Разработка и товароведная оценка функциональных сиропов и напитков на их основе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Разработка и товароведная оценка функциональных сиропов и напитков на их основе

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Питание - важнейшая составляющая здоровья и работоспособности человека.

Ухудшение здоровья населения в последние годы связано с неполноценным питанием и обострением экологической обстановки. По данным Всемирной организации здравоохранения основным фактором, определяющим наше здоровье, является качество питания. Без учета наследственных заболеваний от качества питания зависит 60-70% здоровья. В городах с развитой промышленностью взрослое население в 1,5 раза чаще страдает болезнями органов кровообращения, в 1,7 раза - болезнями органов пищеварения, загрязнение окружающей среды вызывает повышение заболеваемости сердечно-сосудистыми болезнями от 11 до 32%.

Актуальной задачей пищевой промышленности является выполнение решений, установленных Доктриной продовольственной безопасности Российской Федерации и направленных на обеспечение государственных интересов в области контроля качества и безопасности производства и обращения пищевой продукции, а также создание продуктов здорового, социального спортивного и функционального питания.

В России для получения функциональных продуктов используют различные виды нетрадиционного сырья, в частности растительное сырье, которое все более широко применяется в сфере производства сиропов и напитков с повышенной пищевой ценностью.

Степень разработанности: В создание функциональных напитков большой вклад внесли ученые Г.Л. Филонова, Т.И. Иванова, В.М. Позняковский, Л.А. Маюрникова, А.А. Кочеткова, Г.А. Гореликова, Т.Ф. Киселева, М.Н. Школьникова, G. Gunter, R. Horward, I. Wrihht, J. Anntte и другие. Ими изучены способы обогащения напитков с использованием биологически активных добавок, влияние экстрагентов на извлечение биологически активных веществ. Вместе с тем, недостаточно освещены вопросы комплексного подхода к разработке композиционных смесей для функциональных напитков.

Цель и задачи работы. Целью исследования является разработка и оценка потребительских свойств новых видов сиропов с повышенной физиологической ценностью, исследование их химического состава и товароведных характеристик. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

· разработка классификационных критериев и идентификационных показателей функциональных напитков;

· проведение социологических исследований в отношении предпочтений и мотиваций на потребительском рынке лекарственных препаратов и сиропов направленного действия;

· проведение идентификации товароведных свойств и показателей безопасности растительного сырья, реализуемого в аптечной сети и заготовляемого;

· исследование физиологически функциональных ингредиентов в настоях растительного сырья, влияния способов экстрагирования на извлечение дубильных веществ из растительного сырья, исследование антиоксидантных свойств водных экстрактов;

· определение относительных и универсальных коэффициентов функциональных свойств растительного сырья и порогов обнаружения вкуса и аромата;

· разработка рецептур сиропов функционального назначения и напитков на их основе;

· исследование органолептических показателей качества по балльной и профильной системе, по физико-химическим показателям свежевыработанных и в процессе хранения сиропов и напитков на их основе, сравнительная оценка конкурентоспособности сиропов.

Научная новизна. Диссертационная работа содержит элементы научной новизны в рамках пунктов 4 и 11 паспорта специальности 05.18.15.

Впервые с использованием иерархического метода классификации напитков обоснованы три ступени, в которых критериями являются назначение, основа напитков, ингредиентный состав; предложены квалиметрические идентификационные признаки функциональных напитков.

На основе комплексного анализа состава и свойств растительного сырья представлено научное обоснование использования экстрактов для получения сиропов функциональной направленности.

Исследовано влияние способов экстрагирования растительного сырья, на извлечение экстрактивных, в том числе функциональных физиологических ингредиентов (органические кислоты, фенолкарбоновые кислоты, флавоноиды и антоцианы).

Научно обоснована методика получения композиционных смесей растительного сырья на основе использования относительных и универсальных коэффициентов функциональных свойств, порога обнаружения вкуса и аромата, что позволило составить композиции сырья для сиропов с преобладанием сырья с противолучевыми и общеукрепляющими свойствами (сироп «Целитель») и общеукрепляющими, противопростудными, бактерицидными свойствами (сиропы «Волшебник» и «Кудесник»).

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены рецептуры и технологии сиропов и напитков функциональной направленности, определен срок их хранения.

Теоретическая и практическая значимость работы. Диссертационная работа выполнялась в рамках региональной научно-технической программы «Наука и новые технологии Белгородской области» (2000 г.) и договора о сотрудничестве между Белгородским облпотребсоюзом и Белгородским университетом потребительской кооперации (2003 г.).

Теоретическая значимость работы заключается в развитии классификации функциональных безалкогольных напитков, методологии подбора растительного сырья в составе функциональных сиропов, что может быть использовано для дальнейших теоретических и экспериментальных исследований в области создания продуктов функциональной направленности с использованием растительного сырья.

Результаты исследований, выводы и предложения диссертационной работы нашли обоснованное практическое применение растительного сырья в производстве сиропов и рекомендованы для предприятий потребительской кооперации.

