CC BY
73
СЫРЬЕ
и МАТЕРИАЛЫ
УДК 663.8:66.081.6
Использование экстракта шиповника в безалкогольных и алкогольных напитках
и его производство с применением баромембранных процессов
ВЛ. Кудряшов,
канд. техн. наук;
Н. С. Погоржельская,
канд. техн. наук, доцент;
A. И. Лемтюгин,
B. В. Алексеев
ВНИИПБТ-филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи
Проведенные в ФИЦ питания и биотехнологии масштабные длительные НИР позволили установить ряд нарушений в питании населения РФ, в том числе — дефицит витаминов (особенно — С, В1, В2, А, Е, Д, фолиевой кислоты и каротиноидов) [1-3]. Количество и калорийность потребляемой пищи часто превышают потребности человека. В этой связи даже теоретически невозможно при обычном рационе обеспечить его всеми необходимыми витаминами и другими биологически активными веществами (БАВ) в достаточном количестве, особенно в условиях продовольственных санкций.
Эта проблема может быть решена путем обогащения традиционных продуктов питания в оптимальном соотношении недостающими БАВ, в том числе и витаминами. К сожалению, большинство витаминов не выпускают в РФ. Исключение — витамин С, который в РФ производят в основном в виде сиропов с высоким содержанием сахара, но потребность в нем полностью не удовлетворяется. Кроме того, высокое содержание сахара не позволяет использовать сироп в целом ряде продуктов питания.
Потребность в витамине С составляет для взрослых 90,0 мг/сут, для детей — 40,0-50,0 мг/сут [2]. В организме человека он не синтезируется и не накапливается, а поступает с пищей. Витамин С (аскорбиновая кислота — АСК) принимает участие в большин-
стве биохимических процессов, а в ряде из них играет основную роль.
По обобщенным литературным данным установлено, что витамин С — антиоксидант, усиливающий действие других БАВ (например, селена и витамина Е), способствует усвоению кальция и всасыванию железа, предохраняет от бактерий и вирусов, оказывает противовоспалительное и противоаллергическое действие, укрепляет иммунную систему, ускоряет заживление ран, выводит токсины, регулирует обмен веществ, улучшает функцию печени, помогает профилактике атеросклероза и близорукости. Он влияет на синтез антистрессовых и других гормонов, регулирует процессы кроветворения и нормализует проницаемость капилляров, участвует в синтезе белка коллагена (необходимого для роста клеток тканей, костей и хрящей организма).
По последним данным витамин С обладает противоопухолевыми свойствами, замедляет процесс старения, снижает интоксикацию организма людей, страдающих алкоголизмом и наркоманией, повышает эффективность гипотензивных средств у больных гипертонией, положительно влияет на эффективность витаминов А, В1, В2, В5, Е, фолиевой кислоты и образование активных форм витамина D, которого в РФ, по данным лаборатории витаминов и минеральных веществ ФИЦ питания и биотехнологии, не хватает больше всего [3].
ПИВО и НАПИТКИ
2•2018
За последние 10 лет потребление витамина С в РФ несколько увеличилось за счет потребления овощей, фруктов и ягод. Но продукты, поступающие в продажу в весенне-зимний период, им не богаты, так как либо выращены в искусственных условиях, либо сорваны недозрелыми. Кроме того, из-за низкой влажности в отапливаемых квартирах зимой увеличивается потребление воды, с которой водорастворимые витамины С и В быстрее других удаляются из организма человека.
Витамин С в основном содержится в свежих растительных продуктах, не темнеющих на срезе: сладком красном перце, горохе, клубнике, капусте, черной смородине, цитрусовых, помидорах, различной зелени. Наличие в них антиоксидантов флавоноидной и полифенольной природы способствует сохранению этого витамина.
Наиболее высокая концентрация витамина С содержится в шиповнике — до 5,5%. Кроме того, он содержит: каротин (провитамин А) — 12-18 мг %; витамин В2 — 0,03 мг %; витамин К; флавоноиды; порядка 18 % сахаров; до 4 % пектиновых и до 4,5 % дубильных веществ; лимонную, яблочную и другие органические кислоты. Поэтому его в виде сиропов, экстрактов и настоев используют в качестве источника витамина С в лекарственных средствах и продуктах питания, в том числе в различных напитках и соках.
