CC BY
33
Сухой сок
из красной смородины
А. А. Емельянов, К. А. Емельянов
Орловский государственный технический университет О. А. Шалимова, А. Ю. Гагарина
Орловский государственный аграрный университет
Доказана возможность получения биологически активных сухих соков в виде паст, гранул и порошков [1]. Используя низкотемпературное выпаривание влаги, получены гранулированный и порошкообразный сухие соки из черной смородины, установлена высокая пищевая и биологическая ценность сухого сока и высказано предположение о возможности его применения в качестве функционального ингредиента продуктов питания [2].
С целью получения новых функциональных ингредиентов осуществлено низкотемпературное удаление влаги из сока прямого отжима красной смородины и исследованы физико-химические свойства сухого сока, пены, образовавшейся при отжиме, выжимок ягоды и дистиллята сока.
Сок прямого отжима получен центрифугированием спелых свежих ягод красной смородины, произрастающей в Орловской области. Из 50 кг ягод, использованных в эксперименте, получено 23 л сока. Концентрирование сока осуществлено выпариванием влаги в вакууме на установке [3]. Зависимости изменения во времени температуры в испарителе t (т), остаточного давления в вакуумной системе р (т) и объема дистиллята V (т), поступавшего в сборник конденсата при выпаривании сока, приведены на рис. 1. Из приведенных кривых следует, что выпаривание происходило со средней скоростью 6,2 л/ч при температуре t < 50 °С и остаточном давлении р « 6 Па.
В результате вакуумного выпаривания получено 3 кг концентрированного сока в виде пастообразной массы и 20 л дистиллята — чистой прозрачной питьевой воды
с ароматом красной смородины, приятной на вкус.
Концентрированный сок, отходы ягоды в виде выжимок и пена, снятая с отжатого сока, были высушены при атмосферном давлении и температуре t <50 °С. В результате досушивания концентрированного сока получено 2,2 кг сухого продукта влажностью 52 %, 6,1 кг выжимок и 64 г пены влажностью 13 %. Суммарная массовая доля сухих веществ в соке, выжимках и пене, отнесенная к использованной ягоде красной смородины, составила 12,8 %, что с погрешностью 15 % соответствует известным данным [4]. Сухие вещества ягоды распределены между выделенными составляющими следующим образом: сухой сок — 2,1 %; выжимки — 10,6 %; пена — 0,1 %.
С помощью стандартных методик исследованы физико-химические свойства сухого сока, пены, выжимок и дистиллята красной смородины. Внешний вид сухого сока красной смородины приведен на рис. 2.
Пищевая и биологическая ценность сухого сока, пены, выжимок и ягоды [4] красной смородины дана в табл. 1.
Учитывая, что приведенный в [2] физико-химический состав сухого сока черной смородины соответствует содержанию сухих веществ 85 %, экспериментальные результаты для 48%-ного сока красной смородины были также приведены к 85%-ному соку.
Из табл. 1 следует, что сухой сок красной смородины обладает высокой пищевой и биологической ценностью, существенно превышая показатели исходной ягоды.
V, л
Рис. 1. Изменение во времени остаточного давления (1), температуры выпаривания сока красной смородины (2) и объема дистиллята (3)
ПИ
НАПИТКИ
5•2008
44
Сок на порядок величины превосходит пену и выжимки по массовой доле витаминов, макро- и микроэлементов и на порядок же уступает им по доле клетчатки. Превышение показателей 85%-ного сока по отношению к ягоде составляет от трехкратного для макро- и микроэлементов до двух порядков величины для органических кислот.
Содержание витаминов в сухом соке, пене, выжимках, дистилляте и ягоде [4] красной смородины приведено в табл. 2.
Из табл. 2 следует, что сухой сок является источником витаминов А, группы В и С. Содержание ретинола пересчитано по экспериментально определенному значению 4,8 мг/100 г р-каротина. По содержанию тиамина сок уступает пене и выжимкам, а также пене по ретинолу. Установлена высокая концентрация витаминов в дистилляте сока прямого отжима, что превращает его в функциональный напиток. Например, 0,5 л натуральной воды из ягоды красной смородины закрывает суточную потребность в витамине С, 1,5 л — в пиридоксине и ниацине, а 2 л — в рибофлавине. По содержанию витаминов сухой сок многократно превышает исходную ягоду красной смородины. Для 85%-ного сока превышение содержания витаминов по отношению к ягоде составляет от одного порядка величины для ретинола и аскорбиновой кислоты до полутора порядков для витаминов группы В.