Разработана и утверждена техническая документация на сиропы функционального назначения (технические условия 9185-001-04783192-2000 и технологическая инструкция10-04783192-001-2000);

Получен патент РФ №2197155 от 27.01.2003 «Бальзамный сироп».

Результаты работы были одобрены специалистами и прошли промышленную апробацию в цехе безалкогольных напитков ООО «Орбита» Ракитянского Райпо Белгородской области.

Теоретические и практические материалы диссертационной работы обобщены в монографии и учебном пособии, используются в учебном процессе кафедры «Товароведения продовольственных товаров» Белгородского университета кооперации, экономики и права при преподавании дисциплин «Сырьевые ресурсы продовольственных товаров» и «Товароведение и экспертиза однородных групп продовольственных товаров».

Методология и методы исследования. Методологической основой работы являются труды отечественных и зарубежных ученых по вопросам научного подхода к классификации функциональных безалкогольных напитков, формирования ассортимента и качества функциональных напитков, способов экстрагирования растительного сырья и их влияния на выход экстрактивных и физиологически активных веществ. В работе использованы стандартные и специальные физико-химические методы исследований.

Положения, выносимые на защиту:

- классификация функциональных безалкогольных напитков по

трем критериям;

- результаты социологических исследований в отношении предпочтений и мотиваций на потребительском рынке лекарственных препаратов и сиропов направленного действия;

- результаты исследования способов экстрагирования на извлечение дубильных веществ из растительного сырья;

- обоснование методики составления композиционных смесей растительного сырья для получения сиропов функциональной направленности;

- рецептуры и технология получения сиропов;

- результаты экспериментальных исследований органолептических и физико-химических показателей качества функциональных сиропов и напитков на их основе.

Степень достоверности результатов исследования.

Достоверность и обоснованность выводов и рекомендаций, изложенных в работе, подтверждено экспериментальными исследованиями, проведенными в лабораториях и производственных условиях. Экспериментальные данные были статистически обработаны с помощью программ Microsoft Excel. В работе использованы общепринятые методы товароведения.

Апробация результатов работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на: Международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, «Госуниверситет-УНПК» 2001, 2009, 2011 гг.); Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава и аспирантов университета (Белгород, БУПК 2004 гг.); Региональной научно-практической конференции «Современные проблемы кооперативного образования и науки» (Белгород, БУПК 2005, 2006, 2007 гг.); Международной научно-практической конференции «Место и роль кооперации в Российской экономике» (Белгород, БУПК 2008, 2009, 2010, 2011 гг.); Международной научно-практической конференции «Социально-экономическое развитие национальной экономики в контексте европейской интеграции глобального финансового кризиса» (Украина, Харьков, ХНТЭИ КНТЭУ, 2009, 2011, 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Обеспечение качества, безопасности и конкурентоспособности потребительских товаров в посткризисный период» (Майкоп, МГТУ 2010 г.); Всероссийской заочной научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития пищевой промышленности» (Челябинск, ГПУ, 2011 г.); Первом Международном конгрессе «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность» (Москва, ФГБОУ ВПО «РЭУ им. Г.В. Плеханова», 2011 г.); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Киров, КГМА, 2011 г.); Международной научно-практической конференции «Качество товаров: теория и практика» (Беларусь, Витебск, УО «ВГТУ», 2012 г.); II Международной научно-практической интернет-конференции «Сетевой бизнес и внутренняя торговля Украины» (Украина, Полтава, ПУЭТ, 2012 г.); II Международной научно-практической конференции «Производство и переработка сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности» (Воронеж, ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, 2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 35 печатных работ, в том числе в периодических изданиях, рекомендуемых ВАК - 5, одна монография, одно учебное пособие, получен патент на изобретение №2197155 Бальзамный сироп.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных источников, анализа и потребительских предпочтений безалкогольных напитков, экспериментальной части, списка использованных источников, приложений. Список литературы включает 234 источника отечественных и зарубежных авторов. Диссертационная работа изложена на 154 страницах печатного текста, содержит 43 таблицы и 22 рисунка.

Основное содержание работы

товароведный сироп растительный органолептический

Введение работы содержит обоснование актуальности темы, цели и задачи исследования, показана научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы.

Глава 1. Аналитический обзор литературы. Дан анализ научно-технической и патентной литературы по исследуемой проблеме. Рассмотрены научные подходы к классификации функциональных безалкогольных напитков, представлена характеристика физиологически функциональных ингредиентов растительного сырья. Проанализированы способы экстрагирования растительного сырья. Рассмотрен химический состав и функциональные свойства растительного сырья.

Глава 2. Постановка эксперимента, объекты и методы исследования. Исследования проводились в научно-исследовательских лабораториях кафедры «Товароведения продовольственных товаров» АНО ВПО Белгородского университета кооперации, экономики и права», ЗАО «Научприбор» г. Орел, лаборатории физико-химических, микробиологических и радиационных анализов Центра Госэпиднадзора по Белгородской области.

При проведении экспериментальной работы объектами исследования явились:

1. Сушеные травы, реализуемые в аптечной сети г. Белгорода и заготовляемое растительное сырье.

2. Настои растительного сырья, полученные методами водной экстракции.

