CC BY
145Технологии продовольственных продуктов И НДУСТРИЯ
Food Technology_induTR? ПИТАНИЯ
УДК [665.931.7:664.951.022]:[658.562.6.012.7:543.92] DOI 10.29141/2500-1922-2019-4-1-3
Перспективы использования растительного сырья для производства безалкогольных напитков антиоксидантной направленности
О.В. Чугунова1*, Е.В. Пастушкова1
1Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург, Российская Федерация, *e-mail: [email protected]
Реферат
Раскрыта специфика исследования сырьевых компонентов, используемых в процессе разработки рецептур русских национальных напитков антиоксидантной направленности. Возросший в настоящее время интерес к традиционной кухне обусловил актуальность разработки безалкогольных напитков на основе местного растительного сырья как одного из перспективных направлений расширения ассортимента и повышения пищевой ценности напитков. Цель работы - научное обоснование рецептуры и технологии сбитней антиоксидантной направленности на основе растительного сырья Свердловской области и их товароведная оценка. В статье раскрыт состав биологически активных компонентов растительного сырья Уральского региона, использованного при разработке композиций сбитней «Лесная сказка». Объектами исследования послужили: плоды шиповника (Früctüs Rosae), крапива двудомная (Urtica dióica), лист малины (Rubi idaei Folia), душица обыкновенная (Origanum vulgáre), тысячелистник (Achilléa milleFólium), чабрец (Thymus serpyllum L), лист толокнянки (Arctostáphylos úva-úrsi), яблоки уральской селекции (Málus), плоды рябины обыкновенной (Fructus Sorbi aucupariae). Приведены научно обоснованные рецептуры сбитней с высокой антиоксидантной активностью. Определение антиоксидантной активности напитков проводилось потенциометрическим методом, базирующимся на химическом взаимодействии антиоксидантов с медиаторной системой, в качестве которой использована смесь KjFe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]. Установлена зависимость орга-нолептических и физико-химических показателей сбитней от количества вносимого растительного сырья. Определено оптимальное соотношение плодово-ягодного и лекарственно-технического сырья. Изучена сохранность биологически активных веществ в разработанных сбитнях. Отмечена высокая стабильность биологически активных компонентов в процессе хранения (с учетом необходимого запаса прочности). К концу срока хранения содержание аскорбиновой кислоты в сбитне составляет 47,0 % от исходного, что позволяет удовлетворять суточную потребность лишь на 45,2 %. Содержание катехинов - 69,0 % от первоначального - удовлетворяет суточную потребность на 70,0 %. Анализ динамики изменения потребительских свойств в процессе производства и хранения разработанной продукции позволил установить регламентируемые показатели качества и определить срок хранения - 6 месяцев. Исходя из полученных результатов можно рекомендовать сбитни в качестве общеукрепляющего напитка антиоксидантной направленности для всех категорий потребителей.
Для цитирования: Чугунова О.В., Пастушкова Е.В. Перспективы использования растительного сырья для производства безалкогольных напитков антиоксидантной направленности // Индустрия питания|Food Industry. 2019. Т. 4. № 1. С. 23-33. DOI 10.29141/2500-1922-2019-4-1-3
Ключевые слова:
лекарственное и плодовое сырье; безалкогольные напитки; сбитни;
антиоксидантная активность
Vegetable Raw Materials Use Prospects for the Non-Alcoholic Beverages Production with Antioxidant Effect
Olga V. Chugunova1*, Ekaterina V. Pastushkova1
1AUral State University of Economics, Ekaterinburg, Russian Federation, *e-mail: [email protected]
Keywords: Abstract
The article concerns the research specificity of the raw materials used in the recipe development of Russian national drinks of antioxidant orientation. The increased interest in traditional cuisine led to the non-alcoholic beverage development based on local vegetable raw materials as one of the promising areas for expanding the range and increasing the beverages nutritional value. The study aim is a scientific recipe and technology justification of antioxidant oriented sbiten on the basis of vegetable raw materials in Sverdlovsk region and its merchandizing evaluation. The article reveals the composition of plant biologically active components of the Ural region used in the development of sbiten recipe called "Forest fairy tale". The study objects are rose hips (Rosae FrQctQs), stinging nettle (Urti-ca dioica), raspberry leaf (folia Rubi idaei), oregano (Origanum vulgare), yarrow (Achillea millefolium), thyme (Thymus serpyllum L), bearberry (Arctostaphylos uva-ursi), apples of the Ural selection (Malus), mountain ash (Sorbi Fructus aucupariae). There are scientific justified recipes of sbiten with high antioxidant activity. Authors determined the antioxidant beverages activity carried out by potentiometric method based on the chemical antioxidant interaction with the mediator system using mixture of K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]. They set the dependence of the organoleptic, physical and chemical sbiten parameters from the quantity of vegetable raw materials; and the optimal ratio of fruit and medical raw materials. Researchers studied the biologically active substances safety in the developed sbiten and noted the high stability of biologically active components in the storage process (considering the necessary margin of safety). By the end of the storage period, the ascorbic acid content in sbiten is 47.0% of the original that allows to meet the daily requirement of only 45.2 %. The catechins content is 69,0 % of the original meeting the daily requirement of 70,0 %. The dynamics analysis of consumer property changes in the production and storage process of the developed products allowed to establish regulated indicators of quality and to determine the shelf life of 6 months. The obtained results enable to recommend sbiten as a general strengthening antioxidant drink of antioxidant orientation for all categories of consumers.
For citation: Olga V. Chugunova, Ekaterina V. Pastushkova. Vegetable Raw Materials Use Prospects for the Non-Alcoholic Beverages Production with Antioxidant Effect //Индустрия питания|Food Industry. 2019. Vol. 4, No. 1. P. 23-33. DOI 110.29141/2500-19222019-4-1-3
Введение
Одна из важнейших задач, стоящих перед современным аграрно-промышленным комплексом России - обеспечение населения страны качественными и безопасными продуктами питания. Ее решение призвано способствовать выполнению государственной программы обеспечения продовольственной безопасности страны.
