CC BY
97
637.352+637.344:66.061
ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬ ТРА ФИЛЬ ТРА ТА ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ЛИСТЬЕВ СТЕВИИ
Я.И. КОРЕНМАН, Е.И. МЕЛЬНИКОВА, С.И. НИФТАЛИЕВ, С.Е. СВЕТОЛУНОВА
Воронежская государственная технологическая академия
В последние годы возрастает производство заменителей сахара, в мировом масштабе оно оценивается на уровне 15-20 млн т сахарного эквивалента в год. Россия по производству и практическому применению заменителей сахара значительно отстает от высокоразвитых стран. В молочной отрасли применение сахаро-заменителей и подсластителей весьма ограничено. Разработка и внедрение новых технологий изготовления молочных продуктов на основе подсластителей натурального и синтетического происхождения имеет значительные перспективы. При этом предпочтение отдается подсластителям натурального происхождения ввиду их безопасности для человека. Среди таких подсластителей выделяется стевия, которая помимо формирования сладкого вкуса придает определенную функциональную направленность содержащим ее продуктам.
Стевия - многолетнее травянистое растение семейства сложноцветных, впервые описана итальянским ученым Бертони в 1899 г. Значительный адаптивный потенциал позволяет культивировать стевию в странах Юго-Восточной Азии и Европы. В России эта культура возделывается в Центральных районах и Краснодарском крае.
Стевия является самым сладким из природных продуктов. Сладость листьев стевии обусловлена наличием в них комплекса из 8 дитерпеновых гликозидов -стевиозида, ребаудиозидов А, В, С, Б и Е, стевиолбио-зида, дуклозида, относящихся к органическим соединениям неуглеводной природы. Агликоном гликозидов является стевиол, имеющий тетрациклическую структуру и обладающий физиологической активностью. Эквивалент сладости суммы дитерпеновых гли-козидов, содержащихся в листьях стевии, составляет около 300 единиц.
Кроме сладких дитерпеновых гликозидов в листьях стевии содержатся флавоноиды, водорастворимые ксантофиллы и хлорофиллы, оксикоричные кислоты -кофейная, хлорогеновая и др., нейтральные водорастворимые олигосахариды, свободные сахара, 17 аминокислот, в том числе незаменимые, минеральные соединения, витамины А, С, Б, Е, К, Р, сапонины, клетчатка, дубильные вещества, микроэлементы, эфирное масло [1]. Комплекс этих соединений обеспечивает позитивное воздействие на организм человека, в том числе снижает энергетическую насыщенность пищевого рациона, уровень глюкозы и инсулина в крови, стимулирует иммунную защиту и улучшает функциональные возможности иммунной системы, обладает
антиоксидантным, антикариесным и антибактериальным действием, снижает уровень сердечно-сосудистых заболеваний, повышает биоэнергетические возможности организма.
Многочисленные исследования общетоксического действия стевии подтвердили ее абсолютную безвредность для человека [2].
При получении пищевого стевиозида из листьев стевии большая часть физиологически активных веществ растения не используется [3, 4]. Одним из перспективных способов извлечения ценных компонентов из листьев стевии является экстрагирование. Эффективность процесса обусловлена многими факторами, важнейшие из которых рН экстрагента, степень измельчения экстрагируемого материала, температура, продолжительность экстрагирования.
Известны исследования, в которых в качестве экстрагента питательных веществ из листовой массы растений применяется творожная сыворотка [5, 6]. Нами предлагается новый экстрагент - пермеат творожной сыворотки, полученный при ультрафильтрационном разделении и являющийся ценным сырьем благодаря своему составу и свойствам:
Вода, % 94,6-94,9
Массовая доля сухих веществ, % 5,1-5,4
В том числе:
лактоза 3,5-3,7
белковые вещества 0,1—0,2
молочная кислота 1,0
зола 0,38
Титруемая кислотность, °Т 75-85
Активная кислотность, рН 4,4-4,6
Плотность, кг/м3 1017-1018
Пермеат творожной сыворотки содержит значительное количество лактозы (около 90% от общего содержания сухих веществ), аминокислоты, низкомолекулярные биологически активные белковые вещества, молочную кислоту, многие макро- и микроэлементы, жиро- и водорастворимые витамины. По органолептическим показателям ультрафильтрат творожной сыворотки представляет собой однородную и прозрачную жидкость с желтоватым оттенком. Он характеризуется более высокой биологической и коллоидной стабильностью, чем творожная сыворотка, и может служить основой для выработки безалкогольных освежающих напитков.
