К вопросу об эффективном использовании вторичных сырьевых ресурсов облепихи

Одним из основных направлений государственной политики в сфере обеспечения продовольственной безопасности является расширение ассортимента и объемов производства пищевой продукции массового потребления со сниженным содержанием жира, насыщенных жирных кислот и трансизомеров жирных кислот, сахара и поваренной соли, разработке инновационных технологий переработки сырья для получения новых видов специализированной, функциональной и обогащенной пищевой продукции [1], высокой степени переработки природных ресурсов, это же является актуальным для развития Дальнего Востока и Республики Бурятии в частности [2].

Кондитерские изделия всегда служили объектом для обогащения функциональными ингредиентами. Зефир и пастила пользуются особым спросом среди покупателей, в то же время обладают высокой сахароемкостью, несбалансированностью состава, дефицитом витаминов, пищевых волокон, микро- и макроэлементов, но являются «удобными» для введения функциональных ингредиентов за счет относительно низких температурных режимов обработки сбивной массы. Мучные кондитерские изделия, такие как печенье, кексы и др., входят в ежедневный рацион большинства потребителей, поэтому обогащение их состава является наиболее целесообразным. Для этой цели перспективны полуфабрикаты из плодов и ягод (пюре, концентрированная паста, порошок).

Среди большого разнообразия плодов и ягод, произрастающих на территории Российской Федерации, особое внимание заслуживает облепиха, уникальность которой обусловлена содержанием углеводов, пектиновых, дубильных и азотистых веществ, это настоящая кладовая целого набора витаминов, антиоксидантов, макро- и микроэлементов. На содержание этих веществ влияют различные факторы, например, такие как сорт, регион произрастания, климатические условия; при переработке возможно их перераспределение по составным частям [3 - 5]. Степень накопления питательных веществ в растительном сырье обусловлена многими факторами, одними из которых являются климатические условия. При резко континетальном климате Забайкалья облепиха является одной из ведущих и страховых ягодных культур Бурятии. Преимуществом сортов облепихи бурятской селекции являются зимостойкость и высокое содержание биологически активных веществ [6, 7]. На сегодня ресурсы облепихи в России востребованы в большей степени для переработки в масло, незначительная часть используется для производства консервированной и других видов продукции. Жмыхи и шроты вовсе могут быть не вовлечены в производство из-за высокой ассоциативной связи биологически активных компонентов ягод с компонентами клеточных стенок.

В процессе переработки плодов и ягод образуются вторичные сырьевые ресурсы (ВСР) и отходы: вытерки, выжимки, семена, плодовые косточки, очистки, получаемые при очистке, протирании, прессовании, резке. ВСР плодоовощной отрасли могут составлять от 5 до 85 % от исходной массы перерабатываемого сырья. До 70 % этих ВСР направляется на корм сельскохозяйственных животных и птицы, остальная часть остается невостребованной. Однако по биохимическому составу ВСР и отходы содержат значительное количество белковых и минеральных веществ, углеводов, витаминов и микроэлементов [8]. Существует ряд работ, посвященных переработке жмыха или шрота облепихи и применению их в производстве новых продуктов из растительного сырья [9 - 14]. Но, несмотря на это, следует признать, что потенциальные возможности ягод облепихи в пищевой промышленности реализуются недостаточно эффективно.

В связи с этим целью работы является исследование возможности использования ВСР облепихи в порошкообразном виде в производстве кондитерских изделий.

Материалы и методы исследований

Объектами исследований служили: ВСР переработки облепихи (жмыхи), образующиеся после отжатия сока из плодов облепихи, произрастающей в Бурятии, и полученный из них порошок; зефирная масса и зефир с добавлением порошка из ВСР переработки облепихи, без-глютеновый кекс с добавлением порошка из ВСР переработки облепихи.

В данной работе для оценки показателей качества жмыха облепихи и порошка из него, качества готовых мучных и сахаристых изделий применялись общепринятые методы исследований. Содержание влаги определяли арбитражным методом путем высушивания до постоянной массы, количество золы - методом озоления в муфельной печи, титруемую кислотность методом титрования, определение общего азота - по методу Кьельдаля, определение клетчатки - по методу Кюшнера и Ганека, содержание аскорбиновой кислоты – йодометрическим методом в модификации Л.П. Солоненко, содержание токоферолов – методом ВЭЖХ, количество жира - экстрагированием диэтиловым эфиром методом Рушковского.

Результаты исследования и их обсуждение

В результате отжатия сока из плодовой смеси облепихи получили вторичный продукт – жмых, выход которого составил 17–20 % от массы плодов. В свежем виде такое сырье не может долго храниться, поэтому для предотвращения спиртового брожения полученный жмых сушили при щадящих температурах.