Основным фактором, угнетающим защитные функции организма человека, является состояние окружающей среды, а именно проживание в антропогенно загрязненной среде, что свойственно населению больших городов. Сочетание СНС-фактора и неблагополучной экологической
medical and fruit raw materials; soft drinks; sbiten;
antioxidant activity
ситуации приводит к снижению иммунитета, постоянному дефициту микро- и макроэлементов, воздействию эмоционально окрашенных (в первую очередь, депрессивных) и аллергенных факторов, которые можно объединить термином «синдром мегаполиса» [1-3].
Ученые многих стран, в том числе и России, рассматривают безалкогольные напитки как оптимальную форму пищевых продуктов для удовлетворения потребности организма человека в биологически активных веществах.
Основным методом обогащения пищевого сырья является внесение в продукты массового
спроса физиологически обусловленных, функциональных пищевых ингредиентов. Для этого, как правило, используют ингредиенты, полученные из местного растительного сырья, минеральные и витаминные комплексы, пребиотики и пробиотики, минорные компоненты и эссенци-альные вещества, что позволяет интегрировать теории адекватного и оптимального питания и выбрать наиболее перспективное направление моделирования напитков с заданными свойствами [4-6].
Многие органические и неорганические вещества подвергаются окислению кислородом, находящимся в атмосфере. Окислительные процессы могут проходить в растениях, пищевых продуктах и напитках. Антиоксидантная активность пищевых продуктов является одним из важных показателей, определяющих их биологическую ценность [7].
В последние годы основным направлением научно-исследовательских работ в безалкогольной отрасли промышленности стало создание напитков для массового потребления на натуральной основе с использованием сахара, соков, настоев, эссенций, композиций из плодово-ягодного и другого растительного сырья, пищевых кислот и красителей [6-9].
Одним из направлений совершенствования ассортимента и рецептуры напитков является использование натурального растительного сырья с целью получения напитков, обогащенных натуральными функциональными ингредиента-
ми и обладающих общеукрепляющими и лечебно-профилактическими свойствами [6; 10; 11].
В настоящее время возрастает интерес к русской традиционной кухне, поэтому разработка национальных безалкогольных напитков на основе местного растительного сырья выступает одним из перспективных направлений расширения ассортимента и повышения пищевой ценности напитков. Согласно ГОСТ 52409-20051 к национальным безалкогольным напиткам относятся квас, морс, сбитень, водица и взвар. Материалы и методы исследования
Использованы традиционные виды пищевого сырья и вспомогательные материалы, имеющие сертификаты соответствия и удостоверения качества и безопасности. Показатели качества и безопасности всех видов сырья соответствовали требованиям нормативной документации. Объектами исследования явились: плоды шиповника (Fructus Rosae), крапива двудомная (Urtica dióica), лист малины (Rubi idaei folia), душица обыкновенная (Origanum vulgáre), тысячелистник (Achilléa millefólium), чабрец (Thymus serpyllum L), лист толокнянки (Arctostáphylos úva-úrsi), яблоки уральской селекции (Málus), плоды рябины обыкновенной (Fructus Sorbi aucupariae).
Основные физико-химические показатели растительного сырья представлены в табл. 1, 2.
1ГОСТ Р 52409-2005. Продукция безалкогольного и слабоалкогольного производства. Термины и определения. Дата введения в действие: 01.01.2007. Дата актуализации описания: 01.01.2019.
Таблица 1. Физико-химические показатели высушенного плодово-ягодного сырья (n = 3), % Table 1. Physical and Chemical Parameters of Dried Fruit and Berry Raw Materials (n = 3), %
Сырье Влажность Массовая доля общей золы Массовая доля посторонних примесей
Яблоки сорта «Солнцедар» 14,5 ± 1,0 2,7 ± 0,012 0,017 ± 0,0025
Яблоки сорта «Дачная» 14,6 ± 1,0 2,7 ± 0,012 0,015 ± 0,0029
Шиповник майский 13,4 ± 1,0 1,4 ± 0,02 0,034 ± 0,0012
Рябина обыкновенная 14,2 ± 0,5 2,6 ± 0,04 0,019 ± 0,002
Таблица 2. Физико-химические показатели высушенного лекарственно-технического сырья (n = 3), % Table 2. Physical and Chemical Parameters of Dried Medical and Technical Raw Materials (n = 3), %
Сырье Влажность Массовая доля частиц, не проходящих сквозь сито диаметром 7 мм Массовая доля посторонних примесей
Чабрец 10,8 ± 0,019 1,5 ± 0,015 0,051 ± 0,0045
Душица обыкновенная 11,4 ± 0,023 2,6 ± 0,076 0,037 ± 0,0028
Мята перечная 10,3 ± 0,034 - 0,029 ± 0,0021
Тысячелистник обыкновенный 10,2 ± 0,051 1,35 ± 0,025 0,056 ± 0,0024
Крапива двудомная 11,5 ± 0,094 - 0,034 ± 0,0037
Малина обыкновенная (лист) 10,4 ± 0,049 - 0,022 ± 0,0014
Толокнянка обыкновенная (лист) 11,7 ± 0,043 1,4 ± 0,012 0,023 ± 0,0011
В процессе работы использованы общепринятые и специальные методы исследований.
В плодово-ягодном и лекарственно-техническом сырье определяли:
• сумму биофлавоноидов в пересчете на рутин - спектрофотометрическим методом после проведения реакции комплексообразования с хлоридом алюминия при X = 410 нм [10-13];
• сумму дубильных веществ в пересчете на танин - методом визуального титрования раствором перманганата калия в присутствии индиго-сульфокислоты [14];
• содержание аскорбиновой кислоты (сумму аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот) -индофенольным титрованием 2,6-дихлорфено-линдофенолом [11; 16];
• общее содержание аминокислот - методом ионообменной хроматографии на аминоанали-заторе Т-339.
В работе использована смола OSHЮNFа (Чехия). Суммарный аминокислотный состав определяли в гидролизатах после кислотного гидролиза продукта в стандартных условиях (24 ч при 110 °С, 6H HCl) [15]. Аминокислоты идентифицировали со стандартными растворами.
