Научная статья на тему 'Технологические аспекты получения высококачественных экстрактов из плодов дикоросов'

Технологические аспекты получения высококачественных экстрактов из плодов дикоросов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
190
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЛОДЫ ДИКОРОСОВ / ВОДНО-СПИРТОВЫЕ ЭКСТРАКТЫ / ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ / ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТОВ / СПОСОБЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ЭКСТРАКЦИИ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Ашурбекова Фируза Алимирзаевна, Гусейнова Батуч Мухтаровна, Даудова Татьяна Идрисовна

Исследована пищевая ценность плодов боярышника восточного ( Crataegus orientalis L. ), бузины черной ( Sambucus nigra L. ), кизила обыкновенного ( Cornus mas L. ) и их водно-спиртовых экстрактов. Общепринятыми в биохимии методами в них определено содержание экстрактивных и фенольных веществ, сахаров, титруемых кислот, витаминов С и Р. Результаты анализов свидетельствуют о том, что созревающие в условиях Дагестана плоды дикоросов - бузины черной, боярышника и кизила - могут быть с успехом использованы в качестве сырья для получения высококачественных экстрактов, богатых биологически и физиологически активными веществами. Концентрация витамина С в свежих плодах дикоросов варьировала от 19,4 (боярышник) до 36,4 мг % (бузина). Содержание витамина Р составляло c 93,3 (боярышник) до 182,9 мг % (бузина). В плодах бузины черной обнаружено наибольшее количество сахаров (12,8 %) и титруемых кислот (2,5 %), а в плодах боярышника - фенольных веществ (2,9 %). Выявлена возможность изготовления высококачественных экстрактов из плодов дикоросов, богатых биологически активными веществами, с применением различных технологических режимов и способов экстракции: длительности настаивания сырья, температурного режима проведения экстракции, крепости растворителя и величины гидромодуля. Результаты исследований свидетельствуют о том, что проводить экстракцию дольше 7 дней нецелесообразно, а лучшим температурным режимом для интенсификации этого процесса является 20-22 °С. Оптимальное значение гидромодуля (соотношения сырье / экстрагент) - 1:4. Выявлено, что наибольшее извлечение сахаров, титруемых кислот и витамина С из плодов дикоросов происходило при применении экстрагента с 50 % об. этанола. Содержание 70 % об. этанола в растворителе способствовало лучшему выходу в экстракт витамина Р и фенольных веществ. Результаты биохимических анализов экстрактов из плодов боярышника, бузины и кизила показали, что проведение экстракции способом двукратного настаивания при условии подбора оптимальных технологических режимов позволяет обеспечить в среднем 55-65 %-ный выход ценных нутриентов из исследованного плодового сырья.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Technological aspects of receiving high-quality extracts from fruits of wild plants

The nutrition value of fruits of a hawthorn east is investigated ( Crataegus orientalis L. ), elder black ( Sambucus nigra L. ), cornel ordinary ( Cornus mas L. ) and their aqueous-alcoholic extracts. The standard methods in biochemistry in them determined the content of extractive and phenolic substances, sugars, titrable acids, vitamins C and Р. Results of analyses demonstrate that the fruits of wild plants ripening in the conditions of Dagestan - elder black, a hawthorn and a cornel can be used with success as raw materials for receiving high-quality extracts of the rich biologically and physiologically active agents. Concentration of vitamin C in fresh fruits of wild plants varied from 19.4 (hawthorn) to 36.4 mg % (elder). Content of vitamin P was 93.3 (hawthorn) - 182.9 mg % (elder). In fruits of elder black the greatest number of sugars (12.8 %) and titrable acids (2.5 %), and fruits of a hawthorn of phenolic substances (2.9 %) is revealed. The possibility of production of high-quality extracts from fruits of wild plants rich with biologically active agents, with application of various technological modes and ways of extraction is revealed: raw materials insisting duration; temperature condition of carrying out extraction, fortress of solvent and size of the hydromodule. Results of researches demonstrate that it is inexpedient to carry out extraction longer than 7 days, and the best temperature condition for an intensification of this process is 20-22 °С. The optimum value of the hydromodule (ratios raw materials / ekstragen) is 1:4. It is revealed that the greatest extraction of sugars, titrable acids and vitamin C came from fruits of wild plants at application of the ekstragent from 50 % about. ethanol. Content is 70 % about. ethanol in solvent promoted the best exit in extract of vitamin P and phenolic substances. Results of biochemical analyses of extracts from fruits of a hawthorn, elder and a cornel showed that carrying out extraction in the way of double insisting on condition of selection of the optimum technological modes allows to provide on average 55-65 % exit of valuable nutrients from the studied fruit raw materials.