Для получения настоев сырье: трава зверобоя, чабреца, душицы, мелиссы, тысячелистника, шалфея; цветки ромашки, липы, ноготков; листья крапивы, мяты перечной, подорожника; корни и корневища аира, плоды шиповника, было отобрано в пяти аптеках г. Белгорода, имело сертификаты соответствия и по показателям безопасности соответствовало СанПиН 2.3.2.1078-01. Плоды клюквы, закупленные в розничной торговой сети, также имели необходимую документацию. Сырье: цветки клевера; листья березы, ежевики, малины, смородины черной; корни одуванчика, пырея; плоды калины было заготовлены с учетом требований Государственной Фармакопеи.

3. Водно-спиртовые настои, полученные из ароматического сырья (корень аира; трава душицы, мелиссы, чабреца; листья мяты, эвкалипта) и пряностей (гвоздика, кардамон, кориандр, корица, мускатный орех, перец душистый, перец черный, тмин) путем двукратного настаивания водно-спиртовой смесью 50%-ной (первое настаивание) и 40%-ной (второе настаивание) концентрации спирта.

4. Сиропы, приготовленные на основе настоев из растительного сырья: сироп «Целитель», «Кудесник», «Волшебник».

5. Напитки газированные на основе сиропов «Целитель», «Кудесник», «Волшебник».

Для изучения свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции использовали органолептические, физико-химические и микробиологические методы.

Опытные образцы вырабатывались в научно-исследовательской лаборатории кафедры «Товароведение продовольственных товаров» Белгородского университета кооперации, экономики и права, партия напитков - в цехе безалкогольных напитков ООО «Орбита» Ракитянского Райпо Белгородской области.

Общая схема эксперимента представлена на рисунке 1.

Глава 3 Обоснование классификации и идентификационных признаков, потребительские предпочтения безалкогольных напитков

3.1 Обоснование классификации и идентификационных

признаков функциональных безалкогольных напитков

На основании анализа ассортимента функциональных безалкогольных напитков, приведенного в литературных источниках и реализуемого на российском рынке, а также с учетом стандартного определения термина «функциональный пищевой продукт», нами предложена классификация функциональных напитков по трем критериям: назначению, используемому сырью, ингредиентному составу, которые являются основополагающими для напитков функционального назначения.

Классификация базируется на иерархическом методе. При этом глубина классификации равна трем ступеням. На первой ступени классификации признаком является целевое назначение функциональных напитков с выделением двух группировок - напитки общего назначения и напитки специального назначения. На второй ступени классификации напитки общего назначения по виду используемого сырья, являющегося источником функциональных ингредиентов, подразделены на восемь группировок. Третья ступень классификации детализирована в трех группах напитков по ингредиентному составу.

Отнесение напитка к той или иной группировке определяется наибольшей долей компонента в составе напитка, обеспечивающего его функциональные свойства.

На основании анализа данных справочной литературы по содержания функциональных ингредиентов в используемом сырье, рекомендуемыми нормами физиологической потребности в пищевых веществах предложены идентификационные признаки напитков функциональной направленности: витамин С - в сокосодержащих напитках; флавоноиды, и / или флавонолы, и / или антоцианы, и / или танины - в напитках на растительном сырье; танины - в напитках «тиаква». К примеру, для напитков на основе растительного сырья содержание флавоноидов должно быть не менее 37,5 мг, танинов - не менее 30 мг в 250 см³ напитка (не менее 15% от суточного потребления) для отнесения напитков к функциональным.

3.2 Анализ потребительских предпочтений и мотиваций при выборе безалкогольных напитков

С целью создания конкурентоспособных функциональных безалкогольных напитков направленного действия на Российском рынке и обоснования целесообразности их производства проведены маркетинговые исследования потребительских предпочтений и мотиваций при выборе напитков. Проведен опрос респондентов (500 человек) в виде анкетирования в г. Белгороде.

Анализ потребительских предпочтений и мотиваций при выборе в аптечной сети лекарственных препаратов показал, что при наиболее распространенных заболеваний (ОРВИ и гриппа) предпочтительными оказались «Тера Флю» и «Колдрекс» (по 20%), «Фервекс Упса» и другие препараты (43%), народными средствами (травами) пользуются 17% респондентов (рис. 2).

О функциональных безалкогольных напитках знают 52%, положительно относятся к сиропам направленного действия 61%, к функциональным безалкогольным напиткам 55%. Источники информации о функциональных напитках самые разнообразные, но преимущественно это периодическая печать - газеты, журналы (рис. 3).

Рис. 2. Предпочтение потребителей при выборе лекарственных средств

Рис. 3. Основные источники информации о функциональных безалкогольных напитках

Из безалкогольных напитков 44% потребителей предпочитают напитки сокосодержащие и на растительном сырье, 33% - напитки брожения, 23% - напитки на ароматизаторах и подсластителях.

В большей степени на покупку безалкогольных функциональных напитков, по мнению опрошенных, влияет цена и качество - 49%, из них качество - 26% - цена 23%.

