Нутриентный профиль быстрозамороженных ягод

Введение. Среди всего многообразия содержащимися в ягодах биологически активных веществ, необходимых для осуществления обмена веществ в человеческом организме, можно выделить значительное содержание витаминов (группы В, С, Р, провитамина А), органических кислот (лимонной, винной, яблочной, щавелевой, янтарной, салициловой и др.), пищевых волокон (клетчатки, пектиновых веществ), макро-и микроэлементов (К+, Fe+2, Cu+2, Mg+2, Na+, Р+3, Са+2 и др.), дубильных веществ, терпеноидов, катехинов, флавоноидов, антоцианов, фенолкарбоновых и оксикоричных кислот и др. [1–4]. Производство продуктов питания с использованием ягодного сырья – приоритетное направление многих федеральных и региональных про- грамм по обеспечению полноценного питания населения РФ. Особую актуальность в этом аспекте приобретает рациональное использование местных природно-сырьевых ресурсов [5].

Наиболее эффективным методом длительного консервирования и хранения ягод с минимальным воздействием на их пищевые характеристики является замораживание, так как понижение температуры не только ингибирует в сырье многие метаболические процессы, но и способствует высвобождению связанных биологически активных соединений [6]. Разнообразная область применения замороженных ягод (приготовление витаминных напитков и коктейлей, муссов, йогуртов, начинок для хлебобулочных и кондитерских изделий и т. д.) обусловила присутствие на потребительском рынке широкого ассортимента продукции, в котором зачастую сложно разобраться рядовому покупателю с точки зрения пользы от употребления того или иного вида ягод.

Цель исследования – изучение нутриентно-го профиля быстрозамороженных ягод различных видов.

Задачи: изучить биохимические показатели, антиоксидантную активность и минеральную ценность испытуемого ягодного сырья.

Объекты и методы. Объект исследования – сортосмеси ягод (земляника садовая, крыжовник розовый, малина, смородина красная, жимолость) урожая 2022 г., промышленно выращенных и замороженных в условиях ИП ГК(Ф)Х Филипповой А.А. (ТМ «Григорьевские сады», Челябинская обл., Каслинский р-н, д. Григорьевка) с целью дальнейшей реализации. Процесс замораживания осуществлялся в морозильной камере в слое ягод толщиной 3–4 см при температуре воздуха –35 °С и скорости движения воздуха 5 м/с до температуры в центре слоя –18 °C. Ягоды упаковывали в пакеты из полиэтиленовой пленки массой нетто 0,5 кг. На время проведения исследования период хранения ягод при температуре не выше –18 °C составил 1 месяц со дня заморозки. Перед проведением исследования ягоды дефростировали в холодильнике при температуре 6–8 °С в течение 4 ч. Медленное размораживание позволяет сохранить структуру сырья, уменьшить потери клеточного сока и сохранить содержание всех нутриентов.

Общее содержание сухих веществ и влаги в ягодах определяли по ГОСТ 33977-2016, сахаров – по М 04-69-2011, органических кислот – по М 04-47-2012, нерастворимых пищевых волокон – по ГОСТ Р 54014-2010, флавоноидов – колориметрическим методом с алюминий хлоридом по Р 4.1.1672-2003 (в качестве стандартного образца использовали рутин), минеральных веществ – по МУК 4.1.1482-03 и МУК 4.1.1483-03, титруемую кислотность – по ГОСТ ISO 750-2013, сахарно-кислотный индекс – отношением общего содержания сахаров к титруемой кислотности. Определение антиоксидантной активности проводили оптическим методом с использованием 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (DPPH) [7], определение общего содержания полифенолов – методом Фолина – Чокальтеу с модификациями [8]. Обработку полученных результатов прово- дили с использованием дисперсионного анализа (ANOVA) с последующим применением критерия достоверно значимой разницы Тьюки (TukeyHSD).

