CC BY
17УДК 664.8.47:66.085.1:634.712/713
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РЕЖИМА ИНФРАКРАСНОЙ СУШКИ ЯГОД МАЛИНЫ И ЕЖЕВИКИ
Ермолина Г. В., кандидат сельскохозяйственных наук, ассистент; Ермолин Д. В., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Завалий А. А., доктор технических наук, доцент; Лаго Л. А., ассистент; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
Райхман Д. Б., доктор технических наук; главный конструктор ООО «ЭЛКОР»
Исследованы свежие и высушенные ягоды малины и ежевики при различных температурных режимах инфракрасной сушки. Показаны данные по содержанию фенолъных веществ, в том числе антоцианов, и аскорбиновой кислоты. Приведены данные идентифицированных биологически активных веществ: моногликозиды мирицетина и рутин, мономерные фенолъные вещества: эллаговая кислота и пентазид эл-лаговой кислоты, а также моноглико-зид кверцетина и другие. Обоснованы и рекомендованы оптималъные режимы сушки ягод с учетом сохраняемости биологически активных веществ. Сформулированы выводы.
Ключевые слова: инфракрасная сушка, ягоды малины, ягоды ежевики, биологически активные вещества, фе-нолъные вещества, антоцианы, аскорбиновая кислота.
THE RATIONALE FOR THE SELECTION OF THE MODE OF INFRARED DRYING RASPBERRIES AND BLACKBERRIES
Yermolina G. V., Candidate of Agricultural Science, Assistant; Yermolyn D. V., Candidate of Technical Science, Associate Professor; Zavaliy A. A., Doctor of Technical Sciences, Associate Professor; Lago L. A., Assistant; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» Reichman D. B., Doctor of Technical Sciences; chief designer of «ELKOR»
Researched of fresh and dried raspberries and blackberries at different temperatures and infrared drying. Data on the content of phenolic substances, including anthocyanins, and ascorbic acid are shown. The data identified biologically active substances: monoglycoside of myricetin and rutin, phenolic Monomeric substances: ellagic acid and ella-gic acid pentasil and monoglucoside of quercetin and others. Substantiated and recommended optimal modes of drying berries, taking into account the persistence of biologically active substances. Conclusions are formulated.
Key words: infrared drying, raspberry berries, blackberry berries, biologically active substances, phenolic substances, anthocyanins, ascorbic acid.
112
Введение. Среди широкого разнообразия ягодных культур интерес представляют малина и ежевика. Популярность этих ягод обусловлена их пищевой и биологической ценностью. Ягоды сочетают высокие органолептические свойства и наличие биологически активных веществ, микро- и микроэлементов [1].
Спелая ягода малины содержит 87,0 г% воды, 0,8 г% белков, 9,0 г% углеводов, 5,1 г% пищевых волокон, 1,9 г% свободных органических кислот; 224 мг% калия, 19 мг% натрия, 40 мг% кальция, 37 мг% фосфора, 22 мг% магния, 1,6 мг% железа; 0,20 мг% провитамина А, 0,02 мг% витамина В 0,05 мг% витамина В2, 0,60 мг% витамина РР, 25 мг% витамина С. Есть также в малине кобальт, медь, марганец; содержание витамина Р в ней достигает 40 мг%, дубильных веществ - 0,3 г%. Калорийность - 41 ккал в 100 г продукта. Свободные органические кислоты ее в основном представлены лимонной, яблочной и салициловой кислотой. Поэтому малина и обладает мочегонным, желчегонным, противоанемическим, потогонным свойствами, способствует укреплению стенок кровеносных сосудов и оздоровлению кишечника. В сушеной малине салициловой кислоты почти в 20 раз больше, чем в свежей [2, 3, 4].
Зрелые ягоды ежевики содержат от 4 до 8 % углеводов, от 0,8 до 1,4 % винной, лимонной и некоторых других свободных органических кислот. Также ежевика богата антоцианами, дубильными и пектиновыми веществами, провитамином А, витаминами группы В. Калия в ней в 4 раза больше, чем натрия, а содержание витамина С достигает 25 мг%. Железа, меди, кобальта в ежевике несколько меньше, чем в некоторых других ягодах, но их оптимальное соотношение благоприятно сказывается на кроветворении [5].
