«Московский государственный университет пищевых производств»
| Вид материала | Автореферат |
- Совершенствование качества системы управления персоналом на предприятиях общественного, 565.85kb.
- Управление затратами предприятий пищевых производств в условиях формирования вертикально-интегрированных, 253.14kb.
- «Московский государственный университет пищевых производств», 382.12kb.
- Московский Государственный Университет пищевых производств Т. М. Панченко методические, 26.11kb.
- Комплексная технология переработки гречихи с утилизацией лузги, 323.59kb.
- Разработка технологических решений по совершенствованию сортовых помолов ржи, 327.16kb.
- Разработка системы обеспечения сенсорного качества соковой продукции, 392.87kb.
- Совершенствование технологии кристаллического сахара повышенной чистоты, сохраняемости, 360.85kb.
- Московский Государственный Университет пищевых производств Косикова Ю. А. методические, 186.42kb.
- Автоматизация управления процессом выбора учетной политики на комбинате хлебопродуктов, 249.88kb.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 76 работ, в том числе монография, 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 6 патентов на изобретения, получено 3 положительных решения о выдаче патентов.
Структура и объем работы. Диссертация включает: введение, обзор литературы, экспериментальную часть, результаты исследований и их обсуждение, выводы, библиографический список литературы (370 источников) и приложения. Основной текст диссертации изложен на 315 страницах, содержит 96 таблиц, 72 рисунка. В приложениях приведены акты производственных испытаний, техническая документация и другие материалы, подтверждающие практическое использование результатов исследований.
Результаты диссертационной работы являются обобщением научных исследований, проведенных с 1992 по 2008 годы лично автором или при его непосредственном участии в руководстве диссертационных работ, защищенных Р.М. Жиловой, Е.В. Романовой (совместное руководство с д.т.н., профессором Росляковым Ю.Ф.) и в руководстве соискателей А.С. Кабалоевой и З.С. Думанишевой.
Диссертационная работа выполнялась на кафедрах технологии общественного питания Московского государственного университета пищевых производств, технологии продуктов общественного питания; микробиологии, гигиены и санитарии Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии, технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства Кубанского государственного технологического университета, физиологии человека и животных Кабардино-Балкарского государственного университета, лабораторий биохимии и молекулярной биологии ВНИИР им. Н.И. Вавилова, технологии и биохимии Санкт-Петербургского филиала ГосНИИХП, химии пищевых продуктов института питания РАМН, бактериологической и санитарно-гигиенической лабораториях Центра гигиены и эпидемиологии КБР.
Автор выражает благодарность руководителям и сотрудниками перечисленных подразделений за оказанное содействие в проведении исследований.
Содержание работы
1 Объекты и методы исследования
Для проведения исследований использовали дикорастущие плоды боярышника, мушмулы, ягоды ежевики, произрастающие на территории КБР, урожая 2003- 2008 годов; порошки из плодов, мякоти с кожицей, косточек боярышника, мушмулы, ягод и семян ежевики; створки зеленого гороха консервной зрелости сорта «Атлант» и порошки, полученные из них; кукурузная мука из районированных на территории КБР сортов кукурузы (кремнистая кабардинская белозерная и желтозерная зубовидная, гибрид РН56×РН50); пшенная мука.
В ходе технологических исследований применяли сырье, обычно используемое на хлебопекарных, кондитерских предприятиях и в общественном питании: пшеничную муку хлебопекарную высшего и первого сортов; сахар-песок, соль поваренную пищевую, масло сливочное, маргарин столовый, масло подсолнечное, яйца куриные свежие, меланж, дрожжи хлебопекарные прессованные, крахмал картофельный, аммоний углекислый, натрий двууглекислый и др. сырье, по своим характеристикам соответствующее требованиям ГОСТов, ОСТов или ТУ.
В работе использовали общепринятые и специальные физико-химические, биохимические, микробиологические, органолептические методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, в том числе хроматографичес-кие (тонкослойная, газожидкостная хроматография), спектрофотометрический, атомно-абсорбционный, рентгено-флуоресцентный. Физиологические показатели крови и сердечно-сосудистой системы человека (частоту сердечных сокращений – ЧСС, пульсовые волны – ПВ, функциональную сатурацию крови кислородом – SpO2фун и ее флуктуации – фSpO2фун) определяли в условиях in vivo на принтерном пульсоксиметре «Элокс – 01 М2»; супероксид-радикалы анионов кислорода и перекись водорода – методом дифферинциально–осциллографической полярографии с использованием платинового электрода на полярографе «ОП-02А».