Глава 4. Теоретическое и экспериментальное обоснование рецептур и технологий сиропов и напитков

4.1 Идентификация товароведных свойств и показателей безопасности растительного сырья

В связи с тем, что в сертификатах соответствия на реализуемое в аптечной сети лекарственно-техническое сырье идентифицированы только показатели безопасности, нами проведена товароведная оценка качества сырья по комплексу показателей, в том числе исследованы физиологически функциональные ингредиенты (флавоноиды, эфирные масла, экстрактивные вещества, полисахариды и другие).

Все виды растительного сырья содержат физиологически функциональные ингредиенты в количествах, превышающих минимально допустимые нормы. Наиболее высокое содержание эфирных масел отмечено в траве чабреца и тысячелистника (в два раза выше по сравнению со стандартом) и аскорбиновой кислоты в плодах шиповника (выше в пять раз).

Заготовляемое сырье по показателям безопасности соответствует установленным нормативам.

4.2 Исследование способов экстрагирования на извлечение физиологически функциональных ингредиентов

С целью поиска наиболее оптимального способа экстрагирования для извлечения функциональных ингредиентов, в частности дубильных веществ, использовали способы, применяемые в фармакопейном кодексе, за исключением варианта, предусматривающего водно-спиртовую экстракцию из-за ограничения содержания спирта в напитках не более 0,5%. Исследовали три способа водного настаивания сырья: I - настаивание 15 мин. на кипящей водяной бане (температура 85-90⁰С), затем охлаждение в течение 45 мин.; II - настаивание 30 мин. на кипящей водяной бане, затем охлаждение в течение 10 мин.; III - горячее водное настаивание (сырье заливают кипящей водой и выдерживают в течение 2 часов). Гидромодуль для всех видов сырья (кроме плодов) составляет 1:15 (для плодов шиповника - 1:10, калины и клюквы - 1:5) с учетом коэффициентов водопоглощения отдельных видов сырья. Согласно рекомендациям Фармакопейного Кодекса для экстрагирования использовали анатомические части растений, рекомендуемые фармакопеей.

Дубильные вещества растительного сырья как физиологически функциональные ингредиенты, увеличивающие упругость кровеносных капилляров и нормализующие их нарушенную проницаемость, обладающие антиоксидантными свойствами, могут выступать в качестве критерия идентификации напитков функциональной направленности.

Результаты исследований суммы дубильных веществ представлены в таблице 1.

При экстрагировании сырья максимальное извлечение дубильных веществ наблюдается в I (настои) и II (отвары) вариантах. Следует отметить, что для многих видов сырья содержание дубильных веществ в настоях и отварах одноименного сырья находится примерно на одном уровне. Вероятно, это связано с установлением равновесной концентрации этих веществ в экстрактах при непродолжительной тепловой обработки (15 мин, I вариант). Для листьев малины, цветков ноготков и плодов калины больше дубильных веществ характерно в отварах (на 15,7%, 12,0% 18,5% соответственно).

Для более полного сохранения физиологически функциональных ингредиентов в дальнейшем использовали I способ (для калины II способ) получения водных экстрактов из композиционной смеси сырья, так как при этом способе сырье подвергают менее продолжительной термической обработке с оптимальным извлечением дубильных веществ.

Физиологически активные вещества растительного сырья изучены достаточно полно, но нет сведений о переходе отдельных групп органических веществ в настои в процессе экстрагирования.

Таблица 1. Содержание дубильных веществ в экстрактах различных частей растительного сырья (мг/100 см³)

Наименования сырья	Способы экстрагирования
	I вариант	II вариант	III вариант
Корни: одуванчика пырея	49,9±2,1 29,1±2,1	48,6±2,1 28,8±2,1	34,7±2,1 18,3±2,1
Травы: зверобоя мелиссы тысячелистника чабреца	182,9±2,7 457,3±4,1 141,3±2,1 245,3±3,8	174,6±2,7 448,6±4,1 149,6±2,4 242,0±3,8	121,8±2,1 385,2±4,1 99,8±2,1 196,4±2,6
Листья: березы ежевики крапивы малины мяты подорожника смородины черной шалфея	103,9±2,1 318,7±4,0 83,2±2,1 362,4±4,1 191,1±3,4 149,7±2,6 158,0±2,7 193,3±3,4	101,9±2,1 311,0±2,8 84,1±2,1 412,3±4,1 182,9±2,6 133,8±2,8 158,0±2,7 203,7±3,4	87,2±2,1 270,2±2,8 76,4±2,1 255,7±3,2 103,9±2,1 116,8±2,1 137,2±2,7 178,8±3,0
Цветки: ноготков клевера ромашки липы	74,8±2,0 147,2±2,8 137,2±2,8 153,8±2,8	83,1±2,0 143,0±2,8 133,0±2,4 153,8±2,8	62,4±2,0 108,4±2,1 111,8±2,1 124,8±2,0
Плоды и ягоды: шиповник калина клюква	125,4±2,1 133,0±2,1 67,4±1,4	117,2±2,1 158,0±2,1 66,5±1,4	124,7±2,1 95,6±2,1 50,2±1,4
Ламинарии слоевища	13,3±0,4	12,8±0,4	8,3±0,4

Для анализа растительных экстрактов, полученных водной экстракцией, с использованием метода ВЭЖХ применяли обращено-фазовый вариант ВЭЖХ. С учетом разрешающей способности хроматографирования при вышеуказанных условиях предполагалось выделение четырех групп. Результаты хроматографирования девяти видов сырья из 20 исследуемых представлены на рисунке 4.

