CC BY
134
В несозревших зернах риса наряду с (3-амилазой в активном состоянии находится и а-амилаза, причем на ее долю приходится 52-56% суммарной амилолитиче-ской активности. Можно сделать вывод, что а-амилаза в большей степени локализована в периферийных частях зерновки и зародыше риса и остается в мучке при шлифовании.
Как известно, в пшеничной муке в активной форме содержится только (3-амилаза, поэтому внесение продуктов переработки риса - мучки, несозревших зерен риса, фракции зародыша, содержащих активную а-амилазу, при приготовлении хлеба приведет к форсированию биохимических процессов, идущих в ее уг-леводно-амилазном комплексе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гущин Г.Г. Рис. - М.: Сельхозгиз, 1938. -831 с.
2. Костенко Т.И. Влияние состояния углеводно-амилазно-го комплекса на качество зерновок риса: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Краснодар, 1983. -24 с.
3. Попова Е.П. Микроструктура зерна и семян. - М.: Колос, 1979. - 224 с.
4. Потавина B.C., Фалунина З.Ф. К во просу об атакуемо-сти крахмала амилазами // Прикладная биохимия и микробиология. -1966. - №2.-С. 210-212.
Кафедра технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства
Поступила 23.05.07 г.
664.014/.019
ПОИСК ПЕРСПЕКТИВНОГО ИСТОЧНИКА САПОНИНОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ЭМУЛЬГА ТОРА
Т.П. ЮДИНА, Е.И. ЧЕРЕВАЧ, Е.И. ЦЫБУЛЬКО,
Ю.В. БАБИН
Тихоокеанский государственный экономический университет
К сапонинам - вторичным метаболитам некоторых растений - относятся вещества, водные растворы которых при встряхивании образуют обильную стойкую пену (яаро - мыло). Сапонины относятся к классу гли-козидов ив зависимости от химической природы агли-кона их подразделяют на тритерпеновые и стероидные. Подавляющее большинство растительных сапонинов относится к тритерпеновым гликозидам (3-ами-ринового ряда. Они имеют сложное строение, поскольку синтезируются как из углеводных, так и тритерпе-новых предшественников и варьируют по многим признакам: числу, положению и природе моносахаридных остатков, а также по числу и расположению функциональных групп и двойных связей в агликоне.
Сильная поверхностная активность сапонинов связана с дифильным характером строения их молекулы. В структуре молекулы имеется определенное соотношение гидрофильных и гидрофобных групц позволяющее отнести сапонины к классу высокомолекулярных коллоидных поверхностно-активных веществ (ПАВ). В качестве гидрофобного фрагмента выступает сапогенин (Сзо), гидрофильным фрагментом служат углеводные цепи молекулы. Сапонины способны при растворении в воде образовывать мицеллы, что позволяет использовать их в качестве природных эмульгаторов [1, 2].
Ранее сапонины, наряду с растительными и животными белками, использовали в качестве первых натуральных пищевых эмульгаторов [3], но затем они были вытеснены синтетическими или полусинтетическими эмульгаторами, промышленное производство которых интенсивно стало развиваться в середине прошлого века . Эго было вызвано тем, что сапонины в силу некоторых негативных свойств - способности раздражать
слизистую оболочку и вызывать разрушение эритроцитов крови - были отнесены к антинутриентам и запрещены в России к использованию в пищевой промышленности [4]. Однако в последнее десятилетие, благодаря развитию современных биологических методов исследования, убедительно доказано, что сапонины не только теряют токсичность в желудочно-кишечном тракте за счет связывания с жировыми компонентами пищи, но и обладают широким спектром биологической активности, что позволяет рассматривать их как многофункциональные пищевые добавки [5]. В настоящее время считается, что сапонины могут защитить человечество от двух главных проблем века, связанных с неправильным питанием и избыточным содержанием холестерина в крови, - ишемической болезни сердца и рака кишечника [6].
