CC BY
24
НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ - ВКЛАД В СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ
ТЕМА НОМЕРА
УДК 338.518:664.84:54.061/ 062 DOI 10.24411/0235-2486-2020-10093
Оценка уровня содержания крахмала в томатных кетчупах
А.В. Самойлов*, канд. биол. наук; Н.М. Сураева, д-р биол. наук; В.П. Рачкова; А.Н. Петров, д-р техн. наук, профессор, академик РАН
ВНИИ технологии консервирования - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, г. Видное, Московская обл.
Дата поступления в редакцию 13.07.2020 * molgen@vniitek.ru
Дата принятия в печать 28.08.2020 © Самойлов А.В., Сураева Н.М., Рачкова В.П., Петров А.Н., 2020
Реферат
Для поддержания высоких потребительских характеристик томатопродуктов необходим постоянный контроль за соблюдением норм использования пищевых добавок при их производстве, среди которых крахмал в качестве загустителя. В настоящей работе впервые проведен сравнительный анализ результатов выявления присутствия крахмала с помощью количественного и качественного методов в составе томатных кетчупов от различных производителей. Исследования проводилась во ВНИИТеК - филиале ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им В.М. Горбатова» РАН. В качестве объектов исследования использовали образцы девяти наименований томатных кетчупов различных категорий от восьми производителей, выработанных по ГОСТу и ТУ. Количественное содержание крахмала определяли с помощью антронового реактива. Качественный метод был основан на реакции образования окрашенного комплексного соединения крахмала с йодом. Диапазон выявленных концентраций крахмала в кетчупах, в маркировке которых крахмал был заявлен, составлял от 3,09 до 4,78 %. В соответствии с результатами количественного определения данного углевода и с учетом литературных данных о средней доле природного крахмала в сырье во всех 7 наименованиях кетчупов, выработанных по ГОСТу, отсутствовали нарушения, связанные с информационной фальсификацией, вводящей потенциального потребителя в заблуждение относительно его содержания. Тогда как после проведения цветной реакции с йодом такие нарушения были обнаружены в более чем половине образцов указанной продукции (57 %). Во всех образцах кетчупов, выработанных по ТУ, с помощью количественного метода были зафиксированы нарушения, связанные с информационной фальсификацией по декларированию качества продукта, вводящей потенциального потребителя в заблуждение, путем присутствия в маркировке слова «томатный».
Ключевые слова
кетчуп, крахмал, антроновый реактив, реакция с йодом, качество пищевой продукции Для цитирования
Самойлов А.В., Сураева Н.М., Рачкова В.П., Петров А.Н. (2020) Оценка уровня содержания крахмала в томатных кетчупах // Пищевая промышленность. 2020. № 9. С. 26-29.
Evaluation of starch content level in tomato ketchup
A.V. Samoylov*, Candidate of Biological Sciences; N.M. Suraeva, Doctor of Biological Sciences; V.P. Rachkova; A.N. Petrov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Academician of RAS
Russian Research Institute of Canning Technology - Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems for RAS
Received: July 13, 2020 * molgen@vniitek.ru
Accepted: August28, 2020 © SamoylovA.V., Suraeva N.M., Rachkova V.P., PetrovA.N., 2020
Abstract
To maintain high consumer characteristics of tomato products, constant monitoring of compliance with the use of food additives in their production, including starch as a thickener, is required. In this work, for the first time, a comparative analysis of the results of detecting the presence of added starch was carried out using quantitative and qualitative methods in the composition of tomato ketchups from various manufacturers. The research was carried out at VNIITEK - a branch of the Federal State Budget Scientific Institution Scientific Center for Food Systems named after V.M. Gorbatova RAS. Samples of nine types of tomato ketchups of various categories from eight manufacturers developed according to GOST and TU were used as objects of study. The quantitative content of starch was determined using an anthrone reagent. The qualitative method was based on the reaction of the formation of a colored complex compound of starch with iodine. The range of detected starch concentrations in ketchups, in the labeling of which starch was declared, ranged from 3.09 to 4.78 %. In accordance with the results of the quantitative determination of this carbohydrate and taking into account literature data on the average proportion of natural starch in raw materials, in all 7 types of ketchups produced according to GOST, there were no violations related to information falsification misleading the potential consumer regarding its content. Whereas after the color reaction with iodine, such violations were detected in more than half of the samples of the indicated products (57%). In all samples of ketchups developed according to TU, using the quantitative method, violations related to information falsification on declaring the quality of a product misleading a potential consumer by the presence of the word «tomato» in the labeling were recorded.
