Исследование содержания микронутриентов в продуктах переработки плодов дикорастущей калины из Омской области

Введение. Калина является дикорастущим и интродуцированным кустарником, реже деревом семейства Адоксовые ( Adoxaceae), ранее ее относили к жимолостным. Род калина (Viburnum) включает более 160 видов, произрастающих преимущественно в умеренных широтах Северного полушария. В Европе и Сибири преобладает калина обыкновенная, или красная ( Viburnum opulus L.).

Плоды калины применяются как в традиционной, так и в народной медицине как источник веществ, обладающих различными физиологическими эффектами: спазмолитическим, гипотензивным, капилляроукрепляющим, кровоостанавливающим, антиоксидантным, антибактериальным, седативным. Большинство этих веществ в современной науке о питании относятся к микронутриентам. На основе плодов калины производятся мармелад, пастила, желе, компоты, наливки, ликеры, сиропы, начинки для пирогов [1].

Ограниченное применение плодов калины в пищевой отрасли связано прежде всего со специфическим горьковатым привкусом, обусловленным комплексом веществ, а именно – гликозидами вибурнином и девибурнином, валериановой и изовалериановой кислотой, а также эфирными маслами [2]. Сравнительно низкий процент выхода пюре или сока калины обусловлен наличием в плодах плоских крупных семян (≈ 6–8 мм в диаметре).

Исследованию химического состава плодов калины и продуктов ее переработки посвящены работы отечественных ученых. Так, В.Ю. Андреевой и соавторами (Томск, 2016) исследован минеральный состав сушеных плодов калины различными методами; О.М. Евтуховой и Т.Н. Сафроновой (2015) проведен сравнительный анализ микронутриентного состава плодов дикорастущей калины из разных популяций Красноярского края [3, 4].

Анализ химических сортовых особенностей листьев и плодов калины 6 помологических сортов из коллекции ВНИИ садоводства им. И.В. Мичурина, представлен в работе Е.И. Поповой и соавторов (2012) [5]. В работе И.С. Маковской и С.В. Новоселова (2011) сделан анализ химического состава плодов и семян калины из Кемеровской области и разработана технология производства калинового сиропа из высушенных семян [6].

Специалистами Института питания РАМН проведена качественная и количественная идентификация полифенольных соединений (антоцианины, флавонолы), иридоидов, органических кислот и углеводов в плодах калины 11 образцов с целью установления подлинности лекарственных препаратов и БАД на ее основе [1].

Следует отметить недостаточность исследований состава полуфабрикатов из калины, применяемых в кондитерском производстве.

Цель исследования . Изучение микронутриентного состава продуктов переработки плодов калины обыкновенной ( Viburnum оpulus L.).

Задачи: определение содержания микронутриентов в пюре, подварке, кожице и семенах; сравнение полученных значений по определенным микронутриентам с литературными данными по плодам калины, установление соответствия показателей качества пюре и подварки из калины нормативам стандартов ГОСТ 32684 и ГОСТ 32741 соответственно.

Материалы и методы исследования . Свежие плоды дикорастущей калины были собраны в Тарском районе Омской области. Общая схема производства продуктов переработки плодов калины обыкновенной, большая часть которых была исследована, приведена на рисунке 1.

Предварительное бланширование паром и быстрое замораживание плодов калины при сохранении плодоножек способствуют максимальному сохранению полифенольных веществ и аскорбиновой кислоты.

Исследования показали, что по сравнению с морожеными плодами с сохраненными плодоножками в плодах при их удаления после 3 месяцев хранения (минус 25 °C) общее содержание антоцианов снизилось в среднем на 7,5 %, аскорбиновой кислоты – на 19,8 %. Замораживание плодов также необходимо для повышения выхода пюре.

Исследование химического состава и показателей качества нестерилизованного пюре из калины осуществляли традиционными методами, применяемыми для плодоовощной продукции [7].

Минеральный состав определялся на атомно-абсорбционном спектрометре ААС Varian 240F (Германия), суммарное содержание антоцианинов в расчете на преобладающий циани-дин-3-глюкозид – методом pH-дифференциальной спектрофотометрии, общее содержание каротиноидов и β-каротина – спектрофотометрическим методом с измерением оптической плотности экстрактов на спектрофотометре UNICO 2100 (Россия), массовая доля общего сахара и редуцирующих сахаров – по ГОСТ 8756.13 (метод Бертрана), массовая доля пектиновых веществ – весовым кальций-пектатным методом [7].