Анализ литературных источников показал, что изучение применения экстракта шиповника в различных напитках — актуальное направление исследований. Так, например, доказана целесообразность применения экстракта шиповника при производстве кисломолочных напитков дополнительно к пребиотику галактоолиго-сахариду [4]. В работах [5-8] показана целесообразность внесения этого экстракта и при производстве напитков из молочной сыворотки. Установлено, что по физико-химическим показателям напитки из сыворотки с шиповником соответствуют требованиям ФЗ № 88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» [5]. Создана технология производства гелеобразного напитка из творожной сыворотки с повышенными сроками хранения и антиоксидантной активностью с использованием шиповника [6]. Подтверждено, что наибольшей антиоксидантной активностью обладает экстракт шиповника коричного — значение этого показателя для
экстракта из ягод рябины черноплодной меньше на 19,8 %; из ягод клюквы четырехлепестковой — на 39,4; ягод винограда Амурского — на 55,2; а ягод актинидии коломикта — на 70 % [8].
В ряде других работ также показана целесообразность внесения шиповника в различные напитки, в том числе:
• в «травяные чаи» — сопоставлена антиоксидантная активность напитков из шиповника и «Каркаде», которая для первого оказалась в 1,5 раза выше [9];
• в функциональные напитки, что позволило довести их качество до требований, установленных ГОСТ Р 52349-2005 к функциональным пищевым продуктам, а наибольший эффект отмечен для композиции актинидии, рябины черноплодной и шиповника [10];
• на основе шиповника создан функциональный напиток, содержащий как АСК, так и пектин, который служит комплексообразователем для нежелательных шлаков, тяжелых и радиоактивных элементов и стабилизирующий концентрацию холестерина [11].
В работах [12-15] показана эффективность использования шиповника при производстве сиропов, в том числе приведены теоретические основы производства сиропов и БАД с фитопрепаратами, разработаны методики определения АСК в плодах шиповника методом тонкослойной хроматографии. Показана способность био-флавоноидов сиропов с шиповником тормозить окисление АСК ионами тяжелых металлов.
При производстве бальзамов шиповник рекомендован к применению в качестве источника АСК и БАД с ценными функциональными свойствами [16]. Показана эффективность использования шиповника при производстве ликеро-водочных изделий с добавлением клюквы и листьев мяты [17]. Отработаны оптимальные условия экстракции смеси лекарственных растений, включающих шиповник, для получения лекарственного седа-тивного (успокоительного) сиропа «Фитопассит» [18].
Наряду с напитками шиповник применяют: при производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий (повышается биологическая ценность, снижается калорийность, улучшаются физико-химические свойства и органолептические показатели); в составе рыбного фарша для
школьного питания; при производстве сахара и других продуктов питания. Например, в источнике показана эффективность его использования при производстве сырокопченых мясных продуктов с целью улучшения их вкуса и аромата; ускоряется распад нитрита натрия и уменьшается его остаточное содержание [19]. Установлено, что в сырокопченых колбасах, в рецептуре которых коньяк был заменен водно-спиртовым настоем шиповника, содержание витамина С увеличилось в 3 раза, витамина Е в 1,5 раза, а также были обнаружены каротиноиды [20].
В качестве антиоксиданта витамин С лучше всего проявляет себя совместно с флавоноидами, кароти-ноидами, витаминами Е и Р. Следовательно, его целесообразно вводить в восстановленные соки и молоко. Этанол, медь, железо разрушают витамин С, а кофеин мешает его усвоению. Поэтому добавлять его в кофе и чай нецелесообразно, а в алкогольных напитках использовать только в качестве коричневого красителя и вкусоа-роматической добавки.
Для производства ингредиентов и БАД можно применять следующие анатомические части кустарника шиповника: плоды, оболочки плодов, семена, шрот, гипантии, цветки, корни и листья.