Текст научной работы на тему «Технологические аспекты получения высококачественных экстрактов из плодов дикоросов»

УДК 664.8:663.813 DOI 10.24411/0235-2486-2020-10005

технологические аспекты получения высококачественных экстрактов из плодов дикоросов

Ф.А. Ашурбекова, аспирант; Б.М. Гусейнова*, д-р с.-х. наук., профессор Дагестанский государственный аграрный университет имени м.м. Джамбулатова, махачкала Т.И. Даудова

Прикаспийский институт биологических ресурсов ДнЦ ран, махачкала

Дата поступления в редакцию 17.05.2019 * batuch@yandex.ru

Дата принятия в печать 27.01.2020 ©, 2020

Реферат

Исследована пищевая ценность плодов боярышника восточного (Crataegus orientalis L. ), бузины черной (Sambucus nigra L. ), кизила обыкновенного (Cornus mas L.) и их водно-спиртовых экстрактов. Общепринятыми в биохимии методами в них определено содержание экстрактивных и фенольных веществ, сахаров, титруемых кислот, витаминов С и Р. Результаты анализов свидетельствуют о том, что созревающие в условиях Дагестана плоды дикоросов - бузины черной, боярышника и кизила - могут быть с успехом использованы в качестве сырья для получения высококачественных экстрактов, богатых биологически и физиологически активными веществами. Концентрация витамина С в свежих плодах дикоросов варьировала от 19,4 (боярышник) до 36,4 мг % (бузина). Содержание витамина Р составляло c 93,3 (боярышник) до 182,9 мг % (бузина). В плодах бузины черной обнаружено наибольшее количество сахаров (12,8%) и титруемых кислот (2,5%), а в плодах боярышника - фенольных веществ (2,9%). Выявлена возможность изготовления высококачественных экстрактов из плодов дикоросов, богатых биологически активными веществами, с применением различных технологических режимов и способов экстракции: длительности настаивания сырья, температурного режима проведения экстракции, крепости растворителя и величины гидромодуля. Результаты исследований свидетельствуют о том, что проводить экстракцию дольше 7 дней нецелесообразно, а лучшим температурным режимом для интенсификации этого процесса является 20-22 °С. Оптимальное значение гидромодуля (соотношения сырье/экстрагент) - 1:4. Выявлено, что наибольшее извлечение сахаров, титруемых кислот и витамина С из плодов дикоросов происходило при применении экстрагента с 50% об. этанола. Содержание 70% об. этанола в растворителе способствовало лучшему выходу в экстракт витамина Р и фенольных веществ. Результаты биохимических анализов экстрактов из плодов боярышника, бузины и кизила показали, что проведение экстракции способом двукратного настаивания при условии подбора оптимальных технологических режимов позволяет обеспечить в среднем 55-65%-ный выход ценных нутриентов из исследованного плодового сырья.

Ключевые слова

плоды дикоросов, водно-спиртовые экстракты, химический состав, пищевая ценность, технологические параметры получения экстрактов, способы интенсификации экстракции

Для цитирования

Ашурбекова Ф.А., Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. (2020) Технологические аспекты получения высококачественных экстрактов из плодов дикоросов // Пищевая промышленность. 2020. № 1 С. 18-22.

Technological aspects of receiving high-quality extracts of wild plants

F.A. Ashurbekova, graduate student; B.M. Guseynova*, Doctor of Agricultural Sciences, Professor Dagestan State Agricultural University named after M.M. Dzhambulatov, Makhachkala T.I. Daudova

Pri-Caspian Institute of Biological Resources of the Dagestan center of Science of RAS, Makhachkala

Received: May 17, 2019 * batuch@yandex.ru

Accepted: January 27, 2020 ©, 2020

Abstract

The nutrition value of fruits of a hawthorn east is investigated (Crataegus orientalis L.), elder black (Sambucus nigra L.), cornel ordinary (Cornus mas L.) and their aqueous-alcoholic extracts. The standard methods in biochemistry in them determined the content of extractive and phenolic substances, sugars, titrable acids, vitamins C and P. Results of analyses demonstrate that the fruits of wild plants ripening in the conditions of Dagestan - elder black, a hawthorn and a cornel can be used with success as raw materials for receiving high-quality extracts of the rich biologically and physiologically active agents. Concentration of vitamin C in fresh fruits of wild plants varied from 19.4 (hawthorn) to 36.4 mg % (elder). Content of vitamin P was 93.3 (hawthorn) - 182.9 mg % (elder). In fruits of elder black the greatest number of sugars (12.8%) and titrable acids (2.5%), and fruits of a hawthorn of phenolic substances (2.9%) is revealed. The possibility of production of high-quality extracts from fruits of wild plants rich with biologically active agents, with application of various technological modes and ways of extraction is revealed: raw materials insisting duration; temperature condition of carrying out extraction, fortress of solvent and size of the hydromodule. Results of researches demonstrate that it is inexpedient to carry out extraction longer than 7 days, and the best temperature condition for an intensification of this process is 20-22 °C. The optimum value of the hydromodule (ratios raw materials/ekstragen) is 1:4. It is revealed that the greatest extraction of sugars, titrable acids and vitamin C came from fruits of wild plants at application of the ekstragent from 50% about. ethanol. Content is 70% about. ethanol in solvent promoted the best exit in extract of vitamin P and phenolic substances. Results of biochemical analyses of extracts from fruits of a hawthorn, elder and a cornel showed that carrying out extraction in the way of double insisting on condition of selection of the optimum technological modes allows to provide on average 55-65% exit of valuable nutrients from the studied fruit raw materials.

from fruits

Key words

fruits of wild plants, aqueous-alcoholic extracts, chemical composition, nutrition value, process parameters of receiving extracts, ways of an intensification of extraction

For citation

Ashurbekova F.A., Guseynova B.M., Daudova T.I. (2020) Technological aspects of receiving high-quality extracts from fruits of wild plants // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 2020. No. 1. P. 18-22.