Обработку данных проводили с применением компьютерных программ Statistica 6.0 и Regre.
Схема проведения исследований представлена на рисунке 1.
2 Результаты исследований и их анализ
2.1 Обоснование и выбор пищевых продуктов и добавок
с целью их обогащения
В соответствии с основными принципами обогащения продуктов питания эссенциальными нутриентами, в первую очередь, следует обогащать продукты массового потребления. В связи с этим нами для обогащения выбраны хлебобулочные, мучные кондитерские и кулинарные изделия.
Необходимость обогащения хлебобулочных изделий вызвана значительным ростом потребления населением изделий из муки высшего и первого сортов, что привело к уменьшению поступления в организм человека незаменимых пищевых веществ, так как технологическая переработка пшеницы на муку сопровождается
Научное обоснование применения нетрадиционного растительного сырья в производстве хлебобулочных, мучных кондитерских и кулинарных изделий
Разработка комплексного подхода к использованию дикорастущих плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий
Разработка комплексного подхода к использованию створок зеленого гороха в
производстве хлебобулочных изделий
Разработка комплексного подхода к использованию пшеничной муки в производстве национальных изделий из кукурузной и пшенной муки
Разработка технологии производства продуктов переработки дикорастущего сырья (ППДС) – порошков из плодов, мякоти и косточек боярышника, мушмулы, ягод и семян ежевики
Разработка технологии получения экстрактов из мякоти боярышника, мушмулы и ягод
ежевики
Исследование химического состава экстрактов
Разработка технологии производства
порошка из створок зеленого гороха (ПСЗГ)
Исследование влияния термической обработки на химический состав и технологические свойства кукурузной и пшенной муки
Исследование химического состава, технологических свойств и безопасности ПСЗГ
Исследование реологических свойств теста из кукурузно-пшеничных и пшенно-пшеничных смесей
Исследование химического состава, технологических свойств и
безопасности ППДС
Разработка технологий хлебобулочных и мучных кулинарных изделий
Изучение влияния ППДС
на хлебопекарные свойства пшеничной муки и реоло-гические свойства теста
Изучение влияния ППДС на свойства бисквитно-
го теста и качество
полуфабрикатов
Изучение влияния ППДС на свойства
песочного теста и ка-чество полуфабрикатов
Изучение влияния ПСЗГ на хлебопекарные свойства пшеничной муки и реологические свойства теста
Исследование влияния ППДС на качество хлебобулочных изделий
Разработка технологии бисквитных полуфаб-рикатов с ППДС
Разработка способов приготовления теста с ПСЗГ
Разработка технологии песочных полуфабри-катов с ППДС
Разработка способов приготовления дрожжевого теста с ППДС
Разработка технологий хлебобулочных
изделий с ПСЗГ
Разработка технологий хлебобулочных изделий с ППДС
Исследование влияния ПСЗГ на пищевую ценность и безопасность хлебобулочных изделий
Разработка технологии хлебобулочных изделий с порошками из плодов
и мякоти
Разработка технологии хлебобулочных изделий с порошками из
косточек и семян
Исследование возможности применения хлебобулочных изделий с ПСЗГ в
профилактике атеросклероза
Исследование влияния ППДС на пищевую ценность и безопасность хлебобулочных и
мучных кондитерских изделий
Определение пищевой ценности разработанных изделий
Исследование влияния разработанных изделий на физиологические показатели
сердечно-сосудистой системы организма человека
Промышленная апробация и внедрение результатов исследований
Рисунок 1 – Схема проведения исследований
Рисунок 1 – Схема проведения исследований
существенными потерями микронутриентов, удаляемых вместе с оболочкой зерна. Дополнительные потери биологически активных веществ происходят в процессе производства изделий.
К недостаткам мучных кондитерских изделий, занимающих все большее место в структуре питания населения, относятся низкая биологическая ценность, отсутствие незаменимых пищевых компонентов (витаминов, пищевых волокон и др.) при одновременно высокой калорийности.
