Изменение некоторых потребительских свойств при замораживании и засаливании папоротника-орляка

Внимание ученых к изучению птеридофитов, к которым относятся папоротники, хвощи и плауны, как в отечественной, так и в мировой науке остается весьма высоким, особенно это касается систематики, анатомии, физиологии, молекулярно-филогенетических исследований и эволюционной биологии этой группы растений. Текущее положение в этой области науки можно оценить в ходе изучения публикаций в специализированной научной литературе и по докладам на тематических научных конференциях. Так, в июне 2015 года Смитсоновским институтом и Ботаническим садом США в Вашингтоне (Smithsonian Institution Department of Botany and the United States Botanic Garden) была организована очередная Международная научная конференция по исследованию Плауновидных (Lycophytae) и Папоротниковидных (Pteridophyta) «Птеридология следующего поколения» (The Next Generation Pteridology: An International Conference on Lycophyte & Fern Research). В открывавшем конференцию обзоре папоротников и плаунов, с которым выступил куратор коллекции птеридофитов Нью-Йоркского ботанического сада Р. Моран (R.C. Moran), упоминались, кроме прочих, вопросы практического применения папоротников в качестве продуктов питания.

wetness;water activity; tannin; ascorbic acid; elasticity/

В конференции участвовали российские ученые И. И. Гуреева (Томский государственный университет) и Н.М. Державина (Омский государственный университет). Доклад И.И. Гуреевой был посвящен её работам в области систематики и таксономии рода Pteridium (Орляк), совместным с британским ботаником К. Пейджем (C.N. Page). [1]

Также не ослабевает внимание к пищевому использованию папоротников, что связано с традициями восточной кулинарии, возрастающим интересом к экзотической кухне, перспективами развития торговли с КНР, другими странами Юго-Восточной Азии, стремлением полнее использовать ресурсы леса.

Для приготовления блюд восточной кулинарии вызывают наибольший интерес молодые побеги Орляка обыкновенного ( лат. Pteridium aquilinum (L.) Kuhn), Страусника обыкновенного ( лат. Matteuccia struthiopteris (L.) Tod.), Осмунды азиатской ( лат. Osmundastrum asiaticum (Fern.) X.C. Zhang). Можно отметить, что существуют некоторые проблемы, связанные с сезонным характером их сбора и коротким сроком хранения в свежем виде, что отмечают О.В. Храпко, И.Э. Цапало-ва, Т.В. Плотникова, Н.Н. Печурина, Р.Г Багаутдинов и др. [2, 8, 9, 10, 11, 13, 15].

Известно, что пищевой ценностью обладают только молодые сочные побеги папоротников, собранные до разворачивания листовых пластинок – в этот период количество влаги в них сопоставимо с влажностью зеленых овощей. На изменчивость в зависимости от места произрастания орляка указывала Плотникова Т.В., это подтверждается сопоставлением её данных с полученными позднее другими исследователями. [2, 4, 9]. Имеющиеся сведения объединены в таблице 1.

Таблица 1 – Территориальная изменчивость влажности свежесобранных побегов Орляка

Место сбора	Исследователи	5 Ви °	Метод определения влажности	Влажность, %
Красноярский край, Нижне-Ингашский район	m н Cd CQ О К К к н о 1=5 к	ОО О\ o' ОО о	высушивание до постоянной массы	94,4
Красноярский край, Абанский район				91,42
Красноярский край, Хакасская АО				92,75
Приморский край, Дальнере-ченский район	К г • cd m cd § И	ОО ОО о	высушивание до постоянной массы	93,0
Новосибирск, Академгородок	cd 5 s m	о о	высушивание до постоянной массы	93,45
Санкт-Петербург, Курортный район	6 0J О ю о О О	<л о о	высушивание до постоянной массы	93,89
			с помощью реф-рактомет-ра	96,2

Показатель варьирует от 91,42% до 96,2%, что предположительно связано не только с территориальной изменчивостью, но и с погодно-климатическими условиями в разные годы сбора сырья.

