CC BY
65
УДК 582.734.4:577.16
СОЗДАНИЕ НАТУРАЛЬНЫХ ПОЛИВИТАМИННЫХ НАПИТКОВ НА ОСНОВЕ СЫРЬ" ИЗ МАЛОРАСПРОСТРАНЕННЫХ ПЛОДОВЫХ РАСТЕНИЙ
В.Д. СТРЕЛЕЦ, М.Х. ТУТОВ (Лаборатория плодоводства, кафедра хранения и переработки плодов и овощей)
Лечебное действие многих видов плодов свя зано с наличием в них биологически активных веществ (БАБ). Организмом они не вырабатываются, а их недостаток снижает активность ферментов, нормализующих обмен веществ. Длительный же дефицит БАБ уменьшает сопротивляемость человека к простудным и другим заболеваниям, вызывает авитаминозы. К растениям, способным в значительной степени снизить этот дефицит, а во многих случаях оказать и лечебное воздействие при некоторых заболевани х, относитс целый р д малораспространенных плодовых растений (шиповник, рябина, калина, боярышник, облепиха, черемуха, ирга, арони и др.).
Ключевые слова: биологически активные вещества, малораспространенные плодовые, лекарственные и ароматические растения, шиповник, боярышник, калина, рябина, облепиха, айва японская, ирга, арония, черемуха, поливитаминные напитки, сушка плодов.
Тя желые заболевания (диабет, атеросклероз, ишемия, артриты, злокачественные образования) связаны с наличием в организме свободных радикалов (оксидантов), обладающих окислительными свойствами. В то же время терапевтические эффекты многих лекарственных и витаминных растений обусловлены наличием в них биологически активных веществ
(БАВ) — природных антиоксидантов: полифенолов (флавоноиды, окси-кислоты, катехины, танниины, анто-цианидины), каротиноидов, витаминов, жирных кислот. Длительный их недостаток отрицательно сказываетс на нормальном функционировании человеческого организма. Поэтому все большее значение приобретает расширение производств, выпускающих пищевые продукты с лечебно-профилактическими, профилактическими, оздоровительными, диетическими, в т.ч. диабетическими, свойствами.
К числу наиболее приоритетных направлений современных научных исследований в области охраны здоровья все чаще относя т работы по улучшению структуры питани населени России путем обогащени его меню продуктами, содержащими в необходимом объеме биологически активные соединени .
В свое врем русский врач И. Павлов подчеркивал, что «фунт профилактики равен пуду лечения». В на-сто щее врем его высказывание особенно актуально. Причем в пон тие профилактики, предусматривающей постоянное поддержание здоровья людей на достаточно высоком уровне, следует вкладывать более полное удовлетворение физиологических потребностей человеческого организма в полноценной пище, содержащей все необходимые элементы (белки, жиры, углеводы, витамины, макро-и микроэлементы и т.д.) и в необхо-
димом на данный момент количестве. Обеспечение человека элементами пи-тани обходитс значительно дешевле, чем последующее лечение от их недостатка, не говоря уже о потерях общества от неполной трудоотдачи не совсем здорового человека.
В нашей стране большой попу-л рностью пользуютс труды проф. Л.И. Вигорова, одного из выдающих-с ученых в области изучени биологически активных веществ растений и их значени дл здоровь человека, автора и активного пропагандиста лечебного садоводства [1, 2].
Общеизвестно, что дисбаланс в питании чаще всего про вл етс в зимний период, когда значительно снижается поступление в организм человека многих биологически активных веществ, в т.ч. витаминов. Их недостаток снижает активность ферментов, нормализующих обмен веществ. Человек становится вялым, сонливым, быстро утомляется. Длительный дефицит витаминов в организме уменьшает его сопротивл емость к простудным и другим заболевани м, особенно к гриппу, вызывает гипо- и авитаминозы и т.п. [5].
К растениям, способным в значительной степени снизить этот дефицит, а во многих случаях оказать и лечебное воздействие при некоторых заболевани х, относитс целый р д эндемичных, но пока еще мало распространенных плодовых, лекарственных и ароматических растений (шиповник, калина, боярышник, арония , рябина, хеномелес, ирга, облепиха, лимонник, левзея, эстрагон, мя-та, майоран и др.). В последние годы созданы сорта шиповника, обладающие повышенным содержанием аскорбиновой кислоты. Значительные ис-следовани в этом направлении идут и по другим культурам [4, 12, 13].