Определяли:
• содержание пектиновых веществ в свежем плодоовощном сырье и в сушеных полуфабрикатах - титриметрическим методом по ГОСТ 29059-911 [17];
• суммарное содержание органических кислот в напитках - титриметрическим методом согласно ГОСТ 66 87.4-862;
• содержание пектиновых веществ в свежем и высушенном плодово-ягодном сырье и готовых напитках - титриметрическим методом по ГОСТ 29054-913.
Антиоксидантную активность напитков определяли потенциометрическим методом, основанным на химическом взаимодействии анти-оксидантов с медиаторной системой, в качестве которой была использована смесь K3[Fe(CN)6]/ K4[Fe(CN)6], представляющая собой сочетание окисленного и восстановленного соединений элементов переменной валентности, способных к обратимому окислению-восстановлению4.
ТОСТ 29059-91. Продукты переработки плодов и овощей. Титриметрический метод определения пектиновых веществ. Дата введения в действие: 30.06.1992. Дата актуализации описания: 01.01.2019.
2ГОСТ 6687.4-86. Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Методы определения кислотности. Дата введения в действие: 30.06.1987. Дата актуализации описания: 01.01.2019.
3ГОСТ 29054-91. Пряности. Бадьян. Технические условия. Дата введения в действие: 01.01.1993. Дата актуализации описания: 01.01.2019.
"Способ определения оксидантной / антиоксидантной активности растворов: пат. 2235998, РФ: МПК G01 N27/60 / Брай-нина Х.З., Иванова А.В. № 2002130523/28; заявл. 14.11.2002; опубл. 10.09.2004.
Согласно уравнению Нернста потенциал Е1, мВ, такой системы определяется соотношением окисленной и восстановленной форм медиатор-ной системы:
Е Е ^^ j Сох 0 nF Cred
(1)
При введении в систему исследуемого образца содержащиеся в пробе антиоксиданты восстанавливают окисленную форму медиаторной системы, меняя соотношение окисленной и восстановленной формы. В результате этого взаимодействия потенциал системы изменяется. Выражение для потенциала Е2, мВ, можно записать в следующем виде:
Еу = Еп Н---In
RT Спу Су
nF Cred + С
(2)
где Ео - стандартный потенциал медиаторной пары, мВ; Е1 - потенциал устанавливаемый в системе до введения исследования образца, мВ; Е2 - потенциал, устанавливаемый после введения исследуемого образца, мВ; Я - универсальная газовая постоянная, Дж/(мольхК); Т - температура, К; Сох - концентрация окисленной формы медиатора, ммоль-экв./дм3;Сгей - концентрация восстановительной формы медиатора, ммоль-экв./дм3; Сх - концентрация антиокси-данта, ммоль-экв./дм3.
Следовательно, сдвиг потенциала ДЕ, мВ, после введения в медиаторную систему некоторого количества антиоксидантов Сх, ммоль-экв./дм3 можно математически выразить следующим образом:
=\Е1-Е2\= ЦЪ^ + Ы (3)
Пг ^гейлУ-ох ^х)
Используя уравнение (3) и измерив с помощью прибора сдвиг потенциала ДЕ, мВ, можно рассчитать концентрацию антиоксидантов Сх, ммоль-экв./дм3, в ячейке:
где
Сх =
х V;
Сох f
1 +/
f = e к ,
к = 0,0821 х (t + 273),
(4)
(5)
(6)
где Ех и Е2 - измеренные потенциалы, мВ; V-разбавление пробы (Р^и / ^0бЫ = 50); I - температура, °С.
Установка для прямых потенциометрических измерений включает в себя многофункциональный потенциометрический анализатор МПА-1 и электрохимическую ячейку, в которую наливают
исследуемый раствор и погружают термодатчик и электроды - индикаторный электрод для определения АОА и электрод для сравнения, установленные в штативе.
Добавление растворов, содержащих вещества, проявляющие антиоксидантную активность, в электрохимическую ячейку, приводит к изменению окислительно-восстановительного потенциала среды в результате взаимодействия антиоксидантов с окисленным компонентом (K3[Fe(CN)6]) медиаторной системы [18]1.
Для сравнения моделируемых напитков использовались современные методы дегустационного анализа [19-21]:
• формирование вкусоароматических профилей напитков - с помощью баллового (Point method) и профильного (Flavour profile methods по ISO 6564) методов;
• определение оптимального количества вкусовой добавки - дуо-трио (ISO 10399:2004. Sensory analysis - Methodology - Duo-trio test) и парного сравнения (ISO 5495:2007. Sensory analysis -Methodology - Paired comparison test);
• цвет напитка - по ГОСТ ISO 11037-2013.
При определении степени прецизионности, воспроизводимости, сходимости результатов дегустационных оценок руководствовались ГОСТ Р ИСО 5725-1-20022, ГОСТ Р ИСО 5725-2-20023, ГОСТ Р ИСО 13528-20104, ГОСТ Р 52522-20065.
'Способ определения оксидантной / антиоксидантной активности растворов: пат. 2235998, РФ: МПК G01 N27/60.
2ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения. Дата введения в действие: 01.11.2002. Дата актуализации описания: 01.01.2019.
3ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений. Дата введения в действие: 01.11.2002. Дата актуализации описания: 01.01.2019.
4ГОСТ Р ИСО 13528-2010. Статистические методы. Применение при экспериментальной проверке компетентности посредством межлабораторных сравнительных испытаний. Дата введения в действие: 01.12.2011. Дата актуализации описания: 01.01.2019.
5ГОСТ Р 52522-2006. Спирт этиловый из пищевого сырья, водки и изделия ликероводочные. Методы органолептиче-ского анализа. Дата введения в действие: 30.06.2006. Дата актуализации описания: 01.01.2019.
