CC BY
68
Влияние степени гидролиза пектиновых веществ на стабильность соков
Т. Ф. Киселева, И. С. Зайцева, А. А. Маслов
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Среди активно развивающихся категорий продуктов питания стремительный рост на рынке демонстрирует товарная группа функциональных напитков, которые не только утоляют жажду и обладают приятным вкусом, но и приносят пользу организму потребителя.
Отличительная особенность состава функциональных напитков — наличие в них физиологически значимых веществ, таких, как витамины, минеральные вещества, фенольные соединения и др., многие из которых обладают антиоксидантными свойствами. Богатейшим источником таких веществ служат дикорастущие плоды и ягоды, которые находят широкое применение в производстве напитков функционального назначения [1, 5].
Одна из проблем развития промышленного производства напитков на основе плодов и ягод связана, прежде всего, с нерешенными вопросами обеспечения их стойкости. В состав таких напитков входят коллоидные вещества, вызывающие мутность и обусловливающие их нестабильность (пектиновые вещества, крахмал, белки, полифенольные соединения). Пектиновые вещества — это защитные коллоиды, образующие гидратную оболочку вокруг взвесей, препятствующую их выпадению в осадок. Чаще всего плодово-ягодное сырье при производстве напитков вводится в виде соков, поэтому показатели их качества имеют немаловажное значение.
Большое содержание пектиновых веществ — отрицательный фактор при производстве напитков, в частности соков, так как они затрудняют его выде-
ление и уменьшают выход. Основное влияние на процесс сокоотдачи оказывает растворимый пектин, который обладает водоудерживающей способностью и повышает вязкость сока, препятствуя его вытеканию. Протопектин должен быть гидролизован так, чтобы отделить клетки одну от другой и частично разрушить их стенки для повышения клеточной проницаемости [2].
Применение ферментных препаратов можно считать одним из наиболее перспективных направлений интенсификации процессов производства плодово-ягодных соков. Их используют для повышения выхода сока, осветления и стабилизации напитков и предотвращения окислительных процессов в изготавливаемых из них продуктах.
Цель проведенных исследований — изучение влияния пектолитических ферментных препаратов на процесс гидролиза пектиновых веществ в ходе приготовления напитков на основе плодово-ягодного сырья.
В качестве объекта исследования были использованы яблочный и черносмородиновый соки, пектолитические ферментные препараты Фруктоцим Флюкс, Фруктоцим П6-Л и Фруктоцим Колор. Все анализы физико-химических показателей проводили с использованием стандартных методик или методик, принятых в пивобезалкогольной и консервной промышленности [3]. В работе приведены средние данные, обработанные методами математической статистики.
Основные физико-химические показатели исходных соков представлены в табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля Смородиновый сок Яблочный сок
Сухих веществ, % 12,3±0,2 11,2±0,2
Титруемых кислот (в пересчете на яблочную кислоту), % 5,8±0,1 1,5±0,1
Редуцирующих Сахаров, % 5,2±0,02 8.6±0,02
Пектиновых веществ, % 1,5±0,03 0,8±0,03
Аскорбиновой кислоты, мг/100 г 56,3±1 17,2±1
ПИ
НАПИТКИ
4•2008
42
Для обработки яблочного сока рекомендованы ферментные препараты Фруктоцим Флюкс и Фруктоцим П6-Л, а для гидролиза пектиновых веществ черной смородины — Фруктоцим Колор и Фруктоцим П6-Л.
Ферментные препараты Фруктоцим Флюкс, Фруктоцим П6-Л, Фруктоцим Колор представляют собой жидкие концентрированные пектолитические ферментные препараты, рекомендуемые для: полного разрушения пектинов в соке и подготовки его для осветления и фильтрации; улучшения стабильности соков с высоким содержанием коллоидов, полученных при сильном воздействии на мезгу; улучшения фильтруемости соков.
Доза ферментных препаратов зависит от вида сырья, степени спелости плодов, температуры и продолжительности обработки.
