Перспективы использования айвы японской при разработке биологически активных добавок к пище и продуктам питания

населения, которое предполагает разработку сбалансированных пищевых продуктов и биологически ак- тивных добавок [2, 8]. Основой для этого служит растительное сырье, характеризующееся высоким уровнем минералов, пектина и природных антиоксидантов, таких как витамин С и полифенольные соединения [6, 7]. Одним из возможных источников подобного сырья могут выступать плоды хеномелеса, иначе известного как айва японская (Chaenomeles japonica). Это относительно новая культура для отрасли переработки, которая ценится наличием таких компонентов, как аскорбиновая кислота, клетчатка, а также гликозид амигдалина и жирное масло [4].

Ценность плодов айвы японской заключается не только в их уникальном вкусе, но и в богатом химическом составе. Эти плоды содержат витамины A, C и E, а также множество минералов, таких как калий и магний [3]. Высокое содержание пектинов способствует нормализации работы кишечника и помогает в выведении токсинов из организма. Поэтому айва часто используется в диетическом питании и как ингредиент в лечебных блюдах. Не менее важной является антиоксидантная активность айвы, которая помогает снизить риск развития хронических заболеваний. Фенольные соединения, присутствующие в плодах, оказывают защитное действие на клетки, предотвращая их повреждения. Регулярное употребление айвы может значительно укрепить иммунную систему, что особенно актуально в сезон простудных заболеваний [5]. Согласно литературным данным, в 100 г плодах айвы концентрация аскорбиновой кислоты достигает 21% (от суточной нормы потребления), холина – 17%, бора – 249%, рубидия – 55%, ванадия – 50%, хрома – 39%, кобальта – 33%, стронция – 21,4%, кремния – 18%, железа – 17%, меди – 16%, йода – 10%, а также моно- и дисахаридов (15,2%). В составе плодов айвы также преобладают: глюкоза (21,4%), галактоза

(74,3%); клетчатка (18%); сумма пуриновых оснований составляет 5%; крахмал – 2 г в 100 г плодов; сахароза – 0,64 г в 100 г [3, 9]. Учитывая высокие пищевые и лечебно-профилактические свойства плодов айвы японской, существует возможность разрабатывать новые виды продукции функционального назначения с улучшением основных характеристик традиционно существующих продуктов за счет нового сочетания ингредиентов в готовом продукте.

Цель исследования – изучение содержания биологически активных веществ и показателей безопасности продуктов переработки плодов айвы японской. В задачи исследований входило:

• -    разработка способов концентрирования биологически активных веществ плодов айвы японской в зависимости от технологии сушки;

• -    изучение органолептических свойств переработанной продукции;

• -    анализ химического состава и показателей безопасности порошковой смеси из высушенных плодов айвы японской.

Материалы и методы исследований

Для получения экспериментальных образцов использовали айву японскую отечественной селекции, выращенную на территории дендропарка Орловского ГАУ в 2024 г. Продукты переработки айвы получали следующим образом: собранные плоды тщательно промывали, обсушивали при комнатной температуре, измельчали на кусочки размером 10 ±2 мм и высушивали в вакуумной и конвективной установках типа Vaciotem-t и Contern соответственно при температурах 50, 60 и 70 ºС (см. рис. 1).

Айва (конвек. сушка 60ºС)

Айва (вакуум. сушка 50ºС)

Айва (вакуум. сушка 60ºС)

Рис. 1 – Отработка режимов сушки плодов айвы

Айва (конвек. сушка 70ºС)

Айва (вакуум. сушка 70ºС)

После сушки образцы были измельчены на лабораторной мельнице до достижения однородной консистенции. Для оценки однородности использовался визуальный метод, при котором пестиком про- водили надавливание на порошковую смесь. Полученные порошки отличались бледно-желтым оттенком и имели ярко выраженные характерные вкусовые и ароматические свойства, присущие исходному сырью. Это делает их подходящими для использования в разработке новой пищевой продукции (см. рис. 2).

Рис. 2 – Внешний вид порошков айвы

Химический состав порошков высушенной айвы представлен следующими показателями: массовая доля влаги, жира, азота, клетчатки, пектина, пищевых волокон, аскорбиновой кислоты и зольность. Анализ сырой клетчатки проводился на приборе Fibertec™1020. Содержание пектиновых веществ определяли в соответствии с методикой, предложенной Ермаковым А.И [1]. Азот в образцах определяли на анализаторе Kjeltek Sistem – 2300, жир в – экстракторе Soxtec 2055. Содержание аскорбиновой кислоты определяли титриметрическим методом по ГОСТ 24556-89. Массовую долю влаги – по ГОСТ 339772016. Зольность определяли путем сжигания навески образцов с последующим количественным определением несгораемого остатка по ГОСТ 25555.4-91. Титруемую кислотность – по ГОСТ ISO 750-2013.