Key words
ketchup, starch, anthrone reagent, reaction with iodine, quality of food products For citation
Samoylov A.V., Suraeva N.M., Rachkova V.P., Petrov A.N. (2020) Evaluation of starch content level in tomato ketchup // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 2020. No. 9. P. 26-29.
Введение. Большинство продуктов питания, представленных на рынке, содержат различные типы пищевых добавок. При изготовлении кетчупа в зависимости от его категории могут использоваться такие добавки, как загустители, стабилизаторы, регуляторы кислотности, анти-оксиданты, ароматизаторы, красители, подсластители и консерванты. Однако для поддержания высоких потребительских характеристик производимой продукции необходим постоянный контроль за соблюдением норм использования этих добавок. Так, при производстве кетчупов первой и второй категорий с целью создания характерной для этой продукции пастообразной консистенции допускается добавление загустителя [1], в качестве которого обычно применяют крахмал. А в кетчупах высшей категории и «Экстре» эта роль отведена пектиновым соединениям, которые присутствуют в достаточном количестве в составе растворимых сухих веществ, вносимых с томатопро-дуктами, и регламентируется отсутствие указанной добавки. При этом в настоящее время в нашей стране регламентирован только качественный метод определения крахмала. На основании этого метода наличие добавленного крахмала фиксируется в случае, если его массовая доля в кетчупе составляет более 0,1% [2]. Однако, согласно справочным данным [3], в основном сырье кетчупа - томатах -присутствует нативный крахмал (в 100 г до 0,3 г). Учитывая вышеизложенные данные, можно теоретически подсчитать среднее количество крахмала естественного происхождения в кетчупе высшей категории, изготовленном из томатной пасты. Так, исходя из значений массовой доли растворимых сухих веществ, вносимых с томатопродуктами (не менее 9%) в кетчупы высшей категории, и средних значений растворимых сухих веществ в томатах и томатной пасте (4,0 и 25,0% соответственно), концентрация крахмала естественного происхождения может составлять 0,65% [1, 4]. Таким образом, решение вопроса о наличии добавленного крахмала в кетчупах высшей категории и «Экстре» с помощью качественного метода представляется неоднозначным и, очевидно, требует внедрения регламентированного метода его количественного определения и норм его содержания в сырье. В отношении остальных категорий кетчупов, особенно при условии, что в их названиях присутствует слово «томатный», также необходимо определять долю крахмала, так как эта добавка не может составлять до половины массы сухих веществ этих продуктов. На основании изложенного представляется актуальным проведение мониторинга состава томатных кетчупов различных категорий в отношении количественной доли крахмала с целью подтверждения необходимости контроля этого показателя для улучшения
качественных характеристик данных продуктов.
Цель исследований. Сравнительный анализ содержания крахмала в составе томатных кетчупов.
Задачи исследования. Определить уровень крахмала в кетчупах, вырабатываемых в соответствии с ГОСТом и ТУ, с помощью количественного и качественного методов, оценить его массовую долю и провести сравнительную оценку полученных результатов.
Объекты и методы исследования.