Содержание органических кислот (яблочной, лимонной, щавелевой и др.) в пюре из калины определялось методом газожидкостной хроматографии, при этом кислоты, содержащиеся в пробе, переводились в летучие этиловые эфиры, которые определялись на хроматографе «Хроматэк Кристалл 5000.1» (Россия) с пламенно-ионизационным детектором.

Содержание аскорбиновой кислоты определялось методом адсорбционной обращенно- фазовой ВЭЖХ на жидкостном хроматографе «Милихром А-02» (Россия) со спектрофотометрическим детектором, колонка: ProntoSil-120-5-C18 2,0×75 мм, элюент 0,2 М фосфатный буфер.

Жирно-кислотный состав масла, выделенного из семян, определялся методом газожидкостной хроматографии на хроматографе «Хроматэк Кристалл 5000.1», колонка: CP-Sil 88 for FAME 100 м × 0,25 мм × 0,36 мм.

Рис.1. Технологическая схема производства продуктов переработки калины обыкновенной

Обработка результатов осуществлялась с применением программы Statistica-6,0. Табличные значения приведены в виде ̅± ∆ x, где ̅ – средняя выборочная величина, ∆ x – стандартная ошибка средней выборочной. Все исследования проводились в 4-кратной повторности. Уровень значимости составил 95 % (р< 0,05).

Результаты исследования и их обсуждение. Пюре из калины на момент изготовления представляло собой равномерно протертую массу темно-розового цвета, с характерным запахом, без грубых частиц волокон и кожицы с незначительной тенденцией к расслаиванию, что допускается стандартом ГОСТ 32684 [8]. Вкус – кисловатый, горьковато-вяжущий, свойственный калине, без посторонних привкусов.

Подварка из калины, полученная увариванием пюре с сахаром (1:1,5) в течение около 25 минут, имела густую мажущуюся консистенцию, темно-бордовый цвет, вкус сладкий, без горького привкуса. По показателям качества подварка соответствовала требованиям ГОСТ 32741 [9].

Физико-химические показатели качества пюре и подварки из калины указаны в таблице 1.

Физико-химические показатели качества пюре и подварки из калины

Таблица 1

Показатель	Значения и характеристика показателей
	пюре	подварка
Массовая доля сухих веществ, %	11,6±0,7	69,8±3,2
Массовая доля титруемых кислот (в расчете на яблочную), %	1,93±0,05	1,46±0,03
pH, ед.	2,8±0,1	3,3±0,1
Массовая доля общего сахара, %	9,2±0,3	68,4±2,8
В том числе:
сахарозы,	0,4±0,1	7,2±0,1
редуцирующих сахаров,	8,8±0,3	61,2±2,5
пектиновых веществ, %	1,08±0,11	0,78±0,07
В том числе:
протопектин	0,06±0,01	–
растворимый пектин	1,02±0,10	0,78±0,11
Качественная проба на желе	Пюре хорошо желирует	–
Посторонние примеси	Не выявлены	Не выявлены

Из таблицы 1 следует, что пюре из калины обладает достаточно высокой сахаристостью. Практически вся сахаристость обеспечивается за счет редуцирующих сахаров (в среднем 8,8 %). Низкое содержание сахарозы (до 1%) в целом отличает большинство дикорастущих плодов и ягод.

Интересно, что в составе 8 из 11 исследуемых ранее образцов замороженных ягод калины (2014) сахароза вообще не была обнаружена, а весь сахарный профиль был представлен редуцирующими сахарами с преобладающим соотношением глюкоза / фруктоза – 1,0 – 1,1 [1].

Высокая студнеобразующая способность пюре из калины объясняется наличием пектиновых веществ (1,08 %) и оптимальным значением pH. Ранее было отмечено присутствие в плодах калины высокометоксилированных пектинов (степень этерификации 55 %), что обес- печивает хорошую желирующую способность пюре по типу сахарокислотного гелеобразования [6].

В подварке из калины за счет продолжительной термической обработки произошла инверсия добавленной сахарозы, как следствие – большая часть общего сахара приходилась на редуцирующие сахара (в среднем 61,2 %).

