Производство заменителя чая из листьев ежевики Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Производство заменителя чая из листьев ежевики

Р.Г. Мелкадзе

Кутаисский научный центр АН Грузии

С научной точки зрения весьма интересно изыскание эффективных растений, применяемых в народе для приготовления заменителей чая, с учетом имеющихся ресурсов и рекомендаций по фитотерапии. С этой целью в качестве объекта исследования была выбрана ежевика (листья).

Ежевика относится к подроду Eubatus рода Rubus L. семейства розоцветных. Это полукустарник высотой 50-150 см, с многолетним корневищем и двулетними надземными стеблями, покрытыми щипами.

На Кавказе встречаются 33 вида ежевики. По типу роста их делят на две группы: собственно ежевика с прямостоящими стеблями и росянки со стелющимися стеблями.

Многие дикорастущие виды ежевики перспективны для культурного разведения. К ним относят ежевику кавказскую (R. caucasicus forche), ежевику кровавую (R. sanguineus Friv), ежевику длинно-плодную (R. nessensisW. Hall).

Из этих видов в Западной Грузии главным образом распространена ежевика сизая (R. caesius L). Растение цветет с мая по август, плодоносит приблизительно спустя 1,5 мес после цветения. Растет в лесах, оврагах, среди кустарников, на вырубках, по берегам рек, на лугах, каменистых склонах. Образует большие заросли.

В листьях ежевики сизой обнаружены органические кислоты — лимонная и изо-лимонная [1, 2], витамин С, дубильные

вещества неустановленной природы [3], каротины [5, 6], фенолкарбоновые кислоты и их производные (хлорогеновая), ка-техины — эпикатехин [7, 8, 9], флавонои-ды [10], лейкоантоцианиды, моно- и ди-глюкозиды пеларгонидина [7, 9], жирное масло, в состав которого входят пальмитиновая, линолевая, олеиновая, пентаде-циловая и линоленовая кислоты [7].

Из литературных источников известно, что отвар листьев ежевики обладает жаропонижающим [11] и гемостатическим действиями [12]. Кроме того, в официальной и народной медицине настой широко применяется при гастрите, диарее, как ан-тигельминтное средство, для усиления перистальтики кишечника, при анемии [13].

Наружно отвар и настой листьев ежевики используют при экземе, хронических язвах, гнойных ранах, ангине, фарингите, язвенном стоматите [11, 12]. Листья еже-

вики входят в состав сборов для лечения истерических припадков, атеросклероза и гипертонической болезни [13].

Особый интерес представляет высокое антирадиационное свойство настоя ежевичного листа [14].

Высушенные листья ежевики в народе давно применяют как прекрасный суррогат чая [2, 5].

Чай из ежевичных листьев — очень вкусный, хорошо утоляющий жажду напиток с приятным ароматом и вкусом, обладает противовоспалительным и ранозажив-ляющим действием, регулирует обмен веществ.

Периоды вегетации ежевики полностью совпадают с периодами сезона производства чая (апрель-октябрь), что имеет большое значение для промышленного освоения его производства на предприятиях чайной промышленности.

При производстве чая для придания листьям ежевики более приятного запаха и вкуса прибегают к их ферментации. По существующему в Болгарии способу ферментации свежие листья завяливают, затем раскатывают их валиком или, нарезав, спрыскивают водой и заворачивают в чистое полотнище и оставляют на 2-3 дня в теплом помещении. Листья бродят и приобретают приятный запах розы. Затем их быстро сушат в духовке или русской печи при температуре 50...60°С и упаковывают в плотно закрывающиеся жестяные или другие банки.