Данная работа посвящена выбору перспективного объекта в качестве сырья для получения растительного эмульгатора на основе сапонинов. Поиск был проведен среди растений семейств Catyphyllaceae, Araliaceae и Legiiminosae, корни которых содержат значительные их количества. При выборе растений руководствовались не только высоким содержанием, установленной химической структурой и биологической активностью входящих в их состав сапонинов, но также коммерческой значимостью растений. Анализ литературных данных показал, что в качестве перспективных источников сапонинов могут быть использованы корни следующих растений:
Acanthophyllum gypsophiloides R., колючелистник качимовидный содержание сапонинов в корнях составляет 18-20% [7]; основные сапонины корня колю-челистника - акантофиллозиды - гликозиды гипсоге-нина и квиллаевой кислоты, они являются бидесмози-дами, содержащими от 9 до 11 моносахаридных остатков;
Saponaria officinalis L., мыльнянка лекарственная, коммерческое значение имеют корни, содержащие
20-30% сапонинов; в состав корней входят 13 тритер-пеновых гликозидов [8, 9], доминирующими среди которых являются полярные сапонариозиды-гликозиды гипсогеновой и квиллаевой кислот с разветвленными углеводными цепями из 8-9 моносахаридных остатков;
Aralia mandshnrica Rupr. et Maxim, аралия маньчжурская, в корнях растения, в зависимости от срока вегетации, содержится от 5 до 9% тритерпеновых гликозидов; основными гликозидами являются аралозиды
- три- и тетрозиды олеаноловой кислоты [10];
Glycyrrhiza glabra L., солодка голая, в состав корней входит глицирризин - калиевая и натриевая соли трехосновной глицерризиновой кислоты.
При разработке технологии получения растительных эмульгаторов из корней растений за основу был взят способ приготовления водного отвара корней ко-лючелистника качимовидного, используемого в качестве пенообразователя при производстве халвы [11]. Было исследовано влияние размера корней, объема воды, времени набухания и варки на полноту экстракции, поскольку известно, что массовая доля растворимых веществ находится в прямой зависимости от этих параметров. В результате были определены оптимальные условия экстракции: размер сырья 3-5 см, гидромодуль 1 : 20, варка в воде при нормальных условиях 2 ч,
- позволившие получить концентрацию веществ 7%, разрешенную ГОСТ для экстракта Acanthophyllwn gypsophiloides. Низкие эмульгирующие свойства 7%-го экстракта солодки требовали длительной варки корней - до 5 ч.
Особое внимание было уделено органолептической оценке качества готовых водных экстрактов, поскольку для всех растительных экстрактов характерен специфический вкус и запах. Экстракт колючелистника имел слабый горьковатый привкус, экстракт мыльнянки -слабо-травянистый вкус и запах. В отличие от них, экстракт аралии имел выраженную ореховую, свойст-
а
Концентрация СВ, %
венную аралии горечь. Экстракт солодки был мутным за счет высокой концентрации экстрактивных веществ и имел приторный, сладко-першащий вкус.
В настоящее время сапонины могут быть использованы в пищевой промышленности в качестве эмульгаторов при производстве различных типов майонезной продукции, а также пенообразователей при производстве шипучих напитков, кондитерских кремов, муссов и мороженного. Для возможного расширения ассортимента продуктов на основе выбранных растительных экстрактов нами были исследованы их пенообразующие и эмульгирующие свойства.
Пенообразующие свойства исследованных экстрактов в зависимости от концентрации сухих веществ (СВ) оценивали по пенообразующей способности после интенсивного взбивания, которая определялась отношением высоты столба образованной пены к начальной высоте раствора экстракта, и устойчивости пены-остаточной высоты столба пены после стояния в течение 10 мин.
Для всех исследуемых экстрактов устойчивость пены находилась в зависимости от содержания экстрагируемых веществ. Наиболее обильную (550-570%) и устойчивую (98-100%) пену образовывали экстракты из корней колючелистника и мыльнянки. Их пенообразующая способность возрастала с увеличением концентрации, достигая максимального значения при 7% СВ. Дальнейшее увеличение СВ в экстракте не влияло на пенообразующую способность, но снижало устойчивость пены. На рис. 1 представлена зависимость пенообразующей способности (а) и устойчивости пены (б) от концентрации СВ в экстракте (кривая 1 - колю-челистник качимовидный, 2 - мыльнянка лекарственная, 3 - аралия маньчжурская, 4 - солодка голая).
Экстракт корней солодки обладал меньшейпенооб-разующей способностью (480%) и образовывал менее устойчивую пену (96%). Эти значения достигались при высокой концентрации растворимых СВ (18%).
б
Концентрация СВ, %
Рис. 1
Экстракт корней аралии даже при высоких концентрациях СВ образовывал неустойчивую пену (94%), которая из-за повышенной пористости быстро оседала. Гашение пены с увеличением концентрации СВ, по-видимому, может быть связано как с особенностями химического строения аралозидов, так и с высоким содержанием в них фенольных соединений, являющихся, как известно, доминирующими компонентами корней этого растения [12].
