioactive choke-berry polyphenols. LWT — Food Science and Technology, 62(1), 511-516. https://doi.org/10.1016Zj.lwt.2014.08.032 Kowalska, K. (2021). Lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L.) Fruit as a source of bioactive compounds with health-promoting effects-a review. International Journal of Molecular Sciences, 22(10), Article 5126. https://doi.org/10.3390/ijms22105126 Lohani, U.C., & Muthukumarappan, K. (2017). Effect of extrusion processing parameters on antioxidant, textural and functional properties of hydrodynamic cavitated corn flour, sorghum flour and apple pomace-based extrudates. Journal of Food Process Engineering, 40(3), Article e12424. https://doi.org/10.1111/jfpe.12424 Moraru, C. I., & Kokini, J. L. (2003). Nucleation and expansion during extrusion and microwave heating of cereal foods. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2(4), 147-165. https://doi.org/10.1111/j.1541-4337.2003. tb00020.x
Lovegrove, A., Edwards, C. H., de Noni, I., Patel, H., El, S. N., Grassby, T., Zielke, C., Ulmius, M., Nilsson, L., Butterworth, P. J., Ellis, P. R., & Shewry, P. R. (2017). Role of polysaccharides in food, digestion, and health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57(2), 237-253. https://doi. org/10.1080/10408398.2014.939263 Navale, S. A., Swami, S. B. & Thakor, N. J. (2015). Extrusion cooking technology for foods: A review. Journal of Ready to Eat Food, 2(3), 66-80.
Pranabendu, M., Sagar, K., Sai, S., & Kaushal, S. (2022). Conversion of industrial food wastes cranberry pomace into foods blending with rice flour using single-screw extrusion process. Journal of Food Industry, 5(1), 44-61. https:// doi.org/10.5296/jfi.v5i1.19427 Shamilov, A. A., Bubenchikova, V. N., Chernikov, M. V., Pozdnyakov, D. I., & Garsiya, E. R. (2020). Vaccinium Vi-tis-idaea L.: Chemical contents, pharmacological activities. Pharmaceutical Sciences, 26(4), 344-362. https://doi. org/10.34172/PS.2020.54 Shmid, V., Steck, J., Mayer-Miebach, E., Behsnilian, D., Bunzel, M., Karbstein, H. P., & Emin, M. A. (2021). Extrusion processing of pure chokeberry (Aronia melanocarpa) pomace: Impact on dietary fiber profile and bioactive compounds. Foods, 10(3), Article 518. https://doi.org/10.3390/ foods10030518
Van Hecke, E., Allaf, K., & Bouvier, J. M. (1998). Texture and structure of crispy-puffed food products. Mechanical properties in puncture. Journal of Texture Studies, 29(6), 617632. https://doi.org/10.1111/j.1745-4603.1998.tb00189.x Viscidi, K. A., Dougherty, M. P., Briggs, J., & Camire, M. E. (2004). Complex phenolic compounds reduce lipid oxidation in extruded oat cereals. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie-Food Science and Technology, 37(7), 789796. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2004.03.005 White, B. L., Howard, L. R., & Prior, R. L. (2010). Polyphenolic composition and antioxidant capacity of extruded cranberry pomace. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(7), 4037-4042. https://doi.org/10.1021/jf902838b Yu, H., Liu, H., Erasmus, S.W., Zhao, S., Wang, O., & Van Ruth, S. M. (2021). An explorative study on the relationships between the quality traits of peanut varieties and their peanut butters. LWT — Food Science and Technology, 151, Article 112068. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112068
REFERENCES
