CC BY
196
Использование тыквы при получении напитков функционального назначения
И. Б. Развязная, В. Н. Тимофеева, Н. И. Ткгенкова
Могилевский государственный университет продовольствия (г. Могилев, Беларусь)
Обеспечение населения высококачественными продуктами питания в широком ассортименте — важная задача пищевой промышленности. Во всем мире, а в последнее время и в нашей стране, наряду с производством безалкогольных напитков все более широкое распространение стали получать напитки, в основе которых содержатся растительные компоненты. Проблема создания новых видов продукции с широким спектром физиологического действия в настоящее время приобретает первостепенное значение.
В производстве таких напитков необходимо применять только натуральное сырье растительного происхождения без добавления химических веществ. В связи с этим вновь стали обращаться к народной медицине и к производству напитков по старинным традиционным рецептам.
В Государственный реестр Республики Беларусь для районирования внесено восемь сортов тыквы [1]. Из всех полезных культурных растений у тыквы самый большой плод — до 90 кг. Жесткая оболочка, как панцирь, надежно предохраняет нежную мякоть при транспортировке и хранении. Этот овощ может храниться в помещении в обычных условиях до весны. При хранении крахмал в тыкве переходит в сахар и вкусовые качества плодов улучшаются. Плод состоит на 17 % из оболочки, 73 % мякоти и 10 % семян.
В мякоти тыквы содержатся витамины С, В1, В2, В6, Е, никотиновая кислота, а также сахара, соли кальция, калия, магния, железа, фосфора, кремния, меди и кобальта. Особо следует отметить наличие в мякоти р-каротина, содержание которого преобладает в северных сортах тыквы.
В тыкве много солей калия и воды и мало натрия, поэтому она усиливает отделение мочи. В народной медицине сок этого овоща используется для ускорения растворения камней в почках и мочевом пузыре, при воспалении предстательной железы и печени.
За счет содержащихся пектинов плод рекомендован для профилактики и лечения атеросклероза. Мякоть тык-
вы содержит нежную клетчатку и пектины, что делает эту культуру ценнейшим диетическим продуктом для больных с желудочно-кишечными заболеваниями. Пектины обладают хорошими адсорбирующими свойствами. Они связывают и удаляют из организма бактерии, их токсины, другие вредные вещества, а также соли тяжелых металлов.
Пектины предохраняют слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта от раздражающего воздействия грубой пищи, способствуют более быстрому заживлению язвенных процессов.
Термическая обработка тыквы, разрушая клетчатку, приводит к высвобождению каротина, а добавление жиров — к лучшему его усвоению. Поэтому тыква считается легкой пищей и рекомендуется в тех случаях, когда овощи с грубой клетчаткой противопоказаны.
Плоды и семена тыквы — перспективный источник растительного сырья для производства различных видов пищевых продуктов, полуфабрикатов и лекарственных препаратов. Тыквенный сок обеспечивает организм человека набором биологически активных веществ: белков, сахаров, органических кислот, полифенолов, витаминов, макро- и микроэлементов, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека. В состав белковых веществ тыквенного сока входят аминокислоты, которые присутствуют в небольшом количестве, но в широком ассортименте [2, 3].
В течение ряда лет на кафедре технологии пищевых производств Могилевско-го государственного университета продовольствия проводятся исследования, направленные на расширение ассортимента консервированной продукции и поиск эффективных биотехнологических методов получения овощных соков и напитков функционального назначения.
В последнее время существует тенденция к расширению производства соков, прошедших молочнокислое брожение. Благодаря физически активным компонентам сырья и продуктам метаболизма молочнокислых бактерий они обладают высокой биологической ценностью, анти-оксидантными свойствами, оказывают благоприятное воздействие на здоровье
человека, предупреждают ряд заболеваний, укрепляют иммунитет [4].
Цель проведенных исследований — разработка технологии сброженного тыквенного сока.
Для ферментации тыквенного сока использовали концентрат бактериальный прямого внесения Lyofast MOS 0.64E (изготовитель Sacco str, Италия), состоящий из комбинации Streptococcus sal-ivarius subsp. thermophilus, Lactococcus lactis subsp. lactis и Lactococcus lactis subsp. cremoris. Доля термофильного стрептококка в смеси составляет от 40 до 60 %.
Химический состав и пищевая ценность готовых соков в значительной степени зависят от химического состава исходного сырья. Химический состав овощей различен в зависимости от сорта, состава почвы, климатических условий выращивания и режимов хранения сырья.