18

1/2020 пищевая промышленность ISSN 0235-2486

Введение. Экстракты из фруктов и ягод относятся к плодовой продукции, обладающей большой пищевой и биологической ценностью, способной сохранять свои полезные свойства в течение продолжительного времени и отвечающей критериям продукции здорового питания и запросам потребителя [1].

Главной проблемой при получении экстрактов является обеспечение наиболее полного извлечения из используемого плодового сырья комплекса биологически активных соединений.

Отсутствуют однозначно оптимальные и общие для всех видов фруктов и ягод технологические параметры получения из них водно-спиртовых экстрактов с максимальным извлечением биологически и физиологически активных компонентов. Это связано с тем, что фрукты и ягоды являются биологическими объектами, которые представляют собой неравновесные открытые термодинамические системы, существующие в определенных заданных условиях (температуры, влажности и др.). Изменение этих условий, как известно, вызывает в растительном сырье разного характера процессы, которые в большой степени зависят от вида и степени зрелости плодов, физико-химического состава и механических свойств сырья. Кроме того, интенсивность экстрагирования питательно ценных компонентов зависит и от технологических свойств сырья: доброкачественности, степени измельчения, поглощающей способности, коэффициента вымывания, плотности, пористости и др. [2-4]. Важную роль в получении экстрактов с высокой пищевой ценностью играют также условия и технологические режимы проведения экстракции (температура, продолжительность экстракции, природа и вязкость экстрагента, соотношение сырье/экстрагент (гидромодуль) и др.).

Поэтому необходимо разрабатывать новые и совершенствовать имеющиеся технологии получения экстрактов для каждого вида сырья, то есть выявлять оптимальные технологические режимы и условия проведения экстракции.

исходя из вышесказанного была поставлена цель - определить оптимальные технологические параметры получения высококачественных экстрактов из плодов произрастающих в Республике Дагестан дикорастущих растений - боярышника восточного, бузины черной и кизила обыкновенного - после изучения влияния на процесс экстракции: длительности настаивания сырья; температуры экстрагирования; концентрации водно-спиртовых растворов (экстрагентов); соотношений сырья и растворителя (гидромодулей).

Объекты и методы исследований.

объектами исследования являлись плоды дикорастущих боярышника восточного

(Crataegus orientais L.), бузины черной (Sambucus nigra L.), кизила обыкновенного (Cornus mas L.) и их водно-спиртовые экстракты. Пищевую ценность плодов ди-коросов и изготовленных с их использованием экстрактов определяли общепринятыми в биохимии методами: массовую концентрацию сахаров - ГОСТ 13192-73, титруемых кислот - ГОСТ 25555-82, витамина С - ГОСТ 24556-89, фенольных веществ и витамина Р - колориметрическим методом, применяя прибор «ФЭК-56М» (Россия) [5], пектиновых и экстрактивных веществ - карбозольным и рефрактометрическим методами соответственно.

Статистическую обработку результатов исследований осуществляли с помощью пакета программ SPSS 12.0 для Windows. Достоверность полученных отличий устанавливали по t-критерию Стьюдента. Статистически значимыми считали различия при p<0,05. Экспериментальные данные представлены в виде среднего значения (Х) и стандартной ошибки среднего значения (±SE).

Выбранные в качестве сырья для получения экстрактов боярышник восточный, бузина черная и кизил обыкновенный широко распространены на территории Северного Кавказа. В большом количестве эти дикоросы произрастают в равнинной и предгорной зонах Дагестана. Плоды боярышника, бузины черной и кизила, как известно, обладают морфологическим и химическим полиморфизмом, являются ценным пищевым, поливитаминным и лекарственным сырьем для фармацевтической и пищевой отрасли перерабатывающей промышленности.

Для приготовления экстрактов плоды дикоросов сортировали, мыли, удаляли плодоножки, посторонние примеси, нецелые, недозрелые и гнилые экземпляры и взвешивали. Затем плоды опытных образцов бланшировали паром при температуре 100 °С в течение 2-3 мин и после этого измельчали на протирочной машине с диаметром отверстий от 2 до 5 мм для наиболее полного извлечения экстрактивных веществ.