Перед проведением исследований определяли пектолитическую активность исследуемых ферментных препаратов [4]. Данные представлены в табл. 2.
Таблица 2
Ферментный препарат Активность, ед/г
Фруктоцим Флюкс 239,4
Фруктоцим П6-Л 188,1
Фруктоцим Колор 194,6
Полученные результаты позволяют сделать вывод о высокой пекто-литической активности данных ферментных препаратов и возможности их использования в технологических целях.
На основе исследуемых соков готовили сусло с содержанием сухих веществ 8 % путем их разбавления умягченной питьевой водой. Далее в сусло на основе яблочного сока вносили ферментный препарат в виде 1 %-ного рабочего раствора Фруктоцим Флюкс в количестве 0,002-0,004 %; Фруктоцим П6-Л — 0,0015-0,005 %, а в сусло на основе черной смородины: Фрукто-цим П6-Л в количестве 0,002-0,008 %; Фруктоцим Колор — 0,002-0,005 %. Гидролиз проводили при температуре 30 °С в течение 4-6 ч в зависимости от рекомендуемых значений для данных ферментных препаратов. В процессе выдержки определяли содержание пектиновых веществ. Контролем служил образец сусла без ферментативной обработки (рис. 1, 2).
Из полученных данных видно, что при обработке яблочного сусла ферментным препаратом Фруктоцим П6-Л процесс гидролиза пектиновых веществ наиболее интенсивно протека-
0 2 4 6
Продолжительность обработки, ч
— Контроль — П6-Л 0,0035
— П6-Л 0,0015 — П6-Л 0,005
0 1 2 3 4
Продолжительность обработки, ч
— Контроль — Флюкс 0,003
— Флюкс 0,002 — Флюкс 0,004
Рис.
где У — массовая доля пектиновых веществ; Х1 — продолжительность обработки; Х2 — дозировка ферментного препарата
1. Динамика изменения содержания пектиновых веществ при обработке яблочного сусла ферментными препаратами: а — Фруктоцим П6-Л; б — Фруктоцим Флюкс
2 4 6
Продолжительность обработки, ч
— Контроль — П6-Л 0,005
— П6-Л 0,002 — П6-Л 0,008
Продолжительность обработки, ч
Контроль Колор 0,002
Колор 0,0035 Колор 0,005
где У — массовая доля пектиновых веществ; Х1 — продолжительность обработки; Х2 — дозировка ферментного препарата
Рис. 2. Динамика изменения содержания пектиновых веществ при обработке черносмородинового _сусла ферментными препаратами: а — Фруктоцим П6-Л; б —Фруктоцим Колор_
б
а
У = 0,76 - 0,019Х1 - 18,621Х2, г2 = 0,8
У = 0,776 - 0,03Х1 - 29,543Х2 , г2 = 0,8
б
а
0
0
1
2
3
4
У = 1,483 - 0,081Х1 - 48,452Х2, г2 = 0,7
У = 1,536 - 0,162Х1 - 112,913Х2 , г2 = 0,7
ет в течение первых 4 ч, содержание пектиновых веществ в сусле снижается на 13,8-19,4 %. В дальнейшем происходит незначительное снижение содержания пектиновых веществ (на 2,8-4,3 %).
При обработке яблочного сусла ферментным препаратом Фруктоцим Флюкс в течение первых 2 ч содержание пектиновых веществ снижается на 12,5-20,8 %. За последующие 2 ч массовая доля пектиновых веществ уменьшается на 4,1-4,2 %.
Обработку черносмородинового сусла ферментным препаратом Фруктоцим П6-Л также целесообразно проводить в течение 4 ч. За этот период количество пектиновых веществ снижается на 36,3-50,4 %. В дальнейшем почти не происходит снижения пектиновых веществ (только на 1,4-2,2 %).
