Оптимизация рецептурного состава мармелада за счет введения плодово-ягодного сырья Амурской области Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 664.858

Н.А. Фролова

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЦЕПТУРНОГО СОСТАВА МАРМЕЛАДА ЗА СЧЕТ ВВЕДЕНИЯ ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

Предложена схема комплексной переработки ягод, произрастающих на территории Амурской области (смородины, голубики и брусники), включающая извлечение сока и получение фитопорошков из жома, оставшегося после извлечения сока с целью комплексной переработки отходов и дополнительного обогащения мармелада биологически ценными ингредиентами, содержащимися в жоме (фитопорошке). Предложена технология изготовления мармелада повышенной биологической ценности за счет использования соков и фитопорошка ягод смородины, голубики и брусники при полном исключении из рецептуры синтетических добавок. Для снижения калорийности изделий сахар-песок был заменен кленовым сиропом. Определено оптимальное соотношение вводимых в мармелад соков и фитопорошка, взятых в равных соотношениях. Оно составило 2:2 к общей массе рецептурных компонентов. Приведены результаты изучения биологической и энергетической ценности готовых изделий. Обсуждаются данные по органолептиче-ским и физико-химическим показателям мармелада. Установлен срок годности мармелада. Он составил два месяца.

Ключевые слова: мармелад, биологическая ценность, ягоды, смородина, голубика, брусника, сок, фитопорошок.

N.A. Frolova

OPTIMIZATION OF MARMALADE PRESCRIPTION DUE TO THE INTRODUCTION OF FRUIT AND BERRY RAW MATERIALS OF THE AMUR REGION

A scheme for the complex processing of berries growing on the territory of the Amur Region (currants, blueberries and cranberries) including the extraction of juice and the production of phyto powder from the pulp remained after the extraction of juice for the purpose of complex waste processing and additional enrichment of marmalade with biologically valuable ingredients contained in the pulp (phyto powder) was proposed. The technology of increased biological value marmalade production through the use of juices and herbal powder of currants, blueberries and cranberries with complete elimination of synthetic additives from the prescription was proposed. To reduce the calories of products, sugar was replaced with maple syrup. The optimal ratio of the injected juices and the phyto-powder into the marmalade, taken in equal proportions, which was 2:2 to the total weight of the formulation components, was determined. The biological and energy value of the finished products was examined. Studies of organoleptic and physico-chemical indicators of marmalade were conducted. The established expiration date of the marmalade was 2 months.

Key words: marmalade, biological value, berries, currants, blueberries, cranberries, juice, phyto powder.

DOI: 10.17217/2079-0333-2018-45-58-65

Введение

Насыщенность рынка кондитерских изделий и формирование новых взглядов в вопросах здорового питания меняет отношение потребителей к продуктам, приносящим пользу для организма человека [1]. Среди сахаристых кондитерских изделий мармелад обладает пониженной энергетической ценностью, пользуется существенным спросом у населения, однако из-за низкого содержания микронутриентов его нельзя отнести к продуктам для «здорового» питания [2]. В пищевом производстве столь же остро стоит проблема введения в пищевые продукты, в том числе кондитерские изделия, вредных для здоровья синтетических добавок. Регулярное информирование о вреде употребления продукции с искусственными добавками набирает существенные обороты и формирует потребительский рынок, основанный на приобретении продуктов для «здорового» питания [3].

Амурская область достаточно хорошо обеспечена плодово-ягодным сырьем, в том числе такими ягодами, как черная смородина (Ribes nigrum), голубика обыкновенная (Vaccinium uliginosum) и брусника обыкновенная (Vaccinium vitis-idaea). Они в значительных количествах содержат витамин А (каротин), Bj (тиамин), В6 (фолиевую кислоту), С (аскорбиновую кислоту) и группу Р-активных веществ. Кроме того, ягоды содержат флавоноиды, органические кислоты и полезные для здоровья минеральные элементы (железо, кальций, марганец, фосфор и т. д.) [4-6].

Использование ягодного сырья в технологиях кондитерских изделий способствует не только повышению биологической ценности готовых изделий, но и исключению из рецептуры синтетических красителей и ароматизаторов и позволяет сохранить его специфические органолептиче-ские показатели, в частности вкус и цвет.