При моделировании состава безалкогольных напитков руководствовались МР 2.3.1.1950-04 от 02.07.2004 «Рациональное питание. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», МР 2.3.1.2432-08 и МР 2.3.1.1915 «Рекомендуемые нормы потребления пищевых и биологически активных добавок. Методические рекомендации». Результаты исследования и их обсуждение
Ученые кафедры технологии Уральского государственного экономического университета в течение многих лет занимаются разработкой рецептур и технологий продуктов с заданными потребительскими свойствами на основе натурального сырья [6; 22; 23].
Цель данного исследования - изучение лекарственно-технического сырья, обладающего высокой пищевой ценностью, с возможностью использования его в качестве сырьевого ингредиента для производства безалкогольных напитков антиоксидантной направленности.
Антиоксидантная активность - показатель, отражающий суммарное действие веществ, обладающих антиоксидантными свойствами. Поскольку метод прямой окислительно-восстановительной потенциометрии не позволяет количественно оценить содержание антиокси-дантов в исследуемом образце, сложно сделать вывод, какой продукт обладает низкой антиок-сидантной активностью, а какой - высокой.
Одним из наиболее распространенных анти-оксидантов пищевых продуктов является аскорбиновая кислота. Поэтому за эталон при оценке антиоксидантной активности напитков принята антиоксидантная активность растворов аскорбиновой кислоты.
Были приготовлены:
• растворы с содержанием аскорбиновой кислоты 90 мг в 200 см3 воды, что соответствует суточной потребности взрослого человека в витамине С [6];
• растворы с содержанием аскорбиновой кислоты 450 и 900 мг в 200 см3 воды.
Для анализа была взята аскорбиновая кислота фармацевтической компании «Merck» (Германия). Результаты измерений представлены в табл. 3.
Таблица 3. Результаты измерений антиоксидантной активности растворов аскорбиновой кислоты, ммоль-экв./дм3 Table 3. Antioxidant Activity Measurement Results of Ascorbic Acid Solutions, mmol-EQ./dm3
Раствор аскорбиновой кислоты Г Антиоксидантная активность
90 мг/200 см3 4,18 ± 0,08
450 мг/200 см3 22,64 ± 0,78
900 мг/200 см3 45,32 ± 0,70
Как видим, повышение антиоксидантной активности прямо пропорционально увеличению концентрации аскорбиновой кислоты.
Таким образом, выводы о высокой или низкой антиоксидантной активности плодово-ягодных напитков будут сделаны относительно антиок-сидантной активности раствора аскорбиновой кислоты с содержанием 90 мг в 200 см3, что соответствует антиоксидантной активности, равной 4,18 ммоль-экв./л.
При разработке рецептур немаловажное значение имеет комплексное использование растительного сырья с изучением его действующих начал и минорных компонентов, обеспечивающих направленные функциональные свойства напитков на их основе.
Результаты мониторинга (2015-2018 гг.) содержания полифенолов, пектиновых веществ и аскорбиновой кислоты в лекарственно-техническом сырье, произрастающем на территории Свердловской области, позволяют заключить, что все виды исследуемого сырья могут быть использованы в производстве национальных безалкогольных напитков антиоксидантной направленности (табл. 4).
Наибольшим содержанием аскорбиновой кислоты и, следовательно, антиоксидантным эф-
фектом характеризуются плоды шиповника (до 1,5 %), крапива двудомная (0,18 %) и лист малины (0,12 %);содержанием полифенолов (био-флавоноидов) - плоды рябины обыкновенной (0,7 %), душица обыкновенная (0,25 %) и лист малины (0,19 %); содержанием органических кислот - плоды шиповника (3,11%), тысячелистник (1,43 %); содержанием аминокислот - рябина обыкновенная (2,52 %) и чабрец (0,6 %).
К важным компонентам химического состава, исследуемого плодово-ягодного и лекарственно-технического сырья, относятся пектиновые вещества. Пектиновые вещества обладают способностью участвовать в метаболизме организма человека, связывать тяжелые вещества и радионуклиды и выводить их. Установлено, что содержание протопектина в исследуемом сырье намного выше, чем содержание растворимого пектина. Так, содержание пектинов в яблоках уральской селекции на сухую массу составляет 8,5 %; в шиповнике майском - 12,3; в рябине обыкновенной - 14,0 %. Лекарственно-техническое сырье менее богато пектиновыми веществами: чабрец - 2,1 %; душица - 1,87; мята - 6,2; тысячелистник - 6,4; крапива - 6,7 %.
Исследуемое сырье обладает антиоксидант-ными свойствами, а наибольший показатель
Таблица 4. Содержание биологически активных компонентов в высушенном плодово-ягодном и лекарственно-техническом сырье (n = 5) Table 4. Biologically Active Components Content in Dried Fruit and Berry; Medical and Technical Raw Materials (n = 5)
Сырье Аскорбиновая кислота, мг/100 г Общее содержание биофлавоноидов*, мг/100 г Органические кислоты, % Общее содержание аминокислот, мг/100 г Дубильные вещества**, %
Плодово-ягодное сырье
Яблоки сорта «Солнцедар» 11,7 ± 1,4 176 ± 21,2 0,86 ± 0,04 1858,9 ± 15,7 0,071 ± 0,0028
Яблоки сорта «Дачная» 18,9 ± 1,3 292,8 ± 26,7 1,14 ± 0,01 1857,2 ± 14,3 0,057 ± 0,0014
Плоды шиповника майского 1537 ± 0,41 455 ± 11,5 3,11 ± 0,1 3521,1 ± 21,5 4,52 ± 0,36
Плоды рябины обыкновенной 96,4 ± 2,3 720,6 ± 18,9 1,8 ± 0,1 4529,5 ± 34,6 0,28 ± 0,019
Лекарственно-техническое сырье
Чабрец 164,7 ± 0,4 2019,6 ± 0,4 0,97 ± 0,02 99,44 ± 3,3 3,95 ± 0,024
Душица обыкновенная 140,2 ± 0,5 7514,8 ± 0,3 1,24 ± 0,3 99,32 ± 2,3 1,65 ± 0,45
Мята перечная 0,4 ± 0,02 1924,1 ± 0,6 0,78 ± 0,04 97,92 ± 1,4 4,25 ± 0,031
Тысячелистник обыкновенный 89,3 ± 0,3 1659,8 ± 0,1 1,43 ± 0,1 98,48 ± 2,1 3,81 ± 0,044
Крапива двудомная 185,3 ± 0,2 1821, 4± 0,2 1,13 ± 0,1 99,00 ± 1,5 7,31 ± 0,064
Толокнянка 58,72 ± 1,4 28,65 ± 1,4
* В пересчете на рутин. ** В пересчете на танин.