Нами, в частности, проведено комплексное изучение количественных изменений витаминов С, Е, группы Р и В, каротина, сахаров, кислот, ми-
нерального состава в системе свежие плоды и растени — сушка — сухие плоды — сухой концентрат — хранение — сырье после хранения — поливитаминные напитки. В результате проведени биохимических анализов плодов малоизученных видов и сортов растений мы разработали систему выращивани исходного сырь , его переработки и хранения, а также производства из него оригинальных поливитаминных напитков. Уникальность заключаетс в получении натуральных, экологически безопасных, содержащих близкое к оптимальному количество необходимых человеку биологически активных веществ
[7-11].
Скороплодность и высокая урожайность малораспространенных
плодовых культур делает их весьма перспективным сырьем дл сельско-хоз йственной и перерабатывающей промышленности как в технологическом, так и экономическом плане.
Методика
Исследования выполнены в РГАУ -МСХА имени К.А. Тимиря зева в 2 004$
2007 гг. Объектами изучени вл лись
малораспространенные плодовые, лекарственные и ароматические растения, сырье которых заготавливали в Мичуринском саду и на пол х лаборатории плодоводства. Плоды с 4-5 растений каждого сорта или вида собирали в стадии технической зрелости. Траву лекарственных и ароматических культур заготавливали в фазу их цветени .
Биохимические исследовани на
содержание биологически активных веществ проводили в лаборатории Независимого института экспертизы и сертификации (НИЭС) и на кафедре технологии хранения и переработки плодов и овощей РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря зева. Сушку и дальнейшую переработку сырь осуществл -ли также на кафедре технологии хра-
нени и переработки плодов и овощей [7]. Биохимические анализы проводили по стандартным методикам [3]. Исследования по химико-технологической оценке малораспространенных плодовых, лекарственных и ароматических растений проводили путем из-готовлени опытных образцов — поливитаминных концентратов и напитков с последующим изучением в них физико-химических, органолептических, биохимических и технологических показателей. Кроме того, объектами исследований вл лись также отдельные технологические приемы переработки плодов с целью максимального сохранения в них БАВ и улучшени органолептических показателей готовой продукции.
Состав концентратов устанавливали на основе данных потребности человеческого организма в том или ином биологически активном веществе и исходя из содержания его в определенном виде сырья [6, 7, 9].
Статистическую обработку полученных данных осуществл ли методом
дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985). Расчеты производили с использованием ЭВМ.
Результаты исследований
Продуктивность малораспространенных плодовых, лекарственных и ароматических растений
Продуктивность растений зависит, прежде всего, от биологических особенностей пород, сорта, возраста насаждений, условий их произрастания и агротехники возделывания (табл. 1).
Дл получени высококачествен-
ного сырья с высоким содержанием биологически активных веществ плоды собирали в сжатые сроки с момента наступлени их технической зрелости и немедленно подвергали тепловой сушки в термошкафах марки ЭСПИС-3 МГП «Феруза», при температуре 60$80°С. Готовое сырье хранили в крафт-мешках в сухом помещении. Температура хранения около 20°С. Травянистые растения выращивали в соответствии с агротехниче-
Т а б л и ц а 1
Урожайность плодовых, лекарственных и ароматических растений (2004-2007)
Вид и сорт Возраст, растений, лет Схема посадки, посева, м*м Масса плодов, травы, кг/куст, (дер) Урожайность, ц/га НСР05
Шиповник Шпиль 5 3,0*1,0 1,05 35,0 3,15
Шиповник Титан 5 3,0*1,0 1,15 38,3 3,67
Шиповник Глобус 5 3,0*1,0 1,20 40,0 3,52
Шиповник Рубин 5 3,0*1,0 1,10 36,7 4,03
Шиповник Победа 5 3,0*1,0 1,15 38,3 3,52
Шиповник Пальчик 5 3,0*1,0 1,25 41,6 3,95
Ирга 4 3,0x1,0 1,75 58,3 6,41
Арония 4 3,0x1,5 6,00 133,3 13,06
Рябина Невежинская 15 5,0*3,0 12,00 80,0 8,64
Рябина Гранатная 15 5,0х3,0 20,00 133,3 12,40
Боярышник 4 4,0х2,0 7,00 87,5 10,51
Хеномелес 4 3,0x1,0 2,50 83,3 8,08
Облепиха 4 4,0x2,0 3,00 37,5 3,97
Калина 4 3,0х1,0 1,25 41,7 4,08
Лимонник 4 3,0x1,0 0,85 28,3 3,31
Майоран 1 0,6x0,15 150 г/м2 15,0 1,38
Левзея 3 0,6x0,2 200 г/м2 20,0 1,84
Эстрагон 3 0^0,3 225 г/м2 22,5 2,22
Мята 3 0^0,1 250 г/м2 25,0 2,35
скими требования ми, разработанными для каждой культуры. Сырье заготавливали в фазу цветени . Продуктивность растений составила от 20 до 133,3 ц/га.