Были проведены исследования образцов 9 различных наименований томатных кетчупов, приобретенных в торговой сети. Эти продукты были изготовлены 8 предприятиями Санкт-Петербурга, Ленинградской, Тульской, Белгородской областей, Республики Татарстан и Краснодарского края. У 7 наименований в информации, нанесенной на их потребительскую упаковку, было указано, что кетчуп выработан в соответствии с ГОСТ 32063-2013, остальные продукты были произведены по техническим условиям, разработанным производителем. На основании маркировки все кетчупы были изготовлены без добавления фруктовых и овощных ингредиентов.
Количественное содержание крахмала определяли с помощью спектрофото-метрического метода с использованием антронового реактива [5].
Экстракция свободных углеводов из кетчупа 80%-ным этиловым спиртом. Навеску образца в диапазоне 1,8-2,2 г с точностью до четвертого знака после запятой взвешивали в полимерной пробирке вместимостью 50 см3. Далее добавляли 20 см3 80%-ного раствора этилового спирта. Пробирку со смесью интенсивно встряхивали, центрифугировали при 1000 д в течение 10 мин. Верхний слой декантировали. Экстракцию повторяли 5 раз.
Гидролиз крахмала. Осадок количественно переносили в круглодонную колбу вместимостью 250 см3, смывая 80 см3 5%-ным раствором серной кислоты, ХЧ (АО «ЭКОС-1», россия) и кипятили с обратным холодильником 15 мин. Полученный гидролизат охлаждали до комнатной температуры, количественно переносили через бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводили до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивали. В случае предварительно высокого содержания крахмала в определяемом образце гидролизат разбавляли путем переноса аликвоты в другую мерную колбу и доведением до метки дистиллированной водой с последующим перемешиванием.
Проведение цветной реакции и построение градуировочного графика для количественного расчета. Для при-
готовления антронового реактива 0,2 г антрона («Диа-М», Индия) взвешивали в стеклянном стакане и аккуратно приливали 100 см3 концентрированной серной кислоты (АО «ЭКОС-1», Россия). Для построения градуировочного графика готовили стандартные растворы глюкозы. Основной раствор глюкозы массовой концентрацией 0,3 г/ дм3 добавляли в мерные колбы вместимостью 100 см3 по 0; 5; 10; 15; 20 и 25 см3 в каждую, доводили до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивали.
В стеклянные пробирки вместимостью 25 см3 последовательно добавляли 10 см3 антронового реактива, по 2 см3 градуи-ровочных растворов и растворов гидро-лизатов. Пробирки закрывали пробками, содержимое аккуратно перемешивали, убирали пробки и ставили на кипящую водяную баню на 30 мин.
После охлаждения до комнатной температуры проводили спектрофотометриче-ское детектирование на спектрофотометре Cary WinUV 100 (Varian, США), при длине волны 625 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм.
Массовую долю крахмала вычисляли по формуле:
где т - масса глюкозы, вычисленная по градуировочному графику, мг;
V - объем исходного раствора, см3;
V - объем разбавленного раствора,
см3;
V - объем исходного раствора, взятого для разбавления, см3;
2 - объем разбавленного раствора, взятого для окрашивания, см3;
т1 - масса навески, мг;
100 - коэффициент пересчета в проценты;
0,9 - коэффициент пересчета массовой доли глюкозы на массовую долю крахмала.
