CC BY
45УДК 633.88:663.8
Шаова Л. Г., Джабоева А. С., Ширитова Л. Ж., Кумышева К. А.
Shaova L. G., Dzhaboeva A. S., Shiritova L. Zh., Kumysheva K. А.
ПРОИЗВОДСТВО ЭКСТРАКТОВ ИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ТРАВ И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ НАПИТКОВ
PRODUCTION OF HERBAL EXTRACTS AND THE POSSIBILITY OF THEIR USE IN THE BEVERAGE INDUSTRY
В настоящее время в производстве продуктов питания функционального назначения широкое применение находят экстракты из растительного сырья, характеризующиеся высокой пищевой ценностью и выраженной физиологической активностью. В Кабардино-Балкарской Республике имеются большие запасы лекарственно-технических ресурсов, использование которых в пищевой индустрии до сих пор ограничено. Поэтому проведены исследования, позволяющие установить целесообразность применения экстрактов из местных лекарственных трав в производстве безалкогольных напитков. Гидролиз- экстрагирование лекарственного сырья проводили с помощью ферментных препаратов, сочетающих действие цито-литических ферментов с пектолитическими, амилолитическими, протеолитическими и др. Установлены оптимальные соотношения твердых и жидких фаз: для иван-чая — 1:9, таволги вязолистной — 1:11, горца птичьего — 1:6, тысячелистника — 1:8, мяты перечной — 1:4. Результаты исследования активной кислотности вытяжек показали, что вытяжка мяты перечной имеет рН 4,8, из тысячелистника и горца птичьего — 5,4; мяты перечной — 5,6; таволги вязолистной и иван-чая - 5,8. Максимальный выход сухих веществ из трав достигается при продолжительности экстрагирования в течение 4,5 часов.
Ключевые слова: лекарственные растения, экстракты, технологические параметры, физико-химические показатели.
At present, extracts from plant raw materials characterized by high nutritional value and expressed physiological activity are widely used in the production offunctional food products. In the Kabardino-Balkarian Republic there are large reserves of medicinal and technical resources, the use of which in the food industry is still limited. Therefore, studies have been conducted to determine the feasibility of the use of extracts from local herbs in the production of soft drinks. Hydrolysis and extraction of medicinal raw materials was performed using enzyme preparations that combine the action of cytolytic enzymes with pectolitic, ami-loliticescoe, proteolytic, etc. determined the optimal ratio of solid and liquid phases, for fireweed — 1:9, meadowsweet vyazolistny — 1:11, knotweed — 1:6, yarrow — 1:8, peppermint — 1:4. The results of the study of the active acidity of extracts showed that the extract of peppermint has a pH of 4,8, of yarrow and Highlander — 5,4; peppermint — 5,6; tavol-gi viscous and Ivan tea — 5,8. The maximum yield of dry substances from the herbs is achieved with the duration of extraction for 4,5 hours.
Key words: medicinal plants, extracts, technological parameters, physical and chemical parameters.
