CC BY
0
УДК: 66. 664. 6/9 DOI 10.24412/2311-6447-2024-2-31-37
Исследование химического состава и показателей качества нардека как сырьевого компонента для производства обогащенных хлебобулочных изделий
Study of the chemical composition and quality indicators of nardek as a raw material component for the production
of fortified bakery products
Зав. кафедрой Е.С. Таранова (ORCID 0000-0002-6188-6154) Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ), кафедра зерна, хлебопекарных и кондитерских технологий, тел. +79250559590 taranovaes@mgupp. ru
Head of the Department E.S. Taranova (ORCID 0000-0002-6188-6154) Russian Biotechnological University (ROSBIOTECH), chair of Grain, Baking and Confectionery Technologies, tel. +79250559590 taranovaes@mgupp. ru
Аннотация. Натуральные продукты являются перспективным направлением реализации концепции здорового питания в диетическом и профилактическом плане. Одной из важнейших составляющих конкурентоспособного агропромышленного комплекса является развитая овощебахчевая отрасль. Одним из резервов повышения экономической эффективности возделывания бахчевых культур является переработка арбузов. Исследованы показатели качества нардека, используемого в качестве сырья для пищевой промышленности, его качественные характеристики, химический, витаминный и минеральный состав, проведена органолептическая оценка качества. Использование региональной сырьевой базы и применение современных технологий производства обеспечивают высокие потребительские свойства продукции. Разработаны и рекомендованы к крупномасштабному производству различные виды продуктов, ориентированные на здоровое и функциональное питание, с акцентом на высокую антиоксидантную активность и функциональность.
Abstract. Thus, natural food products are the most promising direction for implementing the concept of healthy nutrition for dietary and preventive purposes. One of the most important components of the competitive agro-industrial complex is the developed vegetable and melon industry. One of the reserves for increasing the economic efficiency of cultivating melons and melons is the processing of watermelons. We have studied the quality indicators of nardek used as a raw material for the food industry - its qualitative characteristics - chemical, vitamin and mineral compositions, and carried out an organoleptic quality assessment. At the same time, the regional raw material base is used, modern production technologies are applied, ensuring high consumer properties of the product. Various types of food products for healthy and functional nutrition with high antioxidant activity and functional orientation have been developed and recommended for mass production.
Ключевые слова: ресурсосберегающей технологии, нардек, пищевые производства, химический состав, органолептические показатели
Keywords: resource-saving technology, nardek, food production, chemical composition, organoleptic characteristics
В стране 60 % бахчевых культур отправляют на реализацию в свежем виде, 1 % бахчевых культур проходит переработку, остальная часть остается на полях. Для решения этой проблемы большое значение имеет производство продукции, получаемой путем переработки бахчевых культур. Одним из таких продуктов является нардек.
© Е.С. Таранова, 2024
Выбор направления исследований обусловлен тем, что до настоящего времени переработка арбузов не ведется в промышленных масштабах, а готовые изделия соки, мед, сиропы и т.д., представленные на рынке, - домашнего приготовления, в небольших количествах производят солёные и маринованные арбузы. [1]
В последние несколько лет перед исследователями стоит задача найти более экологически устойчивое производство и сократить образование отходов. В этом отношении актуальным является ресурсосберегающее производство, цель которого -переработка вторичного сырья. Один из рациональных путей решения данной проблемы - разработка ресурсосберегающей технологии производства нардека и дальнейшее использование его в качестве сырья для пищевого производства.
Организация переработки нереализованных в срок плодов арбуза на научной основе является важнейшим фактором решения проблемы, связанной с бесперебойным снабжением населения в течение года экологически чистыми продуктами питания. [2]
Цель исследования — изучение химического состава и качественных характеристик концентрированного продукта переработки столового арбуза - нардека. Сок из арбуза получали методом прессования с последующим сепарированием и дальнейшим выпариванием до требуемого содержания сухих веществ на вакуум выпарной установке при температуре 58-60 °С [3].