Качественное содержание крахмала определяли на основании цветной реакции после добавления йода [2]. При этом навеску образца массой 10 г с точностью до второго знака после запятой взвешивали в конической колбе вместимостью 250 см3 и заливали 200 см3 дистиллированной воды. Содержимое тщательно перемешивали стеклянной палочкой и кипятили на водяной бане 15 мин, периодически перемешивая. Далее пробу охлаждали до комнатной температуры и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат объемом 50 см3 переносили в делительную воронку вместимостью 250 см3. Далее в воронку добавляли 10 см3 этилацетата ХЧ (АО «ЭКОС-1», Россия) и 2 г хлорида натрия ХЧ («Химмед», Россия). Воронку интенсивно встряхивали в течение 30 сек, после чего оставляли до полного разделения слоев этилацетата и воды. Нижний слой переносили в стакан
НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ - ВКЛАД В СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ТЕМА НОМЕРА
Таблица 1
Количественное и качественное определение крахмала в кетчупах высшей категории
Производитель кетчупа Массовая доля обнаруженного крахмала, % Качественная реакция на крахмал в контроле и опытном образцах
К1 0,26±0,03
К2 0,33±0,02
КЗ 0,66±0,09 £3*
Таблица 2
Количественное и качественное определение крахмала в кетчупах первой категории
Производитель кетчупа Информация на таре о наличии крахмала Массовая доля обнаруженного крахмала, % Качественная реакция на крахмал в контроле и опытном образцах
К4 нет 0,76±0,01
К5 да 3,09±0,26 в.
К6 да 3,46±0,29
К7 да 3,85±0,08 pH
вместимостью 100 см3, к нему приливали 10 см3 30 %-ной перекиси водорода («Торговая компания АНТ», Россия), перемешивали и выдерживали в течение 15 мин. Затем добавляли 0,5 см3 раствора йода концентрации с (12) = 0,01 моля/дм3. Содержимое стакана перемешивали. Для приготовления контрольной пробы в стакан той же вместимости вносили такие же объемы дистиллированной воды и йода. Окраска этого раствора была слабо желтой. При видимом отличии цвета в растворе пробы, проявляющегося в различных оттенках синего, фиолетового, красного и бурого цвета, результат анализа считался положительным. Окраска контрольного раствора была слабо желтой.
Результаты и их обсуждение. Проведенный количественный анализ содержания крахмала в образцах кетчупов высшей категории 3 наименований показал, что его уровень может различаться в 2 раза в зависимости от производителя, но не превышать 0,66 % (табл. 1). на основании вышеизложенных теоретических вычислений можно предположить, что в кетчупы высшей категории в процессе их производства крахмал не добавлялся, как и было указано в маркировке. В связи с низкими значениями уровня в образцах кетчупов К1 и К2 можно заключить, что для их изготовления было использовано сырье с высокой степенью спелости томатов. Так как было показано, что при созревании томата содержание крахмала значительно уменьшается, его массовая доля в томате зеленой степени спелости составляет 0,61%, а в красном спелом томате только 0,07 %. [6]. Почти весь крахмал в спелом томате преобразуется в растворимые углеводы, в основном сахара. Таким образом, чем меньше крахмала содержится в этих продуктах, тем более спелое сырье было использовано для их производства. При этом сахара и органические кислоты являются ключевыми компонентами вкусовых качеств томатов [7].
в кетчупах первой категории, в отличие от высшей, допускаются добавление крахмала и снижение доли растворимых сухих веществ, вносимых с томатопродуктами, до 6 % [1]. Поэтому расчетное среднее значение крахмала естественного происхождения будет составлять уже 0,43 %. Как видно из табл. 2, с учетом данного среднего значения, добавленная доля крахмала для образцов К4, К5, К6 и К7 составила 0,33, 2,66, 3,03 и 3,42 % соответственно. Поэтому, вероятнее всего, в образце К4, как и указывалось производителем, отсутствовал добавленный крахмал, так как включение в рецептуру такого минимального количества крахмала не представляется технологически и экономически оправданным. Тогда как в остальных образцах присутствие добавленного крахмала было очевидно,
но оценка качества сырья в них в соответствии со степенью спелости томатов, как в образцах высшей категории, уже исключена.
