Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Лекарственные растения и функциональные напитки, их биохимические характеристики и использование 10
1.1. Отбор растений, перспективных для использования в чайных напитках и их характеристики 10
1.2. Антиоксидантные вещества лекарственных растений 25
1.3. Современное состояние российского рынка и сырьевой базы лекарственного растительного сырья и винограда в Российской Федерации 29
1.4. Продукты функционального питания в повседневной жизни 31
1.5. Классификация и характеристика зеленого чая 35
1.6. Современные методы технологического контроля качества и безопасности чайной продукции 38
Глава 2 Материалы и методы исследований 43
Глава 3 Биологическая оценка разных видов боярышника, сортов и дикорастущего вида рябины 49
3.1. Биология развития разных видов боярышника 49
3.2. Оценка качества плодов разных сортов и дикорастущего вида рябины 54
Глава 4 Биохимическая оценка различных видов боярышника, рябины, чайного листа, хвоща полевого и гребней винограда 57
4.1. Биохимический состав плодов разных видов боярышника, сортов и дикорастущего вида рябины 57
4.2. Антиоксидантная активность плодов боярышника и рябины 61
4.3. Биохимический и элементный состав разных образцов листа чая, применяемого для производства функциональных напитков 63
4.4. Биохимический и микроэлементный состав травы хвоща полевого 72
4.5. Оценка перспективности гребней винограда сортов Красностоп Золотовский и Шар доне для создания функциональных напитков 74
Глава 5 Технологические аспекты использования лекарственных растений для создания функциональных продуктов 78
5.1. Влияние степени измельченности хвоща полевого на экстрактивное извлечение биологически активных веществ 78
5.2. Разработка элементов технологии сушки плодов боярышника 79
5.3. Разработка элементов технологии сушки плодов рябины 83
5.4. Разработка экспериментальных образцов функциональных напитков с использованием зеленого чая, лекарственных растений и гребней винограда 89
Выводы 98
Рекомендации производству 100
Список литературы 101
Приложения 116
- Антиоксидантные вещества лекарственных растений
- Оценка качества плодов разных сортов и дикорастущего вида рябины
- Антиоксидантная активность плодов боярышника и рябины
- Разработка элементов технологии сушки плодов боярышника
Введение к работе
Результаты эпидемиологических исследований последних лет указывают на ухудшение показателей здоровья населения практически всех регионов России. При этом большинство заболеваний человечества - следствие неправильного питания, нарушения обмена веществ и высокого уровня загрязнения окружающей среды токсичными элементами. Также общепринято считать одной из основных причин наиболее опасных заболеваний - накопление свободных радикалов в организме человека. Все это приводит к необходимости поиска, разработки и внедрения в производство лекарственных растительных препаратов, пищевых продуктов, биологически активных добавок профилактического назначения, направленных на выведение из организма человека тяжелых металлов, радионуклидов, обладающих антиокси-дантной активностью (Батурин А.К., 1987; 2005).
В состав существующих функциональных продуктов, в том числе и напитков, входят химически синтезированные соединения: аскорбиновая кислота, таурин, кофеин, различные консерванты, стабилизаторы, подсластители и др. Все это приводит к побочным действиям, проявляющимся при их передозировке (Кочеткова А.А., 1999; Батурин А.К., 2005; Гельдыш Т.Г., 2005). Одним из путей улучшения здоровья человека является создание функциональных напитков с использованием лекарственного растительного сырья.
Хорошо известно о влиянии зеленого чая на организм человека благодаря содержанию в листьях чая ценных органических (белки, углеводы, минеральные вещества и др.) и биологически активных соединений (витамины, биофлавоноиды, каротиноиды, алкалоиды) (Воронцов В.Е., 1946; Бокучава М.А., 1958). В Российской Федерации произрастает большое количество культурных и дикорастущих лекарственных растений, которые могут быть использованы в качестве сырья при производстве функциональных напитков (Акопов И. Э., 1990; Завражнов В.И., Китаєва Р.И., 1977;КалакураМ.М.,КвитницкийМ.Е., ТарасенкоЕ.В., 1993).
