Экстракт саган-дайли как основа безалкогольного напитка

Введение. Поиск нового растительного сырья, обладающего фармакологическими свойствами, остается актуальным направлением для создания безалкогольной продукции, в т. ч. лечебно-профилактического назначения [1–3]. Лекарственное растение/кустарник Саган-Дайля или рододендрон Адамса (Rhododendron Аdam-sii) имеет ареалы распространения на Дальнем востоке и Восточной Сибири, в частности в Якутии. Населяющие данные территории этносы (буряты, эвенки, якуты, тувинцы) издавна заваривали чай из Саган-Дайля, обладающий стимулирующим, тонизирующим и антимикробным действием [4, 5]. Ценные целебные и адаптоген-ные свойства растения все больше привлекают внимание ученых [6–8]. В составе надземных частей растения (листья, цветы, стебли) обнаружено более 170 метаболитов и устойчивых соединений, обладающих выраженной биологической активностью [7]. В эфирном масле Саган-Дайля доминирующими компонентами являются неролидол, фарнезен, 4-фенил-2-бутанон и аро-мадендрен [8]. Присутствующее в составе Саган-Дайля биологически активное вещество – инозитол, не являясь алколоидом, отвечает за выде- ление гормонов счастья – дофамина и серотонина, снимающих тревожные и депрессивные состояния [8]. Однако вследствие очень большого содержания БАВ настои и экстракты Саган-Дайля следует употреблять с осторожностью людям с легковозбудимой нервной системой, а детям до 18 лет, беременным и кормящим женщинам лучше вообще от них отказаться.

Тем не менее экстракты такого ценного лекарственного сырья могут быть использованы для создания специализированного безалкогольного питьевого продукта. Согласно терминологии ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия», к категории специализированного безалкогольного напитка относят питьевые продукты с преобладанием экстрактов, концентратов, настоев, композиций растительного сырья, содержащие компоненты лечебного или лечебно-профилактического действия.

Цель исследования – применение экстракта лекарственного растения Саган-Дайля для создания специализированного безалкогольного напитка.

Задачи: изучение химического состава экстрактивных веществ надземной части растения Саган-Дайля; разработка ингредиентного состава рецептуры безалкогольного питьевого продукта и технологической схемы его производства; спектрофотометрическое исследование антиоксидантных свойств напитка; определение органолептических, физико-химических показателей и микробиологических показателей, регламентированных ГОСТ 28188-20014 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия» и ТР ТС 021/2011.

Материалы и методы. Материалами исследования являлись: высушенные листья и мелкие одревесневшие стебли растения Саган-Дайля, собранного в Якутии (Нерюнгринский район, хребет Западные Янги) в августе 2022 г.; водные экстракты растения; разработанный безалкогольный напиток.

Исходные ингредиенты рецептуры напитка: водный экстракт Саган-Дайля, сахар, лимонная кислота, корица, цедра апельсина, вода. Цедру, корицу применяли в виде водных настоев: свежая цедра апельсина (влажность 95 %) – 1,39 г на 100 мл; корица – 0,15 г на 100 мл. Настои получали, заливая сырье кипящей водой и выдерживая в течение 1 ч. Водные экстракты Са-ган-Дайля получали настаиванием сырья при температуре 90–95 °С в течение 1 ч; гидромодуль 1 : 100 (1 г сухого сырья на 100 г воды).

Для исследования химического состава Са-ган-Дайля применяли традиционные методики количественного анализа [9, 10]; для изучения состава экстрактивных веществ водный экстракт Саган-Дайля получали с использованием аппарата Сокслета, модуль загрузки сырья 1 : 100 [9]. Химический состав экстракта изучали методом УФ- и видимой спектроскопии с применением спектрометра Shimadzu UV-1700. Также водный экстракт изучали с применением метода жидкостной хроматографии с использованием хроматографа «Милихром А-02», колонки Silasorb (SPH 5C18, 2 × 75 мм, dp = 5 мкм). В качестве элюентов применяли 0,01 % раствор муравьиной кислоты и ацетонитрил; скорость подачи подвижной фазы – 100 мкл/мин, градиент: 5–5,5 % за 30 мин, при длинах волн детектирования: 210 (опорная), 230, 240, 250, 260, 280, 300 нм. Объем анализируемой пробы – 5·10-6 л. Идентификацию осуществляли по соответствию времен удерживания с ГСО (государственными стандартными образцами) производства Sigma-Aldrich [11].

Спектрофотометрическая оценка антиоксидантной активности разработанного напитка проводилась с использованием радикала ДФПГ (2,2-дифенил-1-пикрилгидразила) на спектрометре Shimadzu UV-1700. Определяли величину поглощения раствора радикала при 517 нм до и после добавления к нему 50 мкл напитка в течение времени экспозиции 2, 5, 10, 15, 30 мин [11].

Микробиологические показатели разработанного напитка определяли в соответствии с ТР ТС 021/2011 [12]. Органолептическое и дегустационное оценивание питьевого продукта проводилось на кафедре технологии и организации общественного питания (ТООП ИТиСУ СФУ). Органолептические, дегустационные и физикохимические показатели разработанного напитка определяли на соответствие ГОСТ 6687.5-86 «Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения органолептических показателей и объема продукции» [13] и ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия» [14].

