Расширение ассортимента пищевых антоциановых красителей из нетрадиционного растительного сырья

Резюме

Целью работы являлось изучение содержания антоцианов и других биологически активных веществ выжимок плодов санберри от получения сока и пюре. Установлено, что выжимки содержат более 70% сухих веществ, более 60% пищевых волокон, до 55,4 мг/% аскорбиновой кислоты и до 90,0 мг/% антоцианов. Кроме того, они обладают высокой антиоксидантной активностью (156,8-399,4 мг/% по дигидрокверцетиновому эквиваленту), что позволяет рекомендовать их в качестве сырья для получения натуральных пищевых красителей. Концентрированный пищевой краситель из выжимок санберри (50-51% растворимых сухих веществ) имеет интенсивную окраску, изменяющуюся от темно-фиолетовой (при кислотности 1,0%) до бордово-красной (при кислотности 3,0%), обладает высокой антиоксидантной активностью (1308,2-2223,5 мг/%) и содержит большое количество антоцианов
(666-976 мг/%).

Ключевые слова:паслен санберри, антоцианы, антиоксидантная активность, функциональные ингредиенты

Вопр. питания. 2016. № 5. С. 108-113.

На протяжении последних 20 лет в России производство плодов и овощей остается недостаточным, а ассортимент их весьма ограничен. Введе­ние в культуру нетрадиционных и редких культур с высокой урожайностью, пищевой ценностью и экологической пластичностью является существеннымрезервом увеличения объемов производства ценно­го растительного сырья и расширения ассортимен­та натуральных функциональных пищевых продуктов и ингредиентов [1].

Одной из ценных малораспространенных и малоизу­ченных культур в Российской Федерации является садо­вый паслен санберри (Solanum retroflexum) [2].

В научной и особенно в популярной литературе имеет­ся большое количество разнообразных рецептов пере­работки санберри в варенье, джемы, вино и другие про­дукты [3-5]. Однако в научной и научно-методической литературе недостаточно рекомендаций по переработке плодов санберри, в том числе комплексной безотход­ной с получением функциональных продуктов питания и пищевых антоциановых красителей из вторичных отходов [6].

В мире потребность в натуральных пищевых краси­телях с каждым годом возрастает, поскольку они не только придают готовым продуктам привлекательный вид, но и улучшают аромат, вкус и повышают пищевую ценность [7]. К наиболее распространенному раститель­ному сырью для производства натуральных пищевых красителей следует отнести различные интенсивно ок­рашенные ягоды (смородина черная, арония, бузина, темные сорта винограда), цветы, листья и корнеплоды (свекла столовая, морковь). На практике красители вы­рабатывают как из натурального растительного сырья (что приводит к удорожанию продукции), так и из отхо­дов переработки (что снижает себестоимость продукции и улучшает экологичность производства) [8, 9].

Чаще всего натуральные пищевые красители по­лучают в виде соков и экстрактов, извлекая пигмен­ты различными растворителями. Для экстракции водорастворимых пигментов (антоцианов) используют воду или этанол. Нерастворимые в воде липофильные пигменты (хлорофиллы, каротиноиды) выделяют с по­мощью неполярных растворителей или растительных масел [9].

Плоды паслена санберри и выжимки, оставшиеся от получения сока и пюре, имеют интенсивный фио­летовый цвет, содержат большое количество биологически активных и красящих веществ, что позволяет рассматривать их как перспективное вторичное сырье для производства натуральных пищевых антоциановых красителей.

Цель работы - изучение содержания антоцианов и других биологически активных веществ выжимок пло­дов санберри, оставшихся от получения сока и пюре.

Материал методы

Исследования проведены в 2014-2015 гг. в лабора­ториях Мичуринского ГАУ и Дирекции по реализации Программы развития города Мичуринска как наукограда РФ.

Подготовленные плоды измельчали в дробилке, от­жимали сок на шнековом прессе, параллельно получали пюре в протирочной машине с диметром от­верстия сита 1 мм. Определяли выход сока и выход выжимок от сока, выход пюре и выход выжимок (вытерок) от пюре.

В плодах санберри, а также в выжимках, оставшихся после получения сока и пюре, определяли в соответс­твии с основными принятыми в лабораториях методами [10, 11]:

- содержание сухих веществ в сырье путем высушива­ния до постоянной массы;

- содержание сахара - по методу Бертрана;

- общую кислотность - титрованием 0,1 н щелочью;

- содержание аскорбиновой кислоты - йодометрическим методом (в модификации В.В. Сапожниковой и Н.С. Дорофеевой, 1966);

- общую антиоксидантную активность на хроматогра­фе жидкостном "Цвет-Яуза 01-АА" (НПО "Химавтоматика", РФ);

- содержание золы - по ГОСТ 25555.4-91 методом озоления продукта при температуре 525+25 °С до постоянной массы;

- содержание каротиноидов - по методу Мурри экстра­гированием ацетоном, затем переводили экстракт в петролейный эфир и отделяли от других пигмен­тов методом распределительной хроматографии на адсорбционной колонке с окисью алюминия, затем измеряли оптическую плотность элюата на фото-электроколориметре КФК-2 ("Загорский оптико-ме­ханический завод", РФ) при длине волны 450 нм (ГОСТ 8756.22);

- содержание пектиновых веществ (водораствори­мых и водонерастворимых) - объемным методом по С.Я. Райк;

- содержание клетчатки - весовым методом по А.В. Петербургскому;

- содержание антоцианов - методом рН-дифференциальной спектрометрии.

