CC BY
33индустрия ИНГРЕДИЕНТОВ
УДК 637.521.2
Я.М. Узаков, академик КазНАЕН, д.т.н., профессор Ж.С. Желеуова, докторант PhD
Алматинский технологический университет
О.В. Кригер, д.т.н., профессор КемГУ, кафедра «Бионанотехнология»
ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», г. Кемерово А.У. Шингисов, д.т.н, профессор
Южно-Казахстанский государственный университет им М. Ауэзова Ж.И. Сатаева, докторант PhD
Алматинский технологический университет
исследование физико-химичЕских свойств и минерального состава комбинированного экстракта растительного сырья
В настоящее время в связи с ухудшением экологической обстановки, вызванной резким усилением техногенного воздействия на окружающую среду, возникла необходимость решения проблемы здорового питания, одним из направлений которого является широкое использование компонентов, извлекаемых из растительного сырья [1].
Несмотря на развитие производства синтетических и рафинированных форм пищевых добавок, интерес к расширенному использованию нетрадиционных видов сырья - особенно, в виде экстрактов и настоев, содержащих большую часть комплекса природных веществ, обеспечивающих возможность получения многопланового технологического эффекта,- постоянно растет.
В состав растительного сырья, экстрактов и препаратов на их основе входят эфирные масла, органические кислоты, алкалоиды, кумарины, водорастворимые витамины, фитонциды, пищевые волокна, микроэлементы и множество вторичных метаболитов [2].
По сравнению с традиционными методами извлечения, основными преимуществами применения метода низкочастотной вакуумной ультразвуковой технологии, являются максимальный выход комплекса полезных веществ, меньшее количество примесей в экстракционном растворе, небольшой промежуток времени. Использование в этом методе вакуума создает кавитацию и турбулентные потоки в жидком экстрагенте. В результате происходит ускоренное набухание сырья и растворение содержимого клетки, увеличивается скорость обтекания частиц сырья, в пограничном диффузионном слое возникают турбулентные и вихревые потоки. Сильные турбулентные течения, гидродинамические потоки способствуют переносу масс, растворению веществ, интенсивному перемешиванию содержимого даже внутри клетки, чего невозможно достичь другими способами экстракции. Кроме того, при прохождении волны ультразвука изменяется давление среды. Происходит сжатие и разряжение экстрагента и сырья, при котором улучшается проникновение экстрагента в сырье.[3].
Экстракты, полученные из плодов боярышника, цветов шалфея, чабреца, душицы, листьев базилика и гвоздики содержат в своем составе уникальный спектр биологически активных веществ, которые при использовании в пищевой промышленности не только позволяют повысить пищевую ценность продукции, но и расширить функциональную направленность пищевых продуктов [4].
Цель наших исследований - изучение органолеп-тических и физико-химических показателей комбинированного экстракта растительного сырья полученных методом низкочастотной вакуумной ультразвуковой технологии.
Объекты и методы исследований
Объектом исследования являлся комбинированный экстракт из плодов боярышника, цветов шалфея, чабреца, душицы, листьев базилика и бутона гвоздики в соотношениях:
1) 1:0,1:0,1:0,1:0,1:0,05;
2) 1:0,2: 0,2: 0,2: 0,2:0,1;
3) 1:0,25: 0,25: 0,25: 0,25:0,12;
4) 1:0,3: 0,3: 0,3: 0,3:0,15;
5) 1:0,4: 0,4: 0,4: 0,4:0,2
Минеральный состав опытных (традиционный метод) и контрольных образцов (предлагаемый метод) комбинированного экстракта растительного сырья изучался с применением масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) на Испытательной региональной лаборатории инженерного профиля «Конструкционные и биохимические материалы» в Южно-Казахстанском государственном университете им. М. Ауэзова.
Органолептическую оценку готовых продуктов определяли в соответствии с ГОСТ 9959-91.
Гигроскопические характеристики экстрактов растительного сырья изучались с помощью следующих стандартных приборов: для определения показателя рН использовался иономер «SCHOTT Instrument» Lab 850; плотность экстракта определялась ареометром.
Содержание сухих веществ в экстракте определяли с помощью прибора рефрактометра.
В качестве экстрагента был выбран наиболее часто используемый в пищевой промышленности 40% водно-спиртовой раствор. Экспериментальная часть
При производстве комбинированного экстракта, плоды боярышника, цветки шалфея, душицы, чабреца, листья базилика и бутон гвоздики по отдельности подвергали измельчению до гранулометрического состава 1,52,0 мм. Затем, поместив в стеклянную емкость, заливали 40% водно-спиртовым раствором и настаивали в течение 2 часов. Далее настоянное сырье помещали в предварительно нагретую до температуры 38-40°С изотермическую ванну и подвергли низкочастотной ультразвуковой обработке в вакууме при остаточном давлении 0,09 МПа с частотой колебания 35 кГц в течение 15-16 мин. По истечении времени ультразвукового воздействия экстракт процедили через сито.
Оставшееся сырье отжималось, и затем определялись физико-химические и органолептические показатели полученного экстракта. результаты и их обсуждение
Основные физико-химические показатели пяти образцов комбинированного экстракта приведены в таблице 1.
