CC BY
0
УДК 663.86:633.816:[634.4/7+633.88] DOI 10.24412/2311-6447-2024-3-82-88
Разработка безалкогольного бальзама на основе экстрактов из плодово-ягодного и лекарственно-технического растительного сырья
Development of a non-alcoholic balm based on extracts from fruit, berry and medicinal plant materials
Доцент З.Т. Тазова, доцент Л.В. Лунина, доцент Н.Т. Сиюхова, доцент С.К. Чич
Майкопский государственный технологический университет, кафедра стандартизации, метрологии и товарной экспертизы, тел. +7 (918)420-81-54 zareta. tazova@yandex. ru
Associate Professor Z.T. Tazova, Associate Professor L.V. Lunina, Associate Professor N.T. Siyukhova, Associate Professor S.K. Chich
Maikop State Technological University, chair of Standardisation, Metrology and Commodity Expertise, tel. +7 (918)420-81-54 zareta.tazova@yandex.ru
Аннотация. В настоящее время на предприятиях пищевой промышленности все больше внимания уделяется созданию продуктов с высокой пищевой ценностью. Для этого используются нетрадиционные виды растительного сырья, химический состав которого богат биологически активными веществами с различной фармакологической активностью. Представлены результаты исследований по разработке рецептуры и технологии производства безалкогольного бальзама на основе экстрактов плодово-ягодного и лекарственно-технического растительного сырья. Рецептурная формула бальзама включает экстракты таких растений, как эхинацея пурпурная, соцветия клевера лугового, листья черники обыкновенной, листья черного тмина, травы вероники лекарственной, плоды (шишкоягоды) можжевельника, плоды кизила обыкновенного, корни бедренца камнеломкого, имбиря лекарственного и высушенные цветочные бутоны гвоздичного дерева. Растительные экстракты получали методом водной мацерации в сочетании с ультразвуковой обработкой. Экспериментально были подобраны оптимальные параметры экстрагирования сырья в сочетании с ультразвуковой обработкой, обеспечивающие интенсификацию выхода БАВ. Подбор соотношений компонентов в рецептуре бальзама был осуществлен на основе про-фильно-дескрипторного метода. Разработана технология производства, получены экспериментальные образцы, среди которых определен образец, отличающийся полным, ярко выраженным медово-пряным вкусом с привкусом и ароматом можжевельника, что максимально совпадало со вкусоароматическим профилем «идеального» напитка. Результаты экспериментальных исследований подтверждают функциональную направленность и высокую биологическую ценность напитка - антиоксидантная активность - 228,7 мг/дм3 в пересчете на галловую кислоту, содержание фенольных соединений - 372,1 мг/100 см3, массовая концентрация калия - 1245,46 мг/100 см3., что составляет 38,21 и 35,58 % соответственно от адекватного уровня потребления в сутки для взрослых.
Abstract. Nowadays, the food industry is increasingly focusing on the creation of products with high nutritional value. For this purpose non-traditional types of plant raw materials are used, the chemical composition of which is rich in biologically active substances with different pharmacological activity. This paper presents the results of research on the development of formulation and production technology of non-alcoholic balsam based on extracts of fruit and berry and medicinal-technical plant raw materials. The recipe formula of the balsam includes extracts of such plants as Echinacea purpurea, inflorescences of meadow clover, leaves of common bilberry, leaves of black cumin, herb Veronica medicinalis, fruits (cone berries) of juniper, fruits of common dogwood, roots of Bedrenets stonecrop, medicinal ginger and dried flower buds of clove tree. Plant extracts were obtained by aqueous maceration in combination with ultrasonic processing, optimal parameters of raw material extraction in combination with ultrasonic processing were selected experimentally, providing intensification of BAS yield, selection of component ratios in the balsam formulation was carried out on the basis of profile-descriptor method, production technology was developed,
© З.Т. Тазова, Л.В. Лунина, Н.Т. Сиюхова, С.К. Чич, 2024
experimental samples were obtained, among which a sample was determined, which was distinguished by a full, pronounced honey-spicy flavour with a flavouring The results of experimental studies confirm the functional orientation and high biological value of the drink - antioxidant activity -228,7 mg/dm3, in terms of gallic acid, the content of phenolic compounds - 372,1 mg/100 cm3, the mass concentration of potassium - 1245,46 mg/100 cm3, which is 38,21 and 35,58 %, respectively, of the adequate level of consumption per day for adults.