Цель работы - оптимизация рецептурного состава мармелада за счет введения в него соков и фитопорошков из ягод смородины, голубики и брусники при полном отсутствии в его рецептуре синтетических пищевых добавок.

Объектами исследований явились ягоды черной смородины, голубики и брусники, а также образцы мармелада, полученные при добавлении в них соков ягод и фитопорошка. Последний получали на основе оставшегося после извлечения сока жома.

Содержание витамина С в образцах мармелада с введением сока ягод и фитопорошков определяли методом, основанным на экстрагировании витамина С раствором фосфорной кислоты с последующим титрованием раствором 2,6 дихлорфенолининдофенолята натрия. Определение органических кислот проводили методом титрования. Содержание в-каротина определяли фото-электроколориметрически. Определение содержания клетчатки в мармеладе проводилось гравиметрическим методом. Изучение минерального состава ягод проводили спектральным методом, с использованием спектрометра СТЭ-1. Массовую долю золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10%, определяли с помощью сжигания органических веществ в навеске мармелада. Массовую долю общей сернистой и бензойной кислот определяли йодометрически.

Энергетическую ценность мармелада рассчитывали с помощью коэффициентов энергетической ценности, рекомендованных Межведомственной комиссией Института питания РАМН. Содержание массовой доли влажности мармелада определяли высушиванием до постоянно сухой массы и измерения потери массы по отношению к навеске.

Исследования показателей ягод на соответствие требованиям Технического регламента Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» проводили в аккредитованной лаборатории центра ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Амурской области».

Материалы и методы исследований

Результаты исследований и их обсуждение

На первом этапе работы был обоснован комплексный подход к разработке технологии желейного мармелада, который решал актуальную проблему дефицита микронутриентов в питании населения, при этом наличие сырьевой базы региона Амурской области, а также опрос потребителей, подтверждающий употребление мармелада всеми возрастными группами населения [7] давали основание для использования новой технологии. Составляющие комплексного подхода разработки технологии желейного мармелада представлены на рис. 1. Сбор ягод проводили в период 2015-2017 гг. Смородина была собрана в Благовещенском районе в июле, ягоды брусники собирали в Зейском районе в конце августа - начале сентября, ягоды голубики в Селемджинском районе в середине июля. Перед получением сока ягоды проходили инспектирование, целью которого был отбор целых, очищенных ягод.

Мармелад для здорового питания

Рис. 1. Составляющие комплексного подхода к разработке технологии желейного мармелада с введением плодово-ягодного сырья

Следующим этапом работы явилось определение возможности использования ягод в технологии пищевых, в том числе кондитерских, изделий с помощью оценки содержания в них тяжелых металлов и микробиологической обсемененности. Результаты этого исследования представлены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Исследование микробиологических показателей ягод, собранных в период 2015-2017 гг.

Год сбора КМАФАнМ КОЕ/г БГКП в 1,0 г Патогенные, в т. ч. Salm. в 10,0 г Плесени КОЕ/г Дрожжи КОЕ/г S. aureus КОЕ/г

Ягоды смородины

2015 220 40 80

2016 200 Не обнаружено Не обнаружено 80 95 Не обнаружено

2017 160 20 65

Гигиенический

норматив 5 ■ 103 0,1 Не допускается 200 200 Не допускается

Ягоды голубики

2015 220 60 70

2016 200 Не обнаружено Не обнаружено 90 80 Не обнаружено

2017 140 70 50

Гигиенический

норматив 5 ■ 103 0,1 Не допускается 200 200 Не допускается

Ягоды брусники

2015 80 60 45

2016 100 Не обнаружено Не обнаружено 100 65 Не обнаружено

2017 110 20 10

Гигиенический 5 ■ 103

норматив 0,1 Не допускается 200 200 Не допускается

Результаты, представленные в табл. 1, свидетельствуют о том, максимальные показатели плесени и дрожжей у исследуемых ягод были отмечены в 2016 г. Это связано с обильным выпадением осадков в период сбора ягод. Тем не менее все микробиологические показатели ягод смородины, голубики и брусники в период 2015-2017 гг., как это видно из табл. 1, находятся в пределах установленного технического регламента Таможенного союза (ТР ТС 021/2011) [8], следовательно, могут быть использованы в технологии приготовления мармелада.

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов в ягодах, собранных в период 2015-2017 гг.

