CC BY
64
СЫРЬЕ
и МАТЕРИАЛЫ
УДК 663.3
Оценка технологических
свойств мандаринов
для производства дистиллятов
Л А. Оганесяны,,
д-р техн. наук, профессор, академик РАН; ВА. Песчанская; Е. В. Дубинина,
канд. техн. наук ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности -филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН
Постоянно растущие требования потребителей к качеству и ассортименту спиртных напитков на основе дистиллятов ставят перед специалистами задачи по поиску технических решений, позволяющих использовать новые виды сырья для их производства. С этой целью уже разработан ряд технологий, предусматривающих применение, в том числе, плодов дикорастущих деревьев и кустарников [1].
С технико-экономической точки зрения одним из перспективных видов сырья для получения дистиллятов могут быть мандарины. Несмотря на то, что данная субтропическая культура в нашей стране в промышленных масштабах произрастает только в южных районах Краснодарского края, в основном в районе г. Сочи, в оптовой и розничной сети мандарины присутствуют почти круглый год за счет поставок из стран ближнего и дальнего зарубежья (Абхазии, Грузии, Турции, Египта, Марокко и др.). Необходимо отметить, что из-за высокого содержания сахаров плоды мандарина невозможно отнести к диетическим продуктам [2-4], что ограничивает их употребление в свежем виде отдельными категориями потребителей. Большое количество нереализованных в срок плодов, потерявших товарный вид, обычно подлежит уничтожению. Однако, как сырье для выработки фруктового (плодового) дистиллята такие плоды можно с успехом использовать, учитывая их относительно низкую стоимость.
Цель настоящей работы — оценка технологических свойств мандаринов массового производства различных сортов с позиции их использования для получения дистиллятов. В поставленные задачи входило определение их механического и химического состава. Объекты исследования — пять партий мандаринов из Марокко, Турции, Египта, Пакистана и Абхазии массой по 1 кг (образцы 1, 2, 3, 4, 5 соответственно).
При исследовании химического состава плодов мандаринов применяли методы анализа, установленные в нормативной документации, а также методики, разработанные специалистами ВНИИПБиВП и аттестованные в установленном порядке. Содержание аминного азота определяли йодометрическим методом, величину рН — с помощью универсального иономера «Testo 206-pH1» (Германия). Массовую концентрацию фенольных соединений в пересчете на галловую кислоту определяли спектрофо-тометрическим методом с использованием реактива Фолина-Чокальтеу. Измерение максимума поглощения раствора проводили при длине волны 750 нм (спектрофотометр СФ-2000 (Россия), ширина кюветы — 10 мм). Определение качественного и количественного состава сахаров и органических кислот осуществляли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на приборе «Agilent Technologies 1200 Series» (Agilent, США). Обработку экспериментальных данных осуществляли с помо-
ПИВО и НАПИТКИ
4•2018
щью программного обеспечения Excel 2010 Microsoft Office.
При изучении механического состава плодов определяли следующие показатели: вес, наибольший поперечный диаметр, процентное содержание мякоти, кожуры и семян. Установлено, что мандарины из разных почвенно-климатических зон значительно отличаются по механическому составу, что обусловлено, в том числе, сортовыми особенностями культуры (табл. 1). Как видно из представленных данных, наиболее крупные плоды отмечены в образце 3. Однако, мандарины этой партии отличались самой толстой кожурой (27%) и более плотным слоем альбедо (белым рыхлым слоем кожуры, богатым пектиновыми веществами), по сравнению с другими образцами, что может привести к повышенному образованию метанола в процессе переработки. Все образцы содержали семена, массовая доля которых была различной. Наиболее высокое содержание семян имели мандарины, выращенные в Египте — в среднем 3,2%. В абхазских мандаринах семена составляли 1,8%. Самое низкое содержание семян было отмечено в плодах из Пакистана — 1,0 %. Для абхазских мандаринов характерны сравнительно небольшие размеры и вес плода, а также относительно невысокая массовая доля кожуры — 24,1 %, что согласуется с имеющимися литературными данными [5]. В пакистанских и египетских образцах массовая доля кожуры была выше на 1,9 и 2,9 %, чем в абхазских, что служит преимуществом последних при выборе в качестве сырья для производства дистиллятов из этой группы. Самое низкое содержание кожуры и наиболее высокое содержание мякоти (свыше 77%) было отмечено в плодах, выращенных в Турции.
Для производства фруктовых (плодовых) дистиллятов предпочтительны плоды без семян или с низким их содержанием. При переработке цитрусовых плодов также стоит обратить внимание на массовую долю кожуры, так как высокое значение этого показателя снизит выход дистиллята из единицы сырья и может быть причиной повышенного накопления метанола в конечном продукте.
