CC BY
147
УДК 637.03
Влияние химического состава грецкого ореха молочно-восковой спелости на процесс кислотонакопления при производстве функциональных кисломолочных напитков
Канд. техн. наук Орлова О.Ю. [email protected], Насонова Ю.К. [email protected] Университет ИТМО 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
В данной работе рассмотрена возможность использования плодов грецкого ореха молочно-восковой спелости при производстве кисломолочных напитков. Плоды грецкого ореха молочно-восковой спелости содержат комплекс физиологически функциональных ингредиентов, позволяющих использовать их в качестве сырья для получения функционально-технологический добавки, обладающей высокими потребитель-скими свойствами. В грецких орехах молочно-восковой спелости выделены нафтохиноны, флавоноиды, диа-рилгептаноиды. Установлена антиопухолевая, антимикробная активность, способность связывать свободные радикалы. Также сырье грецкого из грецкого ореха богато витамином Р, органическими кислотами, минеральными солями, дубильными веществами, юглоном (5 окси-1,4-нафтохинон). Путем определения ор-ганолептических показателей определена оптимальная доза вносимой добавки. Произведен подбор заква-сочной культуры и изучено влияние добавки на качество и свойства сгустков разрабатываемых кисломолочных напитков с функциональными свойствами.
Ключевые слова: грецкий орех, кисломолочные напитки, молочные продукты, юглон, функциональное питание.
Influence of chemical composition of milky-wax ripeness walnut on the process of acid formation in the production of functional fermented drinks
Ph.D. Orlova O.Y. [email protected], Nasonova Y.K. [email protected] ITMO University 191002, Russia, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
This work examines the possibility of using milky-wax ripeness walnutsin the manufacture of fermented milk drinks.Fruits of milky-wax ripeness walnuts contain a complex of functional ingredients that allow using them as raw material for the production of functional additive with high consumer properties.Kernels and leaves of milky-wax ripeness walnutscontain naphthoquinones, flavonoids, diarilgeptanoidy. Their antitumor, antimicrobial activity, free radicals binding capacity established. Also green fruits are rich in vitamin P, organic acids, mineral salts, tannins, jug-lone (5-hydroxy-1,4-naphthoquinone).The optimal dose of used supplement was determined by defining of organolep-tic characteristics of samples.Starter cultures were selected and the effect of additives on the quality and properties of developed offermented milk drinks clots with functional properties were studied.
Key words: walnut; fermented milk drink; dairy products; juglone; functional nutrition.
С целью обеспечения населения полноценными, доступными и безопасными продуктами питания в настоящее время усиленно проводятся исследования и научные работы по созданию новых видов пищевых продуктов, обладающих функциональными свойствами. Продукты питания, в том числе и молочные, помимо основных компонентов пищи (белков, жиров, углеводов), должны содержать и много других функциональных биоактивных веществ, обеспечивающих регуляцию важнейших жизненных функций и нормальное протекание всех жизненных процессов.
Богатейшим источником таких ингредиентов, в первую очередь витаминов и минеральных веществ, является сырье растительного происхождения. В связи с этим в задачи исследования в первую очередь входил подбор растительного сырья, содержащего физиологически полезные пищевые ингредиенты, улучшающие здоровье человека. С учетом теоретических принципов создания поликомпонентных функциональных продуктов сырьевые компоненты, используемые для этих целей, необходимо подбирать с учетом требований науки о питании и запросов населения. При этом должна быть обеспечена потребность организма человека в макро- и микронутриен-тах, а также высокие потребительские свойства продукта.
Целью работы является разработка рецептуры и технологии кисломолочных напитков с полифункциональной добавкой на основе плодов грецкого ореха молочно-восковой спелости с пролонгированным сроком хранения. Первым этапом работы стал подбор заквасочной культуры и изучение влияния добавки на качество и свойства сгустков разрабатываемых кисломолочных напитков с функциональными свойствами.