Согласно табл. 3 при количественном анализе содержания крахмала в образцах кетчупов К8 и К9, произведенных по ТУ, в составе которых, согласно информации производителя, присутствовал крахмал, концентрации этого углевода достигали по сравнению со всеми предыдущими образцами максимальных значений, а именно 4,05 и 4,78 % соответственно. Сложность в анализе этих данных заключается в отсутствии каких-либо рецептурных
норм о вносимых ингредиентах при изготовлении этих продуктов. Однако указанная в маркировке образцов кетчупов К8 и К9 концентрация растворимых сухих веществ доказывала тот факт, что около половины этого объема приходилось на долю крахмала.
Далее во всех образцах кетчупов было определено наличие крахмала с помощью качественного метода. Этот метод, как известно, основан на реакции образования окрашенного комплексного соединения крахмала с йодом [2]. Наличие крахмала в продукте фиксируется по интенсивности окраски проб в довольно широком
Таблица 3
Количественное и качественное определение крахмала в кетчупах, изготовленных по ТУ
Производитель кетчупа Информация на таре о наличии крахмала Массовая доля обнаруженного крахмала, % Качественная реакция на крахмал в контроле и опытном образцах
К8 Да 4,05±0,04 Щя
К9 Да 4,78±0,16
диапазоне оттенков от бурого и красного до синего и фиолетового цвета. Однако на развитие окраски также оказывает влияние присутствие фонового желтоватого оттенка, который образуется за счет природных каротиноидов томатов, паприки и других овощей, входящих в состав кетчупа, а также пищевых красителей в случае их наличия.
Оказалось, что во всех растворах образцов кетчупов высшей категории было зафиксировано присутствие добавленного крахмала, так как в них наблюдались темно-желтые и бурые оттенки, в отличие от слабо желтого цвета контрольного раствора (табл. 1). Эти результаты были ожидаемы, так как концентрация крахмала в этих продуктах была более 0,1%.
При анализе кетчупов первой категории в образцах К5 наблюдался бурый оттенок окраски, как и в предыдущих образцах кетчупа высшей категории, несмотря на высокую концентрацию крахмала (3,09%) и наличие информации от производителя о его присутствии (табл. 2). В то же время в образцах К6, в которых уровень крахмала был выше только на 0,37% по сравнению с образцами К5, фиксировался яркий сине-фиолетовый цвет раствора.
Во всех образцах кетчупов, произведенных по ТУ, наблюдалось сине-фиолетовое окрашивание (табл. 3). Таким образом, на основании результатов качественной реакции во всех 9 кетчупах можно заключить, что при увеличении концентрации крахмала в данных продуктах не было получено однозначных корреляций с динамикой изменений видимых отличий в интенсивности цвета соответствующих растворов и во всех образцах кетчупов присутствовал добавленный крахмал.
Заключение. Впервые был проведен сравнительный анализ результатов количественного содержания крахмала в томатных кетчупах из торговой сети от разных производителей. В кетчупах, изготовленных по ГОСТу, в маркировке которых отсутствовал добавленный крахмал, было зафиксировано минимальное его количество (0,26-0,76 %), которое соответствовало уровню присутствия этого углевода из природных источников (томатов). Максимальный уровень крахмала был обнаружен в кетчупе, выработанном по ТУ (4,78%): на его долю приходилось более половины массы сухих веществ. Этот факт свидетельствовал об информационной фальсификации, так как в маркировке названия этого продукта было указано слово «томатный». Таким образом, только количественный, но не качественный метод выявления крахмала способен однозначно определить присутствие добавленного крахмала в кетчупах при условии введения норм содержания природного крахмала в исходном сырье -томатах и томатной пасте - и может быть рекомендован в качестве регламентированного инструмента аналитического контроля этого показателя.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 32063-2013. Кетчупы. Общие технические условия. - Москва: Стандартинформ, 2019.
2. ГОСТ Р 54347-2011. Продукты переработки фруктов и овощей. Качественный метод выявления присутствия крахмала в томатопро-дуктах. - Москва: Стандартинформ, 2012.
3. Химический состав пищевых продуктов: справочник/под ред. И.М. Скурихина, М.Н. Вол-гарева. - М.: Агропромиздат, 1987. - С. 329.