В показателях безопасности порошка айвы изучались токсичные элементы (свинец, мышьяк, кадмий и ртуть), нитраты, пестициды (гексахлорциклогексан, дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) и его метаболиты), а также радионуклиды (цезий-137 и стронций-90). Подготовка и минерализация проб для определения токсичных элементов проведена в соответствии с ГОСТ 26929-94. Определение токсичных элементов проводили по общепринятым методикам: свинца – по

ГОСТ 26932-86, мышьяка – по ГОСТ 26930-86, кадмия – по ГОСТ 26933-86, ртути – по ГОСТ 26927-86. Содержание нитратов определяли согласно МУ 504889, пестицидов – согласно ГОСТ 30349-96. Определение радионуклидов (цезия-137 и стронция-90) осуществляли согласно ГОСТ 32161-2013 и ГОСТ 321632013 соответственно.

Результаты исследований и их обсуждение

Для выявления оптимального режима и способа сушки проводилось контрольное взвешивание навесок исследуемых образцов в процессе дегидратации. Было установлено, что количество затрачиваемого времени для достижения влажности 7-9% достигалось быстрее в вакуумной установке и составило 19, 17 и 14 часов при температурах 50, 60 и 70°С соответственно (см. рис. 3). В конвекционной установке количество затрачиваемого времени в процессе сушки на 7, 11 и 10% было выше, чем в вакуумной при аналогичных температурных режимах. Также по рисунку 3 видно, что повышение температурного режима способствовало наиболее интенсивному удалению влаги.

I 51    1

Рис. 3 – Сравнительный анализ динамики сушки плодов айвы при различных температурных режимах вакуумной сушки

Следующий этап исследований включал проведение органолептической оценки, находящей применение на каждом этапе производственного процесса пищевого сырья, начиная с проверки и заканчивая анализом конечной продукции. Данный подход обеспечивает быструю и экономически выгодную возможность получения сведений о качестве продукта, что делает его ключевым инструментом при принятии решений о пригодности для потребления. Органолептическую оценку порошков из айвы проводили по показателям: вкус, цвет, запах и консистенция. Результаты органолептической оценки порошков айвы при разных режимах сушки представлены в табл. 1.

Таблица 1 – Результаты органолептической оценки порошков айвы при различных режимах сушки

Наименование показателя	Температура конвективной сушки, °С			Температура вакуумной сушки, °С
	50	60	70	50	60	70
вкус	13	13	11	15	15	13
цвет	8	7	6	10	10	9
запах	13	14	10	15	14	12
консистенция	13	13	13	13	13	13
ВСЕГО	47	47	40	53	52	47

Наибольшее количество суммарных баллов ха- Чтобы установить результативность способов и рактерно для образцов, высушенных в вакуумной режимов сушки был изучен химический состав сырья, установке, и составило 52, 52 и 47 баллов для 50, 60 и представленный в таблице 2.

70-градусных режимов сушки соответственно.

Таблица 2 – Основные показатели химического состава айвы при разных режимах сушки

Режим сушки		Показатель, ед.изм.
		Массовая доля влаги, %	Жир, %	Зольность, %	Азот, %	Клетчатка, %	Пектин, %	Пищевые волокна, %	Аскорбиновая кислота, мг/100г
50 ºС	и ’S О Д И К К И О К и н	7,45	8,26	1,354	1,658	16,06	4,74	20,80	64,4
60 ºС		7,73	9,11	3,133	1,428	15,55	5,59	21,14	61,6
70 ºС		5,67	6,59	3,511	1,201	17,56	6,25	23,21	52,8
50 ºС	д	9,54	6,77	4,175	1,243	16,32	6,40	22,72	35,2
60 ºС		7,71	6,45	3,572	1,532	16,09	7,20	23,91	74,0
70 ºС		7,59	7,67	3,414	1,448	15,40	6,73	22,13	61,6

Согласно полученным данным, наименьшее содержание жира наблюдалось в порошке айвы, высушенной конвекционным способом при 60ºС – 6,45%. Наибольший процент концентрации минеральных веществ (в золе) выявлен в образце айвы, высушенной вакуумным способом при 50ºС – 4,175%. Процент азота максимальное значение достигал в порошке айвы, высушенной конвекционным способом при 50 ºС

– 1,658%. Наибольшее значение пищевых волокон наблюдалось в образце айвы, высушенной вакуумным способом при 60ºС – 23,91%. Концентрация аскорбиновой кислоты достигла максимальной величины в порошке айвы, высушенной также вакуумным способом при 60ºС – 74,0 мг/100 г. Представленные данные позволяют сделать вывод, что наиболее оптимальным способом высушивания является вакуумная сушка при 60ºС.

