Исследование химического состава ягод голубики обыкновенной и разработка рецептур напитков на ее основе

Введение. Народное название голубики, или гонобобеля (Vaccinium uliginosum) – болотная ягода, пьяная ягода, болотная черника. Плоды голубики – синеватые, округлые ягоды с сизым налетом. Мякоть ягод имеет зеленоватый цвет. Их вкус зависит от сорта и может быть сладким, кислым, терпковатым [1]. Установлено, что ягоды голубики помогают защищать организм от радиоактивного воздействия, способствуют выведению токсинов и шлаков, солей тяжелых металлов. Голубика благотворно влияет на деятельность желудочно-кишечного тракта, в частности кишечника и поджелудочной железы. Широко известна польза голубики и для кровеносной системы: укрепляет стенки сосудов, улучшает процесс кроветворения. Положительно влияет голубика и на нервную систему, так как в ней содержится магний, который обладает эффективным успокаивающим действием. Голубика усиливает действие сахаропонижающих препаратов, обладает мощнейшим противомикроб-ным действием [2]. В голубике содержатся высокоактивные антиоксиданты, препятствующие образованию раковых клеток. Антиоксиданты помогают защищать организм от разрушительного действия свободных радикалов и хронических болезней, связанных с процессом старения. Свежие ягоды голубики содержат многие из естественно встречающихся антиоксидантов витаминов А, Е, Д. Витамин К, содержащийся в ней, участвует в свертываемости крови.

Еще одно бесценное свойство голубики – в ее способности расщеплять жиры. Таким образом, анализ литературных данных показал, ягоды голубики являются ценным источником биологически активных веществ. Однако химический состав ягод голубики обыкновенной, произрастающей в таежной зоне Красноярского края, изучен недостаточно.

Цель исследования : изучение химического состава ягод голубики обыкновенной и оценка возможности их использования в получении напитков.

Задачи исследования :

– изучить химический состав ягод голубики обыкновенной;

– оценить перспективы использования ягод голубики в получении напитков;

– исследовать зависимость выхода экстрактивных веществ от концентрации этилового спирта и продолжительности настаивания;

– разработать рецептуры напитков с использованием ягод голубики обыкновенной.

Методы и результаты исследования. Объектом исследования были ягоды голубики обыкновенной, произрастающей на территории Богучанского района Красноярского края. Исследование химического состава ягод голубики проводили по методикам, принятым в биохимии растений [3]. Влажность ягод голубики составила 85,09 %. Определение органолептических и физико-химических показателей проводили по ГОСТ Р 51355-99 [4]. Индивидуальный состав жирных кислот определяли методом высокоэффективной газожидкостной хроматографии. Исследование полученных крепкоалкогольных напитков на наличие токсичных примесей проводили на хроматографе «КРИСТАЛ-2000».

Содержание биологически активных веществ в ягодах голубики обыкновенной приведено в таблице 1.

Таблица 1

Содержание биологически активных веществ в ягодах голубики обыкновенной

Компонент	Содержание
Протеин, % а.с.м.	1,13
Дубильные вещества, % а.с.м.	4,56
Флавоноиды, % а.с.м.	2,18
Антоцианы, %	1,22
Витамины, мг%:
В 1 (тиамин)	0,025
В 2 (рибофлавин)	0,023
В 6 (пиродаксин)	0,035
А (ретинол)	0,045
Е (токоферол)	1,14
С (аскорбиновая кислота)	38,40
Р (рутин)	5,15

Полученные результаты показали, что ягоды голубики обыкновенной содержат большое количество веществ фенольного характера (дубильные вещества – 4,56 %, флавоноиды – 2,18 %), гликозиды (антоцианы – 1,22 %), водо- (С, В, Р) и жирорастворимые (А, Е) витамины.

Жирнокислотный состав ягод голубики приведен в таблице 2.

Таблица 2

Жирнокислотный состав ягод голубики обыкновенной

Компонента	Содержание, %
Пальмитиновая	2,07
Транс-изомеры олеиновой кислоты	74,92
Олеиновая	4,36
Линолевая	11,33
Альфа-линоленовая	0,74
Арахиновая	2,67
Лигноцериновая	3,20
Докозагексановая	0,69

Из приведенных в таблице 2 результатов следует, что в составе жирных кислот присутствуют незаменимые эссенциальные кислоты, та- кие как линолевая (омега-6), докозагексановая, альфа-линоленовая (омега-3).

Минеральный состав ягод голубики обыкновенной приведен в таблице 3.

Таблица 3

Минеральный элемент	Содержание элементов
Макроэлемент, мг/100 г:
К	64,20
Са	18,33
S	11,27
Мg	9,62
Р	7,24
Микроэлемент, мг/кг:
Fе	180,3
Мn	94,75
Zn	18,43
Сu	2,44
Сr	0,03
Рb	0,048
Сd	0,009

Минеральный состав ягод голубики

Ягоды голубики содержат в больших количествах такие физиологически значимые для организма человека макроэлементы, как калий, кальций, фосфор, и такие микроэлементы, как железо, марганец. Содержание таких тяжелых металлов, как кадмий, свинец, хром, – незначительно.

Для извлечения экстрактивных веществ из ягод голубики обыкновенной был использован этиловый спирт различной концентрации.