Как следует из таблицы 1, исследуемый образец пюре обладал достаточно высокой кислотностью, сравнимой со справочными данными для дикорастущих плодов калины (1,7–3,3 %) и выше, чем в плодах и соке калины с мякотью из Кемеровской области (1,3–1,4 %), а также большинства культурных сортов из ВНИИ садоводства (1,2–1,7 %) [2, 5, 6].

Содержание органических кислот в пюре представлено в таблице 2.

Таблица 2

Кислота	Пюре из калины	Литературные сведения (средние значения)
		Плоды и сок калины с мякотью [6]	Замороженные плоды калины – 11 образцов [1]
1	2	3	4
Валериановая	47,3±8,5	340,0 (0,34%)	Не опред.
Винная	Менее 5,0	Не обнаружена	Не опред.

Окончание табл. 2

1	2	3	4
Изовалериановая	82,1±13,0	Не опред.	Не опред.
Лимонная	7,8±1,9	330,0 (0,33%)	0 – 1630,0
Хинная	Не опред.	Не опред.	52,0 – 346,0
Шикимовая	Не опред.	Не опред.	0 – 5,0
Щавелевая	105,0±25,0	Не опред.	Не опред.
Яблочная	1622,0±243,0	730,0 (0,73%)	578,0 – 2090,0
Янтарная	6,1±1,5	Не опред.	Не опред.

Содержание органических кислот в пюре из калины, мг/100г

Из данных таблицы 2 следует, что в исследуемом пюре из калины преобладала яблочная кислота, что соответствует другим источникам. Отмечается значительный диапазон ее содержания в калине. Среди специфических кислот были установлены валериановая и изовалериа-новая кислоты в соотношении примерно 1/1,73. Содержание валериановой кислоты оказалось в среднем в 7 раз меньше, чем в соке калины из Кемеровской области, то есть данный компонент также не отличается стабильностью. Это касается и лимонной кислоты, содержание ко- торой в пюре было крайне низким и в среднем составило 7,8 мг/ 100 г.

Можно предположить, что хинная кислота, не идентифицированная в данной работе, является постоянным компонентом состава, поскольку была выявлена во всех 11 образцах замороженных плодов калины из различных регионов европейской части России [1].

Хроматограмма органических кислот в пюре из калины представлена на рисунке 2.

Содержание микронутриентов в пюре и подварке из калины представлено в таблице 3.

Рис. 2. Хроматограмма органических кислот пюре из калины: по оси абсцисс – время выхода, мин; по оси ординат – ток, мВ; расчет по адипиновой кислоте – внутренний стандарт, время выхода 7,61 мин

Таблица 3

Содержание микронутриентов в пюре и подварке из калины, мг/100 г

Показатель	Значение показателей
	пюре	подварка
Минеральные вещества:
калий	233,0±41,0	169,4±27,0
кальций	17,3±5,2	12,2±3,0
магний	7,8±2,3	6,2±1,1
марганец	0,019±0,009	0,011±0,009
цинк	0,070±0,009	0,053±0,005
железо	0,32±0,09	0,23±0,07
Аскорбиновая кислота	206,5±20,6	7,6±1,8
β-каротин	1,14±0,11	0,013±0,001
Суммарное содержание антоцианинов в расчете на цианидин-3-глюкозид	13,8±1,7	2,3±0,4

Результаты исследования показали, что среди минеральных веществ в пюре и подварке из калины преобладает калий. Выявлено низкое содержание микроэлементов (марганец, цинк, железо), что оказалось ниже имеющихся данных по свежим плодам калины, тогда как содержание β-каротина вполне соответствовало им.

Отмечается очень высокое накопление в пюре аскорбиновой кислоты, сравнимое только с таковым в плодах некоторых сортов калины из коллекции ВНИИ садоводства (Красный коралл – 184,4 мг%; Таежные рубины – 219 мг%, Ульгень – 245,5 % и др.) [5]. Изучение динамики аскорби- новой кислоты в пюре показало ее хорошую сохранность: потери после 3 месяцев холодильного хранения составили в среднем 15,3 %.

Хроматограмма аскорбиновой кислоты в пюре из калины, полученная методом ВЭЖХ, представлена на рисунке 3.

По сравнению с пюре в подварке из калины содержание аскорбиновой кислоты и антоцианинов существенно снизилось и составило в среднем 7,6 и 2,3 мг/ 100 г соответственно, что подтверждает термическую неустойчивость указанных микронутриентов.

