Композиционные каротиноидно-антоциановые красители в технологии ликероводочных изделий Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УдК 547.97:664

Композиционные

каротиноидно-антоциановые

красители

в технологии ликероводочных изделий

В. М. Болотов,

д-р техн. наук, профессор;

Е. В. Комарова,

канд. техн. наук, доцент;

П. Н. Саввин,

канд. техн. наук;

М Ю. Парашкин,

студент

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Ассортимент продуктов питания и изделий ликероводочной промышленности во многом определяется цветностью вырабатываемых изделий. Современными технологиями спиртных напитков предусмотрено применение натуральных и синтетических пищевых красителей для придания определенного цвета вырабатываемой продукции [1].

В настоящее время для получения качественных продуктов питания преимущественно применяют натуральные пищевые красители. В России для окраски напитков и ликероводочных изделий используют такие спирто-водорастворимые красители как ан-тоцианы — Е163 (красный цвет), экстракт аннато — Е160Ь (желтый цвет), сахарный (карамельный) колер различных способов приготовления — Е150а-Е150с (желто-коричневые цвета).

Следует отметить, что большинство каротиноидных красителей (р-каро-тин — Е160а, р-апокаротиналь — Е160е, флавоксантин — Е161а, люте-ин — Е161Ь и др.) содержат в своем составе гидрофобные каротиноидные соединения и не растворяются в воде и водно-спиртовых растворах, а водорастворимые формы этих красителей изготовляются только в присутствии диспергаторов или эмульгаторов (например, твин-80) [1].

Антоциановые и р-каротинсодер-жащие красители содержат в своем составе биологически активные полифенолы (антоцианы) и р-каротин и обладают не только биологической, но и антиоксидантной активностью.

Разработанные нами способы получения спирто-водорастворимых каротиноидных красителей из отечественного ß-каротинсодержащего растительного сырья (корнеплодов красной моркови посевной Daucus sativas Roehl, плодов тыквы Cucurbita pepo L) позволяют получать композиционные красители из гидрофилизированных каротиноидов и водорастворимых красящих соединений [1].

С целью расширения цветовой палитры природных пищевых красителей проводятся исследования по разработке способов получения композиционных (смесевых) каротиноидно-антоциановых красителей [2]. В рассматриваемой работе приведены результаты исследований получения, свойств и применения каротиноидно-антоциановых красителей, вырабатываемых экстрагированием пигментов из смеси плодов тыквы Cucurbita pepo L. и выжимок ягод винограда вида Vitis labrusca L. сорта Изабелла в различных соотношениях.

Композиционный краситель получали трехкратным экстрагированием антоци-анов и каротиноидов этиловым спиртом с объемной долей этанола 95,5% из смеси выжимок ягод винограда (АЦ) и плодов тыквы (КР) в массовых соотношениях 1:1, 1:2 и 1:3 при температуре 60 °С в течение 60 мин. Экстракты смесей пигментов объединяли и концентрировали путем отгонки растворителя под вакуумом до содержания сухих веществ 60%.

Спектральные характеристики экстрактов красителей и окрашенных ли-кероводочных изделий исследовали на

48 ПИВО и НАПИТКИ 2017

спектрофотометре UV Mini-1240 фирмы Shimadzu.

Цветометрические характеристики красителей и окрашенных ликерово-дочных изделий измеряли с использованием компьютера и планшетного сканера по разработанной методике [3]. Получаемые изображения подвергали компьютерной обработке в цветовых режимах RGB и Irgb.

При оценке цветометрических характеристик окрашенных растворов считали, что в RGB-системе цвет является триплетом из соответствующих значений цветовых компонентов. Значение каждого компонента измеряется от 0 до 255 условных единиц. При этом модельный белый цвет оценивали как CW = 255-R + 255-G + 255-B, модельный красный цвет CR=255-R + 0-G + + 0-B, модельный желтый CY=255R + + 255G + 0B [3].