Год сбора Мг/кг

Кобальт | Свинец ^^ | Мышьяк (As) | Олово ^п) | Ртуть (Бё)

Ягоды смородины

2015 0,010 0,009 Не обнаружено

2016 0,015 0,006 Не обнаружено

2017 0,013 0,016 Не обнаружено

Ягоды голубики

2015 0,004 0,008 Не обнаружено

2016 0,005 0,010 Не обнаружено

2017 0,003 0,012 Не обнаружено

Ягоды брусники

2015 0,004 0,006 Не обнаружено

2016 0,002 0,010 Не обнаружено

2017 0,005 0,012 Не обнаружено

Допустимые уровни, мг/кг, не более 0,02 0,3 0,1 Не допускается 0,01

Изучение содержания в ягодах тяжелых металлов также соответствовало ТР ТС 021/2011, однако, как это видно из представленной выше таблицы, максимальные значения кобальта и свинца были обнаружены в ягодах смородины, что, скорее всего, было связано с близостью места сбора ягод к автомагистрали, в отличие от других участков сбора ягод.

Согласно предложенной технологической схеме, изображенной на рис. 2, был получен сок и фитопорошок из жома ягод смородины, брусники и голубики.

у^ Инспектирование ягод

У

(^смородина^

брусника

Обработка во дой (25-28°С, т~2 мин)

3

Подсушивание (18-22°С, т~30 мин)

Извлечение сока прессованием

I

сок

ягод смородины

сок

ягод голубики

сок

ягод брусники

жом

Высушивание, (35-40°С, т~30 мин)

Измельчение, й = 0,01-0,04 мм

* г

фитопорошок

Рис. 2. Общая схема получения соков и фитопорошка из ягод смородины, брусники, голубики

Согласно рис. 2 ягоды смородины, голубики и брусники обрабатываются водой при температуре 25-28°С в течение 2 мин, затем подсушиваются при температуре 18-22°С в течение 30 мин. Извлечение сока из ягод проводят соковыжимателем по отдельности [9], после чего жом ягод смородины, голубики и брусники, оставшийся после извлечения сока, высушивают при температуре 35-40°С в течение 30 мин, далее измельчают до диаметра частиц 0,01~0,04 мм.

Следующим этапом работы явилась разработка технологии приготовления мармелада, целью которой явилась оптимизация рецептурного состава при помощи введения соков и фитопорошков из ягод смородины, брусники и голубики и исключение сахара и синтетических добавок с целью повышения биологической ценности готовых изделий. В работе был использован кленовый сироп, произведенный фирмой «6 кленов» в Ленинградской области.

Основными стадиями технологического процесса получения мармелада явились набухание агара, приготовление агаро-паточного сиропа с введением кленового сиропа и сока ягод; уваривание, охлаждение, разделка массы и введение фитопорошков; отливка желейной массы, студ-необразование мармелада, раскладка, выстойка мармелада; сушка и охлаждение изделий; укладка и упаковка изделий.

Агар в виде сухого порошка смешивают с холодной водой и оставляют для набухания с целью гидратации макромолекул в течение 2 час. Набухший агар загружают в варочный котел при нагревании (V = 70-80°С) до полного растворения, затем добавляют патоку, кленовый сироп, сок ягод смородины, голубики, брусники, взятый в равных соотношениях, и патоку. Агаро-паточный раствор фильтруют и уваривают в сферическом вакуум-аппарате или варочной колонке до содержания сухих веществ 73-74%. Уваренный сироп охлаждают до температуры 50-55°С и при перемешивании быстро вводят фитопорошок ягод. После тщательного перемешивания желейная масса поступает в воронку отливочной машины. Выбранный из форм мармелад выстаивают при температуре 40°С в течение 45-60 мин, чтобы подсушить наружную поверхность. Далее мармелад раскладывают на решета, застланные бумагой, устанавливают на стеллажные тележки, подают в сушилку и выстаивают в условиях температуры цеха в течение 6-8 ч. Конеч-

ная влажность мармелада после сушки (выстойки) 18-21%, содержание редуцирующих веществ 14-18%. Высушенный мармелад охлаждают, упаковывают.