4. ГОСТ 3343-2017 Продукты томатные концентрированные. Общие технические условия. -Москва: Стандартинформ, 2018.
5. Рачкова, В.П. Спектрофотометрическое определение крахмала в томатных продуктах с антроновым реактивом/ В.П. Рачкова, Н.М. Сураева, С.В. Глазков, А.В. Самойлов // Вестник КрасГАУ. - 2018. - № 6. - С. 187-193.
6. Salunkhe, D. K. Quality and nutritional composition of tomato fruit as influenced by certain biochemical and physiological changes/D.K. Salunkhe, S.J. Jadhav, M.H. Yu // Qual. Plant. - H. Fds. hum. Nutr. XXIV. - 1974. -No. 1/2. - P. 85-113.
7. Промышленные технологии консервирования: учебник для вузов/под редакцией академика РАН, д-ра техн. наук А.Н. Петрова. -Москва, 2018. - С. 603.
REFERENCES
1. GOST 32063-2013. Ketchupy. Obshchie tekhnicheskie usloviya [State Standard 320632013. Ketchups. General specifications]. Moscow: Standartinform, 2019. 11 p.
2. GOST R 54347-2011. Produkty pererabotki fruktov i ovoshchej. Kachestvennyj metod vyyav-leniya prisutstviya krahmala v tomatoproduktah [State Standard R54347-2011. Processed fruits and vegetables. Qualitative test method for identification of starch presence in tomato products]. Moscow: Standartinform, 2012. 3 p.
3. Himicheskij sostav pishchevyh produktov: spravochnik [Chemical composition of food products: reference]. Pod redakciej IM Skurihina, MN Volgareva [Edited by IM Skurikhin and MN Volgareva]. Moscow: Agropromizdat, 1987. 329 p. (In Russ.)
4. GOST 3343-2017 Produkty tomatnye kon-centrirovannye. Obshchie tekhnicheskie usloviya [State Standard 3343-2017 Concentrated tomato products. General specifications]. Moscow: Stan-dartinform, 2018. 13 p.
5. Rachkova VP, Suraeva NM, Glazkov SV, Samojlov AV. Spektrofotometricheskoe opredele-nie krahmala v tomatnyh produktah s antronovym reaktivom [Spectrophotometry determination of starch in tomato products with anthrone reagent]. Vestnik KrasGAU [Bulletin of KrasGAU]. 2018. No. 6. P. 187-193 (In Russ.).
6. Salunkhe DK, Jadhav SJ, Yu MH. Quality and nutritional composition of tomato fruit as influenced by certain biochemical and physiological changes. QuaI. Plant. H. Fds. hum. Nutr. XXIV. 1974. No. 1/2. P. 85-113.
7. Promyshlennye tekhnologii konserviro-vaniya: uchebnik dlya vuzov [Industrial canning technologies: textbook for universities]. Pod redakciej doktora tekhnicheskih nauk, akademika RAN AN Petrova [Edited by Doctor of Technical Sciences, Academician of RAS AN Petrov]. Moscow, 2018. 603 p. (In Russ.)
Авторы
Самойлов Артем Владимирович, канд. биол. наук, Сураева Наталья Михайловна, д-р биол. наук, Рачкова Вера Павловна,
Петров Андрей Николаевич, д-р техн. наук, профессор, академик РАН ВНИИ технологии консервирования - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, 142703, Московская обл., г. Видное, ул. Школьная, д. 78, mo1gen@vniitek.ru
Authors
Artem V. Samoylov, Candidate of Biological Sciences, Natalya M. Suraeva, Doctor of Biological Sciences, Vera P. Rachkova,
Andrey N. Petrov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Аcademician of RАS Russian Research Institute of Canning Technology - Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems for RAS, 78, Moscow region, Vidnoe, Shkol'naya str., 142703, mo1gen@vniitek.ru