Активный рост микроорганизмов в большой степени зависит от наличия в питательной среде растворимых веществ. Для жизнедеятельности молочнокислых бактерий необходимы субстраты, служащие источником энергии и веществ для построения бактериальной клетки. Наиболее важный источник энергии для молочнокислых бактерий — моно- и дисахариды. В качестве источников энергии используются органические кислоты. Определенное стимулирующее действие на рост и ферментативную активность оказывают свободные аминокислоты, витамины и неорганические соединения. Физико-химические показатели сырья и сока прямого отжима представлены в табл. 1.
Таблица 1
Сырье и полуфабрикаты
Показатель тыква тыквенный сок
прямого отжима
Массовая доля
растворимых 4,20 4,20
сухих веществ, %
Массовая доля
титруемых кислот (по яблочной), % 0,10 0,10
Активная кислотность, рН 5,82 5,82
Массовая доля сахаров,% 3,2 2,9
В том числе:
редуцирующие 2,8 2,3
сахароза 0,38 0,57
Витамин С, мг/100 г 5,43 5,40
в-Каротин, мг/100 г 1,26 0,01
Пектиновые вещества,% 0,27 0,09
Зольность, % 0,7 0,2
Содержание нитратов, мг/100 г:
в мякоти 226 226
в кожуре 279 —
Как видно из табл. 1, исследуемый образец тыквы имеет невысокое содержание сухих веществ, что значительно ниже значений, приводимых в изученных литературных источниках. Это, очевидно, обусловлено климатическими условиями выращивания.
Основную часть сухих веществ тыквы (76 %) составляют сахара, причем большая доля приходится на редуцирующие сахара. Активная кислотность образцов ближе к нейтральному значению. Таким образом, в тыкве содержатся энергетические вещества. Это дает возможность предположить, что тыквенный сок служит благоприятной средой для целенаправленного развития молочнокислых бактерий. Для придания готовому продукту более гармоничных органолептических качеств и увеличения содержания энергетических веществ в тыквенный сок вносили сахар, дозу которого определяли опытным путем.
Плоды тыквы содержат витамин С, p-каротин. Однако при получении тыквенного сока методом прямого отжима практически полностью теряется p-каротин. Значительно уменьшается содержание пектиновых веществ. Отмечается частичная потеря сахаров и витамина С вследствие окисления последнего кислородом воздуха и контактом с металлическим поверхностями при измельчении.
Азотистые вещества плодов имеют существенное значение для формирования питательных и органолептических свойств продуктов (вкуса, аромата, цвета, консистенции), стойкости при хранении и сохранности витаминов. Так, свободные аминокислоты принимают участие в реакциях, связанных с образованием аромата и цвета (реакции Майяра), входят в состав ферментов, принимающих участие в дыхании при хранении сырья, в изменениях свойств сырья при переработке, в состав ферментов пектолитического действия, за счет которых к концу созревания плоды размягчаются [5].
Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии при использовании хроматографа Agilent 1200 был изучен качественный и количественный состав свободных аминокислот тыквенного сока прямого отжима. Так, в соке было обнаружено 16 аминокислот, присутствующих в растительных объектах, в том числе и незаменимых. Отсутствовали триптофан и лизин.
На основании проведенных исследований для получения тыквенного сока, подвергнутого молочнокислому брожению, рекомендован сорт тыквы Витаминная, так как плоды этого сорта обладают более гармоничными органолептическим показателями.
Таблица2
Сок
Показатель тыквенный прямого отжима с сахаром тыквенный с сахаром, подвергнутый молочнокислому брожению
Массовая доля растворимых сухих веществ, %% 8,5 8,0
Активная кислотность, рН 5,9 4,0
Массовая доля сахаров,%о 8,4 6,6
В том числе:
редуцирующие 3,5 2,4
сахароза 4,6 4,0
Содержание нитратов, мг/100 г 243,1 164,6
В последнее время в молочной промышленности все шире внедряются бактериальные закваски прямого способа внесения, которые непосредственно вносятся в субстрат для ферментации. Основные преимущества таких заквасок — сведение к минимуму риска внесения с бактериальной закваской бактериофага в продукт, сокращение материальных и временны х затрат на приготовление концентрата, снижение потребности в производственных помещениях для заквашивания и др. [6].
Для ферментации тыквенного сока использовали концентрат бактериальный прямого внесения Lyofast MOS 0.64E, дозу которого определяли экспериментально. За основу критерия при выборе дозы взяты скорость ферментации до достижения в сброженном соке рН <4,2, что необходимо для «смягчения» режимов при последующей термической обработке сока и получения хороших ор-ганолептических показателей.