Таблица 1

Таблица 2

Элемент побега Масса, г Влажность, % Экстрактивные вещества, % Фенольные соединения,%

Почка и первый лист 0,20+ 0,002 70,50+0,21 31,50+0,30 18,25+0,26

Второй лист 0,17+ 0,001 75,75+0,54 34,80+0,54 21,92+0,31

Третий лист 0,36+ 0,005 74,750,47 34,50+0,45 21,50+0,28

Четвертый лист 0,73+ 0,008 73,50+0,31 33,60+0,33 21,09+0,27

Пятый лист 1,09+ 0,014 73,05+0,26 33,00+0,31 20,20+0,24

Шестой лист 1,23+0,014 71,60+0,29 32,80+0,39 18,10+0,23

Стебел ь 3,85+ 0,018 70,65+0,23 36,40+0,46 15,12+0,12

6-листный побег 7,63+ 0,028 71,55+0,255 34,80+0,41 17,43+0,18

^ 78 г ^37 Г ^

£ го « 20 _____Л

ь н S

О 3" Ф S

I 76 " Её 36 ■ ^ / / VL

□3 О) S 19

1 ч> /Г \

74 " го 35 о

CP и J 18

m /// X Yv

72 34 - /// \ \\

17 и/

70 33 - * V

16

Месяцы ■ 1 1 1 1

V VI VII VIII IX

Рис . 1. Сезонная динамика содержания водорастворимых

экстрактивных веществ ежевичного побега

Фракция Идентифицированные Окраска на хроматограммах

индивидуальные вещества Ванилиновый реактив УФ-свет и-Толуолсульфо-кислота

I 1 Красная Коричневая

2 »

3 Зеленая

4 Желтая

5 »

II 1 Желтая

2 »

3 »

4 Зеленая

III 1 2 3 4 5 6 Красная » » » Зеленая Желтая Розовая » Красная »

.....тт.........

'2•2004

По другому способу ферментации свежие листья помещают в закрытый сосуд, где они находятся до тех пор, пока не увянут, после чего их запаривают без воды до почернения и высушивают на воздухе.

Применяемый в годы Второй мировой войны способ приготовления чая из листьев ежевики предусматривал 6-часовое завяливание свежих листьев, перетирание завяленных листьев и ферментацию их в течение 5-7 ч или двухстадийное томление — сначала при температуре 70...80 °С в течение 1 ч, а затем на слабом огне в течение 30 мин.

После этого следовала сушка в печах или духовках в течение 5-6 ч при температуре 100 °С. Об эффективности ферментации листьев ежевики существуют противоречивые мнения. По утверждению некоторых авторов, ферментация ежевичных листьев не оправдана, так как следует всячески стремиться к тому, чтобы сохранить в растении как можно больше действующих веществ, избегая всякой обработки, способствующей полной или частичной утрате витаминов, фитонцидов и других ценных веществ.

По немецкому способу части ежевичного куста (листья, стебли, усики) измельчают и обрабатывают во влажном состоянии при повышенной температуре в течение времени, пока сырье не примет коричневый цвет, после чего влагу отбирают и на листья воздействуют аммиаком до приобретения им темного цвета. Далее массу высушивают, в процессе чего отделяется аммиак.

С целью более детального изучения вышеуказанных вопросов были проведены широкие исследования для установления химического состава ежевичного листа и разработки оптимальных параметров его переработки на фиточайные продукты.

Опыты проводили в 1984-1987 гг. на сезонном разрезе вегетации ежевичного листа. Для исследования использовали 6-листные побеги к.оав$1и$.

При выполнении работы устанавливали массу составных частей побега по следующей методике: 100 побегов ежевики разделяли на отдельные листья и стебель, определяли общую массу отдельных фракций и далее вычисляли массу отдельных элементов.

Определения проводили в 16-кратной повторности. Определяли также влажность, содержание экстрактивных веществ и фенольных соединений. Полученные результаты показаны в табл. 1.

Из полученных результатов можно делать вывод, что трехлистный побег ежевичного листа по массе почти в 2 раза превосходит чайного, при этом в 6-листном побеге масса стебля доходит да 50 % от общей массы.

Было установлено, что сравнительно высокая влажность — у второго и третьего листа, низкая — у почки и первого листа.

По динамике влажности составных элементов ежевичный побег существенно отличается от чайного.

Низкое содержание влажности в почке ежевичного листа объясняется биологической ролью последней, так как она непосредственно связана с образованием плода, поэтому в ней энергично накапливаются питательные вещества, необходимые для роста плодов.

Ежевичный лист характеризуется достаточным содержанием экстрактивных веществ. Самое высокое содержание экстрактивных веществ отмечается в стебле, что хорошо согласуется с отмеченной закономерностью в чайном листе, но в отличие от чая почка и первый лист ежевики выделяются самой низкой экстрактив-ностью.

