Анализ химического состава и показателей качества ягодных полуфабрикатов для кондитерского производства

Введение. Использование фруктовых (овощных) полуфабрикатов становится более актуальным и востребованным в производстве кондитерских изделий. Полуфабрикаты на основе фруктов и овощей придают кондитерским изделиям характерные вкусо-ароматические и цветовые характеристики, повышают их физиологическую ценность, являясь альтернативой искусственным красителям и ароматизаторам. Стандартами регламентируется минимальное содержание фруктового сырья в пастиле и зефире, фруктового (овощного) сырья ‒ в определенных видах мармелада и конфет. Многие виды мучных изделий также выпускаются с добавлением продуктов переработки фруктового сырья.

Согласно ГОСТ 28322-2014, фруктовые (овощные) полуфабрикаты представляют собой «...продукты переработки фруктов (овощей), консерви- рованные различными способами...» [1]. Наибольшее значение в кондитерском производстве получили фруктовые пюре, подварки и припасы.

Фруктовое пюре производится из «...целых или измельченных, свежих или быстрозамороженных фруктов в соответствии с технологической инструкцией, стадии производства включают измельчение сырья и последующую протирку без отделения сока и мякоти...» [2]. Пюре допускается производить как моно-, так и поликомпонентным, в том числе фруктово-овощным, с добавлением химических консервантов (ГОСТ 32684-2014) или асептическим способом (ГОСТ 32742-2014).

Фруктовая подварка ‒ это: «...полуфабрикат, представляющий собой густую массу, изготовленную из фруктовых пюре, уваренных с сахаром...» [1].

Подварки могут производиться как из свежего, так и замороженного сырья. Однако, в отличие от пюре, где в отдельных видах допускаются консерванты, в подварках разрешено применение пищевых красителей, ароматизаторов, загустителей и других пищевых добавок. Причина этого заключается в сравнительно длительном тепловом воздействии на фруктовые (овощные) массы, сопровождающемся изменением цвета, разрушением природного пектина и нарушением оптимальных условий формирования густой консистенции. Качество подварок оценивается по ГОСТ 32741-2014.

Фруктовые припасы являются монокомпо-нентными полуфабрикатами мармеладного производства, производимыми из свежего протертого сырья, консервированного сахаром. Они имеют выраженный аромат плодов и ягод. Поэтому наибольшей органолептической ценностью обладают припасы из черной смородины, малины, клюквы, цитрусовых плодов. Припасы готовят непастеризованными ( холодный способ) и пастеризованными (горячий способ). Введение красителей, консервантов и других пищевых добавок в состав припасов не допускается [3].

Ягоды черной смородины ( Ribes nigrum L.) содержат аскорбиновую кислоту, эфирные масла, пектины, флавоноиды. Широко введена в культуру, известно более 200 помологических сортов черной смородины. Цельные ягоды консервируют замораживанием, сушкой, переработкой с сахаром [4].

Ежевика сизая ( Rubus caesius L.) является дикорастущим стелящимся кустарником семейства розоцветных, произрастающим в Сибири. Относится к «...наиболее скоропортящимся видам из-за нежной консистенции в отличие от культурных сортов. Ягоды ежевики имеют темносинюю окраску кожицы с сизым налетом, по морфологии сложными ягодами, состоящими из сросшихся плодиков-костянок округлой формы, которые не отделены от цветоложа...» [2].

Клюква болотная ( Oxycoccus palustris Pers.) в Сибирском регионе имеет максимальную площадь естественного ареала среди дикорастущих ягод. Ягоды клюквы богаты полифенольными веществами, содержат природный консервант бензойную кислоту, что обеспечивает их хорошую сохранность.

Дополнительно все указанные ягоды содержат P-активные вещества, в том числе красящие пигменты антоцианы, что позволяет ус- пешно использовать полуфабрикаты на их основе в кондитерском производстве.

Цель исследования: изучение содержания микронутриентов и показателей качества в продуктах переработки ягод черной смородины сорта Алтайская поздняя, дикорастущей ежевики и клюквы, произрастающих в Омской и Новосибирской областях.

Задачи исследования: получение полуфабрикатов; определение органолептических и физико-химических показателей качества; анализ минерального состава, органических кислот, антоцианов; установление идентифицирующих показателей.

