Плоды фейхоа и ежевики - сырье для производства функциональных напитков Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ИННОВАЦИОННОЕ СЫРЬЕ — ОСНОВА КАЧЕСТВЕННЫХ НАПИТКОВ

ТЕМА НОМЕРА

УДК 634.424.8+634.715 /717:664.863

Плоды фейхоа и ежевики -сырье для производства функциональных напитков

Е. А. Сосюра

Ставропольский государственный

аграрный университет

О. П. Преснякова,

канд. техн. наук

Издательство

«Пищевая промышленность»

Т. И. Гугучкина,

д-р с.-х. наук, профессор;

Б. В. Бурцев,

канд. техн. наук

Северо-Кавказский НИИ

садоводства и виноградарства,

г. Краснодар

Ключевые слова:

ежевика; напитки функционального назначения; фейхоа; физико-химические показатели; экстракт. Keywords:

blackberry; drinks of a functional purpose; feijoa; physical and chemical indicators; extract.

Реферат

В статье представлены результаты исследования по изучению состава и свойств продуктов переработки плодов фейхоа и ягод ежевики, использования их в качестве сырьевого источника физиологически активных веществ для приготовления функциональных напитков.

Abstracts

In article are provided the results of research on studying of structure and properties of products of conversion of fruits of a feijoa and berries of blackberry and their use as a raw source of physiologically active agents for preparation of functional drinks.

В последние годы во всем мире получило широкое признание новое направление развития пищевой промышленности — производство продуктов функционального питания, повышающих сопротивляемость человеческого организма заболеваниям и улучшающих многие физиологические процессы в организме, что позволяет человеку долгое время сохранять активный образ жизни [1].

Все продукты функционального питания содержат ингредиенты, которые определяют их направленное действие: пищевые волокна (растворимые и нерастворимые), витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жиры, антиоксиданты, олиго-сахариды (как субстрат для полезных бактерий), а также группу, включающую микроэлементы, бифидобакте-рии и др.

Наиболее технологичная форма пищевого продукта для создания новых видов функционального питания — напитки, при этом самые перспективные функциональные продукты — напитки на основе натуральных соков, обогащенные биологически ценными веществами растительного происхождения. Фруктовые и овощные соки, которые служат основным компонентом безалкогольных напитков, содержат витамин С, бета-каротин, комплекс витаминов группы В, и введение в них новых ингредиентов не представляет большой сложности.

Обогащенные пищевыми волокнами и микроэлементами напитки можно использовать для предупреждения сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных заболеваний, рака и дру-

гих болезней, а также интоксикаций различного вида [1].

В качестве источника физиологически ценных пищевых ингредиентов для производства функциональных напитков применяется натуральное растительное сырье — плоды цитрусовых, косточковых пород, ягоды, лекарственные травы, злаковые культуры и др. Каждый вид сырья содержит те или иные функциональные соединения, которыми в процессе производства обогащают получаемый напиток.

Плоды и ягоды — богатый источник витаминов, минеральных веществ, каротиноидов, фенольных соединений, ферментов, многие из которых являются антиоксидантами. По данным Всемирной организации здравоохранения, для надежной защиты организма человека от преждевременного старения и развития многих заболеваний количество фруктов и овощей в ежедневном рационе должно составлять не менее 700-800 г.

Употребление плодов и овощей, богатых антиоксидантами, способствует дезактивации свободных радикалов, канцерогенов и даже может влиять на процессы, сдерживающие развитие опухолей.

Производство напитков на основе настоев и экстрактов растительного сырья имеет следующие преимущества:

• сложный химический состав растительного сырья и его благотворное влияние на организм человека позволяют создавать напитки с целевым назначением — тонизирующие, профилактические и др.;

16 ПИВО и НАПИТКИ 2013

• специфичность вкуса и аромата настоев и экстрактов дает возможность моделировать оригинальные вкусы и ароматы напитков;

• введение в состав напитков настоев и экстрактов растительного сырья позволяет минимизировать добавление сахара при одновременном сохранении естественного вкуса основы, в случае с виноградными напитками — приятного кисло-сладкого вкуса винограда;

• красящие вещества, присутствующие в настоях лекарственных растений, могут создавать в напитках различные цветовые тона без введения искусственных красителей [2]. Нами были проведены исследования по изучению продуктов переработки плодов фейхоа и ягод ежевики в качестве сырьевого источника физиологически активных веществ с целью их дальнейшего использования для приготовления функциональных напитков. Фейхоа и ежевику в составе напитков применяли в виде водных экстрактов.