Интенсивность и нормированные показатели цвета растворов в Irgb — системе оценивали соотношениями:

• интенсивность I = (R+G + B)/3;

• нормированный красный r = R/(R+ + G + B);

• нормированный зеленый g = G/(R+ + G + B);

• нормированный синий b = B/(R + + G + B).

Измерения антиоксидантной активности (АОА) проводили на анализаторе «Цвет Яуза-01-АА» (НПО «Хи-мавтоматика», г. Москва). В качестве стандартного вещества использовали кверцетин [4].

При приготовлении ликероводочных изделий руководствовались нормами купажирования по классической технологии.

АЦ:КР

Рис. 1. Изменения цветометрических RGB-характеристик этанольных экстактов каротиноидно-антоциановых красителей из смесевого каротиноид- (КР) и антоциансодержащего (АЦ) сырья при различном массовом соотношении

Рис. 2. Изменения нормированных гдЬ-характеристик (а) и интенсивности цвета I (б) этанольных экстрактов каротиноидно-антоциановых красителей из смесевого каротиноид- (КР) и антоциансодержащего (АЦ) сырья при различном массовом соотношении

Рис. 3. Изменения интенсивности цвета I (а) и нормированных цветовых

гдЬ-характеристик (б) этанольных экстрактов каротиноидно-антоциановых красителей из смесевого каротиноид- (КР) и антоцианосодержащего (АЦ) сырья различного массового соотношения при хранении т (1 — АЦ : КР=1:2, 2 — АЦ : КР=1:3), Ь=1 при АЦ : КР=1:3

Из представленных на рис. 1 RGB-характеристик этанольных экстрактов композиционных каротиноидно-анто-циановых красителей следует, что цветовые характеристики зависят от химической структуры и соотношения пигментов в сырье.

С увеличением содержания кароти-ноидов в сырье увеличиваются значения R и G параметров этанольных экстрактов (см. рис. 1) и интенсивность цвета I экстракта (рис. 2, а). Увеличение концентрации каротиноидов в растворе увеличивает долю желтого цвета и уменьшает интенсивность красной окраски (рис. 2, б).

Полученные цветометрические характеристики позволяют количественно оценивать цветовые оттенки природных каротиноидных и антоциановых красителей. Увеличением содержания гидрофилизированных каротиноидов можно получать красители желтого цвета с красноватым оттенком, более высокая концентрация антоциановых соединений придает красителю красный цвет с желтоватым оттенком.

На основании анализа цветометри-ческих характеристик с целью замены применяемого в настоящее время сахарного колера для окраски настойки горькой «Перцовка Кубанская» выбран композиционный краситель, вырабатываемый из сырья АЦ : КР = 1:2, а для окраски ликера десертного «Ванильный» — из сырья АЦ : КР = 1:3.

Анализ эффективности выхода красителя от соотношения объема экстра-гента к массе композиционного сырья показывает, что наиболее целесообразно использовать соотношение этанол (с объемной долей спирта 95,5%) к сырью 4:1.

Изучение сохранности окраски этанольных экстрактов композиционных каротиноидно-антоциановых красителей в течение 30 сут показывает увеличение интенсивности окраски растворов пигментов (рис. 3, а) как при соотношении АЦ : КР = 1:2, так и при соотношении 1:3. Увеличение общей интенсивности окраски, уменьшение доли красного и увеличение доли желтого цвета (рис. 3, б) проис-

2017 ПИВО и НАПИТКИ 49

Рис. 4. Изменения цветометрических RGB-характеристик

настойки горькой «Перцовка Кубанская» при хранении

Рис. 5. Изменения спектрофотометрических характеристик настойки горькой «Перцовка Кубанская» при хранении: 1 — 1 сут; 2 — 30 сут

Рис. б. Изменения цветометрических RGB-характеристик ликера десертного «Ванильный» при хранении

Рис. 7. Изменения спектрофотометрических

характеристик ликера десертного «Ванильный» при хранении: 1 — 1 сут, 2 — 30 сут

3,5 -3,0 -

1,5 -1,0 -0,5 -

5,0 -

4,0 -

г 3,0-

Настойка Настойка Настойка без красителя с красителем с красителем через 1 сут через 20 сут

Рис. 8. Антиоксидантная активность настойки горькой «Перцовка Кубанская» при различных сроках хранения

ходит за счет превращения красных антоцианов в желтые халконы [1].

