Использование комплексных ингредиентов на основе растительного и животного сырья для создания продуктов функционального назначения

Плодово-ягодное сырье Дальневосточного региона России является ценным источником незаменимых нутриентов в питании человека. Продукты переработки пантового оленеводства также набирают существенные обороты в области использования как биологически активные добавки, имеющие широкий спектр действия. Амурская область Дальневосточного региона России содержит широкий диапазон представителей плодовоягодного дикорастущего сырья, в том числе ягоды калины обыкновенной (Vibúrnum ópulus), голубики (Vaccínium uliginósum) и брусники (Vaccínium vítis-idaéa), которые содержат витамин А (каротин), В! (тиамин), В6 (фолиевую кислоту), С (аскорбиновую кислоту), К (калий), группу Р-активных веществ и т. д. [1-3]. Кроме того, ягоды характеризуются наличием флавоноидов, органических кислот и минеральных веществ (железо, кальций, марганец, фосфор и т. д.) [4-6]. Биологи- ческий запас ягод Дальневосточного региона составляет как минимум 30 тыс. т, в угодьях производственного фонда - 3,0 тыс. т, а максимально возможный сбор - 0,95 тыс. т, что свидетельствует о возможности его использования для производства продуктов функционального назначения [7].

Перспективным сырьем животного происхождения являются панты северного оленя (Rangifer tarandus), которые относят к отходам производства [9]. Оно содержит уникальный состав фосфолипидов, имеющих ценное физиологическое действие для здоровья человека. На севере области имеются многочисленные оленеводческие хозяйства, имеющие в своем подворье тысячи голов северных оленей. В настоящее время поголовье оленей составляет около 6 тысяч голов. Доказано, что панты северного оленя обладают антистрессовым, тонизирующим и имунностимули-рующим действием, что приобретает более существенное значения в условиях производ- ства функциональных продуктов питания.

Использование комплексного обогатителя в виде продуктов переработки ягод и пантов северного оленя в пищевых технологиях может способствовать не только повышению биологической ценности готовых изделий, приданию специфических вкусовых свойств, но и исключению из рецептуры синтетических пищевых добавок, так как данное сырье содержит натуральные ароматические и красящие вещества.

Продукты переработки растительного и животного сырья находят в настоящее время широкое практическое применение среди производителей [8], так как отходы, полученные при переработке, являются перспективным материалом для дальнейшего использования, особенно если они содержат в своем составе ценные биологически активные вещества. Также данное обстоятельство связано с внедрением малоотходных и ресурсосберегающих технологий, позволяющих создать замкнутые технологические циклы, с полным использованием поступающего сырья. Г. Ивановой (2005) разработана технология новых видов начинок из ягод калины и муки в технологии мучных кондитерских изделий [9]. С.Н. Кравчеко (2009) предложил технологию комплексной переработки голубики, и производство на ее основе функциональных быстрорастворимых продуктов [10]. Однако представленные разработки предусматривают переработку ягодного сырья с получением вторичных продуктов, не используемых в последующем в технологиях пищевых продуктов.

Целью работы явилось исследование химического состава сока ягод калины, брусники, голубики, а также порошка ягод и пантов северного оленя.

Объекты и методы исследований

Объектами исследований явились продукты переработки плодово-ягодного сырья – сок ягоды калины обыкновенной, голубики и брусники; порошок, полученный из жома ягод, оставшегося после извлечения сока, а также измельченный порошок консервированных пантов северного оленя. Сбор ягод проводился в 2017–2019 гг. Ягоды калины обыкновенной были собраны в Свободненском районе в июле, ягоды брусники в Зейском районе в конце августа – начале сентября, ягоды голубики в Селемджинском районе в середине июля. Консервированные панты северного оленя заготовлены в оленеводческом хозяйстве Тындинского района Амурской области.

Перед получением сока целые ягоды отбирают и очищают от примесей. Ягоды калины обыкновенной, брусники и голубики обрабатывали водой при температуре 27–30 °С в течение 5 минут, подсушивали при температуре 19–22 °С в течение 20–30 минут. Извлечение сока из ягод проводили прямым отжимом отдельно, после чего жом из ягод калины обыкновенной, голубики и брусники, который остался после извлечения сока, высушивали при температуре 40–45 °С в течение 30 минут, далее измельчали до порошкообразного состояния.

