CC BY
385
УДК 664.8: 663.252.6. UDC 303.732.4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ TECHNOLOGICAL METHODS OF GRAPE
ПЕРЕРАБОТКИ ВИНОГРАДА PROCESSING
Т агирова Петимат Рамзановна T agirova Petimat Ramzanovna
t-petimat@mail. ru t-petimat@mail. ru
Грозненский государственный нефтяной техниче- Grozny State Petrol Technical University in the name of ский университет имени академика М.Д. Миллион- academician M. D. Millionshchikov, Russia щикова, Россия
В статье описываются технологические приемы Technological methods of grape and derived semi-переработки ягод винограда и вторичных продуктов products processing are considered in the article. Husks, их переработки. Важным источником БАВ являют- seeds and cuticle of grape are the important source of ся выжимки, семена и кожица ягод винограда, кото- BAS due the high content of essential substances. Salt рые содержат значительное количество незамени- of tartaric acid, CO2 - extracts, grape oil, resveratol, мых веществ. Из выжимок винограда получают со- vegetative flour are produced from the grape husks ли винной кислоты, СО2-экстракты, виноградное масло, ресвератрол, растительную муку
Ключевые слова: ВИНОГРАДНЫЙ СОК, СО2- Keywords: GRAPE JUICE, CO2 - EXTRACT, GRAPE ЭКСТРАКТ, ВИНОГРАДНОЕ МАСЛО, OIL, RESVERATOL, VEGETATIVE FLOUR
РЕСВЕРАТРОЛ, РАСТИТЕЛЬНАЯ МУКА
Введение
К приоритетным направлениям развития пищевой промышленности относится совершенствование технологических приемов переработки ягод винограда и вторичных продуктов их переработки. Природноклиматические условия Чеченской Республики благоприятны для выращивания винограда с высокими технологическими качествами, что способствовало интенсивному развитию виноградарской отрасли. Успешно реализована республиканская целевая программа «Развитие виноградарства в Чеченской Республике на 2011-2013 годы».
Важным источником биологически активных веществ (БАВ) являются выжимки и семена ягод винограда, которые содержат значительное количество незаменимых веществ. Выжимки винограда позволяют получать виннокислую известь, винную кислоту, виноградное масло, энокраси-тель, растительную муку и пектин.
Объекты и методы исследований
Объектами исследований служили семена из ягод винограда, выращиваемых в Чеченской Республике - Первенец Магарача и Негро. Для оценки качественных характеристик сырья были использованы современные методики исследований, применяемые в Чеченском государственном университете. Содержание солей винной кислоты проводили с помощью осаждения спирто-эфирной смесью с дальнейшим титрованием осадка КаОИ.
Содержание кальциевых солей винной кислоты определяли манга-нометрическим методом. Идентификацию фракций белков и аминокислот в образцах осуществляли с помощью способа капиллярного электрофореза на приборе «Капель - 105 М», липидов - методом Сокслета, жирнокислотного состава, витаминов А, Б и Е - методом газожидкостной хроматографии.
Результаты исследований
Натуральный виноградный сок относится к числу наиболее востребованной продукции в большинстве стран мира. Однако применяемая в настоящее время технология получения виноградного сока не всегда гарантирует получение высококачественной продукции. При промышленной переработке винограда образуется значительное количество вторичных ресурсов [1-3].
На рисунке 1 приведена усовершенствованная структурная схема производства виноградного сока, стабилизированного от кристаллических помутнений
Виноград
ї
Рисунок 1 - Структурная схема производства виноградного сока
К числу не до конца решенных проблем относится эффективное удаление из виноградного сока и виноматериалов кристаллических осадков винного камня. Они представляют собой преимущественно кислую калиевую соль винной кислоты, которая, несмотря на то, что обладает определенной пищевой ценностью, затрудняет проведение технологических процессов и существенно ухудшает товарный вид продукта и делает его непригодным для реализации.
Главным условием получения высококачественных продуктов питания является то обстоятельство, чтобы с момента уборки винограда до его переработки проходило не более 4 ч. В связи с тем, что производство виноградного сока является сезонным, перерабатывающие предприятия размещаются вблизи виноградников. Виноград, доставленный на переработку с помощью автотранспорта (в специальных контейнерах или тележках), проходит инспекционные процедуры. Способ извлечения сока из винограда существенно влияет в дальнейшем на качество продукта.
Более качественный сок получают из самотечного сусла, выделенного из мезги разрушенных валками ягод винограда. Полученные после отжима сока выжимки являются вторичными продуктами переработки ягод винограда.
Разработан оригинальный способ удаления солей винной кислоты (детартрации) из виноградного сока с помощью гранулированного твердого диоксида углерода. Способ разработан с участием соискателя Подшива-ленко Н.С. и заключается в образовании искусственных центров кристаллообразования с помощью микрогранул твердого диоксида углерода [4].