В зависимости от типа сырья и области его использования применяют водные, водно-спиртовые, спиртовые или масляные экстракты. При этом водные экстракты, настои и отвары — наиболее физиологичные формы для организма человека [21].
Большинство существующих в РФ способов производства водных экстрактов рассчитаны:
• на получение экстрактов, настоев, отваров непосредственно на месте потребления из цельных плодов или только из оболочек шиповника, что не позволяет использовать все его анатомические части и все содержащиеся в них ценные БАВ;
• на получение сиропов с большим содержанием сахара.
На существующих в РФ предприятиях по переработке шиповника применяемое оборудование и режимы его эксплуатации значительно отличаются друг от друга [22, 23]. При этом к основным общим недостаткам различных технологий относят: использование для концентрирования энергозатратного метода вакуум-выпаривания (проводимого при неблагоприятной
для сохранности АСК температуре, порядка 60 °С); недостаточную очистку от взвешенных веществ и пектина; использование в качестве консерванта сахарного сиропа, что ограничивает сферу его применения и уменьшает удельное содержание витамина С и других БАВ. Кроме того, применяют трудоемкую (из-за необходимости регенерации фильтрующего материала) стадию фильтрования на фильтр-прессах и экстрагирования (на ряде предприятий) из размолотого целиком шиповника без разделения на основные анатомические фракции.
Разработанная и представленная в настоящей работе технология предусматривает устранение вышеуказанных недостатков, прежде всего за счет замены вакуум-выпаривания на баромембранные процессы (БМП): ультрафильтрацию (УФ); нанофиль-трацию (НФ) и обратный осмос (ОО), отличающиеся низкими энергозатратами и возможностью концентрирования при низких температурах [24].
Были проведены углубленные исследования водной экстракции шиповника с учетом разрушающих витамин С факторов, к которым относят: действие света, ионную реакцию среды, температуру хранения и обработки, взаимодействие с металлами (особенно с медью и железом). Основной окислитель витамина С — кислород, действие которого усиливается, особенно в щелочной и нейтральной среде, в кислой—АСК устойчива до 100 °С.
Кроме того, во всех растительных продуктах витамину С сопутствует антивитамин — фермент аскорба-токсидаза (АО, L-аскорбат, кислород-оксидорекдуказа, ЕС 1.10.3.3), которая оказывает наиболее разрушительное воздействие на АСК [25]. При экстракции следует учитывать, что АО полностью разрушается в нейтральной среде за 10 мин при нагревании до 60 °С, а в щелочной — при комнатной температуре.
Экстракцию оболочек шиповника (получали путем его измельчения до размера частиц порядка 2,5 мм с последующим отсевом семян и околоплодников) проводили при гидромодуле сырье: экстрагент 1:10. Результаты представлены на рис. 1 и обобщены в зависимость
СВ = т / (а + Ь т),
где а = 1,3 - 0,013 г; Ь = 0,17 - 0,00047 г; т — время экстракции, мин; г — температура экстракции, °С.
В ряде производств востребованы экстракты из размолотого шиповника без разделения анатомических частей с меньшим гидромодулем — 1: 5. Такие эксперименты также были проведены, результаты представлены на рис. 2 и обобщены в формулу
СВ = т / (а + Ь т),
где а = 0,38- 0,0025 г; Ь = 0,11.
Далее экстракты очищали с помощью МФ и УФ мембран от взвесей,
коллоидов и высокомолекулярных соединений. Исследования показали, что для этих целей можно применять отечественные трубчатые мембранные элементы: микрофильтры БТМ 05/2 и ультрафильтры БТУ 05/2 из полимеров, выпускаемые ЗАО «НТЦ Владипор» [26], а также керамические мембранные фильтры ООО «Керамик-фильтр» [27].
Дальнейшие эксперименты показали, что на стадии концентрирования экстракта очищенного с помощью МФ и УФ мембран следует применять мембранные установки с импортозамещающими мембранными элементами (МЭ) рулонного типа (nano RO) комплектуемые ОО мембранами типа ОРМ, выпускаемые ОАО «РМ Нанотех» (см. таблицу) под торговой маркой MEMBRANIUM™ [28].
