CC BY
54
УДК 664.61
А. А. Филиппова, О. Б. Иванченко, Р. Э. Хабибуллин ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НАПИТКА БРОЖЕНИЯ «ОБЛЕПИХОВЫЙ» НА ОСНОВЕ МЕДА
Ключевые слова: мед, облепиховый сок, пряности, дрожжи, медовый напиток, безалкогольный напиток, здоровое питание.
В статье представлены результаты исследования свойств напитка брожения «Облепиховый» на основе меда. Проведен анализ качества меда «Цветочный», используемый в технологии производства напитка «Облепиховый». Оценено токсическое действие исследуемого напитка «Облепиховый» по отношению к клеткам дрожжей. Определена концентрация фенольных соединений, которая составляет 130,0 мг/ли концентрация витамина С-2,03мг/100мл в исследуемом напитке. Исследованы физико-химические показатели напитка «Облепиховый».
Keywords: honey, sea-buckthornjuice, spices, yeast, honeydrink, softdrink, healthyfood.
The results of the study of fermented beverage "Sea Buckthorn" on the basis of flower honey are presented. The qualitative analysis of the flower honey used for the beverage production as well as analyses of beverage quality were conducted. The physico-chemical properties, phenolic compounds (130 mg/l)and vitamin C concentration (20mg/l) were obtained in the drink test.
Введение
Очевидно, что здоровье человека зависит от многих факторов, но одним из главных на сегодняшний день остается питание. Зачастую люди отдают предпочтение пище, которая не является источником полезных веществ, а наоборот, пагубно влияет на все жизненно важные процессы, происходящие в организме. Неоднократные исследования ученых в области питания доказывают прямую зависимость между состоянием здоровья человека и тем, что он употребляет в пищу.
Известно, что выраженный дефицит витаминов, минеральных и биологически активных веществ в рационе питания приводит к нарушениям метаболизма, быстрой утомляемости и низкой сопротивляемости организма различным заболеваниям.
В настоящее время в России уделяется особое внимание разработке продуктов питания на основе или с добавлением натурального сырья, которыене только повышает стойкость продукта при хранении, но и обогащают организм человека полезными компонентами, удовлетворяютего физиологические потребности и помогают противостоять негативным факторам окружающей среды [1,2,3]. По мнению многих экспертов РФ, перспективными в этом плане являются напитки.
Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент как алкогольных, так и безалкогольных напитков. В последнее время отмечается постепенное замещение крепких алкогольных напитков на напитки слабоалкогольные и безалкогольные. Среди таких напитков особую нишу занимают напитки медовые. К ним вырастает больший интерес, так как в своем составе они содержат целый ряд полезных для организма соединений: витамины, минеральные вещества, ферменты, переходящие в продукт из сырья. Органические кислоты, которые образуются в результате незаконченного спиртового, молочного или смешанного брожений, также обогащают компонентный состав напитка [3,4]. В настоящее время разработаны рецептуры медовых напитков с
экстрактами лекарственных трав, пряно-ароматическим сырьем, которое способно подчеркнуть все оттенки вкуса и придать напитку запоминающийся аромат. Полученные напитки отличаются невысоким содержанием объемной доли этилового спирта, что также является их положительным качеством.
Целью данной работы явилось изучение свойств медового напитка брожения «Облепиховый», разработанного АННИО «Институт медоварения» и производимого предприятием ООО «Медоварус» (Санкт-Петербург). Этот душистый безалкогольный напиток обладает полным, терпковатым вкусом с медово-мятными тонами, ароматом трав и пряностей, содержит облепиховый соки и получается только из природных компонентов. Представляет собой прозрачную жидкость без осадка и посторонних включений.
Экспериментальная часть
Использование качественного сырья в технологии производства напитков является важным условием для получения продукта с хорошими физико-химическими характеристиками. В исследуемом напитке одним из главных видов сырья является мед, в связи с чем ему в первую очередь была дана качественная оценка.
Примеси посторонних тел устанавливали осмотром мёда, разбавленного дистиллированной водой в соотношении 1:1, а примеси определяли визуально на дне или поверхности раствора.