В ежевичном листе было установлено высокое содержание фенольных соединений, которых по абсолютной величине больше, чем в чайном листе.

Характер накопления фенольных веществ по отдельным частям ежевичного побега аналогичен динамике содержания водорастворимых экстрактивных веществ: самое низкое содержание в стебле, далее идут почка, первый и шестой лист. Была изучена сезонная динамика вы-шеотмеченных веществ в период вегетации ежевичного побега (рис. 1).

Низкая влажность ежевичного побега регистрируется в начале и конце вегетации. В общей картине отмеченная динамика идентична динамике распределения влаги в трехлистном чайном побеге по месяцам с той разницей, что максимум содержания ее в чайном листе в большинстве случаев приходится на август. Данной динамикой влажности объясняется характер изменения экстрактивных веществ и фенольных соединений.

В дальнейшем изучали качественный состав фенольных соединений ежевичного листа.

Известно, что из многочисленных групп природных фенольных соединений наиболее важны флавоноиды (антоцианы, флавоны, катехины, флавонолы и др.) При этом они самые широко распространенные в природе фенольные соединения.

Цель нашей работы состояла в изучении качественного состава катехинов и лейко-антоцианов, так как именно эти группы флавоноидов характеризуются наиболее высокой биологической активностью.

При выполнении экспериментов получали суммарный препарат флавоноидов из листьев ежевики по следующей методике: свежие листья в количестве 500 г измельчали и пятикратно экстрагировали в колбе с обратным холодильником на кипящей водяной бане 80%-ным этанолом (продолжительность каждой экстракции 4060 мин). Экстракты объединяли, фильтровали и упаривали под вакуумом при 50...60°С до удаления этанола. Водный ос-

таток многократно обрабатывали хлороформом для удаления хлорофилла, смол и других растворимых примесей. Далее флавоноиды экстрагировали этилацетатом, объединяли и упаривали под вакуумом досуха, до получения аморфной массы.

С целью изучения качественного состава суммарный препарат флавоноидных веществ фракционировали на колонке полиамидного сорбента. Для этого 15 г препарата растворяли в дистиллированной воде, добавляли полиамидный сорбент до получения густой массы. Смесь вносили в колонку (115±4см) с полиамидным сорбентом в соотношении 1:20. Элюирование проводили сначала дистиллированной водой, а затем водным этанолом различной концентрации (30, 50 и 70 %). Фракции отбирали по 30 мл.

Контроль процесса элюции для катехи-нов и лейкоантоцианидов осуществляли ванильным реактивом, а фенолов — ультрафиолетовым светом и А1С13. Элюаты анализировали методом двумерной хроматографии на бумаге с системами растворителей — 15%-ной уксусной кислоты с проявителем: ванилиновым реактивом (1%-ный ванилин в концентрированной соляной кислоте, 1%-ный раствор бензоводно-го хлористого алюминия в этаноле и 3%-ный раствор я-толуолсульфокислоты в этаноле).

После разделения суммарного препарата флавоноидных веществ были получены три фракции, двумерные хроматограммы которых даны на рис. 2.

Фракцию I из колонки элюировали 50%-ным этанолом. Она состоит из пяти веществ (табл. 2), два из которых окрашиваются ванилиновым реактивом в красный цвет и, вероятно, относятся к катехи-нам. Остальные три после обработки их раствором А1С13 имеют зеленую и желтую флуоресценцию в УФ-свете и, следовательно, принадлежат к флавонолам.

Фракцию II из колонки элюировали 60%-ным этанолом. Она состоит из четырех веществ, три из которых после обработки А1С13 имеют в УФ-свете желтую флуоресценцию, четвертое окрашено в зелен-ный цвет и относятся они к флавонолам.

Фракцию III элюировали из колонки 90%-ным этанолом. Она содержит шесть веществ, из которых четыре по реакциям с ванилиновым реактивом и я-толуолсуль-фокислотой относятся к лейкоантоциани-динам, а остальные два — к флавон-3-4-диолам.