Экстрагирование двукратным настаиванием плодового сырья производилось в стеклянной посуде емкостью 3 л, куда помещали измельченную мякоть с кожицей плодов дикоросов и заливали водно-спиртовым раствором. Для лучшей экстракции при настаивании следили за тем, чтобы сырье было полностью погружено в экстрагент. Экстракты первого слива по-

лучали с помощью водно-спиртовых жидкостей различной крепости: 40, 50, 60, 70 и 80% об. и в соотношениях сырье/экстрагент (гидромодуль) 1:2, 1:3, 1:4 и 1:5. По окончании извлечения экстрактивных веществ из плодов в экстракт первого слива полученный настой сливали, фильтровали и далее для более полного извлечения экстрактивных веществ оставшееся сырье вторично заливали водно-спиртовой жидкостью крепостью 40% об. в соотношении сырье/экстрагент 1:2 и настаивали при периодическом перемешивании. Затем экстракты первого и второго слива перемешивали, профильтровывали и получали общий настой ингредиентов.

Результаты исследований и их обсуждение. Известно, что химический состав плодов дикоросов постоянно меняется, что обусловлено природно-климатическими условиями места их произрастания, составом и структурой почв под дикоросами, влагообеспеченностью и другими экологическими факторами. Поэтому информация о химическом составе плодов дикоросов, созревающих в определенной местности, необходима для составления четкого представления об их пищевой ценности.

Наибольшее накопление сахаров, как показали наши исследования, наблюдалось в плодах бузины - 12,8 %. В боярышнике содержание сахаров оказалось самым низким - 5,6%. Количество органических кислот, участвующих в обменных процессах, формирующих кислый вкус плодов и обладающих бактерицидным действием, в опытных образцах дикоросов варьировало в пределах от 1,7 (боярышник) до 2,5% (бузина).

Наиболее обеспеченными фенольными соединениями, обладающими антиканцерогенным, антиоксидантным и бактерицидным действием, снижающим уровень холестерина в крови, препятствующим развитию ожирения и сердечнососудистых заболеваний [6-8], оказались плоды боярышника - 2,9 и бузины - 2,7% (табл. 1).

Фрукты и ягоды, как известно, являются основными источниками многих витаминов, в числе которых витамины С и Р, поступающие в организм человека в основном с продуктами растительного происхождения. Содержание витаминов в растительном сырье колеблется в зависимости от вида, сорта, степени зрелости плодов и условий их выращивания.

Таблица 1

Биохимический состав плодов дикоросов из Дагестана

Плоды Биокомпоненты

Сахара, % Титруемые кислоты, % Фенольные вещества, % Витамин С, мг % Витамин Р, мг %

Боярышник восточный 5,6±0,11 1,7±0,03 2,9±0,06 19,4±0,39 93,3±2,09

Бузина черная 12,8±0,38 2,5±0,07 2,7±0,05 36,4±1,09 182,9±4,12

Кизил обыкновенный 9,0±0,36 1,8±0,04 2,3±0,06 27,2±1,08 157,2±3,45

Витамин С, присутствующий во фруктах и ягодах, удовлетворяет почти 80 % потребности организма человека. Он участвует в окислительно-восстановительных реакциях, способствует усвоению железа, усилению иммунитета [9, 15]. Витамин С содержался в опытных образцах плодов дикоросов в количестве от 19,4 (боярышник) до 36,4 мг% (бузина).

Большой интерес у иммунологов и диетологов вызывают биофлавоноиды (вещества Р-витаминного действия) - мощнейшие антиоксиданты. Их применяют в медицинской практике как капилля-роукрепляющие, противовоспалительные и гипотензивные средства [10, 11]. Высокая концентрация витамина Р (рутина) была обнаружена в плодах бузины и кизила: соответственно 182,9 и 157,2 мг%.

Исследования показали, что плоды дикорастущих боярышника восточного, бузины черной и кизила обыкновенного, произрастающих в Дагестане, могут быть использованы для получения экстрактов, богатых биологически и физиологически активными веществами.

Актуальной проблемой при получении экстрактов является обеспечение наиболее полного извлечения из используемого растительного сырья ценных представителей его химического состава. Степень их поступления в экстракт зависит от качества сырья, вида растворителя и условий проведения экстракции [2-4, 12, 13]. Поэтому нами были определены оптимальные технологические параметры получения высококачественных экстрактов из боярышника, бузины черной и кизила в результате изучения влияния длительности настаивания сырья; температурного режима проведения экстракции, различных концентраций этанола в экстрагенте и соотношений сырье/экстрагент на степень извлечения из используемого субстрата экстрактивных веществ, сахаров, титруемых кислот, фенольных веществ, витаминов С и Р.

Результаты эксперимента показали, что наступление осмотического равновесия между водно-спиртовой жидкостью и содержимым клеток экстрагируемых плодов, выражающееся в прекращении нарастания концентрации экстрактивных веществ в экстракте, происходило через 7-8 дней после начала опыта - это оптимальный срок настаивания исследованных плодов для получения экстрактов.

При экстрагировании компонентов химического состава из фруктов и ягод, как известно, важен выбор температурного режима, при котором происходит этот процесс. В современной практике экстракцию полезных веществ из плодового растительного сырья проводят при умеренных (20 ± 5 °С) или повышенных (40...100 °С) температурах.