Для обнаружения примесимуки или крахмала к пробе мёда, разбавленного дистиллированной водой, прибавляли несколько капель спиртового раствора йода. Синее окрашивание означало положительную реакцию.
Примеси мела обнаруживали внесением к растворённому в пробирке мёду нескольких капель 1 М раствора HCl. В случае присутствия мела наблюдается выделение пузырьков углекислого газа CO2.
Примесь крахмальной патоки устанавливали по внешнему виду, по клейкости и отсутствию кристаллизации, а также путем добавления к 2 см3
смеси мёда и воды (1:2) двух капель концентрированного раствора HCl (р = 1,19 г/см3) и 20 см3 95 % этилового спирта. Появление мути (в основном декстринов) указывало на примесь крахмальной патоки.
Для определения примеси желатина в пробирке смешивали 5 см3 водного раствора меда (1:2) и пять капель 5 %-ного раствора танина. Образование белых хлопьев свидетельствует о присутствии в мёде желатина. Помутнение оценивают как отрицательную реакцию.
Примесь мелассы обнаруживали качественной реакцией, основанной на осаждении присутствующих в ней хлоридов под действием нитрата серебра. Реакция с AgNO3 считалась положительной в случае помутнения и образования белого осадка хлорида серебра AgCl. Если мед натуральный, осадок не образуется.
Был проведена комплексная оценка качества меда по представленным выше показателям, полученные экспериментальные данные
представлены табл. 1.
Таблица 1 - Показатели качества цветочного меда
Показатель Требования Результат
качества ГОСТ Р 53126-2008
Массовая доля 18-21 19,6
воды в меде, %
Примесь Не Не
посторонних тел допустимо обнаружено
Примесь муки или Не Не
крахмала допустимо обнаружено
Примесь Не Не
желатина допустимо обнаружено
Примесь мелассы Не Не
допустимо обнаружено
Из полученных результатов анализов можно сделать вывод, что у исследованных образцов цветочного меда не выявлены признаки фальсификации, и данные образцы меда могут быть использованы в производстве медовых напитков брожения.
Одной из важных характеристик любого пищевого продукта в настоящее время является его безвредность для человека как на организменном, так и на клеточном уровне. При выборе тест-объектов учитывают выявленную некорректность переноса экспериментальных данных, полученных на организмах прокариот, на более сложные эукариотические организмы [5]. В связи с этим применяются тесты на культурах опухолевых клеток мышей, клеток яичника китайского хомячка [6], Comet-тест на трансгенных мышах, микроядерный тест на клетках лимфоцитов периферической крови или фибробластов человека, а также на прокариотах (Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Bacillus subtilis) и эукариотах (Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Aspergillus nidulans).
Нами были проведены исследования по влиянию напитка на степень размножения клеток эукариотных дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
Перед началом исследования культуру дрожжей стерильно переносили в колбу с питательной средой и культивировали для получения 12-ти часовой («ночной») культуры. Затем в колбы с питательной средой стерильно вносили равное количество «ночной» культуры с равной концентрацией дрожжевых клеток. В течение 7 часов культивирования каждый час проводили подсчет клеток дрожжей в каждом варианте и рассчитывали прирост биомассы. Мертвые клетки определяли с помощью добавления к дрожжам красителя метиленового синего. Для подсчета клеток использовали камеру Горяева, количество клеток в 1 мл суспензии рассчитывали по формуле:
Х = 20 • А-106 ,
где X - количество клеток млн./мл; А - сумма дрожжевых клеток в пяти больших квадратах камеры Горяева
В качестве контроля в опыте использовали два варианта:
1 - негативный контроль, когда клетки вносили в чистую питательную среду-сусло;
2 - позитивный контроль, когда клетки вносили в питательную среду, содержащую 1% этанола (согласно ГОСТ Р 52409-2005 в напитках брожения его максимальная концентрация составляет 1,2%)
[7].
В опытном варианте дрожжи выращивали в питательной среде с добавлением исследуемого напитка. Результаты исследований представлены на рис 1.
Рис. 1 — Влияние напитка «Облепиховый» на рост дрожжей
Основываясь на результатах опыта, можно заключить, что питательная среда с 1% этанола угнетающе действует на клетки, тогда как изучаемый напиток, являющийся напитком естественного брожения и, возможно, содержащийэквивалентное количество спирта, не оказывает ингибирующего действия на клетки, наоборот, стимуляция роста составила 38%.