Исследование объемов и ассортимента национальных мучных изделий в южном регионе России показали, что изделия из кукурузной и пшенной муки также нуждаются в улучшении качества и повышении пищевой ценности.
Все это подчеркивает необходимость существенной коррекции химического состава хлебобулочных, мучных кондитерских и кулинарных изделий. Одним из эффективных и целесообразных как с технологической, так и с физиологической и экономической точек зрения путей повышения пищевой ценности изделий может быть использование для их обогащения дикорастущих плодов, ягод и продуктов их переработки, как возможных источников витаминов, биофлавоноидов, пектиновых веществ, макро- и микроэлементов. Применение их позволит не только повысить пищевую ценность продуктов, интенсифицировать технологические процессы производства, но и существенно расширить сырьевую базу для хлебопекарной, кондитерской промышленности и общественного питания.
Выбор дикорастущих плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики в качестве сырья для обогащения изделий обусловлен высоким содержанием в них биологически активных веществ, достаточно большой сырьевой базой, экологической чистотой, доступностью и низкой себестоимостью. Так как свежие плоды и ягоды являются сезонным продуктом, для обогащения изделий использовали порошкообразные полуфабрикаты, которые более удобны для применения по сравнению с другими видами пищевых продуктов, обладают высокой пищевой ценностью, биохимической стабильностью при хранении, вследствие низкой влажности, и занимают меньший объем при транспортировке.
Использование в производстве обогащенных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий порошков из плодов, мякоти с кожицей, косточек боярышника, мушмулы, ягод и семян ежевики обусловлено особенностями химического состава анатомических частей плодов, что оказывает различное влияние на интенсификацию технологических процессов, профилактическую направленность и способствует созданию ресурсосберегающих и безотходных технологий переработки растительного сырья.
Производство экстрактов из плодов боярышника, мушмулы и ежевики обеспечивает целенаправленное расходование резервов природных ресурсов и расширение ассортимента продукции с высоким содержанием биологически активных веществ.
При выборе порошка из створок зеленого гороха в качестве обогащающей добавки в производстве хлебобулочных изделий учитывали наличие больших объемов створок, образующихся при переработке гороха, высокое содержание в них белковых веществ, пищевых волокон, витаминов и необходимость комплексного безотходного использования сырья.
При выборе морковного пюре для обогащения национальных изделий на основе кукурузной и пшенной муки руководствовались тем, что морковь, содержащая в значительном количестве β-каротин, витамин С, минеральные вещества, является широко распространенным дешевым растительным сырьем и благодаря особенностям химического состава, технологических свойств может эффективно воздействовать на реологические показатели теста, обеспечивать повышение качества и пищевой ценности изделий.
Добавку творога при производстве национальных изделий использовали для повышения их биологической ценности, принимая во внимание принцип взаимного дополнения лимитирующих аминокислот. Дополнительное внесение с творогом лизина и метионина позволит восполнить их дефицит в изделиях из кукурузной и пшенной муки.
2.2 Разработка научно-практических основ создания эффективных
технологий хлебобулочных и мучных кондитерских изделий
с использованием продуктов переработки дикорастущих плодов
В настоящем разделе обобщены результаты исследований по созданию технологий хлебобулочных и мучных кондитерских изделий с использованием порошков, полученных из дикорастущего плодово-ягодного сырья.
В ходе исследований изучалось влияние радиационно-конвективного способа сушки на химический состав дикорастущих плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики, а также влияние ППДС на реологические свойства дрожжевого, песочного, бисквитного теста, качество готовых изделий и их пищевую ценность.
2.2.1 Технология производства и оценка потребительских
свойств порошков, полученных из дикорастущих плодов
Опытную партию порошков из плодов, мякоти с кожицей, косточек боярышника, мушмулы, ягод и семян ежевики получали на базе ООО «Кашхатауский пищекомбинат» (КБР). Технологическая схема производства порошков из плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики (рисунок 2) предусматривает обезвоживание сырья до остаточной влажности 5-8% комбинированным радиационно-конвективным способом в условиях щадящих температурных режимов, обеспечивающих высокую сохранность биологически активных компонентов.
