CC BY
40
* помо1ту Производство напитков
..вольной
'-Сли Продолжение. Начало см. «Пиво и напитки» 2000-2002 гг.
Сырье
для сокосодержащих напитков
1Г.А. Ермолаева
Московский государственный университет пищевых производств
Химический состав соков
Полисахариды. Все углеводы подразделяют на монозы или моносахариды (моносахара) и полиозы или полисахариды. Несколько молекул моносахаров, соединяясь между собой с выделением воды, образуют молекулу полисахарида. Соединяясь между собой с выделением одной молекулы воды, две молекулы моноз образуют молекулу дисахарида (сахароза, мальтоза, целлобиоза).
Три молекулы моноз, соединяясь с выделением двух молекул воды, образуют молекулу трисахарида (раффиноза). Углеводы, молекулы которых состоят из четырех соединенных остатков моноз, называются тетрасахаридами (стахиоза и др.).
При правильном ведении технологического процесса получения соков — сахара устойчивы. При продолжительном воздействии высокой температуры в саха-рах наступают изменения: при высокой температуре в присутствии органических кислот от молекулы сахара отделяется вода [2] и образуется оксиметилфурфурол. Кроме того, сахара вступают в реакцию с аминокислотами с образованием мелано-идинов. Реакции меланоидинообразова-ния приводят к изменению цвета, аромата и вкуса соков. В правильно пастеризованных плодовых соках и в соках, полученных нетепловым способом обработки, эти реакции не протекают. Но виноградный сок менее устойчив к воздействию высоких температур вследствие высокого содержания сахаров [2].
Ди-, три- и тетрасахариды (олигосаха-риды) составляют группу полисахаридов первого порядка. Они хорошо растворимы в воде и в чистом виде являются кристаллическими веществами.
Более сложные углеводы, содержащие в молекуле значительно большее количество остатков простых сахаров, называются полисахаридами (полиозами) второго порядка. Они представляют собой сложные вещества с очень большой молекулярной массой. В воде они не растворяются или дают вязкие, коллоидные растворы. К числу полисахаридов второго порядка принадлежат слизи, крахмал, гликоген, клетчатка, гемицеллюлозы, пектиновые вещества и др.
Полисахариды 1-го порядка (олиго-сахариды): дисахариды, трисахариды, тетрасахариды.
Полисахариды 2-го порядка: крахмал, гликоген, инулин, клетчатка, слизи, геми-целлюлозы, пектиновые вещества, агар-агар и др.
Из полисахаридов первого порядка в плодах содержатся сахароза и гентиобио-за. Гентиобиоза — дисахарид, входящий в состав многих гликозидов, из которых наиболее важны амигдалин и кроцин. При гидролизе гентиобиоза образует две молекулы Э-глюкозы.
Амигдалин содержится в листьях и косточках плодов растений из семейства ро-зовоцветных: абрикоса, горького миндаля, яблони, рябины, вишни, сливы, персика. Амигдалин представляет собой сочетание дисахарида гентиобиозы и агликона, который состоит из остатка синильной кислоты и бензальдегида. Агликон соединен с остатком гентиобиозы в-глюкозидной связью. При кислотном гидролизе амигдали-на кроме составных частей агликона образуются две молекулы глюкозы. При брожении под действием ферментов дрожжей от амигдалина отщепляется лишь одна молекула глюкозы [3].
Трисахарид раффиноза (мелитриоза) содержится в некоторых соках, в результате гидролиза при нагревании с кислотами образует по одной молекуле глюкозы, фруктозы и галактозы.
Из полисахаридов второго порядка в растительном сырье содержатся целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлозы, крахмал.
Крахмал содержится в плодах и в соки не переходит. Известно, что крахмал состоит их амилозы и амилопектина, крахмал яблок — из амилозы.
Целлюлоза содержится в стенках клеток. Она состоит из остатков Э-глю-козы, относится к микрофибриллярным полисахаридам, так как ее молекулы соединены в микрофибриллы, состоящие из пучка молекул целлюлозы, расположенных по ее длине параллельно друг другу. В листьях растений и в семенах содержание целлюлозы 3-10 %, а, например, в ягодах винограда 1 %. В воде целлюлоза не растворяется, но набухает. Целлюлоза всегда сопровождается гемицеллюлозами.