Исследования показали, что для концентрирования экстракта шиповника можно применять только МЭ, комплектуемые мембранами типа ОРМ 32К, ОРМ 31К и ОРМ 45К, так как они полностью задерживают витамин С (основной показатель БМП — селективность по АСК = 100 %), что требуется для данной стадии. Через мембраны типа ОРМ 33К и на РМ до 10-15% этого витамина проходит в пермеат (поток, прошедший через мембрану). Это соответствует селективности этих мембран по АСК = 85-90%, что недопустимо из-за больших ее потерь с пермеатом.
Для расчета процесса концентрирования очищенного на УФ мембра-
9 -г
8 -
7 -
6 -
5 -
4 -
3 -
2 -
г »- _____ f---
> „ „ -1 1- —"" ---•
/ ✓ / / г' / / /
< ; 111 >J / 1 ' г /
1 •/ k 1 i г i / i / i 1 11
tí
10 20 30 40 50 60 70 80 Продолжительность экстракции т, мин
- 90 °С 75 °С -- 55 °С - 40 °С - 20 °С
90
Рис. 1. Концентрация СВ в водном экстракте размолотых оболочек шиповника в зависимости от температуры и продолжительности экстракции (гидромодуль 1:10)
^______
г --
1 ✓ ✓ м
/ / / / / / /
// / /
" // i Т i /
и/
10 20 30 40 50 60 70 Продолжительность экстракции, ч
90 °С -- 75 °С - 45 °С - 25 °С
80 90
Рис. 2. Концентрация СВ в водном экстракте размолотого шиповника без разделения анатомических частей (гидромодуль 1:5) в зависимости от температуры и продолжительности экстракции
8
7
6
4
3
2
1
1
0
0
0
0
Классификация и основные характеристики ОО (RO) и НФ (NF) мембран
Марка модели МЭ Тип мембраны Селективность Рекомендуемое давление, МПа
nano RO KCH ОРМ 33К 99,1/98,3 0,6-0,9
nano RO KH ОРМ 32К 99,2/98,5 0,9-1,2
nano RO KC ОРМ 31К 99,7/99,4 1,2-2,0
nano RO KM ОРМ 45К 99,8/99,6 4,5-6,5
nano NF На РМ 60/99 0,6-2,0
Примечание. Селективность RO мембран: номинальная/минимальная по NaCl. Селективность NF мембран -номинальная по NaCl/номинальная по MgSO. Мембранные элементы (nano RO): КСН - сверхнизконапорные; КН - низконапорные; КС - высокоселективные; КМ - для морской воды.
гс 70 "
I 600
•гН
50-
(У
| 40-
СО ГО
г 30-
0
1 20° 10° 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Концентрация СВ, % - ОРМ 45К - ОРМ 31К - ОРМ 32К
Рис. 3. Осмотическое давление предварительно очищенного на УФ мембранах, сконцентрированного на ОО мембранах ультраконцентрата экстракта шиповника в зависимости от его концентрации
нах экстракта с помощью ОО мембран (гидравлических потерь в проточной части ОО установок и напора применяемых насосов) необходимо располагать значениями его вязкости в зависимости от концентрации и температуры. Проведенные исследования вязкости экстракта V в зависимости от его концентрации Ср и температуры обобщены в формулу
V = vв ехр[2512 Ср/Т],
где vв — вязкость воды при соответствующей температуре; С — концен-
трация СВ в экстракте; Т — абсолютная температура, °К.
Основной показатель, предопределяющий эффективность процесса ОО — осмотическое давление п раствора, так как от него зависит величина удельной производительности мембран (л/м2 в час) — основной показатель БМП. Проведенные исследования по концентрированию на ОО мембранах очищенного на УФ мембранах экстракта шиповника с параллельным определением осмотического давления п динамическим методом представлены на рис. 3. В экспериментах наблюдалась средняя удельная производительность указанных марок мембран типа ОРМ при рекомендованных рабочих давлениях порядка 25-35 л/м2 в час, которые следует применять при расчетах промышленных установок.