Материалы и методы исследования. Свежие ягоды ежевики сизой были собраны в Сар-гатском районе Омской области. Объем партии составил 5,5 кг. Сбор ягод клюквы болотной производился в Кыштовском районе Новосибирской области, партия 6 кг, свежих ягод черной смородины помологического сорта Алтайская поздняя ‒ в личном подсобном хозяйстве Омского района, партия 8 кг. Выбор данного сорта обусловлен районированием в регионах Западной Сибири, регулярной урожайностью, потребительскими свойствами ягод, а также значительным содержанием в них пектина [4].

Черную смородину после инспекции, мойки в холодной воде подвергали бланшированию и последующему быстрому замораживанию при температуре минус 25 °C. Ягоды ежевики после внешнего осмотра и удаления растительных примесей также замораживали. Для изготовления припаса использовали свежую клюкву. В технологии пюре и припаса применялась протирочная машина ОМ-350-220-01 с диаметром отверстий 1,5 мм. После смешивания протертой массы клюквы с сахаром (1 : 2) смесь выстаивалась в течение суток для полного растворения сахара. Перед протиркой замороженные ягоды ежевики и черной смородины подвергали неполной дефростации. Перед закладкой на хранение в пюре вводили консервант калия сорбат (E 202) в форме 50 % водного раствора в дозировке 0,5 г/кг (из черной смородины) и 0,75 г/кг (из ежевики). Увеличение дозировки консерванта в пюре из ежевики обусловлено отсутствием стадии мойки и бланширования свежих ягод.

В исследовании применялись стандартные методы анализа продуктов переработки фруктового сырья, краткое описание которых приведено ранее [5].

Для статистической обработки результатов применялась программа Statistica-6,0. Данные таблиц указаны в виде ̅± ∆ x, где ̅ – средняя выборочная величина, ∆ x – стандартная ошибка. Определение показателей выполнялось в 4-кратной повторности при уровне значимости 95 % (р < 0,05).

Результаты исследования. Пюре из дикорастущей ежевики представляло собой текучую массу рубинового цвета, с выраженным кислым вкусом, аромат нейтральный. В пюре отмечалось наличие единичных очень мелких семян разме- ром не более 0,6–0,8 мм, что допускается ГОСТ 32684 [6]. Чтобы полностью исключить наличие семян в пюре из ежевики для промышленного производства следует применять протирочные машины с диаметром отверстий менее 0,6 мм.

Пюре из черной смородины отличалось умеренно-вязкой консистенцией, хорошо выраженным ароматом исходного сырья, кисло-сладким вкусом и наличием семян размером не более 1 мм.

Физико-химические показатели пюре из ежевики и черной смородины соответствовали ГОСТ 32684 [6], представлены в таблице 1.

Таблица 1

Показатель	Пюре из ежевики	Пюре из черной смородины
Массовая доля сухих веществ, %	12,6±0,3	15,0±0,3
Кислотность (в расчете на яблочную кислоту), %	1,74±0,01	0,94±0,01
Кислотность (в расчете на лимонную кислоту), %	1,66±0,01	0,90±0,01
pH, ед.	2,9 ±0,1	3,3±0,1
Массовая доля общего сахара, %	1,2±0,1	7,7±0,1
В т. ч.:
сахарозы, %	Менее 0,2	Менее 0,2
редуцирующих сахаров, %	1,10±0,15	7,6±0,09
Массовая доля общего пектина, %	0,23±0,02	1,29±0,11
В т. ч.:
протопектин	0,037±0,001	0,22±0,05
растворимый пектин	0,19±0,01	1,05±0,08
Качественная проба на желе	Желирующая способность пюре
	Отсутствует	Хорошая
Посторонние примеси	Не обнаружены
Минеральные примеси	Не обнаружены

Физико-химические показатели пюре-полуфабрикатов после изготовления

Данные таблицы 1 показывают, что в пюре из ежевики фиксировалась высокая кислотность, сравнимая со справочными данными для ягод ежевики (1,8 ‒ 4,2 %). Кислотность в пюре была выше, чем для исследуемых ранее образцов замороженной ежевики из Новосибирской области и Алтайского края [7]. Пюре отличалось очень низкой сахаристостью, почти при полном отсутствии сахарозы доля редуцирующих сахаров в сумме составила 1,1 %.