Плоды грецкого ореха молочно-восковой спелости содержат комплекс физиологически функциональных ингредиентов, позволяющих использовать их в качестве сырья для получения функционально-технологический добавки, обладающей высокими потребительскими свойствами.
Восточная медицина считает, что орех укрепляет мозг, сердце и печень. Согласно трактатам древней таджикской медицины совместное применение ядер ореха с молоком оказывает положительное влияние на состояние здоровья и является высокоэффективным средством для нейтрализации и выведения вредных веществ из организма.
Уникальные, исключительно ценные свойства грецкого ореха, определяющиеего огромное экономическое значение, были известны издавна. Поэтому во многих странах и, в особенности в США, в период Великой депрессии стали широко распространяться посадки культуры грецкого ореха садового типа [1,2].
В ядре и листьях молодых зеленых орехов выделены нафтохиноны, флавоноиды, диарилгептаноиды. Установлена антиопухолевая, антимикробная активность, способность связывать свободные радикалы [3-7]. Также зеленые плоды богаты витамином Р, органическими кислотами, минеральными солями, дубильными веществами, юглоном (5 окси-1,4-нафтохинон)[6,7].
Юглон очень близок по физиологическим функциям к аскорбиновой кислоте. Родство юглона и аскорбиновой кислоты состоит в том, что они имеют восстановительную и окислительную взаимопревращающиеся формы и обладают сильной редуцирующей активностью. Поэтому в некоторых публикациях их принимали за одно вещество и указывали явно завышенное содержание аскорбиновой кислоты в ядре зрелого грецкого ореха.
Аскорбиновая кислота и юглон легко подвергаются окислительно-восстановительному превращению. Активации этого процесса способствуют ферменты пероксидаза и полифеноксидаза.
Как отмечают Г.Ф. Вшивкова, Г.И. Нилов и др. (1979), пероксидаза катализирует окисление перекисью водорода разных субстратов, в том числе фенолов и аскорбиновой кислоты. Полифенолоксидаза катализирует реакцию окисления фенольных соединений молекулярным кислородом. [9, 11]
В результате окисления полифенолов образуются хиноновые соединения и другие темноокрашенные вещества, которые препятствуют проникновению инфекции в растительные ткани.
Максимальное накопление юглона в плодах отмечается в период активного роста плодов до начала одревеснения эндокарпа. В этот же период происходит и активное накопление аскорбиновой кислоты. В дальнейшем содержание юглона и аскорбиновой кислоты существенно снижается. С уменьшением юглона в плодах отмечено также его уменьшение его и в листьях; при этом содержание юглона в листьях в 4-6 раз меньше, чем в плодах.
Содержание юглона в добавке способствует устойчивому микробиологическому состоянию продукта за счет его многофункциональных свойств, а в частности антибактериальных, фунгицидных, таким образом увеличивая стойкость продукта при хранении.
Биологически активные вещества, содержащиеся в плодах грецкого ореха молочно-восковой спелости, улучшают всасывание естественных витаминов и микроэлементов из пищи, а также способствуют нормализации различных метаболических процессов в организме. Кроме того, устраняют дефицит витаминов, связанный с их неполноценным поступлением из желудочно-кишечного тракта (при хронической диарее, нарушении равновесия микрофлоры кишечника и др.), повышенной потребностью в витаминах (в период роста, беременности, лактации, состояния эмоционального и физического напряжения).
Таким образом, использование добавки на основе грецкого ореха молочно-восковой спелости обогащает продукты веществами необходимыми для ежедневной профилактики организма от болезней и вредных воздействий окружающей среды [1, 11].
Для исключения сезонной зависимости применения добавки, были изучены возможности использования дополнительных компонентов, позволяющих максимально сохранить уникальный химический состав орехов в течение года. В качестве такого дополнительного компонента были использованы различные сорта меда. Химический состав добавки представлен в табл.1.
Таблица 1.