Содержание биологически активных веществ в свежих плодах витаминных растений
Имеющиес в литературе данные о содержании углеводов, органических кислот, витаминов, макро- и микроэлементов в изучаемых нами культурах разрознены и немногочисленны.
Наши исследования показали, что содержание биологически активных веществ в растени х и плодах зависит и от метеорологических условий текущего года. Их концентраци повышается, если перед уборкой днем устанавливается теплая, солнечная погода, а ночью она сменя ется пониженными температурами воздуха. Такое я вление, отмеченное ранее многими авторами, объясняется адаптивной реакцией растений, способствующей накоплению антиоксидантов и веществ, обеспечивающих повышение устойчивости растительных тканей к экстремальным условиям (коротковолновой части светового спект-
ра, колебаниям температуры окружающей среды, заморозкам, засухе и другим стресс-факторам). В целом содержание БАВ в сырье было близким к литературным данным (табл. 2).
Основна задача при сушке сырь заключаетс в подборе температурного режима, при котором готовый продукт был бы хорошего качества с высоким сохранением биологически активных веществ. При выборе температурного режима акцент делали прежде всего на сохранение витамина С, так как он сильнее разрушаетс как при высокой температуре, так и при длительной сушке.
В св зи с этим нами было выбрано три температурных режима теплоносителя : 1-й 90°С в течение 30 мин, досушка при 80°С; 2-й 80$90°С в течение 30—60 мин, досушка при 60°С; 3-й 80$90°С в течение 30-60 мин, досушка при 45°С.
Поскольку плоды перечисленных культур имеют плотную кожицу, покрытую восковым налетом, задерживающим испарение влаги при сушке, их предварительно подвергали бланшированию гор чим паром в течение 20-30 с. Предварительное бланширование плодов ускор ет сушку, так как при этом удаляется восковой налет,
Т а б л и ц а 2
Содержание витаминов в свежих плодах, мг% (2004-2007)
Вид и сорт Витамин С Р-активные Витамин В1 Витамин В2 Каротин Витамин Е
Шиповник Шпиль 1679,8 872,6 0,10 0,96 1,67 5,76
Шиповник Титан 2477,9 1280,5 0,06 0,80 2,60 6,13
Шиповник Глобус 2003,1 1403,5 0,10 0,91 2,34 7,75
Шиповник Рубин 1762,7 1521,9 0,09 0,70 2,40 7,63
Шиповник Победа 2121,6 799,5 0,09 0,73 3,58 5,74
Шиповник Пальчик 2456,9 1738,8 0,09 0,65 2,75 7,87
Ирга 49,3 250,7 0,03 0,04 0,18 1,68
Арония 49,4 1493,3 0,02 0,03 0,26 1,85
Черемуха 23,4 641,4 0,04 0,11 0,06 0,61
Рябина Невежинская 66,7 356,6 0,01 0,11 3,73 1,74
Рябина Гранатная 46,6 345,3 0,06 0,19 2,42 1,99
Боярышник 67,3 192,5 0,02 0,04 1,19 1,03
Облепиха 196,9 589,2 0,10 0,84 3,60 4,02
Хеномелес 116,6 361,7 0,03 0,12 0,32 0,59
Калина 109,9 203,6 0,02 0,55 0,38 1,53
Лимонник 31,1 20,0 0,02 0,09 0,27 0,02
кожица плодов становится тоньше, покрываетс сеткой мелких трещин, что способствует интенсивному испарению влаги. После бланшировки плоды сушили при температуре 80$90°С в течение 30$60 мин, что способствовало инактивации ферментов, окис-л ющих биологически активные вещества, и при таком режиме позволя -ло вести сушку без опасности растре-скивани плодов и потери ими сока. Затем температуру снижали, и плоды досушивали при температуре 80, 60 и 45°С, периодически помешивая, до влажности не более 14%.
