CC BY
118
УДК: 633.66:663.8 (571.63)
Использование стевии в производстве безалкогольных напитков
М. В. Ромашова, канд. с.-х. наук; А. К. Чайка, д-р с.-х. наук, профессор Приморский НИИСХ
Т. П. Жужжалова, д-р биол. наук, профессор;
Е. О. Колесникова, канд. биол. наук
ВНИИСС им. А. Л. Мазлумова, Воронежская обл.
Т. К. Каленик, д-р биол. наук, профессор;
Т. В. Парфенова, канд. техн. наук, доцент
Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Ключевые слова: агроэкологические испытания; витамин С; стевиозид. Keywords: stevia; agri-environmental tests; stevioside; vitamin C.
Стевия №ео1а геЬаий1аиа Вег-Ьот) — многолетнее травянистое растение-эндемик из Парагвая и Южной Бразилии, один из наиболее важных источников низкокалорийного заменителя сахара, играющий существенную роль в питании больных диабетом и в диетическом питании.
Промышленное использование сте-вии обусловлено наличием в листьях веществ, обладающих сладким вкусом, чьи физические, химические, фармакологические и токсикологические характеристики позволяют использовать ее в диетическом питании человека. Основные компоненты, содержащиеся в листьях стевии: дитерпеновые гликозиды сладкого вкуса, флавоноиды, водорастворимые хлорофиллы и ксантофиллы, оксикоричные кислоты, нейтральные водорастворимые олигосахариды, свободные сахара, аминокислоты, минеральные соединения и др. В стевии присутствуют восемь незаменимых и девять заменимых аминокислот [1].
В листьях стевии находятся также полиненасыщенные жирные кислоты: линолевая, линоленовая и арахидоно-вая, которые участвуют в обменных процессах, повышают защитные способности организма человека; жиро-подобные вещества: стерины и фос-фатиды, препятствующие отложению холестерина; витамины А, группы В, С, D, Е, К [2-4].
Первые образцы семян стевии были доставлены в нашу страну Н.И. Вавиловым из Ботанического сада г. Суенфу-эгос о. Кубы в 1931 г. Однако семена ока-
зались невсхожими. После экспедиции Н.И. Вавилова в работе по интродукции стевии образовался значительный перерыв. Лишь в 70-е годы экспедиция ВИР по интродукции стевии была продолжена [5].
Стевию выращивают во многих странах мира с теплым климатом: Японии, США, Израиле, Индонезии, Таиланде, Аргентине и др. Значительная работа по изучению стевии и введению ее в культуру проведена Украинским институтом сахарной свеклы, где разработаны методы размножения — микрокло-нального и зеленого черенкования на основе корнеотпрысковых побегов [6].
В РФ в Государственный реестр селекционных достижений стевия впервые была включена с 1995 г. как техническая культура. В настоящее время в России официально зарегистрированы пять сортов, допущенных к использованию во всех зонах: Рамонская сластена (районирован в 1995 г.), Детскосель-ская (районирован в 1998 г.), София и Услада (внесены в Госреестр в 2007 г.), Ставропольская сластена (зарегистрирован в 2010 г.) [7].
Работы по созданию новых сортов стевии, ее выращиванию и использованию ведутся во Всесоюзном НИИ сахарной свеклы и сахара им. Мазлумова, ВНИИР им. Вавилова, Мордовском государственном университете им. Огарева, Ставропольском государственном аграрном университете и др.
Приморским НИИСХ с 2006 г. проводятся исследования по интродукции этой культуры в Приморском крае. За годы изучения была разработана технология выращивания стевии в открытом грунте. С 2010 г. проводятся агроэколо-гические испытания семи сортообраз-цов стевии, полученных из ВНИИСС.
Целью нашей работы стало изучение существующего сортимента районированных в России сортов и имеющихся образцов стевии (Приморский НИИСХ) в агроэкологических условиях Приморского края, проведение физико-химических исследований полученной продукции, а также отбор форм, пригодных для выращивания в данном регионе и их использование в производстве безалкогольных напитков.
Агроэкологические испытания сте-вии осуществляли на опытном участке Приморского НИИСХ (п. Тимирязевский Уссурийского р-на Приморского края) на лугово-бурых оподзоленных почвах. Содержание в почве натрия (Ы03) составило 7,48 мг/кг; фосфора (Р2О5) — 11,2; калия (К2О) — 10,6 мг/кг; гумуса — 3,21%; рН почвы — 6,0. В качестве контроля использовали ранее выделенный и акклиматизированный в местных погодных условиях образец № 2. Схема опыта представлена в табл. 1.
При проведении полевых опытов в качестве методического руководства использовали рекомендации ведущих НИИ Россельхозакадемии по проведению полевых и лабораторных опытов с лекарственными и овощными культурами [8, 9].
