CC BY
57
УДК 664.8.014/.019
Влияние замораживания и размораживания
на химический состав и антиоксидантную активность ягод земляники
А.Д. Стрюкова, аспирант, Н.В. Макарова, д-р хим. наук, профессор Самарский государственный технический университет
Ягоды - скоропортящийся пищевой продукт с очень низкой устойчивостью к хранению. Замораживание - наиболее приемлемый метод длительного хранения, например, овощей. Рынок замороженных фруктов растет намного медленнее, поскольку их внешний вид уступает свежей или охлажденной продукции. Тем не менее, растущий спрос на полезные для здоровья продукты, облегчающие жизнь современного делового человека, обусловливает постепенный рост популярности замороженных фруктов и ягод [1].
В технологии замораживания пищевых продуктов разработан ряд новых методов ускоренного замораживания. Однако при этом всегда остается актуальным вопрос о влиянии этих методов на пищевую ценность растительного объекта.
Например, рассмотрено влияние действия давления различного уровня (100, 150 и 200 МПа) на характер образования кристаллов льда в исследуемом объекте в процессе замо-
Объекты исследования
Объект
Технология получения
ЗЖС ЗЖЗ-1
ЗЖЗ-2
ЗЧПС
ЗЧПЗ-1
ЗЧПЗ-2
Земляника садовая сорта Жанна свежая
Земляника садовая сорта Жанна замороженная, слой ягод < 5 мм, Т° = -18 °С
Земляника садовая сорта Жанна замороженная, слой ягод > 5 см, Т° = -18 °С
Земляника садовая сорта Черный принц свежая
Земляника садовая сорта Черный принц замороженная, слой ягод > 5 см, Т° = -18 °С
Земляника садовая сорта Черный принц замороженная, слой ягод 10-15 мм, Т° = -80 °С
Земляника садовая сорта Черный принц ЗЧПЗ 3 замороженная, предварительно
- обработанная сахарным сиропом, слой ягод > 10 мм, Т° = -18 °С
Земляника садовая сорта Черный принц, ЗЧПР-1 размороженная с помощью обдува теплым воздухом в течение 25 мин
Земляника садовая сорта Черный принц, ЗЧПР 2 размороженная в холодильной камере в течение 12 ч
Ключевые слова: земляника садовая; антиоксидантная активность; фенолы; флавоноиды; антоцианы; замораживание; размораживание.
Key words: strawberry; antioxidant capacity; phenolics; flavonoids; anthocyanin; freezing; thawing
Таблица 1
раживания [2]. Замечена обратная зависимость между величиной давления и размером образующихся кристаллов, и доказано, что при замораживании под давлением размер кристаллов меньше, чем при классическом замораживании.
Изучали также изменение содержания аскорбиновой кислоты в образцах иранской земляники садовой, наряду с такими характеристиками, как цветовые изменения, содержание антоциа-нов, рН, кислотность, сенсорная оценка в течение 3 мес хранения при различных температурах (-12 °С, -18 °С и -24 °С) [3]. Было выявлено значительное снижение содержания аскорбиновой кислоты в первые 15 сут хранения, при этом, если при -12 °С ее содержание сократилось больше, чем на половину, то при других температурах потери составили всего около 9 %, что говорит о предпочтительности температур -18 °С и -24 °С для хранения.
Освещены аспекты влияния различных способов предварительной обработки на ход процесса замораживания, таких как микроволновая обработка, бланширование, применение растворов неорганических веществ [4]. Были высказаны предположения об отрицательном влиянии хранения фруктов в морозильной камере по сравнению с хранением в жидком азоте.
Проведено масштабное исследование, посвященное влиянию замораживания и последующего оттаивания на запах земляники садовой [5]. Исследовали замораживание при -20 °С и -80 °С, а также заморажи-
вание в жидком азоте. При действии комнатной температуры и ускоренном оттаивании в водяной ванне при 30 °С исследовали различные сроки хранения ягод. Установлено, что содержание гексилацетата, этилметил-гексаноата, метилацетата повышается после недельного хранения, а не после однодневного, но на содержание этилбутирата при этом почти ничего не влияет. Количество альдегидов, таких как соединения ацетальдегида, намного возрастает при комнатном оттаивании независимо от условий замораживания и сроков хранения.