Замена сахарного колера композиционным каротиноидно-антоциановым красителем, полученного из сырья с соотношением АЦ : КР = 1:2, в настойке горькой «Перцовка Кубанская», а в

Ликер Ликер Ликер

без красителя с красителем с красителем через 1 сут через 20 сут

Рис. 9. Антиоксидантная активность ликера десертного «Ванильный» при различных сроках хранения

ликере десертном «Ванильный» красителем из сырья АЦ : КР = 1:3 позволило получить ликероводочные изделия со стабильной окраской при хранении в течение 30 сут (рис. 4-7).

Присутствие в полученных лике-роводочных изделиях каротиноидно-

антоцианового красителя позволило придать антиоксидантные свойства настойке горькой «Перцовка Кубанская» и ликеру десертному «Ванильный» (рис. 8, 9) и повысить их пищевую ценность за счет введения в состав продукта биологически активных каротиноидных и антоциано-вых соединений.

Разработанная технология позволяет вырабатывать композиционные каротиноидно-антоциановые красители с расширенной цветовой гаммой при совместном экстрагировании пигментов этиловым спиртом из смеси соответствующего сырья.

Композиционные каротиноидно-антоциановые красители можно использовать не только для окраски, но и обогащения изделий ликероводоч-ной промышленности биологически активными веществами с приданием антиоксидантных свойств, что повышает пищевую ценность вырабатываемых продуктов.

0

0

50 ПИВО и НАПИТКИ

2017

ЛИТЕРАТУРА

1. Болотов, В. М. Пищевые красители: классификация, свойства, анализ, применение /В. М. Болотов, А. П. Нечаев, Л. А. Сарафа-нова. — СПб.: ГИОРД, 2008. — 240 с.

2. Патент № 2516637 (РФ). Способ получения натурального смесевого каротино-

СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ

идно-антоцианового красителя/В. М. Болотов, Е. С. Шишкина, Е. В. Комарова, П. Н. Саввин // БИ. 2014. № 14.

3. Байдичева, О. В. Цветометрия — новый метод контроля качества пищевой продукции/О. В. Байдичева, В. В. Хрипушин, Л. В. Рудакова, О. Б. Рудаков// Пищевая

2008.

№ 5.

промышленность. С. 20-22.

4. Яшин, Л. Я. Определение содержания природных антиоксидантов в пищевых продуктах и БАДах/Л. Я. Яшин, Н. И. Чер-ноусова//Пищевая промышленность. — 2007. — № 5. — С. 28-30. &

Композиционные каротиноидно-антоциановые красители в технологии ликероводочных изделий

Ключевые слова

антиоксидантная активность; антоцианы; каротиноиды; ликероводочные изделия; RGB-цветометрические характеристики.