Математическую обработку данных проводили по методике Б. А. Доспехова [10].
Таблица 1
Вариант опыта Сортообразец Происхождение
1 (контроль) № 2 Россия (ГНУ «Приморский НИИСХ»)
2 № 28 (сорт София) Россия, ВНИИСС
3 № 19 Япония
4 № 35 (сорт Услада) Россия, ВНИИСС
5 № 0 (сорт Рамонская сластена) То же
6 № 11 Япония
7 №28/ 1 Россия, ВНИИСС
40 ПИВО и НАПИТКИ
3 • 2012
Таблица 2
Вариант Сортообразец Высота растений при посадке, см Высота растений через 20 дней после посадки, см Высота растений через 40 дней после посадки, см Высота растений через 60 дней после посадки, см Высота растений при уборке, см
Высота Отклонение от контроля Высота Отклонение от контроля Высота Отклонение от контроля Высота Отклонение от контроля Высота Отклонение от контроля
1 Контроль (№ 2) 14,9 ± 1,3 — 18,7 ± 1,8 — 45,9 ± 1,6 — 66,0 ± 6,6 — 94,6 ± 9,4 —
2 Сорт София 12,1 ± 1,2 -2,2 16,2 ± 1,5 -2,5 36,6 ± 3,6 -9,3 61,5 ± 6,1 -4,5 89,1 ± 8,9 -5,5
3 № 19 17,7 ± 1,6 2,8 21,5±2,1 2,8 37,3 ± 3,6 -8,6 52,0 ± 5,2 -14,0 78,2 ± 7,8 -16,4
4 Сорт Услада 15,7 ± 1,6 0,8 20,0 ± 1,9 1,3 40,8 ± 4,0 -5,1 56,5 ± 5,5 -9,5 93,4 ± 9,3 -1,2
5 Сорт Рамонская Сластена 19,2 ± 1,8 4,3 24,0 ± 1,4 5,3 43,2 ± 4,3 -2,7 52,5 ± 5,2 -13,5 80,3 ± 8,0 -14,3
6 № 11 19,3 ± 1,9 4,4 23,6 ± 2,4 4,9 47,0 ± 4,7 1,1 58,0 ± 5,8 -8,0 85,5 ± 8,5 -9,1
7 № 28/1 13,6 ± 1,4 -1,3 17,2 ± 1,6 -1,5 37,8 ± 3,8 -8,1 49,7 ± 4,9 -16,3 70,4 ± 7,0 -24,2
НСР05 2,6 3,1 4,1 6,5 9,6
Зеленые черенки получали от сохранившихся маточных растений вегетации 2009 г. Укоренение черенков осуществляли в контролируемых условиях: освещенность 3,5-4,0 тыс. люкс; фотопериод 16 ч, температура воздуха 22...25 °С. Наряду с этим первоначально создавали влажную камеру с последующей акклиматизацией растений. Рассаду в открытый грунт высаживали вручную 22 июня 2010 г. Погодные условия 2010 г. в целом были благоприятными для возделывания стевии, период вегетации составил 100 дней.
Сухие листья стевии перетирали в ступке до порошка и экстрагировали трижды 60%-ным этанолом при 50 °С с обратным холодильником в течение 15 мин на водяной бане. Идентификацию и количественное определение сте-виозидов проводили методом ВЭЖХ. Подвижная фаза: ацетонитрил — вода (80:20). Ошибка метода ±2 %.
Витамин С определяли по ГОСТ 7047.
Высота растений при посадке варьировала от 12,1 до 19,3 см. Разница объясняется ботаническими особенностями изучаемых образцов. Высота растений в контрольном варианте составила 14,9см; превышение над контролем отмечено в третьем, пятом и шестом вариантах.
Через 20 дней после посадки определяли средний прирост у растений в сравнении с контрольным образцом, у которого он составил 3,8 см. Наибольший прирост был у растений сорта Рамон-ская сластена (пятый вариант опыта) — 4,8 см, наименьший — во втором (сорт София) и седьмом (№28 /1) вариантах, соответственно 3,5 и 3,6см. В остальных вариантах опыта этот показатель варьировал в пределах 3,8-4,3 см. Столь невысокие показатели объясняются тем, что начальный период роста растений (акклиматизация рассады в течение 1015 дней в открытом грунте) проходил в неблагоприятных погодных условиях при недостатке влаги.
Через 40 дней после посадки максимальная высота растений отмечена в контрольном — 31 см и в шестом вариантах — 27,4 см. Прирост растений во втором, четвертом, пятом, седьмом вариантах находился на одном уровне и варьировал от 23,9 до 25,0 см. Самый низкий результат прироста отмечен у сортообраца № 19 из Японии (третий вариант) — 19,6 см.