Ключевые слова: экстракты, ультразвуковая обработка, дескрипторно-профильный метод, безалкогольный бальзам, вкусоароматический профиль, функциональная направленность
Keywords: extracts, ultrasonic treatment, descriptor-profile method, non-alcoholic balm, flavor profile, antioxidant activity, phenolic compounds, potassium, functional orientation
Финансирование. Исследования выполнены в рамках реализации гранта ФГБОУ ВО «МГТУ» «Разработка эффективных параметров экстрагирования биологически активных соединений из плодово-ягодного и лекарственно-технического растительного сырья с использованием ультразвуковой обработки для создания линейки безалкогольных бальзамов функционального назначения» (договор № НП 1-2024).
Funding. The research was carried out within the framework of the implementation of the grant from the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "MSTU" "Development of effective parameters for the extraction of biologically active compounds from fruit, berry and medicinal plant raw materials using ultrasonic treatment to create a line of non-alcoholic balms for functional purposes" (agreement No. NP 1-2024).
В настоящее время по данным многочисленных исследований [1-2], проводимых в России и за рубежом, отмечена проблема роста алиментарно-зависимых заболеваний. В связи с чем возникает необходимость в потреблении пищевых продуктов функционального назначения, для создания которых перспективным представляется использование растительного сырья, богатого биологически активными соединениями [3-7]. В ходе анализа и обобщения результатов научных исследований в области концептуальных подходов к созданию функциональных пищевых продуктов установлено, что наиболее удобной и доступной формой коррекции нарушений пищевого статуса человека являются безалкогольные напитки, среди которых особое место занимают бальзамы [8].
Цель исследований - разработка рецептуры и технологии безалкогольного бальзама на основе экстрактов из плодово-ягодного и лекарственно-технического растительного сырья. Материалом для разработки бальзама служили экстракты из растительного сырья: эхинацеи пурпурной, соцветий клевера лугового, листьев черники обыкновенной, листьев черного тмина, травы вероники лекарственной; экстракты из плодово-ягодного сырья (плодов (шишкоягод) можжевельника, плодов кизила обыкновенного; экстракты из корней бедренца камнеломкого, имбиря лекарственного, а также экстракт из высушенных цветочных бутонов гвоздичного дерева.
При выполнении исследований были использованы стандартные методики и специальные методы: капиллярного электрофореза, высокоэффективной жидкостной хроматографии на анализаторе «Цвет Яуза-01-АА», применен реактив Фолина-Чокальтеу [9] для определения суммарного содержания фенольных соединений. Работа выполнена на базе Центра коллективного пользования («Эксперт») МГТУ.
Растительные и плодово-ягодные экстракты получали методом водной мацерации (настаивания) в сочетании с ультразвуковой обработкой на аппарате «Волна» УЗТА-08/22-0М. Для этого на подготовительном этапе сухое растительное сырье измельчали при t 18 С до размера частиц 2 мм, а плодово-ягодное сырье замачивали в воде (t 37 С) на 24 ч.
Экспериментально были подобраны оптимальные параметры экстрагирования сырья, обеспечивающие интенсификацию выхода БАВ: экстрагент - подготовленная вода t = +25±2 С; соотношение сырье/экстрагент 1:10; интенсивность
УЗ-воздействия - 100 Вт/см2; время УЗ-обработки - 10 с; дискретность - через каждые 10 мин; общее время экстрагирования - 60 мин (рис.1).
Рис. 1. Блок-схема технологического процесса производства экстрактов растительного и плодово-ягодного сырья
Подбор соотношений компонентов в рецептуре бальзама проводили на основе профильно-дескрипторного метода [10], в ходе реализации которого был сформирован ожидаемый потребителем вкусоароматический профиль «идеального» бальзама (рис. 2). В табл.1 приведены рецептуры трех моделей прототипа бальзама.
Ароматический профиль
Вкусовой профиль
С кислинкой
Можжевеловы й
6
Травяной
Общее впечатлени
Сбалансирова нность
Интенсивное ь
Травяной
Пряный
Сбалансиров
Пряный
Стойкое
послевкусие
Интенсивн
Можжевелов ый
Кизиловый
Кизиловый Медовый
Рис. 2. Вкусоароматический профиль «.идеального» бальзама
Сладкий едовый
Таблица 1
Рецептура модельных образцов ^ бальзама на 1 дм3
Наименование экстракта Образец 1 Образец 2 Образец 3
Экстракт из лекарственно-техниче- 250,1 235,2 213
ского растительного сырья, см3
Экстракт из плодов (шишкоягод) 290 336 356,4
можжевельника, см3
Экстракт из плодов кизила, см3 235 210 220
Экстракт корня бедренца камнелом- 28,4 25,2 21,8
кого, см3
Экстракт корня имбиря лекарствен- 18,6 16,8 15,2
ного, см3
Экстракт цветочных бутонов гвоз- 17,9 16,8 13,6
дичного дерева, см3
Итого, экстракт, см3 840 840 840
Сахарный сироп, см3 120 120 120
Мед, г 25 25 25
Колер, г 15 15 15
Профилограммы аромата и вкуса модельных образцов проектируемого бальзама представлены на рис. 3-5.