Технология производства порошков из мякоти с кожицей и косточек включает дополнительные операции перед сушкой: бланширование плодов и протирание. Бланширование способствует размягчению и увеличению проницаемости тканей, при этом интенсифицируется процесс сушки и снижаются потери термолабильных соединений.
При производстве порошков из семян ежевики подготовленные ягоды подаются в финишер для отделения семян, которые затем подвергают сушке и дальнейшим операциям согласно технологической схеме. Мякоть и сок ягод ежевики используют для получения пюре, сиропов и экстрактов.
Порошки из дикорастущих плодов и ягод представляют собой однородную сыпучую массу, отличающуюся по цвету, вкусу и запаху. Порошки из косточек, плодов и мякоти с кожицей имеют цвет различной интенсивности: боярышника – от светло-коричневого до коричневого, мушмулы – от светло-желтого до оранжевого,
Рисунок 2 - Технологическая схема производства
порошков из дикорастущих плодов боярышника,
мушмулы и ягод ежевики
семян и ягод ежевики – от светло-вишневого до вишневого; вкус и запах, свойственный плодам и ягодам.
Результаты исследования гранулометрического состава порошков показали, что образцы из мякоти с кожицей боярышника, мушмулы и ягод ежевики отличаются максимальной однородностью. Наиболее представительной (свыше 95%) для них является фракция с размером частиц от 30 до 160 мкм.
Максимальный размер частиц в образцах из плодов боярышника, мушмулы и семян ежевики не превышает 315 мкм, при этом частицы с размером менее 160 мкм составляют 68,2%, 63,4% и 71,6% соответственно. Порошки из косточек боярышника и мушмулы неоднородны по дисперсности. Наиболее весомой является фракция с размером частиц от 160 до 315 мкм – 44,7% и 40,2%, частицы с размером менее 160 мкм составляют 17,3 и 15,5%, а 315-500 мкм – 26,1 и 28,4% соответственно от общего количества частиц.
При оценке безопасности порошков установлено, что содержание токсичных элементов (Pb, Cd, Hg, As), пестицидов (ДДТ и его метаболиты, ГХЦГ) значительно ниже пределов допустимых гигиенических норм согласно СанПиН 2.3.2.1078-01; в них отсутствует цианогенный гликозид амигдалин.
На основании микробиологических, физико-химических и органолептических показателей определены условия и сроки хранения порошков – 10 месяцев в условиях складских помещений при температуре 18-200С и относительной влажности воздуха 65-70%.
Изучение углеводного, белкового, липидного, минерального и витаминного состава плодовых и ягодных культур показало, что они отличаются большим разнообразием.
При исследовании качественного состава и количественного содержания углеводного комплекса свежих плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики установлено, что они содержат значительное количество сахаров, пищевых волокон, в том числе пектиновых веществ (таблица 1).
Сахара в плодах дикорастущих представлены преимущественно моносахаридами. При радиационно-конвективном способе сушки изменение содержания сахаров неоднозначно: в порошках из плодов мушмулы и ягод ежевики отмечается снижение массовой доли моносахаридов вследствие реакций меланоидинообразования, тогда как в порошке из плодов боярышника наблюдается их увеличение. Это можно объяснить тем, что гидролиз сахарозы и крахмала, а также деградация антоцианов, флавонолов и флованолов в плодах боярышника протекает более интенсивно, чем в плодах мушмулы и ягодах ежевики.
Свежие плоды и ягоды отличаются от порошков более кислым вкусом. При обезвоживании концентрация органических кислот снижается, величина сахарокислотного индекса (СКИ) увеличивается – порошки приобретают слабокислый вкус.