Продолжительность досушивания при температуре 80°С составила 5—7, при 60°С 7-9, при 45°С 10-13 ч. В сухом сырье определ ли сохранность аскорбиновой кислоты. Так, из таблицы 3 видно, что при температуре досушивания 60°С витамина С сохраня-лось несколько больше, чем при других режимах.
Аналогично проводили сушку плодов и других культур. По содержанию аскорбиновой кислоты, кроме шиповника, выделялись сухие плоды облепихи, хеномелеса и калины, по содержанию каротина и витамина Е — сухие плоды облепихи, рябины и шиповника (табл. 4). Р-активных веществ больше всего было в сырье аронии и черемухи.
Результаты наших исследований показали, что больше всего теря ется аскорбиновой кислоты при хранении плодов шиповника в течение года при комнатной температуре в измельченном виде (табл. 5). Следовательно, лучше всего их хранить целыми и измельчать дл целей экстракции витамина С непосредственно перед использованием.
Производство безалкогольных натуральных напитков с использованием местного, доступного и сравнительно недорогого растительного сырь , обладающего повышенным положительным биологическим действием на организм человека, я вля ется перспективным направлением в области охраны его здоровь . Такие продукты обладают определенными лечебно-профилактическими свойствами, повышают устойчивость организма к экстремальным условия м, служат для профилактики различных авитаминозов, нормализуют умственную и физическую работоспособность и т.д. Регул рное употребление таких продуктов снижает отрицательное влияние неблагополучных факторов как внешней, так и внутренней среды организма. Это направление в ближайшем будущем должно привести к пересмотру нашей национальной стратегии и концепции развити индустрии питани .
Т а б л и ц а 3
Влияние режима сушки плодов шиповника на сохранность аскорбиновой кислоты
в сырье (2006)
Сорт шиповника и температура досушивания плодов Содержание витамина С, мг% Потери витамина С,%
в свежих плодах в пересчете на абсолютно сухое вещество в сушеных плодах
Победа, 80°С 2331,0 6825,5 3631,2 46,8
Победа, 60°С 4093,0 40,0
Победа, 45°С 3522,0 48,4
Титан, 80°С 2378,0 7050,7 3934,3 44,2
Титан, 60°С 4510,0 36,0
Титан, 45°С 3687,5 47,7
Пальчик, 80°С 2764,0 7509,3 4032,5 46,3
Пальчик, 60°С 5169,0 31,7
Пальчик, 45°С 4618,2 38,5
Содержание витаминов в сухих плодах, мг% (2004-2007)
Вид и сорт Витамин С Р-активные Витамин В1 Витамин В2 Каротин Витамин Е
Шиповник Шпиль 2507,0 1986,5 0,25 2,41 4,18 14,95
Шиповник Титан 3759,0 2965,0 0,15 2,03 6,64 16,18
Шиповник Глобус 2549,5 2742,8 0,23 1,96 5,03 17,28
Шиповник Рубин 2559,5 3365,8 0,23 1,72 5,84 19,25
Шиповник Победа 3243,5 1828,3 0,24 1,83 9,02 14,98
Шиповник Пальчик 4037,8 3689,3 0,22 1,51 6,43 19,05
Ирга 73,4 778,0 0,09 0,15 0,62 5,95
Арония 61,0 4649,3 0,07 0,10 0,89 6,55
Черемуха 21,7 1414,8 0,10 0,28 0,14 1,54
Рябина Невежинская 57,2 775,8 0,02 0,27 8,95 4,33
Рябина Гранатная 57,2 930,5 0,20 0,55 7,19 6,10
Боярышник 60,8 468,3 0,04 0,09 3,18 2,85
Облепиха 378,7 1903,5 0,37 2,99 12,83 14,83
Хеномелес 260,6 1216,5 0,11 0,45 1,19 2,25
Калина 141,0 712,3 0,06 2,14 1,46 6,10
Лимонник 55,8 86,5 0,10 0,44 1,26 0,12
Т а б л и ц а 5
Изменение содержания аскорбиновой кислоты в сушеных плодах шиповника
при хранении (2006)
Вид, сорт Содержание витамина С в начале хранения сырья Содержание витамина С в сухом сырье через год хранения Содержание в измельченном продукте через год хранения
