CC BY
71
УДК 663.8:663.8.054.9
DO Г 10.24412/2311-6447-2021-2-89-97
Технология ферментированного напитка на основе экстракта одуванчика лекарственного
Technology of fermented beverage based on dandelion medicinal extract
Доцент А.А. Юферова, магистрант О Хён Бом, доцент Я.В. Дубняк (Дальн ев ос точный федеральный университет) Департамент пищевых наук и технологий Шкоды биомедицины
Associate Professor A,A, Yuferova, Master О Khen Bom, Associate Professor Y.V. Dubnyak
(Far Eastern Federal University) Department of Food Sciences and Technology School оГ Riomedic.ine
Реферат. Исследована возможность применения экстракта корней одуванчика лекарственного ('Taraxacum officinale Wigg) в качестве основы напитка функциональной направленности. Определены рациональные условия экстракции биологически активных веществ из корня одуванчика: измельчение корня до крупности частиц 1-3 мм. гидромодуль 1:16, i = 60 °С и t = 2 ч; выход экстракта составил 42 %. Определены параметры брожения напитка: время ферментации пастеризованного напитка с внесением 1,5 % закваски (Lactococcus lactis subsp.lactis, Lactococcus c.remoris subsp.cremoris, Leuco-nostoc mesenteroides subsp.cremoris) составило 18 ч при i=30±2 CC. Проведен органолептическип анализ напитка для определения рационального содержания молока в составе рецептуры продукта, в результате которого установлено, что образец, содержавший 15 % молока, имел своеобразный вкус и аромат, хорошо гармонировавший со вкусом экстракта корней одуванчика и молока, обладал небольшой вязкостью и светло-коричневым цветом. Установлено, что внесение 15 % молока в рецептуру устраняет резкий привкус одуванчика и одновременно создает уникальный вкус напитка, оказывает положительное влияние на цвет и консистенцию. Разработана рецептура и технология ферментированного напитка на основе экстракта корня одуванчика лекарственного (81,5 % на выход готовой продукции). Результаты исследования микробиологических показателей и безопасности свидетельствуют об их соответствии требованиям TP ТС 021/2011, TP ТС 033/2013. Полученный продукт содержит следующие компоненты (в процентном содержании от суточной нормы): белки (1,7 %), липи-ды (1,8 %), углеводы (1,7 пектин (21 %), витамин С (28 %), флавоноиды (26 %). Физико-химические показатели готового продукта свидетельствуют о возможности его использования как напитка функциональной направленности.
Summary. The possibility of using dandelion root extract (Taraxacum officinale Wigg) as the basis of a functional beverage is investigated. Rational conditions for the extraction of biologically active substances from the dandelion root were determined: the root was crushed to a particle size of 1 -3 mm, the hydromodule was 1 : 16, f = 60 °C and t=2 hours; the extract yield was 42 %. The fermentation parameters of the drink were determined: the fermentation time of the pasteurized drink with the addition of 1.5 % starter culture (Lactococcus lactis subsp, lactis, Lactococcus с rem oris subsp. с rem oris, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris) was 18 hours at t= 30±2=C, An organoleptic analysis of the drink was carried out to determine the rational content of milk in the composition of the product formulation, as a result of which it was found that the sample containing 15 % of milk had a peculiar unique taste and aroma that was in good harmony with the taste of dandelion root extract and milk, had a low viscosity and light brown color. It was found that adding 15 % of milk to the recipe eliminates the sharp taste of dandelion and at the same time creates a unique taste of the drink, has a positive effect on the color and consistency. The formulation and technology of the fermented drink based on dandelion root extract (81.5 % of the finished product yield) has been developed. The results of the study of microbiological indicators and safety indicate their compliance with the requirements of TR CU 021/2011, TR CU 033/2013. The resulting product contains the following components (as a percentage of the daily value): proteins (1.7 %), lipids (1.8 %), carbohydrates (1,7 %), pectin (21 %), vitamin С (28 %), flavonoids (26 %). The physical and chemical parameters of the finished product indicate the possibility of its use as a functional beverage.
Ключевые словси напиток, одуванчик, экстракт, закваска, ферментация, молоко, лекарственные растения, функциональная направленность.
Keywords: drink, dandelion, extract, starter culture, fermentation, milk, medicinal plants, functional orientation.
CO A.A. Юферова, О Хён Бом, Я.В. Дубняк, 2021
Использование растительного сырья в производстве напитков становится тенденцией. Оно используется в виде экстрактов, порошков, отваров, настоев, сиропов и т.д. Однако большинство растительного сырья импортируется, что увеличивает стоимость готовых продуктов. В связи с чем актуальной проблемой в развитии экономики страны является производство продукции иа основе собственного сырья.