Эмульгирующие свойства являются основным параметром эмульгатора, определяющим стабильность пищевых эмульсий, поскольку оказывают непосредственное влияние на дисперсностьсистемы и ее у стойчи-востькрасслоению. Эмульгирующая способностьвод-ных экстрактов была оценена нами по основным показателям, предъявляемым к эмульгаторам:
предельно допустимому количеству вводимого масла Г 2, соответствующему точке инверсии; несмотря на то, что эта характеристика является весьма условной так как зависит от многих факторов - интенсивности перемешивания, скорости подачи масла, природы неполярной фазы и др., тем не менее оптимальный объем дисперсной фазы - важный критерий эмульгатора;
эмульгирующей способности Эс, которая характеризуется соотношением объемов фаз (дисперсной фазы Г 2 к дисперсионной среде ГО и является одним из основных факторов стабильности эмульсии, поскольку оказывает влияние на ее вязкость;
стойкости эмульсии С э - отношению объема неразрушенной эмульсии к ее первоначальному объему.
Процесс эмульгирования проводили при высокой скорости эмульгирования (3000 об/мин), поскольку степень дисперсности системы оказывает влияние как на количество введенного масла, так и на устойчивость эмульсий. Все экстракты проявляли общую тенденцию, характерную для высокомолекулярных эмульгаторов, - переход прямой эмульсии в обратную сопровождался быстрым расслоением системы [13]. Следовательно, момент расслоения эмульсии служил критерием, определяющим предельно допустимое количество вводимого масла, необходимое для образования устойчивой эмульсии.
Установлено, что эмульгирующие свойства исследованных экстрактов находились в зависимости от массовой доли СВ. На рис. 2 показано влияние концентрации СВ на предельно допустимое количество масла (нумерация кривых аналогична рис. 1). Несмотря на то, что с ростом концентрации СВ наблюдалось увеличение предельно допустимого количества масла, пара-
Концентрация СВ, %
Рис. 2
метры стабильности образованных эмульсий существенно отличались и зависели от используемого экстракта (таблица). Каждый экстракт имел свое оптимальное соотношение водной и жировой фаз (Эс) и область концентраций, в пределах которой эмульсия сохраняла устойчивость (Сэ). В случае нарушения этих условийнаблюдалосьразрушение эмульсии. Изучение влияния концентрации эмульгатора на стабильность эмульсии при введении предельно допустимого количества масла позволило найти наилучшие условия, при которых эмульсия оставалась стабильной.
Так, экстракты корней колючелистника и мыльнянки образовывали устойчивые эмульсии при концентрации СВ 7%, имея при этом высокие значения эму льги-рующей емкости - 190 и 175 мл масла на 1 г СВ соответственно. Кроме того, один объем экстрактов был способен связать 12-14 объемов масла, что свидетельствовало об их высокой эмульгирующей способности. В то же время водные экстракты солодки и аралии маньчжурской обладали слабыми эмульгирующими свойствами, поскольку имели низкие значения этих показателей.
Таким образом, сравнение функциональных свойств экстрактов позволило отнести водные экстракты корней Acanthophyllum gypsophiloides и Saponaria officinalis к перспективным растительным пенообразователям и эмульгаторам для производства эмульсионных пищевых продуктов. В отличие от них, использование экстракта корней аралии нецелесообразно из-за низкой функциональной активности и спе-
Концентрация СВ, % Acanth ophyllum gypsoph iloides Saponaria officinalis Aral ia mandshurica Glycyrrhiza glabra
Эс Сэ, % Эс Сэ. Эс Сэ, % Эс Сэ, %
2,0 9,8 70,0 9,4 72,0 4,8 56,0 - -
5,0 11,9 96,0 11,0 96,0 6,1 61,0 1,0 63,0
7,0 13,4 100,0 12,3 100,0 7,0 75,0 2,5 78,0
11,0 14,4 98,0 13,3 99,0 8,1 96,0 5,0 80,0
13,0 15,0 94,0 13,9 95,0 9,0 88,0 6,0 86,0
18,0 16,0 89,0 15,6 80,0 - - 7,9 94,0
цифических органолептических свойств. С учетом низких функциональных свойств и приторно-перша-щеш вкуса концентрированных экстрактов солодки их использование возможно только для производства сладких эмульсионных продуктов. Исходя из химической структуры сапонинов, входящих в состав исследуемых экстрактов, можно предположить, что степень полярности сапонинов играет определяющую роль в проявлении их функциональной активности. Наибольшей активностью обладают полярные акантофиллози-ды и спонариозиды, имеющие высокие значения гид-рофильно-липофильного баланса (ГЛБ).
ЛИТЕРАТУРА
1. Mitra S., Dungan S.R. Micellar properties of Quillaja saponin. 1. Effects of temperature, salt and pH on solution properties // J. Agric. Food Chem. - 1997. - 45. - P. 1587-1595.
2. Gohtani S., Murakami A., Satoh K., Yamano Y. Studies on a physico-chemicalproperties ofSapindaceasesaponins at oil / water interface part II. Effect of pH on physical-chemical properties of monodesmoside saponin of Sapindaceae (Sapindus mukurossi Gaertn) at oil / water interface // J. Japan. Soc. Food Science. Technol. - 2000. - 47.