Шаова Людмила Григорьевна -
кандидат химических наук, доцент кафедры технологии продуктов общественного питания и химии, ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик Тел.: 8 (8662) 40 41 07 E-mail: tpop_kbr@mail.ru
Shaova Lyudmila Grigorievna -
Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Technology of Catering Products and Chemistry, FSBEI HE Kabardino-Balkarian SAU, Nalchik Tel.: 8 (8662) 40 41 07 E-mail: tpop_kbr@mail.ru
Джабоева Амина Сергоевна -
доктор технических наук, профессор кафедры технологии продуктов общественного питания и химии, ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик Тел.: 8 (8662) 40 41 07 E-mail: tpop_kbr@mail.ru
Ширитова Лариса Жантемировна -
кандидат биологических наук, доцент кафедры технологии продуктов общественного питания и химии, ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик Тел.: 8 (8662) 40 41 07 E-mail: tpop_kbr@mail.ru
Кумышева Карина Альбертовна -
студентка 1 курса направления подготовки 19.04.04 «Технология продукции и организация общественного питания», ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик Тел.: 8 (8662) 40 41 07 E-mail: tpop_kbr@mail.ru
Dzhaboeva Amina Sergeevna -
Doctor of Technical Sciences, Professor of Department of Technology of Food Products, FSBEI HE Kabardino-Balkarian SAU, Nalchik Tel.: 8 (8662) 40 41 07 E-mail: tpop_kbr@mail.ru
Shiritova Larisa Zantemirovna -
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of Department of Food Technology and Chemistry Technology, FSBEI HE Kabardino-Balkarian SAU, Nalchik Tel.: 8 (8662) 40 41 07 E-mail: tpop_kbr@mail.ru
Kumysheva Karina Albertovna -
1st year student of direction of training 19.04.04 «Technology Products and Catering Organization», FSBEI HE Kabardino-Balkarian SAU, Nalchik
Tel.: 8 (8662) 40 41 07 E-mail: tpop_kbr@mail.ru
Введение. В настоящее время в производстве продуктов питания функционального назначения широкое применение находят экстракты из растительного сырья, характеризующиеся высокой пищевой ценностью и выраженной физиологической активностью [3, 5, 6, 7]. Преимущество экстрактов перед химическими препаратами заключается в том, что в них природные ингредиенты находятся в оптимальном соотношении, обеспечивающем согласованное взаимодействие биологически активных компонентов в организме человека [1, 2, 4].
В Кабардино-Балкарской Республике имеются большие запасы лекарственно-технических ресурсов, использование которых в пищевой индустрии до сих пор ограничено. Поэтому практический интерес представляло получение экстрактов из местных лекарственных трав (горец птичий, мята перечная, тысячелистник, иван-чай, таволга вязолист-ная) и их применение в производстве безалкогольных напитков лечебного и профилактического назначения.
Методология проведения работы.
1. Определение оптимальных технологических параметров экстрагирования биологически активных веществ.
2. Установление физико-химических показателей качества экстрактов из лекарственных трав.
Экспериментальная база. Исследования проводили в научно-исследовательской лаборатории «Биополимеры и синтетические материалы» и лаборатории физико-химических исследований пищевых продуктов и контроля качества кулинарной продукции кафедры «Технология продуктов общественного питания и химия» ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский ГАУ».
Результаты исследования. Экстракты получали по технологии, разработанной Московским НПО пиво-безалкогольной и винодельческой промышленности. Способ предусматривает предварительный ферментативный гидролиз компонентов лекарственного сырья, с последующим спиртованием гидро-лизата [8]. Гидролиз проводили с помощью ферментных препаратов, сочетающих действие цитолитических ферментов с пектолити-ческими, амилолитическими, протеолитиче-скими и др. Под действием комплекса ферментов многие вещества, входящие в структурные элементы растительных клеток, переходят в экстрагент, что способствует насыщению экстрактов физиологически функциональными ингредиентами.
Для обеспечения максимального выхода биологически активных веществ определяли оптимальные технологические параметры ферментативного гидролиза компонентов лекарственных трав: гидромодуль, рН среды, продолжительность процесса экстрагирования.
Экспериментальным путем выявлены оптимальные соотношения твердых и жидких фаз: для иван-чая - 1:9, таволги вязолистной -1:11, горца птичьего - 1:6, тысячелистника -1:8, мяты перечной - 1:4.
Температуру процесса экстрагирования и рН среды подбирали, исходя из оптимальных условий действия применяемых ферментных препаратов (45-50°С). Установлено, что для максимальной ферментативной активности препаратов оптимальными значениями рН среды являются 4,6-5,2. Для достижения указанных значений рН среды в начале определяли значения рН растительного сырья. Водные вытяжки из каждого вида лекарственного сырья готовили раздельно с учетом ранее определенного гидромодуля. Травы заливали водой, температурой 45-50°С и выдерживали при заданной температуре в течение трех часов. Затем отделяли жидкую фазу и определяли рН.