мг% мг% потеря,% мг% потеря,%
Шиповник Победа 4093,0 2698,5 34,1 1526,7 62,7
Шиповник Титан 4510,0 2566,2 43,1 1163,6 74,2
Шиповник Пальчик 5169,0 2956,7 42,8 1628,2 68,5
НСР05 408,0 366,2 — 214,6 —
На основе проведенных опытов по изучению сортов малораспространенных плодовых пород с высоким содержанием биологически активных веществ авторами разработаны п ть поливитаминных напитков: отрада,
боцман, бриз, юнга, адмирал, отли-чающихс составом и вкусовыми качествами. Основными составл ющи-ми компонентами всех напитков вились сухие плоды шиповника, ря бины, аронии, ирги, калины, боярышника, хеномелеса и лимонника. Для улучшени вкусовых качеств в состав напитков добавили сырье лекарственных и ароматических растений (лев-
зея, мята, эстрагон и майоран) в пределах не более 5%.
Путем подбора смеси сухого сырья из той или иной культуры мы получили концентрат для приготовле-ни экологически безопасного натурального поливитаминного напитка, содержащего максимально допустимое количество основных биологически активных веществ, необходимых человеку, и обладающего высокими вкусовыми качествами. Процентный состав сухого сырь дл разных напитков в таких препаратах устанавливали на основании данных их биохимического анализа и суточной по-
Среднее содержание основных биологически активных веществ в поливитаминных концентратах (2007)
Концен- трат Композиция ингредиентов Содержание БАВ, мг на 100 г
витамин С Р--активные витамин В1 витамин В2 Р-каро- тин витамин Е
Отрада Калина, шиповник, боярышник, арония, рябина, хеномелес 1592,7 2099,6 0,112 1,471 3,87 8,85
Боцман Шиповник, боярышник, рябина, хеномелес, лимонник, ирга 2111,1 2025,3 0,120 0,860 5,30 9,46
Бриз Шиповник, боярышник, рябина, хеномелес, лимонник, ирга, майоран 2031,3 1950,6 0,114 0,830 5,31 9,09
Юнга Шиповник, боярышник, рябина, хеномелес, лимонник, ирга, левзея, эстрагон 2034,8 1954,5 0,114 0,830 5,46 9,17
Адмирал Шиповник, боярышник, рябина, хеномелес, лимонник, ирга, левзея, эстрагон, мята 1994,7 1916,8 0,112 0,815 5,21 9,06
НСР05 108,4 98,2 — — 1,41 0,83
требности практически здорового человека в том или ином биологически активном веществе.
Биохимические анализы полученных концентратов показали высокое содержание в них основных наиболее важных витаминов (табл. 6).
В результате дегустации поливитаминных напитков получены отличные и хорошие отзывы. На основании полученных аналитических данных и проделанной работы нами был разработан проект ТУ на созданные поливитаминные напитки и подана за вка на изобретение [7, 9].
Выводы
1. Плоды малораспространенных плодовых растений, обладающих повышенным содержанием БАБ, можно с успехом использовать для производства натуральных поливитаминных концентратов и напитков.
2. Скороплодность и высокая урожайность малораспространенных плодовых культур делает их весьма перспективным дл сельскохоз йственной
и перерабатывающей промышленности как в технологическом, так и экономическом плане.
3. Наиболее приемлемым витаминосберегающим режимом сушки плодов поливитаминных растений вл етс первоначальная выдержка их в течение 30-60 мин при температуре 80-90°С и последующая досушка при 60°С.
4. Хранить сухое сырье лучше в цельном виде в крафт-мешках, а измельчать непосредственно перед приготовлением поливитаминных концентратов и напитков.
