Разработка технологии производства многокомпонентных функциональных продуктов питания на основе плодового сырья (стр. 2 )

Биохимические исследования плодового сырья проводились в аккредитованной испытательной лаборатории хранения и переработки плодов и ягод ГНУ СКЗНИИСиВ общепринятыми методами: растворимые сухие вещества - рефрактометрически по ГОСТ ; общая кислотность – титриметрически по ГОСТ ; сахар (общий, инвертный) - колориметрически по ГОСТ 8756.13-87; Д-глюкоза, Д-фруктоза – колориметрически по ГОСТР ; фракционный состав органических кислот – на «Капель 103»; витамин С – йодометрически по ГОСТ 24556 – 89; витамин Р – фотометрически (в модификации ); витамин Е - фотометрически по ГОСТ 30627.2 – 98; витамин РР – колориметрически по ГОСТ Р ; β-каротин – фотометрически по ГОСТ 2756.22-80; содержание полифенолов, антоцианов, лейкоантоцианов - фотометрически (в модификации ); пектиновые вещества – карбазольным по методу ; аминокислотный состав – на «Капель 105»; минеральные вещества – пламенной фотометрии (ГОСТ Р 51429); ненасыщенные жирные кислоты – хроматографически по ГОСТ Р ; ароматические вещества – на приборе «Кристалл 2000М»; йод – инверсионно-титриметрически по методу Глущенко и Миненковой; определение природных антиоксидантов - хроматографически по методу ; дегустационная оценка - по ГОСТ 8756.1-79.

Математическая обработка результатов производилась при помощи методики статистической обработки экспериментальных данных путем парной и множественной корреляции (по Доспехову) с использованием компьютерной программы МS Exсel и STATISTIKA 6.0. Моделирование рецептурных композиций новых видов многокомпонентных консервов функционального назначения осуществлялось на основе составления балансовых уравнений и математических моделей позволяющих регулировать изменения химического состава разрабатываемого продукта, в зависимости от соотношения и массовой доли используемых сырьевых компонентов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования биохимические показатели качества плодов используемых в технологии производства функциональных продуктов питания

Яблоня. Учитывая, что яблоки являются основным плодовым сырьем, используемым в переработке, были изучены качественные показатели плодов с учетом сортовых особенностей и сроков созревания. Сорта яблок летнего срока созревания отличаются невысоким содержанием сухих веществ (10,6-12,5 %), сахаров (7,6-9,0 %), высокой кислотностью (0,6-0,8 %) при сахаро-кислотном индексе - 11,5-13,0. Высокое содержание аскорбиновой кислоты (до 8,1мг/100г) и Р-активных веществ (до 92,7 мг/100г) в плодах яблони летнего срока созревания представляют интерес при использовании этих сортов в переработке. Особенностью осенних сортов яблок является довольно высокое содержанием сухих веществ (12,0-14,0 %) и сахаров (8,6-9,9 %), что на 20 % выше в сравнении с летними и зимними сортами.

Яблоки зимнего срока наиболее чаще используются для переработки, так как период созревания их более растянут, объемы производства значительно больше, а технологические свойства - наиболее разнообразны. Из изученных нами сортов позднего срока созревания необходимо выделить Прикубанское, Самородок, Айдаред, Голден Би, Флорина, как сорта с высоким содержанием сахаров, кислот, витаминов, пектина, разнообразным набором аминокислот и ароматических веществ, формирующих пищевую ценность, вкусовые качества и лечебные свойства функциональных продуктов питания (таблица 2).

Таблица 2 – Показатели качества плодов яблони зимнего срока созревания ( гг.)

Сорта	Сухие вещества, %	Сахара, %	Кислотность, %	С/к индекс	Витамины, мг/100г
С	Р
Айдаред	12,5	8,9	0,62	14,6	6,5	94,2
Голден Би	15,2	10,6	0,54	20,7	9,2	94,6
Флорина	14,5	10,1	0,53	19,5	8,6	89,0
Прикубанское	15,6	10,9	0,57	19,1	12,6	118,0
Самородок	14,3	10,0	1,48	7,0	15,8	261,0

По комплексу витаминов С и Р выделяется сорт Самородок (15,8 и 261,0 мг/100г соответственно).