Результаты исследования активной кислотности вытяжек показали, что вытяжка мяты перечной имеет рН 4,8, из тысячелистника и горца птичьего - 5,4; мяты перечной -5,6; таволги вязолистной и иван-чая - 5,8. При отклонении показателей рН вытяжек от оптимального значения добавляли 40%-ный раствор лимонной кислоты.
Продолжительность экстрагирования лекарственных растений определяли по органо-лептическим показателям экстрактов и максимальному выходу сухих веществ. Исследуемые образцы экстрагировали в течение шести часов. Максимальный выход сухих веществ из трав достигался по истечении 4,5 часов. За этот период экстракты приобретали выраженный гармоничный вкус.
По окончанию процесса гидролиза жидкую фазу отфильтровывали, добавляли спирт до содержания 5-15% об. и определяли физико-химические показатели качества экстрактов (табл. 1). Выявлено, что по массовой доле сухих веществ экстракты, полученные из разных видов растительного сырья, различаются незначительно. О количестве физиологически активных компонентов, перешедших в раствор, судили по показателю «экстрактивность сырья». Максимальной экстрактивностью характеризуются мята перечная и таволга вязо-листная, минимальной - горец птичий. Для использования экстрактов в рецептурах напитков массовая доля экстрактивных веществ должна составлять 1/5-1/3 часть от рекомендуемой терапевтической дозы, поэтому, чем выше экстрактивность лекарственных трав, тем меньше расход экстрактов.
При получении экстракта из таволги вязо-листной выход экстракта оказался низким вследствие наличия большого количества стеблей. Выход экстрактов из остальных лекарственных трав составил от 42 до 65%. Данные значения являются оптимальными.
Таблица 1 - Физико-химические показатели качества экстрактов из лекарственных трав
Лекарственное растение Массовая доля сухих веществ, % Экстрактив- ность сырья, % Выход экстракта из 100 г сухого сырья, % Массовая доля
витамина С, мг% Р-активных веществ, мг% сахаров, %
Иван-чай 2,8 23,1 42,0 18,5 64,4 0,6
Таволга вязолистная 2,8 29,2 27,0 11,4 228,2 0,4
Мята перечная 2,9 32,4 52,0 2,9 449,8 0,8
Тысячелистник 2,8 19,0 65,0 5,7 41,4 0,1
Горец птичий 3,0 0,7 48,0 34,6 19,3 0,1
При исследовании химического состава сахаров лидирует экстракт из мяты перечной. экстрактов установлено, что по содержанию В экстрактах из тысячелистника и горца
птичьего обнаружено наименьшее количество сахаров.
Массовая доля витамина С в экстрактах из иван-чая, таволги вязолистной, тысячелистника и мяты перечной меньше, чем в экстракте из горца птичьего в 1,9; 3,0; 6,1 и 11,9 раза соответственно. Сравнительный анализ содержания аскорбиновой кислоты в нативном сырье и в экстрактах свидетельствует, что в процессе экстрагирования в раствор переходит от 18 до 40% витамина С, что согласуется с данными, имеющимися в источниках литературы.
Высоким содержанием Р-активных веществ и незначительным количеством аскор-
биновой кислоты отличаются экстракты из мяты перечной и таволги вязолистной. При производстве экстрактов в раствор переходит от 27 до 53% Р-активных соединений.
Область применения результатов: пищевая промышленность.
Выводы. Проведенные исследования позволили установить оптимальные технологические параметры ферментативного гидролиза компонентов лекарственных трав, при которых достигается максимальный выход биологически активных веществ и целесообразность применения экстрактов, полученных из них в производстве напитков лечебного и профилактического назначения.
Литература
1. Вытовтов А.А., Малютенкова С.М. Разработка и исследование напитков функционального назначения на основе артезианской воды и лекарственного растительного сырья // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. 2014. Т. 2. № 4. С. 17-26.
