Оценка стабильности антиоксидантных свойств обогащенных напитков при хранении

Согласно данным Института питания РАМН формула пищи человека III тысячелетия – это постоянное использование в рационе, наряду с традиционными пищевыми продуктами, функциональных продуктов и биологически активных добавок (БАД) [8].

Принятые Правительством Российской Федерации Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 г. (распоряжение Правительства РФ от 29 июня 2016 г. № 1364-р) и Основы государственной политики в области здорового питания населения на период до 2025 г. (Приказом Минздрава России от 15.01.2020 № 8) предполагают научно обоснованное развитие пищевой промышленности. В качестве актуальных направлений развития можно рассматривать: создание условий для производства пищевой продукции нового поколения с заданным химическим составом; организацию научных исследований, направленных на повышение пищевой ценности продуктов питания; разработку сбалансированных рецептур и совершенствование технологических приемов стабилизации качества пищевой продукции [1, 3, 6].

Значительную часть ассортимента функциональной продукции занимают безалкогольные напитки, как пищевая система, удобная для обогащения и доставки функциональных ингредиентов в организм человека. Вместе с тем, до сих пор остается нерешенным вопрос сохранения функциональных свойств напитков в течение заявленных сроков хранения. Известно, что значительная часть функциональных ингредиентов – это вещества, обладающие низким уровнем термической, химической стойкости, склонные к потере биоактивных свойств в процессе хранения [2, 4, 5, 8].

По этой причине поиск подходов, позволяющих сохранить заявленную эффективность функциональных продуктов/напитков в течение срока их хранения, является актуальным. Решением поставленной задачи может быть использование инновационных видов упаковки, обеспечивающих хранение биологически активных компонентов в сухом виде, отдельно от жидкой системы основного продукта и их смешивание непосредственно перед употреблением напитка.

Оценка целесообразности использования такого вида упаковки для сохранения антиок- сидантных свойств безалкогольных напитков и определяет цель настоящего исследования.

Материалы и методы

Для исследования в качестве базовой была использована рецептура безалкогольного негазированного напитка, разработанная ООО «АДК Технологии». Для обогащения напитка и придания ему функциональных свойств применялся растительный антиоксидант дигидрокверцетин, изготовитель ООО «Такси-фолия», Белгород. Выпускается согласно ТУ 9197-001-99964074-09.

Дигидрокверцитин – флаванонол, антиоксидантная активность которого значительно превосходит многие соединения флавоноидного ряда благодаря особому строению молекулы [9–14].

ДГК относится к 6 классу безопасности, что означает его абсолютную нетоксичность. Опыты на животных показали, что при пероральном введении до 10 г/кг живого веса не было обнаружено нарушений функционального состояния организма [3, 18].

Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) опубликовало окончательное научное мнение о безопасности применения дигидрокверцетина в качестве нового пищевого ингредиента. Дигидрокверцетин вносили в состав напитка в количестве 30 % от рекомендуемой нормы его потребления [7, 9, 15].

В рамках исследований проводили оценку целесообразности применения хранения биологически активного вещества в сухом виде за счет использования инновационной упаковки для обеспечения сохранности антиоксидантных свойств обогащенного напитка.

Для достижения поставленной цели был сформирован план эксперимента, представленный на рис. 1.

Таким образом, была сформирована следующая номенклатура объектов исследования:

образец 1 – контрольная рецептура напитка без БАД в традиционной упаковке ПЭТ;

образец 2 – напиток с добавлением антиоксиданта дегидрокверцетина в традиционной упаковке ПЭТ;

образец 3 – напиток с добавлением антиоксиданта дегидрокверцетина в инновационной упаковке ООО «АДК Технологии» (рис. 2).

1 Этап

Разработка напитков и оценка их свойств

• 3 образца напитков

•Контролируемые показатели:

•прозрачность,

• массовая доля флавоноидов в пересчете на дигидрокверцетин,

•антиоксидантная активность

2 Этап Хранение напитков		3 Этап Исследование свойств напитков после хранения
•Использовали процедуры ускоренного старения: температура – 48 °С интенсивная подсветка. Срок хранения составил 72 часа, что эквивалентно 6 месяцев хранения в регламентированном		• 3 образца напитков •Контролируемые показатели: •прозрачность, •массовая доля флавоноидов в пересчете на дигидрокверцетин, •антиоксидантная активность
режиме

Рис. 1. Обобщенная схема исследований

При закладке на хранение использовали метод ускоренного тестирования срока хранения – ASLT (Accelerated Shelf Life Testing), сокращая процесс получения необходимых экспериментальны данных. При этом для ASLT метода было использовано 2 действующих фактора:

– температура (использовался режим 48 °С);

– интенсивная подсветка со спектральной характеристикой дневного света.

Рис. 2. Инновационная ПЭТ-упаковка для напитков, разработанная ООО «АДК Технологии»

При таком сочетании факторов соответствие временных промежутков было принято, как:

24 ч – 2 месяцев хранения;

48 ч – 4 месяцев хранения;

72 ч – 6 месяцев хранения.