Изучение биохимического состава различных видов лекарственных растений в приложении к созданию сырьевой базы для производства профилактических функциональных напитков является актуальной проблемой.
Цель и задачи исследования
Целью настоящей работы явилась оценка перспективности использования некоторых видов лекарственных растений (боярышник, рябина, хвощ полевой) и вторичных продуктов виноделия (гребни винограда) в качестве сырья для создания функциональных напитков на основе зеленого чая.
В задачи исследований входило:
1. Изучить биометрические показатели, основные фенологические фазы развития, морфо-биометрические признаки плодов, а также продуктивность разных видов боярышников.
2. Сравнить числовые показатели качества плодов разных сортов рябины обыкновенной с дикорастущим видом.
3. Изучить биохимический состав плодов разных видов боярышника: содержание антиоксидантных веществ - аскорбиновой кислоты, флавонои-дов и каротиноидов.
4. Определить содержание сухого вещества, Сахаров и органических кислот, витамина С и каротиноидов в плодах разных сортов и дикорастущего вида рябины
5. Изучить биохимический состав (экстрактивные вещества, фенольные соединения, танин, кофеин, растворимые белки, низкомолекулярные углеводы, эфирные масла, макро- и микроэлементы) чайного листа разного происхождения.
6. Произвести оценку травы хвоща полевого по основным биохимическим показателям (экстрактивные вещества, танин, флавоноиды, элементный состав) на пригодность использования в функциональных напитках.
7. Оценить по биохимическому составу (белок, пектин, сахара, дубильные вещества, флавоноиды) перспективность гребней винограда в качестве сырья для функциональных напитков.
8. Оценить антиоксидантную активность плодов боярышника и рябины.
9. Апробировать режимы ИК-сушки плодов боярышника и рябины, обеспечивающие максимальное сохранение в них биологически активных соединений; изучить влияние степени измельчения травы хвоща полевого на выход биологически активных веществ.
10. Провести исследования по отработке рецептуры функциональных напитков на основе зеленого чая с использованием лекарственного сырья (трава хвоща полевого, плоды боярышника и рябины) и гребней винограда.
Научная новизна
Проведена оценка биохимического состава, в т.ч. антиоксидантных веществ в плодах разных видов боярышника, сортов рябины. Впервые количественно определена антиоксидантная активность лекарственного сырья изученных культур. Дана биохимическая характеристика образцов зеленого чая из разных эндемических зон и установлена видовая специфичность культуры чая по аккумуляции макро- и микроэлементов в зависимости от географии выращивания. Показана перспективность использования флавоноидсо-держащего сырья хвоща полевого и гребней винограда как биоактивных компонентов для создания чайных напитков.
Практическая значимость
Обоснован для промышленного использования дробный температурный режим инфракрасной сушки плодов боярышника и рябины, обеспечивающий сохранение биологически активных соединений. Предложены рецептуры функциональных напитков на основе растительного сырья: плодов рябины, боярышника, травы хвоща, отходов винограда - гребней винограда.
Предметом исследований являлись: дикорастущие виды рода Боярышник Crataegus L.; сорта и дикорастущий вид рябины обыкновенной Sor bus aucuparia L.; чайный куст Thea sinensis L.; хвощ полевой Equisetum arvense L.; сорта винограда Vitis vinifera L.
Объекты исследований; лекарственное сырье: плоды боярышника видов алтайский, мягковатый, Алма-атинский, черный; плоды рябины сортов Невежинская кубовая, желтая, Гранатная и дикорастущего вида - Скандинавская, собранные в период полного созревания (ГФ XI); трава хвоща полевого (ГФ XI), образцы листьев чайного куста из Китая, Вьетнама и Индии, гребни винограда сортов Шардоне, Красностоп Золотовский.