На образцах земляники садовой была изучена зависимость методов замораживания (при -20 °С и в жидком азоте) и размораживания (4 °С; 20 °С; 37 °С; в микроволновой печи) [6]. Выявлено, что антоцианы, независимо от способа замораживания, лучше сохраняются при размораживании при 20 °С и с применением микроволн. Содержание аскорбиновой кислоты лучше всего сохраняется при разморозке в микроволновой печи.
Таким образом, в последнее время предлагается много новых способов как замораживания, так и размораживания. Однако исследования по влиянию этих методов на химический состав ягод должны быть расширены.
Цель нашей работы - изучение влияния различных методов замораживания и размораживания на химических состав и антиоксидантную активность ягод. Объекты исследования - ягоды земляники садовой сортов Жанна и Черный принц, как свежие, так и замороженные различными способами (табл. 1).
Земляника садовая Черный принц - сорт среднераннего срока созревания. Ягода имеет красивую форму, темный цвет. Когда клубника спелая, то цвет кажется почти черным, имеет глянцевую поверхность. Данный сорт клубники имеет очень высокие вкусовые достоинства, урожайность довольно высока. Преимущество этого сорта состоит в том, что он довольно устойчив к различным заболеванием, а также обладает хорошей морозоустойчивостью. Сорт Жанна самоплодный, позднего срока цветения и созревания. Ягоды крупные, конической формы, первые тупоконические, ребристые, без шейки. Окраска ягод темно-красная, блестящая. Мякоть темно-красная, сочная, плотная. Вкус кисло-сладкий, с ароматом. Ягоды универсального назначения.
Все ягоды были собраны на территории Самарской области в июне и октябре 2012 г.
Для анализа химического состава и определения антиоксидантной ак-
RAW MATERIALS AND ADDITIVES
тивности использовали методы химического анализа: измерение общего содержания фенольных веществ с помощью реактива Фолина-Чекелау; измерение общего содержания фла-воноидов и антоцианов; измерение уровня улавливания свободных радикалов DPPH (2,2'-дифенил-1-пик-рилгидразила), восстанавливающей силы, общей антиоксидантной силы по FRAP-методу (ferric reducing antioxidant power с реагентом 2,4,6-трипиридил-Б-триазином), антиоксидантной активности в системе лино-лиевая кислота и в системе эмульсии Р-каротин - линолиевая кислота.
Общее содержание фенолов и флавоноидов в объекте ЗЖЗ-1 превосходит содержание указанных веществ в объекте ЗЖЗ-2 9. При замораживании в слое < 5 мм это значение равно 602 мг галловой кислоты/ 100 г исходного сырья, а при замораживании в слое > 5 см - 579 мг галловой кислоты/100 г исходного сырья. Различие в содержании флавоноидов составляет 7 ед. (мг кате-хина/100 г исходного сырья). А вот содержание антоцианов в искомых объектах находится почти на одном уровне и в среднем равно 1020,0 мг цианидин-3-гликозида/100 г исходного сырья. По отношению к свежей ягоде (ЗЖС) содержание фенолов после замораживания значительно увеличилось, если сравнивать с объектом ЗЖС-1, то произошло увеличение примерно в 3 раза. Аналогичная тенденция наблюдается и в изменении содержания флавоноидов, только в этом случае количество исследуемого вещества увеличилось в 1,5 раза. По содержанию антоцианов лидирует свежая ягода -различие между показателями достигает 145,4 ед.
При сравнении химического состава ягод, замороженных следующими способами, лидером по содержанию фенолов был способ замораживания при температуре -80 °С. Эквивалент фенолов в объекте ЗЧПЗ-2 составляет 458 мг, тогда как, например, в объекте ЗЧПЗ-3 оно равно 450 мг. Значение содержания флавоноидов у свежих и замороженных слоем > 5 см ягод равны 443 и 445 соответственно, что говорит о незначительных изменениях при замораживании данным способом. По отношению же к содержанию флавоноидов и анто-цианов способ замораживания при температуре -80 °С оказывается не столь эффективным и показывает самые низкие результаты, но даже он дает возможность увеличить содержание флавоноидов на 19 % и антоцианов на 0,6 % в сравнении со свежей ягодой. Самое высокое со-
держание флавоноидов в ягодах, замороженных с предварительным осмотическим обезвоживанием (66 мг катехина/100 г исходного сырья), а антоцианов - в ягодах, замороженных в слое > 5 см (разница по сравнению со свежей ягодой 246 ед.).