Определенные изменения при сушке происходят и в составе полисахаридов. Выявлено, что потери крахмала при получении порошков из плодов боярышника, мушмулы и ежевики составляют 32,1, 28,8 и 19,0% соответственно, что связано с ферментативным гидролитическим расщеплением крахмальных полисахаридов. В процессе переработки плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики массовая доля клетчатки возрастает в 1,6, 1,9 и 1,5 раза соответственно, что, по-видимому, происходит вследствие перераспределения клеточных компонентов в тканях. Содержание пектиновых веществ в порошках из плодов боярышника, мушмулы и
Таблица 1 _ Характеристика углеводного состава (% с.в.) и общей кислотности дикорастущих плодов и
продуктов их переработки
| Наименование продукта | Моно-сахариды | Сахароза | Сумма сахаров | Общая кислот-ность, град | СКИ | Крахмал | Клет-чатка | Пектиновые вещества | ||
| сумма | в том числе | |||||||||
| пектин | прото-пектин | |||||||||
| Боярышник: плоды свежие порошок из плодов мякоти с кожицей косточек | 18,4±0,1 18,9±0,2 31,6±1,3 8,2±0,41 | 1,04±0,05 0,58±0,03 0,96±0,03 0,25±0,01 | 19,4±0,1 19,5±0,1 32,6±0,7 8,5±0,22 | 3,6±0,15 1,9±0,05 3,1±0,12 1,0±0,04 | 5,4 10,3 10,5 8,5 | 8,4±0,30 5,7±0,21 8,8±0,42 3,2±0,13 | 14,8±0,5 23,6±1,1 9,2±0,31 35,6±1,6 | 9,1±0,15 8,5±0,13 8,3±0,15 8,7±0,20 | 2,9±0,07 3,2±0,09 4,8±0,18 1,9±0,08 | 6,2±0,22 5,3±0,17 3,5±0,11 6,8±0,31 |
| Мушмула: плоды свежие порошок из плодов мякоти с кожицей косточек | 37,9±1,6 33,6±1,5 49,2±1,8 16,5±0,7 | 2,4 ±0,04 1,6 ±0,03 2,5 ±0,10 0,7 ±0,02 | 40,3±0,8 35,2±0,7 51,7±1,0 17,2±0,4 | 5,6±0,17 3,4±0,15 4,8±0,23 1,9±0,07 | 7,2 10,4 10,8 9,0 | 7,3±0,29 5,2±0,13 7,4±0,34 2,8±0,09 | 12,7±0,5 24,0±0,6 7,3±0,28 42,3±1,0 | 4,3±0,08 3,9±0,09 4,1±0,08 3,7±0,06 | 2,5±0,09 2,3±0,11 3,0±0,12 1,5±0,04 | 1,8±0,07 1,6±0,06 1,1±0,04 2,2±0,08 |
| Ежевика: ягоды свежие порошок из ягод семян | 23,9±0,8 20,5±0,2 17,2±0,1 | 3,3 ±0,14 3,0 ±0,08 1,7 ±0,02 | 27,2±0,5 23,5±0,1 18,9±0,1 | 9,9±0,35 5,5±0,16 3,7±0,15 | 2,7 4,3 5,1 | 5,8±0,23 4,7±0,09 4,5±0,09 | 12,5±0,5 18,6±0,9 23,0±0,9 | 4,4±0,09 3,8±0,08 2,1±0,03 | 1,6±0,06 2,1±0,03 0,2±0,01 | 2,8±0,12 1,7±0,01 1,9±0,05 |
ежевики составляет 93,4, 90,7, 86,4% от исходного в свежем сырье, что свидетельствует о высокой сохраняемости их при производстве порошков.
Установлено, что порошки из мякоти с кожицей характеризуются наибольшим содержанием сахаров, крахмала, растворимого пектина, органических кислот, из косточек – клетчатки и протопектина.
Высокое содержание пектиновых веществ в продуктах переработки дикорастущих плодов и ягод послужило основанием для проведения исследований, направленных на определение оптимальных технологических параметров, при которых достигается максимальный выход пектинов, и изучение их аналитических характеристик.
Проведенный с помощью программы Statistica 6.0 регрессионный анализ полученных экспериментальных данных позволил вывести уравнения квадратичной регрессии, описывающие зависимость выхода спиртоосаждаемых пектиновых веществ (z) от рН гидролизующего агента (х), температуры (у) и продолжительности гидролиза – экстрагирования (t):
из порошка боярышника:
z = -41610,96 + 23,50х + 787,44у + 7945,90х2+59475,76у2, (1)
z = -92905,91 + 23,50х + 1101,23t + 290152,73х2 – 168114,25t2, (2)
из порошка мушмулы:
z = 26163,61 + 13,76х + 498,92у + 4282,23х2 + 32061,24у2, (3)
z = -45616,26 + 13,76х + 640,93t + 7448,41x2 + 55890,89t2, (4)
из порошка ежевики:
z = -15570,00 + 7,14х + 346,48у + 2967,15х2 + 22266,47у2, (5)
z = -170,87 + 183,27x + 7,14t + 182,86x2 + 387,24t2 (6)
На рисунке 3 в трехмерной системе координат приведена эта зависимость на примере порошка из боярышника.