Для более детальной оценки влияния напитка на клетки организмов провели серию экспериментов по выращиванию дрожжей непосредственно в среде напитка, когда клетки могут использовать
питательные вещества, необходимые для роста и жизнедеятельности, только из состава напитка.
Для этого клетки дрожжей непосредственно вносили в пробу исследуемого образца и в течение 7 часов инкубации ежечасно проводили подсчет в камере Горяева жизнеспособных клеток дрожжей в каждом варианте опыта и рассчитывали прирост биомассы. Результаты представлены на рисунке 2.
Рис. 2 — Рост клеток дрожжей в среде напитка «Облепиховый»
Опыт показал, что исследуемый напиток брожения на основе меда оказался хорошей средой для роста клеток. Из 7 инкубационных часов, по-видимому, 2 часа клетки адаптировались к среде, затем началась фаза размножения, но с истощением питательных компонентов среды размножение прекратилось. В свою очередь, число клеток с момента внесения их в 1% раствор этанола стремительно уменьшалось за 7 часов от 1 млн. кл/мл практически до нуля.
Важной характеристикой является содержание витамина С в исследуемом напитке. Известно, что он положительно влияет на работу кровеносной системы, нормализует уровень холестерина, оказывает противораковое и антисклеротическое действие. Кроме этого, он является мощным антиоксидантом. Организм человека не способен запасать витамин С, по этой причинене обходимо его ежедневное поступление.
Определение проводили согласно ГОСТ 2455689 объемным методом путем экстрагирования витамина С раствором соляной кислоты с последующим титрованием визуально раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия до установления светло-розовой окраски [8].
Массовую долю аскорбиновой кислоты (Х) в процентах вычисляют по формуле:
(VI - V2) • T -V3-100
X —-,
V 4 • ш
где V - объем раствора 2,6-дихлорфенол-индофенолята натрия, израсходованный на титрование экстракта пробы, см3; V2 - объем раствора 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия, израсходованный на контрольное испытание, см ; Т - титр раствора 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия, г/см3; Vз - объем экстракта, полученный при экстрагировании витамина С из навески продукта, см3; V4 - объем экстракта, используемый для титрования, см3; М - масса навески, г.
За окончательный результат испытания принимали среднее арифметическое результатов трех параллельных определений. Расхождение между двумя параллельными определениями не превышало 3% от среднего арифметического значения при доверительной вероятности Р=0,95.
Результат опыта показал, что содержание витамина С в исследуемом напитке составляет 2,03±0,01 мг/100 мл напитка.
Большое значение для формирования потребительских свойств — вкуса и цвета напитка брожения — имеют фенольные вещества. Кроме влияния на органолептические показатели напитка, эти соединения придают ему антиоксидантные свойства и обеспечивают защиту клеток организма от агрессивного действия свободных радикалов [9]. Их концентрацию в напитке определяли спектрофотометрическим методом[10].
К 1 мл экстракта приливали 0,3 мл реактива Фолина-Чокальтеу, взбалтывали и через 20 секунд прибавляли 5 мл 20% раствора №2С03; через 30 секунд измеряли оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 730 нм, с шириной кюветы 10 мм. Раствором сравнения служила вода с добавлением всех указанных реактивов. Содержание фенольных соединений находили по калибровочному графику,
построенному по хлорогенвой кислоте. Содержание оксикоричных кислот (фенолов) рассчитывали по формуле:
х а -V Р
X — -
М
где Х - количество оксикоричных кислот, мг/г; а -содержание хлорогеновой кислоты, определяемое по калибровочному графику мг/мл; Vе - общий объем вытяжки, мл; Р - степень разбавления; М -масса образца, г.
Результат математической обработки полученных экспериментальных значений показал, что в исследуемом напитке содержание фенольных соединений составляет 130,0 ±1,4мг/дм3.