Апробация работы
Результаты исследований по теме диссертации были доложены на научной конференции МСХА (Москва, 2004); международной научной конференции, посвященной памяти профессора А.И. Шретера (Москва, 2004); III Международной научно-практической конференции МГУТУ «Проблемы адекватного питания» (Москва, 2005); конференции молодых ученых и специалистов МСХА (Москва 2005, 2006); VI Международном симпозиуме ВНИИССОК «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2005); международной научно-практической конференции «Перспективы и проблемы развития промышленной биотехнологии в рамках Единого экономического пространства стран СНГ» (г. Минск, 2005); IV Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва, 2007); международной научно-практической конференции, посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова (Пенза, 2008).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, трех глав экспериментальных исследований, выводов, приложений. Список литературы включает 175 источников, в том числе 18 иностранных авторов. Работа изложена на 115 страницах текста, содержит 12 рисунков, 34 таблицы.
Автор считает своим долгом поклониться светлой памяти профессора Леонида Владимировича Полуденного - руководителя специализации «Возделывание и переработка лекарственных и эфиромасличных растений» РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, под руководством которого автором была выполнена дипломная работа и начата работа по настоящей диссертации.
Автор выражает искреннюю благодарность и признательность за консультации и неоценимую помощь при выполнении и оформлении диссертационной работы, а также за дружеское участие и постоянную поддержку на всех этапах работы своему научному руководителю В.Н. Зеленкову, к.б.н. В.Ф. Волобуевой; проф. А. К. Раджабову, проф. В.Д. Стрельцу, д.с.-х.н. Е.Л. Маланкиной, к. с.-х. н. СВ. Авиловой, к.б.н. Т.И. Шатиловой, к.с.-х.н. С.А. Масловскому.
Антиоксидантные вещества лекарственных растений
В последнее время проявляется большой интерес к определению антиоксидантного статуса разных лекарственных и эфиромасличных растений, антиоксидантной активности биологически активных веществ, пищевых продуктов и напитков (Лапин, А.А., В.Н. Зеленков, 2007; Фархутдинов P.P., 2003). Это связано с тем, что общепринято считать одной из основных причин наиболее опасных заболеваний - накопление свободных радикалов в организме человека. Существуют доказательства, что они причастны к возникновению и развитию более чем 50 различных заболеваний (лучевой болезни, токсикозов, заболеваний сердечно-сосудистой системы, различных видов злокачественных опухолей, нейродегеративных заболеваний (паркинсонизм, болезнь Альцгеймера и др.) (Владимиров Ю.А., 1998; Roginsky V., Lissi Е.А., 2005). Концентрация свободных радикалов возрастает за счет снижения активности естественной антиоксидантной системы человека, связанной с воздействием УФ облучения, радиации, алкоголизма, курения, постоянных стрессов, физических нагрузок и нервного перенапряжения, инфекционных болезней и, конечно, некачественного питания. Вредное воздействие на организм человека свободных радикалов можно уменьшить за счет систематического употребления продуктов питания и напитков, обладающих хорошей антиоксидантной активностью, некоторых лекарственных растительных препаратов, биологически активных добавок. При этом аити оксид анты растительного происхождения обладают комплексным действием и одновременно мягким воздействием на организм и, следовательно, низкой токсичностью, в то время как синтетические антиоксиданты могут проявлять побочные действия (Донченко Г.В., Кузьменко И.В., Коваленко В.Н., 1983). В связи с этим оценка антиоксидантной активности разных биологических объектов - актуальная задача. Актуальность задачи определяется и тем, что в настоящее время в ведущих странах широко дискутируется вопрос о нормировании показателя содержания АО при сертификации и использовании его в качестве объективного критерия, как положительного влияния антиоксидантных веществ на здоровье человека, так и показателя высокого качества поступающих на рынок функциональных продуктов и напитков.