а
б
Рисунок 3 – Зависимость выхода пектина
из порошка боярышника: а) от рН среды и температуры,
б) от рН среды и продолжительности гидролиза-экстрагирования
Наибольший выход пектина обеспечивается при следующих параметрах гидролиза-экстрагирования: гидромодуль – 1: (10÷15), рН 1,8-2,0, температура гидролизуемой смеси 72-80 0С, продолжительность гидролиза 2,0-2,5ч. Выход спиртосодержащих пектиновых веществ из порошков боярышника, мушмулы и ежевики – 7,9, 5,0 и 4,3% соответственно.
Сухие пектины, выделенные из порошков ежевики, имеют коричневую окраску, из боярышника и мушмулы – светло-коричневую, обладают слабокислым вкусом без постороннего привкуса и запаха.
Показано, что пектины характеризуются высокой степенью этерификации (70,7-79,2%) и значительным содержанием метоксилированных карбоксильных групп (18,0-24,3%), что указывает на высокую студнеобразующую способность.
Изучена связывающая способность пектинов и порошков, полученных из мякоти с кожицей боярышника, мушмулы и ягод ежевики, по отношению к тяжелым металлам – свинцу и никелю, с которыми по данным Центра гигиены и эпидемиологии КБР наиболее часто приходится контактировать работающим на крупных предприятиях.
Выявлено, что по связывающей способности порошки уступают выделенным из них пектинам (рисунок 4). Наиболее высокой связывающей способностью, по отношению к ионам Pb2+ и Ni2+ обладают пектины и порошки из мушмулы. Наименьшее значение этого показателя по отношению к никелю имеют образцы боярышника, а к свинцу – ежевики.
Проведенные исследования
показали, что дикорастущие плоды и продукты их перера-
Рисунок 4 - Связывающая способность порошков
и пектинов по отношению к ионам свинца и никеля
ботки являются важным источником пектинов с высокой студнеобразующей и хорошей комплексообразующей способностью и могут быть технологически оценены как промышленно значимые.
В плодах боярышника, мушмулы и ежевики обнаружено достаточно высокое количество белковых веществ: 11,6, 10,7 и 14,2% соответственно. Массовая доля белков в порошках уменьшается на 9,5-11,3% вследствие гидролитического расщепления и сахароаминных реакций при сушке плодов. Наибольшее содержание белковых веществ определено в порошках из косточек и семян плодовых. Характерным отличием белкового комплекса продуктов переработки дикорастущих плодов является значительное преобладание массовой доли глобулинов и низкий уровень проламинов.
В свежих плодах и ягодах содержание липидов варьирует от 3,6 до 6,3%. В порошках из плодов и ягод уровень их снижается в среднем в 1,3 раза, что происходит, по-видимому, в результате ферментативного гидролиза и окисления при переработке и хранении. Наиболее высоким уровнем липидов характеризуются порошки из косточек и семян.
Липиды порошков представлены нейтральными и полярными липидами, стеринами, их эфирами, свободными жирными кислотами и углеводородами. Главной составной частью липидов являются триглицериды. Показано, что порошки из плодов и косточек боярышника и мушмулы по содержанию триглицеридов отличаются незначительно. При этом уровень их, по сравнению с порошками из мякоти с кожицей, выше, тогда как в порошках из семян ежевики триглицеридов обнаружено в 1,3 раза меньше, чем из ягод.
Результаты исследования ЖКС свидетельствуют о высокой биологической эффективности липидов порошков, полученных из дикорастущего сырья. В липидах порошков относительное содержание ненасыщенных ЖК составляет от 58 до 88% от суммы ЖК. Они характеризуются высоким уровнем эссенциальной линолевой кислоты, особенно из косточек и семян, в которых ее содержание составляет 45,0-52,7% от суммы ЖК. В составе липидов порошков из плодов и мякоти с кожицей боярышника, ягод и семян ежевики установлено значительное количество линоленовой кислоты – 10,9-17,8% от суммы ЖК.
