CC BY
56
I
Производство напитков
В помощь специалисту безалкогольной
отрасли Продолжение. Начало см. «Пиво и напитки» 2000-2003 гг.
Сырье
для сокосодержащих напитков
1Г.А. Ермолаева
Московский государственный университет пищевых производств
Химический состав соков
Качество, в том числе стойкость напитков, содержащих соки, в значительной мере зависит от химического состава соков. Продолжаем рассматривать их состав.
Фенольные соединения. Феноль-ные вещества играют значительную роль в качестве соков и напитков, а также в технологии растительных полуфабрикатов для производства напитков.
В соответствии с путями биосинтеза в растениях фенольные соединения подразделяют на 8 групп: соединения С6-ряда, или простые фенолы; соединения С6-С1-ряда, или фенольные кислоты (производные бензойной кислоты); соединения С6-С2-ряда, или феноло-спирты и фенолуксусные кислоты; соединения С6-С3-ряда, или гидроксико-ричные кислоты, фенилпропены, кума-рины; соединения С6-С4-ряда, или фла-воноиды и изофлавоноиды; соединения С6-С3-С3-С6-ряда, или лигнаны; полимерные фенольные соединения — лигнин, танниды, меланины.
Важное свойство фенольных соединений — способность к окислению,
особенно легко они окисляются в щелочной среде. С тяжелыми металлами фенолы образуют ярко окрашенные комплексы.Многообразна биологическая роль фенолов в растениях. Окислительно-восстановительные реакции в процессе дыхания и фотосинтеза идут при участии фенольных соединений, являющихся компонентами цепи переноса электронов. Многие фенольные соединения служат активаторами или ингибиторами роста и развития растения. Известна антиокислительная активность многих фенолов, используемых в пищевой промышленности в качестве антиоксидантов [2].
Антиоксидантная активность феноль-ных соединений объясняется тем, что они связывают ионы тяжелых металлов в устойчивые комплексы, тем самым лишая последние каталитического действия, а также служат акцепторами образующихся при аутоксидации свободных радикалов (т.е. фенольные соединения способны гасить свободнорадикаль-ные процессы) [4].
В безалкогольных, слабоалкогольных напитках и ликероводочных изделиях
источником фенольных соединений служат соки, экстракты и настои растительного сырья. В соках в основном находятся фенолы с двумя ароматическими кольцами и полимерные фенольные соединения — полифенолы.
К фенольным соединениям с двумя фе-нольными кольцами относятся: флавоно-иды, катехины, лейкоантоцианы, флаво-ны, антоцианидины (см. схему, [6]).
Флавоноиды различаются степенью окисленности: наиболее восстановленные из них — катехины, наиболее окисленные — флавонолы.
Катехины (флаван-3-олы) — наиболее изученная группа флавоноидов. Это бесцветные почти безвкусные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, этаноле, метаноле и практически нерастворимые в неполярных органических растворителях. Катехины легко окисляются при нагревании или при облучении солнечным светом. Под действием кислот катехины образуют нерастворимые полимеры — флавола-ны (или флобафены — «красные вещества», не растворяющиеся в воде, но хорошо растворимые в спирте), а под действием щелочей — меланиноподобные продукты [2]. Окисление катехинов особенно интенсивно протекает в присутствии окислительных ферментов, чем объясняется быстрое побурение отпрессованного яблочного сока.
Многие флавоноидные соединения обладают так называемым Р-витамин-ным действием на организм человека — они увеличивают упругость кровеносных капилляров и нормализуют их нарушенную проницаемость. Причем кате-хины обладают наиболее высокой Р-ви-таминной активностью по сравнению с другими группами флавоноидных соединений [4].
ФЕНОЛЫ
С одним ароматическим кольцом С двумя ароматическими кольцами Сб-С3-Сб Полимерные соединения
Простые фенолы Фенолкарбоновые кислоты С6-С3 Флавоноиды Изофлавоноиды Ротеноиды Лигнин Дубильные вещества (танниды) Меланиды
Оксикоричные Кумарины
кислоты
Конденсированные
Гидролизуемые
Фенолкарбоновые С6-Сз
кислоты
Катехины Лейкоан- Антоци- Халконы Дигидро- Ауроны Флаваноны Флаванолы Флавонолы Флавоны
тоцианидины анидины халконы
Классификация фенолов
.....""".......
' 1•2004
Таблица 7
Плоды Антоцианы Продукты гидролиза
Название Формула
Виноград Энидин с2зН2Л Энидин С17Н1407 + глюкоза
Черника Идеин С21Н20011 Цианидин С15Н1006 + галактоза
Вишня Керацианин Цианидин + глюкоза + рамноза
Клубника Фрагорин С?ЛАо Пеларгонидин С19Н1П05 + глюкоза
Лейкоантоцианы (флаван-3,4-дио-лы) встречаются в плодах и овощах вместе с катехинами, но их содержится больше, чем катехинов. Считают, что именно лейкоантоцианы ответственны за нежелательное изменение цвета плодов при консервировании. Лейкоанто-цианы растворимы в тех же растворителях, что и катехины. В плодах мономерные лейкоантоцианы всегда сопровождаются олигомерами и полимерами лейкоантоцианов.