Выбор сырья основан на анализе литературных данных о его химическом составе и фармакологических свойствах, возможности его заготовки на Юге России и сочетаемости органолептических показателей вводимых функциональных добавок и основы в составе напитков. Особое внимание уделяли отсутствию токсичных веществ, наличию красящих и ароматических соединений, а также веществ, обладающих антимикробным, антиоксидантным действием.

Использование местного плодово-ягодного сырья в регионах Юга России позволяет расширить сырьевую базу, уменьшить рыночную долю продуктов питания, в состав которых входят искусственные, химически синтезированные вкусовые добавки, уменьшить затраты на перевозку полуфабрикатов, а следовательно, снизить себестоимость продукции.

Плод фейхоа представляет собой ягоду, состоящую из тонкой кожицы и желеобразной, несколько зернистой мякоти, которую образуют четыре многосемянных гнезда с большим количеством неощутимых на вкус семян. Плоды удлиненной формы. Кожура даже спелых плодов зеленого цвета, а имеющийся на ней восковой налет придает серебристый оттенок. Мякоть фейхоа бело-кремового цвета, вкус кисло-сладкий со смолистыми

I I I Л ЛЧI I А П I Ц I 1С I I Л Г"11ЛТ1/ I Л НПО ЛППЛАЛАП^иЛГ^ П1ДТАи1ЛО

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАПИТКИ для ОПТИМАЛЬНОГОПИТАНИЯ

тонами. Плоды имеют характерный приятный аромат.

Способность растений фейхоа выдерживать в зимний период температуру до -10 °С позволяет выращивать их в условиях Юга России (район Сочи) и в Абхазии. Насаждения фейхоа в черноморских субтропиках сосредоточены в частных любительских хозяйствах в виде гибридных форм от свободного опыления и в небольшом количестве — в производственных посадках, представленных интро-дуцированными сортами. В морфологическом и биологическом отношении они характеризуются большим разнообразием и отличаются друг от друга по урожайности, химическому составу и техническим показателям плодов.

Фейхоа — культура, позволяющая в условиях Юга России и Абхазии получать стабильно высокие урожаи — до 10-30 кг с куста [1].

По ценности химического состава плоды фейхоа часто превосходят многие другие культуры, выращиваемые в условиях черноморских субтропиков, так как служат источником важных в биологическом отношении веществ, в том числе йода, поступление которого в организм с другими плодами и ягодами весьма ограничено.

В состав фейхоа входят макро-(в основном углеводы и белки растительного происхождения) и микрону-триенты (витамины, микроэлементы). В группу углеводов входят сахара, пектиновые вещества и другие соединения, которые на 80-90% формируют количественный состав сухих веществ [1]. Сахара характеризуют питательную ценность плодов, определяют степень их зрелости и пригодность для переработки.

Уникальная особенность плодов фейхоа — их способность накапливать значительное количество легкорастворимых соединений йода, которое может достигать 10-15 мкг/100 г.

Йод выделен в особую группу так называемых незаменимых микроэлементов. Его необходимое количество для взрослого человека составляет 150 мкг в сут.

Ежевика близка по строению и составу малине и морошке. Мякоть сочная, кисло-сладкая или кисловатого вкуса. Окраска ежевики синевато-черная или темно-пурпурная. Косточка приплюснутая. Созревает ежевика в августе-сентябре.

Дикорастущие виды ежевики встречаются в европейской части Рос-

сии и в Западной Сибири, Казахстане, Средней Азии и на Кавказе. Наиболее распространенный вид — ежевика сизая. Растет в сырых лесах, лесных оврагах, на вырубках, полянах, в зарослях кустарников, в долинах рек и ручьев. Кроме ежевики сизой встречается много других дикорастущих видов этого рода, в том числе близких. Особенно разнообразен этот род на Кавказе и в Крыму. На приусадебных участках выращивают культурную ежевику, представляющую собой гибрид ряда североамериканских видов.

Для использования плодов фейхоа и ягод ежевики в качестве источников физиологически функциональных пищевых ингредиентов были приготовлены их экстракты путем смешивания измельченной массы с водой в соотношении 1:1, настаивания в течение 24 ч, отжима полученных экстрактов и стабилизации их методом пастеризации [3, 4].

Показатели физико-химического состава экстракта фейхоа: массовая доля растворимых сухих веществ — 9,06%; массовая концентрация сахаров — 7,80 г/ 100 см3; массовая доля титруемых кислот в пересчете на яблочную — 11,97 г/дм3; рН — 3,17; плотность — 1,03.