При исследовании минеральной ценности ППДС определяли содержание макро-, и микроэлементов (K, Ca, Mg, Na, P, Fe, Mn), наибольшее количество которых обнаружено в порошках из мякоти боярышника, мушмулы и ягод ежевики, наименьшее – из косточек и семян.
Порошки отличаются незначительным содержанием натрия (1,1-67,3 мг%) по сравнению с калием (208-1536 мг%), что является положительным фактором, так как избыточное количество натрия в организме осложняет деятельность сердечно-сосудистой системы, способствует повышению кровяного давления. Порошки, полученные из ежевики, относящейся к манганофиллам, содержат марганца до 293 мг/кг.
О ценности порошков как источников витаминов судили по количеству в них физиологически функциональных ингредиентов: β-каротина, витаминов С, Е, Р-активных веществ, известных как мощные антиоксиданты и антигипоксанты.
Выявлено, что при радиационно-конвективном способе сушки обеспечивается достаточно высокая сохранность аскорбиновой кислоты (65,0-73,2%), каротиноидов (75,0-81,0%) и токоферолов (84,2-87,5%).
ППДС отличаются высоким уровнем аскорбиновой кислоты, особенно порошок из ягод ежевики (таблица 2). Для всех образцов характерно преобладание массовой доли α-каротина над β-каротином. Наиболее богаты антиоксидантами порошки, полученные из мякоти с кожицей, тогда как в порошках из косточек и семян их обнаружено в наименьшем количестве.
Таблица 2 _ Массовая доля витаминов в дикорастущих плодах и
продуктах их переработки, мг % с.в.
| Наименование продукта | Аскорбиновая кислота | Каротиноиды | Токо-феролы | ||
| αкаротин | βкаротин | сумма | |||
| Боярышник: плоды свежие порошок из плодов мякоти с кожицей косточек | 157±1,6 102±1,0 141±1,5 68,9±0,9 | 10,8±0,24 8,1±0,15 8,6±0,21 7,7±0,20 | 2,0±0,05 1,5±0,01 1,8±0,02 1,2±0,01 | 12,8±0,15 9,6±0,08 10,4±0,12 8,9±0,11 | 11,4±0,52 9,6±0,35 5,5±0,14 10,2±0,49 |
| Мушмула: плоды свежие порошок из плодов мякоти с кожицей косточек | 76,0±0,8 50,3±1,1 82,6±0,9 14,8±0,2 | 5,4±0,12 4,2±0,09 4,6±0,09 3,7±0,06 | 3,1±0,04 2,4±0,03 2,9±0,02 1,9±0,01 | 8,5±0,08 6,6±0,06 7,5±0,06 5,6±0,04 | 6,3±0,05 5,2±0,10 4,4±0,07 6,0±0,09 |
| Ежевика: ягоды свежие порошок из ягод семян | 407±5,4 298±3,1 140±2,4 | 6,3±0,11 5,1±0,08 4,2±0,07 | 3,2±0,03 2,6±0,01 2,8±0,01 | 9,5±0,07 7,7±0,05 7,0±0,04 | 4,0±0,42 3,5±0,04 3,6±0,04 |
Полученные данные дают основание считать, что ППДС являются важным источником антиоксидантов.
Среди биологически активных веществ, синтезируемых и накапливаемых растениями, в том числе дикорастущими, особый интерес представляют полифенольные соединения, разнообразная биологическая активность которых служит фундаментом для разработки продуктов профилактического назначения.
Выделение и идентификацию фенольных соединений проводили с использо-ванием хроматографических методов (колоночной, тонкослойной, бумажной) и
УФ-спектроскопии. Выявлено, что фенольные соединения, выделенные из свежих плодов и продуктов их переработки, представлены гидроксикоричными кислотами, флавонолами и флаванолами. По величинам подвижности в растворителях (Rf), флуоресценции в УФ-свете, качественным реакциям, сравнением с образцами свидетелей и с литературными данными идентифицированы гидроксикоричные кислоты: хлорогеновая, n-кумароилхинная, производные n-кумаровой и кофейной кислот. По флуоресценции в УФ-свете, качественным реакциям, результатам кислотного гидролиза и УФ-спектроскопии (рисунок 5) в исследуемых образцах обнаружены флавонолы: рутин, кверцитрин, кверцетин-7-гликозид, кемпеферол-3,7-дигликозиды, кемпферол-7-гликозид.
