CC BY
31
Т.К.Каленик,
доктор биологических наук, профессор\ исполняющий обязанности директора Института пищевых технологии и товароведения ДВГАЭУ;
Т.Н.Советкина, аспирант кафедры товароведения и экспертизы продовольственных товаров ДВГАЭУ;
В.П.Булгаков доктор биологических наук, старший научный сотрудник Биолого-почвенного института ДВО РАН
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ НАПИТКОВ И СОКОВ ИЗ ОВОЩЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КУЛЬТУРЫ БИОЖЕНЬШЕНЯ
Предложенная статья посвящена исследованию минерального состава морковных соков, поступающих на российский рынок от отечественных и зарубежных производителей. На основании проведенного исследования предлагается обогащение соков пищевым компонентом на основе культурального биоженыиеня - концентрированного источника макро- и микроэлементов.
Известно, что натуральные соки не всем доступны. По данным, представленным службой маркетинга крупного российского производителя соков и напитков компании «Вимм-Биль-Данн», как в Москве, так и во Владивостоке, розничная цена на 100% фруктовые соки достигает 25 руб., в отдельных случаях и 30 руб. за 1 литр продукции. Поэтому российское население предпочитает приобретать более дешевые напитки, содержащие чужеродные пищевые добавки, причем не всегда натурального характера, с низкой пищевой и биологической ценностью. Между тем, многие компании незаслуженно забывают о таком повсеместном и дешевом источнике ценных минеральных веществ, как морковь. В моркови довольно много минеральных веществ, спектр которых представлен бором, железом, марганцем, цинком [6].
Натуральные соки и сокосодержащие напитки и коктейли - ценный природный источник энергии, минеральных веществ, витаминов, ферментов и других БАВ, поэтому соки широко используются в питании всех возрастных групп населения. В особенности, плодовые соки богаты минеральными веществами, как макро - так и микроэлементами, входящими в состав структурных компонентов всех живых клеток и тканей [8]. Известно, что общее содержание химических элементов достигает от 0,2 - 1,8 % от сырой массы плодов. Во фруктах, овощах и их натуральных экстрактах содержится по массовой доле больше всего калия и железа, которыми богат, в частности, абрикосовый, яблочный, виноградный, малиновый соки. Кальций содержится почти во всех овощных, ягодных и
фруктовых композициях, что касается серы, фосфора, магния, то их доля меньше, чем выше указанных элементов.
Соки с мякотью в последнее время стали называть «жидкими плодами», однако найти дешевую и технологичную композицию, адекватную и сбалансированную, согласно потребностям живых организмов по содержанию биотиков минерального характера, задача далеко не простая. А если в эту композицию включены биотехнологические экстракты культурного биоженьшеня, то вопросы экспертизы и сертификации приобретают одну из важных разрабатываемых позиций для внедрения в пищевые производства.
В этой связи цель настоящей работы заключается в исследовании минерального состава морковных соков и пюре, оценке их пищевой безопасности.
Материалом для предпринятых исследований послужили специально отобранные по богатому содержанию ß-каротина и сухих веществ районированные в Приморском крае сорта моркови: «Люсиноостровская - 13», «Витаминная - 6», «Шантанэ - 246»; облепихи: «Оранжевая», «Самородок», «Великан», а также 20% водно-спиртовая настойка культурного биоженьшеня, стандартизированного по содержанию этанола и гликозидов. Биоженьшень был получен одним из нас в Лаборатории биотехнологии Биолого-почвенного института ДВО РАН (ВФС 42-1890-89). Подготовку воды питьевой для приготовления композиций на основе моркови, облепихи и биоженьшеня вели в соответствии с требованиями ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая».
Определение металлов проводили по юстированным методикам: токсичных элементов полярографическим и фотоэлектрометрическим методами по ГОСТ26931-86, ГОСТ26932-86, ГОСТ 26933-86, ГОСТ 26934-86. Макро- и микроэлементы определяли методом атомно - адсорбционной спектроскопии на приборе Hitachi / Япония (чувствительность прибора - 10 нг/мл, концентрация пробы 30 мкг/мл). Подготовку проб соков вели следующим образом: в мерную колбу (100 мл) к 20 мл сока добавляли 10 мл HCL и объем раствора доводили дистиллированной водой до метки. Содержимое колбы встряхивали, а затем аликвоту раствора помещали в сухую пробирку и центрифугировали. Разбавления производили таким образом, чтобы концентрация HCL в конечном растворе была 5%. Для расчета содержания элементов применяли калибровочную кривую с интервалом концентраций элементов в калиброванных растворах от 0-2,5 до 50 мкг/мл, остаточные количества этанола в соках определяли по ГОСТ 25555.2-91 «Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения содержания этилового спирта». Количественное определение тритерпеновых гликозидов [7] осуществляли с помощью ВЭЖХ. Полученные результаты подвергались традиционной статистической обработке [1].