В таблице 3 представлены перечень и общая концентрация органических кислот порошка айвы, высушенной в вакуумной установке при температуре 60ºС, по которой можно судить о качестве анализируемого сырья. Так, содержание яблочной, лимонной, винной и молочной кислот превышало 4%, а общая кислотность составила 63,13 ммоль Н+ / 100 г, что свидетельствует о достаточно высокой антиоксидантной активности изучаемого порошка.

Таблица 3 – Содержание органических кислот в порошке айвы (вакуум, 60 ºС)

Наименование к-ты	Значение, г/100 г
Яблочная, г/100 г	4,230
Щавелевая, г/100 г	2,841
Лимонная (моногидрат) , г/100 г	4,419
Винная, г/100 г	4,735
Уксусная, г/100 г	3,788
Молочная, г/100 г	5,682
Лимонная, г/100 г	4,040
Общая кислотность, ммоль Н+ / 100 г	63,13

Для подтверждения безопасности мелкодисперсного порошка из плодов айвы японской с целью его дальнейшего использования при производстве биологически активных добавок к пище и продуктов пита- ния повышенной пищевой ценности определены по казатели безопасности (см. таблицу 4).

Таблица 4 – Показатели безопасности порошка из плодов айвы

Наименование показателей, ед. измерения	Допустимые уровни по ТР ТС 021/2011, не более	Значение показателей
Токсичные элементы1, мг/кг
-свинец	0,4	Менее 0,02
-мышьяк	0,2	Менее 0,003
-кадмий	0,03	Менее 0,002
-ртуть	0,02	Менее 0,01
Пестициды1, мг/кг
-гексахлорциклогексан	0,05
-(альфа-изомер;		Менее 0,02
-бета-изомер;		Менее 0,02
-гамма-изомер)		Менее 0,01
-ДДТ и его метаболиты	0,1	Менее 0,01
Содержание нитратов2, мг/кг	300 – 350	42,3
Удельная активность радионукли-дов3, Бк/кг цезия-137 стронция-90	160 (800)4 –	0,9942 Не обнаружено в пределах определяемого метода

¹ Согласно приложению 3 к техническому регламенту Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011). Гигиенические требования безопасности к пищевой продукции (с изменениями на 14 июля 2021 года). 6. Плодоовощная продукция, чай, кофе (Наименование в редакции, введенной в действие с 11 июля 2020 года решением Совета ЕЭК от 8 августа 2019 года N 115. - См. предыдущую редакцию)

² Согласно утвержденной Министерством здравоохранения РФ допустимой суточной дозы потребления нитратов – 5 мг/кг массы тела человека.

³ Согласно приложению 4 к техническому регламенту Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011). Допустимые уровни радионуклидов цезия-137 и стронция-90 (с изменениями на 14 июля 2021 года).

⁴ Допустимый уровень в сухом продукте.

В результате ведения технологического процесса переработки свежих плодов айвы, включающего процесс высушивания, происходит концентрирование веществ, отвечающих за безопасность высушенного порошка. Установлено, что по показателям содержания токсичных элементов, пестицидов и радионуклидов порошок из плодов айвы японской соответствует требованиям Технического регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» ТР ТС 021/2011. Что в свою очередь, подтверждает безопасность его для включения в рецептурный состав биологически активных добавок и продуктов питания.

Выводы. При разработке способов концентрирования биологически активных веществ плодов айвы японской было установлено, что наилучшие результаты достигались при высушивании образцов в установке вакуумного типа при температуре 60 ºС, позволившей сократить время высушивания в среднем на 9,3% при сравнении с конвекционным способом. Результаты анализа химического состава позволили установить, что порошок айвы японской можно считать источником большого количества биологически активных веществ, в частности по общему содержанию минеральных веществ (3,572%), пищевых волокон (23,91%), аскорбиновой кислоты (74,0 мг/100 г) и общей кислотности 63,13 (ммоль Н+ / 100 г). Порошок высушенных плодов айвы можно включать в рецептурный состав биологически активных добавок к пище и продуктов питания, что подтверждено соблюдением требований норм безопасности.