а б
Рисунок 5 – УФ-спектры и структурная формула
кемпферол-3,7-дигликозидов (а и б)
Методом быстрого фракционирования на полиамиде спиртовых экстрактов плодов, ягод и продуктов их переработки установлено, что флаванолы представлены мономерными, конденсированными формами катехинов и проантоцианидинов.
Полифенольный состав дикорастущих плодов и порошков различается главным образом вариациями различных групп полифенолов и их содержанием. По накоплению фенольных веществ (без антоцианов) среди исследуемых объектов выделяются плоды боярышника (6123 мг%). В плодах мушмулы и ягодах ежевики их содержится в 1,9 и 1,7 раза меньше. В плодах боярышника, мушмулы и ягодах ежевики преобладающими в количественном отношении являются флаванолы – 82,2, 95,5 и 90,6% от суммы фенольных соединений соответственно. По содержанию флавоноловых гликозидов ягоды ежевики превосходят плоды боярышника и мушмулы в 1,4 и 11,4 раза.
В исследуемых объектах также определяли красящие вещества растений – антоцианы, максимальное количество которых обнаружено в ягодах ежевики – 9752 мг%. Содержание антоцианов в плодах боярышника меньше по сравнению с ежевикой в 4,9 раза. В плодах мушмулы массовая доля антоцианов незначительна – 0,97 мг%.
Установлено, что при радиационно-конвективном способе сушки наиболее чувствительны к температурному воздействию антоцианы, уровень которых в порошке из ягод ежевики снижается в 9,7 раза, из плодов боярышника – в 4,4 раза от исходной концентрации в сырье. Значительное уменьшение содержания антоцианов в порошках можно объяснить высокой концентрацией витамина С в ягодах и плодах, оказывающего на них разрушающее действие, и чрезмерной склонностью антоцианов к образованию полимерных соединений с различной молекулярной массой.
В сравнении с антоцианами свободные катехины более стабильны, сохраняемость составляет 37,6-38,2%. Имеющиеся потери, вероятно, обусловлены их легкой окисляемостью при нагревании и образованием олигомерных форм катехинов.
Сохраняемость флавонолов, проантоцианидинов и гидроксикоричных кислот варьирует в интервале 56-71%. Наименьшей термической деградации подвергаются конденсированные катехины, сохраняемость которых составляет 64-85%.
Максимальное содержание полифенолов обнаружено в порошках, полученных из мякоти с кожицей.
Результаты исследования изменения содержания полифенолов в процессе сушки плодов и ягод показали, что в порошках, несмотря на потери, остается высокий уровень Р-активных веществ, поэтому они рекомендованы к использованию в качестве обогащающих добавок при производстве продуктов питания.
2.2.2 Разработка технологии получения экстрактов из дикорастущих
плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики
С целью более рационального использования ценного дикорастущего сырья была исследована возможность получения экстрактов как источников полифенольных веществ из плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики.
П
Установлено, что максимум экстрагирования фенольных веществ достигается при концентрации спирта в экстрагенте 70% об., соотношении сырье: экстрагент 1:3 и измельчении плодов до размера частиц 2-5 мм (рисунок 6)
Полученные данные позволили разработать технологическую схему производства экстрактов из плодов боярышника, мушмулы и ягод ежевики, которая включает операции: инспекционный контроль, мойку, измельчение плодов до размера частиц 2-5 мм (кроме ежевики), приготовление 70%-ного этанола, экстракцию при соотношении сырье:экстрагент 1:3 и фильтрование экстракта.
Экстрагирование сырья осуществляли путем ступенчатого
ри отработке оптимальных режимов экстрагирования были поставлены эксперименты, позволяющие определить концентрацию водно-спиртовой смеси, соотношение сырья и водно-спиртовой смеси, степень измельчения сырья, при которых обеспечивается наиболее полное извлечение полифенольных веществ.
а
Соотношение сырье: экстрагент
б
Содержание спирта в экстрагенте (%):