Антиоксиданты - вещества, способные тормозить процессы радикального окисления органических и высокомолекулярных соединений, тем самым, снижая выход продуктов этого окисления: гидроперекисей, спиртов, альдегидов, кетонов, жирных кислот и т.д. (Донченко Г.В., Кузьменко И.В., Коваленко В.Н., 1983; Шанин Ю.Н., 2003). Свободные радикалы присутствуют в организме в небольших количествах, и здоровый организм контролирует их. В норме свободные радикалы иммунной системы разрушают вирусы и бактерии, другие свободные радикалы участвуют в производстве гормонов и активизации ферментных процессов, участвуют в производстве энергии и других, жизненно важных процессах. Множество свободных радикалов порождает еще большее их количество, а это осложняет работу организма и наносит ему ущерб. При чрезмерном количестве свободных радикалов может измениться генетический код, нарушается структура белков. Мутировавшие белки распознаются иммунной системой как чужеродные, их пытаются уничтожить. Свободные радикалы способны разрушить клеточные мембраны; кроме того, уменьшается уровень и возможность усвоения кальция организмом, что само по себе приводит к различным серьезным заболеваниям.
Антиоксидантами лекарственных растений являются: витамины С, Е, A, D, К; микроэлементы цинк, селен; выделенные из растений (арония, черника, гинко билоба, шиповник, смородина, боярышник, рябина, красный виноград (лоза, косточки, гребни), зеленый чай и пр.) биологически активные компоненты, например, теополифенол (из листьев зеленого чая) и пентафил-лум, резвератрол (флаваноид из винограда), биофлавоноиды, антоцианы и каротиноиды и др. (Лапин А.А., 2006; Шанин Ю.Н., 2003).
В последнее время большой интерес уделяется флавоноидам, часто называемым биофлавоноидами, образование которых происходит только в растительных тканях. Установлено, что они являются важными компонентами пищи человека и животных, и защищают их от оксидативного стресса (Загоскина Н.В., 2007).
Отмечено противовоспалительное действие полифенолов, вырабатываемых растениями, благодаря способности к улавливанию СР. Найдено около 800 видов полифенолов, которые содержатся в корнях, стеблях, цветах и листьях растений в виде фенольных кислот, флавоноидов, изофлавоноидов, танинов и т.д., которые могут быть использованы при лечении сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а также при производстве косметических препаратов и БАД к пище (Блажей А.А., Шутый В. Л., 1977;ЗапрометовМ.Н., 1993).
Богаты полифенольными соединениями ягоды и плоды, различные соки, красные вина, лук, чеснок, чай, кофе, оливковое масло, пиво и т.п., которые постоянно и в значительном количестве поступают в организм человека как пищевые компоненты (Магомедова С.С., 2005; Козаева Л.Т., 2007; Гулыпина В.А., 2006). В целом, потребность человека в данных соединениях, принятая условно как временная норма в ряде стран, на уровне 100 мг (в пересчете на кверцетин) в сутки может быть удовлетворена за счет овощей и чая; фрукты и ягоды являются важным сезонным источником поступления их в организм. Почти во всех растительных источниках полифенолы присутствуют вместе и часто с аскорбиновой кислотой. Совместно с аскорбиновой кислотой они участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Аскорбиновая кислота обладает способностью восстанавливать промежуточные радикалы, образующиеся из других АО в их реакциях с радикалами. Аскорбиновая кислота является основным АО среди других низкомолекулярных водорастворимых соединений; она обладает чрезвычайно широким набором АО свойств: снижает уровень супероксиданион-радикала, синглетного кислорода, гидроксильного радикала, органических радикалов, перекисного радикала, гипогалоидов, восстанавливает окисленную форму витамина Е и глутатиона, тем самым, возвращая им антиоксидантные свойства. Витамин С принимает участие в синтезе коллагена и эластина, образовании гликозоамингликанов, в обмене холестерина, гистамина и ацетилхолина (Фархутдинов P.P., 2003; BengmarkS.K.,2002).