Denisenko, T. A., Vishnikin, A. B., & Tsyganok, L. P. (2015). Spektrofotometricheskoe opredelenie summy fenol'nykh soedinenii v rastitel'nykh ob»ektakh s ispol'zovaniem khlorida alyuminiya, 18-molibdodifosfata i reaktiva Foli-na-Chokal'teu [Spectrophotometric determination of the amount of phenolic compounds in plant objects using aluminum chloride, 18-molybdenum diphosphate and Folin-Chocalteu reagent]. Analitika i kontrol' [Analytics and Control], 19(4), 373-380. https://doi.org/ 10.15826/ analitika.2015.19.4.012 Lyutikova, M. N., & Botirov, E. Kh. (2015). Khimicheskii sostav i prakticheskoe primenenie yagod brusniki i kly-ukvy [Chemical composition and practical application of cranberries and cranberries]. Khimiya rastitel'nogo syr'ya [Chemistry of Plant Raw Materials], (2), 5-27. https://doi. org/10.14258/jcprm.201502429 Sharikov, A. Yu., & Amelyakina, M. V. (2021). Modifikatsiya uglevodov sel'skokhozyaistvennogo syr'ya v protsesse
termoplasticheskoi ekstruzii (obzor) [Modification of carbohydrates of agricultural raw materials in the process of thermoplastic extrusion (review)]. Agrarnaya nauka Ev-ro-Severo-Vostoka [Agricultural Science of the Euro-NorthEast], 22(6), 795-803. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.6.795-803 Sharikov, A. Yu., & Stepanov, V. I. (2015). Instrumental'nye metody issledovaniya tekstury ekstrudirovannykh produktov [Instrumental methods for studying the texture of extruded products]. Tekhnologiya i tovarovedenie innovat-sionnykh pishchevykh produktov [Technology and Commodity Science of Innovative Food Products], (5), 3-9. Adekola, K. A. (2016). Engineering review food extrusion technology and its applications. Journal of Food Science and Engineering, 6, 149-168. https://doi.org/10.17265/2159-5828/2016.03.005 Al-Rabadi, G. J., Torley, P. J., Williams, B. A., Bryden, W. L., & Gidley, M. J. (2011). Effect of extrusion temperature
and pre-extrusion particle size on starch digestion kinetics in barley and sorghum grain extrudates. Animal Feed Science and Technology, 168(3-4), 267-279. https://doi. org/10.1016/j.anifeedsci.2011.04.097 Anton, A. A., Fulcher, R. G., & Arntfield, S. D. (2009). Physical and nutritional impact of fortification of corn starch-based extruded snacks with common bean (Phaseolus vulgaris l.) flour: Effects of bean addition and extrusion cooking. Food Chemistry, 113(4), 989-996. https://doi. org/10.1016/j.foodchem.2008.08.050 Brennan, C. S., Brennan, M. A., Derbyshire, E. J., & Tiwari, B. K. (2011). Effects of extrusion on the polyphenols, vitamins and antioxidant activity of foods. Trends in Food Science and Technology, 22(10), 570-575. https://doi. org/10.1016/j.tifs.2011.05.007 Brennan, M. A., Derbyshire, E., Brennan, C. S., & Tiwari, B. K. (2012). Impact of dietary fibre-enriched ready to eat extruded snacks on the postprandial glycaemic response of non-diabetic patients. Molecular Nutrition and Food Research, 56(5), 834-837. https://doi.org/10.1002/ mnfr.201100760 Brennan, M. A., Derbyshire, E. J., Tiwari, B. K., & Brennan, C. S. (2013). Ready-to-eat snack products: The role of extrusion technology in developing consumer acceptable and nutritious snacks. International Journal of Food Science and Technology, 48(5), 893-902. https://doi.org/10.1111/ ijfs.12055
Bujor, O. C., Ginies, C., Popa, V. I., & Dufour, C. (2018). Phenolic compounds and antioxidant activity of lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L.) leaf, stem and fruit at different harvest periods. Food chemistry, 252, 356-365. https://doi. org/10.1016/j.foodchem.2018.01.052 Drozdz, P., Seziene, V., & Pyrzynska, K. (2017). Phytochemi-cal properties and antioxidant activities of extracts from wild blueberries and lingonberries. Plant Foods for Human Nutrition, 72(4), 360-364. https://doi.org/10.1007/ s11130-017-0640-3 Hirth, M., Leiter, A., Beck, S. M., & Schuchmann, H. P. (2014). Effect of extrusion cooking process parameters on the retention of bilberry anthocyanins