Ароматический профиль
Можжевеловый 6
Вкусовой профиль
С кислинкой
Общее впечатление
Сбалансирован ный
Кизиловый
Медовый
Общее впечатлени
Сбалансирован ный
Пряный
Интенсивный
Рис. 3. Профилограммы вкуса и аромата образца 1
Стойкое послевкусие
Интенсивный
Травяной
Можжевеловый
Кизиловый
Сладкий едовый
Ароматический профиль
Вкусовой профиль
Общее впечатление
Сбалансирован ый
Можжевеловый
5
Кизила
Медовый
Общее впечатлени Сбалансиров
Пряный
С кислинкой
Стойкое послевкусие
Интенсивный
Травяной
Можжевелов ый
Кизиловый
Сладкий едовый
Интенсивный
Рис. 4 . Профилограммы вкуса и аромата образца 2
Ароматический профиль
Вкусовой профиль
Общее впечатление
Сбалансиров
Можжевелов ый
С кислинкой
Интенсивный
Травяной
Кизиловый
Общее впечатлени
Сбалансирова нный
Пряный
едовый
Стойкое послевкусие
Интенсивный
Можжевелов ый
Кизиловый
Рис. 5. Профилограммы вкуса и аромата образца 3
Наиболее высокую оценку получил образец 2 (рис. 4), который отличался полным, ярко выраженным медово-пряным вкусом с привкусом и ароматом можжевельника, что максимально совпадает со вкусоароматическим профилем «идеального» напитка (рис. 2). Проведенные исследования легли в основу разработки технологической схемы (рис. 6) производства бальзама.
Рис. 6. Технологическая схема производства безалкогольного бальзама
На последнем этапе исследований была проведена оценка показателей качества полученного бальзама (табл. 2).
Таблица 2
Показатели качества и биологической ценности бальзама
Физико-химические показатели Значение
Массовая концентрация кислот в пересчете на лимонную кислоту, г/100 см3, не более 0,S
Массовая доля сухих веществ, % не менее S0,0
Содержание функционального пищевого ингредиента мг/100 см3: фенольные соединения калий 372,10 124S,46
Антиоксидантная активность, мг/дм3, в пересчете на галловую кислоту 228,7
Таким образом, в ходе проведенных исследований разработана рецептура и технология производства безалкогольного бальзама функционального назначения на основе плодово-ягодного и лекарственно-растительного сырья. Получены модельные образцы, среди которых определен образец, сочетающий вкусо-ароматические характеристики и максимально совпадающий с профилем «идеального» напитка. Экспериментально установлено, что разработанный безалкогольный бальзам обладает функциональной направленностью и высокой биологической ценностью, о чем свидетельствует наличие фенольных соединений - 372,1 мг/100 см3 и калия - 124S,46 мг /100 см3, что составляет 38,21 и 35,58 % соответственно от адекватного уровня потребления в сутки для взрослых.
ЛИТЕРАТУРА
1. Обогащение пищевых продуктов как фактор профилактики микронутри-ентной недостаточности /Л.А. Маюрникова, А.А. Кокшаров, Т.В. Крапива [и др.]. -// Техника и технология пищевых производств. - 2020. - Т. 50, № 1. - С. 124-139. doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-124-139.
2. Tazova, Z.T., Siyukhov H.R., Skhalyakhov A.A., Lunina L.V., Marinenko O.V.The efficiency of extracting biologically active substances from the extracts based on mixtures of medicinal plants by the method of maceration with the use of microwave treatment and exposure to ultrasound/ / International Journal of Engineering and Advanced Technology.
- 2019. Т. 9 . - № 1.- С. 4511-4S19.
3. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2018621175. Биологически активные вещества дикорастущего растительного сырья Северо-Кавказского региона. 03 августа 2018 г.
4. Государственная фармакопея Российской Федерации: в 4 томах / ред. С.В. Емшанова, О.Г. Потанина, Е.В. Буданова, В.В. Чистяков. - XIV изд.
- Москва, 2018. - Режим доступа : http: //femb.ru/feml
5. Песчанская, В.А. Оценка биохимического состава плодов кизила как сырья для производства дистиллятов / В.А. Песчанская, Е.В. Дубинина, Л.Н. Крикунова, В.А. Трофимченко// Пиво и напитки.
- 2020. - № 1. - С. 44-47.