Экстракт фейхоа имеет невысокое содержание сахаров и отличается высокой кислотностью, что позволяет использовать его в купажах с более сладким соком винограда. Сахара представлены фруктозой и глюкозой; их суммарное содержание находится в пределах 60-70% от общего количества сахаров. Фракционный состав кислот в экстракте фейхоа (г/дм3): яблочная — 0,98; лимонная — 10,40; молочная — 0,21, т. е. лимонная составляет более 85% от общего содержания кислот и небольшие количества яблочной и молочной.

Показатели физико-химического состава экстракта ежевики: массовая доля растворимых сухих веществ — 5,01%; массовая концентрация сахаров — 4,00 г/ 100 см3; массовая доля титруемых кислот в пересчете на яблочную — 5,5 г/дм3; рН — 3,77; плотность — 1,015; общая сумма фе-нольных веществ — 1392,9 мг/ дм3: мономеры — 752,2 мг/ дм3, полимеры — 640,7 мг/ дм3; содержание ан-тоцианов — 143,7 мг/дм3.

Большое количество фенольных веществ и высокое содержание анто-цианов обеспечивает интенсивную

0

1 <

§

ш I-

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕНАПИТКИ для ОПТИМАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

1Я

0

1 <

§

ш I-

окраску полученному экстракту. Фармакологическая и пищевая ценность фенольных соединений обусловлена их антиоксидантными и антирадикальными свойствами.

Экстракт ежевики имеет низкое содержание сахаров и высокую кислотность, что также позволяет купажировать его с более сладкими соками.

Из органических кислот идентифицированы яблочная кислота, янтарная и небольшие количества лимонной, уксусной и молочной. Содержание органических кислот в экстракте ежевики (г/дм3): яблочная — 1,98; янтарная — 3,23; лимонная — 0,30; уксусная — 0,30; молочная — 0,19.

При этом более половины общей суммы кислот составляет янтарная кислота, благотворно влияющая на организм человека.

Для оценки полученных экстрактов из плодов фейхоа и ягод ежевики как источников физиологически функциональных пищевых ингредиентов был проведен их анализ по составу витаминов и фенолкарбоновых кислот (табл. 1).

В ходе исследований методом капиллярного электрофореза в экстрактах нами выявлены витамины — аскорбиновая кислота (витамин С), никотиновая кислота (витамин РР), а также ресвератрол и оксикоричные кислоты, среди которых идентифицированы хлорогеновая, оротовая, кофейная, галловая и протокатеховая.

Экстракт фейхоа отличается высокой концентрацией витаминов и ви-таминоподобных веществ. Их суммарное содержание составляет 769,2 мг/дм3. Фейхоа, как и плоды других культур, обладают способностью синтезировать аскорбиновую кислоту. Отмечено высокое содержание галловой, оротовой и никотиновой кислот. Биологическая роль оксикоричных кислот заключается в том, что, наряду с витаминами и полифенолами, они обладают естественной антиоксидантной активностью.

В фейхоа определен комплекс фенольных соединений, куда входят в основном катехины и лейко-антоцианы, которые обусловливают Р-витаминную активность плодов

Таблица 1

Кислота Содержание в экстракте фейхоа, мг/дм3 Содержание в экстракте ежевики, мг/дм3

Ресвератрол — 0,08

Аскорбиновая 51,8 9,22

Никотиновая 140,9 33,61

Хлорогеновая 34,5 8,22

Оротовая 195,6 21,70

Кофейная — 31,28

Галловая 346,4 0,48

Протокатеховая — 1,30

Сумма 769,2 105,89

Таблица 2

Аминокислота Содержание в экстракте фейхоа, мг/ дм3 Содержание в экстракте ежевики, мг/ дм3

Аргинин 25,11 33,65

Тирозин 5,09 3,30

Р-Фенилаланин 2,16 2,95

Гистидин 3,31 2,36

Лейцин 3,92 2,57

Метионин 23,61 18,44

Валин 9,68 9,41

Пролин 280,50 89,72

Треонин 96,77 8,10

Триптофан 135,00 35,94

Серин 50,81 61,67

а-Аланин 22,59 18,61

Глицин 2,05 1,89

Сумма 660,60 288,60

и придают им приятную терпкость и оригинальный вкус [5].

Содержание витаминов и витами-ноподобных веществ в экстракте ежевики в сумме превосходит содержание их в соке винограда. Содержание витамина С, участвующего во многих окислительно-восстановительных процессах в организме человека и оказывающего антиоксидантное действие, в экстракте ежевики составляет 9,22 мг/дм3. В наибольшем количестве содержатся никотиновая кислота (витамин РР), принимающая участие в процессах клеточного дыхания, окисления углеводов, регуляции деятельности нервной системы, а также кофейная и оротовая кислоты. Оро-товая кислота относится к витамино-подобным веществам и стимулирует белковый обмен, благоприятно воздействует на функциональное состояние печени. Кофейная кислота входит в состав фенольных соединений, обладающих значительно большей (в 4-5 раз) антиоксидантной активностью по сравнению с витаминами С и Е.