Общеизвестно, что производство продукции из сочного растительного сырья, в том числе малины и ежевики, как для потребления в свежем виде, так и для переработки, характеризуется сезонностью. В мировой практике существует много различных способов сохранения фруктов и ягод: замораживание, регулируемая газовая среда, различные виды сушки.
Один из видов сушки - инфракрасная сушка - основан на том, что тепловое воздействие на сырой продукт осуществляется без посредника (газовой среды при конвективной сушке или твердого тела при кондуктивной сушке) и может подводиться практически равномерно ко всей поверхности продукта, что существенно уменьшает время удаления влаги и позволяет проводить процесс сушки при невысоких температурах (40-60 °С). При инфракрасной сушке в атмосфере воздуха интенсивность омывания поверхности продукта воздухом может быть на порядки меньше, чем при конвективной сушке. Это позволяет практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов, что в свою очередь является одной из важнейших задач в области переработки продуктов питания. Сушка продуктов по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90 % от исходного сырья [6].
113
Целью исследования данной работы было определить оптимальные режимы инфракрасной сушки ягод малины и ежевики с учетом сохранения биологически активных веществ.
Материал и методы исследований. Исследовали высушенные ягоды малины, собранной на территории Республики Крым в 2017 г. Высушивание проводили с помощью инфракрасной сушки (ИК-сушка) на кафедре общетехнических дисциплин Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО КФУ имени В. И. Вернадского [6, 7]. Исследуемый диапазон температур сушки составлял от 40 до 65 °С (с шагом 5 °С). Определение массовой концентрации фенольных веществ, антоцианов проводили калориметрическим методом; массовой концентрации аскорбиновой кислоты - йодометрическим методом; массовую концентрацию биологически активных веществ - методом ВЭЖХ.
Результаты и обсуждение. Проведены исследования влияния режимов ИК-сушки на показатели биологической ценности ягод малины и ежевики. В таблице 1 показано содержание фенольных веществ и аскорбиновой кислоты в ягодах малины и ежевики при различных температурных режимах ИК-сушки.
Таблица 1. Массовые концентрации фенольных веществ и аскорбиновой кислоты в ягодах малины и ежевики
Вариант опыта Массовая концентрация фенольных веществ, мг/100 г ягод Массовая концентрация красящих веществ, мг/100 г ягод Массовая концентрация аскорбиновой кислоты, мг/100 г ягод
Малина
Контроль (в пересчете на сухую массу) 2750 150 350
40°С 595 35 225
45 °С 890 64 230
50 °С 1050 72 290
55 °С 750 40 183
60 °С 740 37 172
65 °С 610 25 155
Ежевика
Контроль (в пересчете на сухую массу) 4500 400 300
40°С 950 75 190
45 °С 1450 130 230
50 °С 2470 215 245
55 °С 2900 260 242
60 °С 2700 210 195
65 °С 2150 150 173
114
Анализ данных, представленных в табл. 1, свидетельствует о том, что применение ИК-сушки приводит к снижению массовой концентрации фенольных и красящих веществ (как и любой другой способ консервации), однако их концентрации остаются на достаточно высоком уровне. Минимальное содержание фенольных веществ в ягодах малины при высушивании достигало 595 мг/100 г при температуре 40°С, максимальное отмечено в варианте 50 °С - 1050 мг/100 г. В ягодах ежевики эти показатели составили 950 и 2900 мг/100 г при температуре соответственно 40 и 55 °С. Наиболее оптимальными термическим режимом сушки для малины является 50 °С, на что указывают все показатели. Для ежевики оптимальный режим составил 55 °С, причем существенная разница видна по содержанию фенольных веществ, в том числе антоцианов. Следует отметить, что ягоды ежевики в варианте сушки при температуре 60-65 °С изменяли окраску в сторону коричневых тонов, а по консистенции были очень плотными, твердыми.
Согласно методическим рекомендациям МР 2.3.1..1915 - 04 [8], адекватный уровень потребления фенольных веществ составляет 510 мг/сутки, в том числе антоцианов - 50 мг/сутки, витамина С - 70 мг/сутки.
Из этого следует, что 50 г высушенных ягод малины и ежевики полностью обеспечат рекомендуемый уровень потребления фенольных веществ и витамина С.
Идентификация биологически активных веществ фенольной группы в опытных образцах малины показала следующие результаты (таблица 2).