Содержание витамина С в ягодах и порошке определяли методом, основанном на экстрагировании витамина С раствором фосфорной кислоты с последующим титрованием раствором 2,6 дихлорфенолининдофенолята натрия. Определение гидрооксикоричневых кислот проводили спектрофотометрическим методом, дубильных веществ – титрометрически. Определение витаминов В 1, В 2, В 6 проводили флуорометрическим методом. Определение витамина Е – методом дифференциальной вольтамперометрии. Фосфолипиды анализировали одномерной микро-ТСХ, использовали стандартные пластинки на силуфоле и систему растворителей: хлороформ-метанол-аммиак (112:48:28), обнаружитель – вода. Содержание полифенольных веществ методом осаждения полигалактуроновой кислоты и гидролиза в виде пектата кальция.

Результаты исследований

В ходе выполнения исследований был предложен «Неспециализированный процесс» актуализации комплексной переработки сырья для пищевых продуктов функционального назначения (рис. 1).

Нами предложен термин «Неспециализированный процесс», который отличается от других процессов переработки сырьевых ресурсов комплексным использованием (ягод, жома, порошка) в пищевых технологиях для сохранения всех биологически активных веществ. Он включает в себя этапы комплексного использования продуктов переработки плодово-ягодного и животного сырья.

Неспециализированный процесс» актуализации комплексной переработки сырья для пищевых продуктов включает: выбор сырьевой базы региона, индивидуальные варианты

Рис. 1. «Неспециализированный процесс» актуализации комплексной переработки сырья для пищевых продуктов

извлечения физиологически ценных ингредиентов из выбранного сырья (экстрагирование, высушивание, измельчение, прессование и т. д.), переработку отходов (жома), оставшегося после извлечения сока ягод и комплексное введение всех ингредиентов из ягод и пантов в рецептуру пищевых продуктов функционального назначения [11, 12].

Анализ микробиологических показателей собранных ягод и пантов северного оленя свидетельствуют о том, что исходное растительное и животное сырье соответствует требованиям Технического регламента Таможенного союза 021/2011«О безопасности пищевой продукции», следовательно, может быть использовано в технологиях пищевых продуктов.

Схема комплексной переработки растительного и животного сырья представлена на рис. 2.

Перед извлечением сока ягоды калины обыкновенной, брусники и голубики проходят инспектирование (визуальный отбор целых ягод), обработку водой при температуре 25– 28 °С в течение двух минут и подсушивание при температуре 18–22 °С в течение 30 минут. Сок извлекают из ягод методом прессования по отдельности. После извлечения сока остается жом, который высушивают при температуре 35–40 °С в течение 30 минут. Предложенная схема отличается от традиционных схем переработки ягод дополнительным высушиванием жома ягод калины обыкновенной, брусники, голубики и измельчением до порошкообразного состояния с диаметром частиц 0,01–0,04 мм. Консервированные панты северного оленя измельчаются отдельно от ягод до порошкообразного состояния с диа- метром частиц 0,01–0,04 мм.

После извлечения сока из ягод калины обыкновенной, брусники, голубик и получения порошка ягод и пантов были проведены исследования по содержанию их химического состава для подтверждения функциональной направленности.

Наибольшее содержание полифенольны-хи дубильных веществ было обнаружено в соке ягод калины обыкновенной, при этом сок ягод брусники не намного уступает соку ягода калины обыкновенной, всего на 0,56 и 0,012 %. Порошок ягод калины также содержит больше гидрооксикоричевых кислот, дубильных и полифенольных веществ, что, безусловно, связано с химическим составом исходного сырья [11].

Витамины группы В действуют как кофермент и способствуют высвобождению энергии углеводов, белков и жиров, особенно если речь идет о пищевых продуктах с высокой энергетической ценностью. Поэтому представляло интерес выяснить содержание витаминоподобных соединений и витаминов в соке и порошке ягод калины обыкновенной, брусники и голубики (табл. 2).

Максимальное содержание витаминов B6, B2, B1 отмечено в соке ягод калины обыкновенной. Сок ягод голубики по содержанию витамина B1 втрое уступает соку ягод калины обыкновенной. Поэтому использование соков и порошка ягод голубики для диетических продуктов весьма актуально [12]. Высокое содержание аскорбиновой кислоты также отмечено в соке ягод калины обыкновенной, что характеризует более кислый вкус. Минимальное значение содержания аскорбиновой ки-

голубика калина орусника

Инспектирование ягод жом сок ягод калины измельчение. d=0,01 -0.04мм < высушивание.