Кребы (ранетки). Учитывая широкое распространение односортных садов, в которых опылителями культурной яблони выступают кребы, целесообразно изучение пищевой и лечебной ценности ранеток. Плоды кребы являются высокими источниками сухих веществ (до 24,5 %), сахаров (13,0-17,2 %), что в 2 раза больше, чем в плодах культурных сортов яблони (Айдаред).

Другой особенностью кребов является высокое содержание органических кислот (до 1,0 %), Р-активных веществ (408,0 мг/100г), полифенольных веществ (860 мг/100г), что и обуславливает интерес по испытанию плодов в технологии производств функциональных продуктов питания (рисунок 2).

Рисунок 2 - Полифенольный состав плодов кребов (сорт Ранетка кубанская)

Айва японская (хеномелис). Изучение качественных показателей айвы японской, которая практически несъедобна в свежем виде, показало, что плоды обладают большим набором функционально значимых ингредиентов. Айве японской характерно максимальное из плодов исследуемых культур содержание органических кислот, которое достигает 6,8 %, представленных яблочной, лимонной и янтарной кислотами. Большим потенциалом повышения физиологической значимости плодов для использования в технологии производства функциональных продуктов питания является высокое содержание полифенольных веществ, в том числе до 400,0 мг/100 г лейкоантоцианов и свыше 40,0 мг/100г флавонолов. Плоды айвы японской являются также высоким источником витамина С - до 150,0 мг/100г, что в 8-10 раз больше, чем в яблоках. Содержание витамина Р в плодах обусловлено сортовыми особенностями и варьирует от 200,0 до 450,0 мг/100г (рисунок 3).

Рисунок 3 - Содержание витамина Р в плодах айвы японской (гг)

Из 8 обнаруженных аминокислот в плодах айвы содержатся 4 незаменимых аминокислоты: метионин, треонин, валин, триптофан (рисунок 4).

Рисунок 4 – Содержание аминокислот в плодах айвы японской (сорт Признание)

Облепиха. Исследование химического состава плодов облепихи показало, что накопление растворимых сухих веществ варьирует в зависимости от сортовых особенностей от 8,2 % (Дончанка) до 9,4 % (Сюрприз Балтики). Фракционный состав сахаров представлен в основном глюкозой и фруктозой при явном преобладании фруктозы, количество которой варьирует от 3,1 % (Морячка, Дончанка) до 4,0 % (Сюрприз Балтики) (рисунок 5).

Рисунок 5 – Процентное соотношение сахаров в плодах облепихи (сорт Морячка)

Кислотность облепихи формируется в основном яблочной кислотой (до 80,0 % от общего содержания), а также лимонной (до 15,0 %), янтарной (до 3,5 %) и молочной кислотами (до 1,5 %). Установлено, что витаминный комплекс плодов облепихи, представлен как водорастворимыми витаминами, так и жирорастворимыми - Е и провитамин А (β – каротин), что подчеркивает большое преимущество плодов облепихи перед плодами других культур, причем содержание витаминов находится на достаточном высоком уровне (рисунок 6).

Рисунок 6 – Содержание витамина Е и β-каротина в плодах облепихи, 2012

В плодах облепихи в зависимости от сортовых особенностей обнаружено 47,5-186,6 мг/100г аскорбиновой кислоты; 6,8-7,8 мг/100г общих токоферолов; 0,3-0,6 мг/100г никотиновой кислоты; 1,9 мг/100 г β – каротина. Установлено, что витамин Е представлен α – токоферолами (до 76,0 % от общего содержания, сорт Дончанка) и β – токоферолами (до 24,0 %), общим свойством которых является не только витаминная (α–токоферолы), но и антиоксидантная активность (β-токоферолы). Усиливают антиоксидантную активность плодов облепихи также обнаруженные оксикоричные и фенилкарбоновые кислоты, среди них – оротовая (0,8 мг/100 г), кофейная (0,4 мг/100 г), галловая (0,12 мг/100 г). Установлено, что в плодах облепихи содержится 13 аминокислот (99,9 мг/100г), в т. ч. 6 незаменимых (лейцин, треонин, валин, лизин, фенилаланин, триптофан), что составляет более 70 % от их общего количества. Плоды облепихи являются важным источником ненасыщенных жирных кислот - пальмитиновой (30,4 %), олеиновой (35,4 %), пальмитолеиновой (17,1 %), содержание которых выше, чем в сое (11-13%), подсолнечнике (4-6 %), рапсе (2-4 %).