Оценка качества плодов разных сортов и дикорастущего вида рябины
Сорта рябины Невежинской желтой характеризовались наибольшим количеством включений плодов с диаметром менее 4 мм. Более выровненными по данному показателю являлись плоды рябины Гранатная и Скандинавская в оба года исследований. Также, эти сорта отвечали требованиям по НД по содержанию недозрелых и перезрелых плодов (не более 2%). Количество плодов с плодоножками и с механическими повреждениями у всех изучаемых растений не превышало допустимых нормативов (ГФ XI, 1990). С возрастом, под воздействием стрессов, плохого питания, курения, загрязнения окружающей среды количество антиоксидантов в организме человека уменьшается. Организму становятся жизненно необходимы дополнительные средства защиты, которыми являются флавоноиды, а также витамин С и каротиноиды, содержащиеся в растениях. Основным критерием, характеризующим качество боярышника как сырья для производства функциональных напитков, является биохимический состав его плодов. При разработке рецептур функциональных напитков необходимо учитывать содержание физиологически активных веществ в плодах боярышника после сушки. При определении содержания аскорбиновой кислоты в плодах боярышника кроваво-красного (табл. 9) ее содержание варьировало в зависимости от вида от 105,2 до 112,2 мг%. Наиболее высоким содержанием аскорбиновой кислоты отличался боярышник Алма-атинский - 110,1 мг% в 2004 и 112,2 мг% в 2005 г., что было в среднем за 2 года выше в 1,1 раза данного показателя в плодах видов боярышника алтайского и черного.
Для оценки фармакологического действия боярышника важное значение имеет содержание в плодах каротиноидов (табл. 9). Изучавшиеся образцы характеризовались различным накоплением каротиноидов. Наибольшим их содержанием 2,3-2,4 мг% характеризовался боярышник черный, ему несколько уступал боярышник алтайский - 2,1-1,5 мг%. Оба этих вида, как указывалось ранее, отличаются интенсивной окраской кожицы и мякоти, что, в свою очередь, определяет повышенное накопление в плодах каротиноидов.
Наряду с аскорбиновой кислотой, плоды боярышника отличались также высоким содержанием биофлавоноидных соединений, которые кроме антиоксидант-ных свойств обладают анальгезирующим, противолучевым, противоопухолевым, коронарорасширяющим свойствами (Белодубровская Г.А., Блинова К.Ф., 2004). Содержание в плодах суммы флавоноидных соединений определяли в пересчете на рутин. Исходя из полученных результатов, наибольшей лекарственной ценностью обладали боярышники черный и Алма-атинский, где содержание биофлавоноидов составляло в среднем за 2 года 51,3-91,3% (табл. 9).
Проведенные анализы плодов боярышника выявили перспективность использования видов в следующем порядке: Алма-атинский, черный, алтайский. Их можно рекомендовать для использования в качестве сырья для пищевой промышленности при получении напитков, применяемых современной медициной в качестве лечебно-диетического и профилактического средства больным с различными заболеваниями обмена веществ. В качестве лекарственного сырья наряду с плодами боярышника использовали плоды различных сортов и дикорастущего вида рябины. Для оценки сортов рябины в качестве сырья для производства функциональных напитков была проведена оценка биохимического состава свежего сырья по основным показателям качества. Из химических показателей качества плодов рябины наиболее важны для функциональных напитков содержание сухого вещества, витамина С, каротиноидов, органических кислот и Сахаров. Следует отметить, что все изучаемые показатели зависели не только от сортовой специфики данной культуры, но и от погодных условий в 2004-2005г.г. Так в 2005 году, характеризовавшемся более оптимальными погодными условиями, наблюдалось более высокое накопление в плодах Сахаров и меньшее - органических кислот, что четко прослеживалось по всем изучаемым сортам. Максимальным содержанием Сахаров в плодах характеризовался вид Скандинавская, что составило в среднем за два года 12,85%. Высокая сахаристость этого вида наряду с наибольшим накоплением органических кислот обусловливала гармоничный вкус его плодов .