Задача данного исследования - изучение возможности применения ультрафильтрата творожной сыворотки для экстрагирования пищевых компонентов из листьев стевии с целью последующего использования
экстракта в производстве молокосодержащих напитков.
Применение ультрафильтрата в качестве экстрагента позволяет более полно реализовать ценные свойства творожной сыворотки, которая давно зарекомендовала себя как основа лечебно-профилактических продуктов питания, и дефицитные нутриенты, входящие в состав листьев стевии. Следующий этап работы связан с созданием на основе полученного экстракта новых видов молокосодержащих напитков с направленными функциональными свойствами. Жом листьев стевии, остающийся после экстрагирования ультрафильтратом творожной сыворотки, ввиду его высокой пищевой ценности, предлагается направить на кормовые цели.
После экстрагирования ценных компонентов сте-вии с применением ультрафильтрата творожной сыворотки проводят двухступенчатую очистку экстракта путем пропускания через катионит КУ-17 и колонку с активированным углем.
Аминокислоты в творожной сыворотке, ее концентрате и фильтрате, а также в экстракте из листьев стевии после очистки определяли методом капиллярного электрофореза на приборе Капель-105. В 4 фарфоровые чашки помешали по 10 см3 молочной сыворотки и выпаривали. В 2 чашки вводили окисляющую смесь (Н2О2 : НСООН = 1 : 9) и вновь выпаривали на водяной бане при 60°С до сухого остатка. К сухим остаткам в 4 чашках добавляли по 10 см3 раствора хлороводородной кислоты и количественно переносили в виалы для проведения кислотного гидролиза.
В виалы для проведения щелочного гидролиза помещали по 5 см3 молочной сыворотки, добавляли кристаллогидрат Ба(0И)28И20, герметично закрывали и устанавливали в термоблок при температуре 110°С на 16 ч.
Растворы после кислотного гидролиза охлаждали, отфильтровывали, дозаторами отбирали в бюксы по 50 мм3 гидролизатов и выпаривали в струе теплого воздуха. Сухой остаток смачивали 50 мм дистиллированной воды, добавляли раствор карбоната натрия, перемешивали, вводили изопропанольный раствор фени-лизотиоцианата, перемешивали до растворения осадка и оставляли на 35 мин при 25°С. Затем содержимое бюксов выпаривали в струе теплого воздуха, сухие остатки растворяли в 500 мм3 дистиллированной воды, дозаторами отбирали по 450 мм3 в пробирки Эппен-дорфа.
Первые две пробы анализировали при 30°С в течение 15 мин при 1 = 254 нм (определение аминокислот, кроме триптофана, цистеиновой, аспарагиновой и глутаминовой кислот). Остальные пробы анализировали 9 мин при 30°С, 1 = 254 нм (определение цистеиновой, аспарагиновой и глутаминовой кислот). Электролит -фосфатный буферный раствор с добавлением Р-цикло-декстрина (рН 6,8).
Пробы после щелочного гидролиза помещали в мерные колбы, добавляли каплю спиртового раствора метилового красного и нейтрализовали раствором серной кислоты с массовой долей 10% до перехода желтой окраски в розовую. Отбирали 500 мм3 нейтрализованного гидролизата в пробирку Эппендорфа и анализировали при 40°С в течение 9-10 мин, 1 = 219 нм (определение триптофана). Электролит - боратный буферный раствор (рН 8,8).
Кальций и фосфор в творожной сыворотке, ее ультрафильтрате и УФ-концентрате, а также в экстракте из листьев стевии после очистки определяли по ГОСТ 26570 и ГОСТ 26657 соответственно; витамины Вь В2 и Е - по ГОСТ Р 50929-96 и ГОСТ Р 50928-96.
Результаты аминокислотного анализа приведены в табл. 1.
