Разработка чайного тонизирующего напитка с сахаром как альтернатива импортным аналогам Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

УДК 663.953

Разработка чайного тонизирующего напитка с сахаром как альтернатива импортным аналогам

Р.А. КОНОХОВ, магистр

М.Б. МОЙСЕЯК, канд. техн. наук, доцент

Д.Д. КИРИЛЛОВ, аспирант

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»

Введение

Чай является одним из самых популярных напитков во всём мире, в его химическом составе находятся вещества, обладающие полезными свойствами. Ежедневное употребление чая способствует предупреждению многих тяжёлых заболеваний. Исследования показывают, что полифеноль-ные соединения, присутствующие в чае, положительно влияют на сердечно-сосудистую систему (как, например, рутин), особенно при атеросклерозе и ишемической болезни сердца. Чай омолаживает организм за счёт высокой антиок-сидантной активности. Доказано, что фенолы способствуют протеканию физиологических процессов в организме человека, в том числе укрепляют стенки сосудов и проявляют Р-витаминную активность.

Основные типы чая отличаются способом производства и обработки в соответствии с различными процессами сушки и ферментации, которые определяют его конечный химический состав. Чай в своём химическом составе содержит сложную смесь из низкомолекулярных катехинов, танинов, флавонолов, антоцианов, лейко-антоцианов, фенолкарбоновых кислот, а также продуктов их ферментативного окисления — теаф-лавинов, теарубигинов, их галло-

вых производных, теафлавиновых кислот [10].

Основными активными составляющими чая являются катехины, и среди них — EGCG (эпигаллока-техин галлат), обладающий мощным антиканцерогенным эффектом. Некоторые катехины окисляются во время ферментации в теафлавины (тефлавин, флавин-3-галлат и флавин-3-дигаллат) (3—6 %) и отвечают за горький привкус и тёмный цвет чёрного чая.

Итак, чёрный чай содержит в своем составе теафлавины, фла-вонолы и катехины. Общее содержание фенолов и полифенолов в зелёных и чёрных чаях аналогично, но с различными типами флавоноидов, присутствующими из-за степени окисления во время обработки [11].

Менталитет русского человека подразумевает употребление чая с сахаром. В суровом климате нашей страны, особенно в тяжёлых условиях труда, людям необходимо постоянно соблюдать баланс углеводного состава пищи. За счёт своей относительной калорийности (около 400 кКал на 100 г продукта) и высокого содержания углеводов сахар является неотъемлемым компонентом чайных напитков и придаёт им энергетический эффект, при этом не превышая суточную норму потребления сахара (не более 50 г в сутки).

В производстве напитков сахар используется для придания вкуса, создания определённой консистенции, усиления бактериоста-тических свойств, а также повышения энергетической ценности. На данный момент отечественная сахарная промышленность является единственной отраслью АПК, выполнившей программу импортозамещения на 100 %. Таким образом, Российская Федерация полностью обеспечивает себя сахаром и может поставлять сахар на экспорт в требуемом объёме.

В табл. 1 приведён химический состав сахара-песка.

Таблица 1. Химический состав сахара-песка

Название вещества Содержание, %

Сахароза (С12Н22011) 99,75

Несахара: — редуцирующие вещества — красящие вещества — ароматические вещества — сапонины 0,25

Вода 0,14

Зола 0,04

СОВРЕМЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ В ПРОИЗВОДСТВЕ САХАРА

мчпи . М-ргот. ги

Постановка задачи исследования

и подбор растительных компонентов

В наши дни широкое распространение получили чайные напитки, обладающие тонизирующим и бодрящим эффектом, что немаловажно для людей, ведущих активный образ жизни, занимающихся спортом, и просто для тех, кто не желает отставать от быстрого ритма жизни мегаполиса. Основными составляющими разрабатываемой чайной композиции являются экстракт гуа-раны, корень женьшеня и ягоды лимонника. Известно, что коренные народы Латинской Америки употребляли семена гуараны в виде напитка, добавляя их в чай и кофе как средство для восстановления от усталости. Сейчас на родине этого растения, в Бразилии, оно активно используется для приготовления самостоятельного напитка. Гуарана — это растение, принадлежащее к семейству Sapindaceae. По сравнению с кофеином, похожему по своему химическому составу, вещество гу-аранин, содержащееся в семенах гуараны, более медленно усваивается в организме человека и вызывает мягкое, пролонгированное действие, не имея с медицинской точки зрения пика усвояемости в организме. В семенах гуараны присутствует от 2 до 7,5 % кофеина (гуаранина) — больше, чем в любом другом растении в мире и в четыре раза больше кофеина, чем в кофе. Помимо перечисленного в них обнаружены следы теобромина, теофиллина и других алкалоидов из группы ксанти-нов. Установлено, что ксантины стимулируют центральную нервную систему человека, усиливают секрецию желудочной кислоты и служат бронходилататором и мочегонным средством.