Антиоксидантная активность плодов боярышника и рябины
В последнее десятилетие проявляется большой интерес к определению антиоксидантной активности лекарственных форм, биологически активных веществ, пищевых продуктов и напитков.
Впервые изучена антиоксидантная активность на примере плодов боярышника Алма-атинского в зависимости от сроков хранения, в которых выявлено наибольшее количество флавоноидов и витамина С (рис.12). Нами показано, что в зависимости от сроков хранения антиоксидантная активность водных экстрактов плодов боярышника Алма-атинского резко снижалась от 5,85 до 2,55 г рутина на 100 г а.с.в. через 2 года хранения.
Следует отметить, что плоды рябины независимо от сорта характеризовались более низкой антиоксидантной активностью по сравнению с плодами боярышника. Антиоксидантная активность через 2 года хранения по сравнению с одним годом, снизилась в 1,4 раза у плодов рябины Таким образом, на основании представленных данных можно сделать заключение, о том, что антиоксидантная активность снижается независимо от вида культуры. Показатель АОА является лучшим критерием для отработки технологий получения сушеного сырья и условий хранения.
Основными требованиями, предъявляемыми к разрабатываемым функциональным напиткам следует отнести следующие: - высокое содержание физиологически активных соединений и микроэлементов, обеспечивающих сопротивляемость человеческого организма к заболеваниям и улучшающих многие физиологические процессы в организме человека; - отвечать требованиям определенного контингента, характеризующегося специфическими потребностями в рационе питания; - обладать высокими органолептическими свойствами; - при их производстве должно использоваться недорогое и распространенное сырье, включая и отходы пищевого производства.
В качестве основы для разрабатываемых функциональных напитков был взят зеленый чай. Качество чая, предназначенного для производства функциональных напитков, обусловливается, в первую очередь, содержанием экстрактивных веществ, в состав которых входят фенольные соединения, или ТКС, кофеин, теобромин, и теофиллин, эфирные масла, аминокислоты, водорастворимые белки и углеводы, витамины, пектиновые и минеральные вещества и пр. Именно благодаря им, чай представляет собой очень ценный продукт по своим вкусовым, диетическим и физиологическим свойствам (Воронцов В.Е., 1946). На свойства чая и, соответственно, на его биологическое влияние на человеческий организм, существенное влияние оказывают и сортовые особенности и условия его выращивания.
Как видно из таблицы 12, образцы чая различались по основным орга-нолептическим показателям. Образец из Китая характеризовался однородностью массы, в то время как образцы из Вьетнама и Индии были неоднородными, с наличием посторонних включений. Данный факт обусловил и разли чия в органолептических свойствах настоя — если образец из Китая дает яркий, прозрачный настой, то образцы из Вьетнама и Индии - непрозрачный или мутноватый. Все изучавшиеся образцы обеспечивали получение настоя приятного аромата и вкуса, различавшихся между собой интенсивностью горечи и терпкости (прил. D).
В целом на основании проведенных органолептических анализов можно сделать вывод о том, что представленные образцы зеленого чая пригодны в качестве основы для производства функциональных напитков.
Характеризуя зеленый чай как основу для производства функциональных напитков необходимо, кроме того, дать оценку его химического состава, в первую очередь показателей, определяющих его фармакологические свойства (табл.13). Качество настоя чая в значительной степени определяется суммарным содержанием в нем экстрактивных веществ, которые при заваривании переходят из чайного листа в настой. Содержание экстрактивных веществ является суммарным показателем качества чайного сырья и полноценности готового чая. Чем больше экстрактивных веществ в чае, тем выше его качество и биологическая ценность. Наибольшее содержание экстрактивных веществ отмечалось в образцах зеленого чая, полученных из Китая и Вьетнама, и в среднем составляло 53,4%, что на 11% превышало данный показатель в образце индийского зеленого чая.