Таблица 2. Массовые концентрации биологически активных веществ в опыт-
ных образцах малины, мг/100 г ягод
Биологически активные вещества Вариант опыта
40 °С 45 °С 50 °С 55 °С 60 °С 65 °С
Пентазид эллаговой кислоты 6,6 8,6 7,6 6,7 7,8 7,4
Эллаговая кислота 18,3 12,1 9,2 12,4 16,8 13,1
Кверцетин-3-О-глюкозил-рутинозид 10,5 10,7 13,7 9,4 13,5 11,2
Цианидин-3-О-софорозид 15,4 28,9 43,7 28,3 18,7 17,9
Цианидин-3-О-софорозид-5-О-рамнозид 0,8 1,9 2,7 1,9 1,1 0,7
Цианидин-3-О-глюкозид 7,0 21,9 18,9 8,8 5,2 5,6
Цианидин-3-О-рутинозид 1,2 4,8 1,4 1,6 9,1 5,8
Пеларгонидин-3-О-глюкозид 0,6 1,8 1,4 0,6 0,7 0,3
Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что в ягодах малины в значимых концентрациях обнаружены следующие формы мономерных фенольных веществ: эллаговая кислота и пентазид эллаговой кислоты, а также моногликозид кверцетина - кверцетин-3-О-глюкозил-рутинозид; среди антоциа-нов идентифицированы гликозиды цианидина и пеларгонидина, при этом в наибольшей массовой концентрации содержится цианидин-3-О-софорозид.
Аналогичные исследования проведены на ягодах ежевики, полученные данные представлены в таблице 3.
115
Анализ данных, представленных в таблице 3, свидетельствует о том, что среди мономерных форм фенольных веществ идентифицированы моноглико-зиды мирицетина и рутин. В комплексе антоцианов определены моногликози-ды цианидина.
Выводы. Проведенные исследования показали, что ИК-сушка позволяет сохранять высокую концентрацию биологически активных веществ в ягодах малины и ежевики. Оптимальными температурными режимами сушки являются 50-55 °С - это позволяет получить продукты, которые в количестве 50 г покрывают суточную потребность организма в аскорбиновой кислоте, антоци-анах и в флавонолах.
Таблица 3. Массовые концентрации биологически активных веществ в опытных образцах ежевики, мг/100 г ягод
Биологически активные вещества Вариант опыта
40 °C 45 °C 50 °C 55 °C 60 °C 65 °C
Мирицетин-3-О-галактозид 9,5 10,9 13,6 21,2 20,1 15,2
Рутин 5,8 6,1 8,3 10,0 9,3 8,1
Мирицетин-3-О-арабинозид 29,5 35,5 52,7 60,4 51,1 50,2
Цианидин-3-О-глюкозид 46,8 67,4 125,9 159,2 138,5 130,9
Цианидин-3-О-рутинозид 3,0 3,0 7., 6,3 5,9 5,4
Цианидин-3-О-ксилозид 3,8 4,7 7,9 6,4 6,2 5,3
Цианидин-3-О-(6"-малоноил)глюкозид 4,1 4,7 10,0 12,0 12,4 11,7
Цианидин-3-О-диоксалоилглюкозид 14,2 19,8 32,7 30,2 29,5 21,6
Список использованных источников:
1. Ярославцев Е. И. Малина и ежевика. - М.: Издательский Дом МСП, 2003. - 144 с.
2. Евдокименко С. Н., Никулин А. Ф., Бохан И. А. Оценка сортов ремонтат-ной малины по биохимическим показателям ягод // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. - 2008. - № 3. - С. 49-53.
3. Дейнека В. И. Исследование анто-цианов 11 сортов ремонтантной малины. В. И. Дейнека, Л. А. Дейнека, В. Н. Со-рокопудов, И. С. Дубцова, Е. Б. Майорова // Научные ведомости. Серия «Естественные науки». - 2012. - № 21 (140). Выпуск 21/1. - С. 149-153.
4. Антиоксидантные свойства видов малины / В. Н. Сорокопудов, Н. А. Лу-
References:
1. Yaroslavtsev E. I., Raspberries and blackberries. - M.: Publishing House of SMEs, 2003. -144 p.
2. Evdokimenko S. N., Nikulin A. F., Bohan I. A. Evaluation of varieties remontti raspberry on biochemical parameters of berries // Bulletin of Bryansk state agricultural Academy. - 2008. - № 3. -P. 49-53.