По результатам физико-химических исследований было установлено, что по мере увеличение состава растительного сырья в комбинированном экстракте показатели рН, плотности и сухих веществ соответстве нно увеличивается.
56
www.Rosfood.info
№3 июнь 2018
Пищевая Индустрия
s&?
Результаты органолептической оценки комбинированного экстракта приведены в таблице 2.
При органолептической оценке комбинированного экстракта было установлено, что самым оптимальным вариантом оказался образец 2, соотношение которого является 1:0,2:0,2: 0,2:0,2:0,1(плоды боярышника, цветки шалфея, душица, чабрец, листья базилика и бутоны гвоздики). Так как, в первом образце вкус, запах, и цвет слабовыраженный, а в остальных вариантах они более выраженный, что отрицательно будут влиять при внесении экстракта в мясные изделия.
Исходя из вышеизложенного, сделан вывод, что оптимальным и более предпочтительным явился образец №2, что послужило мотивом для дальнейшего исследования содержания макро- и микроэлементов в комбинированном экстракте.
Результаты исследования минерального состава комбинированного экстракта представлены в рисунках 1,2,3.
Результаты исследования показывают, что состав основных жизненно важных химических элементов такие, как калий, кальций, магний, натрий, железа, фосфор, селен в комбинированном экстракте находятся на достаточно высоком уровне. Выводы
Проведенные исследования показывают, что применение метода низкочастотной вакуум-ультразвуковой экстракции позволяет эффективно экстрагировать полезные вещества из растительного сырья, преимущественно меньшее количества примесей в экстракционном растворе, небольшой промежуток времени, работоспособность при низкой температуре и сокращает продолжительность экстрагирования.
В результате проведенных экспериментальных исследований разработан комбинированный экстракт, состоящий из плодов боярышника, шалфея, травы душицы, чабреца, листьев базилика и бутонов гвоздики при соотношениях 1:0,2:0,2:0,2: 0,2:0,1, при котором общее количества растительного сырья составляет 9,5%.
Результаты исследования сенсорного анализа показали, что у второго образца комбинированного экстракта с соотношениями 1:0,2:0,2:0,2:0,2:0,1, более приятный запах и сладко-кисловатый вкус, что делает экстракт приемлемым для внесения в мясные изделия.
По результатам физико-химических исследований было установлено, что по мере увеличения состава растительного сырья в комбинированном экстракте показатели рН, плотности и сухих веществ соответственно увеличивается. Также были исследованы микро- и макроэлементы в комбинированном экстракте и было выявлено, что состав основных жизненно важных химических элементов такие, как калий, кальций, магний, натрий, железа, фосфор, селен находятся на достаточно высоком уровне.
Литература
1. Иванова М.В., Левин Б.Д. Получение экстрактов биологически активных веществ путем многоступенчатого извлечения из поликомпозитных смесей растительного сырья// Вестник КрасГАУ. - 2012. - №6 - С.213-216.
2. Я.М.Узаков, В.В. Прянишников, А.В. Ильтяков, Белки и пищевые волокна в мясных технологиях/ Алматы, Издательство «Эверо»2014. - 290 с.
3. Я.М.Узаков, В.В. Прянишников, Г.И.Касьянов, А.У. Шынгисов, Е.Я. Узаков.
4. Технология производства и использование С02 -экстрактов в пищевой промышленности: монография / Алматы, Издательство «Эверо»2015. - 243 с.
5. Узаков Я.М., Черкасов О.В., Прянишников. Функциональные продукты - от научной теории до практической реализации/ Алматы, « ТОО Полиграф-сервис»2017- 209 с.
6. Шингисов А.У., Тасполтаев А.Р., Ханжаров Н.С. Исследование состава полифи-токомпонента из растений, произрастающих в Южных регионах Казахстана// Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №5.
Таблица 1. Физико-химические показатели комбинированного экстракта
Образцы pH Сухие вещества, % Плотность, кг/м3
№1 5,69 14,4 959
№2 5,65 15,4 960
№3 5,59 15,8 963
№4 5,55 16,4 964
№5 5,53 16,8 966
□ Na шMg DP PS DK mCa|
Рис.1. Содержание макроэлементов Ei комбиниро ванн ом растительном сы рье (мг/кг)
□ Si BMn üFe ПНп ИНг
26,243
Рис.2. Содержание микроэлементов в комбинированном растительном сырье (мг/кг)
□ Сг □ Co □ Cu □ Se □ Mo □ Ag
,068
Рис.3. Содержание микроэлементов в комбинированном растительном сырье (мг/кг)
Таблица 2. Органолептическая оценка комбинированного экстракта растительного сырья
Цвет
Запах
№1 Светло коричневый Слабовыраженный запах мяты Слабо выраженный вкус боярышника
№2 Коричневый Приятный, с слабовыраженным запахом душицы Сладко-кисловатый приятный вкус, в конце чувствуется сладковатый привкус боярышника
№3 Темновато-коричневый Приятный с преобладающим запахом чабреца и душицы Сладко-горьковатый вкус, в конце чувствуется вкус боярышника
№4 Темновато -коричневый Приятный с преобладающим запахом чабреца и душицы Горьковатый вкус. Больше чувствуется вкус гвоздики
№5 Темно-коричневый с красным оттенком Резкий, ярко-выраженный запах чабреца Горький вкус гвоздики
