Изучение химического состава сублимированных ягод для обогащения каш быстрого приготовления
Автор: Муратхан М., Булашев Б. К., Оспанкулова Г. Х., Тоймбаева Д. Б., Каманова С. Г., Мурат Л. А., Ермеков Е. Е., Садуахасова С. А.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Технология пищевой и перерабатывающей промышленности
Статья в выпуске: 3 (137), 2022 года.
Бесплатный доступ
Зерновые культуры - хороший источник углеводов и белков, они являются важными источниками витаминов группы В и витамина Е, поэтому эти культуры широко используются для производства каш быстрого приготовления, в основном - в виде экструдированных продуктов. Для обогащения зерновых каш витаминами, антиоксидантами, клетчаткой и фитохимическими веществами зачастую используются фрукты или овощи. В статье представлены результаты исследований химического состава сублимированных ягод (голубика, клубника, малина, смородина и облепиха). В результате исследований минерального состава установлено, что количество минеральных соединений во всех образцах находилось в пределах допустимой концентрации. Наивысшее содержание цинка, магния, железа и селена наблюдается в ягоде облепихи (2,12 мг/кг, 198,71 мг/100г, 13,55 мг/кг и 5,08мг/100г соответственно). Концентрация меди в смородине составляет 408,93мг/кг, что значительно превышает показатели других ягод. Содержание кальция находится почти на одном уровне во всех пробах за исключением смородины и облепихи, у которых эти показатели ниже. Содержание йода отсутствует у клубники и голубики. Установлено, что высокими показателями витамина А и Е среди сублимированных ягод обладает облепиха (796,01 мг/г и 17,09 мг/г соответственно). Наибольшее содержание витаминов В3 и В5 обнаружено у смородины (1,591мг/г, 0,308 мг/г). Высокой антиоксидантной активностью в сравнении с другими ягодами обладает клубника (3,94 мг/г). Также у клубники наибольшее суммарное содержание углеводов (28,56 %). Данные продукты перспективны в качестве составляющих каш быстрого приготовления, так как сублимация позволяет сохранить в ягодах питательные вещества и полезные свойства.
Концентрат каш, ягодное сырье, витамины, антиоксидантная активность, минеральные вещества, углеводы
Короткий адрес: https://sciup.org/140295734
IDR: 140295734 | DOI: 10.48184/2304-568X-2022-3-201-207
Текст научной статьи Изучение химического состава сублимированных ягод для обогащения каш быстрого приготовления
ВведениеОбоснование выбора темы
В последние годыI возрос интерес к выI-сококачественныIм функциональныIм пIродук-там питания, что обусловило появление на рыIнке шиIрокого спектра обработанныIх пи-щевыIх продуктов, готовыIх к употребленjи1ю. Для пгривлечениIя потенциальныIх потребителей современныIе продуктыIдолжныI отвечать таким требованиям как минимальное время приготовления, удобство в использовании и обладание полезныIми свойствами для здоровья [1]. Одним из видов продуктов функционального питания являются сухие зерновыIе завтраки (каши). ЗерновыIе культурыIявляют-ся основныIми пIродуктами питания во всем мире, пIричем пшеница1, рис, кукуTруза, овес, ячмень, пIросо, сорго, рожь, гречиIха и тритикале представляют собой наиболее часто выI-ращиваемыIе культурыI. Сухие завтраки (каши) могут храниться в течение длительного периода времени без ущерба для иIх питательной ценности [2]. В настоящее время сухие завтраки все больше и больше перера-батыIваются, чтобыI добиться желаемого результата и при обработк<е теряются многи1е жизненно важныIе витаминыI и минералыJ. Поэтому большинство сухиIх завтраков обогащаются питательныIми веществами, такими как кальций, железо, витаминыI группыI В (ниацин, тиамин, рибофлавин) и антиоксидантами [3]. Большинство сухи[х завтраков содержат большое колиIчество макронутри- ентов и переработанныIх ингредиентов, кото-рыIе ассоциируются с нездоровой пищей и не способныI в полной мере удовлетворить потребительский спIрос [4]. В последние годыI исследователей пищевыIх пIродуктов все больше пIривлекает возможность производства пIродуктов питаниIя с добавлением нату-ральныIх ингредиентов, которыIе могут принести пользу для здоровья человека [5-7]. МиIровыIе исследователи пIрактикуют локаLль-ное обогащение каш с использованием мест-ныIх продуктов (листья, фруктыI и жмыIх ягод аронии) богатыIх микронутриентами [8,9,10,11]. ВОЗ рекомендует ежедневное употреблени1е растительной пищи, богатой фитохимиIческими веществами, способныIми пГредотвратить возникновение хрониIческих и дегенеративныIх заболеваний и поддержива1ть хорошее самочувствие. ЯIгодыIчасто являются самыIм богатыIм источником антиокси-дантныIх фитохимигческиIх веществ, таких как полифенолыI, среди фруктов и овощей [12].