При обработке сусла на основе черной смородины ферментным препаратом Фруктоцим Колор в течение 2 ч массовая доля пектиновых веществ снижается на 54,5-62,9 %. Дальнейшее снижение пектиновых веществ составило только 2,3-3 %.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать вывод о том, что обработку ферментным препаратом Фруктоцим П6-Л целесообразно проводить в течение 4 ч, а ферментными препаратами Фрукто-цим Колор и Фруктоцим Флюкс — в течение 2 ч. Более длительная обработка нецелесообразна, поскольку при этом снижение пектиновых веществ незначительно. За последующие 2 ч оно составило только 1,5-4 %. Поэтому дальнейшие исследования проводили при выбранной продолжительности обработки.
На следующем этапе исследований определяли оптимальную температуру обработки и дозировку вносимых ферментных препаратов. Для решения поставленной задачи был поставлен полный факторный эксперимент. Основным показателем для разработки математической модели была массовая доля пектиновых веществ Z. При одной и той же продолжительности выдерживания менялись температура обработки Х и концентрация ферментного препарата У. Гидролиз проводили в интервале температур 20...60 °С. Температурный диапазон выбирали в зависимости от рекомендуемых значений для данных ферментных препаратов. Концентрация вносимых ферментных препаратов изменялась в тех же диапазонах, что и на предыдущем этапе. В сусло на основе яблочного сока вносили ферментный препарат в виде 1 %-ного рабочего раствора Фруктоцим Флюкс в количестве 0,002-0,004 %; Фруктоцим П6-Л —
0,0015-0,005 %, а в сусло на основе черной смородины: Фруктоцим П6-Л в количестве 0,002-0,008 %; Фруктоцим Колор — 0,002-0,005 %. В процессе выдержки определяли содержание пектиновых веществ. Контролем служил образец сусла без ферментативной обработки.
Для обработки экспериментальных данных использовали методы регрессионного анализа (рис. 3, 4).
Графики-поверхности (см. рис. 3, 4) представляют центральный композиционный план эксперимента. Результаты исследования показали, что целесообразно проводить обработку яблочного сусла при температуре 40 °С, при этом оптимальная дозировка ферментного препарата Фруктоцим Флюкс — 0,003 %, Фруктоцим П6-Л — 0,0035 %. Обработка ферментными препаратами при этих условиях позволяет сни-
зить содержание пектиновых веществ на 25-30%.
Обработку черносмородинового сусла целесообразно проводить при температуре 30 °С. Оптимальные дозировки ферментного препарата Фруктоцим П6-Л — 0,005 %, Фруктоцим Колор — 0,0035 %. Такие условия обработки позволяют снизить содержание пектиновых веществ на 50-70 %.
Проведенные исследования показали, что гидролиз пектиновых веществ с помощью ферментных препаратов явление, безусловно, положительное. Содержание пектиновых веществ при этом снижается на 30-70 %, что существенно повлияет на повышение стойкости напитков при хранении.
Максимальное удаление пектиновых веществ не всегда необходимо. Например, при производстве напитков функционального назначения присут-
4 • 2008
43
Концентрация препарата, %
□ 0,86 □ 0,76
□ 0,81 О 0,71
I I 0,66 I I 0,61
15
25 ,
35 { 45 |
1)
55
&
65
J 0,76 ] 0,72
I I 0,68
I I 0,64
0,6 0,56
Z = 0,8 - 0,004* - 103,9у + 6,25406 - 6х2 + 0,9ху + 9523,8/; Z = 0,8 - 0,003х - 55,6у + 1/7-106 - 5Х2 + 0,18ху + 3920,5/; г2 = 0,7 Г2 = 0,8
Рис. 3. Зависимость содержания пектиновых веществ яблочного сусла от температуры
и концентрации ферментного препарата: а — Фруктоцим П6-Л; б — Фруктоцим Флюкс
б
а
^ >
Концентрация ^ препарата, %
J 1,5 ] 1,3
О 1,1
О 0,9
15
25
35 »С, 45
J 0,7
Z = 1,1696 + 0,013x - 160,0921у --0,0002х2 + 0,8115ху+ 8192,2 572У2; r2 = 0,7
2,0 1,8 16 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 65
0,000
0,002 0,004 ¿«^
с 15 - 0,006
1,6 1,4
О 1,2 О 1,0
J 0,8 0,6
Z = 1,2463 + 0,0024x - 437,1623у --1,3636x2 + 1,4536ху+49242,4242у2; r2 = 0,7
Рис. 4. Зависимость содержания пектиновых веществ черносмородинового сусла от температуры _и концентрации ферментного препарата: а — Фруктоцим П6-Л; б — Фруктоцим Колор
б
а
ствие в их составе пектиновых веществ является положительным моментом. Используя эмпирические данные, отраженные на рис. 3 и 4, можно прогнозировать условия процесса гидролиза пектиновых веществ для достижения требуемого результата с учетом формирования функциональных свойств готовых напитков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Киселева Т. Ф. Формирование технологических и социально значимых потребительских свойств напитков: теоретические и практические аспекты: монография. — Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2006.