В связи с тем что в составе бактериального концентрата присутствует симбиоз молочнокислых бактерий, представляло интерес определить оптимальную температуру развития микроорганизмов на выбранном субстрате. На основании проведенных исследований установлено, что оптимальная температура для проведения лактоферментации тыквенного сока составляет 37 °С.
Изменение основных физико-химических показателей сока в процессе лактоферментации контролировали, отбирая пробы непосредственно в момент внесения закваски и через определенные промежутки времени. Установлено, что необходимое значение активной кислотности достигается через 24 ч ферментации. Основные физико-химические показатели сброженного тыквенного сока представлены в табл. 2.
Различие между исходными показателями соков в табл. 1 и 2 объясняется
использованием сока из разных экземпляров тыквы и наличием внесенного сахара. В связи с этим химический состав исходного сока постоянно контролировали перед началом ферментации.
Из табл.2 видно, что в тыквенном соке, подвергнутом молочнокислому брожению, снизилось содержание растворимых сухих веществ. Это обусловлено расходованием сахаров в процессе молочнокислого брожения и синтезом эквивалентного количества молочной кислоты.
Наиболее интенсивные изменения наблюдали в первые 12 ч ферментации, когда молочнокислые бактерии адаптируются к условиям среды и интенсивно перерабатывают питательные вещества субстрата, о чем свидетельствуют полученные значения массовой доли сахаров и активной кислотности. Далее изменение этих показателей незначительно. К 36 ч брожения заметного изменения сахаров и кислотности нет.
Тыква характеризуется повышенной способностью к накоплению нитратов. Причем, как видно из табл. 1, в кожуре их содержание намного выше, чем в мякоти. Многие литературные источники [7, 8] свидетельствуют, что в процессе молочнокислого брожения снижается содержание нитратов. Поэтому также была изучена динамика нитратов в процессе сбраживания молочнокислыми бактериями тыквенного сока. Установлено, что снижение содержания нитратов составляет в среднем 32 % по сравнению с его первоначальным значением. Уменьшение содержания нитрат-ионов происходит благодаря проводимой тепловой обработке сока перед ферментацией, что также способствует не только снижению нитратов, но и поглощению нитратов молочнокислыми бактериями. В целом содержание нитратов в готовом продукте не превышает допустимый уровень.
В процессе сбраживания тыквенного сока примерно вдвое увеличилось суммарное содержание свободных аминокислот. Изменения претерпел и качественный состав аминокислот по сравнению с несброженным соком. Так, в сброженном тыквенном соке снизилось до нуля содержание валина, фенилаланина, лейцина, количество изолейцина почти не изменилось. Однако содержание треонина увеличилось примерно в 6 раз, в 5 раз — метионина. Значительно повысилось содержание аланина и существенно снизилось содержание пролина.
После проведения пастеризации сока также провели анализ аминокислотного состава готового продукта. Суммарное содержание свободных аминокислот снизилось приблизительно на 10 %. Количество треонина и метионина увели-
3 • 2008
23
Поздравляем с юбилеем!
чилось в среднем на 20 %, а содержание изолейцина уменьшилось на 6 %.
Повышение содержания аминокислот в процессе лактоферментации можно объяснить вероятным высвобождением их связанной формы либо возможным синтезом в ходе брожения. Снижение количества аминокислот после тепловой обработки, возможно, объясняется вероятностным разрушением при продолжительном воздействии высокой температуры.
Проведены микробиологические исследования лактоферментированного тыквенного сока. Количество молочнокислых микроорганизмов в конце ферментации в 1 г продукта составляло 4-107 КОЕ. Микробиологические посевы подтвердили отсутствие посторонней микрофлоры.
После проведения лактофермента-ции было предложено готовый продукт подогреть до температуры не ниже 85 °С и расфасовать при этой температуре в стерильных условиях в тару «Тетра Пак». Продолжительность хранения напитка — не более 1 года.
На основе проведенных исследований разработана технология тыквенного сока, подвергнутого молочнокислому брожению. Готовый продукт имеет ценный химический состав, обладает функциональными свойствами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хлеборобов Л. Тыква отечественной и зарубежной селекции для выращивания в условиях Бе-ларуси//Белорусское сельское хозяйство. 2008. № 3. С. 63-65.
2. Корнилов П. М., Макаров Г. В., Налетько Н. Л. и др. Лекарственные свойства сельскохозяйственных растений/ Под ред. М. И. Борисова, С. Я. Соколова. — Минск: Ураджай, 1985.
3. Переднев В. П., Шапиро Д. К., Матвеев В. А., Радюк А. Ф. Плоды и овощи в питании человека. — Минск: Ураджай, 1984.