FOOD INDUSTRY
моль-экв./дм3 12 11.13
Шиповник Крапива Рябина Чабрец Душица Мята Яблоки Тысячелистник Лист майский двудомная обыкновенная перечная сорта толокнянки
«Дачная»
Рис. 1. Антиоксидантная активность растительного сырья Fig. 1. Antioxidant Activity of Vegetable Raw Materials
антиоксидантнои активности отмечен в плодах шиповника - 11,1 моль-экв./дм3, наименьший в листе толокнянки - 2,15 моль-экв./дм3 (рис. 1). Однако настой толокнянки благодаря содержащимся в листьях дубильным веществам оказывает вяжущее воздействие.
Представленные данные определяют возможность использования исследуемого растительного сырья для получения напитков с высокими органолептическими свойствами и физиологической ценностью, в том числе функционального назначения. Результаты исследований и их обсуждение
Зная состав и антиоксидантную активность биологически активных компонентов растительного сырья, можно оценить перспективы их использования в качестве ингредиентов безалкогольных национальных напитков массового потребления.
С учетом результатов проведенных исследований нами смоделированы рецептуры национальных безалкогольных напитков-сбитней на основе растительного сырья.
Сбитень - это русский национальный безалкогольный напиток, содержащий не менее 3 % меда, с добавлением растительного сырья и натуральных сахаросодержащих веществ (ГОСТ Р 52409-2005).
Были разработаны оригинальные рецептуры сбитней № 1 «Теплый вечер» и № 2 «Медовая прохлада», объединенных под торговой маркой «Лесная сказка», обладающие повышенной пищевой ценностью и высокими органолепти-ческими показателями, а также направленным антиоксидантным и иммуномодулирующим дей-
ствием за счет введения в рецептуру натурального растительного сырья [8; 24; 25].
В композиции сбитней серии «Лесная сказка» включены настои из высушенного лекарственно-технического сырья: мяты перечной, крапивы двудомной, чабреца, душицы, тысячелистника, содержащие значительное количество флавоно-идов, фенолокислот и дубильных веществ, обладающих Р-витаминной активностью, аскорбиновой кислоты, являющейся синергистом веществ фенольной природы.
Отвар яблок и шиповника придает напитку гармоничный плодовый флейвор; настой плодов рябины вносит в композицию терпкость и приятную горчинку; ароматы мяты и чабреца гармонично сочетаются с медовой тональностью [13].
Композиция сбитня «Теплый вечер» обладает выраженными антисептическими и общеукрепляющими свойствами за счет входящих в состав напитка: тысячелистника обыкновенного (оказывает противовоспалительное, противо-микробное, антиаллергическое, вяжущее дей-ствие);душицы обыкновенной (успокаивает нервную систему, оказывает общеукрепляющее, болеутоляющее действие);чабреца (используется как выраженное отхаркивающее средство, способствует разжижению мокроты, при сухом поражении слизистых оболочек горла и гортани оказывает обволакивающее действие); листьев малины (применяют как вяжущее, противовоспалительное средство); мед башкирский (сильное потогонное средство, успокаивает нервную систему, пополняет недостаток витаминов в организме, помогает справиться с инфекционными заболеваниями); плоды шиповника (применя-
ются при малокровии, острых и хронических инфекциях); плоды рябины; яблоки (стимулируют обменные процессы, богаты витаминами, минералами и пектиновыми веществами) [26; 27].
Композиция сбитня «Медовая прохлада» включает в себя: лист крапивы двудомной (обладает противоопухолевой, регенераторной, антистрессовой активностью); лист мяты перечной (способствует нормализации функций печени, желудочно-кишечного тракта, обладает антисептическим и успокаивающим свойствами); лист толокнянки (характеризуется дезинфицирующими и противовоспалительными свойствами, стабилизирует пищеварение, применяется как выраженное бактерицидное и противовоспалительное средство).
Количество ингредиентов в композиции определяли с учетом органолептической совместимости и функциональных свойств лекарственно-технического и плодово-ягодного сырья. При моделировании напитков учитывали, что содержание сахара не должно превышать 7,5 %, а кислотность должна находиться в пределах 2,0-3,0 мл 01,М №ОН, пошедшего на титрование 100 мл напитка.
Баланс сладости-кислости в сочетании с трав-но-медовыми и плодовыми нотами позволил разработать напиток с максимально гармонич-
ным флейвором и долгим приятным послевкусием. Сравнительные вкусоароматические профили разработанных сбитней представлены ниже (рис. 2).
Все образцы имеют привлекательный внешний вид: прозрачные, с блеском, без осадка и опалесценции.
Были исследованы органолептические и физико-химические показатели разработанных сбитней; изучена динамика изменения органолепти-ческих и физико-химических их показателей при хранении. Напиток, расфасованный в ПЭТ-бутылки емкостью 0,5 дм3 и герметично упакованный, хранился в течение семи месяцев (с учетом коэффициента запаса 1,15) при температуре 18 ± 2 °С и относительной влажности воздуха не более 75 %. Результаты исследований качества сбитня «Лесная сказка» в процессе хранения представлены в табл. 5.
Установлено, что сбитень «Лесная сказка» в течение всего периода хранения характеризуется высокими потребительскими свойствами; его микробиологические показатели и показатели безопасности соответствовали ТР ТС 021/2011 также в течение всего срока хранения. Установлен гарантийный срок хранения - шесть месяцев при температуре 18 ± 2 °С. Энергетическая ценность сбитня составляет 45,6 ккал/100 см3.