Изучение влияния температурного режима на процесс экстрагирования из свежего плодового сырья витаминов С и Р,

а также экстрактивных веществ проводили с использованием опытных образцов из бузины черной. В качестве экстрагентов применяли водно-спиртовые жидкости с разной крепостью - 40, 50, 60, 70 и 80 % об. этанола, изменяя температуру от 16 до 25 °С. Известно, что при повышении температуры усиливается процесс диффузии и диализа и, как следствие, возрастает растворимость в водно-спиртовых жидкостях ценных компонентов сырья, но в то же время могут происходить и негативные явления - испарение (эфирных масел), окисление и разрушение термолабильных веществ. Поэтому температура является одним из важных факторов, влияющих на получение высококачественных экстрактов из плодового сырья с максимальной концентрацией БАВ и других компонентов [2, 4, 14].

С повышением температуры смеси от 16 до 22 °С выход экстрактивных веществ из плодов бузины черной возрастал при всех вариантах крепости использованного водно-спиртового экстрагента, но дальнейшее увеличение температуры до 25 °С привело к уменьшению их концентрации в экстрактах. При всех примененных температурных режимах наиболее интенсивно экстрактивные вещества извлекались, когда использовали экстрагент с содержанием этанола 50% об. (табл. 2).

При оценке степени выхода в экстракт витамина С из плодов бузины черной определено, что максимальное его извлечение происходило при температуре 20 °С и использовании экстрагента крепостью 50 % об. этанола, что составило 25,1 мг% (табл. 2). При последующем повышении температуры и увеличении концентрации этанола в экстрагенте на-

блюдалось заметное снижение содержания витамина С в экстракте. Например, при использовании экстрагента с 50% об. этанола изменение температуры от 20 до 25 °С сокращало содержание витамина С в экстракте с 25,1 до 16,8 мг%. Такое явление, по-видимому, было вызвано усилением термического разрушения витамина С; что касается витамина Р, то его максимальное извлечение происходило при температуре 22 °С и применении экстрагента с 70%-ной концентрацией этанола (табл. 2).

Значительное влияние на скорость экстрагирования и полноту извлечения БАВ оказывает и соотношение сырье/экстрагент (гидромодуль). Чем больше масса экстрагента по сравнению с массой используемого сырья, тем интенсивнее происходит извлечение БАв из сырья на протяжении всего процесса экстрагирования. Но чрезмерное увеличение массовой доли экстрагента приводит к уменьшению концентрации полученного экстракта, что нежелательно, так как это затрудняет и удорожает выделение БАв из экстракта в чистом или концентрированном виде. Поэтому при получении экстрактов очень важно определить оптимальное значение гидромодуля.

С этой целью нами изучалось влияние соотношений сырье/экстрагент - 1:2, 1:3, 1:4 и 1:5 на выход фенольных веществ и витаминов С и Р из плодов бузины черной и боярышника восточного при выявленных нами экспериментальным путем вышеприведенных оптимальных технологических параметрах проведения экстракции: сроке настаивания 7 дней и температурном режиме экстракции 20-22 °С. В качестве экстрагента использовали

Таблица 2

Выход экстрактивных веществ и витаминов С и Р из плодов бузины черной в зависимости от крепости водно-спиртовых экстрагентов и температурных режимов

процесса экстракции

Крепость водно-спиртовой жидкости, %об. Температурный режим процесса экстрагирования, °С

16 18 20 22 25

Содержание экстрактивных веществ, % от их исходного содержания в сырье

40 31,7±0,7 35,5±0,6 37,9±0,8 39,2±0,6 38,4±0,7

50 34,5±0,8 38,1±0,8 41,5±0,7 42,8±0,9 40,6±1,0

60 29,2±0,5 31,0±0,4 34,6±0,6 35,9±0,5 34,1±0,8

70 26,7±0,6 27,4±0,7 27,9±0,4 28,6±0,5 26,5±0,8

80 20,3±0,4 22,3±0,4 20,1±0,5 23,2±0,3 19,4±0,3

Содержание витамина С, мг %

40 17,2±0,3 18,7±0,5 19,4±0,3 19,0±0,4 15,5±0,2

50 22,0±0,3 23,2±0,6 25,1±0,6 20,7±0,3 16,8±0,4

60 18,4±0,4 18,9±0,3 21,5±0,5 19,7±0,2 15,4±0,2

70 13,1±0,3 15,0±0,4 16,4±0,2 14,2±0,3 12,3±0,4

80 11,0±0,4 11,5±0,5 12,8±0,4 10,4±0,6 10,0±0,2

Содержание витамина Р, мг %

40 73,2±1,7 80,0±1,9 84,8±2,0 87,3±2,3 82,6±2,1

50 75,4±1,4 82,6±1,7 85,9±2,2 88,2±2,9 85,0±1,6

60 79,1±1,2 85,8±2,7 89,2±1,8 91,7±2,3 87,4±2,9

70 87,0±2,5 90,5±1,9 95,1±1,9 98,6±2,8 92,6±1,5

80 76,5±2,6 71,0±2,1 73,8±2,4 74,7±1,3 70,1±1,8

20

1/2020 пищевая промышленность ISSN 0235-2486

Таблица 3

Влияние содержания этанола в экстрагенте и гидромодуля на экстракцию фенольных веществ и витамина Р из плодов дикоросов