Результаты и обсуждение

Проведенные исследования показывают, что плоды садового паслена санберри, выращенные в откры­том грунте Центрально-Черноземного региона, яв­ляются ценным сырьем для производства пищевых продуктов функционального назначения и пищевых натуральных красителей, так как содержат большое количество аскорбиновой кислоты, пищевых волокон и антоцианов и других биологически активных веществ (табл. 1).

С целью более полного изучения свойств и оценки пригодности паслена санберри к промышленной пере­работке экспериментально был определен выход сока, пюре и выжимок, оставшихся после прессования и про­тирания (рис. 1, 2).

При переработке плодов cанберри на протирочной машине соотношение пюре и выжимок составило 70:30, при прессовании на шнековом прессе соотношениесока и выжимок составило 60:40. Полученные дан­ные свидетельствуют о том, что при переработке пло­дов остается большое количество вторичных отходов (30 и 40%). Проведенные биохимические анализы пока­зали, что в выжимках от получения сока и пюре остается большое количество биологически активных и крася­щих веществ (табл. 2).

Выжимки от получения сока являются более цен­ным сырьем для производства пищевых натуральных красителей, чем выжимки от получения пюре, так как содержат больше антоцианов (почти в 1,4 раза), сахаров и других биологически активных веществ.

Предлагаемый нами способ производства пищевых антоциановых красителей из плодов санберри пре­дусматривает проведение следующих технологичес­ких операций: инспекцию и сортировку свежих плодов, мойку холодной водой, измельчение на дробилке, прессование для получения сока (1-й вариант) или протирание через сито 1 мм для получения пюре (2-й вари­ант). Пюре или сок мы рекомендуем использовать для изготовления пищевых продуктов функционального на­значения (желе, конфитюры и т.д.), а оставшиеся после протирания и прессования выжимки использовать для получения натурального пищевого антоцианового кра­сителя.

Пищевой краситель из выжимок плодов паслена санберри получали методом экстрагирования в растворах лимонной кислоты. Технология производства натураль­ного пищевого красителя из выжимок паслена санберри включает следующие технологические опера­ции: смешивание в емкостях, оборудованных мешалкой с 1% водным раствором лимонной кислоты в соотноше­нии 1:3, нагревание до 35 °С и выдерживание в течение 2-3 ч при периодическом перемешивании до накопле­ния в растворе растворимых сухих веществ (РСВ) 5,0% (оценка рефрактометрически). Полученный экстракт следует декантировать для отделения жидкой части от выжимок, а обезвоженные после подпрессования вы­жимки могут быть утилизированы или использованы на кормовые цели.

Полученный экстракт с содержанием РСВ 5,0% кон­центрируют в вакуум-аппарате при остаточном давле­нии 21,3 кПа и температуре 60 °С до содержания РСВ (50±1)%. Пастеризацию концентрированного красителя проводят в автоклаве при 100 0С в течение 10-20 мин с последующим охлаждением до 35 °С. Концентриро­ванный краситель фасуют в стеклянную тару вмести­мостью 1,0 дм3 с последующей пастеризацией при 95 °С в течение 20-30 мин и охлаждением до 20 °С.

Проведенные исследования показывают, что для про­изводства 1000 кг концентрированного пищевого краси­теля из вторичных отходов потребуется 3500 кг выжимок, 10 кг лимонной кислоты и 10 500 л воды. Данный способ производства натуральных пищевых антоциановых кра­сителей экономичный и экологичный, так как основан на использовании отходов, оставшихся после переработки ценного растительного сырья.

Полученные по данному способу пищевые красители из выжимок плодов паслена санберри имеют консистен­цию сиропа и цвет:

- при кислотности 1,0% - темно-фиолетовый;

- при кислотности 1,5% - ярко-фиолетовый;

- при кислотности 2,0% - фиолетово-красный;

- при кислотности 2,5% - красно-фиолетовый;

- при кислотности 3% - бордово-красный.

Краситель из выжимок паслена санберри по содер­жанию растворимых экстрактивных веществ, органи­ческих кислот, антоцианов (табл. 4) можно отнести к функциональному ингредиенту (ГОСТ Р 52349-2005 Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональ­ные), способному не только улучшить цвет продукта, но и обогатить его антиоксидантами и другими биологичес­ки активными веществами.

Следует отметить, что краситель из выжимок плодов санберри от получения сока содержит антоцианов на 46,5% больше, чем краситель из выжимок от получения пюре.