По содержанию ретинола, тиамина, рибофлавина и аскорбиновой кислоты сухой 85%-ный сок соответствует ягодам с максимальной концентрацией этих веществ. По содержанию витамина А сок соответствует терну (1,4 мг/100 г) и чернике (1,5 мг/100 г), по витамину В1 уступает лишь жимолости (3 мг/100 г), витамина В2 — жимолости (3 мг/100 г) и ирге (12 мг/100 г), витамина С — соответствует черной смородине и облепихе (200 мг/100 г). Содержание ниацина и пиридоксина в сухом соке существенно выше, чем в ягодах. По содержанию витамина РР сок соответствует орехам и семенам (семя кунжута — 4 мг/100 г; ядро семени подсолнечника — 9,9 мг/100 г) и грибам (подберезовик — 6,3 мг/100 г). По содержанию пиридоксина сок многократно превосходит известные продукты, в том числе более чем трехкратно сою, фасоль и куриную печень (0,9 мг/100 г).
Для удовлетворения суточной потребности в витаминах достаточны следующие количества сухого 85%-ного сока красной смородины (г): В6 — 30; С — 40; А и В2 — 100; РР — 170. Общее содержание витаминов 203 мг/100 г определяет высокую биологическую активность сухого сока, при этом массовая доля ретинола (1,4 мг/100 г) указывает на его антиокси-дантные свойства, ниацина (7,2 мг/100 г) и аскорбиновой кислоты (190 мг/100 г) — на антиокислительные, рибофлавина
(1,2 мг/100 г) — на возможность использования в качестве пищевого красителя.
Содержание биологически значимых элементов в сухом соке, пене, выжимках и ягоде [4] красной смородины представлено в табл. 3.
Из данных табл. 3 следует, что сухой сок богат макро- и микроэлементами и по их общему содержанию в три раза превосходит исходную ягоду и на порядок величины — пену и выжимки. При влажности 15 % превышение содержания макро- и микроэлементов в сухом соке по отношению к ягоде составляет от двукратного для кальция до восьмикратного для железа. Впервые установлено наличие в ягоде красной смородины серы, марганца, меди и цинка.
По содержанию натрия сухой 85%-ный сок красной смородины соответствует зерновым (ячмень — 41; овес — 75 мг/ 100 г), орехам и семенам (арахис — 26; семя кунжута — 75 мг/100 г), сухофруктам (финики сушеные — 32; изюм — 117 мг/ 100 г). Содержание кальция в соке выше, чем в ягодах, и соответствует зерновым (рис — 66; ячмень — 93 мг/100 г), орехам (кешью — 47; арахис — 85 мг/100 г), сухофруктам (финики — 65; чернослив, изюм — 80 мг/100 г) и фруктам (лимон — 40; хурма — 127 мг/ 100 г). По магнию сок соответствует сухофруктам (курага персиковая, цукаты — 92; чернослив — 102 мг/ 100 г), зерновым (рис — 96; пшеница мягкая — 102 мг/ 100 г), зернобобовым (чечевица — 80; фасоль — 103 мг/100 г) и фруктам (банан — 42; арбуз — 224 мг/100 г). Содержание фосфора в соке такое же, как в сухофруктах (яблоки сушеные — 77; чернослив — 83 мг/100 г) и зернобобовых (бобы — 44 мг/100 г; горох — 329 мг/100 г). По сере сок соответствует ягодам (черная смородина — 2; вишня — 6 мг/100 г); по железу — лесным ягодам (кизил — 4,1; шиповник — 11,5 мг/100 г), сухофруктам (яблоки сушеные — 6; шиповник сушеный — 25 мг/ 100 г), орехам (ядро абрикоса — 7 мг/100 г), зерновым (рожь, пшеница мягкая — 5,4; ячмень — 12,1 мг/100 г) и зернобобовым (горох — 9,4 мг/100 г). Содержание марганца в соке такое же, как у зерновых (гречиха — 1,76 мг/100 г; рожь — 2,67 мг/100 г), зернобобовых (горох — 1,75; соя — 2,8 мг/100 г), орехов и семян (миндаль сладкий — 1,92; какао-бобы — 2,85 мг/ 100г) и ягод (брусника — 0,65; шиповник — 19 мг/100 г). По содержанию меди сок соответствует ягодам (малина — 0,17; шиповник — 37 мг/100 г), цинка — овощам (лук репчатый — 0,85 мг/ 100 г) и ягодам (шиповник — 1,1 мг/100 г).
Для удовлетворения суточной потребности в микроэлементах требуются 40 г Си, 170 г Fe и Мп сухого 85 %-ного сока красной смородины.