Хроматографический анализ физиологически функциональных ингредиентов позволил выявить следующее:

- применяемые условия хроматографирования позволяют определить четыре группы физиологически активных веществ - органические кислоты, фенолкарбоновые кислоты, антоцианы и флавоноиды, имеющие разное время их удержания;

- спектр органических кислот в настоях небольшой, по 2-4 органические кислоты, содержащиеся в настоях плодов шиповника, цветков ноготков и ромашки, травы мелиссы;

- спектр фенолкарбоновых кислот представлен 3-10 пиками, идентифицированными в настоях плодов шиповника, травы душицы, мелиссы, тысячелистника, листьев подорожника, крапивы, малины);

- спектр антоцианов представлен 2-4 пиками в настоях плодов шиповника, травы душицы, листьев малины, березы, цветков клевера;

- спектр флавоноидов представлен 5-12 пиками в настоях плодов шиповника, трав зверобоя, тысячелистника, чабреца, листьев малины, смородины, подорожника, березы, мяты перечной, цветков клевера, ноготков, ромашки.

корень одуванчика

трава зверобоя

трава тысячелистника

листья подорожника

листья черной смородины

листья малины

цветки ноготков

цветки клевера

плоды шиповника

Рисунок 4. Хроматограммы водных настоев растительного сырья

В растительных экстрактах для сиропов определяли антиоксидантную активность (АОА). Установлено, что в экстрактах АОА составила 0,071-0,080 ед. Наибольшее значение АОА характерно для экстракта №3.

4.3 Обоснование композиций растительного сырья как основы для функциональных сиропов

Подбор композиции растительного сырья в составе экстрактивной части для сиропов проведен с учетом идентичности химического состава и функционального применения в соответствии с рекомендациями фармакопейного кодекса; потенциальной способности каждого растения оказывать общеукрепляющее, противовоспалительное, антимикробное, противоопухолевое действие на основании рассчитанных коэффициентов относительности каждого вида сырья и коэффициентов универсальности композиций сырья.

Относительный коэффициент характеризует комплекс функциональных свойств конкретного сырья. Универсальный коэффициент показывает долю сырья в смеси с определенным функциональным действием.

Наиболее высокие относительные коэффициенты имеют листья березы, ягоды клюквы - 0,83; листья крапивы, трава душицы и цветки ромашки - 0,67; листья мяты и подорожника, трава зверобоя и тысячелистника, цветки липы и ноготков, плоды шиповника - 0,50. Универсальный коэффициент исследуемых видов растительного сырья наиболее высокий по отношению к заболеваниям с противовоспалительным (0,72), лучевым поражениям (0,52), антимикробным (0,52), общеукрепляющим (0,36) действиями.

При подборе соотношения сырья в композиции учитывали содержание функциональных ингредиентов и вкусоароматические характеристики экстрактов. Составлено 10 вариантов композиций, из которых выбрано три (таблица 2).

Таблица 2. Композиции смесей сырья для растительных экстрактов (%)

Наименование сырья	Экстракт №1	Экстракт №2	Экстракт №3
Береза (листья)	6,3	7,5	-
Ежевика (листья)	6,3	-	-
Зверобой пронзенный (трава)	0,4	0,4	6,5
Ноготки (цветы)	-	3,8	7,2
Клевер (цветы)	3,0	4,2	4,8
Крапива двудомная (листья)	6,0	-	7,9
Ламинарии слоевища	1,2	-	10,6
Липовый цвет (цветки)	7,6	8,9	5,0
Малина (листья)	9,0	11,7	-
Мелисса лекарственная (трава)	5,6	9,8	-
Мята перечная (листья)	-	-	2,2
Одуванчик (корень)	8,1	10,1	11,6
Подорожник (листья)	4,0	4,7	6,1
Пырей ползучий (корень)	5,5	4,8	11,9
Ромашка лекарственная (цветы)	4,9	10,8	8,6
Смородина черная (листья)	11,6	7,6	-
Тысячелистник обыкновенный (трава)	1,1	2,3	4,6
Чабрец (трава)	-	-	2,7
Шалфей (листья)	-	3,1	-
Шиповник (плоды)	19,4	10,3	10,3
Всего	100	100	100

Композиции сырья для ароматической части сиропов сформированы из ароматического сырья и пряностей (таблице 3).