ФактыI свиtдетельствуют о том, что ор-ганиIческие кислотыI, минеральныIе вещества и некоторыIе витаминыI являются активныIми ингредиентами ягод. ДлIя того, чтобыI каши быIли полноценныIми и сбалансированны.1ми1, и[х химический состав непосредственно будет зависеть от биохими[ческиIх показателей ягод. Поэтому опIределение содержаниIя биохимических веществ в ягодах играет немало-важнIую роль.
В связи с чем, нау Т чно-практическ<ое обоснование и раIзработка технологии и ре-цепту 1 р каш быIстрого пIриготовлениIя функциональной напIравленности отечественного производства с добавлением разлиIчныIх источников жизненно важныIх добавок<, таких как ягод является весьма актуальны.1м.
Цель и задачи исследования
Целью нашей работыI является изучение химического состава сублимиIрованныIх ягод для дальнейшего обогащения концентратов каш функционального наIзначени1я.
Задачи исследова1н1ия:
-
- опIределение содержаниIя витаминов в сублимированныIх ягода1х;
-
- определение содержания минераль-ныIх веществ в сушеныIх ягода1х4;
-
- опIределение антиоксиIдантной активности и содержаниIя углеводов в ягода1х4.
Материалы и методы исследований
В качестве объектов исследованиIя быIли выIбраны.1: обраIзцIыI сушеннIыIх сублимацией ягод каIзахстанского пIроизводства - клубника, малина, голГубика, смородина и облепиха1.
Исследования пIроводились в соответствии с нормативно-методическими документами.
ВитаминыI определяли согласно ГОСТ 51635-2 1 0)1I1I, 112822-2014, МV-04-41-2005 '5 ГОСТ Р 54635-2 1 0)1I1I, ГОСТ EN 12822-2014, М 04-41-2005 методом капиллярного зонного электрофореза на приборе Капель М-105.
Антиоксидантную активность опiреде-ляли согласно методике к прибору «(ЦветЯу-
X=100A1xV1x m2xA-21xV2-1xm!I-11
где: А1I — площадь или выIсота пика соответствующего сахара в растворе пробы, в м2 или м;
-
V 1— общий объема раствора пробы, см3;
m2 — масса сахара, содержащаяся в общ ем объеме стандартного раствора V2, г;
А2 — площадь или выIсота пика соответствующего сахара в станIдартном растворе, в м2 или м;
-
V 2 — общий объем станIдартного рас-твора1, см3;
m1I — проба, г.
за-01-АА»>. Для построения градуированного графика использовали кверцетин с массовой концентрацией 1 г/дм3. П робоподготовку выIполнIяют согласно методике к прибору. Для исследованиIя используют пробу анаLли-тиIческой чистотГы.1. Согласно градуировачно-го графика пГроводят расчеты.1 .
Макро- и миIкроэлементыI опIределIяли согласно ГОСТам 33824-2016, 51429-99, 95262017, 30178-96, 31160-2012, 31707-2012 на атомно-абсорбционном с[пге£ктроcмVетреe « <КВАНГ-2ЭТГА»>. Результат измерениiя на содержание опiределtяемого элеменiта в анализируемой пiробе выiчисляют пiри помощи пiро-граммного обеспечения пiрибора по формулам, пгриведенныiм в используемыiх ГОСТах.