Энергетические напитки с экстрактом гуараны составили самостоятельную развивающуюся от-

Таблица 2. Химический состав экстракта гуараны в 100 г продукта

Название вещества Содержание

Кофеин 20 мг

Танин 0,50-1,20 %

Теофиллин 0-0,25 %

Теобромин 0,02-0,04 %

Зола 1,42 %

Крахмал 5-6 %

Таблица 3. Химический состав корня женьшеня в 100 г продукта

Название вещества Содержание

Эфирное масло 0,25-0,5 %

Пектиновые вещества 20-23 %

Панаксинол 230-240 мкг/г

Панаксидол 290-300 мкг/г

Панакситриол 300-320 мкг/г

Фарнезол 4-6 %

расль в глобальной индустрии напитков. В Бразилии в среднем за

год производится около 700—800 т семян гуараны с незначительной восходящей тенденцией. В табл. 2 приведён химический состав экстракта гуараны в 100 г продукта.

Женьшень является одним из самых широко используемых целебных трав, обладающих широким спектром фармакологических применений [8]. В табл. 3 приведён химический состав корня женьшеня в 100 г продукта.

Из табл. 3 видно, что в корне женьшеня присутствуют биологические вещества, которые широко используют при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Они способствуют снижению уровня сахара в крови, что немаловажно для людей, страдающих сахарным диабетом.

Ягоды лимонника в натуральном виде употребляют крайне редко, так как они обладают вяжущим и кислым вкусом. В большинстве случаев перед применением в напитках их высушивают. Плодовая мякоть лимонника в большом количестве содержит органические кислоты. Установлено преобладание лимонной и яблочной кислот (соответственно 40 и 30 %). В них найдены пектиновые, дубильные и

Послевкусие

Вкус готового напитка

Внешний вид сухого напитка

Цвет готового напитка

Аромат готового напитка

Профилограмма вкусоароматического профиля: —— — чай чёрный байховый; —— — чайный напиток с экстрактом гуараны, корня женьшеня и ягод лимонника

вещества Р-витаминной активности. Также имеются токоферолы (витамин Е), аскорбиновая кислота (витамин С), сапонины, выводящие из организма холестерин. Использование плодов лимонника в чайном напитке способствует снижению уровня сахара в крови, расширению периферических сосудов и повышению остроты зрения, а также придаёт чайному напитку лёгкое, приятное, слегка кислое послевкусие [9].

Материалы исследований

Были проведены физико-химические и органолептические исследования разрабатываемого напитка. По результатам дегустационного анализа построена про-филограмма вкусоароматического профиля, представленная на рисунке.

Профилограмма показывает, что разработанный чайный напиток обладает более приятным ароматом, имеет более гармоничный, полный вкус и послевкусие. Наблюдается повышение анти-оксидантной активности чайного напитка за счёт внесения следующих компонентов: ягод лимонника и корня женьшеня, обладающих антиоксидантными свойствами.

Антиоксидантная активность измерялась по суммарному редуцирующему действию содержащихся в ней веществ-восстановителей. В качестве индикатора действия антиоксидантов был использован 2,6-дихлорфенолиндофенолят натрия (раствор Тильмана).

В табл. 4 показано изменение антиоксидантной активности чёрного байхового чая и разрабатываемого чайного напитка с добавлением экстракта гуараны, корня женьшеня и ягод лимонника в течение 10 минут после заваривания при температуре 90 оС. Исследования проводились фотометрическим методом на спектрофотометре КФК-3КМ.