Проведенные через 60 дней после посадки биометрические измерения показали, что растения во всех вариантах опыта значительно прибавили в росте. Варьирование этого показателя составило 66,0-49,7 см. Самые высокие растения, как и в предыдущем измерении, зафиксированы в контрольном варианте — 66,0 см.
В среднем за весь период вегетации прирост растений стевии в агроэколо-гическом испытании составил 68,4 см. Наибольшим он был в контрольном варианте (№ 2) — 79,7 см, самый низкий прирост обнаружен в седьмом варианте — 56,8 см. Высота растений во втором и четвертом вариантах была на уровне контроля, в остальных вариантах значительно ниже (табл. 2).
У некоторых изучаемых сорто-образцов (№ 19 и 11) из Японии, сортов Услада и Рамонская сластена в агроэкологических условиях Приморского края наблюдали полегание растений на делянках, преждевременное цветение и разлом ветвей в середине куста, что вело к значительным потерям урожая листа или частичной гибели растений.
Сразу после уборки определяли массу сырых листьев, достоверное превышение над контрольным вариантом было только в четвертом варианте у сорта Услада — 298,9 г. Ниже контроля этот показатель был в седьмом варианте (№ 28/1) — 167,5 г. У остальных изучаемых образцов достоверного различия по этому показателю не выявлено.
Масса сухих листьев составляла от 37,2 до 80,4 г, в контрольном варианте — 64,7 г. Достоверное различие выявлено в втором, третьем и седьмом вариантах, где результаты были ниже контрольного варианта. Самый высокий результат зафиксирован в четвертом варианте (сорт Услада).
Таким образом, в 2010 г. по основным показателям выделился сорт Услада, средняя урожайность сухого листа которого составила 16,3 ц/га.
Свежие листья стевии не намного слаще сахара, в то время как у высушенных листьев этот показатель в 20-30 раз выше. Наиболее сладкий из всех компонентов стевии — ребаудио-зид А (степень сладости 350-450), наименее сладкий — дулкозид А. В сухих листьях стевии содержится около 3% ребаудиозида. В отличие от стевиозида он более растворим в воде, а имеющееся неприятное послевкусие его менее интенсивно, чем у стевиозида [11].
Содержание стевиозидов и витамина С в сухих листьях стевии представлено в табл. 3. Самое большое содержание стевиозидов — у сорта Услада и образца №2 (контроль). Наивысшее количество витамина С отмечено в сортообразцах японского происхождения № 11 и 19.
Высушенные листья стевии использовали для производства безалкогольных напитков.
Необходимо было выбрать концентрацию настоя стевии, наиболее приемлемую для использования в безалкогольных напитках. Были приготовлены водные настои концентрацией 0,10,5 г/ 100см3. Настои готовили путем залива навесок измельченной стевии кипящей водой и последующего настаивания 3-5 мин. Органолептическая оценка настоев представлена в табл. 4.
По результатам органолептиче-ской оценки был выбран образец № 35 (сорт Услада) с концентрацией стевии 0,3 г/ 100см3, имевший сладкий вкус
3 • 2012 ПИВО и НАПИТКИ 41
Таблица 3
Сортообразец стевии
Показатель № 0 (сорт № 2 Рамонская .'"Л^ № 11 сластена) (контроль) № 28 № 19 (сорт София) № 35 № 28/1 (сорт Услада)
Содержание стевиозидов, % 11,92 13,59 11,58 12,43 11,57 11,64 15,56
Содержание витамина С, м г/100 г 57,1 67,5 79,02 76,9 74,05 — 65,3
Таблица 4
Показатель Характеристика настоев стевии концентрацией, г/100 см3
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Вкус Слабо-выраженный сладкий Умеренно-сладкий Сладкий, с легким лекарственным привкусом Сладкий, с лекарственным привкусом Очень сладкий, с ярко выраженным лекарственным привкусом
Запах Травянистый Слабовыраженный лекарственный Легкий лекарственный Насыщенный лекарственный Насыщенный лекарственный
Цвет Прозрачный, почти бесцветный Прозрачный, с легким желтоватым оттенком Прозрачный, с более выраженным желтым оттенком Прозрачный, светло-соломенный Прозрачный, соломенный
с легким лекарственным привкусом. Цвет этого образца имел приятный желтый оттенок, напоминающий цвет безалкогольных напитков типа лимонада.