От количества и состояния воды в пищевых продуктах во многом зависят их техно- логические свойства и сроки хранения. Традиционные методы для продления сроков хранения связаны со снижением содержания влаги в продуктах. [16]. Большое количество влаги в сырье может отрицательно влиять на его стабильность при хранении.

Традиционными методами подготовки орляка для хранения являются сушка и засаливание.

Однако, исследования, проведенные в Сибирском университете потребительской кооперации при участии И. Э. Цапаловой, выявили, что «При засоле папоротника орляка высокие концентрации соли и груза приводят к быстрому просаливанию побегов и потере воды. Так, если при засоле использовали 25% соли, то уже по окончании первого этапа содержание ее в побегах достигает 16% при одновременном уменьшении влажности на 21%»[14, 117]. Также отмечается снижение влажности по окончании второго этапа по сравнению со свежим орляком в 1,5 раза и увеличение концентрации соли до 23-24% и происходят изменения практически всех компонентов химического состава [14]

В качестве альтернативного метода консервирования для хранения побегов орляка до момента кулинарной обработки наряду с традиционными сушкой и засаливанием предлагается его замораживание.

Для собственных исследований использовался орляк, собранный в 2013, 2014 и 2015 г.г. в Курортном районе Санкт-Петербурга (пос. Молодежное) и замороженный при t° – 24°С.

С целью получения материала для сравнений был произведен засол в соответствии с технологической инструкцией по производству соленого папоротника орляка для отгрузки на экспорта, разработанной, в 1981 г. НИХТЛ Роспотребсоюза [12]

Ранее автором вместе с Прокопенко С.Т. публиковались данные по измерению влажности орляка: «она составила: 93,9% – для свежих образцов; 9,4 – 90,1 % – для замороженных; 63,9% – для соленых». [10]. Это не противоречит сведениям Цапаловой об изменении влажности к концу посола в 1,5 раза по сравнению со свежим сырьем. [14]

Активность воды (Aw; aw) – это отношение давления паров воды над данным продуктом к давлению паров над чистой водой при той же температуре. [3, 6, 16]

При измерении активности воды, можно учесть влияние гидролитических химических процессов на порчу пищевых продуктов и формирование благоприятной среды для роста микроорганизмов.

Результаты измерения активности воды, полученные для замороженного и соленого орляка при t° 18,86 °С , приведены в таблице 2. Здесь же воспроизведены ранее приведенные и уточненные данные по показателю влажности и содержанию поваренной соли.

Таблица 2 – Результаты сопоставления измерения активности воды, влажности и концентрации поваренной соли исследуемых образцов

Вид образца	Активность воды, Ам	Влажность, %	Концентрация NaCl, %
Соленый	0,772	62,6	21,04
Замороженный (средний результат)	0,980	92,7	0,80
без бланширования	0,982	90,1 – 95,4	0,96
после бланширования 5 мин.	0,972	89,4 – 95,7	0,64

Измерение активности воды для замороженных и соленых образцов папоротника проводилось с помощью анализатора активности воды Robotronic HygroLab (рис. 1) с цифровой технологией передачи сигнала.

Рисунок 1 – Измерение активности воды образцов папоротника орляка с помощью прибора Robotronic HygroLab (снимок автора)

Активность воды замороженного папоротника несколько выше активности воды соленых образцов, что может позволить предположить большие изменения химического состава при замораживании. Причем как для соленых, так и для замороженных образцов неиз- бежны изменения химического состава по сравнению со свежим сырьем. Но высокая концентрация поваренной соли в соленом орляке фактор скорее отрицательный, предполагающий предварительное вымачивание полуфабриката перед употреблением, что неизбежно приведет к потерям ценных пищевых компонентов в процессе приготовления блюд.

В ходе проведённых исследований было определено содержание некоторых биоактивных веществ в замороженном и соленом орляке, результаты сопоставлены с ранее публиковавшимися данными для свежего сырья.