При анализе зависимости восстанавливающей силы от способа замораживания удалось выявить следующие тенденции: замораживание при -18 °С в тонком слое сокращает способность восстанавливать в 2,5 раза, в слое > 5 см данная способность также значительно уменьшается, либо, как в случае ягод земляники садовой сорта Черный принц, остается почти на исходном уровне (разница в значениях равна 0,11 ед.), замораживание при -80 °С также отрицательно сказывается на восстанавливающей силе ягод, чего нельзя сказать о предварительном обезвоживании ягод, которое дает положительную динамику (показатель со значения 4,05 вырастает до значения 6,45). Ингибирование окисления ли-нолиевой кислоты после замораживания в тонком слое составляет 68,9 %, что в 3 раза выше значений, полученных для свежей ягоды, в свою очередь, замораживание в слое > 5 см еще выше и ингибирова-ние равно 78 %. При исследовании антиоксидантной активности в системе Р-каротин - линолиевая кислота этот способ замораживания не дает таких же результатов, и даже снижает исходный процент ингиби-рования почти в 2 раза, замораживание в тонком слое увеличивает процент ингибирования на 14 ед.
Антирадикальная активность по методу DPPH в разы возрастает после замораживания всеми способами, кроме замораживания при -80 °С. Этот метод снижает показатель Ес50 (со значения 44,0 до значения 43,5), но эти изменения нельзя назвать значительными. Наивысшего увеличения (в 8 раз) можно достичь при применении замораживания в тонком слое, немногим уступает полученным результатам замораживание в слое > 5см, значение для этого объекта равно 8,6 мг/мл по показателю Ес50. Применение предварительного обезвоживания позволило изменить антирадикальную активность на 23,9 ед.
Те же тенденции можно наблюдать и в зависимости восстанавливающей силы, определенной FRAP-методом, от вариантов замораживания. Наименее эффективным способом здесь снова оказывается низкотемпературный способ. Только при таком замораживании снижается исследуемый показатель. Самый ре-
Таблица 2 Химический состав исследуемых объектов
Объект Показатель
Общее содержание флавоноидов, мг катехина/100 г исходного сырья
ЗЖС 63
ЗЖЗ-1 91
ЗЖЗ-2 84
ЗЧПС 48
ЗЧПЗ-1 59
ЗЧПЗ-2 57
ЗЧПЗ-З 66
ЗЧПР-1 68
ЗЧПР-2 76
зультативный на этот раз - метод замораживания в слое > 5 см, он повышает восстанавливающую силу с 13,23 ммоль Fe2+/кг у свежей ягоды до 20,52 ммоль Fe2+/кг у замороженной - чуть ниже показатель у ягод, замороженных в тонком слое (19,98 ммоль Fe2+/кг). Замораживание с предварительным обезвоживанием увеличивает восстанавливающую силу примерно на 20 %.
При сравнении влияния различных способов размораживания на химический состав земляники садовой можно отметить повышение содержания фенолов, флавоноидов и антоцианов при холодильном размораживании. Так, содержание фенолов повысилось на 116 ед., флаво-ноидов - на 8, а антоцианов - на 125,3 ед. Изменение антирадикальной активности не совсем однозначно. Например, восстанавливающая сила при размораживании с помощью теплого воздуха немного выше (1,13), чем у ягод, размороженных в холодильнике (1,06). А вот антирадикальная активность в системе лино-лиевая кислота наоборот повышается при холодильном размораживании, причем почти в 2,5 раза. Показатели антиоксидантной активности в системе Р-каротин - линолиевая кислота равны для различных способов размораживания (8,8 % ингибирования окисления линолиевой кислоты). Такие показатели как антирадикальная активность по методу DPPH и восстанавливающая сила по FRAP-методу выше у ягод, размороженных в холодильнике. Но если в первом случае показатели отличаются почти в 2 раза, то разница в показателях по FRAP-методу всего 0,81 ед.