Количественный состав препарата исследовали денсиметрическим методом. Для этого хроматограммы препаратов обрабатывали 1%-ным азотнокислым серебром в 25%-ном аммиаке, высушивали в темноте и пропускали через денситометр системы Шипалова. Применяли синий светофильтр с максимумом пропускания света 450 нм. Площади, очерченные кривой поглощения, измеряли планиметром

2•2004 1

ЕШ

ШАШКИ

О о О , 0 -БУВ 0 0 0 и * 0 о БУВ V 0 и стъ БУВ

15 % CH3COOH- 15 % CH3COOH- 15 % CH3COOH- Фракция I Фракция II Фракция III Рис. 2. Двумерные хроматограммы фракций

з 40 Г 3 110 Г 3 60

S о

<V я о

38 - fffi о <и - ö 55

t 36 ■^100 50 / / / »

(U s

о. 34 - 95 45

ci О О X

32 - 90 40

Месяцы ■ 1 1 1 1

V VI VII VIII IX

Рис. 3. Динамика накопления флавоноидных веществ в

ежевичном побеге

Таблица 3

Элемент побега Катехины, мг/г Лейкоанто-цианидины, мг/г Флаво-нолы, мг/г Сумма

(+)катехин (-)эпикатехин

Почка и первый лист 19,3 13,0 91,1 45,1 168,5

Второй лист 23,2 15,7 109,7 54,4 203,0

Третий лист 22,7 15,4 107,5 53,3 198, 9

Четвертый лист 22,3 15,1 05,3 52,2 194,9

Пятый лист 21,3 14,4 100,9 50,0 186,6

Шестой лист 19,0 12,8 89,9 44,6 166,3

Стебель 6,3 4,3 29,9 14,8 55,3

Таблица 4

Месяц Белковые вещества, % на сухую массу Сумма свободных аминокислот, мг/г

Общий азот Белки

Май 0,381 2,38 26,15

Июнь 0,364 2,26 26,56

Июль 0,360 2,25 27,47

Август 0,360 2,25 27,82

Сентябрь 0,372 2,33 25,40

Среднее 0,367 2,30 26,68

Таблица 5

Аминокислота Содержание, мг/г на сухое вещество

Цистеин 0,92

Лизин 1,67

Гистидин 2,63

Аспарагин 2,88

Аргинин 3,43

Глутаминовая кислота 3,01

Тирозин Метионин 4,02 2,21

Лейцин 2,55

Фенилаланин 2,53

Валин 0,85

Всего 26,70

и сравнивали со стандартными кривыми. Полученные результаты приведены в табл. 3.

Из данных, представленных в табл. 3, видно, что флавоноиды в значительном количестве присутствуют во всех составных частях ежевичного побега. Максимальное их количество содержится во втором листе (203,0 мг/г), далее идут третий и четвертый листья (соответственно 198,9 и 194,9 мг/г), пятый лист (186,6 мг/г), почка с первым листом (168,5 мг/г) и шестой лист (166,3 мг/г). Минимальное количество в стебле (55,3 мг/г).

Состав флавоноидов также различен. Основную часть флавоноидов во всех элементах ежевичного побега составляют лейкоантоцианидины, наибольшее их количество содержится в 2-5-м листьях, в них же отмечается максимальное накопление катехинов и флавонолов. При этом на долю лейкоантоцианидинов во всех частях ежевичного побега, включая и стебель, приходится примерно 50 % от общей суммы флавоноидов, а соотношение между катехинами и флавонолами составляет 1:1,4.

При изучении динамики накопления флавоноидных веществ в ежевичном по-

беге за вегетационный период (рис. 3) обнаружено, что после фазы цветения количество катехинов, лейкоантоцианидинов и флавонолов возрастает в течение лета, достигает максимум в августе, а затем постепенно уменьшается.

Высокое содержание флавоноидных веществ в ежевичном побеге и характер количественного изменения за период вегетации указывают на их активное участие в обмене веществ растительной клетки [7, 8, 9].

Из многочисленных химических веществ чайного листа в производстве чая большую роль играют белковые вещества и аминокислоты. Белки — самые сложные и важные из всех соединений, содержащихся в живых организмах. Они служат основой структуры и функции организмов, так как, с одной стороны, составляют основную массу протоплазмы, а с другой — все ферменты, являющиеся белковой структурой, играют главную роль в процессах обмена веществ.