Крепость экстрагента, %об. Соотношения сырье/экстрагент (гидромодули)

1:2 1:3 1:4 1:5 1:2 1:3 1:4 1:5

Фенольные вещества, % Витамин Р, мг%

Экстракт из плодов бузины черной

50 0,9 1,2 1,3 1,1 80,4 88,2 93,1 82,3

60 1,0 1,3 1,5 1,2 82,3 91,7 94,0 85,8

70 1,2 1,7 1,9 1,4 85,7 98,6 105,2 89,1

Экстракт из плодов боярышника восточного

50 1,0 1,2 1,2 0,8 36,2 40,1 45,4 37,9

60 1,2 1,4 1,6 1,2 38,5 42,6 49,7 40,0

70 1,3 1,6 1,8 1,5 40,3 49,2 53,9 41,8

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 4

Содержание витамина С в экстрактах в зависимости от крепости экстрагента и гидромодуля, мг %

Содержание Соотношения сырье/экстрагент (гидромодуль)

этанола в экстрагенте, %об. 1:2 1:3 1:4 1:5

Экстракт из плодов бузины черной

50 20,0±0,4 25,1±0,6 26,2±0,5 22,4±0,6

60 16,7±0,6 21,5±0,5 22,9±0,5 17,6±0,4

70 12,8±0,3 16,4±0,5 17,3±0,4 12,2±0,3

Экстракт из плодов боярышника восточного

50 9,8±0,2 11,2±0,3 13,0±0,2 10,1±0,3

60 8,4±0,3 10,1±0,4 12,5±0,4 8,8±0,2

70 8,1±0,4 9,5±0,3 10,0±0,4 7,9±0,2

Таблица 5

Химический состав экстрактов из плодов кизила обыкновенного, полученных при разных концентрациях этанола в экстрагенте

Крепость экстрагента, %об. Сахара, % Титруемые кислоты, % Фенольные вещества, % Витамин С, мг% Витамин Р, мг%

50 4,93±0,09 0,96±0,02 1,37±0,03 15,8±0,3 65,0±1,6

60 3,91±0,15 0,74±0,03 1,50±0,08 12,3±0,2 70,1±2,5

70 2,32±0,06 0,58±0,01 1,82±0,06 10,01±0,3 83,9±1,7

водно-спиртовые растворы с содержанием 50, 60 и 70% об. этанола.

Среднестатистические данные концентрации фенольных веществ и витаминов С и Р в экстрактах опытных образцов из бузины черной и боярышника восточного представлены в табл. 3 и 4.

Анализ экспериментальных данных показал, что максимум экстрагирования фенолов и витамина р из бузины черной и боярышника восточного - соответственно 1,9 и 1,8 %; 105,2 и 53,9 мг% -наблюдался при соотношении сырье/экстрагент 1:4 и использовании растворителя крепостью 70% об. Самое минимальное количество этих веществ в экстрактах из плодов дикоросов было обнаружено при гидромодуле 1:2 и применении экстрагента крепостью 50% об. (табл. 3).

Как показано в табл. 4, водно-спиртовая жидкость с концентрацией этанола 50% об. при соотношении сырье/экстрагент 1:4 вызвала наибольшее извлечение активного антиоксиданта, быстро растворимого в водных растворах и легко окисляемого витамина С - 13,0 (в экстракте из боярышника) и 26,2 мг% (в экстракте из бузины). С увеличением содержания спирта в экс-трагенте с 50% об. до 70% об. концентрация витамина С в экстрактах снизилась. Это, на наш взгляд, объясняется тем, что он является водорастворимым веществом, а увеличение количества этанола привело к уменьшению доли воды в экс-трагенте, что вызвало понижение растворимости витамина С.

Получение экстрактов из плодов дикоросов способом двукратного настаивания показало, что при соотношении сырье /экстрагент 1:4 и 70 % об. этанола в экстрагенте произошло наибольшее извлечение из плодов опытных образцов витамина р (рутина) и фенолов, а при использовании экстрагента с 50% об. этанола - витамина С. Оптимальное значение гидромодуля для получения экстрактов с максимальным извлечением БАВ из плодов бузины черной и боярышника восточного - 1:4.

Для определении лучшей крепости растворителя при извлечении БАв из плодов кизила обыкновенного экстракция осуществлялась с применением экстрагентов с содержанием 50, 60, 70% об. этанола, при температуре 20...22 °С и гидромодуле 1:4.