Органолептическая оценка — важнейший показатель качества сырья и конечных продуктов, так как она определяет потребительский спрос и способствует продвижению на рынке (табл. 1).
Таблица 1
Результаты органолептической оценки нардека_
Наименование Характеристики
показателя Соки концентрированные неосветленные ГОСТ Р 52185-2003 Нардек
Внешний вид Густая, вязкая, непрозрачная жидкость. Допускается наличие на дне тары (любой) осадка Густая, вязкая, непрозрачная жидкость. Отсутствует осадок на дне тары
Вкус и аромат Свойственные фруктовым сокам, из которых изготовлен концентрированный сок. Допускаются невыраженные вкус и аромат концентрированных соков, в которые не добавлены концентрированные натуральные летучие ароматообразующие фруктовые вещества. Посторонние привкус и запах не допускаются Свойственные арбузному соку. Посторонние привкус и запах отсутствуют
Цвет Соответствующий цвету соков, из которых изготовлен концентрированный фруктовый сок. Допускается незначительное потемнение (покоричневение) Темно-бордовый с коричневатым оттенком
Растворимость в воде Полная после размешивания и отстаивания в течение 10 мин Полная после размешивания и отстаивания в течение 10 мин
Данные, полученные в результате органолептической оценки нардека, свидетельствуют о том, что нардек обладает высокими потребительскими свойствами и
может быть использован в качестве рецептурного ингредиента при производстве продуктов питания.
Не менее важными показателями качества сырья для пищевой промышленности являются его качественные характеристики, химический, витаминный и минеральный состав. Химический, витаминный и минеральный состав нардека исследовали по общепринятым методикам (табл. 2).
Вкус, цвет, аромат и пищевая ценность нардека определяются наличием растворимых веществ (сахаров, белков, органических кислот, минеральных солей, витаминов и др.). Большую часть сухих веществ в рассматриваемом сырье составили сахара и органические кислоты. Исследование качественных характеристик выявило содержание сухих веществ на уровне 7,82 +-2,89 %.
Таблица 2
Химический состав нардека
Наименование показателя Результат испытаний Погрешность/ неопределенность Нормативный документ на метод испытания
Массовая доля калия, г/кг 7,39 0,96 ГОСТ 33462-2015
Массовая доля кальция, г/кг 1,17 0,15 ГОСТ 33462-2015
Массовая доля магния, г/кг 5,74 0,34 ГОСТ 33462-2015
Массовая доля железа, мг/кг 7,02 1,82 СТБ ЕШ4082-2014
Массовая доля хрома, мг/кг 6,99 0,49 СТБ ЕШ4082-2014
Массовая доля цинка, мг/кг 1,05 0,27 СТБ ЕШ4082-2014
Массовая доля кобальта, мг/кг < 0,30 - ГОСТ Р 56372-2015
Массовая доля марганца, мг/кг 1,18 0,30 ГОСТ Р 56372-2015
Массовая доля меди, мг/кг 3,00 0,78 ГОСТ Р 56372-2015
Массовая доля молибдена, мг/кг < 0,30 - ГОСТ Р 56372-2015
Массовая доля селена, мг/кг < 0,30 - ГОСТ Р 56372-2015
Массовая доля сырой клетчатки, % < 2 - ГОСТ 31675-2012
Массовая доля щавелевой кислоты, г/100 г 0,21 - ГОСТ 32771-2014
Массовая доля винной кислоты, г/100 г < 0,05 - ГОСТ 32771-2014
Массовая доля фумаровой кислоты, г/100 г 0,11 - ГОСТ 32771-2014
Массовая доля хинной кислоты, г/100 г 0,10 - ГОСТ Р 54744-2011
Массовая доля яблочной кислоты, г/100 г 0,87 - ГОСТ 32771-2014
Массовая доля лимонной кислоты, г/100 г <0,10 - ГОСТ Р 54744-2011
Массовая доля витамина В1, мг/дм3 90,6 - ГОСТ 32903-2014
Окончание табл. 2
Наименование показателя Результат испытаний Погрешность/ неопределенность Нормативный документ на метод испытания
Массовая доля витамина В6, мг/дм3 22,40 - ГОСТ 32903-2014