4. Кожухова М. А. Получение овощных соков и напитков с использованием биотехнологических методов.//Известия вузов. Пищевая технология. 2007. № 4. С. 28-31.
5. Нечаев А. П. и др. Пищевая химия. — Изд. 2-е, перераб. и испр. — СПб.: ГИОРД, 2003.
6. Ганина В. И., Ананьва Н. В., Рожкова Т. В. Интегрированный подход к созданию отечественных стартовых культур прямого внесения. //Молочная промышленность. 2005. № 11. С. 23-24.
7. Гореньков Э. С., Кузнецова Е. Н., Афанасьева В. С. Овощные соки и напитки «Здоровье», полученные с использованием биотехнологии //Сб. материалов Междун. науч.-практ. конф. «Плодоовощные консервы — технология, оборудование, качество, безопасность». Т. 1. — М.: ВНИИКОП, 2004. С. 114-118.
8. Афанасьева В. С., Кузнецова Е. Н., Спиренко-ва А. М. Сброженные овощные соки//Пищевая промышленность. 1992. № 1. С. 22-23. &
22 июля 2008 г. юбилей
Лидии Никитичны ГОРДЕЕВОЙ
Трудовую деятельность Л. Н. Гордеева начала в 1954 г. В 1960 г. окончила Московскую с.-х. академию им. К. А. Тимирязева; с 1968 г. — кандидат с.-х. наук.
Общий трудовой стаж Л. Н. Гордеевой составляет полвека, в том числе с 1974г. по настоящее время она работает во ВНИИ ПБ и ВП заведующей группой анализа и обобщения НТИ и передового опыта. В 1975 г. она успешно закончила Институт повышения квалификации информационных работников при Госкомитете Совмина СССР по науке и технике и высшие Государственные курсы повышения руководящих и инженерно-технических работников в области патентоведения и изобретательства.
Л. Н. Гордеева на высоком профессиональном уровне проводит информационное обеспечение исследований по технологии пивоварения, безалкогольных напитков и виноделия на основе комплектования и обобщения поступающей в институт технической литературы. За свой труд она награждена медалями «За освоение целинных и залежных земель», «За трудовое отличие», «Ветеран труда», «Юбилейная медаль 850-летие Москвы».
Лидия Никитична — бессменный и надежный помощник редакций журналов «Пиво и напитки» и «Виноделие и виноградарство», своевременно информирует о событиях и инновациях в отраслях, организует поступления материалов сотрудников института в вышеназванные журналы.
Лидия Никитична — всесторонне развитый человек, она хранит в памяти немало имен, биографий и судеб тех, с кем ей пришлось встретиться в жизни по роду занятий, может тепло и душевно рассказать о них на страницах журналов.
Все, кто трудится и общается с этим прекрасным, доброжелательным и милым человеком, от всей души поздравляют эту красивую женщину с юбилейной датой!
Лидия Никитична, желаем Вам крепкого здоровья, долголетия, семейного благополучия, а также ясных и солнечных дней!
Колллектив ВНИИ ПБ и ВП,
Московская Лига виноделов, Коллектив Издательства «Пищевая промышленность»
Новая книга
Генетически модифицированные источники пищи: оценка безопасности и контроль
под общей редакцией акад. РАМН В.А. Тутельяна
Современная наука вооружила человечество инструментами для решения задачи увеличения производства сельхозпродукции. Генная инженерия дала возможность перейти от хаотичных опытов растениеводов по поиску полезных мутаций для достижения нужных человеку свойств к направленному воздействию с этой целью на геном. Генно-инженерно-модифицированные растения обладают повышенной продуктивностью, пролонгированным сроком хранения, устойчивостью к различным природным и антропогенным факторам.
Новая книга «Генетически модифицированные источники пищи: оценка безопасности и контроль», подготовленная большим коллективом авторов, представляет собой первое в
мире издание, суммирующее результаты конкретных исследований по медико-биологической оценке безопасности 12 видов генетически измененных культур.
В книге изложены принципы создания генно-инженер-но-модифицированных растений, проанализировано их мировое производство и подробно освещены вопросы законодательного регулирования производства и оборота пищевых продуктов из ГМО растительного происхождения. Приведены результаты исследований ряда генно-инженер-но-модифицированных культур. Анализ токсикологических, аллергологических, иммунологических, морфологических данных, пищевой ценности, химического состава и других параметров позволил Госсанэпиднадзору РФ выдать этим ГМ-культурам санитарно-эпидемиологические заключения, согласно которым они разрешены для применения в пищевой промышленности и реализации населению без ограничений.