Дальнейшие исследования по установлению оптимальной дозировки соков и фитопорошка ягод смородины, брусники и голубики проводились на основе сенсорной оценки выбранных образцов, основным критерием которой явились органолептические показатели мармелада (вкус, цвет, форма, запах консистенция). Так как избыточное внесение сока и фитопорошков ягод влияет на форму и консистенцию изделий, в ходе проведения исследований были определены пороговое соотношение вводимых соков и фитопрошка. Соотношение процентных долей сока и фитопорошка при этом составило 1:1, 1:2, 2:1, 2:2. Результаты, полученные в ходе этих экспериментов, представлены на рис. 3.

Форма

Консистенция

Вкус

Цвет

Форма

Запах

Вкус

Консистенция

Цвет

Форм»

Вкус

Консисте]

Вкус

Цвет

Форма!

Консисте]

Цвет

Запах

Запах

б

а

г

в

Рис. 3. Профилограмма органолептической щенки мармелада после введения в него соков и фитопорошка

в соотношении: а - 1:1; б - 1:2; в - 2:1;, г - 2:2

Лучшими образцами мармелада с добавлением соков и фитопорошка ягод смородины, голубики, брусники явились образцы с соотношением (сок : фитопорошок) 2:2, взятых в равных соотношениях. Образцы имели гармоничный вкус, яркий цвет (красно-коричневый), хорошую студнеобразную консистенцию.

Исследование физико-химических показателей образцов мармелада с введением соков и фи-топорошка из ягод смородины, голубики и брусники в сравнении с контрольными образцами представлено в табл. 3.

Таблица 3

Физико-химические показатели образцов мармелада

Наименование ГОСТ 6442-2014 «Мармелад. Общие технические условия» Контрольный образец (приготовленный Мармелад с введением соков и фитопорошка из ягод

показателя с введением синтетических добавок и сахара) смородины, голубики и брусники

Массовая доля влаги, % 15-24 17,6 ± 0,2 19,8 ± 0,4

Массовая доля ягодного сырья, %, 15 16,2 ± 0,4 17,8 ± 0,6

не менее

Массовая доля золы, не раствори- 0,1 0,002 ± 0,002 0,07 ± 0,01

мой в растворе соляной кислоты

с массовой долей 10%, не более

Массовая доля общей сернистой кислоты, %, не более 0,01 0,005 -

Массовая доля бензойной кислоты, 0,07 0,01 -

%, не более

Данные табл. 3 свидетельствуют о том, что все исследуемые показатели находятся в пределах ГОСТ 6442-2014 «Мармелад. Общие технические условия» [10]. Однако в мармеладе, полученном по предложенной технологии, отсутствует серная и бензойная кислоты, так как в рецептуре мармелада присутствуют только природные ингредиенты (табл. 4).

Таблица 4

Пищевая ценность образцов мармелада

Химический состав Контрольный образец (приготовленный с введением синтетических добавок и сахара) Мармелад с введением соков и фитопорошка из ягод смородины, голубики и брусники

Аскорбиновая кислота, мг/100 г - 38,8 ± 0,4

Органические кислоты, г 1,1 ± 0,2 26,8 ± 0,6

Р-каротин, мг/100г 0,10 ± 0,4 0,82 ± 0,2

Пищевые волокна, г/100 г 1,2 ± 0,6 16,8 ± 0,8

Калий, мг/100 г 4,0 ± 0,2 138,4 ± 0,4

Магний, мг/100 г - 124,2 ± 0,2

Энергетическая ценность, ккал 320 205

Таким образом, внесение соков и фитопорошков ягод смородины, брусники и голубики способствовало не только исключению из рецептуры вредных синтетических добавок, но и повышению биологической ценности готовых изделий и снижению их калорийности за счет введения кленового сиропа. Так, в мармеладе с введением соков и фитопорошка из ягод смородины, голубики и брусники обнаружена аскорбиновая кислота. Содержание органических кислот в мармеладе с введением соков и фитопорошка из ягод смородины, голубики и брусники в 26 раз больше, чем в контрольном образце, приготовленном по стандартной технологии. В мармеладе с введением соков и фитопорошка обнаружен магний и калий, содержание которых составило 124,2 ± 0,2 мг/100 г и 138,4 ± 0,4 мг/100 г соответственно.

В связи с введением природных ингредиентов в мармелад представлялось интересным выяснить влияние данного факта на срок годности изделий. Были исследованы основные микробиологические показатели мармелада с введением соков и фитопорошка из ягод смородины, голубики и брусники, который хранился в течение 60 дней при температуре 18 ± 20°С и относительной влажности не более 75% согласно требованиям Технического регламента Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Результаты этого исследования приведены на рис. 4.