Таблица 3. Композиции смесей сырья для ароматической части (%)

Наименование сырья	Экстракт №1	Экстракт №2	Экстракт №3
Аир (корневище)	15,5	-	-
Душица обыкновенная (трава)	19,3	12,6
Кардамон (плоды)	10,6	6,7	7,7
Корица	-	4,7	14,5
Мускатный орех	-	-	15,8
Мелисса лекарственная (трава)	16,9	15,2
Мускатный орех	7,5	-	-
Мята перечная (листья)	-	14,0	3,9
Перец душистый (плоды)	9,9	4,6	4,9
Перец черный (плоды)	-	-	4,4
Чабрец (трава)	4,0	12,1	3,4
Тмин (плоды)	16,3	9,4	-
Гвоздика (нераспустившиеся почки)	-	5,8	12,6
Кориандр (плоды)	-	8,7	32,8
Эвкалипт (листья)	-	6,2	-
ВСЕГО:	100	100	100

При разработке рецептур сиропов рекомендуется определение вкусового порога чувствительности исходного сырья (экстрактов) с целью создания гармоничного вкуса готового продукта (таблица 4).

Таблица 4. Вкусовой порог чувствительности водных экстрактов растительного сырья

Сырье	Содержание сухих веществ, %	Порог обнаружения вкуса, см3 на 100 см3 воды	Порог приятного вкуса, см3 на 100 см3 воды
Корни: одуванчика пырея	2,05 1,12	0,5 0,5	1,5-2,0 1,5-2,0
Травы: зверобоя тысячелистника чабреца мелиссы	1,41 1,12 1,52 1,32	0,5 0,2 0,1 0,3	2,0-4,0 0,3-0,4 0,5-1,0 1,5-2,0
Листья: березы ежевики крапивы малины мяты подорожника смородины черной шалфея	1,22 1,34 1,84 1,94 1,12 2,05 1,36 1,12	1,0 0,5 0,5 1,0 0,1 1,0 0,5 0,2	3,0 2,0 1,5-2,0 2,0-3,0 0,3-0,5 2,0 1,5-2,0 0,3-0,9
Цветки: ноготков клевера ромашки липы	2,72 2,05 1,77 1,23	0,3 0,5 1,0 1,0	0,4-1,5 2,0-3,0 3,0-4,0 4,0-5,0
Плоды и ягоды: шиповник калина клюква	1,81 3,38 2,08	1,0 2,0 2,0	2,0-4,0 5,0-6,0 6,0-7,0
Ламинарии слоевища	2,44	0,2	0,3-0,4

Порог обнаружения вкуса для большинства экстрактов из растительного сырья составляет 0,5 см³ и 1,0 см³, порог приятного вкуса варьирует в широких пределах в зависимости от вида сырья (0,3-7,0 см³).

Для формирования приятного вкуса и аромата сиропов в рецептуры вводили водно-спиртовые настои ароматического сырья. С той целью определяли ароматический порог водно-спиртовых настоев из пряно-ароматического сырья и пряностей.

Порог обнаружения аромата в водно-спиртовых настоях из многих видов ароматического сырья составляет 0,01-0,02 см³, а в настоях из травы душицы и чабреца - 0,2 см³, травы мелиссы и корневища аира - 0,1 см³.

Порог обнаружения вкуса и порог приятного вкуса (аромата) учитывали при составлении композиционных смесей при разработке опытных образцов сиропов. Проведенные исследования легли в основу разработки технической документации, включающей технические условия и технологическую инструкцию на сиропы.

Глава 4.4 Разработка рецептур и технологии функциональных сиропов и напитков.

Разработка рецептуры сиропов основывается на следующих принципах: напитки должны обладать направленным физиологическим действием; подбор сырья необходимо осуществлять с учетом их идентичности по химическому составу и функциональным свойствам; напитки должны содержать функциональные ингредиенты (дубильные вещества, аскорбиновую кислоту) не менее 15% от рекомендуемой нормы; вкусоароматические свойства напитков должны быть приятными, гармоничными и индивидуальными, позволяющие выделить их в ряду аналогичных напитков.

В соответствии с рекомендацией фармакопейного кодекса о функциональных свойствах отдельных видов растительного сырья, с учетом коэффициентов универсальности (Ку), порогов вкуса и аромата составлены три композиции для сиропов (таблица 5).

Таблица 5. Рецептура сиропов (на 100,0 дм³)

Наименование полуфабрикатов и сырья	Наименование сиропа
	Кудесник	Волшебник	Целитель
Экстракт №1, дм3	32,0
Экстракт №2, дм3		33,0
Экстракт №3, дм3			34,5
Ароматическая часть №1, дм3	1,1
Ароматическая часть №2, дм3		1,1
Ароматическая часть №3, дм3			1,1
Яблочный сок, дм3	7,5	1,0	1,0
Экстракт калины, дм3	5,0	3,0	3,0
Экстракт клюквы, дм3	5,0	5,0	5,0
Мед, кг	2,0	2,0	2,0
Сахар, кг	68,1	66,9	67,2
Колер, кг	6,4	6,9	6,8
Кислота лимонная, кг	0,88	0,70	0,88
Кислота аскорбиновая, кг	0,08	0,08	0,08

В состав сиропов вводили яблочный сок и мед, которые способствуют созданию гармоничного вкуса и дополнительно повышают функциональные свойства. Для усиления функциональных свойств сиропов в их состав введена аскорбиновая кислота в количестве, удовлетворяющем суточную потребность при использовании 35 см³ сиропов на 17-30%. Сахар и лимонную кислоту вносили в количестве, рекомендуемом сборником рецептур.