2. Кретович В. Л. Ферментные препараты в пищевой промышленности/Под. ред. В. Л. Кре-товича, В. Л. Яровенко. — М.: Пищевая промышленность, 1975.
3. Марх А. Т., Зыкина Т. Ф., Голубев В. Н. Техно-химический контроль консервного производства. — М.: Агропромиздат, 1989.
4. Рухлядева А. П., Полыгалина Г. В. Методы определения активности гидролитических ферментов. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.
5. Токаев Э. С., Баженова Е. Н. Обзор современного рынка функциональных напит-ков//Пиво и напитки. 2007. № 4. С. 5-8.
6. Шобингер У. Фруктовые и овощные соки: научные основы и технологии/Пер. с нем. — СПб.: Профессия, 2004. С. 640. &
4•2008
44
Россия и Великобритания объединяются, чтобы спасти линкор «Белфаст»
Компания «Русский Стандарт Водка» поддержала проект восстановления английского военного судна времен Второй мировой войны.
В Британском посольстве английский посол в России встречал высокопоставленных представителей Российского правительства и военных структур, приглашенных на открытие уникального проекта, посвященного важной вехе в истории взаимоотношений Великобритании и России. Речь идет о линкоре «Белфаст», который в течение двух лет во время Второй мировой войны сопровождал военные конвои через арктические воды на север России. Цель мероприятия — поддержать проект восстановления английского военного судна, сыгравшего основную роль в арктическом театре военных действий, и привлечь внимание российского бизнеса к спасению линкора, а также собрать необходимые средства, чтобы заменить разрушенные мачты военного корабля.
Линкор «Белфаст» принял участие в одном из поворотных моментов Второй мировой войны: битве дня «Д», открывшей «второй фронт» для высадки союзных войск в Европе. Но главная его историческая роль состоит в сопровождении конвоев к России. Проект по спасению мачт «Белфаста» получил название «Последний Свидетель», потому что судно — последний материальный свидетель истории арктических конвоев.
Гости Британского посольства смогли увидеть уникальную выставку фотографий советского военного фотографа Роберта Диа-мента, который вел хронику северного конвоя. Многие из фотографий, предоставленных его наследниками, выставлялись перед широкой публикой впервые.
Его превосходительство сэр Энтони Брен-тон, посол Великобритании в Москве, сказал: «Белфаст» не только британское национальное достояние, это — достояние многих стран, которым он помогал во время войны, включая Россию. И вот спустя много лет, прошедших со времени его военной морской службы, элементы конструкции корабля начали разрушаться. Обе мачты «Белфаста» поржавели так сильно, что не подлежат ремонту и должны быть заменены. В знак давней дружбы между нашими странами мы обращаемся к представителям российского бизнеса с просьбой принять участие в спасении линкора».
Проекту необходима дополнительная финансовая помощь, чтобы покрыть дефицит бюджета на восстановление, оцененного в 2 млн долл. США.
Вечер «Последний Свидетель», прошедший в Британском посольстве в Москве, состоялся благодаря поддержке компании «Русский Стандарт Водка» — производителя премиальной водки № 1 в России.