Важным показателем качества сырья чайного листа является содержание в нем фенольных соединений - природных антиоксидантов. По этому показателю существенных различий между образцами не наблюдалось. Другая составляющая чая - танин, по оценкам специалистов данное соединение в 20 раз эффективнее витамина Е, регулирующего жировой обмен и замедляющего процессы старения. Танин обладает вяжущим, бактерицидным действием. В больших дозах танин проявляет противоопухолевое действие, в средних - радиосенсибилизирующее, в малых - противолучевое (Яковлев Г.П., 2006). Наилучшими показателями по танину характеризовались образ цы Китайского и Индийского происхождения, в среднем его количество составило 23,2% против 18,4% образца из Вьетнама.
Хорошо известно, что кофеин усиливает сердечные сокращения, расширяет сосуды мозга, легких, иногда сосуды почек, т.е. в малых дозах повышает функцию проводимости, а в больших - может ее угнетать (Белодубров-ская Г.А., Блинова К.Ф., 2004). Злоупотребление зеленым чаем с высоким содержанием кофеина, грозит бессонницей, утренней слабостью, повышенной раздражительностью, преждевременной усталостью (Муравьева Д.А., 1991). Следует отметить, что образцы из Вьетнама и Индии содержат в среднем 2,3% кофеина, тогда в как образцах Китайского происхождения было в 1,4 раза больше.
Количественное содержание белков так же является важным показателем оценки качества сырья, т.к. белки координируют и регул Pipy ют все химические превращения в организме (Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., 2001). Китайский зеленый чай характеризовался более высоким, по сравнению с другими образцами, содержанием водорастворимых белков. В целом, следует отметить, что по содержанию экстрактивных веществ, сумме фенольных соединений, сумме углеводов чай из Вьетнама не уступал чаю из Китая. Хорошо известно, что углеводы являются источником энергии для жизнедеятельности организма. Сахароза (сахар) широко используется в пищевой промышленности. Она участвует в осуществлении мышечной работы и других физиологических функциях. Однако, следует отметить, что увеличение потребления сахара неблагоприятно для организма диабетиков, кроме того, повышение сахара в крови способствует увеличению холестерина в сосудах. Глюкоза легко усваивается организмом, улучшает работу печени и сердца, повышает кровяное давление, усиливает обмен веществ.
Разработка элементов технологии сушки плодов боярышника
При разработке технологии производства функциональных напитков на основе плодового сырья важное значение отводится такой технологической операции, как сушка (Гинзбург А.С., 1973; Лыков А.В., 1968; Поверин Д.И., 2001; Филоненко Г.К., Гришин М.А., Гольдберг Я.М., Коссен В.К., 1971; Федотов Г.И.). Проблема сушки плодово-ягодного лекарственного сырья стоит очень остро, т.к. в них содержится большое количество влаги, вследствие чего сушка длится дольше, но при этом происходит и разрушение биологически активных соединений, обусловливающих пищевую ценность готового продукта.
Чтобы удалить влагу из сырья необходимо затратить энергию. По энергетическим показателям процесс сушки можно разделить на два периода: первый — удаление влаги происходит при постоянной скорости и второй -при постоянно падающей скорости. В период постоянной скорости интенсивность процессов сушки определяется только параметрами сушильного агента и не зависит от влажности и физико-химических свойств материала. В период падающей скорости скорость обезвоживания уменьшается по мере снижения влажности продукта, температура его постоянно увеличивается, приближаясь к температуре сушильного агента. Процесс сушки продолжается до достижения продуктом равновесной влажности, соответствующей параметрам воздуха в сушилке, и обезвоживание прекращается.
Процесс сушки должен осуществляться таким образом, чтобы количество влаги, поступающей из внутренних слоев, было равно количеству влаги, испаряющейся с поверхности. В случае, когда влаги испаряется больше, чем поступает изнутри, на поверхности продукта образуется корка, препятствующая испарению; в противном случае продукт запаривается.