На переработку поступал виноград, выращиваемый в Чеченской Республике Первенец Магарача и Негро. Виноград подвергался мойке, инспекции, измельчению, прессованию [5]. Полученный сок фильтровался на перлитовых и металлокерамических фильтрах, проходил стадию СО2-детартрации, пастеризовался и фасовался горячим розливом в тару.
Другими объектами исследований были виноградные выжимки, семена и кожица ягод винограда, образующиеся при переработке винограда.
Способом флотации разделяли полученные виноградные выжимки на семена и кожицу.
На рисунке 2 приведена аппаратурно-технологическая схема переработки ягод винограда и получения виноградного сока, с использованием способа СО2-детартрации. СО2-детартратор представлял собой гранулятор, на вход которого подавался под давлением углекислый газ из баллона, который, минуя жидкое состояние, превращался в твердое состояние (сухой лед). Конструкция гранулятора позволяла производить гранулы твердого СО2 различного диаметра.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1-моечная машина; 2- инспекционный транспортер; 3- мялка; 4- пресс; 5- бункер для гребней и выжимок; 6, 13- насосы; 7,14- сборники; 8- дозатор, 9- фильтр перлитовый; 10- фильтр тонкой очистки; 11-декантер; 12 -СО2--детартратор; 15-СО2-концентратор; 16-пастеризатор; 17-наполнитель; 18- закаточная машина.
Рисунок 2 -Аппаратурно-технологическая схема переработки винограда и получения виноградного сока способом СО2-детартрации
Мука из виноградных семян является противотоксическим средством при интоксикации химическими препаратами. Из-за высокого содержания витамина Р, мука из виноградных семян способствует процессам кроветворения и влияет на свертывающую систему крови.
Отличительной особенностью приведенной схемы от существующих в настоящее время, является удаление калиевых солей винной кислоты способом газожидкостной детартрации. В состав винного камня обычно входит гидротартрат калия КС4Н506 и тартрат калия К2С4Н406. Выделенный из виноградного сока винный камень содержит в основном кислый виннокислый калий - 83 %, виннокислый кальций - 9 % и 8 % других веществ. Вино-каменную кислоту получают обработкой винного камня минеральными кислотами. Такая кислота содержит 2 асимметрически структурно- одинаковые атомы С:
Ь- форма винной кислоты мезо- форма винной кислоты
Ь-винная кислота представляет собой оптический антипод ё-винной кислоты, по физическим и химическим свойствам вполне сходна с ё-винной кислотой, но вращает плоскость поляризации света влево.
В таблице 1 приведено содержание виноградных выжимок, семян и кожицы, образующихся при переработке ягод винограда.
Таблица 1 -Содержание дополнительных сырьевых ресурсов при переработке ягод винограда
Наименование растительного сырья Выход, %
Виноградные выжимки 9
Виноградные семена 11
Кожица ягод красного винограда 3
Ресвератрол в СО2-экстракте из кожицы красного винограда 0,4
При определении химического состава семян винограда установлено содержание ценных ненасыщенных ю -6 и ю -3 и полиненасыщенных жирных Автором усовершенствована технология получения СО2-экстрактов из выжимок, кожицы и семян ягод винограда, основанная на уникальной способности жидкого и флюидного диоксида углерода извлекать из сырья в неизменном виде комплекс биологически активных веществ.
Исследован аминокислотный состав СО2-шрота семян винограда сорта Первенец Магарача (рисунок 3).
г--
з
I--'
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 ^~25~2<Г~27^ 29 30 31 32 33 мин
N0 мин Время ШЛИ Высота Площадь шЛи*сек ФО Конц. мг/кг Конц. % Название
2 14.456 0.0036 0.0369 55.000 42.2323 0.0721 лизин
3 16.796 0.0298 0.8252 250.000 4290.9951 7.3267 тирозин
4 аланин 17.830 0.0975 3.6116 55.000 4131.6279 7.0545 фенил-
5 18.818 0.0598 2.7609 140.000 8039.7788 13.7275 гистидин
6 20.210 0.0790 2.2855 50.000 2376.8809 4.0584 лейцин
7 20.703 0.0344 0.6564 240.000 3276.6057 5.5946 метионин
8 21.453 0.0924 3.8341 48.000 3827.9272 6.5360 валин
9 22.694 0.1826 4.4706 75.000 6974.1777 11.9081 пролин
10 23.170 0.0122 2.0677 190.000 8171.5732 13.9525 треонин
11 23.878 0.0346 2.3652 38.000 1869.4338 3.1920 серин
12 нин 24.487 0.3001 6.7560 110.000 15457.6670 26.3932 ала-
14 цин 26.564 0.0045 0.1208 43.000 108.0068 0.1844 гли-
34 . 5 8 8 0 . 9 3 0 6 29.7907 1965.945 58566.9066 100.0000
Рисунок 3 - Аминокислотный состав СО2-шрота семян винограда сорта Первенец Магарача
Экспериментальным путём установлены параметры содержания влаги, белка и липидов в семенах. Установлено, что содержание влаги в семе-
нах сорта Первенец Магарача равно 6,57 %, а в семенах сорта Негро - 5,62 %, белка в обоих сортах составляет 60%, масличность - 30- 31 %.