В отличие от ранее исследуемого пюре из калины [5], пюре из ежевики содержит мало пектиновых веществ (в сумме 0,23 %) и не обладает желирующей способностью. Данные о низком содержании пектинов в ежевике коррели- руют с результатами как по дикорастущей, так и по культивируемой ежевике.

При более низкой кислотности черносмородиновое пюре из ягод сорта Алтайская поздняя обладало значительной сахаристостью (в среднем 7,7 %), что соответствует сортовой характеристике [3].

Хорошая степень желирования пюре определяется, прежде всего, растворимым пектином, содержание которого оказалось более чем в 5 раза выше, чем в пюре из ежевики. В пюре преобладала именно эта фракция, доля которой возрастает при механическом и термическом воздействии на целые ягоды. Фактическое содержание общего пектина в пюре из черной смородины Алтайская поздняя оказалось несколько ниже средних значений для свежих ягод этого сорта [8].

Для оценки пищевой ценности пюре-полуфабрикатов имеет значение не только общая сахаристость, но и количественное соотношение отдельных сахаров (глюкозы, фруктозы, сахарозы). Результаты исследования выявили отсутствие сахарозы в образцах пюре (возможны следовые значения), среди редуцирующих сахаров преобладала фруктоза. Массо- вая доля фруктозы и глюкозы, % в пюре из ежевики составила по расчету соответственно 0,71 и 0,4; в пюре из черной смородины ‒ соответственно 4,3 и 3,3.

Образец электрофореграммы сахаров в пюре из черной смородины представлен на рисунке 1.

Содержание основных макро- и микроэлементов, антоцианов и аскорбиновой кислоты в исследуемых образцах пюре указано в таблице 2.

Рис. 1. Электрофореграмма сахаров пюре из черной смородины

Таблица 2

Микронутриент	Фактическое значение в пюре
	из ежевики	из черной смородины
Минеральные вещества:
калий	293,0±52,0	261,0±47,0
кальций	13,5±2,5	21,2±4,0
магний	40,7±12,2	18,0±3,1
марганец	0,81±0,09	0,016±0,002
цинк	0,143±0,002	0,028±0,006
железо	1,56±0,09	0,23±0,07
Аскорбиновая кислота	11,2±0,2	54,6±11,8
Антоцианы в расчете на цианидин-3-глюкозид	114,0±14,0	89,9±10,8

Микронутриентный состав пюре-полуфабрикатов, мг/100 г

В пюре из дикорастущей ежевики наблюдалось сравнительно высокое содержание калия и магния. В черносмородиновом пюре, где также преобладал калий, содержание магния было более чем в 2 раза ниже. Для данного образца пюре отмечалось высокое содержание марганца и железа, средние значения превысили дан- ные ранее проведенных исследований по свежим ягодам [7].

Как и большинство дикорастущих ягод, пюре из ежевики содержит мало аскорбиновой кислоты. В черносмородиновом пюре этого витамина содержится примерно в 5 раз больше. Содержание антоцианов в обоих видах пюре оказа- лось ниже по сравнению со справочными данными свежих ягод, прежде всего, из-за преимущественного нахождения их в экзокарпии и подверженности ферментативному окислению под влиянием внешних факторов.

Детализация состава или соотношение отдельных органических кислот позволяет вы- явить подлинность полуфабрикатов и кондитерских изделий на их основе. Содержание отдельных органических кислот в образцах пюре представлено в таблице 3, образец хроматограммы ‒ на рисунке 2.

Таблица 3

Кислота	Содержание в пюре
	из ежевики	из черной смородины
Винная	Менее 5,0	Менее 5,0
Янтарная	5,4±1,2	5,0±1,2
Молочная	Менее 5,0	Менее 5,0
Щавелевая	65,0±16,0	64,0±15,0
Яблочная	156,0±37,0	417,0±38,0
Лимонная	1643,0±246,0	2677,0±402,0

Органические кислоты в составе пюре-полуфабрикатов, мг/100 г

Рис. 2. Хроматограмма органических кислот пюре из ежевики

Анализ кислотного профиля исследуемых образцов пюре показывает абсолютное преобладание в составе лимонной кислоты, которой в пюре из черной смородины в среднем оказалось в 1,6 раз больше. Яблочной кислоты в указанном виде пюре также больше в 2,7 раза. Количественное соотношение лимонная кислота/ яблочная кислота в пюре из ежевики составило 10,5 : 1, в пюре из черной смородины – 6,4 : 1. Обращает внимание нахождение в образцах пюре небольшое количество щавелевой кислоты, не характерной для ягод ежевики.