- № 9. - P. 679-684.
3. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова и др.; Под ред. А.П. Нечаева. - СПб.: ГИОРД, 2003. -С. 597-606.
4. Тутильян В.А., Суханов Б.П., Позднякова В.А. Биологически активные добавки в питании человека. - Томск: Изд-во
НТЛ, 1999.-296 с.
5. Saponins in food, feedstuffs and medical plants: Proceeding of the Phythochemical Society of Europe / Eds Oleszek W. - Kluwer Academic Publishers. - 2000. - 45. - 291 p.
6. Rao A.V., Gurfrnkel D.M. Dietary saponins and human health // Proceeding of the Phythochemical. Society of Europe. -2000. -45. -P. 255-270.
7. Кондратенко E.C., Путиева Ж.М., Абубакиров Н.К.
Тритерпеновые гликозиды растений семейства Caryophyllaceae // Химия природных соединений. - 1981. - № 4. - С. 417-439.
8. Чирва В.Я., Кинтя П.К., Лазуревский Г.В. Тритерпеновые гликозиды Saponaria officinalis II Химия природных соединений. - 1969. - № 1. - С. 59-60.
9. Koike K., Jia Z., Nikaido T. New triterpenoid saponins and sapogenins from Saponaria officinalis // J. Nat. Prod. - 1999. - 62. -P. 1655-1659.
10. Васьковский RE. Тритерпеновые гликозиды аралии маньчжурской: Дис. ... канд. хим. наук. - М., 1962. - 135 с.
11. Справочник кондитера. Сырье и технология кондитерского производства. Ч. 1/Подред. Е.И. Журавлевой.-М.: Пищевая пром-сть, 1966. -712 с.
12. Еляков Г.Б., Оводов Ю.С. Гликозиды аралиевых // Химия природных соединений. - 1972. - № 5. - С. 697-707.
13. Абрамзон А.А., Абрамова И.В. Некоторые особенности стабилизации эмульсии высокомолекулярными ПАВ // Коллоидный журнал. - 1972. - Т. 34, вып. 3. - С. 444-446.
Лаборатория функциональных продуктов питания научно-исследовательского института экономических исследований и наукоемких технологий
Поступила 11.03.08 г.
634.723.1.004.12:664.8.037.5
ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗА ТЕЛЕЙ ЯГОД ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ ПРИ ЗАМОРАЖИВАНИИ
Е.В. КОРОТКАЯ, И.А. КОРОТКИЙ
Кемеровский технологический институт пищевой пром ышленности
Черная смородина - одна из наиболее ценных ягодных культур. Ягоды черной смородины имеют пищевое и лечебное значение, так как в них содержится большое количество пектиновых, дубильных, красящих веществ, различных органических кислот, сахаров, микроэлементов и других биологически активных веществ.
Нами были изучены сорта черной смородины, культивируемые в ГУЛ «Плодопитомник-1» (Кемерово) и достаточно популярные в Западной Сибири: ранние сорта - Сеянец Голубки, Память Лисавенко; среднепоздние сорта - Черный жемчуг, Пушистая, Краса Алтая, Память Шукшина.
Ягоды черной смородины являются скоропортящимся продуктом, поэтому важно не только собрать высокий урожай, но и сохранить его. Замораживание-наиболее эффективный способ долговременного сохранения скоропортящихся пищевых продуктов почти без изменения исходных веществ. Сохранение качества достигается в результате действия низких темпера-
тур, которые задерживают биохимические реакции, подавляют биологическую активность, а также в результате понижения активности воды, большая часть которой превращается в лед при замораживании.
Ягоды сортировали, мыли, подсушивали струей воздуха, создаваемой вентилятором, затем фасовали в полиэтиленовые пакеты (масса фасовки 0,5 кг), замораживали в холодильной камере при температуре -24°С и хранили при -18 °С в течение 6 мес.
Определяли изменение содержания влаги и основных компонентов химического состава при хранении.
Пектиновые вещества (ПВ) экстрагировали последовательно водой при температуре 45°С, получали водорастворимую фракцию (фр. 1) и 0,01 н раствором НС1 и 0,25 М ацетатом натрия (фр. 2). Затем определяли сумму пектиновых веществ ХПВ.
Результаты, представленные в табл. 1, свидетельствуют, что исследованные сорта черной смородины значительно отличаются по содержанию ХПВ. Наибольшая ХПВ отмечена в ягодах сортов Память Лисавенко и Память Шукшина, наименьшая - в ягодах сорта Черный жемчуг.
Массовые доли ПВ фракции 1 и ХПВ в ягодах всех исследуемых сортов черной смородины снижались в