Флавоны, или флаванолы, из-за их высокой окисленности меньше влияют на изменение цвета плодов и овощей при переработке. Наиболее известные флаванолы — нарингенин, эриодиктиол, гесперидин — обнаружены в форме гли-козидов в цитрусовых плодах. Цитрусовые плоды, особенно их кожура, содержат метоксилированные пары флавоно-вых и флавоноловых гликозидов [2].
Предшественники антоцианиди-нов — дегидрофлавонолы: цианидин, дельфинидин и пелагронидин (имеют цвет от розового до черно-фиолетового). Гликозиды антоцианидинов называют антоцианами. Гликозиды цианидина входят в состав красящих веществ плодов вишни, сливы, земляники и винограда. В ягодах малины, смородины и крыжовника красящие вещества представлены производными цианидина [2].
Антоцианы представляют собой глюкозиды, в которых остатки глюкозы, галактозы и рамнозы связаны с окрашенным аглюконом — антоцианидином. Полифенольные вещества в составе ан-тоцианов сообщают плодам красящие вещества — красные и фиолетовые пигменты различных оттенков.
В окраске плодов вишни, сливы, черной смородины и брусники принимает участие гликозид цианидина (табл. 1) [3]. Производное цианидина — энидин, содержащийся в кожице плодов винограда.
При получении соков антоцианы легко переходят в сок [1]; необходимо сохранить их натуральный цвет [3]. Анто-цианы меняют окраску при тепловом воздействии и охлаждении, а также под влиянием биохимических процессов.
Окраска виноградного сока заметно изменяется в присутствии металлов: цинка, меди, никеля, олова, железа. Алюминий и его сплавы, а также посеребренные и луженые емкости не изменяют окраски сока. При нагревании вишневого сока интенсивность окраски снижается независимо от присутствия металла. Под влиянием солей олова или алюминия вишневый или черешневый соки окрашиваются в фиолетовый цвет, а под воздействием соединений железа — в черный. Изменение окраски вишневого сока слабее, чем черешневого, и зависит от реакции среды.
Фрагорин — красящее вещество клубники — чувствителен к нагреванию и хранению сока в нагретом состоянии. Содержание фрагорина в клубничном соке при нагревании снижается с 23,2 до 14,8 мг%. Соли олова придают клубничному соку фиолетовое окрашивание.
Антоцианы обесцвечиваются редуцирующими веществами (например, сернистой кислотой), которые применяют при консервировании плодов и соков. Остатки сернистой кислоты в плохо промытой таре могут обесцветить соки.
Полифенольные соединения существенно влияют на качество и пищевую ценность фруктов, ягод и овощей: изменения полифенолов в растительном сырье под влиянием технологических воздействий при получении соков — одна из основных причин изменения и даже потери плодами и овощами цвета, аромата и вкуса, характерных для исходного свежего сырья.
Нарушение целостности клеток тканей плодов и овощей и вызываемое в результате этого потемнение, развитие окислительных процессов при нагревании во многом являются результатом изменения химической структуры полифе-нольных соединений [5].
Терпкость и вяжущий вкус некоторых плодов обусловливаются дубильными веществами (таннидами), которые вызывают потемнение плодов в свежем разрезе [1] и быстрое побурение отпрессованного сока. Объясняется это тем, что дубильные вещества (катехи-ны) под действием окислительных ферментов окисляются в темноокрашенные флобафены.
Дубильные вещества так были названы из-за их способности дубить невыделанную кожу. В результате взаимодействия с коллагеном (белком) они образуют устойчивую поперечносвязанную структуру.
Природные дубильные вещества обычно имеют молекулярную массу 1000-5000 и представляют собой смесь близких по составу соединений [4]. Они имеют неоднородную химическую природу и подразделяются на гидролизуе-мые и конденсированные.
Гидролизуемые дубильные вещества — это в большинстве случаев сложные эфиры глюкозы или фенолов и ароматических оксикарбоновых кислот (галловой, пиротокатеховой) и производные
этих кислот. Характерный представитель этой группы — танин. Гидролизуемые дубильные вещества при обработке разбавленными кислотами распадаются с образованием более простых соединений фе-нольной и нефенольной природы.
Галлотанины расщепляются на глюкозу и галловую кислоту. Основной компонент галлотанина — пентагаллоил-глюкоза, в которой депсидными связями присоединены еще 4 остатка галловой кислоты. Поскольку таких остатков может быть и меньше и больше четырех, причем они могут присоединяться в разных сочетаниях к разным атомам углерода глюкозы, становится ясным, какую сложную смесь представляет собой гал-лотанин [2, 4].