Результаты и их обсуждение. Из данных таблицы 1 видно, что наибольшее количество сухих веществ содержится в ягодах малины, смородины и крыжовника (соответственно 17,9; 15,4 и 14,7 %), а ягоды земляники и жимолости характеризуются повышенным содержанием влаги (соответственно 89,8 и 89,2 %). Во всех ягодах по количественному содержанию преобладает фруктоза (42–53 %), обеспечивающая сладкий вкус, затем следуют глюкоза (38–47) и сахароза (до 16 %), последняя не определена в смородине красной и жимолости. Достоверно большее содержание фруктозы (5,05 %) и глюкозы (4,7 %) отмечается в ягодах смородины, меньшее – в ягодах земляники садовой (2,40 и 1,90 % соответственно). Наибольшее количество сахарозы содержится в ягодах малины (1,68 %), а минимальное – в крыжовнике (0,37 %). Наиболее быстрое и резкое повышение уровня глюкозы в крови отмечается после потребления глюкозы или сахарозы в составе пищи. Фруктоза всасывается медленнее, быстрее метаболизируется в печени и, как показывает исследование, потребление фруктозы приводит к существенно меньшему повышению послепищевой гликемии [9]. В этой связи жимолость привлекает большее внимание с позиций современной нутрициологии.

Из выявленных органических кислот наибольшее влияние на вкус ягод оказывает лимонная [10], по содержанию которой крыжовник превосходит землянику, малину и смородину – более чем в 2 раза, жимолость – в 1,5 раза. В крыжовнике же установлено достоверно высокое (в 5–8 раз выше, чем в других ягодах) содержание янтарной кислоты (2 314,3 мг/кг). Молочная кислота выявлена только в ягодах земляники. Органические кислоты активно участвуют в «ощелачивании» организма, влияют на процессы пищеварения, являясь сильными возбудителями секреции поджелудочной железы в моторной функции кишечника [11, 12]. Ягодам крыжовника в этом вопросе принадлежит «пальма первенства». Титруемая кислотность была максимальной у ягод крыжовника (2,70 %), минимальной – у малины (1,10 %).

Таблица 1

Показатель	Земляника садовая	Крыжовник розовый	Малина	Смородина красная	Жимолость
М. д. влаги, %	89,8±3,4a	85,3±2,9b	82,1±2,5c	84,6±2,8b	89,2±3,5a
М. д. сухих веществ, %	10,2±0,5a	14,7±0,9b	17,9±0,7c	15,4±0,8b	10,8±0,4a
М. д. сахаров, %: сахароза	0,70±0,02a	0,37±0,01b	1,68±0,06c	< 0,2
глюкоза	1,90±0,08a	3,85±0,10b	4,36±0,12c	4,73±0,10d	2,81±0,09e
фруктоза	2,40±0,09b	4,39±0,11a	4,46±0,11a	5,05±0,13c	3,16±0,10d
Содержание органических кислот, мг/кг: лимонная	10130,2±240,2a	24600,1±310,8b	10090,3±221,5a	12230,2±263,7c	15700,1±231,6d
янтарная	295,0±9,3a	2314,3±106,1b	288,1±10,0a	< 1,0	435,9±15,4c
молочная	386,1±10,5	< 1,0
Титруемая кислотность, %	1,60±0,05a	2,70±0,11b	1,10±0,03c	1,30±0,04d	1,80±0,06e
Сахарокислотный индекс, о.е.	3,1±0,1a	3,2±0,1a	9,5±0,3b	7,5±0,2c	3,3±0,1a
Содержание нерастворимых пищевых волокон, г/100г	2,1±0,1a	2,3±0,1b	4,9±0,2c	3,0±0,1d	2,1±0,1a
Содержание полифенолов, ммоль/л экв. галловой кислоты	128,0±3,1a	134,8±3,2b	150,3±3,5c	115,9±2,4d	201,1±4,7e
Содержание флавоноидов, %	0,080±0,002b	0,82±0,03c	0,12±0,01a,b	0,11±0,01a,b	0,14±0,01a
Антиоксидантная активность, %	93,6±2,3b	88,8±2,1a	88,8±2,2a	90,2±2,4a,b	84,7±2,1c

Здесь и далее : средние значения с разными буквенными индексами указывают на достоверные различия между группами согласно TukeyHSD (p < 0,05), значения с одинаковыми индексами статистически не различаются.