in starch based food. Journal of Food Engineering, 125(1), 139-146. https://doi. org/10.1016/j.jfoodeng.2013.10.034 Hirth, M., PreiS, R., Mayer-Miebach, E., & Schuchmann, H. P. (2015). Influence of HTST extrusion cooking process parameters on the stability of anthocyanins, procyanidins and hydroxycinnamic acids as the main bioactive choke-berry polyphenols. LWT — Food Science and Technology, 62(1), 511-516. https://doi.org/10.1016Zj.lwt.2014.08.032 Kowalska, K. (2021). Lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L.) Fruit as a source of bioactive compounds with health-promoting effects-a review. International Journal of Molecular Sciences, 22(10), Article 5126. https://doi.org/10.3390/ ijms22105126
Lohani, U.C., & Muthukumarappan, K. (2017). Effect of extrusion processing parameters on antioxidant, textural and functional properties of hydrodynamic cavitated corn flour, sorghum flour and apple pomace-based extrudates. Journal of Food Process Engineering, 40(3), Article e12424. https://doi.org/10.1111/jfpe.12424
Moraru, C. I., & Kokini, J. L. (2003). Nucleation and expansion during extrusion and microwave heating of cereal foods. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2(4), 147-165. https://doi.org/10.111Vj.1541-4337.2003. tb00020.x
Lovegrove, A., Edwards, C. H., de Noni, I., Patel, H., El, S. N., Grassby, T., Zielke, C., Ulmius, M., Nilsson, L., Butterworth, P. J., Ellis, P. R., & Shewry, P. R. (2017). Role of poly-saccharides in food, digestion, and health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57(2), 237-253. https://doi. org/10.1080/10408398.2014.939263 Navale, S. A., Swami, S. B. & Thakor, N. J. (2015). Extrusion cooking technology for foods: A review. Journal of Ready to Eat Food, 2(3), 66-80. Pranabendu, M., Sagar, K., Sai, S., & Kaushal, S. (2022). Conversion of industrial food wastes cranberry pomace into foods blending with rice flour using single-screw extrusion process. Journal of Food Industry, 5(1), 44-61. https:// doi.org/10.5296/jfi.v5i1.19427 Shamilov, A. A., Bubenchikova, V. N., Chernikov, M. V., Pozdnyakov, D. I., & Garsiya, E. R. (2020). Vaccinium Vi-tis-idaea L.: Chemical contents, pharmacological activities. Pharmaceutical Sciences, 26(4), 344-362. https://doi. org/10.34172/PS.2020.54 Shmid, V., Steck, J., Mayer-Miebach, E., Behsnilian, D., Bunzel, M., Karbstein, H. P., & Emin, M. A. (2021). Extrusion processing of pure chokeberry (Aronia melanocarpa) pomace: Impact on dietary fiber profile and bioactive compounds. Foods, 10(3), Article 518. https://doi.org/10.3390/ foods10030518
Van Hecke, E., Allaf, K., & Bouvier, J. M. (1998). Texture and structure of crispy-puffed food products. Mechanical properties in puncture. Journal of Texture Studies, 29(6), 617632. https://doi.org/10.1111/j.1745-4603.1998.tb00189.x Viscidi, K. A., Dougherty, M. P., Briggs, J., & Camire, M. E. (2004). Complex phenolic compounds reduce lipid oxidation in extruded oat cereals. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie-Food Science and Technology, 37(7), 789796. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2004.03.005 White, B. L., Howard, L. R., & Prior, R. L. (2010). Polyphenolic composition and antioxidant capacity of extruded cranberry pomace. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(7), 4037-4042. https://doi.org/10.1021/jf902838b Yu, H., Liu, H., Erasmus, S.W., Zhao, S., Wang, O., & Van Ruth, S. M. (2021). An explorative study on the relationships between the quality traits of peanut varieties and their peanut butters. LWT — Food Science and Technology, 151, Article 112068. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112068