Описание рекомендуемой технологической схемы производства ультраконцентрата (УК) экстракта шиповника (УК ЭШ) на основе применения БМП. В результате обобщения результатов собственных исследований, анализа литературных источников и патентов разработана и рекомендуется технологическая линия производства ультраконцентрата экстракта шиповника (водного экстракта шиповника предварительно очищенного на УФ мембранах с по-
следующим концентрированием на ОО мембранах), блок-схема которой представлена на рис. 4. Она рассчитана на возможность как создания нового производства, так и на освоение путем ее адаптации к любому из уже существующих предприятий и добавления только мембранных установок с соответствующим вспомогательным оборудованием.
Работа линии осуществляется следующим образом. Исходный сухой шиповник предварительно измельчается в измельчителе 1. В разделителе 2 из размолотого шиповника отделяют размолотые оболочки от семян, околоплодников и других его анатомических частей. Далее размолотые оболочки подаются в экстрактор 3 для экстракции горячей водой (85...95 °С) витамина С и Р, а также других БАВ. В случае производства витамина Р, дополнительно к первой экстракции витамина С, проводится повторная экстракция оболочек водой с температурой 98.100 °С. В качестве экстрагента для уменьшения осмотического давления экстракта целесообразно применять дистиллированную воду или воду, очищенную с помощью ОО мембран.
Далее экстракт подается в шнеко-вый сепаратор 4 для отделения жидкого экстракта от очищенных оболочек шиповника (жома, шрота). После чего подается на УФ установку 5 для отделения остаточного количества взвешенных веществ и коллоидов (мякоти) с целью получения УФ пер-меата с коллоидным индексом SDI не более 4. Осветленный УФ пермеат подается на ОО установку 6, укомплектованную мембранами ОРМ 45К для его концентрирования до концентрации СВ порядка 55-60% (то есть такой же, как на существующих выпарных установках). ОО пермеат, представляющий собой глубокоочи-щенную воду, возвращается в экстрактор 3, где используется в качестве экстрагента (за счет чего уменьшается количество подаваемой в него исходной воды).
Переработка шиповника на существующих в РФ производствах осуществляется не только по различным схемам, но и в разные продукты: сиропы, масло шиповника, экстракты (сухие и жидкие глубоко сконцентрированные), отвары, настои, порошки тонко измельченных плодов, сухой жом и др. Поэтому привязка схемы (см. рис. 4) осуществляется автора-
Пми индивидуально к каждому конкретному производству. Основная цель введения схемы заключается в замене энергоемкой выпарки на низкоэнергоемкие БМП и получение препаратов глубоко очищенных от взвешенных веществ и коллоидов.
При адаптации схемы к существующим производствам и(или) при ее усовершенствовании с целью переработки отходов и расширения номенклатуры выпускаемой продукции следует использовать результаты исследований и промышленный опыт, например:
• масло шиповника следует получать экстракцией растительным маслом из семян шиповника с низким содержанием околоплодника (менее 1,0 %), что позволяет превысить качество официального масла шиповника [29];
• из отработанного шрота (жома) путем его обработки ферментом Целловиридином Г20х следует производить БАД с повышенным содержанием витамина В2 и р-каротина по технологии источника [30].
Разработчики заинтересованы во внедрении описанных в настоящей статье технологий и продолжении НИОКР с соответствующими научными организациями и предприятиями.
НИР по подготовке рукописи проведена за счет субсидии на выполнение госзадания в рамках Программы Фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020гг. (тема № 0529-2014-0105).
ЛИТЕРАТУРА
1. Тутельян, В.А. Современные подходы к обеспечению качества и безопасности биологически активных добавок к пище в Российской федерации / В. А. Тутельян, Б. П. Суханов // Тихоакеанский медицинский журнал. — 2009. — № 1. — С. 12-19.
2. Спиричев, В.Б. Научное обоснование применения витаминов в профилактических и лечебных целях. Сообщение 1. Недостаток витаминов в рационе современного человека: причины, последствия и пути коррекции / В. Б. Спиричев // Вопросы питания. — 2010. — Т. 79. — № 5. — С. 4-13.