6. Акимов, М.Ю. Роль плодов и ягод в обеспечении человека жизненно важными биологически активными веществами / М.Ю. Акимов, В.Н. Макаров, Е.В. Жба-нова// Достижения науки и техники АПК. - 2019. - № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rol-plodov-i-yagod-v-obespechenii-cheloveka-zhiznenno-vazhnymi-biologicheski-aktivnymi-veschestvami (дата обращения: 17.04.2024).
7. Завидовская, К.В. Нетрадиционное растительное сырье в пищевых системах функционального назначения / К.В. Завидовская, Д.А. Алиева, Л.П. Лазурина [др.]// Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. - 2022. Т. 12. - № 4. - С. 86-101.
В. Валеева, Д.И. Исследование влияния пищевых добавок на качество и безопасность безалкогольной продукции / Д.И. Валеева, К.Ю. Швинк, А.В. Уткин//
В7
Научное обозрение. Фундаментальные и прикладные исследования. - 2019. - № 2. URL: https://scientiiicreview.ru/ru/article/view?id=55 (дата обращения: 10.04.2024).
9. Singleton, V.L., Orthofer R., Lamuela-Raventos R.M. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent / / Methods in Enzymology. - 1999. - Volume 299. - рр. 152-178.
10. Матисон, В.А. Применение дескрипторно-профильного метода для оценки качества продуктов питания / В.А. Матисон, Н.И. Арутюнова, Е.Д. Горячева// Пищевая промышленность. - 2015. - № 6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/prime-nenie-deskriptorno-profilnogo-metoda-dlya-otsenki-kachestva-produktov-pitaniya
REFERENCES
1. Food fortification as a factor in the prevention of micronutrient deficiency / L. A. Mayurnikova, A. A. Koksharov, T. V. Nettle [and others] // Equipment and technology of food production. - 2020. - T. 50. - №. 1. рр. 124-139. doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-124-139.
2. Tazova, Z.T., Siyukhov H.R., Skhalyakhov A.A., Lunina L.V., Marinenko O.V.The effectiveness of extracting biologically active substances from the extracts based on mixtures of medicinal plants by the method of maceration with the use of microwave treatment and exposure to ultrasound // International Journal of Engineering and Advanced Technology. - 2019. - T. 9. - №. 1. - рр. 4511-4519.
3. State Pharmacopoeia of the Russian Federation: in 4 volumes [Electronic resource] / ed. S.V. Emshanova, O.G. Potanina, E.V. Budanova, V.V. Chistyakov. - XIV ed.
- Moscow, 2018. - Access mode: http://femb.ru/feml (access date: 03/14/2024).
4. Peschanskaya, V.A., Dubinina E.V., Krikunova L.N., Trofimchenko V.A. Assessment of the biochemical composition of dogwood fruits as a raw material for the production of distillates // Beer and drinks. - 2020. - №. 1. - pp. 44-47.
5. Akimov, M.Yu., Makarov V.N., Zhbanova E.V. The role of fruits and berries in providing humans with vital biologically active substances // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. - 2019. - №. 2. URL: https://cyber-leninka.ru/article/n/rol-plodov-i-yagod-v-obespechenii-cheloveka-zhiznenno-vazhnymi-biologicheski-aktivnymi-veschestvami (access date: 04/17/2024).
6. Certificate of state registration of the database No. 2018621175. Biologically active substances of wild plant materials of the North Caucasus region. August 03, 2018.
7. Singleton, V.L., Orthofer R., Lamuela-Raventos R.M. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent // Methods in Enzymology. - 1999. - Volume 299. - рр. 152-178.
8. Non-traditional plant raw materials in food systems for functional purposes / K.V. Zavidovskaya, D.A. Alieva, L.P. Lazurina, Yu.M. Dotsenko, N.V. Dzhanchatova, O.I. Basareva // Izvestia Yugo -Western State University. Series: Management, computer technology, computer science. Medical instrumentation. - 2022. - T. 12.- №. 4.
- рр. 86-101. https://doi.org/ 10.21869/2223-1536-2022-12-4-86-101.
9. Valeeva, D.I., Shvink K.Yu., Utkin A.V., Gumerov T.Yu., Reshetnik O.A. Study of the influence of food additives on the quality and safety of non-alcoholic products // Scientific Review. Basic and applied research. - 2019. - №. 2. URL: https://scien-tificreview.ru/ru/article/view?id=55
10. Matison, V.A., Arutyunova N.I., Goryacheva E.D. Application of the descriptor-profile method for assessing the quality of food products // Food Industry. - 2015. - №. 6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-deskriptorno-profilnogo-metoda-dlya-otsenki-kachestva-produktov-pitaniya