Гемицеллюлозы (полуклетчатка) вместе с пектиновыми вещества и лигнином (высокомолекулярное соединение, главным строительным блоком которого служит фенилпропановый остаток) образуют матрикс клеточных стенок растений, заполняющий пространство между каркасом стенок, сложенных из целлюлозных микрофибрилл. Гемицеллюлозы подразделяют на три группы: ксиланы или араба-ны (пентозаны), а также маннаны и галак-таны (гексозаны) [3, 4]. Встречаются ге-мицеллюлозы смешанного характера, в которых одновременно присутствуют остатки молекул не только различных гек-соз и пентоз, но и уроновых кислот.
Ксиланы образованы остатками Э-кси-лопиранозы, соединенными связями в 1,4 в линейную цепь. Обычно ксилан представляет собой смесь различных полисахаридов (от 50 до 200 ксилозных остатков), отличающихся природой сахарного остатка в ответвлениях молекулы.
Маннаны состоят из основной цепи, образованной из в-Э-аминопиранозных остатков, связанных гликозидными в 1,4-связями. К некоторым остаткам ман-нозы основной цепи в 1,6-связями присоединены единичные остатки в-О-галакто-пиранозы.
Галактаны состоят из в-галактопира-нозных остатков, соединенных в-1,4-свя-зями в основную цепь. К ним присоединены дисахариды, состоящие из Э-галакто-пиранозы и Ь-арабофуранозы.
Многие гемицеллюлозы наряду с пен-тозанами содержат также полиурониды, т.е. производные полисахаридов, образующие при гидролизе уроновые кислоты. Такие полиуронидные гемицеллюлозы содержат либо остатки галактуроновой кислоты и ксилозы, либо остатки галакту-роновой кислоты и арабинозы.
При получении соков и настоев целлюлоза и большинство гемицеллюлоз остаются без изменения, но небольшая часть гемицеллюлоз и крахмала под действием ферментов и кислот может подвергнуться частичному гидролизу и растворению [1].
Пектиновые вещества — высокомолекулярные соединения углеводной природы. В растениях пектиновые вещества присутствуют в виде нерастворимого протопектина, представляющего собой соединение метоксилированной по-лигалактуроновой кислоты с галактаном и арабаном клеточной стенки. Протопектин переходит в растворимый пектин лишь после обработки разбавленными кислотами или под действием фермента протопектиназы. Характерное и важное свойство пектина — его способность давать студни в присутствии кислоты и сахара.
Пектиновые вещества — это физические смеси пектинов с сопутствующими веществами — пентозанами и гексозана-
.....""".........
6•2003
26
Плоды и ягоды Содержание пектиновых веществ, % Плоды и ягоды Содержание пектиновых веществ, %
Абрикосы 0,4-1,3 Мандарины 0,3-1,1
Апельсины 0,6-0,9 Персики 0,6-1,2
Земляника 0,5-1,4 Смородина черная 0,6-2,7
Лимоны 0,7-1,1 Яблоки 0,4-0,7 0,8-1,8
ми [4]. В пектиновых веществах различают протопектин, пектин, пектиновую кислоту и пектинаты, пектовую кислоту и пектаты [1].
По международной номенклатуре пектином называют водорастворимое вещество, свободное от целлюлозы и состоящее из частично или полностью метокси-лированных остатков полигалактуроно-вой кислоты [4].
Пектины различного происхождения различаются по способности к желирова-нию, по содержанию золы и метоксильных групп СН3О-. Метоксилированная поли-галактуроновая кислота — растворимый пектин с молекулярной массой от 25 000 до 360 000 [3] или, по другим данным, пектина 20-50 кДа [4].
В зависимости от количества метоки-сильных групп и степени полимеризации различают высоко- и низкоэтерифициро-ванный пектины. У первых этерифициро-вано более половины, у вторых — менее половины карбоксильных групп [4].
При действии на растворимый пектин разбавленных щелочей или фермента пек-тазы метоксильные группы легко отщепляются — образуются метиловый спирт и свободная пектиновая кислота, которая представляет собой полигалактуроновую кислоту. Пектиновая кислота легко дает соли — пектаты. В виде пектата кальция она легко осаждается из раствора; этим пользуются для количественного определения пектиновых веществ. Пектиновая кислота в присутствии сахара не способна образовывать студни подобно растворимому пектину.