2. Джабоева А.С., Кабесова С.Р., Дурие-ва И.Б. Способ повышения потребительских качеств безалкогольных напитков функционального назначения // Научно-методический журнал «Наука, техника и образование».
2014. №1. С. 31-34.
3. Применение растительных экстрактов при производстве напитков функционального назначения / В.М. Аванесов, Ю.М. Плаксин, А.Н. Стрелюхина, В.А. Ларин // Хранение и переработка сельхозсырья. 2016. № 7. С. 2832.
4. Разработка безалкогольных напитков с повышенным антиоксидантным действием / А.А. Ешмуратова, А.С. Джабоева, Л.Г. Шао-ва, А.А. Назарова // Перспективные инновационные проекты молодых ученых: материалы V Всероссийской науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Нальчик,
2015. С. 125-127.
5. Рядинская А.А., Смирнова В.В., Сидель-никова Н.А. Использование растительного сырья при разработке продуктов функционального назначения // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2016. № 4 (12). С. 105-112.
References
1. Vytovtov A.A., Malyutenkova S.M. Razra-botka i issledovanie napitkov funktsionalnogo naznacheniya na osnove artezianskoy vody i le-karstvennogo rastitelnogo syrya // Vestnik Yuzhno-Uralskogo gosudarstvennogo universite-ta. Seriya: Pischevye i biotekhnologii. 2014. T. 2. № 4. S. 17-26.
2. Dzhaboeva A.S., Kabesova S.R., Durie-va I.B. Sposob povysheniya potrebitelskikh ka-chestv bezalkogolnykh napitkov funktsionalnogo naznacheniya // Nauchno-metodicheskiy zhurnal «Nauka, tekhnika i obrazovanie». 2014. №1. S. 31-34.
3. Primenenie rastitelnykh ekstraktov pri pro-izvodstve napitkov funktsionalnogo naznacheniya / V.M. Avanesov, Yu.M. Plaksin, A.N. Stre-lyukhina, V.A. Larin // Khranenie i pererabotka selkhozsyrya. 2016. № 7. S. 28-32.
4. Razrabotka bezalkogolnykh napitkov s po-vyshennym antioksidantnym deystviem / A.A. Es-hmuratova, A.S. Dzhaboeva, L.G. Shaova, A.A. Nazarova / Perspektivnie innovatsionnie proekty molodykh uchenykh: materialy V Vse-rossiiskoy nauch. konf. studentov aspirantov i molodykh uchenykh. Nalchik, 2015. S.125-127.
5. Ryadinskaya A.A., Smirnova V.V., Sidel-nikova N.A. Ispolzovanie rastitelnogo syrya pri razrabotke produktov funktsionalnogo naznache-niya // Innovatsii v APK: problemy i perspektivy. 2016. № 4 (12). S. 105-112.
6. Шленская Т.В., Могильный М.П., Могильный А.М. Технология напитков из лекарственного сырья функционального назначения // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2015. № 1. С. 195-202.
7. Экстракты из растительного сырья в технологии напитков функционального назначения / Е.А. Сосюра, Т.И. Гугучкина, Б.В. Бурцев, А. Ф. Нуднова // Вестник АПК Ставрополья. 2013. № 2 (10). С. 41-44.
6. Shlenskaya T.V., Mogilnyj M.P., Mogil-nyj A.M. Tekhnologiya napitkov iz lekarstvenno-go syrya funktsionalnogo naznacheniya // Vest-nik Michurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. № 1. S. 195-202.
7. Ekstrakty iz rastitelnogo syrya v tekhno-logii napitkov funktsionalnogo naznacheniya / E.A. Sosyura, T.I. Guguchkina, B. V. Burtsev, A.F. Nudnova // Vestnik APK Stavropolya. 2013. № 2 (10). S. 41-44.