УглеводыI определяли согласно ГОСТ 53152-2008 на выiсокоэффективном жиIд-костном хроматографе (ВЖХ) «(AGILENT-1200»> с диодно-матричныIм и флуоресцент-ныiм детектора1миi. М етод основан на растворении испыiтуемой пiробыI в воде, хроматографическом раiзделении сахаров, иiх регистрации с помощью рефрактометрического детектора и количественном определении по методу внешних стандартов. Для измерений в пгрибор вводят пробу аналитиIческой чисто-тыI. ПолученныIй раствор фильтруют через нейлоновыIй фильтр.
Массовую долю сахара Х, %0, рассчи-тыIвают по форму л1е:
Оценка результатов эксперимен1тов осуществлена общепIринятыIми методами математической статистик<и.
Результаты и их обсуждения
Среди большого раIзнообраIзиIя ягод для исследований быIли выIбраныI самыIе актуаль-ныIе видыI на данныIй момент, обладающие выIсокой антиоксидантной активностью и питательной ценностью, такие как клубник<а, малина, смородина, облепиха и голуби1к<а.
В таблице 1 пIриIведенIыI резулIьтатыI исследований по определению витаминного состава изучаемыIх яIгод. СоглаIсно полученныIм данныIм в ягодах выIявлено 9 виI,дов витаминов, включая Вс, А, Е, В1, В2, В3, В5, В6, С.
Таблица 1 - Содержание витаминов в сублимированных ягодах
Биохимические показатели |
Ягоды |
||||
Клубника |
Малина |
Смородина |
Облепиха |
Голубика |
|
A мг/100 г |
10,85±0,26 |
154,82±3,87 |
3,74±0,05 |
796,01±23,81 |
31,67±1,10 |
E мг/100 г |
1,90±0,03 |
3,36±0,08 |
0,16±0,002 |
17,09±0,42 |
8,96±0,07 |
B 1 (тиаминхлорид), мг/г |
0,056±0,011 |
0,046±0,009 |
0,057±0,011 |
0,052±0,010 |
0,035±0,007 |
B2 (рибофлавин), мг/г |
0,034±0,015 |
0,025±0,010 |
0,039±0,016 |
0,015±0,006 |
0,051±0,021 |
B6 (пиридоксин), мг/г |
0,052±0,010 |
- |
0,072±0,014 |
0,052±0,010 |
0,038±0,008 |
C (аскорбиновая кислота), мг/г |
1,033±0,351 |
0,458±0,156 |
0,821±0,279 |
0,375±0,128 |
0,219±0,074 |
B3 (пантотеновая кислота), мг/г |
0,138±0,028 |
0,039±0,008 |
1,591±0,318 |
0,06±0,012 |
- |
B5 (никотиновая кислота), мг/г |
- |
0,014±0,003 |
0,308±0,055 |
- |
0,179±0,036 |
Вс (фолиевая кислота), мг/г |
- |
0,012±0,002 |
- |
0,025±0,005 |
- |
ВыIсокими показателями витамина А среди сушенных я[год облаIдают малина (154,82±3,87 мг/г) и облепиха (796,01±23,81 мIг/г), выIсоким содержанием витамина Е облепиха и голубика -17,09±0,42 мIг/г, 8,96±0,07 мIг/г соо>тветственно (табл. 2). Наибольшее содержание витамина В3 замечено у смородиныI - 1,591±0,318 мIг/г, у клубники показатель составил 0,138±0,028 м1г/г. У голубики данныIй витамин не обнаружен. Содержание В5 у смородиныI (0,308±0,055 мIг/г) выIше, чем у остальнIых. У клубники и облепихи виIтамин В5 не обнаружен. ВыIсоким содержанием виIтамина С обладают клубника - 1,033±0,351I мг/г> смородина - 0,821±0,279 мIг/г> мали[на -
0,458±0,156 мIг/г> облепиха - 0,375±0,128 мIг/г> наименьшим голубика - 0,219±0,074 мIг/г. В суб-лимиIрованных я[годах клубники отсутствуют такие витаминыIкак Вс и В5, в малине В6, в смородине Вс, облепихе В5, и у голубики В3 и Вс.