С использованием одноименных сиропов разработаны рецептуры безалкогольных напитков. Содержание сиропов в составе напитков подбирали методом органолептической оценки и с учетом регламентированного содержания аскорбиновой кислоты и дубильных веществ в 250 см³ напитка для отнесения его к функциональному.

Технологическая схема производства сиропов включает следующие стадии: подготовка растительного сырья и вспомогательных материалов; приготовление растительных (водных) экстрактов; приготовление водно-спиртовых настоев; приготовление сахарного сиропа; приготовление колера; купажирование; фильтрация; пастеризация; розлив.

Глава 5. Исследование качества и сохраняемости сиропов и напитков на их основе

Проведена сенсорная оценка сиропов по трем органолептическим свойствам: вкусу, аромату и послевкусию. Вкус представлен в виде 8 дескрипторов, аромат - 6, послевкусие - 9 (рисунок 5).

Волшебник Кудесник

Целитель

Рисунок 5. Профиль вкусоароматических свойств сиропов

Отличительными сенсорными особенностями сиропа «Волшебник» является более гармоничный вкус и аромат, сиропа «Кудесник» травянистый и карамельный вкус и интенсивный аромат, сиропа «Целитель» - пряный вкус и аромат. Эти составляющие могут стать идентификационными признаками сиропов.

Проведена оценка качества свежевыработанных сиропов и хранившихся в течение 30, 60, 90 суток при температуре 18±2 ⁰С без доступа света.

Результаты статистической обработки дегустационной оценки сиропов показали, что общая оценка при хранении сиропов в течение исследуемого периода остается примерно на одном уровне со свежеприготовленными сиропами. Массовая доля сухих веществ и кислотность сиропов также практически не изменились. Микробиологические показатели соответствовали установленным нормативам.

Содержание функциональных ингредиентов - дубильных веществ, имеет незначительную динамику снижения в процессе хранения сиропов.

Значительные изменения отмечены по аскорбиновой кислоте, количество которой по истечении 30-ти суток хранения снижается на 20,3-25,3%, 60-ти суток - на 40,2 - 41,7%, 90 суток - на 54,9-57,2% (рисунок 6).

(а) (б)

Рисунок 5. Изменение содержания дубильных веществ (а) и аскорбиновой кислоты (б) в процессе хранения сиропов

При рекомендуемом потреблении сиропов в количестве 35 см³ в сутки, содержание аскорбиновой кислоты в сиропах на 90-е сутки хранения составляет всего 9,7-11,2% от суточной нормы потребления, что не соответствует требованиям к функциональным продуктам питания. В связи с этим, установлен срок годности сиропов, который составляет 60 суток.

На основе сиропов были приготовлены одноименные напитки и исследовано их качества при хранении в течение 30 суток при температуре 18±2 ⁰С без доступа света.

Отличительные сенсорные характеристики безалкогольных напитков аналогичны одноименным сиропам, но выражены в меньшей степени. Следует отметить более высокую балльную оценку напитка «Волшебник» - 24,1 баллов. Напитки «Кудесник» и «Целитель» получили 22,7 и 22,8 баллов соответственно. Массовая доля сухих веществ, кислотность, содержание дубильных веществ в безалкогольных напитках при их хранении в течение наблюдаемого периода фактически находились на уровне значений свежеприготовленных напитков. Содержание аскорбиновой кислоты снизилось примерно на 15%. Микробиологические показатели соответствовали установленным требованиям.

При потреблении 35 см³ сиропа или 250 см³ безалкогольного напитка суточная потребность в аскорбиновой кислоте удовлетворяется в среднем на 17-30% и 20-25%, в дубильных веществах - на 24-32% и 20-28% соответственно.

Проведена сравнительная оценка конкурентоспособности сиропа «Целитель» и бальзамного сиропа «Гербамарин» по стандартным, дополнительным показателям, показателям инновационной деятельности, маркетинговым показателям. Установлено, что сироп «Гербамарин» имеет несколько выше конкурентоспособность исключительно за счет известности на Российском рынке. Сироп «Целитель» - новая продукция, в составе которой содержится растительное сырье с выраженными лечебно-профилактическими свойствами, имеет высокие показатели качества, на сироп получен патент.

Заключение

1. С использованием иерархического метода разработана классификация функциональных напитков, включающая три ступени, в которых критериями классификации являются назначение (I ступень), основа напитков (II ступень), ингредиентный состав (III ступень). С учетом содержания функциональных ингредиентов в используемом сырье, рекомендуемыми нормами физиологической потребности в пищевых веществах предложены квалиметрические идентификационные признаки напитков функциональной направленности.

2. На основе социологических исследований потребительского рынка установлены предпочтения в отношении лекарственных препаратов и натурального лекарственно-технического сырья в виде настоев и сиропов. 61% респондентов предпочитают сиропы с направленным действием, 55% респондентов положительно относятся к функциональным безалкогольным напиткам.