Разработку технологии и рецептур безалкогольных напитков функционального назначения проводили экспериментальным путем, в результате получили четыре образца напитка серии «СтевиоМикс»:
безалкогольный напиток на основе стевии с использованием дополнительных компонентов — брусники и зеленого чая;
безалкогольный напиток на основе стевии с использованием дополнительных компонентов — зеленого чая и лимонной кислоты;
безалкогольный напиток на основе стевии с использованием дополнительного компонента — каркаде (гибискуса);
безалкогольный напиток на основе стевии с использованием дополнительного компонента — сока брусники.
Технологическая схема производства безалкогольных функциональных напитков серии «СтевиоМикс» включала следующие основные этапы: подготовка растительного сырья, заваривание чая, приготовление настоев, фильтрация, купажирование настоев, добавление консерванта (при необходимости), дополнительная фильтрация (при необходимости), розлив и укупорка.
Все образцы безалкогольных функциональных напитков серии «Стевио-Микс» имели практически одинаковые содержание сухих веществ и титруемую кислотность. Эти показатели нормируются действующим стандартом на
безалкогольные напитки. Именно они обусловливают характерные для каждого напитка вкус, запах и цвет. В напитках на сахаре основу сухих веществ составляет сахар, он же обеспечивает энергетическую ценность напитков. В напитках серии «СтевиоМикс» массовую долю сухих веществ обеспечивают экстрактивные вещества, входящие в состав растительного сырья. Титруемая кислотность обусловлена либо добавленной лимонной кислотой, либо кислотами, содержащимися в растительном сырье (сок брусники, настой каркаде). Содержание витамина С обусловлено как за счет стевии, так и за счет зеленого чая, сока брусники и каркаде.
Себестоимость 1 л напитков лежит в интервале от 6,3 до 9,7 руб.
Результаты проведенных исследований показали, что полученные образцы безалкогольных напитков на основе стевии обладают отличными потребительскими свойствами, подтвержденными органолептическими и физико-химическими показателями. По микробиологическим и показателям безопасности эти напитки соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.
Таким образом, агроэкологические испытания инорайонных сортообразцов стевии показали, что климатические условия Приморского края в целом пригодны для выращивания этой теплолюбивой культуры. Среди сортообразцов стевии по всем изученным параметрам наиболее перспективен сорт Услада.
Высокое количество стевиозидов выявлено в сухих листьях сорта Услада и сорта № 2 (контроль), а наибольшее со-
держание витамина С отмечено в сор-тообразцах японского происхождения № 11 и 19.
Разработаны четыре рецептуры безалкогольных напитков на основе настоя стевии с добавлением других растительных ингредиентов (зеленого чая, лепестков гибискуса (каркаде), сока брусники).
Для использования стевии в пищевой промышленности нами разработаны ТУ на сухие листья стевии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Медико-биологические исследования безвредности листьев стевии/В. И. Смоляр [и др.] // Введение в культуру стевии — источник низкокалорийного заменителя сахара: сб. науч. тр. — Киев: ВНИИ сахарной свеклы. — 1990. — С. 112-117.
2. Живчиков, А. И. Стевия на Дальнем Востоке/А. И. Живчиков, Р. И. Живчикова. — Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2008. — 20 с.
3. Зубенко, В. Ф. Новый природный заменитель сахара/В. Ф. Зубенко // Вестник с.-х. науки. — 1990. — № 3. — С. 93-96.
4. Использование концентрата стевии в пищевых продуктах/К. К. Полянский [и др.] // Главный агроном. — 2005. — № 4. — С. 79-81.
5. Горбатенко, Л. Е. Результаты работы Всесоюзного НИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова по интродукции стевии/Л. Е. Горба-тенко, О. О. Дзюба // III Международная научно-производственная конференция «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». — Пенза, 2000. — Т. 1. — С. 27-28.
6. Кочетов, А. А. Агрофизические основы ускорения интродукции новых культур/А. А. Кочетов // Регулируемая агроэкосистема в растениеводстве и экофизиологии. — СПб.,
2007. — С. 207-221.
7. Государственный реестр сельскохозяйственных достижений, допущенных к использованию. Т. 1: Сорта растений: офиц. изд./МСХ РФ [и др.]. — М., 2010. — 320 с.
8. Методика исследований при интродукции лекарственных растений/Н. И. Майсурадзе [и др.]. — М., 1984. ЦБНТИ мед. промышленности. — Сер. лекарств. растениеводство. — Вып. 3. — 33 с.
9. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве/под ред. В. Ф. Белика. — М.: Агропромиздат, 1992. — 319 с.
10. Доспехов, Б. А Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований)/Б. А. Доспехов. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1985. — 352 с.
11. Рудаков, О.Б. Стевия и стевиозид/О. Б. Рудаков, Л. В. Рудакова // Масла и жиры. -
2008. — № 11. — С. 6-8. ®
42 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2012