В целом можно сделать следующие выводы:
замораживание любым способом увеличивает показатели химического состава ягоды земляники как сорта Жанна, так и сорта Черный
Антиоксидантные свойства исследуемых объектов
Показатель
Объект восстанавливающая сила при концентрации экстракта 100 мг/мл антиоксидантная активность в системе лино-лиевая кислота, % ин-гибирования окисления линолиевой кислоты антиоксидантная активность в системе в-каротин - линолиевая кислота, % ингибирования окисления линолиевой кислоты
ЗЖС 4,98 29,4 27,6
ЗЖЗ-1 1,48 68,9 41,7
ЗЧПС 4,05 Не обнаружена 14,6 Не обнаружена
ЗЧПЗ-2 3,93 Не обнаружена Не обнаружена Не обнаружена
ЗЧПР-1 1,13 8,2 Не обнаружена 8,8
ЗЧПР-2 1,06 18,5 8,8
принц, как следствие этого, повышается способность улавливать свободные радикалы и увеличиваются показатели восстанавливающей силы;
наиболее положительным образом на показатели химического состава и антиоксидантной активности ягод земляники влияет замораживание в тонком слое;
нельзя рекомендовать способ замораживания при -80 °С как более
Таблица 3
предпочтительный, так как показатели либо мало отличаются, либо увеличиваются -уменьшаются неоднозначно. Аналогичный вывод можно сделать и по отношению к ягодам, замороженным осмотическим методом.
Таким образом, замороженные ягоды - эффективные антиоксиданты, а промышленную технологию замораживания можно успешно использовать для получения замороженных фруктов с функциональными свойствами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Эванс, Дж.А. замороженные пищевые продукты: производство и ре-ализация/Дж.А. Эванс. - СПб.: Профессия, 2010. - 440 с.
2. Chevalier, D. Freezing and ice crystals formed in a cylindrical food model: part II. Comparison between freezing at atmospheric pressure and pressure-shift freezing/D. Chevalier, A. Le Bail, M. Ghoul//J. of Food Eng. -2000. - 46. - N 4. - P. 287-293.
3. Sahari, M.A. Effect of low temperature on the ascorbic acid content and quality characteristics of frozen strawberry/M.A. Sahari, M.F. Boostani, Z.E. Hamidi//Food Chem. -2004. - 86. - N 3. - P. 357-363.
4. Effect of freezing conditions on quality of areca fruits/M. Zhang [et al.]//J. of Food Eng. - 2004. - 61. -№ 3. - P. 393-397.
5. Modise, D.M. Does freezing and thawing affect the volatile profile of strawberry fruit?/D.M. Modise// Postharvest Biol. And Tech. - 2008. -50. - N 1. - P. 25-30.
6. Evaluation of the effects of different freezing and thawing methods on color, polyphenol and ascorbic acid retention in strawberries./ M. Holzwarth [et al.]//Food Res. Int. -2012. 548. - N 1. - P. 241-248.
УДК 613.262:664.86
Использование окары
для производства комбинированных полифункциональных пищевых добавок
Т.А. Пахомова, аспирант, А.Ф. Доронин, канд. техн. наук, профессор, Н.П. Соболева, канд. техн. наук, доцент
Московский государственный университет пищевых производств
Реализация государственной политики в области здорового питания граждан Российской Федерации на период до 2020 г. (Распоряжение Правительства Российской Федерации N 1873-р от 25 октября 2010 г.) и в настоящее время рассматривается
Предложенные композиции комбинированных добавок могут быть использованы при производстве широкого спектра пищевых продуктов здорового питания.
Ключевые слова: окара; продукты переработки сои; комбинированные полифункциональные пищевые добавки.
Key words: okara, processed soy, combined multifunctional food additives.
как основа для разработки производства отечественных пищевых продуктов, обеспечивающих профилактику наиболее распространенных заболеваний.
Производство комплексных пищевых добавок функционального дей-
ствия с различным метаболическим статусом, обладающих профилактическими свойствами, можно отнести к перспективному направлению использования в пищевых технологиях. Медицинская практика подтверждает, что биологически активные вещества растительного происхождения обладают большей пользой для организма человека, чем химически синтезированные лекарственные средства: комплекс родственных соединений воздействует на организм мягче и продолжительнее по времени, не токсичен, реже вызывает осложнения и аллергические реакции.
Среди продуктов питания направленного позитивного действия все большее внимание привлекают продукты переработки сои, спрос на которые с каждым годом расширяется