Максимальный выход сахаров из кизила (54,7% от их исходного содержания в ягодах) произошел при 50%об. этанола в экстрагенте, а повышение концентрации этилового спирта в растворителе до 60 и 70% об. привело к заметному снижению содержания сахаров в экстрактах. Экстра-гент с 50% об. этанола вызывал и увеличение поступления в экстракт титруемых кислот до 58,0 и витамина С до 57,2% от их исходного содержания в свежих плодах кизила. в полученных экстрактах концентрация фенольных веществ и вита-

мина Р варьировала в широких пределах: 1,37-1,82 % и 65,0-83,9 мг% соответственно. Выход фенольных соединений и витамина Р из плодов кизила при использовании растворителя 70% об. этанола был несколько больше, чем при меньших концентрациях спирта в экстрагенте (табл. 5).

Оценка качества разработанных нами экстрактов, проведенная по показателям безопасности в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза (ТР ТС) 021 /2011, показала, что в них содержание токсичных элементов не превышало допустимый уровень.

Выводы. Результаты наших исследований, направленные на определение оптимальных технологических параметров получения экстрактов из плодов дикорастущих боярышника восточного, бузины черной и кизила обыкновенного традиционным способом (двукратным настаиванием сырья водно-спиртовой жидкостью), показали, что проводить экстракцию дольше 7 дней нецелесообразно,

а лучшим температурным режимом является 20.22 °С. оптимальное значение гидромодуля (соотношение сырье/экс-трагент) составляет 1:4.

выявлено, что наибольшее извлечение сахаров, титруемых кислот и витамина С из плодов дикоросов происходило при применении экстрагента с 50 % об. этанола; при содержании 70% об. этанола лучше извлекались витамин Р и феноль-ные вещества. Это значит, что для получения экстрактов с максимальным содержанием БАв, помимо подбора сырья, богатого ими, необходимо определять оптимальные технологические параметры процесса экстракции и осуществлять выбор экстрагента с соответствующей долей спирта.

Биохимические анализы экстрактов, полученных с соблюдением оптимальных технологических параметров экстракции, показали, что разработанная нами технология получения экстрактов обеспечивает в среднем 55-65%-ный выход БАВ из использованного плодового сырья. Результаты проведенных исследований, направ-

новые идеи в производстве продуктов питания

тема номера

ленных на разработку технологических основ производства экстрактов из дикорастущего растительного сырья, могут быть с успехом использованы при получении многокомпонентных наливок, обладающих высокой пищевой ценностью, отвечающих санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим показателям безопасности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Спиричев, В. Б. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технологии/В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк, В.М. Позняковский. 2-е изд., стер. - Новосибирск: Сибирское униве-ситетское издательство, 2005. - 548 с.

2. Минина, С.А. Химия и технология фито-препаратов/С.А. Минина, И.Е. Каухова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2004. - 560 с.

3. Пономарев, В.Д. О взаимосвязи между анатомическим строением корней солодки и скоростью их экстрагирования // Тезисы докладов симпозиума по изучению и использованию солодки в народном хозяйстве. -Ашхабад, 1969. - С. 79.

4. Пономарев, В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья. - М.: Медицина, 1976. - 238 с.

5. Методы биохимического исследования растений/ под ред. А. И. Ермакова. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 430 с.

6. Lago, J.H.G. Structure-activity association of flavonoids in lung diseases /J.H.G. Lago, A. C. Toledo-Arruda, M. Mernak [et al.] // Molecules. - 2014. - Vol. 19. - P. 35703595.

7. Cuevas, A. Modulation of immune function by polyphenols: possible contribution of epigenetic factors / A. Cuevas, N. Saavedra, L.A. Salazar [et al.] // Nutrients. - 2013. -№ 5. - P. 2314-2332.

8. Тараховский, Ю.С. Флавоноиды: биофизика, биохимия, медицина/Ю.С. Тараховский, Ю.А. Ким, Б.С. Абдрасилов [и др.]. - Пущино: Synchrobook, 2013. - 310 с.

9. Яшин, Я.И. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и влияние их на здоровье и старение человека/ Я. И. Яшин, В. Ю. Рыжнев, А. Я. Яшин [и др.]. - М.: ТрансЛит, 2009. - 212 с.

10. Мочильный, М. П. Пищевые и биологические вещества в питании. - М.: ДеЛи принт. - 2007. - 240 с.

11. Kalt W. The role of oxidative stress and anti-oxidants in plant and human health:

introduction to the Colloquium/ W. Kalt, M.M. Kushad // HortScience. - 2000. - Vol. 35 (40). - P. 203-209.

12. Гусейнова, Б.М. Интенсификация процесса экстракции нутриентов из плодов и ягод действием микроволн/Б.М. Гусейнова, Э. Ш. Исмаилов, Т. И. Даудова // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. - 2011. - № 4 (322). - С. 50-53.

13. Гусейнова, Б.М. Особенности экстракции нутриентов из плодов рябины, терна и шиповника/ Б.М. Гусейнова, М. Д. Мукаи-лов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2018. - № 1. -С. 109-117.

14. Хишова, О.М. Таблетирование лекарственного растительного сырья. - Витебск, 2005. - С. 55-89.

15. Kumar, S. Free radicals: health implications and their mitigation by herbals/ S. Kumar, A. K. Pandey // British Journal of Medicine and Medical Research. -2015. - Vol. 7. - No. 6. - P. 438-457.