Были изучены показатели качества сухого жмыха, полученного из плодов разных сортов облепихи, данные представлены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели качества жмыха облепихи

Наименование показателя	Значение
Массовая доля, %
влаги	6,4–8,0
золы	2,1–2,2
масла	13,1–16,9
общего азота	7,4–8,9
пектиновых веществ	1,06–1,2
клетчатки	8,2–8,9
Титруемая кислотность (в пересчете на яблочную), %	3,5–4,4
Массовая доля, мг%:
аскорбиновой кислоты	88,2–239,8
токоферолов	310,5–561,3
Массовая доля минеральных веществ, мг/100 г: железо марганец кальций магний	2,0 - 2,1 0,55 - 0,56 29,56 - 29,64 64,0 - 64,1

По представленным в таблице 1 данным можно сделать вывод, что жмых облепихи содержит значительное количество питательных и биологически активных веществ и его дальнейшая переработка оправдана.

В данной работе была предложена технология дальнейшей переработки ВСР облепихи по способу, представленному на рисунке 1.

В соответствии со схемой высушенный жмых фракционировали на семена и сушеную мякоть путем просеивания через последовательно установленные сита с диаметром ячеек 3,0 и 2,5 мм. Отделенную мякоть измельчали и просеивали через последовательно установленные сита с диаметром ячеек 1,0 и 0,56 мм. Извлечение получаемого при этом порошка составило 85 ± 1 %.

В полученном порошке из ВСР облепихи определяли показатели качества (табл. 2). Как видно по представленным данным, порошок из ВСР облепихи обладал хорошими органолептическими свойствами, имел сыпучие свойства. Содержание массовой доли влаги 8,0±0,2 % свидетельствовало о достаточно стабильных свойствах при хранении и транспортировке. Порошок содержал сравнительно высокое количество биологически активных веществ, чем в цельных плодах облепихи, так как эти вещества при сушке концентрируются.

При разработке рецептуры зефира с добавлением порошка из ВСР облепихи следовали традиционной технологии производства зефира согласно ГОСТ 6441-2014 «Изделия кондитерские пастильные. Общие технические условия».

Рисунок 1 - Принципиальная схема переработки ВСР облепихи

Таблица 2

Показатели качества порошка из ВСР облепихи

Показатель	Характеристика
Цвет	Оранжевый
Вкус	Свойственный облепихе, сладковато-кислый
Запах	Свойственный облепихе
Структура	Порошкообразная сыпучая масса
Массовая доля, %:
влаги	8,0± 0,2
клетчатки	19,0 ±0,2
золы	2,3 ±0,5
Титруемая кислотность (в пересчете на яблочную), %	1,7 ±0,05
Массовая доля аскорбиновой кислоты, мг %	46,2 ±20,0

Для этого изготовляли уплотненное яблочное пюре путем уваривания в течение 30 - 40 мин (на загрузку сырья) до содержания сухих веществ 16 - 18 %, так как использование такого пюре позволяет сократить время выстойки и сушки. Полученное пюре смешивали с сахаром при нагревании до 65 - 75 ºС. Качество полученного полуфабриката яблочного пюре соответствовало ГОСТ 32741-2014 «Полуфабрикаты. Начинки и подварки фруктовые и овощные. Общие технические условия». Агаро-сахарный сироп уваривали до влажности 15 - 16 % в течение 6 - 8 мин (на загрузку сырья). В чашу взбивальной машины загружали отвешенную порцию яблочно-сахарной рецептурной смеси, добавляли яичный белок и пускали в ход мешалку, через 10 - 12 мин добавляли горячий агаро-сахарный сироп, взбивали еще 2 - 3 мин. Зефирную массу отсаживали, укладывали на решетку, выдерживали для подсушки и студнеоб-разования в сухом помещении при относительной влажности воздуха не выше 60 - 65 % в течение 16 - 24 ч. После выстойки половинки зефира склеивали и обсыпали сахарной пудрой.

Далее в зефир добавляли порошок из ВСР облепихи в количестве 1, 3 и 5 % от массы яблочного пюре. При разработке рецептуры зефира в качестве аналога был использован патент № 2321267 «Способы производства зефира» [15], авторы которого использовали порошки из сушеных цельных плодов и ягод.

Принципиальным отличием разрабатываемого нами способа от аналога являлось то, что в данной работе был использован в качестве добавки порошок, полученный из ВСР переработки плодов для производства сока.

Следование способу, представленному в аналоге, привело к тому, что уменьшался объем общей массы пюре из-за высокой водопоглотительной способности порошков, что привело к уменьшению объемного выхода зефира; при взбивании зефирной массы с полученным пюре необходимая пенообразная структура не образовывалась за весь период взбивания ввиду повышенного содержания органических кислот в порошках. В ходе отработки технологии было предложено добавлять порошок из ВСР облепихи в конце взбивания зефирной массы после добавления агаро-сахарного сиропа. При этом условии яичный белок с яблочным пюре хорошо взбивался, образуя пенообразную равномерную структуру, добавление порошков в конце взбивания после внесения горячего агаро-сахарного сиропа не оказывало негативного влияния на пенообразную структуру сбивного полуфабриката.