Соли пектиновых кислот называют пек-тинатами. Полностью деметоксилирован-
ные пектины называют пектовыми кислотами, а их соли — пектатами.
Пектиновые вещества играют большую роль при созревании, хранении и промышленной переработке плодов и овощей. Во время развития плодов протопектин откладывается в клеточных стенках и может накапливаться в плодах в значительных количествах (например, в грушах, яблоках и плодах цитрусовых культур, смородине, кизиле, алыче и др.).
Созревание плодов характеризуется превращением протопектина в растворимый пектин. Например, у яблок содержание пектиновых веществ достигает максимума к периоду уборки плодов, а при последующем их хранении при температурах, близких к 1 °С, содержание протопектина постепенно понижается и происходит накопление растворимого пектина [3].
Протопектин обусловливает жесткость незрелых плодов. При технологической переработке плодов и овощей протопектин переходит в растворимое состояние [4]. От степени превращения протопектина в пектин при созревании плодов (пектин переходит в клеточный сок) зависит извлечение сока из плодовой массы при прессовании.
Извлечение ароматических, красящих веществ и витаминов облегчается, если плодовую массу предварительно подвергнуть воздействию пектолитических ферментов. Переходящие в сок растворимые пектины препятствуют его осветлению. Коллоидное состояние пектиновых веществ в соках служит причиной удержания мути во взвешенном состоянии. Даже минимальное количество пектиновых ве-
ществ в плодовых соках может стать причиной их помутнения [2].
При производстве соков из ягод образуется желеобразный содержащий пектин осадок, затрудняющий осветление и фильтрование. Плодовые соки, обработанные нетепловыми способами, сохраняют пектинэстеразу и другие пектоли-тические ферменты, вызывающие помутнение соков при хранении. Для устранения этого недостатка соки обрабатывают специальными осветляющими препаратами, разрушающими сложную пектиновую молекулу до галактуроновых кислот. При производстве соков с мякотью требуется обратное — сохранить и стабилизировать пектиновые вещества [2].
Пектолитические ферменты (протопек-тиназа, полигалактуроназа, пектинэстера-за) применяют в производстве фруктовых соков. Они увеличивают выход сока, облегчают его отжим, способствуют осветлению сока и отделению выпавшего осадка при отстаивании, фильтровании или центрифугировании.
Пектиновые вещества в производстве напитков играют отрицательную роль: снижают сокоотдачу при прессовании плодов, соки получаются мутными, долго осветляющимися, готовые напитки при хранении мутнеют и выделяют осадки [1]. Но пектиновые вещества обладают важными физиологическими свойствами, выводя из организма тяжелые металлы [4], а также оказывают благоприятное воздействие на слизистую оболочку пищеварительной системы [2].
Продолжение следует
ЛИТЕРАТУРА
1. Бачурин П.Я., Смирнов В.А. Технология лике-роводочного производства. — М.: Пищевая промышленность, 1975. С. 326.
2. Даскалов П., Асланян Р., Тенов Р. и др. Плодовые и овощные соки. — М.: Пищевая промышленность, 1969. С. 424.
3. Кретович В.Л. Биохимия растений. — М.: Высшая школа, 1980. С. 445.
4. Щербаков В.Г., Лобанов В.Г., Прудникова Т.Н. и др. Биохимия растительного сырья. — М.: Колос, 1999. С. 376.
РУССКО-
АНГЛИИСКИИ
Рубрику ведет Крис Смит,
гиСЛОВАРЬ безалкогольный
главный пивовар фирмы Quest, Великобритания
nonary
Сок, выжимать сок — juice [джюс]
сок в бочках; сок, консервированный в бочках —
barreled juice [барэлд джюс] консервированный в банках сок —
canned juice [кэнид джюс]
сгущенный сок —
concentrated juice [консентрейтид джюс] плодовый сок с мякотью — comminuted juice [коминьютид джюс] декантированный сок —decanted juice [дикэнтид джюс]
Продолжение следует... — To be continued... [ту би континьюд]
Обращайтесь по всем возникающим у вас проблемам с переводом в наш журнал. Вы получите консультацию настоящего специалиста.
6•2003
27