3. Кодинцева, В. М. Обеспеченность населения России микронутриентами и возможность ее коррекции. Состояние проблемы / В. М. Кодинцева [и др.] // Вопросы питания. — 2017. — Т. 86. — № 4. — С. 113-124.
4. Захарова, Л. М. Исследование технологических параметров производства функционального кисломолочного продукта/
Л. М. Захарова [и др.] // Техника и технол. пищевых пр-в. - 2012. - № 2. - С. 1-6.
5. Келдибекова, Д. А. Шиповник в технологии функционального сывороточого напитка / Д. А. Келдибекова, А. В. Мамаев // Сетевой науч. журн. ОрелГАУ. — 2014. — Т. 2. — № 2. — С. 44-47.
6. Черевач, Е. И. Разработка технологии функциональных напитков на молочной сыворотке с растительными экстрактами / Е. И. Черевач, Л. А. Теньковская // Food Processing: Techniques and Technology. — 2015. — Vol. 39. — №. 4. — Р. 99-105.
7. Каледина, М.А. Кисломолочные напитки с экстрактами фитосырья на основе молочной сыворотки / М. А. Каледина [и др.] // Вестн. Северо-Кавказ. федерального унта. — 2013. — № 6 (39). — С. 92-96.
8. Теньковская, Л.А. Исследование технологических режимов экстрагирования растительного сырья Дальнего Востока, используемого в технологии функциональных напитков / Л. А. Теньковская, Е. И. Черевач // Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: матер. VII Междунар. науч.-техн. конф, 2015. — С. 301-304.
9. Макаревич, С. Л. Плоды Rosa Spinosis-sima — ценный материал для получения напитков с высоким антиоксидантным потенциалом / С. Л. Макаревич, А. Н. Чул-ков // Научн. ведомости. Сер. Медицина. Фармация. — 2011. — № 22. — Вып. 16/2. — С. 188-192.
10. Черевач, Е. И. Разработка композиций рас-тигельных экстрактов антиоксидантного действия используемых в технологии функциональных напитков / Е. И. Чере-вач, Л. А. Теньковская // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 2-2. — С. 193-201.
11. Радионова, Л.Я. Возможности использования плодово-ягодного сырья в производстве функциональных продуктов питания / Л. Я. Радионова, И. В. Соболь, И. Н. Бары-шева // Сфера услуг: инновации и качество. — 2012. — № 5. — С. 23-32.
12. Ким, М.Е. Сиропы с фитопрепаратами: номенклатура, разработка, особенности состава, технологии (обзор) / М. Е. Ким, Т. А. Олейникова, С. Б. Евсеева // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. — 2015. — № 2-2. — С. 193-198.
13. Пантюхин, А. В. Теоретические аспекты разработки биологически активных добавок в виде коррегированных сиропов / А. В. Пантюхин, С. В. Райкова, А. А. Архангельская // Научн. ведомости. Сер. Медицина. Фармация. — 2011. — №4. — Вып. 13. — С. 177-186.
14. Вершинина, В.В. Определение подлинности плодов и сиропа шиповника с использованием тонкослойной эроматографии
/ В. В. Вершинина, В. А. Куркин // Медицинский альманах. — 2011. — № 2 (15). — С. 144-146.
15. Плаксен, Н. В. Исследование антиокси-дантного действия сиропов из дикорастущего сырья / Н. В. Плаксен [и др.] // Тихоокеанский медицинский журнал. — 2013. — № 2. — С. 73-75.
16. Попова, Д. Г. Разработка и исследование потребительских свойств бальзама на основе местного сырья / Д. Г. Попова [и др.] // Техника и технол. пищевых пр-в. — 2015. — № 1. — С. 70-74.
17. Праздничкова, Н.В. Влияние различного количества растительного сырья на качество настойки горькой / Н. В. Праздничкова [и др.] // Успехи современной науки и образования. - 2015. - № 2. - С. 73-75.
18.Азизов, У. М. Влияние технологических факторов на получение седативного растительного сырья / У. М. Азизов, М. И. Аб-дуллаев // Фармация. — 2012. — № 3. — С. 36-37.