мг/дм3 < 5,0 - ГОСТ 31643-2012
Массовая доля витамина РР, мг/дм3 319,40 - ГОСТ 32903-2014
Массовая доля глюкозы, г/100 г 9,28 - МВИ.МН 2842-2008
Массовая доля фруктозы, г/100 г 25,39 МВИ.МН 2842-2008
Массовая доля сахарозы, г/100 г 17,80 - МВИ.МН 2842-2008
Массовая доля белка, г 5,30 +-0,45 МУ 4237-86
Массовая доля жира, г < 0,10 - МУ 4237-86
Массовая доля углеводов, г 50,40 +-2,52 МУ 4237-86
Массовая доля сухого остатка, % 57,82 +-2,89 МУ 4237-86
Массовая доля золы, % 2,02 +-0,10 МУ 4237-86
Углеводы в составе нардека представлены в основном фруктозой, сахарозой и в меньшем количестве глюкозой. Все они хорошо усваиваются организмом человека. Нардек содержит очень мало жиров, что делает его особенно ценным для современных диет, небольшое количество важных для организма человека белков и входящих в их состав аминокислот. Таким образом, содержащийся в нардеке белок не играет большой роли в рационе человека, поскольку суточная потребность организма человека в белке составляет 0,8 г/кг от массы тела. То же самое касается и свободных аминокислот, но чаще всего они присутствуют в соках в очень низких концентрациях.
Органические кислоты являются важными компонентами фруктов и овощей. Они стимулируют секрецию поджелудочной железы, перистальтику кишечника, оказывают бактерицидное действие, участвуют в растворении и выведении уратов из организма. Органические кислоты в составе нардека представлены в основном карбоновой группой. Карбоновые кислоты используются в пищевой промышленности в качестве консервантов, стабилизаторов, антиоксидантов, ароматизаторов. Незначительное содержание в нардеке органических кислот обеспечивает сохранение цвета, аромата и вкуса продукта.
Содержание щавелевой, винной, фумаровой и яблочной кислот определяли согласно методике, указанной в ГОСТ 32771-2014 Продукция соковая; органических кислот - методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии, а хинной и лимонной - согласно ГОСТ Р 54744-2011 Продукция соковая. Щавелевая и винная кислоты в концентрации от 0,21 до 0,05 г/100 г выступают естественным регулятором кислотности и естественным консервантом. Фумаровая кислота в количестве 0,11 г/100 г позволяет сохранить вкус и аромат продукта. Исследования ученых говорят о том, что фумаровая кислота, являясь нетоксичной, способна снижать рН желудка, способствуя улучшению расщепления белка, влияет на микрофлору желудочно-кишечного тракта, создавая слабокислую среду, угнетает рост грибов и грамположительных бактерий.
Установлено, что концентрация яблочной кислоты в составе нардека составляет 0,87 г/100 г продукта. Учитывая технологические преимущества яблочной кислоты и ее структурные свойства, можно рекомендовать нардек в использовании заквасок и хлебопекарных разрыхлителей. Особенностью яблочной кислоты является усиление подслащивающего эффекта в диетических продуктах.
Яблочную кислоту применяют как усилитель вкуса при производстве кондитерских изделий, десертов и хлебобулочных изделий. Это подтверждает целесообразность использования нардека в производстве хлеба и мучных кондитерских изделий [4].
По данным лабораторных исследований, нардек содержит 0,1 г/ 100 г хинной кислоты, которая способствует снижению всасывания глюкозы в организме. Рекомендуемая суточная доза хинной кислоты составляет 250 мг, а при избыточном весе до 500 мг. При этом отмечено низкое содержание лимонной кислоты в нардеке - менее 0,1 г/100 г. Таким образом, нардек представляет собой дополнительный природный источник ценных органических кислот.