Биохимические показатели ягод

Наибольшую гармоничность вкуса имеют, как правило, ягоды при сахарокислотном индексе, равном 15–25 [10]. Ближе всех к величине нижнего предела индекса оказалась малина (9,5 о. е.), что предопределяет ее вкус как кисло-сладкий. По аналогии для остальных ягод характерен кисловатый вкус.

Немаловажными функциональными ингредиентами для растительного сырья являются нерастворимые пищевые волокна (НПВ), в т. ч. клетчатка, дефицит которой в питании человека считается одним из факторов риска развития:

гипомоторной дискинезии толстой кишки, рака толстой и прямой кишок, синдрома раздраженной кишки, желчнокаменной болезни, сахарного диабета, ожирения, варикозного расширения и тромбоза вен нижних конечностей, атеросклероза и др. Пищевые волокна также снижают пищевую гликемию и выброс инсулина у здоровых людей и больных сахарным диабетом [13]. Несомненно, по количеству НПВ малина превосходила остальные ягоды в 1,6–2,3 раза.

Употребление ягод, богатых полифенольны-ми соединениями, связано со снижением риска развития хронических дегенеративных заболеваний, диабета 2-го типа, астмы, сердечнососудистых и онкологических заболеваний [14]. Известно и широкое применение растительных полифенолов при лечении заболеваний человека различной этиологии в качестве капилляроукрепляющих, противовирусных, онкоингиби-риующих, антиоксидантных, антиаллергенных веществ [15]. В этой связи ягоды жимолости, отличающиеся относительно высоким уровнем полифенолов (больше на 33–73 %), представляют особый интерес.

Флавоноиды, являясь разновидностью полифенолов, синтезируются в растениях в виде биоактивных вторичных метаболитов [16], ответственных за их цвет, вкус и фармакологическую активность [17]. Доказано, что они обладают противоспалительным, иммунотропным, цито-протекторным и антиоксидантным эффектами, высокой противораковой активностью, оказывают профилактическое влияние на биохимические показатели крови, поджелудочной железы, слизистой оболочки тонкой кишки и др. [18]. Достоверно высокое содержание флавоноидов определено в крыжовнике розовом, что в 5,8– 10,2 раз выше величин данного показателя в остальных ягодах.

АОА ягод может быть обусловлена не только количеством полифенолов, но и coдepжaниeм вoдo- и жиpopacтвopимыx витаминoв [19]. Для ягод земляники садовой и смородины красной установлена повышенная антиоксидантная способность (на уровне 90,2–93,6 %) по сравнению с другими ягодами, несмотря на пониженное содержание полифенольных соединений.

Как известно, минеральные элементы влияют на активность многих ферментов, входят в состав витаминов, гормонов и тем самым поддерживают гомеостаз организма. Нарушение оптимального баланса элементов в организме человека является причиной многих заболеваний [20]. Установлено (табл. 2), что из исследуемых элементов относительно высокие уровни Ca+2 и К+ установлены в ягодах земляники, Cu+2 и P+3 – в крыжовнике и малине, Fe+2 – в малине и смородине, Mg+2, Mn+3, Se+4 и Zn+2 – в малине, Mo+2 – в крыжовнике, смородине и жимолости, Na+ – в землянике и крыжовнике. Таким образом, по количественному уровню жизненно необходимых для человека минеральных веществ исследуемые ягоды можно ранжировать в следующей последовательности: малина > крыжовник > земляника > смородина > жимолость. Из вероятно необходимых элементов Cr+2 богаты: крыжовник, малина, смородина, Ni+3 – малина, Si+2 – смородина, Sr+2 – земляника, крыжовник, Ti+2 – смородина, малина [20]. Следует отметить, что в ягодах малины выявлено повышенное количество B+3, Ba+2 и Te+2, в крыжовнике – Ba+2, в смородине – Al+3, в жимолости – Te+2. Количество Pb+2 в малине не превысило регламентированной нормы (не более 0,4 мг/кг), согласно ТР ТС 021/2011.