(t 35-40°С. т~30 мин)

консервированные панты северного оленя_____ сок ягод голубики сок ягод брусники подсушивание (18-22°С, т~30 мин)

*       ~ извлечение сока прессованием порошок пантов северного оленя порошок ягод обработка водой (25-28°С, т~2 мин)

Рис. 2. Схема комплексной переработки растительного и животного сырья

Таблица 1

Содержание биологически активных веществ в соке и порошке ягод калины обыкновенной, брусники и голубики (X ± m; p ≤ 0,05)

Ягоды Дубильные вещества, % Гидроксикоричные кислоты, % Полифенольные вещества, % Сок ягод Калины 4,85 ± 0,2 0,354 ± 0,004 1,124 ± 0,002 Брусники 4,29 ± 0,4 0,342 ± 0,002 0,982 ± 0,002 Голубики 2,43 ± 0,2 0,238 ± 0,003 1,040 ± 0,004 Порошок Калины 0,87 ± 0,08 0,012 ± 0,004 0,044 ± 0,002 Брусники 0,49 ± 0,10 0,024 ± 0,002 0,012 ± 0,001 Голубики 0,75 ± 0,09 0,020 ± 0,001 0,008 ± 0,001 слоты определено в соке ягод голубики, содержание которой составило (53,2 ± 0,2)

мг/100 г. Сок ягод брусники по содержанию витамина Е превосходит сок других ягоды. Содержание витамина Е в соке ягод брусники составляет (1,66 ± 0,06) мг/100 г.

В порошке из пантов северного оленя было исследовано содержание фосфолипидов, среди которых обнаружены следующие фракции: ФЭ - фосфатидилэтаноламин, ФХ- фосфатидилхолин, ДФГ - дифосфоглицерат, СФМ - сфингомиелин, ФС - фосфатидилсе-рин, ФИ - фосфатидилинозит, ФК - фосфатидиловая кислота (табл. 3).

Максимальное значение фосфолипидных фракции содержит фосфатидилхолин, обладающий липолитическим действием. Минимальное значение - дифосфоглицерат, образующий в эритроцитах из 1,3-дифосфо-глицерата, промежуточный метаболитаглико-лиз.

Заключение

Исследование биологической ценности продуктов комплексной переработки ягод в виде сока и порошка из жома ягод, а также порошка консервированных пантов северного оленя позволило установить широкий спектр физиологических ингредиентов, введение ко-

Таблица 2

Содержание витаминов в соке и порошке ягод калины обыкновенной, брусники и голубики (X ± m; p ≤ 0,05)

Год сбора	Витамины, мг/100 г
	B1                \	B2          \	B6           \	C \	Е
Сок ягод
Калины	0,033 ± 0,002	0,017 ± 0,003	0,032 ± 0,004	86,2 ± 0,4	0,42 ± 0,12
Брусники	0,021 ± 0,001	0,011 ± 0,002	0,020 ± 0,002	67,8 ± 0,6	1,66 ± 0,06
Голубики	0,011 ± 0,003	0,009 ± 0,001	0,024 ± 0,001	53,2 ± 0,2	0,77 ± 0,10
Порошок
Калины	0,010 ± 0,001	0,008 ± 0,02	0,010 ± 0,01	42,0 ± 0,6	0,78 ± 0,2
Брусники	0,014 ± 0,002	0,004 ± 0,01	0,010 ± 0,03	42,8 ± 0,8	0,86 ± 0,1
Голубики	0,013 ± 0,001	0,002 ± 0,03	0,0105 ± 0,02	43,9 ± 0,4	0,83 ± 0,2

Таблица 3

Содержание фосфолипидов (ФЛ) в порошке пантов северного оленя

Общие липиды (% орт сырой) Общие ФЛ, (% от суммы липидов) Содержание фракций ФЭ ФХ ДФГ СФМ ФС ФИ ФК 0,8 60,1 7,0 25,3 0,4 10,9 5,5 1,2 0,8 торых в рецептуры пищевых продуктов может способствовать расширению ассортимента функциональных продуктов, систематическое употребление которых позволит удовлетворить потребности организма человека в физиологически ценных ингредиентах (витаминах, фосфолипидах, полифенольных веществ и т. д.). Предложенная комплексная схема переработки растительного и животного сырья рекомендуется к внедрению в производственный процесс переработки с целью безотходного производства.