Химический состав добавки на основе плодов грецкого ореха молочно-восковой спелости[1]
Показатель % Содержание в мг/ 100 г
Вода 35,3 Витамины Минеральные вещества
Белки 3,7 А 0,52 Кальций 95
Жиры 2,8 Каротиноиды 20,7 Магний 139
Углеводы 58,2 Е 14,5 Натрий 2,8
Зола 0,9 С 306,9 Калий 460
Крахмал 5,2 В: 0,31 Фосфор 219
Клетчатка 1,2 В2 0,1 Железо 2,14
Сахароза 3,6 Р 14,7 Цинк 2,43
Глюкоза 26,7 Вб 0,8 Марганец 1,34
Фруктоза 21,1 В9 0,06 Иод 0,26
Мальтоза 0,4 РР 0,83 - -
Технология производства добавки из плодов грецкого ореха молочно-восковой спелости и меда включает в себя следующие операции: приемка и сортировка орехов; мойка орехов и очистка от верхней кожуры на машине для очистки с карборундовым покрытием; измельчение орехов на резательно-протирочной машине; смешивание измельченных орехов с подготовленным подогретым до 38±2 0С медом; фасовка и укупорка; хранение при температуре 6±2 0С. Полученная добавка представляет собой измельченные грецкие орехи молочно-восковой спелости смешанные с липовым медом; цвет добавки однородный, темно-коричневый; вкус - выраженный, в меру сладкий, черносливовый, присутствует приятное послевкусие [1,8,10].
Объектами исследования были выработанные по классической технологии производства кисломолочные напитки с 5%, 7% и 10%-процентным содержанием добавки. В качестве закваски использовали йогуртную закваску на основе LactobatiПшbulgaricш (болгарская палочка) и StreptococcшthermopЫlш (термофильный стрептококк).Закваску вносили в количестве 5%.
Образующийся в процессе производства кисломолочных напитков сгусток обладает определенными механическими свойствами - вязкостью, пластичностью, упругостью и прочностью. Консистенция и структура кисломолочных продуктов в значительной степени зависят от способности заквасочных культур образовывать высоковязкие полисахариды арабинозы, маннозы, глюкозы, галактозы, которые обусловливают достаточно эластичную консистенцию и плотную структуру продукта. Нами были изучены процессы кислотонакопления в процессе сквашивания продуктов и определена влагоудерживающая способность их сгустков.
Органолептический анализ кисломолочных напитков с добавкой и контрольного образца проводился посредством дегустации, в которой приняли участие аспиранты и преподаватели кафедры технологии молока и пищевой биотехнологии института холода и биотехнологий университета ИТМО.
Результаты дегустационного анализа вкуса, как наиболее значимого органолептического показателя, исследуемых образцов кисломолочных напитков представлены на рис.1и рис. 2 в виде профилограмм, в которых отраженыосновные характеристики вкуса при введении добавки на основе плодов грецкого ореха молочно-восковой спелости и меда.
Контрольный образец
Кисломолочный
Рис. 1. Профилограмма вкуса контрольного образца
Образцы с добавкой
Ореховый
Кисломолочный
Рис. 2. Профилограмма вкуса исследуемых образцов с добавкой
Органолептические показатели образца с 5% добавки отличались от контрольного образца незначительно. Цвет образца - нежный бежевый. Консистенция однородная, в меру вязкая. Запах и вкус добавки слабо ощутимы.
Образец с 7% вносимой добавки обладал более выраженными, приятными, вкусом и запахом добавки, напоминающими чернослив и сушеный банан. Образец с 10% обладал наиболее гармоничным вкусом, с выраженным привкусом и ароматом добавки.
В результате проведенной дегустации были определены лучшие образцы с 10% содержанием добавки, которые обладали наиболее полным гармоничным вкусом, запахом, в меру густой, однородной консистенцией, приятным цветом топленого молока.