19. Забалуева, Ю.Ю. Получение биологически активной добавки для мясных продуктов / Ю. Ю. Забалуева // Изв. ВУЭОВ. Прикладная химия и биотехнология. — 2015. — № 4. — С. 75-81.
20. Забалуева, Ю.Ю. Использование настоев дикоросов в технологиях мясных продуктов / Ю. Ю. Забалуева // Междунар. науч.-прак. конф. им. В. М. Горбатова. — 2015. — № 1. — С. 186-188.
21. Коничев, А. С. Традиционные и современные методы экстракции биологически активных веществ из растительного сырья: перспективы, достоинства, недостатки / А. С. Коничев, П. В. Баурин // Вестник МГОУ. Серия «Естественные науки». — 2011. — № 3. — С. 49-54.
22.Абдрахманова, Ж.Б. Процессуальная схема переработки плодов шиповника [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.enu.kz/repository. processuaraya-shema.pdf.
23. Мартинсон, Е.А. Технология комплексной переработки плодов шиповника: дис. ... канд. техн. наук / Е. А. Мартинсон. — М: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2005. — 138 с.
24. Свитцов, А. А. Введение в мембранную технологию / А. А. Свитцов. — М.: ДеЛи-принт, 2007. — 280 с.
25. Мурашев, С. В. Изменение содержания аскорбиновой кислоты при хранении и переработке / С. В. Мурашев // Изв. Санкт-Петербургского государственного аграрного ун-та. — 2015. — № 41. — С. 64-68.
26. Компания «Владипор». г. Владимир [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.vladipor.ru.
27. Керамические мембранные фильтры [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.filterprom.ru.
28.АО «РМ Нанотех». Мембранные элементы. Каталог продукции [Электронный ресурс]. — Режим доступа: RMcatalogue.
29. Меньшов, П. Н. Изучение гастропротек-
торнои активности масла, полученного из семян шиповника / П. Н. Меньшов, И. Е. Каухова // Научные ведомости. Фармация. — 2015. — № 4 (201). — С. 172-175.
30. Евдокимова, О.В. Исследование витаминного состава БАД на основе вторичного сырья / О. В. Евдокимова, С. А. Калмано-вич, С. А. Щипанова // Новые технологии. — 2010. — № 1. — С. 29-33. <®
Использование экстракта шиповника в безалкогольных и алкогольных напитках и его производство с применением баромембранных процессов
Ключевые слова
аскорбиновая кислота; баромембранные процессы; безалкогольные напитки; биологически активные добавки; витамин С; шиповник; экстракты.
Реферат
В статье приведены данные по дефициту витаминов и других БАВ в продуктах питания населения России. Обеспеченность населения важнейшим витамином С за счет увеличения потребления овощей и фруктов в последние годы в целом улучшилась. Показано, что витамин С - анти-оксидант, предохраняющий от бактерий и вирусов, он укрепляет иммунную систему, ускоряет заживление ран, оказывает противоаллергическое действие, улучшает функцию печени, регулирует обмен веществ, помогает в профилактике атеросклероза и близорукости, регулирует процессы кроветворения, нормализует проницаемость капилляров, участвует в биосинтезе белка коллагена и антистрессовых гормонов. Выявлено, что самое большое его количество содержится в шиповнике. Приведены данные по производству различных лечебно-профилактических безалкогольных напитков, сиропов, бальзамов и лекарств за счет введения шиповника и его экстрактов. Указаны факторы, разрушающие витамин С: действие света, ионная реакция среды, температура хранения и обработки, этанол, медь, железо, кофеин. Основной окислитель витамина С - кислород, действие которого усиливается, особенно в щелочной и нейтральной среде. В кислой среде витамин С устойчив до 100 °С. Поэтому добавлять шиповник в кофе и чай нецелесообразно. В алкогольных напитках экстракт следует использовать только в качестве коричневого красителя и вкусоароматической добавки. Показана необходимость усовершенствования существующей технологии производства сиропов шиповника с высоким содержанием сахара. Приведены результаты исследований экстракции: оболочек шиповника при гидромодуле сырье: экстрагент 1:10; плодов шиповника при гидромодуле 1:5. Оболочки шиповника получали путем его измельчения до размера частиц порядка 2,5 мм с последующим отсевом околоплодников и семян. Рекомендовано вместо выпаривания применять баромембранные процессы: ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос. Приведены экспериментальные данные и рекомендованы марки импортозамещающих мембран для очистки экстрактов шиповника - ультрафильтрационных, для концентрирования - обратноосмотических. Исследованы вязкость и осмотическое давление при концентрировании экстрактов с помощью обратного осмоса. Приведена технологическая схема новой линии производства ультраконцентрата экстракта шиповника, основанная на баромембранных процессах. Рекомендовано дополнить технологическую линию оборудованием для производства масла, обогащенного витамином С за счет экстракции семян шиповника.