1200

400

10 дней 20 дней 30 дней 40 дней 50 дней 60 дней

—♦— Дрожжи, КОЕ/г КМАиФАМ, КОЕ/г

БГКП, г —»«—Плесени, КОЕ/г

Рис. 4. Микробиологические показатели мармелада с введением соков и фитопорошка из ягод смородины,

голубики и брусники в течение 60 дней хранения

Они позволяют говорить о том, что все значения исследуемых микробиологических показателей достигли максимума к концу 60 дней хранения, следовательно, срок хранения мармелада составил два месяца с даты изготовления.

Заключение

Таким образом, в ходе выполнения исследований предложена общая схема переработки плодово-ягодного сырья (ягод смородины, голубики и брусники) Амурской области с целью получения соков и фитопорошка, предназначенных для использования в технологии приготовления мармелада с целью оптимизации рецептурного состава. В мармеладе с введением соков и фитопорошка из ягод смородины, голубики и брусники обнаружена аскорбиновая кислота, содержание которой составило 38,8 ± 0,4 мг/100 г. Содержание органических кислот в мармеладе с введением соков и фитопорошка из ягод смородины, голубики и брусники оказалось в 26 раз больше, чем в контрольном образце, приготовленном по стандартной технологии изготовления мармелада. В мармеладе с введением соков и фитопорошка обнаружен магний и калий, содержание которых составило 124,2 ± 0,2 мг/100 г и 138,4 ± 0,4 мг/100 г соответственно при полном отсутствии исследуемых показателей в контрольном образце. На 115 ккал снижена калорийность полученного мармелада за счет введения в него вместо сахара кленового сиропа.

Литература

1. Фролова Н.А. Разработка рецептуры кондитерских изделий для функционального питания // Международный научно-исследовательский журнал. - 2018. - № 1-1(67). - С. 157-160.

2. Резниченко И.Ю. Разработка диабетических кондитерских изделий // Пищевая промышленность. - 2008. - № 7. - С. 58.

3. Резниченко И.Ю., Зоркина Н.Н., Егорова Е.Ю. Совершенствование ассортимента кондитерских изделий специализированного назначения // Ползуновский вестник. - № 2. - 2016. -С. 4-7.

4. Бабий, Н.В., Помозова В.А., Степакова Н.Н. Определение оптимальных параметров обработки ягодного сырья для производства сокосодержащих напитков // Вестник современных исследований. - 2017. - № 8-1 (11). - С. 24-31.

5. Sulaiman Mohammed, Tijani Hamzat Ibiyeye, Abubakar Bashir Mohammed. An overview of natural plant antioxidants: analysis and evaluation //African Journal of Microbiology Research. -2013. - Vol. 1, № 4. - P. 64-72.

6. Antioxidant activities and bioactive components in some berries / J. Namiesnik, M. Kupska, K. Vearasilp, K.S. Ham, S.G. Kang, Y.K. Park, D. Barasch, A. Nemirovski, S. Gorinstein // European food research and technology. - 2013. - № 5. - P. 819-829.

200 0

7. Фролова, Н.А., Резниченко И.Ю., Иванкина Н.Ф. Анализ потребительских предпочтений жителей г. Благовещенска Амурской области в отношении карамели, обогащенной биологически активными веществами из растительного и животного сырья // Техника и технология пищевых производств. - 2012. - № 2. - С. 168-172.

8. TR CU 021/2011. Technical Regulations of the Customs Union «On the safety of food production». - Moscow, 2011. - 234 p.

9. Ахметзянова А.М. Получение сока дикорастущих ягод методом прямого отжима // Пищевая промышленность. - 2008. - № 3. - С. 58-59.

10. ГОСТ 6442-2014 Мармелад. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2014. - 10 с.

Информация об авторе Information about the author

Фролова Нина Анатольевна - Амурский государственный университет; 675027, Россия, Благовещенск; кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности; заместитель декана по учебной работе Инженерно-физического факультета; [email protected]

Frolova Nina Anatolievna - Amur State University; 675028, Russia, Blagoveshchensk; Associate Professor, Deputy Dean for Academic Affairs of Physics and Engineering Department, Candidate of Technical Sciences, [email protected]