Важным показателем при производстве кисломолочных напитков является протекание процесса сквашивания. Из представленных на рис.3 результатов исследования видно, что введение добавки в состав кисломолочных напитков практически не влияет на процесс кислотонакопления в сравнении с контрольным образцом без добавки. Титруемая кислотность образца с 10% содержанием добавки по истечении 5 часов сквашивания, в образовавшемся сгустке составила 790Т.
о
0
1 I-
о ^
о
S ^
ос го S
ш >
о.
Контроль
10%
90 75 60 45 30 15
ЕЕ
I-
0
0 1 2 3 4 5
Продолжительность сквашивания, ч
Рис. 3. Динамика кислотонакопления в испытуемых образцах
Для изучения синеретических свойствнапитков так же была исследована их влагоудерживающая способность. Полученные образцы в количестве 10мл центрифугировали в течение 30 минут, каждые 5 минут отмечая количество отделившейся сыворотки. Полученные результаты представлены на рисунке 3.
60
ш Э
§5 о?
5 £
? *
£ о
со ^
о О
cû CÛ
50
40
30
20
ш
о
10
51 40
Контроль
10%
5 10 15 20 25
Продолжительность центрифугирования, мин
30
Рис. 4. Влагоудерживающая способность образцов
Полученные результаты по определению влагоудерживающей способности, представленные на рис.4, показали, что введение добавки позволило увеличить данный показатель на 11 %.
В результате проведенных исследований было определено оптимальное количество добавки - 10%. Установлено положительное влияние добавки на основе плодов грецкого ореха на качество и свойства сгустков разрабатываемых кисломолочных напитков с функциональными свойствами, выраженное в незначительном снижении кислотонаколения в процессе сквашивания, и увеличении влагоудерживающей способности сгустков полученного продукта. Таким образом, полученные результаты позволяют рассматривать вопрос о дальнейшей разработке рецептур и технологии функциональных кисломолочных напитков с добавкой на основе плодов грецкого ореха молочно-восковой спелости.
0
Список литературы
1. Орлова О.Ю. Современные аспекты использования плодов грецкого ореха в технологии пищевых продуктов функционального назначения //Современные аспекты использования возобновляемых природных ресурсов в технологии пищевых продуктов функционального и специализированного назначения: Коллективная монография./ ФГБОУ ВПО «СПбГТЭУ»; под общ. ред. Н.В. Панковой. - СПб.: Изд-во «ЛЕМА», 2012 - 254 с.
2. Орлова О.Ю., Пилипенко Т.В., Суслова А.В., Влияние БАВ, полученных из листьев грецкого ореха, на функциональные свойства и сохраняемость молочных продуктов// Качество и безопасность продукции в рамках гармонизации государственной политики в области здорового питания населения: Коллективная монография / ФГБОУ ВПО «СПбГТЭУ» - СПб.: Изд-во «Лемаа», 2012. - 370 с.
3. Барабой В.А. Растительные фенолы и здоровье человека. - М.: Изд-во Наука, 1984 - С.161.
4. Блейз А. Энциклопедия орехов и диких ягод. - М.: Олма-Пресс, 2000, нев.: Штиинца, 1978. - С. 78.
5. ЖунгиетуГ.И., ВладЛ.А. Юглон и родственные 1,4 - нафтахиноны. Кишинев.: Штиинца, 1978. - С.78.
6. Ходжибаева С.М., Филатова О.Ф., Тыщенко А.А. Новые аспекты получения и контроля юглона // Химия природных соединений. - 2000. №3, С.- 17-19.
7. Еникеева Р.А. Исследование по фармакогностическому изучению и стандартизации сырья и препаратов ореха грецкого (Juglansregia L.). Автореферат дисс.на соискание уч.ст.канд.фармац.наук, М.: 2008.
8. Орлова О.Ю., Насонова Ю.К. Использование грецкого ореха молочно-восковой спелости для разработки функциональных продуктов питания // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2014. № 2.