Определение водорастворимых витаминов - тиамина (В1), пиридоксина (В6) и никотиномида (РР) - проводили методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии в соответствии с ГОСТ 32903-2014. Анализ химического состава нардека показал наличие в нем витаминов В1, В6, РР и витамина С в значительном количестве. По результатам исследования витамина В1 в 1 дм3 нардека содержалось 90,6 мг при физиологической потребности взрослого человека в 1,5 мг/сут, а массовая доля витамина В6 составила 22,4 мг/дм3 при физиологической потребности 2,0 мг/сут.
Особое внимание следует уделить содержанию витамина РР. Лабораторный анализ показал, что в нардеке содержание витамина РР в среднем составило 319,4 мг/дм3 при физиологической потребности взрослого человека 13-15 мг/сут. В последнее время все чаще отмечается роль витамина РР в жизнедеятельности человека, он участвует во многих окислительно-восстановительных реакциях, образовании ферментов и обмене липидов и углеводов в клетках. Ниацин, входящий в состав витамина РР, является одним из пяти витаминов, дефицит которых в рационе человека был связан с пандемией. Многие ученые считают, что никотиновая кислота снижает риск вирусных инфекций и сердечно-сосудистых заболеваний. Таким образом, введение в рецептуры продуктов питания нардека является целесообразным и позволит обогатить их витамином РР. Физиологическая потребность для взрослых в витамине С - 100 мг/сут. Было определено содержание витамина С в нардеке на уровне 5 мг/дм3.
Обогащать микронутриентами целесообразно продукты массового потребления, доступные для всех групп населения и используемые в повседневном питании. К таким продуктам, в первую очередь, относятся хлебобулочные и мучные кондитерские изделия. Хлебобулочные изделия обогащают витаминами (В1, В2, В3, В6, РР и др.) и минеральными веществами (железо, кальций, цинк, магний, фосфор). Помимо полезных качеств, хлеб обладает приятным вкусом, дольше сохраняет свежесть, не крошится и не плесневеет [5].
Содержание макроэлементов определяли по методике ГОСТ 33462-2015 Продукция соковая; натрия, кальция и магния - методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Результаты исследований показали повышенное содержание в нардеке калия — 7,39 г/кг, кальция — 1,17 г/кг и магния 5,74 г/кг, в то время как уточненная физиологическая суточная норма для взрослого человека в этих макроэлементах составляет 3,500, 1000 и 420 мг/сут соответственно.
Параллельно проводили исследование нардека на содержание микроэлементов. Содержание железа, хрома и цинка исследовали методом, указанным в СТБ Е № 14082-2014 Продукты пищевые. Определение следовых элементов. Содержание свинца, кадмия, меди, железа и хрома определяли с помощью атомно-абсорб-ционной спектрометрии (ААС) после сухого озоления. В результате было выявлено
содержание массовой доли железа на уровне 7,02 мг/кг, хрома - 6,99 мг/кг, цинка
- 1,05 мг/кг при физиологической потребности взрослого человека - 10-18 мг/ сут, 40 мг/сут и 12 мг/сут соответственно.
Хром нормализует проницаемость клеточных мембран для глюкозы - процесс, посредством которого клетки используют и хранят глюкозу; повышает чувствительность тканевых рецепторов к инсулину и снижает потребность организма в инсулине. Дефицит приводит к снижению толерантности к глюкозе и повышению уровня триглицеридов и холестерина. Влияние хрома на липидный обмен опосредовано его регуляторным действием на функцию инсулина [5].
Определение массовой доли кобальта, марганца, меди, молибдена и селена проводили методом атомно-абсорбционной спектрометрии согласно ГОСТ 56372-2015. В результате было выявлено содержание массовой доли кобальта на уровне 0,3 мг/кг, при адекватном уровне потребления для взрослого населения 10 мкг/сут. Следует отметить, что кобальт является составной частью витамина В12 и активирует в организме ферменты обмена жирных кислот и метаболизма фолиевой кислоты. В то же время отмечено невысокое содержание марганца - 1,18 мг/кг при физиологической потребности взрослого человека в количестве 1,0 мг/сут. Следует отметить содержание молибдена и селена на уровне 0,3 мг/кг при суточной потребности 70 и 55-70 мкг/сут соответственно.
