CC BY
29
УДК 664.1.048.5
Сухой сок из крыжовника
А. А. Емельянов, д-р техн. наук, проф.; К. А. Емельянов, асп. Орловский государственный технический университет О. А. Шалимова, канд. биол. наук, доц.; А. Ю. Гагарина, асп. Орловский государственный аграрный университет
Ягоду крыжовника, богатую витаминами и минеральными веществами, относят к диетическим продуктам. Крыжовник оказывает освежающее, желчегонное, мочегонное и противовоспалительное действие, выводит из организма холестерин, токсичные элементы и радионуклиды, применяется при профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний, при кожных заболеваниях, нарушении обмена веществ и ожирении. Наибольшей концентрацией витаминов, макро- и микроэлементов обладает сок ягоды. Удалив влагу из сока прямого отжима, можно получить продукт функционального назначения с высоким содержанием биологически активных веществ.
Для получения биологически активного продукта сок следует выпаривать при пониженных температурах. Температура кипения t = 30...50 °С достигается при давлении р = 4-12 кПа [1]. Скорость выпаривания возрастает с уменьшением давления. При р = = 6-10 Па скорость, приведенная к единице объема выпариваемой жидкости, достигает 60 %-ч-1 [2].
Выпаривание сока прямого отжима черной смородины при t < 50 °С и р и 6 Па с получением концентрированного сока выполнено в [3]. После досушки при атмосферном давлении и экструзии получен гранулированный сухой сок, обладающий высокой пищевой и биологической ценностью, который может быть использован в качестве функционального ингредиента продуктов питания.
С целью расширения ассортимента функциональных ингредиентов проведено низкотемпературное удаление влаги из сока прямого отжима крыжовника и исследован физико-химический состав сухого сока.
Сок прямого отжима получали из спелых свежих ягод крыжовника, произрастающего в Орловской области. В эксперименте использовали 38 кг ягоды, путем центрифугирования которой получено 22,5 кг сока прямого
Ключевые слова: крыжовник, сок прямого отжима, вакуумное выпаривание, сухой сок, физико-химический состав
отжима, что соответствовало 59 % выхода сока. Концентрирование сока осуществляли удалением влаги в вакууме при t < 50 °С с помощью установки [4].
Зависимости изменения во времени температуры в испарителе t (т), остаточного давления в вакуумной системе р (т) и объема конденсата V (т), поступавшего в сборник при вакуумном выпаривании сока, показаны на рис. 1.
Из кривых t (т), р (т) и V (т) следует, что выпаривание сока прямого отжима происходило при температуре t < 50 °С и остаточном давлении р и 6 Па со средней скоростью 10 л/ч. Выпаривание при пониженных температурах минимизировало потери биологически активных веществ. Применение давления на пять порядков величины меньше атмосферного обеспечивало высокую производительность по выпаренной влаге. В результате вакуумного выпа-
^ °с 60
Р, Па; V, л 12
Рис. 1. Зависимости изменения во
времени температуры выпаривания (1), остаточного давления (2) и объема конденсата (3)
ривания из 22,5 кг сока прямого отжима получено 3,5 кг концентрированного сока в виде пастообразной массы влажностью 72 % и 19 л конденсата.
Конденсат, масса которого составила 50 % от массы использованной ягоды, представлял собой чистую прозрачную питьевую воду с ароматом крыжовника приятную на вкус и был пригоден к непосредственному употреблению.
В течение недели концентрированный сок досушивали в конвективной сушилке при атмосферном давлении и температуре t < 50 °С. В результате получено 2 кг обезвоженного сока влажностью 47 %, что соответствовало выходу 5,3 % от массы использованной ягоды. Внешний вид сухого сока урожая 2008 г. приведен на рис. 2, а.
Кроме сока урожая 2008 г. были исследованы сухие соки крыжовника, полученные из урожаев 2006 и 2007 гг. Сок урожая 2007 г. подвергали более длительному высушиванию с применением экструдера (рис. 2, б). Сок 2006 г. после экструзии был размельчен в порошок при влажности 13,6 %. Сухие соки хранили в обычных условиях при комнатной температуре соответственно в течение двух лет и одного года. В результате слеживания продукта внешний вид гранулированного и порошкообразного соков изменился, при этом порошкообразный сок превратился в бесформенную массу (рис. 2, в).
Лабораторные исследования физико-химического состава сухих соков крыжовника урожаев 2006-2008 гг. были выполнены одновременно.
Пищевая и биологическая ценность сухого сока и ягоды [5] крыжовника приведена в табл. 1.
Из табл. 1 следует, что в результате длительного хранения в обычных условиях при комнатной температуре в течение одного года и двух лет сухой сок крыжовника не претерпел существенного изменения своих свойств. Для выбранных условий хранения равновесная влажность составила и 40 %. Учитывая, что экспериментальные данные по сухому гранулированному соку черной смородины [3] соответствуют влажности 15 %, результаты по кры-
3•2009
0
20
40
60
80
т, мин
22
жовнику, полученные за трехлетний период, также были приведены к 15 % влажности, т.е. к соку с содержанием сухих веществ 85 %.
Сухой 85%-ный сок крыжовника обладает высокой пищевой и биологической ценностью. Сок превосходит использованную для его получения ягоду по массовой доле витаминов и минеральных веществ в 3 раза, а углеводов и энергетической ценности — в 5 раз. Содержание жиров, титруемых кислот, приведенных к яблочной, и зольности в 8 раз превышает содержание в исходном продукте. Высокая концентрация пектина, превосходящая в 27 раз содержание в ягоде, обеспечивает сухому соку крыжовника вид пастилы, а также высокую слеживаемость при хранении.