Как видно из представленных данных, в СО2-шроте семян винограда сравнительно высокое содержание незаменимых аминокислот
Способом газожидкостной СО2-экстракции предложено извлекать из кожицы красного винограда ценные компоненты. В частности установлено, что в 1 г СО2-экстракта содержится от 50 до 100 мкг ресвератрола-мощного природного антиоксиданта, превосходящего по своей активности в-каротин в 4 -5 раз, витамин Е - в 50 раз, витамин С - в 20 раз. Известны кардиопротекторные свойства ресвератрола. Его ингибирующие свойства основаны на образовании в организме супероксида аниона и перекиси водорода.
Содержание ресвератрола в СО2-экстракте из кожицы красного винограда определено с помощью ВЭЖХ по методике Рылиной Е.В. [6].
Выявлены максимумы поглощения цис- и транс- ресвератрола при длинах волн 215-310 нм с использованием жидкостного хроматографа с диодно- матричным детектированием (рисунок 4).
Рисунок 4 -УФ-спектр раствора ресвератрола из СО2-экстракта кожицы ягод красного винограда
СО2-экстракт получали из кожицы красного сорта винограда Негро, позднего срока созревания. Выход кожицы из выжимок винограда (влажностью 51 %) составил 46 %. Их насыпная масса составила 340 г/дм , плотность 1,1 г/см . Для получения СО2-экстракта из сухой кожицы красного винограда использовали экстракционную установку ООО «Компания Караван», любезно предоставленную президентом этой фирмы Н.Н.Латиным.
В таблице 2 описаны пути использования СО2-экстрактов в качестве лечебно-профилактических средств и их стоимость. С учетом результатов ранее выполненных исследований подготовлены рекомендации по использованию СО2-экстрактов и других продуктов переработки ягод винограда в парфюмерно-косметической и хлебопекарной промышленности [7-9].
Таблица 2 - Рекомендации по использованию СО2-экстрактов
Наименование СО2-экстрактов для использования в парфюмернокосметической и хлебопекарной промышленности Цена 1 кг, руб
СО2-экстракт из выжимок винограда. В парфюмерно-косметической продукции применяется в качестве компонента, обладающего увлажняющим и легким ан-тиоксидантным действием. Рекомендуется использовать в средствах по уходу за увядающей, шелушащейся и проблемной кожей. СО2-шрот из выжимок винограда рекомендуется для обогащения хлебо-булочных изделий. 7750
СО2-экстракт из семян винограда. В рецептурах косметических кремов и масок используется в качестве компонента, оказывающего увлажняющее и легкое ан-тиоксидантное действие. Укрепляет и восстанавливает активность кровеносных сосудов. Рекомендуется использовать в средствах по уходу за кожей лица. СО2-шрот из семян винограда рекомендуется для обогащения хлебо-булочных изделий. 8940
СО2-экстракт из кожицы ягод винограда. В косметической продукции используется в качестве компонента, обладающего противовоспалительным, ранозаживляющим и регенерирующим действием. Рекомендуется использовать в средства по уходу за кожей вокруг глаз. 9840
Ресвератрол из СО2-экстракта кожицы ягод красного винограда регулирует обмен жиров в организме человека, повышает устойчивость к окислению липо-протеинов низкой плотности. Рекомендуется использовать в качестве профилактического средства при атеросклерозе 32700
СО2-экстракты из сухих виноградных выжимок, семян и кожицы ягод красного винограда высоко востребованы в промышленности.
Заключение
Усовершенствована структурная схема получения осветленного виноградного сока с использованием способа СО2-детартрации. Разработана аппаратурно-технологическая схема переработки винограда. Изучен химический состав семян ягод винограда, районированного в Чеченской Республике. Установлено содержание ресвератрола в СО2-экстракте из кожицы красного винограда. Определен аминокислотный состав СО2-шрота семян винограда сорта Первенец Магарача.
Литература
1. Касьянов Г.И., Тагирова П.Р., Подшиваленко Н.С. Технологии получения и применения продуктов комплексной переработки ягод винограда (монография). Краснодар: Экоинвест, 2012. -156с.
2. Бодякова А.В., Христюк В.Т.. Черненко Е.И. О путях совершенствования технологии комплексной переработки вторичных ресурсов виноделия //Индустрия напитков, 2012, № 3. -С. 14-15.