Авторы
Кудряшов Вячеслав Леонидович, канд. техн. наук;
Погоржельская Наталия Сергеевна, канд. техн. наук, доцент;
Лемтюгин Александр Иванович;
Алексеев Владимир Витальевич
ВНИИ пищевой биотехнологии -
филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи,
111033, Россия, г. Москва, ул. Самокатная, д. 4Б, vera_vikir@mail.ru
Use of the Dog Rose Extract in Non-alcoholic and Alcoholic Beverages and Its Manufacturing with the Application of the Precision of Barometric Processes
Key words
ascorbic acid; baromembrane processes; soft drinks; biologically active additives; vitamin C; dog rose; extract.
Abstract
The article presents data on the deficiency of vitamins and other BAS in the food products of the population of Russia. The supply of the most important vitamin C due to increased consumption of vegetables and fruits has generally improved in recent years. It is shown that vitamin C is an antioxidant, protects against bacteria and viruses, strengthens the immune system, accelerates wound healing, has anti-allergic action, improves liver function, regulates metabolism, helps prevent atherosclerosis and myopia, regulates hemopoiesis, normalizes capillary permeability, participates in biosynthesis of collagen protein and anti-stress hormones. It has been revealed that the greatest amount is found in the dog rose. The data on the production of various therapeutic and prophylactic soft drinks, syrups, balsams and medicines due to the introduction of dog rose and its extracts are given. The factors destroying vitamin C are indicated: the effect of light, the ionic reaction of the medium, the temperature of storage and processing, ethanol, copper, iron, caffeine. Its main oxidant is oxygen whose action is enhanced, especially in an alkaline and neutral medium. In an acidic environment, vitamin C is stable up to 100 °C. Therefore, adding the dog rose to coffee and tea is not advisable. In alcoholic beverages, the extract should be used only as a brown dye and a flavoring additive. The necessity of improvement of the existing technology of production of rose hips with a high sugar content is shown. The results of extraction studies are presented: hips shells at the hydromodule raw material -extractant 1:10; rose hips with a hydromodule 1:5. Hips were obtained by grinding it to a particle size of about 2.5 mm, followed by screening of pericarp and seeds. It is recommended to use baromembrane processes instead of evaporation: ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis. Experimental data are presented and brands of import-substituting membranes for the purification of extracts of dog rose - ultrafiltration, for concentrating - reverse osmosis are recommended. The viscosity and osmotic pressure of the extracts were studied by concentrating the extracts with reverse osmosis. The technological scheme of the new production line of the extract of hips extract is based on baromembrane processes. It is recommended to supplement the technological line with equipment for the production of oil enriched with vitamin C by extracting hips.
Authors
Kudryashov Vyacheslav Leonidovich, Candidate of Technical Science;
Pogorzhelskaya Nataliya Sergeevna,
Candidate of Technical Science, Associate Professor;
Lemtyugin Aleksandr Ivanovich;
Alekseev Vladimir Vitalievich
All-Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology -branch of the Federal Research Center for Food, Biotechnology and Food Safety,
4B Samokatnaya str., Moscow, 111033, Russia, vera_vikir@mail.ru
2•2018 ПИВО и НАПИТКИ 75