Также был определен ряд физико-химических показателей готового напитка, их соблюдение обеспечивает стабильность состава и потребительских свойств продукта. Определение массовой доли сухих веществ, объемной доли этилового спирта, титруемой кислотности были определены стандартными методами [11,12,13]. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Физико-химические показатели напитка «Облепиховый»
Показатель Xi ±ДХ
Объемная доля СВ начального сусла % 9,07 0,16
Объемное содержание спирта % 0,72 0,03
Титруемая кислотность (№ОН 1 моль/дм3 на 100 см3 напитка), мл 2,37 0,07
В заключении можно сказать, что исследуемый напиток брожения «Облепиховый» выработан на основе меда, отвечающего требованиям ГОСТ Р 53126-2008. Напиток не проявляет токсичных свойств в отношении эукариотных клеток, проявляет алкопротекторные свойства, а его физико-химические показатели свидетельствуют о соответствиитребованиям стандартов.
Литература
1. Артемьева В.А., Ямашев Т.А., Решетник О.А. Экстракты имбиря - перспективные компоненты рационов питания для жителей зон экологического неблагополучия// Вестник технол. ун-та. - 2015 Т. 18, N 17.- С. 214-217
2. Смотраева И.В., Баланов П.Е.,Иванченко О.Б., Хабибуллин Р.Э. Биологическая стабилизация напитков нативными ингредиентами из растительного сырья // Вестник КНИТУ.- 2014.-Т.17.-В.22.-С.229-231
3. Китаевская С.В., Ямашев Т.А., Иванченко О.Б., Решетник О.А. Продукты метаболизма молочнокислых бактерий, как вещества снижающие действие генотоксикантов//Вестник технол. ун-та. 2015, Т.18, №4. -С.283-286.
4. Иванченко О.Б.Яковлева И.Н., Борисова Е.В. Алко-и генопротекторные свойства напитка естественного брожения на основе меда //Пиво и напитки, 2009, N2.-С.44-48.
5. Красовский, Г.Н. Проблема экстраполяции результатов биотестирования на человека / Г.Н.
Красовский, Н.А. Егорова, М.Г. Антонова // Токсикологический вестник. - 2000. - № 6. - С. 13-19.
6. Yamada, N. Potentiating effects of organomercuries on clastogen-induced chromosome aberrations in cultured Chinese hamster cells/ N.Yamada, T.Miyahara, H.Kozuka // Mutat. Res. - 1993. - Vol. 290. - P. 281-291.
7. ГОСТ Р 52409-2005. Продукция безалкогольного и слабоалкогольного производства. — Москва: Изд-во стандартов, 2005. — 20с.
8. ГОСТ 24556-89. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения витамина С. — Москва: Изд-во стандартов, 1989. — 11с.
9. А.П Волынец. Фенольные соединения в жизнедеятельности растений./ А.П Волынец. - Минск, Беларусь: Навука, 2013. - 283 с.
10. Денисенко,Т.А., Вишникин, А.Б., Цыганок, Л.П./Особенности взаимодействия 18-молибдодифосфата и реактива Фолина-Чокальтеу с фенольными соединениями//Аналитика и контроль.-2015.-Т.19.-№ 3.-С. 242-251
11. ГОСТ 6687.7-88 Напитки безалкогольные и квасы. Метод определения спирта. — Москва: Изд-во стандартов, 1988. — 7с.
12. ГОСТ 6687.4-86 Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения кислотности — Москва: Изд-во стандартов, 1986. — 7с.
13. ГОСТ 6687.2-90 Продукция безалкогольная. Методы определения сухих веществ. - Москва: Изд-во стандартов, 1990. - 13с.
© А. А. Филиппова - магистр высшей школы биотехнологии и пищевых технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, [email protected]; О. Б. Иванченко - к.б.н., доцент Высшей школы биотехнологии и пищевых технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, [email protected]; Р. Э. Хабибуллин - д.т.н., профессор кафедры технологии мясных и молочных продуктов КНИТУ, [email protected].
© A. Filippova - master's degree of the GSBFS of Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University, [email protected]; O. Ivanchenko - candidate of biological sciences, associate professor of the GSBFS of Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University, [email protected]; R. Khabibullin - doctor of technical sciences, professor of the Department of meat and dairy products technology of KNRTU, [email protected].
Все статьи номера поступили в редакцию журнала в период с 20.12.16. по 20.01.17.