Перспективным направлением в области создания безалкогольных напитков функционального назначения остаётся применение нетрадиционных видов растительного сырья с высоким Содержанием биологически активных веществ. Актуальным является создание напитков на комбинированной молочно-растительной основе, в рецептуре которых имеются молочная сыворотка, цельное и обезжиренное молоко, их комбинации, сахарный сироп, добавки растительного происхождения, повышающие биологическую, пищевую ценность, разнообразящие вкус и аромат напитков [1, 2, 3].
Исходя из тенденции производства напитков, значимости и экономической эффективности использования растительного сырья в данном направлении, в работе использовали одуванчик лекарственный. Одуванчик имеет высокое содержание биологически активных компонентов, используется в производстве лекарственных препаратов, но в пищевой промышленности нет широкого применения данного сырья. В целом в пищевой промышленности одуванчик используется в качестве пищевой добавки в хлебобулочных, кондитерских изделиях и напитках в виде экстрактов и порошков [4].
Целью работы - разработка технологии безалкогольного напитка функциональной направленности на основе экстракта корня одуванчика лекарственного. Корни одуванчика лекарственного (далее - ОД) имеют уникальный химический состав, а продукты их переработки обладают лечебно-профилактическими свойствами. Содержание нолифруктанов, в том числе и инулина, в корнях ОЛ составляет 30 -40 % в зависимости от места произрастания, а суммарное содержание свободной фруктозы и олигофруктанов - более 28 %. В корнях ОЛ суммарное содержание флавоноидов выше, чем в надземной части и составляет 1,1 %. В их составе около 85 % приходится на флавонолы, 14,5 % - на катехины и 1,4 % - на антоцианы. Обосновано антисклеротическое действие препаратов из ОЛ, в корнях растения обнаружены стигмастерин, /3- с ито с те рин, /З-О-глюкопиранозид, андростерин, гомо-андростерин, гомотараксастерин и клуианол. Аскорбиновая кислота присутствует в надземной части и корнях (34,8 мг%), а витамин РР с содержанием 0,86 мг% обнаружен только в корнях ОЛ. Кроме того, в корнях присутствуют витамины А, Вь Вз, в надземной части витамины Вь В2, холин и ^-каротин [3, 5, 6].
Для приготовления ферментированного напитка с применением экстракта ОЛ использовали: корень ОЛ в соответствии с ГОСТ 2397-75, воду питьевую - ГОСТ 32220-2013, кислоту лимонную - ГОСТ 31726-2012, молоко - ГОСТ 31450-2013, закваску {¡мс^соссиэ ¡асИз $Ш)sp.la.ctis, ¡мсХосостз сгетопз зиЪэр. сгетопз, Ьеисопоз-гос rn.esеМеготЛ&з зиЬзр. сгетопз] - ГОСТ 34372-2017, мед натуральный - ГОСТ 19792-2017, загуститель - ГОСТ 33310-2015. Исследования проводились согласно требованиям, установленным в Техническом регламенте Таможенного Союза 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции», Техническом Регламенте Таможенного Союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
Работа включала следующие этапы исследований: определение параметров экстракции корня ОЛ, условий сквашивания напитка: разработка технологии и рецептуры ферментированного напитка на основе экстракта ОЛ: оценка качества готового продукта (органолептическая оценка, определение физико-химических показателей, подтверждение безопасности).
Работа включала следующие методы исследований: органолептическая оценка налитка по ГОСТ 6687.5-86, определение количества влаги и сухого вещества по ГОСТ 6687.2-90, титруемой кислотности напитка - по ГОСТ 6687.4-86, количества углеводов - по ГОСТ Р 54760-2011, количества жира напитка - по ГОСТ 5867-90, массовой доли белка напитка - по ГОСТ 25179-2014, зольности напитка - по ГОСТ 10847-2019, флавоноидов согласно методическим указаниям «Фитохимический анализ растительного сырья, содержащего флавоноид», витамина С - по ГОСТ Р 52690-2006, молочнокислых микроорганизмов - по ГОСТ 33951-2016, безопасности готового продукта - согласно ТР ТС 021/2011.
Корень одуванчика измельчали до крупности частиц 1-3 мм, затем в пять колб вмест имостью 100 мл вносили пробу (измельченный корень ОЛ в количестве по 1 г) и воду в соотношении 1:4, 1:8, 1:12, 1:16, 1:20, затем проводили экстракцию при 40-80 °С в течение 3 ч. Полученные экстракты фильтровали, измеряли выход экстракта, определяли рациональное соотношение компонентов и условия экстракции. При этом температуру изменяли с интервалами от 40 до 80 °С, а время - с интервалами в 30 мин от 1 до 3 ч.