На основании данных таблицы можно сделать вывод о том, что разработанный чайный тонизирующий напиток имеет антиокси-дантную активность на 10 % выше, чем чёрный байховый чай, что свидетельствует о лучшем связывании свободных радикалов в организме человека и более быстрому их выведению.

Наблюдалось также повышение содержания кофеина (гуарани-на) в чайном напитке за счёт добавления экстракта гуараны. Исследования проводились согласно ГОСТ 19885-74 «Чай. Методы определения содержания танина и кофеина» [4]. В результате исследований было установлено, что процентное содержание кофеина после внесения в состав напитка экстракта гуараны повысилось почти в два раза и составило 3,84 %. Полученный показатель не превышает предельно допустимую норму содержания кофеина в тонизирующих напитках, установленную ГОСТ Р 52844-2007 «Напитки безалкогольные тонизирующие» [1].

Осуществлён анализ по определению общего содержания зольности напитка, в результате которого согласно ГОСТ ISO 1575-2013 [3] массовая доля общего содержания золы в чайной

Таблица 4. Изменение антиоксидантной активности чая и чайного напитка в течение 10 минут после заваривания при ? = 90 оС

Антиоксидантная активность, %

Время, мин Чёрный байховый чай Чайный напиток с добавлением экстракта гуараны, корня женьшеня и ягод лимонника

3 62,11 71,28

5 59,33 68,36

10 37,29 41,34

— \Т)Ш<Ш

^^^ www. nt-prom. ru

композиции составила 5,06 %, что соответствует требованиям ГОСТ ISO 1575-2013 и варьируется в пределах 4—8 %.

Эфирные масла чайной композиции исследовались методом косвенного определения органического углерода. Согласно проведённым экспериментам выявлено, что чайный напиток с добавлением экстракта гуараны, корня женьшеня и ягод лимонника соответствует стандартам требований ГОСТ 31791-2012 «Продукция и сырьё эфиромасличное травянистое и цветочное. Технические условия» [2] и содержание эфирных масел составило 0,2485 %.

Определение массовой доли влаги чайного напитка (потеря массы при 103 °C) проводилось согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 75132012 [6]. Все компоненты, входящие в состав композиции, соответствовали требованиям ГОСТа, и массовая доля влаги напитка составила 6,3 %, что соответствует ГОСТ 32573-2013 «Чай чёрный. Технические условия (с Поправкой)» [7] и не превышает максимальное значение 7 %.

В процессе исследований был применён метод по определению содержания полифенолов в чайном напитке согласно ГОСТ Р ИСО 14502-1-2010 «Чай. Метод определения общего содержания полифенолов» [5]. Так, их установленное количество составило 13,76 %, что соответствует стандартам ГОСТа на чёрный байховый чай.

Результаты лабораторных исследований по определению общей зольности чайного напитка, содержанию эфирных масел в композиции, содержанию танина и кофеина, антиоксидантной активности, определению влажности и содержания полифенолов в чайном тонизирующем напитке на базе кафедры «Технологии сахаристых, субтропических и пищевкусовых продуктов» ФГБОУ

СОВРЕМЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ В ПРОИЗВОДСТВЕ САХАРА

www.nt-prom.ru

ВО «МГУПП» подтвердили, что разработанный напиток обладает повышенным тонизирующим эффектом и содержанием кофеина [11, 12].

Заключение

Таким образом, чайный напиток на основе отечественного чёрного чая будет обладать тонизирующим и бодрящим эффектом. Корень женьшеня облегчит умственные и физические нагрузки, повысит иммунитет, улучшит работу сердечно-сосудистой системы. Для людей, занимающихся спортом и ведущих активный образ жизни, он будет полезен тем, что способствует сжиганию лишних калорий, повышает выносливость, усиливает двигатель -ную активность и увеличивает физическую выносливость [12, 13]. Ягоды лимонника обогатят напиток органическими кислотами, пектиновыми и дубильными веществами, а экстракт гуараны и сахар придадут потребителям пролонгированный заряд бодрости и энергии.

Список литературы

1. ГОСТ Р 52844-2007 «Напитки безалкогольные тонизирующие». — М. : Стандартинформ, 2018.

