Перспективы использования экстрактов клубники лесной в производстве напитков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Красноярский государственный аграрный университет

Перспективы использования экстрактов клубники лесной в производстве напитков

Зологина В.Г., Шанина Е.В.

В настоящее время в пищевой и перерабатывающей промышленности все большее развитие получает создание современных технологий с использованием натуральных растительных ресурсов и разработку новых видов продуктов. Важным фактором при переработке растительного сырья является сохранение полезных веществ и соединений для человека в конечных продуктах и напитках, то есть технологические процессы и режимы при переработке пищевого сырья растительного происхождения должны быть оптимальными как с точки зрения энерго- и ресурсосбережения, так и с точки зрения сохранения биологически активных веществ (БАВ). БАВ растений действуют мягче, чем синтетические аналоги, оказывают комбинированное воздействие на организм и пригодны для длительного применения.

Добавление к пищевым продуктам и напиткам различных плодов и ягод может принести большую пользу. Они придают продуктам сладость, пикантный привкус, улучшают питательную ценность. Во многих случаях такие твердые добавки могут служить и красителями.

Красноярский край является одним из регионов России, в котором широко распространена клубника лесная (Fragaria collina) -- древняя плодовая культура, известная еще грекам и римлянам. Длительное время использовалась только как лекарственное растение, имеющее ценные лечебные свойства.

Комплекс биологически активных веществ обусловливает способность клубники стимулировать обменные процессы в организме, повышать его сопротивляемость простудным заболеваниям, неблагоприятным факторам окружающей среды [1,2].

Анализ полученной информации при изучении литературы показал, что сведений об использовании клубники лесной в качестве сырья для производства экстрактов практически нет. Поэтому клубника лесная представляет интерес для изучения процесса извлечения БАВ из плодов, получение экстрактов и рассмотрение возможности его и использования в производстве напитков. С целью подтверждения этой возможности на практике необходимо исследовать химический состав и методы переработки клубники лесной, обеспечивающие максимальный выход и сохранность БАВ.

Результаты анализа химического состава плодов представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав плодов клубники лесной

Как видно, содержание витамина С превышает литературные данные всего на 0,06 %. По содержанию флавоноидов, витамина Р, антоцианов, сахаров и экстрактивных веществ полученные результаты сопоставимы, с приведенными в литературных источниках.

Различное содержание БАВ клубники лесной произрастающей в различных регионах страны, можно объяснить условиями произрастания, сортовыми различиями.

На основании сказанного выше, можно сделать вывод, что плоды клубники лесной являются ценным источником биологически активных веществ, почти не используются. Всё это толкает на мысль о вовлечении ее в хозяйственный оборот с целью получения новых функциональных продуктов питания.

Целесообразно использовать вытяжки ее плодов в качестве ингредиентов в производстве напитков. Как известно, на скорость процесса экстракции и степени извлечения БАВ влияет несколько факторов, основными из которых являются температура системы, вид растворителя и массовое соотношение сырья и экстрагента (гидромодуль (ГМ)). Для планирования экспериментов и математической обработки результатов применяли методы теории оптимального эксперимента, дисперсионного и регрессионного анализа. В качестве планов экспериментов использовали факторный план Бокса-Бенкена второго порядка [3].

Были выбраны следующие пределы варьирования режимных факторов: температура системы (Х₁) - 20-80 ⁰С, состав растворителя - водно-этанольная смесь - с содержание спирта (Х₂) - 0-80 % и гидромодуль (Х₃) - 7-13. Минимальное значение (Х₁) - 20 ⁰С было выбрано с учетом возможности ее поддержания на постоянном уровне в ходе эксперимента, а максимальная 80 ⁰С из соображений обеспечения сохранности БАВ.

В работе ставилась цель оптимального извлечения как спирто- так и водорастворимых БАВ из ягод, в связи с чем был выбран указанный выше диапазон варьирования Х₂.

Эксперименты проводились при значении гидромодуля изменяемого в интервале 7-13. При Х₃ меньше 7, перерабатываемая система представляла собой твердый, влажный, не текучий материал. Верхний предел устанавливался из экономических соображений, так как получаемые экстракты характеризовались низкой концентрацией извлекаемых компонентов и резким увеличением затрат на концентрирование получаемых извлечений.

На основании результатов реализации эксперимента в кодированных значениях независимых переменных путем статистической обработки экспериментальных данных получены следующие уравнения регрессии.

1. Флавоноиды

Y₁ = 136,730 + 35,707X₁ - 49,570X₂ - 0,980X₃ - 24,735X₁² + 2,985X₁X₂ - 82,350X₁X₃ - 55,155X₂² - 81,550X₂X₃ + 37,515X₃²

Условия максимального выхода флавоноидов следующие: температура - 80 ⁰С, концентрация водно-этанольной смеси 40 % и гидромодуль равен 7.

2. Витамин С

Y₃ = 0,2 - 0,224X₁ - 0,161X₂ + 0,125X₃ + 0,0525X₁² + 0,225X₁X₂- 0,182X₁X₃ + 0,062X₂² - 0,002X₂X₃ + 0,115X₃²

Максимальный выход витамина С имеет место при температуре 20 ⁰С, концентрации спирта в смеси 0 %, и гидромодуле равном 13.