Напиток, ферментированный только с экстрактом одуванчика, имел неприятный вкус и внешний вид, поэтому к нему добавляли экспериментально 5-20 % молока. Далее проводили брожение пяти образцов разрабатываемого продукта, подготовленных таким образом: условия ферментации определяли в зависимости от влияния различных соотношений вносимой закваски и времени ферментации на субстрат; температура брожения составляла 30 °С, что являлось нормальной температурой закваски, использованной в эксперименте; проводили органолептический анализ для определения рационального содержания молока в составе рецептуры напитка.
Экстракцию веществ из корня ОЛ проводили при различном гидромодуле (рис. 1).
50
_
О''
20 I
1:4 1:8 1:12 1:16 1:20
Соотношение пробы и экстрагента
Рис. 1. Зависимость выхода экстракта от соотношения пробы и экстрагента
Выход экстракта имел тенденцию к быстрому увеличению пока соотношение пробы и экстрагента не достигло 1:12, затем увеличение было незначительно до соотношения 1:16. Таким образом, гидромодуль равен 1:16; при этом выход экстракта составил 42 %. Выход экстракта в зависимости от времени экстракции и температуры показан на рис. 2.
& 40
к 3 п.
3 35
Т,
Л 30
а
25
г г
I I
II I
11.0ч
11,5ч 2.0ч 12.5ч 3.0ч
40
70
50 60
Температура экстракции, С 1\(с. 2. Зависимость выхода экстракта от температуры
Выход экстракта корня одуванчика увеличивается с возрастанием температуры н времени экстракции. Максимальный выход экстракта был при соответствующих значениях: I = 60 °С и 1 = 2 ч, которые были выбраны как рациональные.
Измерение кислотности проводили в соответствии с изменением времени брожения и количества внесенной закваски. Долю внесенной закваски изменяли экспериментально в пределах 0,5...2,5 %. Исследования проводили каждые 3 ч в диапазоне 0-21 ч (рис. 3).
120.0
100.0
80.0
г
л Ь
| 60,0 -
й 40.0 20.0
гп
10.5% И.0% 1.5% 12.0% 2.5%
II
3,0 6,0 9,0 12.0 15,0 18,0
Продолжительность сквашивания, час
¡1,0
Рис. 3. Зависимость кислотности от времени сквашивания и количества внесенной закваски
Кислотность напитка возрастала с увеличением количества внесенной закваски; через 21ч кислотность образцов с внесением закваски 2,0-2,5 % превысила 100 °Т, что придавало продукту кислый вкус.
Было определено, что до 15 ч сквашивания брожение не достигло уровня необходимой кислотности.
Вкус и внешний вид продукта были наилучшими, когда время ферментации составляло 18 ч, поэтому этот показатель был выбран в качестве рационального условия ферментации.
При органолептическом анализе напитков наибольшее значение имеет зрительное и вкусовое ощущение, а также запах или букет продукта. Для определения таких показателей использовали метод описательной и балльной оценки. Основной целью внесения молока в напиток на основе экстракта ОЛ до заквашивания являлось улучшение вкуса, пищевой ценности, консистенции напитка. Поэтому готовый напиток должен иметь уникальный вкус и аромат, сочетая вкус, свойственный одуванчику с молоком, и приемлемый внешний вид. Для определения рационального соотношения экстракта ОЛ в разрабатываемом продукте было подготовлено 5 образцов готового напитка с различным содержанием молока:
- образец № 1 без молока (контрольный образен);
- образец № 2 с содержанием 5 % молока;
- образец № 3 с содержанием 10 % молока;
- образец № 4 с содержанием 15 % молока;
- образец № 5 с содержанием 20 % молока.
Результаты органолепти ческой оценки образцов описательным методом представлены в табл. 1,
Таблица 1
Органолептическая оценка образцов исследуемого продукта с разным содержанием молока
Образец Содержание молока, % об. Органолептические показатели
Вкус и аромат Цвет Консистенция
1 0 (Контрольный образец) Свойственный экстракту ОЛ, горький и слегка кисловатый Слишком тёмный, мутный, коричневый Жидкая, однородная и нетягучая
2 5 Свойственный экстракту ОЛ, кисловато-горьковатый Тёмный, мутный, коричневый Жидкая, однородная и нетягучая
3 10 Свойственный экстракту ОЛ, кисловато-горьковатый Слабый, коричневый Жидкая, однородная и не тягучая
4 15 Гармоничный, молока и экстракта ОЛ, без постороннего привкуса Светловатый, коричневый Однородная и слегка тягучая
5 20 Молочное нейтральное послевкусие Светло-коричневый Однородная и слегка тягучая
го образца похож на экстракт ОД, однако существует некоторый кисловатый привкус. Это связано с тем, что горечь и аромат, свойственная экстракту ОЛ, перекрывает кислый вкус, полученный в результате брожения. Исходя из вышеприведенных данных, для того чтобы получить напиток с приемлемыми органолептическими показателями нужно внести соответствующие добавки или наполнители, которые смогут сделать вкус, свойственный ОЛ более нейтральным.