REFERENCES

1. Spirichev VB, Shatnyuk LN, Poznyakovskij VM. Obogashchenie pishchevyh produktov vitaminami i mineral'nymi veshchestvami. Nauka i tekhnologii [Enrichment of foodstuff vitamins and mineral substances. Science and technologies]. Novosibirsk: Sibirskoe universitetskoe izdatelstvo, 2005. 548 р.

2. Minina SA, Kaukhova IE. Himiya i tekhnologiya fitopreparatov [Chemistry and technology of phytomedicines]. Moscow: GEOTAR-Media, 2004. 560 p.

3. Ponomarev VD. 0 vzaimosvyazi mezhdu anatomicheskim stroeniem korney solodki I skorost'yu ikh extragirovaniya [About interrelation between the anatomic structure of roots of a licorice and speed of their extraction]. Tezisy dokladov simpoziuma po izucheniyu i ispol'zovaniyu solodki v narodnom hozyajstve [Theses of reports of a symposium on studying and use of a licorice in the national economy]. Ashkhabad, 1969. P. 79.

4. Ponomarev VD. Ekstragirovanie lekarstvennogo syr'ya [Extraction of medicinal raw materials]. Moscow: Medicina, 1976. 238 p.

5. Metody biohimicheskogo issledovaniya rastenij [Methods of a biochemical research of plants]/ ed. AI Ermakov. Leningrad: Agropromizdat, 1987. 430 p.

6. Lago JHG, Toledo-Arruda AC, Mernak M et aL Structure-activity association of flavonoids in lung diseases. Molecules. 2014. Vol. 19. P. 3570-3595.

7. Cuevas A, Saavedra N, Salazar LA, Abdalla DSP. Modulation of immune function by polyphenols: possible contribution of epigenetic factors. Nutrients. 2013. No. 5. P. 2314-2332.

8. Tarahovskij Yu S, Kim Yu A, Abdrasilov BS, Muzafarov EN. Flavonoidy: biofizika, biokhimiya, medicina [Flavonoids: biophysics, biochemistry, medicine]. Puschino: Synchrobook, 2013. 310 p.

9. Yashin Ya I, Ryzhnev V Yu, Yashin A Ya, Chernousova NI. Prirodnye antioksidanty. Soderzhanie v pishchevyh produktah i vliyanie ih na zdorov'e i starenie cheloveka [Natural antioxidants. Contents in foodstuff and their influence on health and aging of the person]. Moscow: TransLit, 2009. 212 p.

10. Mochilniy MP. Pishhevye i biologicheskie veshhestva v pitanii [Food and biological substances in food]. Moscow: DeLi Print, 2007. 240 p.

11. Kalt W, Kushad MM. The role of oxidative stress and anti-oxidants in plant and human health: introduction to the Colloquium. HortScience. 2000. Vol. 35 (40). P. 203209.

12. Guseynova BM, Ismailov Je Sh, Daudova TI. Intensifikatsiya protsessa extraktsii nutrientov iz plodov I yagod deistviem microvoln [Intensification of process of extraction of nutrients of fruits and berries action of microwaves]. Izvestija vuzov. Pischevaya tekhnologija [University news. Food technology]. 2011. No. 4. P. 50-52 (In Russ.).

13. Guseynova BM, Mukailov MD. Osobennosti extraktsii nutrientov iz plodov ryabiny, terna I shipovnika [Features of extraction of nutrients from fruits of a mountain ash, a sloe and a dogrose]. Izvestiya Timiryazevskoj sel'skohozyajstvennoj akademii [Timiryazev Agricultural Academie news]. 2018. No. 1. P. 109-117 (in Russ.).

14. Khishova OM. Tablet irovanie lekarstvennogo rastitel'nogo syr'ya [Tabletting of medicinal vegetable raw materials]. Vitebsk, 2005. P. 55-89.

15. Kumar S, Pandey AK. Free radicals: health implications and their mitigation by herbals. British Journal of Medicine and Medical Research. 2015. Vol. 7. No 6. P. 438-457.

Авторы

Ашурбекова Фируза Алимирзаевна, аспирант, Гусейнова Батуч Мухтаровна, д-р с.-х. наук, профессор Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова, 367032, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 180, batuch@yandex.ru Даудова Татьяна Идрисовна

Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН, 367020, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 45, batuch@yandex.ru

Authors

Firuza A. Ashurbekova, graduate student,

Batuch M. Guseynova, Doctor of Agricultural Sciences, Professor

Dagestan State Agricultural University named after M.M. Dzhambulatov,

180, M. Gadzhieva str., Makhachkala, Republic of Dagestan, 367032,

batuch@yandex.ru

Tatyana I. Daudova

Pri-Caspian Institute of Biological Resources of the Dagestan center of Science of RAS, 45, M. Gadzhieva str., Makhachkala, Republic of Dagestan, 367020, batuch@yandex.ru

22

1/2020 пищевая промышленность issn d235-24s6

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.