Таким образом, с помощью низкотемпературного удаления влаги в вакууме по-
Таблица 1
Показатель Сок (48 %) Пена Выжимки Сок (85 %) Ягода Отношение сок (85 %) : ягода
Влажность,% 52 13 13 15 85 0,18
Белки,% 1,2 0,6 0,2 2,1 0,6 3,5
Жиры, % 1,4 12 1,6 2,5 0,2 12,5
Углеводы, % 21 24 28 37 7,7 4,8
Клетчатка,% 2,2 43 46 3,9 — —
Пектин, % 8,2 0,2 0,05 14,4 — —
Органические кислоты, % 5,8 0,09 0,1 10,2 0,1 102
Зола,% 4,1 3,6 3,8 7,2 0,6 12
Витамины, мг/100 г 134 17 9 203 26 8
Минеральные вещества, мг/100 г 185 25 20 325 108 3,1
Энергетическая ценность, ккал/100 г 104 209 130 183 33 5,5
Таблица 2
Витамин, мг/100 г Потребность, мг Сок (48 %) Пена Выжимки Дистиллят Сок (85 %) Ягода Отношение сок (85 %) : ягода
Ретинол (А) 1,5 0,8 2,0 0,01 — 1,4 0,2 7
Тиамин (В1) 1,9 0,2 1,0 1,5 — 0,35 0,01 35
Рибофлавин (В2) 1,1 0,7 0,06 0,46 0,05 1,2 0,03 40
Пиридоксин (В6) 1,1 1,8 0,6 0,02 0,08 3,2 0,1 32
Ниацин (РР) 12 4,1 0,7 1,1 0,85 7,2 0,2 36
Аскорбиновая кислота (С) 75 110 7 6 17 190 25 8
Всего — 134 17 9 18 203 26 8
Таблица 3
Элемент, мг/100 г Суточная потребность, мг Сок (48 %) Пена Выжимки Сок (85 %) Ягода Отношение сок (85 %) : ягода
Натрий (Ма) 550 33 4,2 0,9 58 21 2,8
Кальций (Са) 1000 40 12 12 70 36 2,0
Магний (Мд) 325 57 4,9 4,9 100 17 5,9
Фосфор (Р) 700 46 2,5 0,01 80 33 2,5
Сера — 1,8 0,01 — 3,2 — —
Железо (Ре) 12,5 4,1 0,18 0,3 7,2 0,9 8,1
Марганец (Мп) 3,5 1,2 1,4 1,3 2,1 — —
Медь (Си) 1,25 1,8 0,09 0,03 3,2 — —
Цинк ^п) 8,5 0,4 0,08 0,08 0,7 — —
Всего: — 185 25 20 324 108 3
лучен сухой сок красной смородины и исследованы физико-химические свойства сухого сока, пены, образовавшейся при отжиме, выжимок ягоды и дистиллята сока. Показано, что сухой сок обладает высокой пищевой и биологической ценностью, существенно превышая показатели исходной ягоды. Витаминный состав сухого 85%-ного сока (мг/100 г): А — 1,4; В1 — 0,35; В2 — 1,2; В6 — 3,2; РР — 7,2; С — 190. Состав макро- и микроэлементов (мг/100 г): N — 58; Са — 70; М£ — 100; Р — 80; S — 3,2; Fe — 7,2; Мп — 2,1; Си — 3,2; Zп — 0,7. Впервые в красной смородине найдено содержание серы, марганца, меди и цинка.
В дистилляте сока красной смородины установлено содержание витаминов (мг/100 г): В2 — 0,05; В6 — 0,08; РР — 0,85; С — 17, что превращает натуральную
воду из ягоды в функциональный напиток. Сухой сок из красной смородины может найти широкое применение в пищевом производстве при изготовлении продуктов функционального назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. ЕмельяновА.А. Сухие натуральные соки: пасты, гранулы, порошки//Пиво и напитки. 2008. № 2. С. 36-39.
2. Емельянов А.А., Емельянов Д.А., Шалимова О. А. Сухой сок из черной смородины//Пищевая промышленность, 2008. № 7. C. 16-18.
3. Емельянов А. А., Золотарев А. Г., Емельянов К. А. Малогабаритная установка для концентрирования и сушки пищевых продуктов в вакуу-ме//Пищевая промышленность, 2007. № 12. C. 52.
4. Энциклопедия Эмос. Химический состав пищевых продуктов. Красная смородина. http://www.sunduk.ru/Encycl/Index.html
5 • 2008
45