Результаты исследований представлены в таблицах 1, 2, 3, 4 и диаграммах 1,2,3.
Таблица 1
Содержание минеральных веществ и у3-каротина в корнеплодах моркови, выращиваемой в Приморском крае, мг/ЮОг
Морковь (корнеплоды) Минеральные вещества р-каро-
Макроэлеменгы г_ Микроэлементы
К Са Ыа С1 А1 Ре V Мо и Мп № Сг тин
Сорт "Витаминная-6" 200 40,0 21,0 90,0 43,00 0,170 0,700 0,009 0,019 0,005 0,23 0,006 0,0015 1,900
Сорт "Люсиноост-ровская-13" 189,0 51,0 23,0 65,0 49,00 0,290 0,600 0,090 0,020 0,006 0,20 0,006 0,003 1,700
Сорт "Шантанэ-2461" 180,0 25,0 23,0 24,0 63,00 0,210 0,600 0,090 0,018 0,006 0,20 0,003 0,012 1,400
Сорт "Нантская-4" 179,0 37,0 38,0 25,0 50,00 0,220 0,640 0,096 0,020 0,005 0,23 0,004 0,0019 1,300
Таблица 2
Содержание минеральных веществ в морковных соках и пюре отечественного и импортного производства, мг/ЮОг
Минеральные вещества
Макроэлементы п Микроэлементы
К Са Мй Ыа С1 А1 Ре V Мо и Мп № Сг
1 Сок морковный производства Украина 1480,0 49,6 91,0 350,0 0,33 5,61 13,90 0,33 0,82 0,82 0,59 0,82 0,46
2 Сок морковно-яблочный производства Молдова 310,0 97,0 74,0 450,0 0,34 10,98 13,00 0,34 0,86 1,20 0,60 0,40 0,70
3 Сок морковный для детского питания "Степашка" производства Россия 180,0 97,0 40,4 390,0 0,32 5,65 6,45 0,32 0,80 0,29 0,43 0,80 0,79
4 Сок морковный для детского питания "Топ-топ" производства Чехословакия 200,0 37,4 23,0 109,0 0,32 0,86 5,50 0,31 0,77 0,34 0,32 0,74 0,79
5 Сок морковный для детского питания "Азов" производства Россия 1011,0 49,7 83,0 282,0 0,33 9,15 14,10 0,33 0,82 0,96 0,86 0,96 0,50
Из табл. 1 видно, что районированные в Приморском крае сорта моркови: «Люсиноостровская - 13», «Витаминная - 6», «Нантская - 4», «Шантанэ - 2461» накапливают в корнеплодах больше всего железа (0,6 - 0,7), марганца (0,2 - 0,23) и калия (180-200). Следует отметить, что по содержанию выше указанных элементов и ß- каротина лидирует сорт «Витаминная - 6», который и был отобран нами для дальнейшего эксперимента по скринингу наиболее адекватных организму плодово-ягодных и растительных композиций. Учитывая разнообразные важнейшие биологические эффекты калия (необходим для обеспечения мышечных, в том числе и сердечных сокращений, корригирует щелочной балласт крови); железа (регулирует транспорт и хранение кислорода тканями организма, защищает от анемии); марганца (входит в состав многих ферментов, регулирующих рост и развитие), можно предположить, что гомоге-нат моркови послужит пролонгированной «жидкой основой» многофункционального действия для конструирования адекватных организму композиций из плодов и ягод. Следует отметить еще одну особенность морковной основы. По величине отношения K/Na = 4-5, Ca/Mg = 2 морковные клетки идентичны клеткам человека, что позволяет назвать их адекватными и обеспечивающими в этой связи высокую биологическую ценность разрабатываемых рецептур [4].