Содержание витаминов (мг/100 г) в сухом соке и ягоде [3] крыжовника приведено в табл. 2.
Из табл. 2 следует, что сухой сок содержит ^-каротин, витамины группы В, витамины Е и С. Значения ретинола, приведенные в табл. 2, пересчитаны по экспериментально определенным данным для ^-каротина в соотношении 1/6. В результате хранения в обычных условиях при комнатной температуре в течение одного года и двух лет массовая доля витаминов в сухом соке крыжовника осталась неизменной и соответствовала продукту нового урожая. В целом по содержанию витаминов сухой 85%-ный сок в 3,4 раза превосходит использованную при его получении ягоду. Кратность превышения для отдельных витаминов лежит в диапазоне от 2 для токоферола до 29 для ретинола. Данные по витаминам группы В получены на приборе «Ка-пель-105М».
Для удовлетворения суточной потребности в витаминах достаточны следующие количества 85%-ного сока крыжовника (г): А — 25; С — 80; PP — 220.
Содержание макро- и микроэлементов (мг/100 г) в сухом соке и ягоде [3] крыжовника приведено в табл. 3.
В целом по содержанию макро- и микроэлементов сок превышает исходную ягоду в 2,8 раза, при этом кратность превышения для отдельных элементов составляет: ^ — 28; Mn — 22; Zn — 21; Mg — 8,8. Содержание цинка соответствует зерновым (рис — 1,8 мг/100 г, рожь — 2,04 мг/100 г). Степень удовлетворения суточной потребности составляет (%): медь — 290; марганец — 280; магний — 24, цинк — 22.
Таблица 1
Показатель
Сухой сок 2007 г.
Сок 85%-ный
Сок/ягода
Влажность, % Белки, % 47 1,2 43 0,8 39 0,9 15 1,4 84,7 0,7 0,2 2
Жиры, % 1,2 1,3 1,0 1,7 0,2 8,5
Углеводы, % 27 29 33 44 9,1 4,8
Клетчатка, % 1,8 1,2 1,7 2,4 2,0 1,2
Пектин, % 11 14 13 19 0,7 27
Органические кислоты, % 6,4 6,8 7,3 10,2 1,3 7,8
Зола, % 3,6 2,6 3,1 4,7 0,6 7,8
Витамины, мг/100 г 67,0 61,9 73,7 103,6 30,6 3,4
Минералы, мг/100 г 185,4 201,9 175,7 286,5 101,5 2,8
Энергетическая ценность, ккал/100 г 126 134 148 201 38,7 5,2
Таблица 2
Сухой сок Сок
Показатель 2008 г. 2007 г. 2006 г. 85%-ный Ягода Сок/ягода
Ретинол А Тиамин В1 3,7 0,019 3,9 0,018 3,5 0,017 5,8 0,03 0,2 0,01 29 3
Рибофлавин В2 0,04 0,03 0,03 0,06 0,02 3
Пиридоксин В6 0,06 0,07 0,06 0,1 0,03 3,3
Ниацин РР 3,4 3,1 4,4 5,4 0,3 18
Токоферол Е 0,8 0,75 0,71 1,25 0,6 2,1
Аскорбиновая кислота С 59 54 65 91 30 3
Всего 67,0 61,9 73,7 103,6 30,6 3,4
Таблица 3
Сухой сок Сок
Показатель 2008 г. 2007 г. 2006 г. 85%-ный Ягода Сок/ягода
Натрий Ма Кальций Са 24 43 34 44 28 38 44 63 23 22 1,9 2,9
Магний Мд 51 54 53 79 9 8,8
Фосфор Р 28 27 36 46 28 1,6
Сера S 28 32 11 37 18 2,1
Железо Fe 1,7 1,6 1,1 2,2 0,8 2,8
Марганец Мп 6,2 6,0 5,9 9,8 0,45 22
Медь Си 2,3 2,1 1,8 3,6 0,13 28
Цинк Zn 1,2 1,2 0,9 1,9 0,09 21
Всего 185,4 201,9 175,7 286,5 101,5 2,8
Ягода
2008 г.
2006 г.
Лабораторные исследования дистиллята показали присутствие в нем в-каротина и витаминов группы В и С, что дает основания для использования натуральной воды, полученной из сока прямого отжима крыжовника, в качестве основы для разработки функциональных напитков.
Таким образом, с помощью низкотемпературного удаления влаги в вакууме получен новый биологически активный продукт — сухой сок крыжовника. Показана высокая биологическая ценность сухого сока. Сок существенно превышает исходную ягоду по витаминам А и группы В, богат магнием, медью, цинком и марганцем. Показана неизменность свойств сухого сока в результате двухлетнего хранения при комнатной температуре в обычных условиях. Сухой сок из крыжовника, так же как и натуральная во-
да из него, может наити широкое применение в качестве функционального
ингредиента продуктов питания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ривкин С. Л., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. — М.: Энергия, 1980.
2. Емельянов А. А.. Долженков В. В., Емельянов К.А. Вакуумный дистиллятор//Ш'Э. 2008. № 5. С. 146-149.
3. Емельянов А. А., Емельянов К. А., Шалимова О. А Сухой сок из черной смородины//Пи-щевая промышленность. 2008. № 7. C. 16-18.
4. Емельянов А. А., Золотарев А. Г., Емельянов К. А. Малогабаритная установка для концентрирования и сушки пищевых продуктов в вакууме//Пищевая промышленность. 2007. № 12. C. 52.
5. Энциклопедия «Эмос». Химический состав пищевых продуктов. Черная смородина. http://www.sunduk.ru/Encycl/Index.html (S£
3 • 2009
23