Прозрачность
Плодовое послевкусие Травное послевкусие
Продолжительность послевкусия
Плодовый тон
Травный тон
Интенсивность цвета
Гармоничность аромата
Плотность
Сладость
Кислость
Сбитни:
«Медовая прохлада» «Теплый вечер»
Медовый тон
Рис. 2. Вкусоароматические профили разработанных сбитней Fig. 2. Flavor Profiles of Developed Sbiten
Таблица 5. Показатели качества сбитня «Лесная сказка» при хранении (n=5) Table 4. Quality of the Sbiten «Lesnaya Skazka» at Storage (n=5)
Показатель Продолжительность хранения, мес.
0 2 4 6 7
Внешний вид и цвет, баллы (тт-1,0; тах-2,0) 2,0 ± 0,01 2,0 ± 0,01 1,9 ± 0,01 1,9 ± 0,01 1,9 ± 0,049
Вкус, баллы (тт-1,5; тах-2,0) 2,0 ± 0,01 2,0 ± 0,01 2,0 ± 0,01 2,0 ± 0,01 2,0 ± 0,054
Аромат, баллы (тт--0,5; тах-1,0) 1,0 ± 0,01 1,0 ± 0,01 1,0 ± 0,01 1,0 ± 0,01 1,0 ± 0,01
Массовая доля растворимых сухих веществ, % 14,2 ± 0,1 14,2 ± 0,1 14,2 ± 0,1 14,1 ± 0,1 14,1 ± 0,1
Кислотность, см3 р-ра №ОН 1 моль/дм3 на 100 см3 3,4 ± 0,024 3,4 ± 0,017 3,5 ± 0,041 3,5 ± 0,025 3,5 ± 0,018
FOOD INDUSTRY
На основании результатов исследований установлены регламентируемые показатели качества разработанных сбитней.
Содержание аскорбиновой кислоты в сбитнях составляет 13,8 ±1,6 мг/100 г, что согласно рекомендуемым нормам (МР 2.3.1.2432-08) позволяет при употреблении 200 мл напитка удовлетворять суточную потребность в этом витамине на 16 %. Содержание флавоноидов в напитках составляет 16,3 ± 0,4 мг/100 г напитка, и, следовательно, прием 200 мл сбитня позволяет удовлетворить суточную потребность взрослого человека в флавоноидах на 13,3 %, в том числе катехинов на 25,6 %. Выводы
Растительное сырье Уральского региона является доступным, обладающим всеми характеристиками для использования в качестве ингредиента безалкогольных русских напитков.
Использование меда в качестве основного сырья, а также плодово-ягодного и лекарственно-технического сырья позволило разработать ассортимент безалкогольных национальных напитков с оригинальными органолептическими показателями и антиоксидантной направленностью.
Высокая биологическая активность флавоно-идов обусловливает антиоксидантные свойства. Антиоксидантная активность составляет к концу срока хранения 76,2 %, что позволяет рекомендовать сбитни в качестве общеукрепляющего напитка антиоксидантной направленности для всех категорий потребителей.
На сбитни « Теплый вечер» и «Медовая прохлада» разработан пакет технической документа-ции;на способ производства сбитня «Лесная сказка» получен патент RU 2460765: МПК C12G 3/00, A23L 2/38.
Библиографический список
1. Иванова В.Н., Серегин С. Н. Новые ориентиры развития АПК России на период до 2030 года // Пищевая промышленность. 2018. № 8. С. 44-48.
2. Брайнина Х.З. Окислительный стресс: природа, вклад в патогенез, защита и диагностика. Химический анализ в медицинской диагностике // Окислительный стресс: природа, вклад в патогенез, защита и диагностика. Химический анализ в медицинской диагностике / под ред. Г. К. Будникова. М.: Наука, 2010. Т. 11. С. 132-163.
3. Пастушкова Е.В., Мысаков Д.С., Чугунова О.В. Некоторые аспекты фактора питания и здоровья человека // Здоровье и образование в XXI веке. 2016. Т. 18. № 4. С. 67-72.
4. Наумова Н.Л. Современный взгляд на проблему исследования антиоксидантной активности пищевых продуктов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер.: Пищевые и биотехнологии. 2014. Т. 2. № 1. С. 5-8.
5. Эрл М., Эрл А., Андерсон А. Разработка пищевых продуктов / пер. с англ. В. Широкова; под общ. ред. Ю.Г. Базарновой. СПб.: Профессия, 2004. 384 с.
6. Заворохина Н.В., Чугунова О.В. Моделирование безалкогольных напитков протекторной направленности // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2015. № 2. С. 49-56.
7. Поляков В.А., Абрамова И.М., Воробьева Е.В., Галлямова Л.П., Головачева Н.Е. Антиоксиданты и их применение в ликерово-дочной промышленности // Пищевая промышленность. 2017. № 12. С.12-16.
8. Базарнова Ю.Г. Биологически активные вещества дикорастущих растений и их применение в пищевых технологиях. СПб.: Профессия, 2016. 239 с.
Bibliography
1. Ivanova, V.N.; Seregin, S.N. Novye Orientiry Razvitiya APK Rossii na Period do 2030 Goda [New Guidelines for the Agriculture Development in Russia for the Period up to 2030]. Pishchevaya Promyshlen-nost. 2018. № 8. P. 44-48.
2. Brainina, Kh.Z. Okislitelnyj Stress: Priroda, Vklad v Patogenez, Zash-chita i Diagnostika. Himicheskij Analiz v Medicinskoj Diagnostike [Oxidative Stress: Nature, Contribution to Pathogenesis, Protection and Diagnosis. Chemical Analysis in Medical Diagnostics]. Okislitelnyj Stress: Priroda, Vklad v Patogenez, Zashchita i Diagnostika. Himicheskij Analiz v Medicinskoj Diagnostike. pod red. G. K. Budniko-va. M.: Nauka, 2010. T. 11. P. 132-163.
3. Pastushkova, E.V.; Mysakov, D.S.; Chugunova, O.V. Nekotorye Aspek-ty Faktora Pitaniya i Zdorovya Cheloveka [Some Aspects of Nutrition and Human Health]. Zdorovje i Obrazovanie v XXI Veke. 2016. T. 18. № 4. P. 67-72.