С учетом важности белковых веществ и аминокислот при производстве чая мы провели исследования по определению их в составе ежевичного листа (табл. 4).

Как видно, содержание белков в начале вегетационного периода больше, чем в конце, одновременно минимум их содержания приходится на середину периода вегетации, который совпадает с максимумом накопления свободных аминокислот в ежевичном побеге.

Особенно интересным представлялось изучение отдельных аминокислот в белках ежевичного листа.

С применением метода хроматографии на бумаге нами идентифицированы 11 аминокислот и установлены их количественные содержания (табл. 5).

Следует отметить, что из 11 идентифицированных аминокислот пять являются незаменимыми (гистидин, аргинин, мети-онин, лейцин и валин).

Если принять во внимание, что гистидин — незаменимая аминокислота для роста младенцев и учесть отсутствие в ежевичном листе сильнодействующего кофеина, то представляется хорошая возможность для широкого использования ежевичного чая в качестве диетического и детского питания.

Во второй части работы предполагалось установить технологические регламенты переработки ежевичного листа на

.....ипи"".......

'2•2004

Показатель Чай из ферментированного Чай из фиксированного

ежевичного листа ежевичного листа

Технологические характеристики

Остаточная влажность завяленного листа, % 63-66 -

Продолжительность фиксации, мин - 8-11

Продолжительность скручивания, мин 70-80 50-60

Количество разрушенных клеток, % 78-84 67-74

Продолжительность ферментации, мин 60-80 -

Глубина окисления фенольных соединений, % 28-36 6-10

Норма расхода, кг/кг 4,042 4,030

Органолептические характеристики продукции

Аромат Цветочный, приятный, нежный, специфический Приятный, свойственный зеленому чаю

Вкус Терпкий, кисловатый Терпкий, полный

Настой Выше среднего, чистый, яркий Яркий, хороший

Внешний вид Пестрый, с беловато-серыми частицами С зеленовато-серыми частицами

Химические показатели

Экстрактивные вещества, % 27,8±0,59 33,5±0,64

Фенольные соединения, % 11,6±0,18 14,4±0,21

Свободные аминокислоты, мг/г 22,22 25,77

Зольные элементы, % 7,64 7,81

Микроэлементы, мг/100 г:

натрий 0,40 0,42

кальций 0,36 0,40

калий 3,31 3,34

Белковые вещества, % 2,027 2,120

Витамин С, мг% 93,6 191,7

чайные продукты и изучить органолепти-ческие и химические показатели готовой продукции.

На базе проведенных лабораторных и производственных экспериментов разработаны оптимальные параметры производства из ежевичного листа чаеподобных продуктов [9, 10, 11, 12]. Результаты представлены в табл. 6.

На основе проведенных исследований можно заключить, что разработанные оптимальные параметры позволяют достичь высокого технологического эффекта как по органолептике производимых продуктов, так и их химическому составу на существующем оборудовании для переработки чая без каких-либо дополнительных капитальных затрат.

ЛИТЕРАТУРА

1. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР. — М.: Главное управление геодезии и картографии, 1983.

2. Хидашели Ш.А., ПапунидзеВ.Р. Лекарственные растения лесов Грузии — Батуми.: Советская Аджария, 1985.

3. Клобукова-Анисова E.H. Дикорастущие полезные и вредные растения Башкирии. В 2 т. — М.: 1985.

4. Новрузов Э.Н, Шамси-ЗадеЛ.А. Химичесий состав плодов R. Sanguineus, произрастающей в

Таблица 6

Азербайджанской ССР//Растительные ресурсы. 1983. Т.19. Вып. 3. С. 366-370.

5. НижарадзеА.Н. Содержание микроэлементов и биологически активных веществ в ежевике и ежевичном натуральном соке//Консервная и овощесушильная промышленность. 1977. №2. С. 27-28.

6. Рецепты сборов лекарственных растений — Киев, 1992.

7. Бохински Р. Современные воззрения в биохимии / Пер. с англ. — М.: Мир, 1987.

8. Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимии растений. В 2 т. — М.: Наука, 1986.