Рис. 3. Хроматограмма аскорбиновой кислоты в пюре из калины (показаны пики при длинах волн

240,260,280 нм; время выхода 1,15 мин)

Массовая доля жира и жирно-кислотный со- ны, представлен в таблице 4. став семян, выделенных из жома плодов кали-

Таблица 4

Массовая доля жира и жирно-кислотный состав семян калины, %

Показатель	Значения показателей
	Исследуемый образец семян	Литературные данные (средние значения) [6]
Массовая доля жира	2,8±0,1	–
Содержание органических кислот:
линолевая C 18:2	53,31±1,10	55,3
олеиновая C 18:1	43,09±1,10	40,9
пальмитиновая C 16:0	2,01±0,06	0,2
стеариновая C 18:0	0,77±0,01	следы
линоленовая C 18:3	0,29±0,02	следы
пальмитоолеиноваяC 16:1	0,19±0,01	3,6
гондоиноваяC 20:1	0,20±0,01	–
миристиноваяC 14:0	0,14±0,01	следы

В результате исследования в составе масла, выделенного из высушенных семян калины, было идентифицировано 8 высших жирных кислот. Преобладающими кислотами явились: линолевая (в среднем 53,31 %) и олеиновая (в среднем 43,09 %), что соответствует данным исследований по составу масла семян калины из районов Кузбасса [6]. Хроматограмма кислот представлена на рисунке 4.

Содержание микронутриентов в семенах и кожице плодов калины представлены в таблице 5.

Рис. 4. Хроматограмма жирно-кислотного состава семян калины

Содержание микронутриентов в сушеных семенах и кожице плодов калины, мг/100 г сухого вещества

Таблица 5

Показатель	Значения показателей
	семена	кожица
Минеральные вещества:
калий	564,2±99,0	1150,4±170,0
кальций	403,5±110,0	511,1±130,0
магний	182,3±44,0	66,4±18,0
марганец	0,54±0,15	0,21±0,06
железо	3,45±0,90	1,99±0,05
Аскорбиновая кислота	6,1±1,1	32,6±5,4
Суммарное содержание:
каротиноидов	Не опред.	25,4±2,0
антоцианинов в расчете на цианидин-3-глюкозид	Не опред.	20,1±2,2

Влажность семян и кожицы после сушки в среднем составила 7,3 и 9,4 % соответственно. Из таблицы 5 следует, что содержание калия в кожице оказалось в 2 раза выше, чем в семенах, в то же время накопление марганца и магния в семенах было примерно в 2,6–2,7 раза выше, чем в кожице. Железо также в большей степени аккумулируется семенами. Результаты опреде- ления калия, кальция, магния и железа оказались сопоставимыми с полученными ранее данными для сушеных плодов дикорастущей калины из разных регионов Сибири (без разделения на фракции), содержание марганца – на порядок выше [3].

Цвет кожицы плодов калины обеспечивается комплексом каротиноидов и антоцианинов. Суммарное содержание каротиноидов, включая β-, α-, γ-, ε-каротины, а также ксантофиллы, составило в среднем 25,4 мг, что можно оценить как высокое. Благодаря щадящему режиму сушки жома (максимальная температура не более 65 °С) обеспечивается содержание антоцианинов на уровне 20,1 мг/100 г сухого вещества.

Выводы

• 1.    Представлена технологическая схема производства продуктов переработки плодов калины. Впервые определен состав микронутриентов пюре, подварки и компонентов жома плодов дикорастущей калины из Омской облас-

• ти. Качество пюре и подварки соответствовало нормативам стандартов.

• 2.    Результаты исследования показали преимущественное накопление в плодах калины калия, яблочной кислоты и антоцианов, а в масле, выделенном из семян, – линолевой и олеиновой кислот, что коррелирует с имеющимися данными по другим регионам. Специфическими

• 3.    Наличие значительного количества биологически активных микронутриентов позволяет рассматривать продукты переработки плодов калины как сырье для кондитерского производства: пюре и подварку – в производстве мармелада, конфет, пастильных изделий; семена и жом после измельчения – как добавку в мучные кондитерские изделия.

кислотами-маркерами являются валериановая и изовалериановая. Пюре отличалось высоким содержанием аскорбиновой кислоты, потери которой при хранении пюре были минимальные.