3. Проведена идентификация товароведных свойств реализуемого в аптечной сети и заготовляемого лекарственно-технического сырья. Идентификационными показателями является массовая доля флавоноидов (трава зверобоя, душицы), эфирные масла (трава чабреца, тысячелистника, цветки ромашки, листья мяты перечной, шалфея, эвкалипта), массовая доля экстрактивных веществ (трава зверобоя, цветки ноготков), массовая доля йода (ламинарии слоевища), массовая доля аскорбиновой кислоты (плоды шиповника).

4. Исследовано извлечение дубильных веществ из корней, травы, листьев, цветков, плодов и ягод (всего 21 вид растительного сырья) при трех способах экстрагирования. Установлено, что максимальные извлечения суммы дубильных веществ из исследуемого сырья отмечается в настоях (I вариант) и отварах (II вариант). С использованием метода обращено-фазового варианта ВЭЖХ определены четыре группы физиологически функциональных ингредиентов в растительном сырье (органические кислоты, фенолкарбоновые кислоты, антоцианы и флавоноиды). Спектр органических кислот в отдельных видах представлен 2-4 пиками; фенолкарбоновых кислот 3-10 пиками; антоцианов 2-4 пиками; флавоноидов 5-12 пиками. Определена антиоксидантная активность в экстрактах для сиропов, значение которой составляет 0,071-0,080 ед. АОА.

5. На основе рекомендаций фармакопейного кодекса рассчитаны относительные и универсальные коэффициенты функциональных свойств растительного сырья. Высокие относительные коэффициенты (0,83) имеют листья березы и ягоды клюквы, (0,67) трава душицы, листья крапивы и цветки ромашки. Порог обнаружения вкуса для большинства экстрактов из растительного сырья составляет 0,5 см³ и 1,0 см³ на 100 см³ воды, порог обнаружения аромата во многих настоях колеблется от 0,01 см³ до 0,02 см³, в настоях травы душицы, чабреца, мелиссы, корневище аира - 0,2-0,1 см³.

6. С учетом функциональных свойств растительного сырья, коэффициентов универсальности, порогов вкусов и аромата разработаны рецептуры трех видов сиропов - «Кудесник» «Волшебник» и «Целитель». С использованием одноименных сиропов разработаны рецептуры безалкогольных напитков. Разработаны технологии получения сиропов и напитков на их основе. При потреблении 35 см³ сиропа или 250 см³ безалкогольного напитка суточная потребность в аскорбиновой кислоте удовлетворяется в среднем на 17-30% и 20-25%, в дубильных веществах - на 24-32% и 20-28% соответственно.

7. Проведена сенсорная оценка сиропов и напитков на их основе по вкусу, аромату и послевкусию с выделением идентификационных признаков. Органолептические и физико-химические показатели качества сиропов после 90 суток хранения снизились незначительно за исключением содержания аскорбиновой кислоты. Срок годности сиропов 60 суток из-за значительного снижения содержания аскорбиновой кислоты. Качество напитков в течение 30 суток хранения практически не изменяется, кроме снижения содержания аскорбиновой кислоты. Однако ее количество в 250 см³ соответствует установленной норме для функциональных напитков. Срок годности напитков 30 суток. С использованием оценочной шкалы конкурентоспособности, установлен уровень качества разработанного сиропа «Целитель» равный 0,8, что незначительно ниже сиропа «Гербамарин», который прошел клинические испытания, имеет зарегистрированную торговую марку.

Дальнейшие исследования будут направлены на проведения медико-биологических исследований разработанных сиропов и безалкогольных напитков на их основе.

Основные положения диссертации освещены в следующих публикациях

1. Пехтерева Н.Т., Понамарева В.Е., Догаева Л.А. Функциональные напитки на основе растительного сырья // Пиво и напитки, №2, 2003. - с. 66-67.

2. Догаева Л.А., Пехтерева Н.Т. Оценка безопасности растительного сырья, используемого для приготовления функциональных безалкогольных бальзамов // «Вестник» №4, [20]. Белгород: Кооперативное образование, 2006, с. 377-380.

3. Догаева Л.А., Пехтерева Н.Т. Классификация и идентификационные показатели функциональных безалкогольных напитков // Пиво и напитки, №5, 2011. - с. 62-65.

4. Догаева Л.А., Пехтерева Н.Т. Оценка качества полуфабрикатов и готовых сиропов функциональной направленности // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов, №1, [12]. Орел: ГУНПК, 2012, с. 62-66.

5. Догаева Л.А., Пехтерева Н.Т. О классификации функциональных безалкогольных напитков // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов, №2, [13]. Орел: ГУНПК, 2012, с. 53-58.

6. Пат. 2197155 Россия, «Бальзамный сироп»./ Пехтерева Н.Т., Симачев А.В., Понамарева В.Е, Догаева Л.А. Патент №2197155, Заявл. 18.07. 2000, опубл. 27.01.2003.

7. Пехтерева Н.Т., Догаева Л.А. Функциональные безалкогольные напитки на основе растительного сырья: Монография. Белгород: Издательство кооперативное образование, 2009. - 122 с.

Размещено на Allbest.ru