Механический состав плодов мандарина
Показатель Образец 1 (Марокко) Образец 2 (Турция) Образец 3 (Египет) Образец 4 (Пакистан) Образец 5 (Абхазия)
Средний размер плода по наибольшему поперечному диаметру, мм 59 65 72 54 46
Средний вес плода, г 104,4 131,1 162,8 86,1 79,5
Средняя массовая доля кожуры, % 23,9 21,4 27,0 26,0 24,1
Средняя массовая доля мякоти, % 74,6 77,2 69,8 73,0 74,1
Средняя массовая доля семян, % 1,5 1,4 3,2 1,0 1,8
Таблица 2
Химический состав сока мандаринов
Показатель Образец 1 (Марокко) Образец 2 (Турция) Образец 3 (Египет) Образец 4 (Пакистан) Образец 5 (Абхазия)
Массовая доля сухих веществ, % 16,2 17,3 15,8 17,6 13,5
Массовая концентрация:
сахаров в пересчете на инвертный сахар, г/дм3 133,9 145,7 148,9 138,0 105,0
титруемых кислот в пересчете на лимонную кислоту, г/дм3 13,1 20,3 5,5 21,8 9,3
аминного азота, мг/дм3 421,2 440,1 281,6 442,1 388,2
фенольных соединений, в пересчете на галловую кислоту, мг/дм3 624,8 540,2 459,7 501,3 472,4
рН 2,6 2,4 3,7 2,3 3,5
Традиционные технологии переработки мандаринов в пищевой промышленности предусматривают извлечение сока из сырья (существует два варианта — с отделением кожуры и без отделения) и использование отходов производства, в первую очередь, для получения пектина [6]. Также существуют технологии, в которых кожура служит сырьем для получения эфирных масел [7].
При переработке мандаринов для производства дистиллятов на начальном этапе исследования рассматривали, в том числе, способ, основанный на отделении сока и его последующем сбраживании. Сравнительный анализ образцов полученных соков из отобранных партий мандаринов позволил сделать вывод, что химический состав сока (табл. 2), так же как и механические свойства мандаринов, определяется происхождением плодов и их сортом. Массовая доля сухих веществ в соке исследованных образцов варьировала в пределах 13,5 (образец 5) — 17,6% (образец 4). Значительные разли-
чия наблюдались также по содержанию титруемых кислот, массовой концентрации сахаров, фенольных соединений и свободных аминокислот. В образцах 1-4 массовая концентрация сахаров менялась в пределах 133,9-148,9 г/дм3. Образец 5 (Абхазия) имел минимальную концентрацию сахаров — 105 г/дм3, что, вероятно, обусловлено более холодным климатом этого региона. По такому важному для характеристики сырья показателю, как содержание титруемых кислот, проанализированные образцы сока различались в значительно большей степени. Так, минимальным значением данного показателя характеризовался образец 3, что отразилось на его органолептических характеристиках. Несмотря на самое высокое содержание сахаров, он имел простой, плоский вкус с травянистыми оттенками и слабо выраженный аромат. Относительно низкая кислотность сока этого образца создает определенные риски его контаминации посторонней микрофлорой в процессе переработки, что может привести
4•2018 ПИВО и НАПИТКИ 69
Таблица 3
Качественный состав и количественное содержание сахаров и органических кислот в соке мандаринов
Массовая концентрация, г/дм3 Образец 1 (Марокко) Образец 2 (Турция) Образец 3 (Египет) Образец 4 (Пакистан) Образец 5 (Абхазия)
Сахара:
глюкоза 19,8 15,9 15,8 20,8 17,4
фруктоза 22,5 18,9 19,0 23,5 18,2
сахароза 45,3 54,9 56,7 47,3 34,7
Органические кислоты:
яблочная 1,0 0,9 0,9 1,1 1,1
лимонная 10,3 17,9 4,1 19,6 7,9
винная 1,8 1,6 0,3 1,0 0,5
щавелевая 0,1 0,2 0,2 0,4 0,1
в дальнейшем к снижению качественных показателей конечного продукта [8, 9]. Известно, что высокая кислотность плодового сырья (рН менее 3,0) предотвращает развитие посторонней микрофлоры и угнетает действие окислительных ферментов, препятствуя тем самым трансформации летучих аро-матобразующих компонентов в процессе переработки плодового сырья. Однако, такое значение рН приводит к снижению активности эндогенных ферментов гидролитического действия. В результате в сырье не проходит в необходимой степени гидролиз растительных полимеров, что затрудняет извлечение ценных ароматобразующих компонентов и развитие винных дрожжей. Наиболее высокая концентрация органических кислот и низкое значение рН было отмечено в образцах 2 и 4. При переработке такого сырья с целью снижения кислотности обычно применяют разведение водой, что создает более благоприятные условия для проведения спиртового брожения [9]. С этой точки зрения неплохим соотношением сахаров и титруемых кислот обладал образец 5.