9. Пилипенко Т.В., Орлова О.Ю. Творожные изделия с добавками // Сборник материалов 3-й международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в 21 веке». - СПб.: СПбГУНиПТ. 2007. С. 286-289.
10. Orlova O.Y., NasonovaU. The unique characteristics of milky-wax ripe walnuts and their usage // Agronomy Research - 2014, Vol. 12, No. 3, pp. 769-778.
11. Пилипенко Т.В., Орлова О.Ю. Творожные изделия с добавкой на основе грецкого ореха молочно-восковой спелости // Переработка молока. 2008. № 4. С.58-60.
References
1. Orlova O.Yu. Sovremennye aspekty ispol'zovaniya plodov gretskogo orekha v tekhnologii pishchevykh produktov funktsional'nogo naznacheniya //Sovremennye aspekty ispol'zovaniya vozobnovlyaemykh prirodnykh resursov v tekhnologii pishchevykh produktov funktsional'nogo i spetsializirovannogo naznache-niya: Kollektivnaya monografiya./ FGBOU VPO «SPbGTEU»; pod obshch. red. N.V. Pankovoi. - SPb.: Izd-vo «LEMA», 2012 - 254 s.
2. Orlova O.Yu., Pilipenko T.V., Suslova A.V., Vliyanie BAV, poluchennykh iz list'ev gretskogo orekha, na funktsional'nye svoistva i sokhranyaemost' molochnykh produktov// Kachestvo i bezopasnost' produktsii v ramkakh garmoni-zatsii gosudarstvennoi politiki v oblasti zdorovogo pitaniya naseleniya: monografiya / FGBOU VPO «SPbGTEU» - SPb.: Izd-vo «Lemaa», 2012. - 370 s.
3. Baraboi V.A. Rastitel'nye fenoly i zdorov'e cheloveka. - M.: Izd-vo Nauka, 1984 - S.161.
4. Bleiz A. Entsiklopediya orekhov i dikikh yagod. - M.: Olma-Press, 2000, nev.: Shtiintsa, 1978. - S. 78.
5. Zhungietu G.I., Vlad L.A. Yuglon i rodstvennye 1,4 - naftakhinony. Kishinev.: Shtiintsa, 1978. - S.78.
6. Khodzhibaeva S.M., Filatova O.F., Tyshchenko A.A. Novye aspekty polucheniya i kontrolya yuglona. Khimiya prirodnykh soedinenii. - 2000. №3, S.- 17-19.
7. Enikeeva R.A. Issledovanie po farmakognosticheskomu izucheniyu i standartizatsii syr'ya i preparatov orekha gretskogo (Juglansregia L.). Avtoreferat diss.na soiskanie uch.st.kand.farmats.nauk, M.: 2008.
8. Orlova O.Yu., Nasonova Yu.K. Ispol'zovanie gretskogo orekha molochno-voskovoi spelosti dlya razrabotki funktsional'nykh produktov pitaniya. Nauchnyi zhurnal NIU ITMO. Seriya: Protsessy i apparaty pishchevykh proizvodstv. 2014. № 2.
9. Pilipenko T.V., Orlova O.Yu. Tvorozhnye izdeliya s dobavkami // Sbornik materialov 3-i mezhduna-rodnoi nauch-no-tekhnicheskoi konferentsii «Nizkotemperaturnye i pishchevye tekhnologii v 2i veke». - SPb.: SPbGUNiPT. 2007. S. 286289.
10. Orlova O.Y., NasonovaU. The unique characteristics of milky-wax ripe walnuts and their usage. Agronomy Research - 2014, Vol. 12, No. 3, pp. 769-778.
11. Pilipenko T.V., Orlova O.Yu. Tvorozhnye izdeliya s dobavkoi na osnove gretskogo orekha molochno-voskovoi spelosti. Pererabotka moloka. 2008. № 4. S.58-60.