В свежем сырье по данным Плотниковой Т.В. может содержаться до 28,90 мг на 100 г сырой массы аскорбиновой кислоты (витамин С ), что больше 1/4 суточной потребности человека в данном витамине. Также она отмечает, что уже в первые часы после сбора аскорбиновая кислота интенсивно разрушается и указывает на зависимость конкретных данных от климатических условий года сбора. [9] Таким образом, существует проблема сохранении витамина в продукте, что связано с активностью биохимических процессов.

При изучении данных других исследователей становится ясно, что разброс результатов довольно высок. Так, Высочиной Г.А найдено этого витамина от 10,99 до 14,36 мг на 100 г сырой массы в свежих молодых побегах, собранных в один сезон, но в девятидневном временном диапазоне.[4]

При собственных исследованиях витамина С определено 9 мг на 100 г сырой массы в замороженном (с предварительным бланшированием в течение 5 мин ) и 5,4 мг на 100 г в соленом папоротнике. Таким образом, можно заключить, что для сохранения витамина С в орляке замораживание даёт лучший результат по сравнению с засаливанием.

Танина в орляке немного. Для свежего папоротника Высочина Г.А. показывает его содержание от 3,05% до 5,16%. [4] В замороженном и соленом орляке его количество снижается, но отличия незначительно для разных видов консервирования. Определение для замороженного и соленого орляка проводилось титрометрическим методом (см. рис. 2).

Замораживание-размораживание побегов орляка приводит к неизбежным, но сопоставимым с соленым продуктом структурномеханическим повреждениям. На рисунке 3 сравнивается упругость рахисов одинакового размера по длине и толщине, направленных вверх (свежего, бланшированного 3 и 5 минут, после естественного размораживания и солено- го). Замороженный орляк – твердый, не упругий, поэтому не показан.

Рисунок 2 – Титрование водной вытяжки орляка для определения танина с помощью магнитной мешалки с подогревом C-MAG-HS7 (снимок автора)

По данным Касьянова Г.И. и Сязина И.Е. размораживание приводит к значительным структурно-механическим изменениям незащищенных криолабильных продуктов, подвергнутых низкотемпературному воздействию обычным способом [7]

Применительно к орляку даже на основе предварительной оценки упругости по провисанию образцов под действием собственной массы без дополнительного отягощения можно утверждать, что по сравнению со свежим образцом продукт, после размораживания частично теряет свои структурно-механические свойства. Однако при замораживании таких изменений происходит меньше, чем при засаливании. Так угол отклонения побега от вертикальной оси у размороженного образца оказался меньше на 25°, чем у соленого. Все образцы имели длину приблизительно 220 мм , толщину у основания (точка зажима) – 5 мм , у начала листовой пластинки – 3 мм . Данные по изменению угла отклонения и смещению точки провисания образцов под действием собственной массы обобщены в таблице 3.

Рисунок 3 – Сравнение упругости различных видов образцов орляка : А – свежий орляк; Б – орляк после бланширования в течение 3 минут; В – орляк после бланширования в течение 5 минут; Г– размороженный орляк; Д – соленый орляк (снимок автора)

Кроме того, можно отметить у соленого орляка присутствует большое количество изломов стебля, неравномерное по длине уплощение от применявшегося гнёта. У размороженного образца – только морщинистость.

Для уточнения изменений, происходящих при замораживании и размораживании папоротника, требуется провести дополнительные исследования реологических характеристик – определение прочности, предельного напряжения сдвига продукта, изменения химического состава.

Таблица 3 – Изменения угла отклонения от вертикали и смещения точки провисания направленных вверх образцов под действием собственной массы

Вид образца	Обозначение на рисунке	Угол отклонения, град	Координаты точки начала провисания
			по оси x, мм	по оси y, мм
Свежий орляк	А	0	0	0
Орляк после бланширования в течение 3 минут	Б	10	50,0	95,0
Орляк после бланширования в течение 5 минут	В	14	40,0	75,0
Размороженный орляк	Г	25	30,0	50,0
Соленый орляк	Д	50	25,0	25,0