Анализ данных табл. 2 позволяет отметить, что в образцах 2 и 4 с максимальным содержанием титруемых кислот была установлена наиболее высокая концентрация аминного азота. Известно, что содержание аминокислот имеет существенное технологическое значение, так как они используются дрожжами в качестве одного из источников азотистого питания и служат предшественниками обра-
зования отдельных высших спиртов, создающих основу аромата напитков брожения. Минимальная концентрация аминного азота отмечена в образце 3 — 281,6 мг/дм3, в остальных образцах этот показатель был выше на 27-36%, что в целом характеризует мандарины как сырье, богатое азотистыми соединениями.
Содержание фенольных соединений в проанализированных образцах варьировало в пределах 459,7-624,8 мг/дм3, что значительно ниже, чем в других видах фруктового сырья [8]. Известно, что высокое содержание фенольных соединений препятствует развитию дрожжевых клеток и, одновременно, может служить причиной появления посторонних тонов в аромате и грубости во вкусе дистиллятов. Напротив, в концентрациях, обнаруженных в соке мандаринов, фенольные соединения могут оказывать положительное влияние на образование ароматических компонентов в процессе брожения и дистилляции. Они участвуют в окислительном дезаминировании аминокислот и в карбониламин-ных реакциях, приводящих к образованию альдегидов с приятным запахом [9].
Также в работе был изучен состав сахаров. Установлено, что мандариновый сок характеризуется высоким содержанием сахарозы (49-62% от общего содержания сахаров) (табл. 3). Такие особенности данного вида сырья согласуются с имеющимися в литературе данными [2-4]. Высокое содержание сахарозы в соке мандаринов может от-
разиться на длительности процесса сбраживания, так как дисахарид непосредственно винными дрожжами не сбраживается.
Исследование качественного и количественного состава органических кислот показало, что в соке мандаринов преобладает лимонная кислота. При этом ее значения в исследованных образцах сильно отличались. К примеру, максимальное содержание лимонной кислоты выявлено в образце 4, что превышает ее количество в образце 3 почти в пять раз.
В целом, представленные результаты исследований по оценке технологических свойств мандаринов позволяют их характеризовать как перспективное сырье для получения новых видов дистиллятов с отличительными особенностями. Использование данного сырья также даст возможность расширить ассортимент отечественной продукции на алкогольном рынке страны и одновременно решить проблему утилизации образующихся остатков нереализованной в торговых сетях продукции. Выявленные различия в химическом составе образцов сырья могут быть положены в основу рекомендаций по использованию сортосмесей мандаринов с целью прогнозирования качественных характеристик конечного продукта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 2560266 РФ, МПК C12G 3/12 (2006.01). Способ получения шелковичного дистиллята / Оганесянц Л. А., Пес-чанская В. А., Дубинина Е. В., Лорян Г. В.; заявитель и патентообладатель ФГБНУ ВНИИПБиВП. - № 2014143132/10; за-явл. 28.10.2014; опубл. 20.08.2015. -Бюл. № 23. - 2 с.
2. Аплаидзе, Л.Ш. Цитрусовые культуры / Л. Ш. Аплаидзе. — Сухуми: Груз. Институт субтропического хозяйства, 1987. — 92 с.
3. Kafkas, E. Quantification and Comparison of Sugars, Carboxylic Acids and Vitamin C Components of Various Citrus Species by HPLC Techniques / E. Kafkas, S. Polatoz, N. K. Kog // Journal of Agricultural Science and Technology. — 2011. — Vol. 5. — № 2. — P. 175-180.
4. Putnik, P. An Integrated Approach to Mandarin Processing: Food Safety and Nutritional Quality, Consumer Preference, and Nutrient Bioaccessibility / P. Putnik [et al]
70 ПИВО и НАПИТКИ 4•2018
// Comprehencive Reviews in Food Science and Food Safety. - 2017. - Vol. 16. -P. 1345-1358.
5. Абильфазова, Ю. С. Биохимические качества и механический состав плодов мандарина / Ю. С. Абильфазова // Сборник научных трудов: 110 лет в субтропиках России. — Сочи, 2004. — С. 454-464.
6. Донченко, Л. В. Технология пектина и
пектинопродуктов / Л. В. Донченко, Г. Г. Фирсов. — Краснодар: КГАУ, 2006. — 279 с.
7. Miyazawa, N. Aroma Character Impact Compounds in Kinokuni Mandarin Orange (Citrus inokuni) Compared with Sat-suma Mandarin Orange (Citrus unshiu) / N. Miyazawa, A. Fujita, K. Kubota // Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. — 2010. — Vol. 74 (4). — P. 835-842.