Исходя из этих теоретических положений, была предложена технология сушки разных видов боярышника и сортов рябины с дифференцирован ным температурным режимом по периодам сушки. Для плодов боярышника были взяты три температурных режима сушки - два постоянных и один дробный, с понижением температуры в период падающей скорости обезвоживания. При дробном режиме сначала в течение 1 часа сушили при 90 С, после этого, высушивание плодов до постоянной массы проводили при температуре 60 С. Результаты проведенных исследований показали, что температурный режим сушки боярышника кроваво-красного оказывает влияние на выход готовой сушеной продукции (табл.22). Так, на примере двух видов -боярышника крупноплодного и боярышника мелкоплодного было установлено, что дробный режим сушки - 90/60С способствует наиболее высокому выходу готовой продукции, составившему в среднем за 2 года исследований 196 н 208 кг из 1 т сырья (или 19,6 и 20,8%) соответственно по изучаемым видам боярышника. Это стабильно превышало соответствующие показатели, отмеченные при постоянных температурах сушки - 60 и 90С.
Таким образом, использование дробного режима сушки при температуре 90/60С благодаря высокому выходу готовой продукции обеспечивает наиболее рациональное использование сырья.
Установлено влияние режима сушки боярышника кроваво-красного на химический состав получаемого продукта. Наблюдалась определенная тенденция к несущественному снижению содержания сухого вещества в плодах при дробном режиме сушки (табл. 23). Более четко мы отмечали достоверное снижение содержания Сахаров при данном режиме сушки. По-видимому, это связано с активизацией процессов карамелизации Сахаров при повышении температуры на втором этапе сушки. Эта закономерность прослеживалась при сушке плодов обоих видов изучаемых боярышников.
Дробный режим сушки при некотором снижении запасов сухого вещества (в среднем от 0,3 до 0,7%) и Сахаров (в среднем от 0,5 до 0,8%), но при этом позволяет сохранить большее количество органических кислот (0,12 и 0,05%), чем при температуре сушки 60 и 90С соответственно. Этот факт, по-видимому, связан с сокращением продолжительности сушки, при котором происходит разрушение органических кислот .
Дробный режим сушки плодов боярышника кроваво-красного обеспечивает лучшее сохранение каротиноидов по сравнению с постоянными режимами сушки. Так, среднее содержание каротиноидов в высушенных плодах составляло 0,32 мг% в плодах мелкоплодного боярышника и 0,36 мг% в плодах крупноплодного. Наименьшее содержание каротиноидов отмечалось в варианте с постоянной температурой сушки - 90С - в среднем по годам 0,19мг% у мелкоплодного и 0,24 мг% у крупноплодного. Содержание витамина С по вариантам дробной сушки и сушки при постоянной температуре 60С было примерно на одном уровне, существенных различий не наблюдалось. Таким образом, для ИК-сушки плодов боярышника при производстве функциональных напитков можно рекомендовать дробный температурный режим 90/60С, обеспечивающий не только повышенное содержание витамина С, но и более высокое количество каротиноидов, по сравнению с другими режимами. Сокращение продолжительности сушки при дробном режиме обеспечивает наиболее высокий выход готовой продукции и сохранение в ней основных биологически активных соединений. Для плодов рябины исследовали один постоянный режим сушки - 70 С (контроль) и четыре дробных: плоды подвергали сушке в течение 1 часа (или 2-х) при температуре 80 С, а затем досушивали до постоянной массы при температуре 45 или 60 С.
При разработке технологии сушки рябины, предназначенной для производства функциональных напитков, в качестве объектов исследований выступали такие технологические параметры, как температурный режим и продолжительность сушки. Основным показателем, характеризующим качество высушивания, является остаточное содержание влаги в плодах (табл. 25).
Как показали наши исследования, наименьшее содержание влаги были получены у дикорастущего вида Скандинавская, остаточная влажность плодов которой составляла 16,2%. При сушке рябины в течение 2-х часов при дробном температурном режиме наблюдалось незначительное потемнение плодов, допускаемое стандартом (ГФ XI, 1990).