4. Naumova, N.L. Sovremennyj Vzglyad na Problemu Issledovaniya Antioksidantnoj Aktivnosti Pishchevyh Produktov [Modern View on the Antioxidant Activity Research Problem of Food]. Vestnik Yu-zhno-Uralskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser.: Pishchevye i biotekhnologii. 2014. T. 2. № 1. P. 5-8.
5. Ehrl, M.; Ehrl, A.; Anderson, A. Razrabotka Pishchevyh Produktov [Food Products Development]. per. s angl. V. Shirokova; pod obshch. red. Yu.G. Bazarnovoy. SPb.: Professiya, 2004. 384 p.
6. Zavorohina, N.V.;Chugunova O.V. Modelirovanie Bezalkogolnyh Napitkov Protektornoy Napravlennosti [Non-Alcoholic Beverages Modeling of Protected Orientation]. Tekhnologiya i Tovarovedenie Innovacionnyh Pishchevyh Produktov. 2015. № 2. P. 49-56.
7. Polyakov, V.A.; Abramova, I.M.; Vorobjeva, E.V.; Gallyamova, L.P.; Golovacheva, N.E. Antioksidanty i ih Primenenie v Likerovodochnoj Promyshlennosti [Antioxidants and Its Use in the Alcoholic Beverage Industry]. Pishchevaya Promyshlennost. 2017. № 12. P.12-16.
9. Kant AK and BI Graubard Eating out in America, 1987-2000. Trends and nutritional correlates // Prev. Med. 2004. P. 243-249.
10. Титоренко Е.Ю., Яковлева Л.А., Ермолаева Е.О., Гурьянов Ю.Г., Позняковский В.М. Обоснование рецептуры функционального напитка на основе местного растительного сырья // Технологическая платформа технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК. 2017. № 1 (15). С. 41-47.
11. Гореликова Г.А. Научное обоснование и практические аспекты разработки и оценки потребительских свойств функциональных безалкогольных напитков: автореф. ... д-ра техн. наук. Кемерово, 2008. 45 с.
12. Дубцова Г.Н., Кусова И.У., Куницына И.К. Оценка биологически активных веществ сухого экстракта шиповника // Пищевая промышленность. 2018. № 5. С. 32-34.
13. Дубцова Г.Н. и др. Состав и содержание биологически активных веществ в плодах шиповника // Вопросы питания. 2012. Т. 81. № 6. C. 84-88.
14. Михайлова Е.В., Васильева А.П., Мартынова Д.М. Методы количественного определения дубильных веществ в лекарственном растительном сырье // Современная медицина: актуальные вопросы: сб. ст. по матер. XIV Междунар. науч.-практ. конф. (Новосибирск, 14 января 2013 г.). Новосибирск: СибАК, 2013.
15. Великанова О.Ф., Галаев Ю.В. Спектрофотометрический метод определения суммарного количества аминокислот в сыворотке крови // Лабораторное дело. 1981. № 11. С. 701-702.
16. Государственная фармакопея СССР: Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / МЗ СССР. 11-е изд., доп. М.: Медицина, 1989. 320 с.
17. Методы биохимического исследования растений / под ред. А.И. Ермакова, В.В. Арасимовича, Н.П. Яроша. Л.: Агропромиз-дат (Ленингр. отд-ние), 1987. 430 с.
18. Brainina Kh.Z., Ivanova A.V., Sharafutdinova E.N. Potentiometry as a method of antioxidant activity investigation // Talanta. 2007. V. 71. № 1. P. 13-18.
19. Заворохина Н.В. Новые стандарты в области органолептическо-го анализа пищевых продуктов // Молочная промышленность. 2017. № 9. С. 24-25.
20. Stowne H., Sidel J.L. Affective testing. In Sensory Evaluation Practices, 2nd ed. New York: Academic Press, 1993. 124 р.
21. Resurreccion A.V.A. Consumer sensory testing for product development. The University of Georgia - An Aspen Publication. 1998. Р. 456-386.
22. Чугунова О.В., Лейберова Н.В., Заворохина Н.В. Инновационный подход к разработке пищевых продуктов с заданными потребительскими свойствами // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2011. № 4. С. 53-59.
23. Чугунова О.В., Позняковский В.М. Методологические основы проектирования и продвижения на рынок продуктов с заданными потребительскими свойствами // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2012. № 4. С. 70-76.
24. Zhao B.L., Li X.J., He R.G., Cheng S.J. Scavenging effect of extracts of green tea and natural antioxidants on active // Food Technology. 2005. № 7. Р. 5-9.
25. Яшин Я.И., Яшин А.Я. Банк данных антиоксидантов //Химия и жизнь. 2010. № 3. С. 49-51.
26. Химия пищевых продуктов / Ш. Дамодаран, К.Л. Паркин, О.Р. Феннема (ред.-сост.): пер. с англ. СПб.: ИД «Профессия», 2012. 1040 с.
8. Bazarnova, Yu.G. Biologicheski Aktivnye Veshchestva Dikorastush-chih Rastenij i ih Primenenie v Pishchevyh Tekhnologiyah [Biologically Active Substances of Wild Plants and Its Application in Food Technologies]. SPb.: Professiya, 2016. 239 p.
9. Kant, A.K.; Graubard, B.I. Eating out in America, 1987-2000 Trends and Nutritional Correlates. Prev. Med. 2004. P. 243-249.
10. Titorenko, E.Yu.; Yakovleva, L.A.; Ermolaeva, E.O.; Gurjyanov, Yu.G.; Poznyakovskiy V.M. Obosnovanie Receptury Funkcionalnogo Napit-ka na Osnove Mestnogo Rastitelnogo Syrya [Recipe Justification of Functional Drink Based on Local Plant Raw Materials]. TPPP APK. 2017. № 1 (15). P. 41-47.