Положительный эффект от использования в качестве экстрагента водно-спиртового раствора заключается в том, что получаются экстракты с большим содержанием сухих веществ, применение водно-спиртового раствора позволяет растворять многие алкалоиды, органические кислоты, витамины, аминокислоты, минеральные вещества. Спирт в составе экстрагента в водно-спиртовом растворе обезвоживает протоплазму, стенки теряют полупроницаемость и в результате плазмолиза через них происходит свободная диффузия растворимых веществ. Спирт достаточно летуч, и спиртовые вытяжки легко сгущаются до густых жидкостей и порошкообразных веществ [5]. Спирт не только коагулирует протоплазму, но уменьшает растворяемость пектиновых и других высокомолекулярных веществ, консервирует вытяжку. Спирт является консервантом полученных экстрактов, оказывая на них антисептическое воздействие.

Экстрагирование проводили при комнатной температуре, путем настаивания, при соотношении сырья и растворителя, согласно предварительно проведенным экспериментам, 1:20 (5 г ягод на 100 мл этилового спирта). Определение выхода экстрактивных веществ из ягод голубики обыкновенной проводили через каждые сутки. Концентрацию этилового спирта варьировали от 40 до 70 %. Использование концентрации этилового спирта ниже и выше приведенной приводило к незначительному изменению выхода экстрактивных веществ.

Выход экстрактивных веществ из плодов голубики обыкновенной в зависимости от концентрации экстрагента и продолжительности настаивания приведен в таблице 4.

Таблица 4

Выход экстрактивных веществ из ягод голубики обыкновенной при различной концентрации этилового спирта и продолжительности настаивания

Продолжительность настаивания, сут	Выход экстрактивных веществ при различных концентрациях этилового спирта, %
	40	45	50	55	60	65	70
1	16,08	22,04	18,11	25,07	21,13	13,51	12,51
2	16,36	22,36	18,76	26,12	21,44	13,94	12,86
3	18,29	22,78	19,23	27,80	21,56	14,17	13,11
4	21,04	23,31	22,42	28,36	21,88	14,53	14,26
5	21,77	24,01	24,78	29,44	22,14	16,01	15,12
6	22,01	24,12	25,16	30,01	22,36	16,34	15,58
7	22,14	24,23	25,54	30,24	22,84	16,76	15,79

Наибольший выход экстрактивных веществ из ягод голубики обыкновенной (29,44 %) наблюдался при концентрации этилового спирта 55 % и продолжительности настаивания 5 сут. При увеличении продолжительности настаивания выход экстрактивных веществ увеличивался незначительно, поэтому целесообразно настаивание проводить продолжительностью 5 сут.

Для получения ароматного спирта измельченное сырье (ягоды голубики обыкновенной) заливали 55 %-м этанолом в соотношении 5 г на 100 мл, настаивали при комнатной температуре в течение 5 сут, при периодическом перемешивании. Полученные настои отгоняли при температуре – 78–80 ºС.

Выход ароматного спирта из 1 кг ягод голубики обыкновенной составил 18,50 л, крепостью 78 %.

На основании проведенных патентных исследований, полученных результатов химического состава ягод голубики обыкновенной и установленных зависимостей выхода экстрактивных веществ были разработаны рецептуры крепкоалкогольного напитка (водки) с использованием ароматного спирта ягод голубики обыкновенной.

Рецептура водки «Голубичная» № 1 приведена в таблице 5, водки «Голубичная» № 2 – в таблице 6.

Физико-химические показатели полученных напитков приведены в таблице 7.

Таблица 5

Ингредиент	Кол-во на 1000 дал готовой продукции
Ароматный спирт ягод голубики, л	12
Сахарный сироп 65,8 %-й, л	50
Спирт этиловый ректификованный «Люкс», вода питьевая исправленная	До крепости 40 %

Таблица 6

Ингредиент	Кол-во на 1000 дал готовой продукции
Ароматный спирт ягод голубики, л	13
Кислота янтарная, кг	0,15
Сахарный сироп 65,8 %-й, л	55
Спирт этиловый ректификованный «Люкс», вода питьевая исправленная	До крепости 40 %

Таблица 7

Показатель	Рецептура № 1	Рецептура № 2	По ГОСТ Р 51355-99
Крепость, %	40,0	40,0	40–45
Щелочность, см3	0,10	0,10	Не более 2,00
Массовая концентрация альдегидов в 1 дм3 безводного спирта, мг	1,45	1,44	Не более 4,00
Массовая концентрация сивушного масла в 1 дм3 безводного спирта, мг	1,20	1,23	Не более 6,00
Массовая  концентрация  сложных эфиров в 1 дм3 безводного спирта, мг	3,44	3,23	Не более 10,00
Объемная доля метилового спирта в пересчете на безводный спирт, %	0,0001	0,0001	Не более 0,02

Рецептура водки «Голубичная» № 1

Рецептура водки «Голубичная» № 2

Физико-химические показатели крепкоалкогольных напитков

Выводы . Изучен химический состав ягод голубики обыкновенной, произрастающей на территории Богучанского района Красноярского края. Установлено, что ягоды голубики содержат ряд ценных биологически активных соединений, обладающих антиоксидатной активностью.

Определен жирнокислотный и минеральный состав ягод голубики. Разработаны рецептуры крепкоалкогольных напитков с использованием ягод голубики обыкновенной. Определены органолептические и физико-химические показатели напитков. Проведено хроматографическое исследование на наличие токсичных примесей в полученных крепкоалкогольных напитках.

Выявлено, что полученная водка «Голубичная» по физико-химическим показателям соответствует ГОСТ Р 51355-99 «Водки и водки особые. Общие технические условия».