3. Витамин Р

Y₄ = 4,720 + 0,310Х₁ - 1,308Х₂ + 1,523Х₃ - 0,572Х₁² - 1,065Х₂² - 1,440Х₃²

Максимальное извлечение витамина Р в пределах изученной области факторного пространства имеет место температуры 40 ⁰С, концентрации водно-этанольной смеси 0 %, и гидромодуля 13.

4. Сахара

Y₅ = 7,90667 + 3,23083Х₁ - 0,71125Х₂ + 2,79875Х₃ - 1,56917Х₁² - 1,12083Х₁Х₂ + 0,935833Х₁Х₃ - 1,26667Х₂² + 1,20333Х₂Х₃ + 0,483333Х₃²

В пределах изученной области факторного пространства наибольшее извлечение сахаров равно 13,86 %., и достигается при температуре 80 ⁰С, концентрации водно-этанольной смеси 40 % и гидромодуле 13.

5. Антоцианы

Y₇ = 200,200 + 17,475X₁ + 6,187X₂ + 24,887X₃ + 30,562X₁² - 6,350X₁X₂ - 1,100X₁X₃ - 19,862X₂² - 7,625X₂X₃ - 25,012X₃²

В пределах изученной области факторного пространства, условия максимального выхода: температура - 80⁰С, гидромодуль - 10 и концентрации спирта в смеси 40 %.

6. Экстрактивные вещества (ЭВ)

Y₇ = 9,800 + 0,875X₁+ 0,630X₂ + 0,857X₃ - 0,345X₁2 + 0,000X₁X₂ - 0,165X₁X₃ - 0,500X₂² - 0,030X₂X₃ - 0,355X₃²

Оптимальное извлечение экстрактивных веществ в пределах изученной области факторного пространства равно 10,8 %, при температуре 80 ⁰С, концентрации спирта в смеси 80 % и гидромодуле 13.

При суммировании сведений, отражающих влияние режимных условий на извлечение отдельных БАВ, установлено, что получение их насыщенных экстрактов имеет место при различных значениях независимых переменных.

Поэтому для решения задачи оптимизации экстрагирования методом сканирования исследуемого факторного пространства установлены численные значения гидромодуля, температуры системы и концентрации спирта в растворе, при которых достигается максимальное суммарное извлечение экстрактивных веществ.

В таблице 2, сведены опытные и рассчитанные по уравнениям регрессий значения извлечений экстрактивных веществ, а так же отдельных компонентов, при оптимальных режимных условиях.

Таблица 2 - Сходимость опытных и расчетных результатов

Как видно, отклонения между расчетными и опытными значениями Y, не превышают 4,65 %, что является подтверждением достоверности полученных математических моделей и пригодности их для прогнозирования результатов экстрагирования БАВ из плодов клубники лесной.

Поэтому одним из перспективных направлений использования полученного экстракта из плодов клубники, представляется введение его в рецептуры ликероводочных изделий в частности ликеры.

Основными потребителями ликеров являются конечно же женщины, это связанно со специфическими вкусовыми свойствами этого напитка. В основном ликеры используются для приготовления коктейлей и кондитерских изделий. Поэтому спрос на этот вид напитка не достаточно велик. Однако, не смотря на это, они занимают не последнюю позицию в винных картах баров, кафе, ресторанов и остаются достаточно востребованными на рынке алкогольной продукции [4].

На основе полученных экстрактов клубники были разработаны рецептуры ликеров: сливочно-клубничный, шоколадно-клубничный и миндально-клубничный. Слегка уловимый тонкий вкус и аромат клубники придает напиткам некоторую изысканность и дополняет вкус основных ингредиентов.

По результатам проведенной дегустационной оценки комиссии, разработанных ликерных композиций, можно сделать вывод, что полученные напитки ни чем не уступают общеизвестным брендам. По органолептическим показателям ликеры имеют характерный вкус, цвет и запах соответствующий рецептуре предлагаемых напитков.

Одновременно с дегустационной оценкой проводилась качественная оценка разработанных ликеров. Определялась кислотность и содержание экстрактивных веществ, результаты исследования представлены в таблице 3.

Как видно из таблицы по физико-химическим показателям, ликеры полностью соответствуют требованиям ГОСТ Р 52191-2003 [5].

Полученные результаты позволяют рекомендовать концентраты из плодов клубники лесной как добавку для производства алкогольных и безалкогольных напитков, а так же для производства других пищевых продуктов.

Таблица 3 - Физико-химические показатели ликеров

клубника экстракт ликер

Литература

1. Губанов И.А. Дикорастущие полезные растения [Текст] / И.А. Губанов, К.В. Киселева, В.С. Новиков. - М., 1987. 160 с.;

2. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири [Текст] / В.Г. Минаева. - Новосибирск, 1991. - С.269.

3. Пен Р.З. Планирование эксперимента в Statgraphics. Красноярск: Издательство «Кларетианум», 2003

4. ГОСТ 52191-2003 «Ликеры. Общие технические условия».

Размещено на Allbest.ru