Грецкий орех. Установлено, что сроки созревания ореха грецкого обусловлены погодными условиями вегетационного периода. Так в 2г уборку ореха для переработки в молочной зрелости проводили 10-15 июня. Погодные условия весны 2012г способствовали более быстрому созреванию ореха, для переработки сбор был проведен 23 мая. Сравнивая уровни содержания аскорбиновой кислоты в разные годы, необходимо отметить, что жаркая весна 2012г способствовала значительному снижению в содержания витамина С (до 1000 мг/100г), что на 300 мг/100г ниже в сравнении с 2011г. Выявлено, что плоды ореха грецкого в молочной зрелости имеют самые высокие показатели по содержанию витамина С, что обусловлено сортовыми особенностями и достигает 1330,1 мг/100г (Заря Востока) и обеспечивает им высокую антиоксидантную активность – 1707,0 мг/100г (таблица 3).

Таблица 3 – Качественные показатели ореха грецкого в молочной зрелости

Биохимические показатели качества	Сорта ореха грецкого
Дачный	Пелан	Надежда	Заря Востока
Сухие вещества, %	37,7	34,5	35,4	35,9
Кислотность, %	0,9	1,1	1,0	0,9
Витамин С, мг/100г	1059,9	1181,1	1248,0	1330,1
Витамин Р, мг/100г	127,4	134,3	163,1	174,7
Лейкоантоцианы, мг/100г	163,8	141,1	149,1	171,3
Общие полифенолы, мг/100г	316,6	331,8	227,8	348,2
Антиоксидантная активность, мг/100г	1289,5	1475,7	1668,3	1707,0

В качестве источника биологически активных веществ представляет интерес околоплодник вызревшего ореха, в котором содержание витамина С достигает 800мг/100г, йода (3,8 мгк/100г), калия - 268,4 мг/кг, натрия - 47,0 мг/кг, кальция - 15,4 мг/кг, магния - 21,0 мг/кг). Из исследованных сортов большое содержание биологически активных веществ отмечено у сортов Заря Востока и Надежда. Околоплодник ореха грецкого является также высоким источником минеральных веществ - калия, кальция и особенно йода.

Таким образом, проведенные исследования качественных показателей плодов различных культур позволили выделить сорта с высокими показателями качества по содержанию сахаров, кислот, витаминов, минеральных веществ, полифенолов, которые рекомендованы в качестве сырья для консервной промышленности и использованы при разработке рецептурных композиций функциональных продуктов питания с лечебно-профилактическим назначением.

Оптимизация технологических параметров переработки плодового сырья. При оптимизации параметров переработки яблок учитывались технологические свойства сырья. Не каждый сорт яблок, имеющий хорошие вкусовые качества, может быть рекомендован для производства сока, что связано с сочностью плодов, нормой расхода сырья на тонну готовой продукции, а, соответственно, и себестоимостью готового продукта (таблица 4).

Таблица 4 - Влияние сортовых особенностей яблок на норму расхода сырья при получении сока, 2011

Сорт яблок	Содержание сухих веществ, %	Отходы и потери, %	Рецептура, кг/т	Норма расхода сырья, кг/т сока
Сорта летнего срока созревания
Аленушкино	12,6	42,0	877	1429
Вадимовка	13,5	38,0	759	1223
Хуторянка	12,0	40,0	885	1497
Сорта осеннего срока созревания
Зори Кубани	14,0	40,0	822	1344
Талисман	13,0	42,0	847	1460
Сорта позднего сорта созревания
Айдаред	13,5	40,0	815	1358
Флорина	15,0	39,0	813	1332
Самородок	15,5	40,0	957	1261
Прикубанское	13,5	50,0	787	1574

Степень извлечения сока при прессовании обусловлена не только физико-химическими показателями, но особенностями строения ткани различных сортов яблок. Поэтому некоторые сорта яблок, несмотря на высокое содержание сухих веществ, имеют низкий выход сока, в связи с чем не могут быть рекомендованы для производства соков. Минимальная норма расхода сырья при переработке яблок летнего срока созревания – Вадимовка (1223 кг/т) и зимнего – Самородок (1261 кг/т) позволяет рекомендовать эти сорта для производства сока. Для получения пюре, используемого в технологии производства функциональных продуктов питания, экономически выгодно использовать яблоки сортов Прикубанское и Флорина, обеспечивающие получение пюре с высоким содержанием пектина, сахаров, витаминов, минеральных веществ.