Напиток с содержанием 5 % молока имел сочетание горьковатого вкуса с кисловатым, кроме того, цвет напитка был немного ярче контрольного образца, а консистенция не изменилась. Следовательно, содержание 5 % молока несколько влияет на вкус, но не влияет на изменение консистенции напитка.
Напиток, содержащий 10 % молока, имел небольшую разницу показателей вкуса и аромата по сравнению с образцом 2. По внешнему виду его цвет был несколько светлее в отличие от предыдущего; консистенция не изменилась.
Образец, содержащий 15 % молока, имел своеобразный уникальный вкус и аромат, которые хорошо гармонировали со вкусом экстракта ОЛ и молока, обладал небольшой вязкостью и светло-коричневым цветом. Установлено, что внесение 15 % молока в рецептуру устраняет отрицательный вкус одуванчика и одновременно создает уникальный вкус напитка, а также оказывает положительное влияние на цвет и консистенцию.
Для напитка, Содержащего 20 % молока, вкус и аромат молока был ярче выражен и устранял вкус одуванчика; цвет и консистенция напитка мало отличались от образца 4. Таким образом, содержание 20 % молока и более не придает напитку уникального вкуса и аромата одуванчика и повышает себестоимость продукта.
На рис. 4 приведена балльная органолептическая оценка исследуемых образцов. В качестве показателей балльной оценки напитка определяли вкус, аромат, цвет и консистенцию. Для оценки баллов использовали 100-балльный метод. Для характеристики разрабатываемого ферментированного напитка на основе растительною сырья коэффициент весомости был определен следующим образом: вкус и аромат - 0,5; цвет - 0,3; консистенция - 0,2.
100 1
80
60
40 H 20
0 -I—
и конснстешшя в цвет
в вкус i! аромат
0 5 10 15 20 Содержание молока в образцах. % Рис. 4. Балльная органолептическая оценка образцов с различным содержанием молока
Образец с содержанием молока 15 % имел наивысшую оценку. Данное соотношение молока и экстракта является наиболее приемлемым. Балльная оценка соответствует словесному описанию органолеитических показателей экспериментальных образцов (табл. 1). Так, образец, содержащий 20 % молока, соответствует вышеприведенной оценке, согласно которой он не имел свойственного вкуса одуванчика, также существенное содержание молока предполагает увеличение себестоимости напитка за счет большего расхода ценного сырья, что не является экономически обоснованным.
На основании проведенных исследований была разработана рецептура и технология ферментированного напитка на основе экстракта ОЛ. В табл. 2 приведена рецептура для приготовления 1 кг напитка.
Таблица 2
Рецептура ферментированного напитка на основе экстракта корня ОЛ
Наименование сырья Расход сырья, кг
Экстракт ОЛ 0,815
Молоко 0,15
Закваска 0,015
Лимонная кислота 0,001
Мёд 0,015
Пектин 0,004
Выход 1,0
Технологическая схема ферментированного напитка на основе экстракта ОЛ (рис. 5) включает следующие этапы:
- измельчение высушенного корпя ОЛ до крупности частиц 1-3 мм для увеличения выхода экстракта за счет увеличения площади поверхности сырья;
- экстракция при I = 60 °С в течение 2 ч;
- фильтрация через сито размером 100 меш;
- смешивание компонентов: экстракт корня ОЛ (81,5 молоко (15 %), мёд (1,5 %), лимонная кислота (0,1 %), пектин (0,4 %);
- пастеризация при I = 90 °С в течение 6-8 мин;
- охлаждение смеси до температуры брожения;
- внесение закваски (1,5 %);
- проведение брожения в течение 18 ч при ? = 30+2 °С,
- охлаждение и хранение готового напитка при Г = 0-4 °С.
Было определено, что в результате хранения разработанного напитка при ( = 0-4 °С в течение 7 сут его микробиологические показатели находились в пределах, установленных нормативной документацией.