3. Deineka V. I. study of anthocy-anins of 11 varieties of remontant raspberries. V. I. Deineka, L. A. Deineka, V. N. Sorokopudov, S. I. Dubcova, Y. B. Maio-rova // Scientific bulletin. Series of Natural Sciences. 2012. № 21 (140). Issue 21/1. - P. 149-153.
4. Antioxidant properties of raspberry species / V. N. Sorokopudov, N. A. Lu-
116
чина, О. Д. Мостовой, Н. И. Мячикова, О. Д. Сорокопудова, Д. И. Писарев // Научные ведомости. Серия «Медицина. Фармация». - 2011. - № 4 (99). Выпуск 13/2. - С. 196-198.
5. Ежевика. Пищевая, биологическая ценность и диетические свойства. [Электронный ресурс]. URL: http://big-archive.ru/medicine/popular_ nutrition/69.php.
6. Завалий А. А. Разработка и тепловое моделирование устройств инфракрасной сушки термолабильных материалов / А. А. Завалий, Ю. Ф. Снеж-кин. - Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2016. - 264 с.
7. Сушильное устройство: пат. 157342 Рос. Федерация : МПК51 F26 В9/06 (2006.01) F26 В3/30 (2006.01) / Завалий А. А., Снежкин Ю. Ф., Ру-тенко В. С.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского». - 2015113581/06; заявл. 13.04.2015 ; опубл. 27.11.2015
8. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: Методические рекомендации. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 46 с.
Ермолина Галина Викторовна -кандидат сельскохозяйственных наук, ассистент кафедры виноделия и технологий бродильных производств Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», E-mail: ermolina_gl@mail.ru.
Ермолин Дмитрий Владимирович - кандидат технехнических наук, доцент кафедры виноделия и технологий бродильных производств Академии биоресурсов и природопользования
china, O. D. Mostovoy, N. I. Myachiko-va, O. D. Sorokopudova, D. I. Pisarev // Nauchniye vedomosti. Series Medicine. Pharmacy. 2011. № 4 (99). Issue 13/2. -P. 196-198.
5. Blackberry. Nutritional, biological value and dietary properties. [Electronic sourse]. URL: http://big-archive.ru/medi cine/popular_ nutrition/69.php
6. Zavaliy A. A., Snezhkin Yu. F. Development and thermal modeling of devices for infrared drying of thermolabile materials. Simferopol, Arial, 2016. 264 p.
7. Drying device: Pat. 157342 Grew. Federation: MnK51 B9 F26/06 (2006.01) B3 F26/30 (2006.01) / Savaliy A. A., Snezhkin Yu. F., Rutenko V. S.; applicant and patentee of FSAEI HE «V. I. Ver-nadsky Crimean Federal University». -2015113581/06; declared. 13.04.2015; publ. 27.11.2015
8. Recommended levels of consumption of food and biologically active substances: Methodological recommendations. - M.: The Federal Center for Sanitary and Epidemiological Supervision of the Russian Ministry of Health, 2004. - 46 p.
Yermolina Galina Viktorovna -Candidate of Agricultural Science, Assistant of the Department of Winemaking and Fermentative producing, of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», E-mail: ermolina_gl@mail.ru.
Yermolyn Dmitry Vladimirovich -Candidate of Technical Science, Associate professor of the Department of Wine-making and Fermentative producing, of
117
ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», E-mail: dimayermolin@mail.ru.
Завалий Алексей Алексеевич -доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой общетехнических дисциплин Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», E-mail: zavalym@mail.ru.
Лаго Людмила Анатольевна - ассистент кафедры общетехнических дисциплин Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», E-mail: luda_ lago@mail.ru.
Райхман Давид Беньяминович -доктор технических наук, главный конструктор ООО «ЭЛКОР», г. Симферополь.
the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», E-mail: dimayermolin@mail.ru.
Zavaliy Alexei Alexeyevich -Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, head of Department of General technical disciplines, of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», E-mail: zavalym@mail.ru.
Lago Ludmila Anatolievna - Assistant of the Department of General Technical Disciplines of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», E-mail: luda_lago@mail.ru.
Reichman David Benjaminovic -Doctor of Technical Sciences, chief designer of «ELKOR», Simferopol.
118