Экстракт ежевики содержит небольшое количество ресвератрола, который является полифенольным соединением, превосходящим по своей активности действие большинства антиоксидантов. Ресвератрол связывает и выводит из организма свободные радикалы, нормализует уровень липидов (в частности, уровень холестерина) в крови, оказывает противораковое, противовоспалительное и антибактериальное действие, улучшает память, повышает устойчивость организма к стрессам, снижает уровень сахара в крови.

Также был проведен анализ экстрактов фейхоа и ежевики по составу свободных аминокислот (табл. 2).

По результатам анализа аминокислотного состава экстрактов фейхоа и ежевики идентифицировано 13 аминокислот.

В исследуемых экстрактах отмечается высокое содержание таких биологически ценных аминокислот, как серин, триптофан и пролин. Необходимо отметить, что триптофан относится к незаменимым аминокислотам, которые организм человека не способен синтезировать, но которые входят в состав белковых веществ мышечных и соединительных тканей. В результате превращения триптофана образуется никотиновая кислота. В экстракте фейхоа обнаружено высокое содержание треонина,

18 ПИВО и НАПИТКИ

2013

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАПИТКИ для ОПТИМАЛЬНОГОПИТАНИЯ

Таблица 3

Катионы металлов Содержание в экстракте фейхоа, мг/ дм3 Содержание в экстракте ежевики, мг/дм3

Аммоний 9,7 17,85

Калий 1648,0 855,6

Натрий 82,0 94,23

Магний 81,3 79, 02

Кальций 163,3 87,15

Сумма 1984,3 1134,00

который также относится к незаменимым аминокислотам и влияет на процессы развития человека [6].

Содержание катионов металлов в экстрактах фейхоа и ежевики обеспечивает их минеральную ценность и представлено в табл. 3.

Содержание в плодах фейхоа минеральных веществ (см. табл. 3), в том числе калия и кальция, превосходит уровень их накопления в плодах яблони, груши и большинства косточковых культур [1]. В экстракте ежевики также преобладает калий. Этот жизненно важный элемент для организма человека обеспечивает полноценное сокращение сердечной мышцы, профилактику некроза больных клеток, фильтрационную способность почек и функцию надпочечников, регулиру-

ет водный баланс, передачу нервных импульсов. Также идентифицированы катионы аммония, натрия, магния и кальция. Учитывая их суточные нормы потребления, фейхоа и ежевику можно считать источником обеспечения организма человека минеральными веществами.

Таким образом, полученные нами результаты могут способствовать целенаправленному использованию плодов фейхоа и ягод ежевики в качестве источников биологически активных и физиологически ценных ингредиентов для приготовления напитков функциональной направленности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абшилава, А. Н. Сортовая оценка химического состава и технических показателей

плодов фейхоа, выращенных в условиях Абхазии/А. Н. Абшилава, Т. Г. Причко // Плодоводство и виноградарство Юга России. — 2011. — № 10. — С. 116-125.

2. Моисеева, М. В. Функциональные напитки с использованием настоев лекарственных растений/М. В. Моисеева, М. К. Алтуньян, Н. П. Фирсткова // Известия вузов. Пищевая технология. — 2012. — № 2-3. — С. 92-94.

3. Напитки функционального назначения на основе виноградного сока и фейхоа/Т. И. Гугучкина [и др.] // Пиво и напитки. — 2011. — № 5. — С. 54-56.

4. Сосюра, Е. А. Напиток функционального назначения на основе виноградного со-ка/Е. А. Сосюра, Б. В. Бурцев, Т. И. Гугучкина // Вестник АПК Ставрополья. — 2011. — Т. 4. — № 4. — С. 18-21.

5. Сосюра, Е.А. Применение экстрактов из растительного сырья в производстве напитков функционального назначения / Е. А. Сосю-ра, Т. И. Гугучкина, Б. В. Бурцев // Современные тенденции в сельском хозяйстве: материалы I Международной Интернет-конференции (г. Казань, 15-17 октября 2012 г.). — Казань: Изд-во «Казанский университет», 2012. — С. 174-179.

6. Влащик, Л. Г. Пектинсодержащее сырье для функциональных напитков/Л. Г. Вла-щик // Научный журнал КубГАУ. — 2007. — № 32 (8). — С. 1-10. &

0

1 <

§

ш I-