Определение содержания минеральных веществ в сублимиIрованных яIгодах является необходимыIм, в связи с тем, чIто данныIе пIродук-тыIдолжныI сохранить свIои ценныIе питательнIыIе свойства после технологической переработки. В результате исследований установлено, чIто в ис-следуемыIх образцах детерминировано 9 виIдов минеральных вещ еств (Zn, M g, Fe, Cu, CaI, Se, I, Si) иIх содержание пIри[ведено в таблице 2.
Таблица 2 - Содержание минеральных веществ в сушеных ягодах
Минеральные вещества |
Клубника |
Малина |
Смородина |
Облепиха |
Голубика |
Zn, мг/кг |
0,76±0,019 |
0,99±0,030 |
0,57±0,009 |
2,12+0,12 |
0,77±0,021 |
Mg, мг/100 г |
61,00±0,93 |
108,55±1,62 |
44,09±0,66 |
198,71±2,43 |
60,00±2,21 |
Fe, мг/кг |
3,83±0,07 |
6,70±0,33 |
3,46±0,04 |
13,55±0,18 |
2,74±0,004 |
Cu, мг/кг |
0,39±0,001 |
0,95±0,006 |
408,93±0,44 |
204,22±2,7 |
1,18±0,01 |
Ca, мг/100 г |
127,43±1,05 |
204,26±1,28 |
106,00±0,53 |
110,13±0,72 |
128,63±0,96 |
Se, мг/100 г |
4,90±0,12 |
1,12±0,23 |
0,61±0,009 |
5,08±0,01 |
0,53±0,01 |
I, мг/100 г |
- |
1,68±0,08 |
0,004±0,0001 |
4,48±0,11 |
- |
Si, мг/100 г |
0,81±0,01 |
218,40±5,67 |
40,78±0,57 |
15,03±0,19 |
- |
В результате исследований минерального состава установлено, что колиIчество мине-ральнIыIх соедиIнений во всех образцах нахо-диIтся в п[ределах допIустимой концентраци1иA. Содержание цинка находится пIримерно на одном уровне у клубники, малинIыI и голубики, и составляет 0,76±0,019 мг/кг; 0,99±0,030 мг/кг; 0,77±0,021I мг/кг соответственно. В смородине его содержание снижено и составляет 0,57±0,009 мг/кг, а наивыIсшее содержание данного миIкроэлемента наблюдается в облепихе и составл[яет 2,12±0,12 мг/кг. М алина и облепиха отлиIчаются выIсоким содержанием магнияI. ВыIсокое содержание железа отмечается в облепиTхе и малине, концентрация меди в смородине составл[яет 408,93±0,44 мг/кг, что почти в два раза больше чем в облепихе (204,93±10,44 мг/кг) и в сотни раIз - в дру/гиIх образцах. Содержание кальция находиIтся почти на одном уровне во всех пгробах за исключением смородинIыI и облепихи, у которыIх эти покаIзатели ниже. Наибольшее колиIчество селена обнаружено у облепихи (5,08±0,0)1 мг/100г), что почти в 10 раIз пIревосходигт показатели у други[х образцов. Содержание йода обнаружено в незначительном колиIчестве иIли вовсе отсутствует во всех пробах, за исключением малинIыI и облепихи и составляет 1,68±0,08 мг/100 г и 4,48±0,1 1мг/ 100г соответственно. В смородине обнаружено завыIшенное содержание меди 408,93±0,44 мг/кг, что ограничивает ее дальнейшее использов3ан1и1е.
ЯIгодыI обладают отличной анIтиокси-дантной способностью. РезультатыI исследований анIтиоксидантной активности и углеводного состава ягод пIриведенIыI в таблице 3.