Результаты и их обсуждение. Экстракция сухого сырья (листьев и одревесневших стеблей) растения Саган-Дайля с исходной влажностью (8,00 ± 0,21) масс.% дистиллированной водой обеспечила переход в раствор (21,03 ± 1,05) масс.% водорастворимых веществ, содержание которых определено гравиметрически по убыли массы сырья после экстрагирования. Из них большая часть приходится на растворимые углеводы (в пересчете на глюкозу) – (8,25 ± 0,41) масс.%, дубильные вещества (катехины) – (6,8 ± 0,30) масс.%, фенольные соединения – (3,26 ± 0,16) масс.% и флавоноиды – (2,02 ± 0,10) масс.%.

Применение метода УФ- и видимой спектроскопии позволило определить классы экстрактивных веществ Саган-Дайля. Исследование электронного спектра водного экстракта растения не позволило выявить большое разнообразие классов полярных водорастворимых веществ, несмотря на их достаточно высокий процент перехода в раствор (21 масс.% в пересчете на сухое вещество) (рис. 1). Зарегистрировано присутствие простых фенолов (max при 202 нм) и флавоноидов (max при 280 нм). Широкая полоса поглощения при 320–400 нм также отражает присутствие в водном экстракте различных подклассов флавоноидов, что не противоречит [15].

Рис.1. Электронный спектр водного экстракта Саган-Дайля

Electronic spectrum of Sagan-Daylya aqueous extract

Очевидно, что идентификация присутствующих в водном экстракте дубильных веществ, растворимых углеводов, некоторых полярных кислот затруднена, так как они не дают хорошо регистрируемых полос поглощения, вследствие образования рассеивающих глобулярных поли-гидратных комплексов.

Применение высокоэффективной жидкостной хроматографии позволило обнаружить в экстрактах Саган-Дайля от 25 до 30 соединений: агликоны кверцетин, дигидрокверцетин и гликозид кверцетина рутин, а также кофейную, хлорогеновую и галловую кислоты, что не противоречит [11, 16].

Применение хромато-масс-спектрометрии позволило авторам работы [7] более детально идентифицировать в составе экстрактов Саган-Дайля различные классы химических соединений, проявляющих биологическую активность: углеводы (сахара, полисахариды и пищевые волокна), простые фенольные гликозиды, тритерпеновые гликозиды, флавоноиды, замещенные фенолы, органические кислоты, производные бензойной кислоты, гидроксициннаматы, дигид- рохалконы, катехины и процианидины. Известно, что все вышеперечисленные классы веществ в общем виде рассматриваются как полифенолы, проявляющие восстановительные свойства и обеспечивающие высокую антиоксидантную активность экстрактов.

Таким образом, ценный химический состав растения Саган-Дайля, а также возможность экстрактивного извлечения биологически активных веществ мотивировали на разработку безалкогольного напитка на основе водного экстракта данного лекарственного сырья.

При разработке рецептуры безалкогольного питьевого продукта на основе водного экстракта Саган-Дайля для придания вкусо-ароматической симметрии в рецептуру в дополнение к водному экстракту исследуемого сырья вводили настои корицы и цедры цитрусовых культур (лимона или апельсина). Для гармонизации вкуса напитка в рецептуру добавляли сахар и лимонную кислоту.

Рецептура напитка на основе водного экстракта Саган-Дайля представлена в таблице 1.

Таблица 1

Рецептура безалкогольного напитка на основе экстракта Саган-Дайля (в расчете на 1 дал – 10 л) Formulation of a soft drink based on Sagan-Daylya extract (per 1 dal – 10 liters)

Ингредиент	Содержание ингредиента в готовом напитке	Содержание сухих веществ в сырье
		масс.%	г
Очищенная вода, мл	7800	–	–
Сахар, г	510	99,0	504,9
Лимонная кислота, г	35	92,0	32,2
Двуокись углерода, г	25	–	–
Экстракт Саган-Дайля, мл	1500	21,0	315,0
Настой свежей цедры апельсина, мл	500	17,0	85,0
Настой корицы, мл	200	9,2	18,4
Итого, мл	10000		955,5

Примечание : Всего в 10 л готового напитка (ρ = 1,02 г/см³) сухих веществ – 955,5 г, или 9,37 %.

Органолептические показатели питьевого продукта приведены в таблице 2. Отмечено соответствие показателей напитка регламентируемым характеристикам ГОСТ 28188-2014. Проведенное дегустационное оценивание по 10-балльной шкале по критериям внешний вид, цвет, аромат и вкус отразило хорошие показатели – от 8 до 10 баллов по каждому критерию. Таким образом, данные органолептической и дегустационной экспертизы позволили выявить хорошие вкусо-ароматические свойства разработанного напитка.