Реферат

Работа посвящена изучению вопроса выделения натуральных растительных пигментов из растительного сырья, обладающего биологической активностью, и применению полученных экстрактов для окрашивания алкогольных напитков. Исследования представляют интерес для специалистов в области пищевых добавок (красителей и антиоксидантов), а также ликероводочной промышленности. Представлены результаты исследований получения композиционных природных красителей из смесей каротиноидсодержащих плодов тыквы Cucurbita pepo L. и антоциансодержащих выжимок ягод винограда вида Vita labrusca L. сорта Изабелла с массовыми соотношениями 1:1, 2:1 и 3:1. Красящие вещества из высушенного растительного сырья трехкратно экстрагировали этиловым спиртом с объемной долей этанола 95,5% при температуре 60 °С в течение 60 мин. Экстракты смесей пигментов объединяли и концентрировали путем отгонки растворителя под вакуумом до содержания сухих веществ 60 %. Спектральные характеристики экстрактов красителей и окрашенных ликероводочных изделий исследовали на спектрофотометре, а цветометрические характеристики измеряли с использованием компьютера и планшетного сканера по ранее разработанной методике. Получаемые изображения подвергали компьютерной обработке в цветовых режимах RGB и Irgb. Установлено, что с увеличением содержания каротиноидов в сырье увеличиваются значения R и G параметров этанольных экстрактов и интенсивность цвета экстракта. Увеличение концентрации каротиноидов в растворе увеличивает долю желтого цвета и уменьшает интенсивность красной окраски. Полученные цветометрические характеристики позволяют количественно оценивать цветовые оттенки красителей. Увеличением содержания гидрофилизированныхкаротиноидов можно получать красители желтого цвета с красноватым оттенком, более высокая концентрация антоциановых соединений придает красителю красный цвет с желтоватым оттенком. На примере настойки горькой «Перцовка Кубанская» и ликера десертного «Ванильный» предложено заменить используемый в ликероводочной промышленности краситель сахарный колер на композиционные каротиноидно-антоциановые красители, что обеспечит не только необходимую окраску вырабатываемых продуктов, но и увеличит их антиокси-дантную активность.

Авторы

Болотов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, профессор;

Комарова Елена Владимировна,

канд. техн. наук, доцент;

Саввин Павел Николаевич, канд. техн. наук;

Парашкин Михаил Юрьевич, студент

Воронежский государственный университет инженерных технологий 394036 г. Россия, г. Воронеж, пр. Революции, 19, [email protected]

Composite Carotenoids, Anthocyanin Pigments in Technology of Alcoholic Beverages

Key words

antioxidant activity; anthocyanins; carotenoids; alcoholic drinks; RGB-colorimetric characteristics,

Abstract

The work is about study the issue of allocation of natural plant pigments from raw materials having biological activity, and the use of extracts for coloring alcoholic beverages. Research is interesting to specialists in the field of food additives (colorants and antioxidants), and the alcoholic beverage industry. The results of the research production of composite natural dyes from mixtures of carotenoid-contain fruit pumpkin Cucurbita pepo L. and anthocyanins-contain marc berry species Vita labrusca L. Isabella grape varieties with a weight ratio of 1:1, 2:1 and 3:1. Colorants of dried plant raw materials extracted three times with ethyl alcohol to a volume fraction of 95.5% ethanol at 60 °C for 60 min. Mixtures of pigments extracts were combined and concentrated by distilling off the solvent under vacuum to a solids content of 60 %. The spectral characteristics of dyes and colored extracts of alcoholic beverages examined with a spectrophotometer, and colorimetric characteristics were measured using a computer and a flatbed scanner on the previously developed technique. The resultant image was subjected to computer processing in RGB color mode and Irgb. Estimated that with increasing of carotenoid content in the feed the values R and G parameters ethanol extracts color and intensity of the extract increase. Increased carotenoid concentration in the solution rises the proportion of the yellow and reduces the intensity of the red color. These colorimetric characteristics allow to quantify the color shades of the dyes. By increasing, the content of carotenoids can be obtained hydrophilized yellow dyes with reddish hue; a high concentration of anthocyanin compounds gives red dye with a yellowish tinge. For example Bitter «Pepper vodka Kuban» and liqueur dessert «Vanilla» proposed to replace the use in the alcoholic beverage industry dye «sugar color» on the composite carotenoid, anthocyanin dyes that provide not only the necessary color produced products, but also increase their antioxidant activity.

Authors

Bolotov Vladimir Mihalovich, Doctor of Technical Science, Professor;

Komarova Elena Vladimirovna,

Candidate of Technical Sciece, Associate Professor;

Savvin Pavel Nikolaevich, Candidate of Technical Science;

Parashkin Mihail Yurievich, Student

Voronezh State University of Engineering Technologies

19 Revolution Avenue, Voronezh, 394036, Russia,

[email protected]

2017 ПИВО и НАПИТКИ 51