5. Путем подбора компонентов сухого сырь поливитаминных плодовых пород возможно создание сухих концентратов дл приготовлени натуральных поливитаминных напитков, содержащих максимальное количество БАВ, необходимых человеку, и обладающих высокими вкусовыми качествами.
6. Нетрадиционные малораспространенные плодовые растени целесообразно вводить в культуру не только с целью расширения ассортимента, но и, прежде всего, обогащения меню человека БАВ.
1. Второе Л.И. Витамины на ветках. Свердловск: Среднеуральское изд-во, 1969.
2. Вигорое Л.И. Сад лечебных культур. Свердловск: Среднеуральское книжное издательство, 1976г.
3. Ермакое А.И., Арасимоеич В.Е. и др. Методы биохимического исследования растений. Изд. 2-е перераб. и дополн. Л.: Колос, Ленинградское отделение, 1972.
4. Куминое Е.П., Жидехина Т.В. Введение в культуру дикорастущих плодовых растений / / Нетрадиционные сельскохозяйственные, лекарственные и декоративные растения , 2003. № 1. С. 44-60.
5. Рожкое М.И., Смирное Н.Е. Витаминные растения. М.: Пищепромиздат, 1956.
6. Стрелец В.Д., Аеилоеа С.В., Тутое М.Х. Натуральные поливитаминные напитки на основе использовани плодов малораспространенных древесно-кустарниковых пород // Сб. тр. международ. научно-практич. конф. «Агротехнологии XXI века», 2007. С. 349-351.
7. Стрелец В.Д., Еремин В.И., Тутое М.Х., Корягина Е.А. Производственнохозяйственное обоснование промышленного выращивания шиповника / / Известия ТСХА, 2005. Вып. 4. С. 160-165.
8. Стрелец В.Д., Пименое К.С. и др. Методические рекомендации по созданию промышленных плантаций шиповника сортовым посадочным материалом по интенсивной технологии. М.: ВАСХНИЛ, 1988.
9. Стрелец В .Д.,Тутое М.Х. Использование сырья малораспространенных древеснокустарниковых плодовых растений дл создани натуральных безалкогольных поливитаминных напитков // Интродукци нетрадиционных и редких растений: Материалы VIII Международ. научно-метод. конф. (Мичуринск-наукоград РФ, 8-12 июля
2008 г.). Воронеж: Кварта, 2008. С. 363-366.
10. Стрелец В.Д. О малораспространенных плодовых растениях, обладающих повышенным содержанием биологически активных веществ в плодах / / Нетрадиционные сельскохозяйственные, лекарственные и эфиромасличные растения, 2005. №1(2).
11. Тутое М.Х. Биологически активные вещества малораспространенных культур и их сохранность при сушке / Сб. стат. международ. конф. мол. учен. «Приоритетный национальный проект «Развитие АПК» — новые возможности для молодых ученых» 1-2 июн 2006. С. 296-299.
12. Guast P. Ein untersuchungsergebnis zum zusammenhang zwischen der N-ver-sorgung und dem fruchtfall bei sauerkirschen aus 1976. Mitt.: Obstbau versuchsringes Al-ten Landes, 1980.35.7: 224-225.
13. Medical Tribune and medical News (США), 1979. T. 2. № 37. S. 24.
Рецензент — д. с.-х. н. И.В. Кобозев
SUMMARY
At present therapeutic effect of many fruits is connected with the presence of
biologically active substances in them. These substances are not produced in an organism and the lack of them reduces activity of ferments normalizing metabolism. A number of fruit-bearing plants that are not in current use (dog-rose, ashberry, guelder-rose, haw, sea-buckthorn, bird-cherry and others) can be attributed to plants which can reduce their deficit considerably and in many cases have therapeutic effect in treatment of some diseases.
Key words: biologically active substances, rare fruit, officinal, aromatic plants, dog rose, hawthorn, may rose, rowan tree, sea-buckthorn, Japanese quince tree, service-berry, chokeberry, bird-cherry, polyvitaminic drinks, drying of berries.
Стрелец Виктор Дмитриевич — д. с.-х. н., РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. Тел.: 976-48-77, 976-82-74, 8 915-238-08-97.
Тутов Мурат Хезирович — к. с.-х. н., РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. Эл. почта!: mtutov@gmail.com