Наибольшей антиоксиданIтной активностью обладает клгубника 3,94±0,001I мг/г, затем сле-дIую)т покаIзатели голубики и облепихи -3,46±0,026, 3,36±0,040 мг/л, соответственн1о.
Таблица 3 - Антиоксидантная активность и содержание углеводов в ягодах
Биохимические показатели |
Клубника |
Малина |
Смородина |
Облепиха |
Голубика |
Антиоксиданты, мг/г |
3,94±0,009 |
2,90±0,046 |
2,89±0,045 |
3,36±0.040 |
3,46±0,026 |
Углеводы |
|||||
Сахароза, % |
2,82±0,06 |
1,17±0,24 |
3,69±0,05 |
0,57±0,01 |
5,24±0,52 |
Мальтоза, % |
1,59±0,001 |
0,51±0,02 |
0,21±0,001 |
1,91±0,02 |
- |
Глюкоза, % |
11,94±0,14 |
13,65±0,21 |
5,79±0,12 |
1,79±0,02 |
- |
Фруктоза, % |
12,21±0,31 |
8,14±0,32 |
13,53±0,32 |
4,09±0,06 |
2,19±0,31 |
Больше всего углеводов в виIде моно- и дисахаров найдено в клубник<е. Наибольшее содержание фруктозыI обнаружено в смородине и клубнике, иIх содержание составляет 3,46±0,026 %о, 3,46±0,026 %о соответственн1о). ВыIсокое содержание глюкозыI найIдено в малине (13,65±0,21I%0) и клубнике (11,94±0,14 %0). Наибольшее количество сахарозыI обнаружено у голубики (5,24±0,52 %0). Установлено, что наибольшее суммарное содержани1е углеводов быIло обнаружено у клубники и составило 28,56 %0, затем малина 23,47 %, смородина 23,22 %0, облепиха 8,36 %0 и голубика 7,43 %0. В голубике не обнаружено мальтозыIи глюкозы.1 .
Заключение, выводы
В результате пIроведеннIыIх исследований установлено, что выIсокими показателями витамина А среди сушенныIх ягод обладают маLлина (154,82 мг/г) и облепиIха (796,0]1 мг/г), в облепихе и голубике опIределено выI-сокое содержание витамина Е 17,09 мг/г, 8,96 мг/г соответственн1о. Наибольшее со-держа1ни1е витамина В3 обнаружено у сморо-диныI (1,591мг/г), тогда как у голубики дан-ныIй витамин не обнаружен1. Содержание витамина В5 у смородиныI (0,308 мг/г) выIше, чем у остальныIх образцов, у клубники и облепихи витамин В5 не обнаружен. ВыIсоким содержанием витамина С среди всех изучае-мыIх ягод обладает кл[убника (1,033 мг/г).
В результате исследований минерального состаLва установлено, чIто количество мине-ральныIх соеди[нений во всех образцах находиГт-ся в пIределах допустимой концентрации. Содержание цинка находится пIримерно на одном уровне у клубники, малиныI и голубики, и составляет 0,76 м1г/кг, 0,99 мг/кг, 0,77 мг/кг соответственно. В смородине его содержание снижено (0,57мг/кг), а наиIвыIсшее содержание данного микроэлемента наблюдаIется в облепихе
(2,12 мг/кг). М алиIна и облепиха отличаются выIсоким содержанием маIгния (108,55 мIг/100г и 198,71 мIг/100г соответственно). ВыIсокое содержание железа определено в облепихе (13,55 мIг/кг), концентрация меди в смородине состав-л[яет 408,93мг/кг, что значителIьно пIревыIшаIет показатели д1ру ги[х яIгод. Содержание кальция находится почти на одном у T ровне во всех пГро-бах за исключением смородиныI и облепихи, у коУторыIх эти покаIзатели ниже. НаиболIьшее количество селена обнаружено у облепихи (5,08мIг/100г). Содержание йода оУтсутствует у клубники и голубики.