Эллаговые дубильные вещества отличаются от галловых тем, что при их гидролизе образуется нерастворимая эл-лаговая кислота. Они содержатся в корке граната, древесине эвкалипта.
Конденсированные дубильные вещества в отличие от гидролизуемых при нагревании с разбавленными кислотами подвергаются дальнейшему уплотнению. По своей химической природе они являются полимерами катехинов или лейко-антоцианов или их сополимерами [4].
Из яблок выделены димеры катехинов и лейкоантоцианов, которые могут рассматриваться как прототипы истинных дубильных веществ. В них бензольные ядра связаны между собой через углеродные атомы; они не являются эфира-ми и не гидролизуются.
Танины, или дубильные вещества, способны осаждать белки и обладают вяжущим вкусом.
В плодах дубильные вещества содержатся преимущественно в виде катехи-нов. Танниды присутствуют в меньшем количестве. Среднее содержание дубильных веществ в плодах: в яблоках — 0,1 %, в вишне — 0,18, в черной смородине — 0,39, в малине — 0,26, в сливе — 0,13 %. Дубильные вещества легко образуют нерастворимые адсорбционные соединения с белками, что имеет положительное значение для осветления плодовых соков [5].
Для отличия одной группы дубильных веществ от другой их нагревают до 180...200 °С. При этом из гидролизуемых дубильных веществ образуется пирогаллол, а из конденсированных — флобафе-ны, пирокатехин. Конденсированные дубильные вещества образуются в результа-
1•2004 1
ЕШ
ШАШКИ
Таблица 2
Плоды и ягоды Содержание дубильных веществ, % Плоды и ягоды Содержание дубильных веществ, %
Яблоки садовые 0,025-0,270 Сливы 0,050-0,114
Яблоки дикие 0,230-0,340 Персики 0,018-0,290
Груши 0,015-0,170 Абрикосы 0,020-0,100
Малина 0,139-0,305 Смородина красная 0,083-0,119
Черешня 0,025-0,212 Смородина черная 0,332-0,420
Вишня 0,130-0,240 Земляника 0,120-0,410
те окислительном конденсации катехинов, а также преобразования антоцианидинов.
С солями окиси железа гидролизуе-мые дубильные вещества дают темно-синее окрашивание, конденсированные — темно-зеленое.
Дубильные вещества сосредоточены главным образом в коре деревьев и оболочках плодов, причем в последних преимущественно конденсированные. Танины найдены в ежевике и винограде. Большое содержание дубильных веществ отмечено в рябине, кизиле, черной смородине, черемухе (табл. 2). В недозрелых плодах их обычно больше, чем в спелых.
Некоторые плодовые соки, например, из ежевики и винограда [3], содержат танин. Танин и таниноподобные вещества имеют фенольный характер. Они оказывают специфическое влияние на
вкусовые качества и окраску плодовых соков. Каталитическое окисление ионами металлов и ферментами или самоокисление танина вызывает изменение окраски соков, например потемнение их. Содержание танина в плодах уменьшается по мере созревания, и поэтому в плодовых соках количество их невелико. Танин служит хорошим противовоспалительным средством.
В производстве соков, сокосодержа-щих напитков, ликероналивочных изделий ценятся антисептические свойства дубильных веществ, важные при хранении сырья, а также способность придавать напиткам полноту и свежесть вкуса. Дубильные вещества способствуют осветлению плодово-ягодных полуфабрикатов и напитков, так как осаждают белковые вещества.
24-27 л/л&ма 2004
ВОДА
+ 7 (812) 5914830, 5904377, 5309786 ¿гтк5@тл!|.lenexpo.ru • www.lenexpo.ru
.................
' 1•2004
При замораживании плодов содержание в них дубильных веществ уменьшается (вследствие коагуляции протоплазмы и нарушения клеточной структуры воздух окисляет дубильные вещества, кроме того, часть дубильных веществ с белками и алкалоидами образует нерастворимые соединения). Поэтому в лике-роводочном производстве предпочитают использовать соки и морсы, полученные из вымороженных ягод рябины, кизила и терна. Они имеют более мягкий вкус [1].
Продолжение следует.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бачурин П.Я., Смирнов В.А. Технология ли-кероводочного производства. — М.: Пищевая промышленность, 1975. — 326 с.
2. Биохимия / В.Г. Щербаков, В.Г. Лобанов, Т.Н. Прудникова и др. Под. ред. В.Г. Щербакова. — СПб.: ГИОРД, 2003. — 440 с.
3. Даскалов П., Асланян Р., Тенов Р. и др. Плодовые и овощные соки. — М.: Пищевая промышленность, 1969. — 424 с.
4. Кретович В.Л. Биохимия растений. — М.: Высшая школа. 1980. — 445 с.
5. Мальцев П.М., Зазирная М.В. Технология безалкогольных и слабоалкогольных напитков. — М.: Пищевая промышленность, 1970. — 355 с.
6. Хорунжина С.И. Биохимические и физико-хи-
мические основы технологии солода и пива. —