2. ГОСТ 31791-2012 «Продукция и сырьё эфиромасличное травянистое и цветочное. Технические условия». — М. : Стандартинформ, 2014.

3. ГОСТ ISO 1575-2013 «Чай. Метод определения общего содержания золы». — М. : Стандартин-форм, 2018.

4. ГОСТ 19885-74 «Чай. Методы определения содержания танина и кофеина». — М. : ИПК Издательство стандартов,2001.

5. ГОСТ Р ИСО 14502-1-2010 «Чай. Метод определения общего содержания полифенолов. — М. : Стандартинформ, 2012.

6. ГОСТ Р ИСО 7513-2012 «Чай растворимый. Метод определения массовой доли влаги (потеря массы при 103 °C)». - М. : ФГУП Стандартинформ, 2012.

7. ГОСТ 32573-2013 «Чай чёрный. Технические условия (с Поправкой)». — М. : Стандартинформ, 2018.

8. Вильмовский, М. 10 преимуществ использования женьшеня в чайном напитке / М. Вильмовский. — Прага : Карлов Университет, 3-й медицинский факультет [Электронный ресурс] URL: https://medlicker.com/1026-ginseng-tea

9. Колбасина, Э.И. Лимонник китайский — ягода жизненной силы / Э.И Колбасина / [Электронный ресурс] URL: https://www.greeninfo. ru/fruits/schisandra_chinensis.html/ Article/_/aID/5247

10. Татарченко, И.И. Химия субтропических и пищевкусовых продуктов: учеб. пособие для студентов высших учебных заведений / И.И. Татарченко, И.Г. Мохна-чёв, Г.И. Касьянов. — М. : Изда-

тельский центр «Академия», 2003.

- 149 с.

11. Нэгл, Д. Эпигаллокатехин-3-галлат (ЭГКГ): химическая и биомедицинская перспективы / Д. г. Нэгл, Д. Феррейра, Ю-Д. Чжоу.

12. Славянский, A.A. Лабораторный практикум по технохимиче-скому контролю чайного сырья и готовой продукции чайного производства. — А.А. Славянский [и др.]. Утв. Президиумом НМС МГУПП 6 декабря 2006 г. — М., 2007.

13. Исаева, М.Ю. Разработка композиции на основе зелёного чая для спортивного питания / М.Ю. Исаева, И.Н. Суляева, М.Б. Мойсеяк. — Сб. матер. осенних конференций в четырёх частях. — 2015. — С. 74—76.

14. Сударева, В.С. Разработка композиции на основе зелёного чая для девушек-спортсменок / В.С. Сударева, М.Б. Мойсеяк. — В сб.: День Науки. Общеуниверситетская научная конференция молодых учёных и специалистов.

— 2016. — С. 211—213.

Аннотация. Производство и потребление чайных тонизирующих напитков в России постоянно увеличивается. Они оказывают на организм стимулирующее и тонизирующее действие, что помогает человеку находиться в тонусе при стремительном ритме жизни современного мегаполиса. Данная статья посвящена разработке чайного тонизирующего напитка с добавлением сахара, экстракта гуараны, корня женьшеня и ягод лимонника. Рассматривается использование в рецептуре чайного напитка сырья, обладающего повышенными тонизирующими свойствами, в качестве замещения импортируемого сырья. В состав разрабатываемого напитка входят только натуральные ингредиенты, обладающие тонизирующими свойствами, большим содержанием полезных и биологически активных веществ, а также высокими органолептическими характеристиками.

Ключевые слова: чёрный чай, сахар, экстракт гуараны, женьшень, тонизирующий напиток, ягоды лимонника, импортозамещение.

Summary. Production and consumption of tea tonic drinks in Russia is constantly increasing. They have a stimulating and tonic effect on the body, which helps a person to be in good shape with the rapid pace of life of the modern metropolis. This article is devoted to the development of tea tonic drink with sugar, guarana extract, ginseng root and lemongrass. The article deals with the use in the formulation of tea beverage raw materials with high tonic properties, as a substitute for imported raw materials. The composition of the developed beverage includes only natural ingredients with tonic properties, high content of useful and biologically active substances, as well as high organoleptic characteristics.

Keywords: black tea, sugar, guarana extract, ginseng, tonic drink, lemongrass berries, import substitution.