Установлено, что голубика1, к: лубн[ика и облепиха обладают выIсокой анIтиокси1дантной акти[вностью в сравнении с другими, так анти-оксиIдантная активность гол[уби[ки состовл[яет 3,46 мг/г, клубники 3,94 мг/г и облепихи 3,36 мг/г. Н аибольш ее суммарное содержание углеводов выIявлено у клубники (28,56 %0), затем следует мали[на (23,47 %0), смороди[на (23,22 %0), облепи[ха (8,36 %0) и голГубика (7,43 %0). В гол[убике отсутствуют такие углеводыI как мальтоза и глюкоз 3 а.
В заключении стоиIт отметить, что по результатам биохими[ческих исследований суше-н[ыIх ягод, длIя дальнейших работ перспективныI голгубика, клубника и облепихаJ. Облепи[ха богата виIтаминами А и Е, клубника витамином С. Несмотря на то, что смородина и обладаIет выIсокими биохимическими покаIзатгелIями, за-выIшенное содержание меди ограниIчиIвает ее дальнейшее использование.
Список литературы Изучение химического состава сублимированных ягод для обогащения каш быстрого приготовления
- Saxena D., Jain S., Dixit A. Development of instant gluten free porridge // Integr Food Nutr Metab. - 2019. - Vol. 6. - R. 1-3.
- Poole N., Donovan J., Erenstein O. Agri-nutrition research: revisiting the contribution of maize and wheat to human nutrition and health. Food Policy. - 2020. 16: 101976. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32963420
- Exemplar for internal assessment resource Home Economics for Achievement Standard 91468 [Elektronnyi resurs]. - 2015. - URL:https://www.nzqa.govt.nz
- Cereal offender: is Kellogg’s breaking its breakfast promises? [Elektronnyi resurs]. - 2019. - Cereal-offender-English-web-FINAL.pdf (changingmarkets.org)
- Lavelli, V., Harsha, P. S., Ferranti, P., Scarafoni, A., & Iametti, S. Grape skin phenolics as inhibitors of mammalian α-glucosidase and α-amylase-effect of food matrix and processing on efficacy // Food & Function. - 2016. - Vol. 7. - №. 3. - P. 1655-1663.
- Oancea I., Bujoreanu C., Budescu M., Benchea M. & Grădinaru C. M. Considerations on sound absorption coefficient of sustainable concrete with different waste replacements // Journal of Cleaner Production. - 2018. - Vol. 203. - P. 301-312.
- Tupuna-Yerovi D. S., Paese K., Flôres S. H., Guterres S. S. & Rios A. Addition of norbixin microcapsules obtained by spray drying in an isotonic tangerine soft drink as a natural dye // Journal of food science and technology. - 2020. - Vol. 57. - №. 3. - P. 1021-1031
- Glover-Amengor, M., Aryeetey, R., Afari, E., & Nyarko, A. Micronutrient composition and acceptability of Moringa oleifera leaf-fortified dishes by children in AdaEast district, Ghana. Food Science and Nutrition. - 2016. - 5. - R. 317-323.
- Tembo, D. T., Holmes, M. J., & Marshall, L. J. Effect of thermal treatment and storage on bioactive compounds, organic acids and antioxidant activity of baobab fruit (Adansonia digitata) pulp from Malawi // Journal of Food Composition and Analysis. - 2017. - 58. - P. 40-51.
- Adetola, O., Y., Kruger, J., White, Z., & Taylor, J. R. N. Comparison between food-to-food fortification of pearl millet porridge with moringa leaves and baobab fruit and with adding ascorbic and citric acid on iron, zinc and other mineral bioaccessibility. -2019. LWT. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.02.044
- Schmid V. et al. Enrichment of starch-based extruded cereals with chokeberry (Aronia melanocarpa) pomace: Influence of processing conditions on techno-functional and sensory related properties, dietary fibre and polyphenol content as well as in vitro digestibility // LWT. - 2022. - Vol. 154. - P. 112610.
- Buchholz M., Drotleff A. M., Ternes W. Thiamin (vitamin B1) and thiamin phosphate esters in five cereal grains during maturation // Journal of Cereal Science. - 2012. - Vol. 56. - №. 1. - P. 109-114.