Указанные временные промежутки были приняты за контрольные точки при решении задач второго этапа исследований.

В качестве оцениваемых показателей были определены:

– прозрачность – визуально с использованием 5-балловой шкалы:

• 5 баллов – прозрачный с блеском;

• 4 балла – прозрачный, но без блеска;

• 3 балла – слабо опалесцирующий;

• 2 балла – тусклый со значительной опалесценцией;

• 1    балл – мутный непрозрачный;

  – массовая доля флавоноидов – определяли спектрофотометрически с хлоридом алюминия (модификация метода определения содержания флавоноидов по Фармакопее XIII);

  – антиоксидантная активность – определяли методом DPPH [17, 18].

Результаты исследования и их обсуждение

Стойкость безалкогольных напитков, определяемая на основе оценки прозрачности, является важной характеристикой их потребительских свойств и обусловливает, в конечном счете, формирование предпочтений потребителей. По этой причине поиск решений, направленных на обеспечение гарантированной стабильности безалкогольных напитков, является крайне актуальным. В значительной степени это относится к функциональным напиткам, поскольку потеря прозрачности, как коллоидный процесс, зачастую сопряжена с деградацией биологически активных веществ и потерей функциональных свойств напитков.

Проверка данной гипотезы и осуществлялась на следующем этапе исследований, при контроле количественного содержания биологически активного вещества и показателей, характеризующих функциональные свойства напитков, в нашем случае, антиоксидантной активности.

Представленные на рис. 3 значения стойкости напитков (по визуальной оценке прозрачности в условиях ускоренного старения) свидетельствуют о том, что наиболее стойким является напиток с дигидрокверцетином, хранившийся в инновационной упаковке, потеря прозрачности составила 1 балл за 6 месяцев. Это обусловлено, в первую очередь, исключением значительной доли сухих веществ, склонных к деградации и участвующих в формировании коллоидных помутнений, из жидкой фазы напитка, что позволило минимизировать нежелательные процессы. Наиболее интенсивно коллоидные процессы помутнения протекали в напитке с дигидрокверцетином, изначально внесенным в систему напитка, и хранившимся в традиционной ПЭТ-упаковке, что в целом подтверждается данными, представленными в литературе [11, 13, 15–18].

Наибольший интерес в рамках исследования вызывало отслеживание динамики количественного содержания функционального ингредиента и функциональных свойств напитков (оценивались для образцов 2 и 3).

Так, представленные на рис. 4а данные свидетельствуют о том, что использование экспериментального режима хранения функционального ингредиента в сухом защищенном от УФ виде с применением упаковки ООО «АДК Технологии», с внесением ингредиента перед непосредственным употреблением напитка (в нашем случае исследованием), позволяет обеспечить выраженный эффект количественного сохранения биологически активного вещества – дигидрокверцетина. При использовании традиционной ПЭТ-упаковки количественное содержание флавоноидов (в пересчете на дигидрокверцетин) с учетом используемого уровня закладки в рецептуру уже через 4 месяца хранения было недостаточным и не позволяло отнести напиток (образец 2) к категории функциональных (ГОСТ 56543-2015).

Через 6 месяцев хранения в традиционном режиме содержание дигидрокверцетина снизилось более чем на 30 %. Эти изменения можно нивелировать, увеличив закладку биологически активного вещества в рецептуру, что, однако, сопряжено с увеличением стоимости напитка и может привести к избыточной дозе дигидрокверцетина при употреблении свежеприготовленных напитков.

Отмеченные потери антиоксиданта отразились и на значении антиоксидантной активности напитка, которая для образца 2 снизилась на 38,4 % через 6 месяцев хранения. Для образца 3 колебания антиоксидантной активности в течение всего периода исследования были статистически незначимы. Использование инновационной упаковки позволило в полной мере сохранить функциональные свойства в течение заявленного срока хранения.

Рис. 3. Динамика стойкости исследуемых образцов напитков при традиционном режиме хранения, баллы (n = 3)

а)

- • - Образец 2  —е— Образец 3

б)

Рис. 4. Динамика показателей АОА и содержание флавоноидов в исследуемых образцах напитков: а – содержание флавоноидов, мг; б – АОА, DPPH, %

Заключение

Полученные в ходе проведенных исследований результаты показали целесообразность использования инновационной упаковки ООО «АДК Технологии» для обеспечения стабильности показателей качества безалкогольных напитков и сохранения их функциональных свойств в течение заявленного срока хранения.

Антиоксидантные свойства напитка, заложенного на хранение в инновационной упа- ковке, на конец хранения были сопоставимы с исходными значениями. Тогда как при использовании традиционной упаковки ПЭТ снижение контролируемого показателя составило около 40 %.

Вместе с тем, для более глубокой оценки эффективности упаковки требуется развитие исследований, в том числе в направлении расширения используемых видов напитков и биологически активных веществ, используемых для их обогащения.