Рис. 5. Способ приготовления ферментированного напитка на основе экстракта корня ОЛ
Результаты исследований показателей качества готового продукта представлены в табл. 3.
Таблица 3
Показатели качества ферментированного напитка на основе экстракта ОЛ
Нутриент Количество в продукте Суточная норма Процент от суточной нормы, %
Белки, г 1,2 70 1,7
Жиры,г 1,5 80 1,8
Углеводы, г 5,2 300 1,7
Зола, г 0,4 - -
Пектин,г 0,42 2 21
Витамин С, мг 25,2 90 28
Флавоноиды, мг 65 250 26
Из данных табл. 3 видно, что содержание витамина С, флавонопдов и пектина, которые являются биологически активными веществами, превышает 20 % суточной нормы потребления. В связи с чем было подтверждено, что разработанный ферментированный наппток с использованием экстракта одуванчика лекарственного является напитком функциональной направленности.
Определены рациональные условия экстракции корня одуванчика лекарственного: гидромодуль - 1:16, продолжительность -2ч при t=60 °С.
Условия ферментации разработанного напитка с внесением 1,5 % закваски: время сквашивания -18 ч при i=30±2 °С.
Разработана рецептура и технология ферментированного напитка на основе экстракта одуванчика лекарственного, определены показатели качества и безопасности готового продукта. В готовом напнтке содержатся следующие компоненты (приведено процентное содержание от суточной нормы): белки - 1,7 % липнды -1,8%, углеводы -1,7%, пектин - 21 % витамин С - 28 %, флавоноиды - 26 %
Таким образом, разработанный ферментированный напиток с использованием экстракта одуванчика лекарственного может использоваться как напиток функциональной направленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ферзаули, А.И. Анализ зарубежного опыта производства функционального напитков / А.И. Ферзаули, И,Г, Мугу, Л.В. Лунина [и др.] // Новые технологии. -2019. - № 1(47). - С. 198-207.
2. Клещевский, Ю.Н, Рынок безалкогольных напитков: состояние и перспективы развития / Ю.Н. Клещевскнй, Л.В. Карташова, М.А. Николаева // Вестник Кем-ГУ. Серия: Политические, социологические и экономические науки. - 2018. - № 4. -С. 86-94. - С. 94 (3 назв.).
3. Долматова, О.И. Использование экстракта дикорастущих трав при производстве кисломолочного напитка / О.И. Долматова // Пищевая промышленность. -2017. -No 7. -С. 26-28.
4. Вершинина, О.Л. Мука из корней одуванчика в технологии улучшенных хлебобулочных изделий / О.Л. Вершинина, Ю.Ф. Росляков, В.В. Гончар // Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». - 2015. -No 4. - С. 1-6.
5. Евстафьев, С.II. Биологически активные вещества одуванчика лекарственного Taraxacum officinale Wigg (обзор) / С.Н, Евстафьев / / Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. -2014. - № 1.-С.6.
6. Голубева, Л.В. Новый кисломолочный продукт с вкусовыми компонентами растительного происхождения / Л.В. Голубева, О. И. Долматова, Е. А. Пожндаева [и др.] // Пищевая промышленность. - 2016. - № 12. - 18-20.
REFERENCES
1. Ferzauli, A.I. Analysis of foreign experience in the production of functional beverages/A.I. Ferzauli, I.G. Mugu, L,V. Lunina [et al. ]//New technologies. - 2019. - № 1(47). - C. 198-207.
2. Kleshchevsky, Yu.N. Soft Drinks Market: State and Development Prospects/ Yu.N. Kleshchevsky, L.V. Kartashova, M.A. Nikolaev//Bulletin of KemSU. Series: Political, sociological and economic sciences. - 2018. - Nq 4. - S. 86-94. - C. 94 (3 names).
3. Dolmatova, O.I. Use of wild herbs extract in the production of sour milk drink/ O.I. Dolmatova//Food industry. - 2017. - № 7. - S. 26-28.
4. Vershinina, O.L, Flour from dandelion roots in the technology of improved bakery products/O.L, Vershinina, Yu.F. Roslyakov, V,V, Gonchar//Electronic Network Political Journal "Scientific Works of KubGTU." - 2015. - No. 4. - S. 1-6.
5. Evstaficv, S.N. Biologically active substances of dandelion drug Taraxacum officinale Wigg (review )/S.N. Evstafiev/ / University news. Applied chemistrv and biotechnology. - 2014. - No. 1. - S. 6.
6. Golubeva, L.V. New fermented milk product with flavor components of plant origin/L.V. Golubeva, O. I. Dolmatova, E. A. Pozhidaev [and others ]//Food industrv. -2016. - No. 12. - 18-20.