Таблица 1
Аминокислота Творожная сыворотка У Ф-концентрат творожной сыворотки У льтраф ильтрат тво -рожной сыворотки, % Экстракт после очистки, %
мас. доля, % % мас. доля, % %
1. Аргинин 5,67 0,0216 6,34 0,0537 0,0087 0,0099
2. Лизин 8,60 0,0363 9,23 0,0781 0,0044 0,0069
3. Тирозин - Следы 1,86 0,0158 0,0012 0,0018
4. Фенилаланин 5,17 0,019 4,47 0,0379 0,0027 0,0032
5. Гистидин 2,66 0,0098 3,09 0,0262 0,0028 0,0023
6. Лейцин 12,89 0,0474 14,77 0,1250 0,0043 0,0070
7. Изолейцин 5,09 0,0187 4,35 0,0368 0,0043 0,0063
8. Метионин 5,28 0,0194 2,02 0,0171 0,0018 0,0026
9. Валин 6,67 0,0245 5,77 0,0488 0,0034 0,0056
10. Пролин 9,39 0,0345 9,30 0,0787 0,0088 0,0170
11. Треонин 6,75 0,0248 7,01 0,0593 0,0042 0,0078
12. Серин 4,07 0,0183 4,63 0,0392 0,0037 0,0066
13. Аланин 5,74 0,0211 5,06 0,0428 0,0033 0,0047
14. Глицин 2,20 0,0081 2,12 0,0179 0,0018 0,0026
15. Цистин 0,06 0,0035 2,36 0,0200 Не обнаружен 0,0033
16. Глутаминовая кислота 7,07 0,0293 8,87 0,0750 0,0034 0,0180
17. Аспарагиновая кислота 8,05 0,0296 8,71 0,0737 0,0032 0,0082
18. Триптофан 0,43 0,0016 - Не обнаружен
а
а, % .о
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
б
а, %
л
12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
На рисунке представлена массовая доля ю, %, аминокислот (цифровые обозначения соответствуют табл. 1) в ультрафильтрате творожной сыворотки (а) и экстракте из листьев стевии после очистки (б).
Таблица 2
Показатель УФ-концентрат Ультрафильтрат Экстракт
после очистки
Кальций, % - 0,10 0,10
Фосфор, % - 0,05 0,05
Витамины, мг/кг:
В1 0,39 0,27 0,18
В2 1,06 1,46 0,87
Е 1,80 1,70 1,20
В табл. 2 приведены результаты определения макроэлементов и витаминов в УФ-концентрате, ультра-
фильтрате творожной сыворотки, а также в экстрактах из листьев стевии после очистки.
Применение ультрафильтрата в качестве экстрагента пищевых компонентов из листьев стевии позволяет получить экстракт, содержащий ценные вещества. По сравнению с ультрафильтратом сыворотки он отличается повышенным содержанием всех аминокислот, кроме гистидина. Содержание кальция и фосфора остается постоянным, витаминов В1 и В2 снижается, что объясняется их частичным переходом в жом.
Необходимы дальнейшие исследования по установлению оптимальных условий экстракции (рН экстрагента, структура экстрагируемого материала, соотношение количества экстрагента и экстрагируемого материала, температура, продолжительность экстракции), а также по определению в экстракте из листьев стевии дитерпеновых гликозидов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лисицын В.Н., Воловик Е.Л. Стевия - подсластитель или лекарственное растение? // Пищевая пром-сть. - 1999. - № 11. -С. 40^1.
2. Смирнова М.Г. Оценка безопасности подсластителя стевиозида // Тез. докл. VII Всерос. конгресса «Государственная концепция «Политика здорового питания в России». - М., 2003. -С. 482-483.
3. Ляховкин А.Г., Николаев А.П. Мировое производство и использование стевии // Пиво и напитки. - 1999. - № 3. - С. 20-21.
4. Голубев В.Н., Гедрих М.Г., Русакова И.А. Ресурсосберегающая технология природного подсластителя пищевых продуктов - стевиозида // Пищевая пром-сть. - 1997. - № 5. - С. 10-11.
5. Зобкова З.С., Харитонов В.Д., Щербакова С.А. Экстракция пищевых компонентов из амаранта // Пищевая пром-сть. -
2001. - № 8. - С. 28-30.
6. Зобкова З.С., Щербакова С.А. Новые нетрадиционные источники питания и способы их получения // Молочная пром-сть. -
2002. - № 2. - С. 27-28.
Кафедра аналитической химии
Кафедра технологии молока и молочных продуктов
Поступила 03.12.04 г.
631.576.577.15.02
ВЛИЯНИЕ ФЕРМЕНТАЦИИСВЕЖЕУБРАННЫХПЛОДОВ ТУНГА НА ТОКСИЧНОСТЬ ИХ БЕЛКОВ
Н.Ю. ШАКАЯ, Е.В. ЩЕРБАКОВА
Абхазский государственн ый университет Кубанский государственный аграрный университет
Проблема расширения сырьевой базы кормового белка для сельскохозяйственных животных весьма актуальна. В условиях Абхазии перспективным источником кормового белка могут являться жмыхи, получае-
мые после извлечения масла из семян тунгового дерева. К сожалению, такие жмыхи токсичны и в настоящее время используются в качестве белкового удобрения - массовая доля белка в их составе превышает 40% на сухое вещество.
Цель исследования - разработка способа детоксикации тунговых семян и получаемых при их перера-