Таблица 2

Органолептические показатели безалкогольного напитка на основе экстракта Саган-Дайля Organoleptic characteristics of a soft drink based on Sagan-Daylya extract

Показатель	Характеристика напитка на основе экстракта Саган-Дайля
Внешний вид	Прозрачная жидкость, без мутности, осадка и посторонних включений
Цвет	Золотисто-коричневый
Аромат	Специфичный, характерный для растения Саган-Дайля, апельсиновой цедры, корицы
Вкус	Кисло-сладкий, терпкий, насыщенный, характерный для данной композиции ингредиентов

Определены физико-химические показатели разработанного безалкогольного напитка. Результаты показали удовлетворительное соот- ветствие нормативным величинам ГОСТ 281882014 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия» (табл. 3).

Таблица 3

Физико-химические показатели безалкогольного напитка на основе экстракта Саган-Дайля Physico-chemical parameters of a soft drink based on Sagan-Daylya extract

Показатель	Значение показателя
	ГОСТ 28188-2014	Напиток на основе экстракта Саган-Дайля
Объемная доля этилового спирта, для напитков на растительном сырье, %, не более	1,2	–
Массовая доля двуокиси углерода для слабогазированных напитков, %, не менее	0,20	0,25
Массовая доля сухих веществ, %	В соответствии с рецептурой	9,37

Разработанный питьевой продукт является низкокалорийным (20 ккал/100 г), так как содер-

В таблице 4 представлены данные по изучению микробиологической безопасности безалко- жание сахара и органических кислот составляет гольного напитка.

не более 5,0 г в 100 г напитка.

Таблица 4

Показатели микробиологической безопасности безалкогольного напитка на основе экстракта Саган-Дайля

Indicators of microbiological safety of a soft drink based on Sagan-Daylya extract

Показатель	Норматив	Напиток на основе экстракта Саган-Дайля
БГКП (колиформы), см3	Не допускаются	Не зарегистрировано
КМФАнМ, КОЕ/см3	Не более 30	Менее 3
Патогенные, в т. ч. сальмонеллы, г	Не допускаются в 25 г продукта	Не зарегистрировано

Показано, что по микробиологическим пока- Результаты спектрофотометрического иссле-зателям разработанный безалкогольный напи- дования антиоксидантной активности разработок соответствует ТР ТС 021/2011 [12]. танного напитка представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Электронные спектры поглощения раствора ДФПГ при добавлении напитка на основе экстракта Саган-Дайля

Electronic absorption spectra of a DPPG solution when adding a drink based on Sagan-Daylya extract

Электронные спектры демонстрируют резкое снижение оптической плотности раствора модельного радикала – окислителя ДФПГ при добавлении напитка. Через 2 мин после добавления напитка происходит снижение величины поглощения раствора ДФПГ на 51 %; в течение последующих 30 мин содержание ДФПГ падает до 27 % от исходной величины. Это свидетель-свует о высокой антиоксидантной активности разработанного питьевого продукта, обуслов- ленной присутствием соединений восстанови- Саган-Дайля (рис. 3), которая может быть рекотельной природы, преимущественно полифе- мендована к внедрению производителям анало-нольной.                                       гичной выпускаемой продукции.

Предложена технологическая схема произ водства напитка на основе водного экстракта

Рис. 3. Технологическая схема производства безалкогольного напитка на основе экстракта Саган-Дайля

Technological scheme for the production of a soft drink based on Sagan-Daylya extract

Схема отражает подготовительные стадии приготовления экстрактов и настоев исходных ингредиентов напитка, содержащих экстрактивные вещества, смешивание и введение других вкусовых ингредиентов и воды, фильтрования, газирования и завершающие стадии розлива, укупорки и фасовки продукта.

Таким образом, результаты исследования позволяют спрогнозировать хорошие перспективы продвижения и конкурентоспособности разработанного специализированного безалкогольного напитка на основе экстракта растения Саган-Дайля.

Заключение. С использованием традиционных методик и спектрофотометрии изучены классы экстрактивных веществ в составе надземной части растения Саган-Дайля. Показано, что его водный экстракт содержит большое количество экстрактивных веществ (21,03 масс.%), в составе которых присутствуют растворимые углеводы ((8,25 ± 0,41) масс.%), дубильные вещества ((6,80 ± 0,30) масс.%), фенольные сое динения ((3,26 ± 0,16) масс.%), флавоноиды ((2,02 ± 0,10) масс.%).

На основе водного экстракта Саган-Дайля разработана рецептура безалкогольного напитка. Проведена оценка соответствия органолептических, физико-химических и микробиологических показателей разработанного напитка регламентируемым характеристикам ГОСТ 28188-2014 и ТР ТС 021/2011. Показано, что разработанный напиток проявляет высокие антиоксидантные свойства, изученные на модельной реакции восстановления радикала ДФПГ. Разработана технологическая схема производства питьевого продукта. Наличие в составе разработанного напитка полезных биологически активных веществ с высокой фармакологической и антиоксидантной активностью, хорошие органолептические, дегустационные, физикохимические и микробиологические показатели питьевого продукта на основе экстракта Саган-Дайля позволили его отнести к специализированным питьевым продуктам.