8. Оганесянц, Л. А. Теория и практика плодового виноделия / Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк, Б. Б. Рейтблат. — М.: Промышленно- консалтинговая группа «Развитие», 2011. — 396 с.
9. Ли, Э. Спиртные напитки: Особенности брожения и производства / Э. Ли, Дж. Пигготт (ред.); перевод с англ. под общ. ред. А. Л. Панасюка. — СПб.: Профессия, 2006. — С. 252-270. &
Оценка технологических свойств мандаринов для производства дистиллятов
Ключевые слова
механический и биохимический состав; плоды мандаринов; технологическая оценка.
Реферат
Цель работы заключалась в оценке технологических свойств образцов мандаринов зарубежного производства, присутствующих на российском рынке, с позиции их использования при получении фруктовых дистиллятов. При этом в задачи исследования входило определение их механического и химического состава. Были проанализированы образцы из пяти партий мандаринов, страны происхождения - Марокко, Турция, Египет, Пакистан, Абхазия. При изучении механического состава были определены следующие показатели плодов: вес, диаметр, процентное содержание мякоти и кожуры, процентное содержание семян. Установлено, что механические свойства мандаринов зависят от природно-климатических условий произрастания и сортовых особенностей культуры. Крупные плоды имели более плотный слой альбедо, отличались толстой кожурой и имели наиболее высокий ее процент. Наиболее высоким процентом семян характеризовались мандарины, выращенные в Египте - в среднем 3,2%. В абхазских мандаринах семена составляли 1,8%. Самое низкое содержание семян отмечено в плодах из Пакистана - 1,0%. Установлено, что химический состав, так же как и механические свойства мандаринов, определяется происхождением плодов и их сортом. Массовая доля сухих веществ в исследованных образцах варьировала в пределах 13,5-17,6%. Значительные различия наблюдали по содержанию основных экстрактивных компонентов - титруемых кислот, массовой концентрации сахаров, фенольных соединений и свободных аминокислот. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии изучен качественный и количественный состав сахаров и органических кислот. Установлено, что сахароза составляет 49,4-62,0% от общего содержания сахаров, в зависимости от региона происхождения. Полученные результаты позволили характеризовать мандарины, как перспективное сырье для получения новых видов дистиллятов, обладающих оригинальными отличительными особенностями.
Авторы
Оганесянц Лев Арсенович,
д-р техн. наук, профессор, академик РАН;
Песчанская Виолетта Александровна;
Дубинина Елена Васильевна, канд. техн. наук
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой
промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем
им. В. М. Горбатова РАН,
119021, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7,
vniipbivp@fncps.ru, labcognac@mail.ru,
elena-vd@yandex.ru
Assessment of Technological Properties of Mandarins for Production of Distillates
Key words
mechanical and biochemical composition; mandarins fruits; technological assessment.
Abstract
The aim of the work was to assess the technological properties of samples of mandarins of foreign production, present in the Russian market, from the point of their use in fruit distillates production. At the same time, the research task was to determine their mechanical and chemical composition. Samples from five batches of mandarins, the country of origin - Morocco, Turkey, Egypt, Pakistan, Abkhazia have been analyzed. When studying the mechanical composition, the following indicators of the fruit were determined weight, diameter, percentage of pulp and rind, percentage of seeds. It was established that the mechanical properties of this fruits depend on the natural and climatic conditions of growth and varietal characteristics of the culture. Large fruits had a denser layer of albedo, had a thick skin and had the highest percentage of it. The highest percentage of seeds had fruits grown in Egypt, an average of 3.2 %. Abkhazian fruits had 1.8 % of seeds. The lowest seed content was observed in fruits from Pakistan - 1.0%. It was found that the chemical composition, as well as the mechanical properties of mandarins, determined by the origin of the fruit and their variety. The mass fraction of dry substances in the studied samples varied in the range of 13.5-17.6%. Significant differences were observed in the content of the main extractive components - titratable acids, the mass concentration of sugars, phenolic compounds and free amino acids. The qualitative and quantitative composition of sugars and organic acids was studied by high-performance liquid chromatography. It was found that sucrose is 49.4-62.0% of the total sugar content, depending on the region of origin. The obtained results allowed us to characterize mandarins as a promising raw material for the production of new types of distillate with original distinctive features.
Authors
Oganesyants LevArsenovich,
Doctor of Technical Science, Professor, Academician of RAS;
Peschanskaya Violetta Aleksandrovna;
Dubinina Elena Vasil'evna, Candidate of Technical Science
All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and
Wine Industry - Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for
Food Systems of RAS,
7 Rossolimo Str., Moscow, 119021, Russia,
vniipbivp@fncps.ru, labcognac@mail.ru,
elena-vd@yandex.ru
4•2018 ПИВО и НАПИТКИ 71