11. Gorelikova, G.A. Nauchnoe Obosnovanie i Prakticheskie Aspekty Razrabotki i Ocenki Potrebitelskih Svojstv Funkcionalnyh Bezalk-ogolnyh Napitkov [Scientific Justification and Practical Aspects of Consumer Properties Development and Evaluation of Functional Soft Drinks]: avtoref. d-ra tekhn. nauk. Kemerovo, 2008. 45 p.
12. Dubtsova, G.N.; Kusova, I.U.; Kunicyna, I.K. Ocenka Biologicheski Aktivnyh Veshchestv Suhogo Ehkstrakta Shipovnika [Biologically Active Substances Evaluation of Dry Rosehip Extract]. Pishchevaya Promyshlennost. 2018. № 5. P. 32-34.
13. Dubtsova, G.N. i dr. Sostav i Soderzhanie Biologicheski Aktivnyh Veshchestv v Plodah Shipovnika [Composition and Biologically Active Substances Content in Rosehip Fruit]. Voprosy Pitaniya. 2012. T. 81. № 6. P. 84-88.
14. Mihaylova, E.V.; Vasiljeva, A.P.; Martynova, D.M. Metody Kolichest-vennogo Opredeleniya Dubilnyh Veshchestv v Lekarstvennom Ras-titelnom Syrje [Quantitative Determination Methods of Tannins in Medical Plant Raw Materials]. Sovremennaya medicina: aktualnye voprosy: sb. st. po mater. XIV Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Novosibirsk, 2013 g.). Novosibirsk: SibAK, 2013.
15. Velikanova, O.F.; Galaev Yu.V. Spektrofotometricheskiy Metod Opredeleniya Summarnogo Kolichestva Aminokislot v Syvorotke Krovi [Spectrophotometric Method for Determining the Total Amount of Amino Acids in Blood Serum]. Laboratornoe Delo. 1981. № 11. P. 701-702.
16. Gosudarstvennaya Farmakopeya SSSR [State Pharmacopoeia of the USSR]: Vyp. 2. Obshchie Metody Analiza. Lekarstvennoe Rastitelnoe Syrje. MZ SSSR. 11-e izd., dop. M.: Medicina, 1989. 320 p.
17. Metody Biohimicheskogo Issledovaniya Rasteniy [Methods of Plants Biochemical Research] / pod red. A.I. Ermakova, V.V. Arasimovicha, N.P. YArosha. L.: Agropromizdat, Leningr. otd-nie, 1987. 430 p.
18. Brainina, Kh.Z.; Ivanova, A.V.; Sharafutdinova, E.N. Potentiometry as a Method of Antioxidant Activity Investigation. Talanta. 2007. V. 71. № 1. P. 13-18.
19. Zavorohina, N.V. Novye Standarty v Oblasti Organolepticheskogo Analiza Pishchevyh Produktov. Molochnaya Promyshlennost [New Standards in the Sensory Evaluation Field of Food Products]. 2017. № 9. P. 24-25.
20. H. Stowne, J.L. Sidel. Affective testing. In Sensory Evaluation Practices, 2nd ed. New York: Academic Press, 1993. 124 p.
21. A.V.A. Resurreccion. Consumer Sensory Testing for Product Development. The University of Georgia - An Aspen Publication. 1998. P. 456-386.
22. Chugunova, O.V.; Leyberova, N.V.; Zavorohina N.V. Innovacionnyj Podhod k Razrabotke Pishchevyh Produktov s Zadannymi Potrebi-tel'skimi Svojstvami [Innovative Approach to the Development of Food Products with Specified Consumer Properties]. Tekhnologiya i Tovarovedenie Innovacionnyh Pishchevyh Produktov. 2011. № 4. P. 53-59.
FOOD INDUSTRY
27. Wildman Robert E.C. Handbooks of nutraceuticals and functional foods. London-New York: GRS Press, 2007. 542 p.
23. Chugunova, O.V.; Poznyakovskiy, V.M. Metodologicheskie Osnovy Proektirovaniya i Prodvizheniya na Rynok Produktov s Zadannymi Potrebitelskimi Svojstvami [Methodological Basis of Designing and Marketing Products with Specified Consumer Properties]. Tekh-nologiya i Tovarovedenie Innovacionnyh Pishchevyh Produktov. 2012. № 4. P. 70-76.
24. Zhao, B.L.; Li, X.J.; He, R.G.; Cheng, S.J. Scavenging effect of extracts of green tea and natural antioxidants on active // Food Technology. 2005. № 7. Р. 5-9.
25. Yashin, Ya.I.; Yashin, A.Ya. Bank Dannyh Antioksidantov [Antioxidant Data Bank]. Himiya i Zhizn. 2010. № 3. P. 49-51.
26. Himiya Pishchevyh Produktov [Food Product Chemistry]. SH. Da-modaran, K.L. Parkin, O.R. Fennema (red.-sost.): per. s angl. SPb.: ID «Professiya», 2012. 1040 p.
27. Robert E.C. Wildman. Handbooks of Nutraceuticals and Functional Foods. London-New York: GRS Press, 2007. 542 р.
Информация об авторах / Information about Authors
Чугунова
Ольга Викторовна
Chugunova, Olga Viktorovna
Тел./Phone: +7 (343) 221-26-72 E-mail: [email protected]
Доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой технологии питания Уральский государственный экономический университет
620144, Российская Федерация, г. Екатеринбург, 8 Марта/Народной Воли, 62/45
Doctor of Technical Science, Professor, Head of the Food Technology Department Ural State University of Economics
620144, Russian Federation, Ekaterinburg, 8 March St./Narodnoy Voli St., 62/45 ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7039-4047
Пастушкова
Екатерина Владимировна
Pastushkova, Ekaterina Vladimirovna
Тел./Phone: +7 (343) 221-27-59 E-mail: [email protected]
Кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры товароведения и экспертизы Уральский государственный экономический университет
620144, Российская Федерация, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта/Народной Воли, 62/45
Candidate of Technical Science, Associate Professor, Associate Professor of the Merchandise
and Expertise Department
Ural State University of Economics
620144, Russian Federation, Ekaterinburg, 8 March St./Narodnoy Voli St., 62/45 ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6992-1201