В структуре кислотного профиля пюре из ягод с высокой концентрацией полифенольных соединений присутствуют хлорогеновые кислоты [9], которые в данном исследовании не определялись.

Подварка из черной смородины представляла собой густую массу сладкого вкуса с ароматом исходного пюре. Припас из клюквы имел насыщенный темно-розовый цвет, выраженный аромат клюквы, вкус сладкий с незначительной Витаминно-минеральный состав и показатели кисловатостью, консистенция густая, слегка качества черносмородиновой подварки и клюк-растекающаяся. венного припаса представлены в таблице 4.

Витаминно-минеральный состав и показатели качества подварки из черной смородины и припаса из клюквы

Таблица 4

Показатель	Черносмородиновая подварка	Клюквенный припас
Минеральные вещества, мг/100 г:
калий	187,8±31,0	147,4±11,0
кальций	16,5±3,2	12,2±3,0
магний	13,8±2,0	6,2±1,1
марганец	0,011±0,001	2,37±0,22
цинк	0,019±0,001	0,053±0,005
железо	0,17±0,04	0,33±0,07
Аскорбиновая кислота, мг/100 г	Менее 5,0	16,20±0,08
Антоцианы в расчете на цианидин-3-глюкозид, мг/100 г	29,7±4,0	62,5±6,7
Массовая доля сухих веществ, %	66,5±0,5	71,20±0,27
Кислотность (в расчете на лимонную кислоту), %	0,71±0,03	1,31±0,02

Из данных таблицы 4 видно преобладание в клюквенном припасе калия. В данном образце                   Выводы содержание калия существенно превысило средние значения по свежим ягодам [10]. Среди микроэлементов в припасе выявлено очень высокое накопление марганца (в 100 г ‒ суточная норма), сравнимое с содержанием в свежих ягодах. Доказана роль марганца в формировании костей, влиянии на метаболизм инсулина, гемопоэзе. Марганец является кофактором ряда ферментных систем организма. Важно присутствие марганца в питании людей с железодефицитными состояниями [9].

Клюквенный припас содержит мало аскорбиновой кислоты, суммарная концентрация антоцианов в исследуемом припасе оказалась на порядок ниже, чем в свежих ягодах, но достаточной для формирования цвета.

Подварка из черной смородины по качеству соответствовала нормативам ГОСТ 32741 [11]. Длительное уваривание пюре с сахаром привело к почти полному окислению в подварке активной формы аскорбиновой кислоты. По этой же причине содержание антоцианов в подварке по сравнению с пюре снизилось в среднем в 3 раза. Высокое содержание калия в подварке можно рассматривать как источник его пополнения в кондитерских изделиях.

• 1.    Получены исследуемые образцы ягодных полуфабрикатов. Полуфабрикаты идентифицированы как нестерилизованное пюре, консервированное сорбатом калия (из ежевики и черной смородины), черносмородиновая подварка и непастеризованный припас из клюквы. Качество пюре и подварки соответствовало нормативам стандартов, припаса ‒ техническому описанию.

• 2.    Пюре из дикорастущей ежевики имело более сбалансированный минеральный состав, чем пюре из черной смородины. Содержание сахаров, кислот, пектина и аскорбиновой кислоты в черносмородиновом пюре соответствовало описанию помологического сорта ягод Алтайская поздняя. Из-за низкого содержания сахаров и пектина в изделиях на основе пюре из ежевики надо вводить студнеобразователь и / или комбинировать с другими видами пюре.

• 3.    В образцах пюре преобладала лимонная кислота. Установленное соотношение лимонная кислота/яблочная кислота следует учитывать в дальнейших исследованиях.

• 4.    Припас из клюквы характеризуется высокими органолептическими свойствами, содержит

• 5.    Предполагается исследовать динамику микронутриентов при хранении пюре и припаса, а также установить состав кондитерских изделий при введении в рецептуры указанных полуфабрикатов.

значительное количество марганца, его следует добавлять в состав желейных мармеладов в качестве альтернативы синтетическим красителям и ароматизаторам.