9. Гулуа К.П., Мелкадзе Р.Г. Комплексная технология заменителей чая//Тезисы докл. науч.-техн. конф., Махарадзе— Анасеули, 1987. С. 43-44.

10. Мелкадзе Р.Г., Кутателадзе Л.Ш., Фоменко B.C. и др. Нетрадиционные виды сырья Краснодарского края и перспективы их использования в производстве чая//Тезисы. докл. науч.-техн. конф. Махарадзе— Анасеули, 1987. С.45-46.

11. Маграквелидзе Э.П., Мелкадзе Р.Г. Качественные показатели обогащенного чая и чайных заменителей, выпускаемых в Ивано-Франковсой области//Тезисы докл. науч.-техн. конф. Махарадзе — Анасеули, 1987. С. 47-48.

12. Мелкадзе Р.Г,, Гулуа К.П., Маграквелидзе Э.П. и др. Новые виды чайной продукции и результаты внедрения их в Ивано-Франковской облас-ти//Тезисы докл. науч.-техн. конф. Махарадзе— Анасеули,1987. С. 49-50 и др. (jut~

7 млрд авансом заплатит производителям зерна Минсельхоз РФ

Минсельхоз России объявил, что в этом году проведет закупочные интервенции на зерновом рынке на сумму 7 млрд руб. Причем в отличие от прошлого года закупки будут производиться авансом — хозяйствам весной заплатят за зерно, которое они должны будут поставить в государственные закрома летом и осенью. Аналитики сомневаются в полезности новой инициативы Мин-сельхоза и предлагают свои варианты регулирования зернового рынка.

С 2001 г. правительство каждую осень закупает зерно, чтобы сдержать падение цен в конце уборки урожая (так называемые закупочные зерновые интервенции). Этот запас выбрасывается на рынок зимой, чтобы сдержать сезонный рост цен на зерно. В конце 2002 — начале 2003 г., по данным ФГУП «Федеральное агентство по регулированию продовольственного рынка» (ФАП), было закуплено около 1,6 млн т пшеницы и ржи на 2,7 млрд руб.

Как заявил «Ведомостям» руководитель Федерального агентства по сельскому хозяйству А. Михалев, уже в мае этого года начнутся авансированные закупки зерна нового урожая. По словам Михалева, на закупку зерна в 2004 г. планируется потратить 7 млрд руб. Более подробно раскрыть механизм авансированных закупок Михалев отказался.

Опрошенные «Ведомостями» участники зернового рынка отказались поверить в то, что правительство, едва закончив продажу зерна, начнет в мае его скупку. «Я не знаю никого, кто бы рискнул покупать у хозяйств зерно в аванс», — сказал генеральный директор зерновой компании «Разгуляй» А. Иванов. По его словам, заявление Михалева можно расценивать только как знак сельхозпроизводителям: «Не снижайте посевы, государство о вас позаботится». Президент Зернового союза А. Злочевский полагает, что правительство в мае сможет только объявить условия и цены предстоящей в 2004 г. закупочной интервенции, которая может и не понадобиться, поскольку в мире цены на зерно и так достаточно высоки.

По мнению директора Института конъюнктуры аграрного рынка Д. Рылько, начало закупок в мае противоречит самой идее интервенционного фонда — покупать зерно только тогда, когда цены идут вниз. «Вместо создания инфраструктуры для частного бизнеса на зерновом рынке создается крупный государственный игрок, который играет против частных компаний», — считает Рылько.

Аналитик выступает за венгерско-словацкую модель регулирования зернового рынка: субсидирование хранения зерна на элеваторах и процентных ставок банков, которым производитель отдает зерно в залог, и гарантированные государством минимальные закупочные цены. По мнению Рылько, подобный механизм позволит при тех же затратах убирать с рынка в 2-3 раза больше «лишнего зерна», которое будет находиться в залоге у банка, а не приобретаться государственным фондом за казенный счет.

Зерновой союз предлагает другую схему — включить в готовящийся закон «О развитии сельского хозяйства» механизм гарантированных минимальных цен, рассчитанных, исходя из рентабельности и необходимости расширять производство. Если цены на рынке начинают стремительно падать, сельхозпроизводитель всегда сможет продать зерно государству по этой гарантированной цене. Е

2•2004

101