В последнее время научно доказано и практичес­ки подтверждено, что пищевые продукты с высокой антиоксидантной активностью способны предохранять человеческий организм от окислительного стресса и защищать его от негативного воздействия свободных радикалов. Поэтому в настоящее время оценку пищевой ценности и функциональных свойств растительного сырья и продуктов его переработки часто проводят и по антиоксидантной активности.

По антиоксидантной активности (табл. 5) плоды санберри находятся на уровне таких ценных ягодных куль­тур, как клюква (270,0 мг/%), барбарис (230,0 мг/%) и смородина красная (200,0 мг/%), уступая калине (322 мг/%), черноплодной рябине (аронии) (328 мг/%), боярышнику (570 мг/%), смородине черной (765 мг/%) и некоторым другим культурам [12].

Представленные в табл. 5 данные свидетельствуют о том, что выжимки паслена санберри, оставшиеся от получения пюре и сока, обладают высокой общей антиоксидантной активностью. В концентрированных пищевых красителях из выжимок от получения сока и пюре общая антиоксидантная активность повышается в 5,6 -8,2 раза.

Высокая антиоксидантная активность плодов санберри позволяет рекомендовать их в качестве продукта здорового питания и сырья для производства функциональных пищевых продуктов. Выжимки, оставшиеся от получения пюре и особенно сока, содержат большое количество антоцианов и других биологически активных веществ и являются ценным сырьем для производства натуральных пищевых антоциановых красителей и фун­кциональных ингредиентов.

Выводы

1. Плоды паслена санберри характеризуются высо­ким содержанием пищевых волокон, белка, антоцианов и флавоноидов, что позволяет рассматривать их как ценное сырье для производства продуктов здорового питания.

2. Выжимки плодов санберри являются ценным сы­рьем для получения натурального пищевого антоцианового красителя, при этом содержание антоцианов в выжимках от получения сока существенно выше, чем в выжимках от получения пюре.

3. Концентрированный пищевой краситель из выжи­мок от получения сока содержит антоцианов в 1,5 раза больше, а антиоксидантная активность его в 1,7 раза выше, чем у красителя, полученного из выжимок от пюре.

4. Краситель из выжимок паслена санберри, остав­шихся от получения пюре и особенно сока, по содержа­нию растворимых экстрактивных веществ, углеводов, органических кислот, антоцианов и общей антиокси-дантной активности можно отнести к функциональному ингредиенту, способному не только улучшить цвет про­дукта, но и существенно обогатить его антиоксидантами и другими биологически активными веществами.

Литература

1. Государственная политика здорового питания населения: зада­чи и пути реализации на региональном уровне : руководство для врачей / под ред. В.А. Тутельяна, Г.Г. Онищенко. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. 288 с.

2. Мартынюк Г. Санберри - солнечная ягода // Наука и жизнь. 2001. № 8.

3. Долматова И.А., Зайцева Т.Н., Малова Е.Н. Разработка техно­логии изготовления цукатов из ягод паслена садового Сан-берри // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования : материалы 72-й международной научно-тех­нической конференции / под ред. В.М. Коломойцева. Магнито­горск : Изд-во Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2014. С. 268-272.

4. Наймушина Л.В., Кротова И.В. Исследование химического соста­ва плодов санберри // Вестн. Красноярского государственного университета. 2006. № 2. С. 107-113.

5. URL: https:/ru:wikipedia. org/wiki.

6. Акишин Д.В., Винницкая В.Ф., Данилин С.И., Перфилова О.В. и др. Результаты научно-исследовательской и практической работы по разработке и созданию функциональных продуктов питания из растительного сырья в МичГАУ // Инновационные технологии АПК России-2014 : материалы II конференции в рамках Международного научно-технологического форума "Биоиндустрия - основа зеленой экономики, качества жизни и активного долголетия". М., 2014. С. 18-22.

7. Тутельян, В.А., Суханов Б.П. Биологически активные добавки к пище: современные подходы к обеспечению качества и безо­пасности // Вопр. питания. 2008. № 4. С. 4-15.

8. Бакулина О.Н. Комплексная переработка овощей и фруктов в ингредиенты для современных технологий // Пищ. пром-сть. 2005. № 5. С. 32-34.

9. Домарецкий В.А. Технология экстрактов, концентратов и напит­ков из растительного сырья [Текст] : учебное пособие. М. : ФОРУМ, 2007. 444 с.

10. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. и др. Методы биохи­мического исследования растений. М., 1987. 429 с.

11. Яшин А.Я., Черноусова Н.И. Определение содержание природ­ных антиоксидантов в пищевых продуктах // Пищ. пром-сть. 2007. № 5. С. 28-32.

12. Бабий Н.В., Пеков Д.Б., Бибик И.В., Помозова В.А. Дигидроквер-цетин - природный антиоксидант XXI века // Хранение и перера­ботка сельхозсырья. 2009. № 7. С. 46-47.