Изготовленный зефир с добавлением порошка оценивали по органолептическим показателям качества в сравнении с контрольным образцом на предмет соответствия ГОСТ 64412014 «Изделия кондитерские пастильные. Общие технические условия». Выявлено, что при внесении порошкообразной добавки от 2 до 5 % ухудшались органолептические показатели качества зефира, он приобретал рыхлую консистенцию, неоднородную структуру с большим количеством включений порошка. В связи с этим оптимальным принято добавление порошка из ВСР облепихи в количестве 1 % от массы пюре.

Полученный по разработанной технологии зефир с добавлением порошка из ВСР облепихи в количестве 1 % (от массы пюре) оценивали по показателям качества по сравнению с контрольным образцом и требованиями ГОСТ6441-2014 «Изделия кондитерские пастильные. Общие технические условия». Данные представлены в таблице 3.

Таблица 3

Физико-химические показатели зефира с добавлением порошка из ВСР облепихи

Наименование показателя	Характеристика по ГОСТ 64412014	Контрольный образец яблочного зефира без добавок	Исследуемый образец яблочного зефира с порошком из ВСР облепихи
Массовая доля фруктового сырья, %	Не менее 11,0	14 ± 1,0	14,4 ± 1,0
Массовая доля влаги, %	Не более 25,0	20,0 ± 0,2	17,5 ± 0,2
Массовая доля золы, %,	Не более 0,05	0,44 ± 0,2	0,69 ± 0,2
Массовая доля клетчатки, %	-	-	1,1 ± 0,5

Как видно из таблицы 3, зефир с добавлением порошка из ВСР облепихи содержал меньше свободной влаги за счет того, что в рецептуре использовали порошки, которые обладали высокой влагосвязывающей способностью. Содержание золы в зефире с добавлением порошка выше, так как порошок имеет высокое содержание минеральных веществ и, таким образом, обогащает состав яблочного зефира.

Ранее авторами была разработана технология производства безглютеновых кексов на основе кукурузной муки [16]. Для повышения содержания биологически активных веществ в данной работе предполагалось добавление порошка из ВСР облепихи, полученного по вышеописанной технологии. Для этого порошок из ВСР облепихи добавляли в количестве 5, 10, 15 % (от массы муки) на этапе смешивания жидких компонентов с кукурузной мукой. Полученные кексы с добавлением порошка сравнивались по показателям качества с контролем из кукурузной муки без добавления порошка. Отмечено, что с увеличением добавки 9

кексы приобретали более выраженный вкус и окраску, близкую к цвету облепихи. Добавление порошка из ВСР облепихи свыше 10 % приводило к ухудшению вида в изломе: мякиш становился плохо разрыхленным, приобретал неразвитую пористость. Поэтому оптимальное количество вносимого порошка из ВСР облепихи было принято 10 % (от массы муки).

В таблице 4 представлены результаты исследования физико-химических показателей безглютеновых кексов с добавками и без.

Таблица 4 Физико-химические показатели качества безглютенового кекса с добавлением порошка из ВСР облепихи

Наименование показателей	Контрольный образец безглютенового кекса без добавок	Исследуемые образцы безглютеновых кексов с добавлением порошка из ВСР облепихи (в % от массы муки)
		5 %	10 %
Массовая доля влаги, %	20,8 ± 0,2	17,2 ± 0,2	16,8 ± 0,2
Щелочность, град.	2,0 ± 0,2	2,0 ± 0,2	2,0 ± 0,2
Плотность, г/см3	0,55 ± 0,5	0,48 ± 0,5	0,52 ± 0,5

По физико-химическим показателям полученные кексы из кукурузной муки с добавлением порошка из ВСР облепихи соответствовали требованиям ГОСТ 15052-2014 «Кексы. Общие технические условия». Установлено, что введение в рецептуру безглютенового кекса порошка из ВСР облепихи до 10 % увеличивало содержание аскорбиновой кислоты до 3,08 мг%, клетчатки – до 13,2 %.

Для исследования процесса очерствения кексов с добавлением порошка из ВСР облепихи оценивали изменение их влажности в процессе хранения (рис. 2).

Продолжительность, ч

• □ контроль      □ опытный образец

Рисунок 2 – Изменение влажности кексов в процессе хранения

Установлено, что добавление порошка из ВСР облепихи позволило снизить скорость очерствения кексов по сравнению с контролем. На конец периода хранения 7 сут потеря влаги в контроле составила 23 %, в исследуемом образце – 7,7 % по сравнению с показателем влажности в первые сутки хранения.

Заключение

Таким образом, разработана технология получения порошка из вторичных сырьевых ресурсов плодов облепихи, произрастающей в Республике Бурятия. Изучены показатели качества полученной порошкообразной добавки. Изучена возможность применения порошка из ВСР облепихи в производстве сбивных изделий и безглютеновых кексов, установлены оптимальные дозировки порошка из ВСР облепихи, способы введения, обеспечивающие повышение содержания биологически активных веществ и высокие потребительские характеристики зефира и кекса.