Таблица 2

Элементы	Земляника садовая	Крыжовник розовый	Малина	Смородина красная	Жимолость
1	2	3	4	5	6
Al+3(алюминий)	0,77±0,02a	1,55±0,05b	3,32±0,11c	6,33±0,20d	0,98±0,03e
B+3(бор)	1,36±0,04b	1,06±0,03a	2,31±0,09c	1,55±0,04d	1,09±0,02a
Ba+2(барий)	0,73±0,02a	0,99±0,03c	0,87±0,03c	0,56±0,02b	0,66±0,02a,b
Ca+2(кальций)	486,1±13,2a	211,2±7,3b	167,0±5,1c	136,3±3,4d	89,3±2,6e
Cr+2(хром)	< 0,001	0,054±0,002a	0,055±0,002a	0,065±0,002a	0,037±0,001b
Cu+2(медь)	0,12±0,01b	0,85±0,03a	0,79±0,03a	0,53±0,02c	0,64±0,02d
Fe+2(железо)	4,21±0,15a	4,30±0,14a	7,06±0,20b	7,22±0,21b	2,49±0,08c
К+(калий)	2143,3±57,1a	1258,4±32,6b	813,1±19,3c	967,2±20,6d	1140,1±26,1e
Mg+2(магний)	120,3±2,8a	76,1±1,6b	132,3±3,2c	98,54±2,46d	39,41±1,60e
Mn+3(марганец)	2,69±0,09a	0,80±0,01b	4,62±0,21c	1,83±0,07d	0,50±0,01e
Mo+2(молибден)	< 0,001	0,015±0,004a	< 0,001	0,019±0,005a	0,016±0,004a
Na+(натрий)	2,43±0,08a	2,58±0,06a	2,08±0,05b	1,67±0,06c	1,08±0,04d

Окончание табл. 2

1	2	3		4	5	6
Ni+2(никель)	< 0,001	0,16±0,01a		0,86±0,03c	0,31±0,01b	0,25±0,01a,b
P+3(фосфор)	264,2±9,6b	416,0±13,2a		415,3±12,7a	347,1±10,8c	212,0±7,1d
Pb+2(свинец)	< 0,003			0,020±0,001	< 0,003
Se+4(селен)	< 0,002			0,030±0,002b	0,022±0,001a	0,017±0,001a
Si+2(кремний)	10,20±0,41a		4,12±0,10b	6,64±0,20c	7,55±0,31d	5,39±0,18e
Sr+2(стронций)	1,16±0,03b		1,07±0,04b	0,84±0,03c	0,72±0,02a	0,63±0,02a
Te+2(теллур)	0,10±0,01b		0,12±0,01b	0,26±0,01a	0,12±0,01b	0,30±0,01a
Ti+2(титан)	< 0,001		0,22±0,01b	0,32±0,01a	0,33±0,01a	0,11±0,01c
Zn+2(цинк)	1,19±0,07a		1,45±0,08b	3,10±0,10c	1,20±0,07a	0,94±0,03d

Минеральный состав ягод, мг/кг

Заключение. Из изучаемых биологически активных веществ в замороженных ягодах малины определено достоверно высокое содержание нерастворимых пищевых волокон, большинства минеральных элементов (Cu⁺², Fe⁺², P⁺³, Cr⁺², Mg⁺², Mn⁺³, Se⁺⁴, Zn⁺², Ba⁺², B⁺³, Te⁺², Ti⁺²), а также более приятный кисло-сладкий вкус. В жимолости выявлен повышенный уровень полифенольных и отдельных минеральных веществ (Mo⁺² и Te⁺²), в крыжовнике розовом – повышенные количества лимонной и янтарной кислот, флавоноидов и некоторых минеральных элементов (Cu⁺², P⁺³, Cr⁺², Mo⁺², Ba⁺², Na⁺, Sr⁺²), в землянике садовой и смородине красной – относительно высокая АОА в дополнение к повышенным уровням минеральных компонентов, а именно Ca⁺², К⁺, Na⁺, Sr⁺² в землянике и Al⁺³, Fe⁺², Cr⁺², Mo⁺², Si⁺², Ti⁺² – в смородине.

Таким образом, у быстрозамороженных ягод установлен нутриентный состав, специфичный для каждого вида. Исследуемое ягодное сырье рекомендуется как для непосредственного употребления в пищу с целью обогащения рациона теми или другими функциональными пищевыми ингредиентами, так и для производства кондитерских, хлебобулочных, молочных и других пищевых систем повышенной пищевой ценности.