Исследования показывают, что высокие дозы цинка могут препятствовать усвоению меди и вызывать анемию. В протестированных образцах нардека было обнаружено 1,05 мг/кг цинка и 3 мг/кг меди, что является допустимым и не влечет отрицательных последствий. В дальнейшем необходимо определить потенциал использования нардека в качестве ингредиента для устранения дефицита микроэлементов посредством обогащения продуктов питания, что позволит повысить естественный уровень содержания питательных веществ, обогатить «альтернативные» продукты, обеспечивая их надлежащую пищевую ценность. Анализ химического состава нардека свидетельствует о том, что нардек содержит минимальное количество жиров (<0,1 %). Среднее содержание углеводов составило 50,40 % при незначительном содержании белка (5,30 %), что позволяет использовать его в качестве криопротектора при производстве хлебобулочных изделий.
Полученные результаты показывают, что исследуемая продукция из плодов столового арбуза отличается высоким содержанием сухого остатка - 57,82 %. Массовая доля сырой клетчатки находится на уровне 2 %, в то время как в исходном сырье - арбузе, этот показатель составляет всего 0,4 %. Это связано с тем, что при выпаривании удаляется водная фракция арбузного сока и остается концентрированный продукт. Сопоставляя полученные материалы проведенных исследований химического состава нардека, можно сделать вывод о целесообразности внесения в рецептуры хлебобулочных, мучных кондитерских изделий и других видов пищевых продуктов нардека с целью улучшения качества традиционных видов продуктов питания и расширения ассортимента выпускаемой продукции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Крыгина, А.П. Экономическая эффективность выращивания бахчевых культур / А.П. Крыгина, Н.Д. Заводчиков. - Текст: непосредственный // Известия ОГАУ. -2012. - № 1. - С. 58-64.
2. Богатырев, А.Н. Проблемы и перспективы в производстве натуральных продуктов питания / А.Н. Богатырев, И.А. Махеева. // Пищевая промышленность. -2014. - № 12. - С. 8-10.
3. Овчинников, А. Способ получения нардека / А. Овчинников [и др.].
- 2017. - Текст: непосредственный.
4.Таранова, Е.С. Повышение качественных характеристик хлебобулочных изделий / Е.С. Таранова, Е.А. Зенина. - Текст: непосредственный //Мировые научно-технологические тенденции социально-экономического развития АПК и сельских территорий. - 2018. - С. 123-129.
5. Василева, В.С. Сидельникова Н.А. Использование микронутриентов для производства хлебобулочных изделий / В.С. Василева, Н.А. Сидельникова. - Текст: непосредственный / / Молодёжный аграрный форум-2018: матер. Междунар. студ. науч. конф. В 3 т. - Т 3. - 2018. - С. 212.
REFERENCES
1. Krygina, A.P., Zavodchikov N.D. Economic efficiency of growing melons // Izvestia OGAU. - 2012. - No. 1.
2. Bogatyrev, A.N., Makheeva I.A. Problems and prospects in the production of natural food products // Food industry. - 2014. - No. 12. - pp. 8-10.
3. Ovchinnikov, A. Method of obtaining nardek. - 2017.
4. Taranova, E. S., Zenina E. A. Improving the quality characteristics of bakery products // World scientific and technological trends in the socio-economic development of the agro-industrial complex and rural territories. - 2018. - pp. 123-129.
5. Vasileva, V. S., Sidelnikova N. A. Use of micronutrients for the production of bakery products // Materials of the international student scientific conference "Youth Agrarian Forum-2018": in 3 volumes - Volume 3. - 2018. - pp. 212.