Сравнивал товарные марки (табл. 2) морковных соков (Молдова, Украина, Россия, Чехословакия), можно убедиться в их обедненности по железу (14,0 - 5,5) мг/100г; калию (1480 - 180) мг/100г, за исключением соков производства "Россия"; марганцу (0,86 - 0,32) мг/ЮОг, за исключением соков производства "Украина".
Экспериментально определено, что соки производства России и Молдовы, выпускаемые для детского питания, содержат очень высокую концентрацию натрия, превышающую корму, утвержденную Министерством здравоохранения. Это недопустимо для детского возраста в силу высокого влагоудерживающего эффекта. Кроме того, в этих соках и пюре было обнаружено повышенное содержание алюминия, молибдена, никеля и хрома (табл. 2 и диаграмма 1), присутствие которых в ЮОг продукта превышало суточную норму потребления от 2,8 до 4,5 раз. Вероятно, при производстве консервов была использована технологическая линия, состоящая из алюминиевых емкостей и оборудования, покрытого хромом и никелем. Присутствие никеля возможно связанно с загрязнением окружающей среды и как следствие - сырья.
Очевидно, что смешанные соки из нескольких фруктов, овощей или ягод характеризуются более высокой пищевой и биологической ценностью, чем ординарные, поскольку они взаимнообогащены различными биологически активными веществами. Например, морковный сок - источник ß-каротина, облепиховый - витаминов Е и С.
О пользе женьшеня давно известно. В тоже время клеточный женьшень или биоженьшень, полученный биотехнологическим способом, несомненно, в силу своих высоких технологических качеств и биологической ценности наряду с дикорастущим женьшенем достоин внедрения в пищевые технологии, в частности, напитков и соков. Экстракт биоженьшеня обладает иммунными свойствами, не вызывает аллергии,
сравнительно дешевый субстрат для получения БАВ и проведения экспериментальных исследований.
Хром
Никель
Марганец
Литий
Молибден
Ваннадий
Железо
Аллюминий
Натрий
Магний
Кальций
Калий
100
200
300
400
500
■ Пюре морковчо-яблочное для деткого питания "Азов" пр. Россия
□ Сок морковно-яблочный для детского питания "Топ-топ" пр. Чехословакия
□ Сок морковный для детского питания "Степашка" пр. Россия
■ Сок морковно-яблочный пр. Молдова @Сок морковный пр. Украина
Диаграмма 1. Отношение между употреблением морковных соков и пюре (российского и импортного производства) и поступления в организм макро- и микроэлементов в процентах
Таблица 3
Массовая доля минеральных веществ в 20% водно-спиртовой настойке биоженыиеня, мг/100г
Минеральные вещества
Макроэлемента Микроэлементы
К Са Щ Ыа Ре Мо и Мп N1 Сг
20% водно-спиртовая настойка биомассы женьшеня 250,0 12,50 12,50 12,50 1,190 0,035 0,025 1,250 0,350 0,025
Нами было проверено содержание 10 наиболее важных химических элементов в водно-спиртовой настойке биоженьшеня (табл. 3). Сравнительный анализ результатов элементного состава настойки биоженьшеня показал, что она может служить дополнительным источником калия (почти 86% от общего содержания элементов). Таким образом, водно-спиртовая настойка биоженьшеня является одним из главных концентрированных поставщиков этого нутриента, необходимого для адекватного функционирования скелетной мускулатуры и поддержания тонуса желудка и кишечника. Последнее имеет огромное значение для подростков с учетом их высокой мышечной активности. Высокое содержание калия (250 мг/ЮОг) на фоне малого содержания натрия (12,5 мг/100г) предопределяет легкое мочегонное действие соков и напитков при введении в них настойки.