3. Христюк В.Т. Теоретическое обоснование и разработка инновационных технологий производства вин и напитков с использованием физико-химических технологических приемов. Диссерт. в виде научн. докл. д-ра техн. наук Краснодар: КубГТУ, 2013. -52с.
4. Тагирова П.Р., Бредихина В.А., Подшиваленко Н. В. Обогащение колбасного фарша белково-липидным продуктом из семян винограда. В сб. трудов междун. науч-но-технич. конф. «Инновационные технологии в мясопереработке: оборудование, технологии, менеджемент». Краснодар, 26-30 сентября 2011 г. С. 130-132. С. 155-156.
5. Христюк В.Т., Тагирова П.Р. Перспективы СО2-обработки ягод винограда, вина и виноградных выжимок. В сб. материалов междун. научно-практ. конф. «Экологически безопасные энергосберегающие технологии хранения и переработки сырья растительного и животного происхождения». Часть V. - Краснодар, 2001. - С.47-50.
6. Рылина Е.В. Определение индикаторных фенольных соединений нефлавоно-идной природы в лекарственном и пищевом растительном сырье методом ВЭЖХ. Ав-тореф. дис. канд. фарм. наук. М., 2010. - 24с.
7. Аралина А. А. Анализ и оптимизация технологического процесса извлечения флавоноидов из виноградных выжимок /А. А. Аралина, М. А. Селимов, В.В. Садовой //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. -2012. - № 2. - С. 55-57.
8. Лосева Н.В. Разработка новых видов косметических средств на основе использования продуктов переработки винограда. Автореф. дис. к.т.н. Краснодар: КубГТУ, 2013. - 26с.
9 Fetisova, A.N. Vegetable CO2-extracts Qualitative and Quantitative Characteristics. In VIII International congress “Phytopharm - 2004”: Mikkeli (Finland), 2004; pp. 716-720.
References
1. Kas'janov G.I., Tagirova P.R., Podshivalenko N.S. Tehnologii poluchenija i pri-menenija produktov kompleksnoj pererabotki jagod vinograda (monografija). Krasno-dar: Jekoinvest, 2012. -156s.
2. Bodjakova A.V., Hristjuk V.T.. Chernenko E.I. O putjah sovershenstvovanija tehno-logii kompleksnoj pererabotki vtorichnyh resursov vinodelija //Industrija napitkov, 2012, № 3. -S. 14-15.
3. Hristjuk V.T. Teoreticheskoe obosnovanie i razrabotka innovacionnyh tehnolo-gij proizvodstva vin i napitkov s ispol'zovaniem fiziko-himicheskih tehnologicheskih priemov. Dissert. v vide nauchn. dokl. d-ra tehn. nauk Krasnodar: KubGTU, 2013. -52s.
4. Tagirova P.R., Bredihina V.A., Podshivalenko N. V. Obogashhenie kolbasnogo far-sha belkovo-lipidnym produktom iz semjan vinograda. V sb. trudov mezhdun. nauch-no-tehnich. konf. «Innovacionnye tehnologii v mjasopererabotke: oborudovanie, teh-nologii, menedzhement». Krasnodar, 26-30 sentjabrja 2011 g. S.130-132. S. 155-156.
5. Hristjuk V.T., Tagirova P.R. Perspektivy SO2-obrabotki jagod vinograda, vina i vinogradnyh vyzhimok. V sb. materialov mezhdun. nauchno-prakt. konf. «Jekologicheski be-zopasnye jenergosberegajushhie tehnologii hranenija i pererabotki syr'ja rastitel'nogo i zhivotnogo proishozhdenija». Chast' V. - Krasnodar, 2001. - S.47-50.
6. Rylina E.V. Opredelenie indikatornyh fenol'nyh soedinenij neflavonoid-noj prirody v lekarstvennom i pishhevom rastitel'nom syr'e metodom VJeZhH. Avto-ref. dis. kand. farm. nauk. M., 2010. - 24s.
7. Aralina A.A. Analiz i optimizacija tehnologicheskogo processa izvlechenija flavo-noidov iz vinogradnyh vyzhimok /A.A. Aralina, M. A. Selimov, V.V. Sadovoj //Doklady Rossijskoj akademii sel'skohozjajstvennyh nauk. -2012. - № 2. - S. 55-57.
8. Loseva N.V. Razrabotka novyh vidov kosmeticheskih sredstv na osnove ispol'zo-vanija produktov pererabotki vinograda. Avtoref. dis. k.t.n. Krasnodar: KubGTU, 2013. - 26s.
9 Fetisova, A.N. Vegetable CO2-extracts Qualitative and Quantitative Characteristics. In VIII International congress “Phytopharm - 2004”: Mikkeli (Finland), 2004; pp. 716-720.