Таблица 4
Рекомендуемые нормы потребления макро- и микроэлементов [6]
Рекомендуемые нормы потребления минеральных веществ, мг/сутки
Маю роэлементы Микроэлементы
К Са М£ № С1 А1 Ре V Мо и Мп N1 Сг
60008000 5001000 250400 40005000 2000 2-3 10-18 12,430,1 0,08-0?5 2 0,5-1 0,63 0,10,2
Обогащение соков, нектаров, а также безалкогольных напитков биоженыпекем, как дополнительным источником микронутриентов, проводилось нами в соответствии с действующими в РФ «Нормами физиологических потреблений различных категорий населения в пищевых веществах и энергии» (1991). Рекомендуемые нормы потребления (РНП) макро- и микроэлементов минеральной природы помещены в табл. 4, соотношение между поступлением микронутриентов и РНП в некоторых товарных марках морковных композиций и сконструированных нами морковно - биоженьшеневых композициях представлены в виде диаграмм 1 и 2. Композиции морковных соков, как промышленного изготовления, так и предлагаемые нами, были проверены на соответствие гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов (СанПин 2.3.2.560-96). Остаточное количество нитратов, пестицидов и этанола не обнаружено. Содержание токсичных элементов допустимых норм не превышает.
Оценивая биодоступность композиций соков путем их обогащения микроэлементами, нутриентами, мы базировались на опорном моменте, согласно которому удовлетворение потребности в данном микронутри-енте за счет рекомендуемого суточного потребления напитка должно быть на 25 - 50% [2].
Результаты исследования по обеспечению суточного количества микронутриентами за счет введения в композицию соков дополнительной доли калия, железа, марганца и других элементов (путем использования биоженьшеня) свидетельствуют о достижении 25%-го уровня калия и 100% железа и марганца от РНП при употреблении всего ЮОг сока (процент введения добавки составил по объему 1,2 - 1,8%).
Известно, что биологическая ценность экстрактов женьшеня многим обязана группе веществ, а именно тритерпеновым гликозидам [3]. В этой связи нами было проведено определение содержания гликозидов во
всех образцах соков, результаты представлены на диаграмме 3. Установлено, что уровни гликозидов в морковно - биоженьшеневых композициях не превышает таковых в уже опробованных пищевых продуктах, в частности, кисломолочных напитках с добавками из животных источников гликозидов, экстрактов из кукумарии [5].
Калий
□ Сок морковно-яблочно-облепихово-женьшеневый ■ Сок морковно-облепихово-женьшеневый Ш Сок натуральный морковно-женыпеневый
Диаграмма 2. Потребление нутриентов с предлагаемыми соками в процентах от рекомендуемой суточной нормы потребления
Таким образом, на основании проведенных исследований нами предложена новая добавка для конструирования плодово-овощных соков с высокой биологической ценностью направленного действия - экстракты культурального биоженьшеня. Соки и напитки с использованием этой добавки могут служить дополнительным источником нутриентов калия,
ю 00
Диаграмма 3. Содержание глюкозидов в морковных соках и кисломолочных продуктах в мг/100г
А. Содержание глиозидов в предлагаемых соках Б. Содержание гликозидов в кисломолочных продуктах [8]
1. Морковно-женьшеневый 1. Кисломолочные продукты массового потребления
2. Морковно-облепихово-женьшеневый 2. Лечебно-профилактический напиток "БИФИЛАКТ-К"
3. Морковно-яблочно-облепихово-женьшеневый
железа, марганца и других микроэлементов. Разработана перспективная формула биоженьшеня как пищевой добавки, исследования которой продолжаются.
Литература
¡.Ашмарин И.П., Воробьев А.Н. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Д.: Медицина, 1962. 188с.
2.Гаппаров М.М. Проблема ликвидации дефицита микронутриентов у населения России // Вопросы питания. Т.68. 1999. №2. С.З.
3.Дардымов И.В. Женьшень, элеутерокок (к механизму биологического действия) М.: Наука, 1976. 186с.
4.Суханов Б.П. Биологически активные вещества соков и нектаров // Вопросы питания. Т.68. 1999. №2. С. 12.
5.Тимчинина Т.Н. Обоснование технологий получения пищевых добавок на основе комплексного использования сырья: Автореф. дис. канд. технич. наук. Владивосток, 1999.
6.Химический состав пищевых продуктов. Кн. 2: Справочные таблицы /Под ред. И.М.Скурихина. 2-е издание М.: Промиздат, 1987. 360с.
7.Чумак Н.Д., Павель К.Г., Тимчинина Т.Н. Определение тритерпеновых гликозидов в голотуриях // Известия ТИНРО. 1995. Т. 118. С.36-40.
8.Шобингер У. Плодово-ягодные и овощные соки. М.:Легкая и пищевая промышленность, 1982. 472с.
