Перспективы использования вторичных продуктов переработки зеленого чая для создания обогащающих пищевых ингредиентов

Питание населения является одним из важных факторов, определяющих здоровье и сохранение генофонда нации. Рациональное питание обеспечивает нормальный рост и развитие организма, способствует профилактике заболеваний, продлению жизни, созданию условий для повышения способности организма противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды.

В последние годы состояние здоровья населения характеризуется негативными тенденциями. У большинства населения России выявлены нарушения полноценного питания: избыточное поступление жира при недостаточном поступлении полиненасыщенных жирных кислот, дефицит полноценного белка, большинства витаминов, минеральных веществ (кальция, железа, йода), выраженный дефицит пищевых волокон [ 9 ] .

Становится очевидным, что состав производимых на сегодняшний день продуктов питания требует внесения корректив. Определены основные направления государственной политики в области здорового питания населения: совершенствование биотехнологических процессов переработки хозяйственного сырья, включая получение новых видов пищевых продуктов общего и специального назначения с использованием ферментных препаратов и биологически активных веществ (БАВ), улучшение структуры питания за счет увеличения доли продуктов массового потребления с высокой пищевой и биологической ценностью, в том числе на 20–30 % продуктов, обогащенных витаминами и минеральными веществами.

Во многих странах мира широкомасштабные программы по оздоровлению населения решаются через продукты повседневного спроса, например, хлеб и хлебопродукты. В России хлеб является традиционным продуктом питания, поэтому повышением пищевой ценности именно этой группы товаров занимаются в настоящее время многие предприятия. Сегодня хлебобулочные изделия активно обогащаются зерновыми продуктами, содержащими большое количество пищевых волокон, экструзионной мукой (ячменной, гречневой, пшенной, рисовой, кукурузной), для повышения содержания белка используют добавки из сои, амаранта, нута, люпина, чечевицы, гороха, фасоли [1–3].

Кроме зернопродуктов также особую популярность имеют добавки из плодовоягодного и овощного сырья, способствующие повышению пищевой ценности и ускорению технологического процесса за счет положительного влияния на бродильную активность дрожжей. Кроме яблок используют для обогащения хлебобулочных изделий арбузный пектин, порошок из красноплодной рябины, боярышник, шиповник, порошок из кожуры и семян винограда, облепиховый шрот, кедровую муку и грецкий орех. Среди овощных добавок используют порошки из моркови, тыквы, сладкого перца, пряности куркумы, топинамбура, пюре из тыквы [4-8 ] .

В настоящее время ведутся поиски новых источников растительного сырья, в которых полезные вещества присутствуют в высоких концентрациях.

Среди возможных направлений получения пищевых ингредиентов – использование зеленого чая и продуктов его переработки. Полезные свойства зеленого чая хорошо известны и обусловлены наличием в его составе биологически активных веществ, таких как полифенольные соединения, алкалоиды, витамины, минеральные вещества, органические кислоты, эфирные масла и др. Благодаря такому уникальному химическому составу зеленый чай обладает разнообразными биологическими свойствами – антиоксидантными, гиполипидемическими, антигипертензивными, антипролиферативными и др. [ 10-13 ] .

Рядом исследований установлено, что в раствор чая при первом заваривании экстрагируется чуть более половины полезных веществ, находящихся в чайном листе. Только теин вымывается практически полностью после пятого заваривания. Остальные вещества в том или ином количестве остаются в «спитом» чае. Такие результаты указывают на то, что вторичные ресурсы переработки чая все еще могут являться ценным источником биологически активных веществ.

Кроме того, использование вторичного чайного сырья, которое является частью органических отходов, в качестве функционального пищевого ингредиента укладывается в концепцию ресурсосберегающих технологий, сформированную в государственных документах. Изучение потенциала вторичных сырьевых ресурсов зеленого чая как функционального пищевого ингредиента и оценка возможности их применения в технологии обогащения пищевых продуктов легло в основу наших исследований [ 14-16 ] .

Целью наших исследований явилось изучение возможности и обоснование целесообразности применения вторичных продуктов переработки зеленого чая для создания обогащающих пищевых ингредиентов.

Объекты и методы исследований

Вторичное чайное сырье оценивалось по показателям: содержание экстрактивных веществ; содержание дубильных веществ (танина); содержание полифенолов; содержание флавоноидов; АОА (антиоксидантная активность, DPPH).

Объектами исследования явились следующие образцы:

• 1.    Измельченный порошок предварительно заваренного и впоследствии высушенного чайного листа (вторичное чайное сырье).

• 2.    Экстракт из предварительно заваренного и впоследствии высушенного чайного листа, полученный путем мацерации в дистиллированной воде в гидромодуле 1:20 в течение 10 мин (экстракт из вторичного чайного сырья).

Определение содержания экстрактивных веществ проводилось по ГОСТ Р ИСО 97682011.

Определение дубильных веществ чайном сырье проводили методом титрования перманганатом калия в присутствии серной кислоты при индикаторе индигокармине. Метод основан на окислении чайного танина и образовании золотисто-розового окрашивания.

Общее содержание полифенолов в экстрактах измеряли по методу Синглтона и Росси с использованием реагента Фолина-Ча-кольтеу.

Метод определения количественного содержания флавоноидов основан на определении оптической плотности раствора анализи- руемых веществ при определенной длине волны (420 нм). Анализ проводили по Фармо-копее XIII с применением хлорида алюминия.

Общая антиоксидантная (антирадикаль-ная) активность определялась методом DPPH (%) по модификации. DPPH является стабильным свободно-радикальным соединением, которое широко используется в анализах для оценки способности антиоксидантов поглощать радикалы.

Результаты и их обсуждение

Результаты оценки содержания экстрактивных и дубильных веществ в исследуемых образцах приведены на рис. 1.

Исследования показали, что в образце 2 содержание экстрактивных веществ в 2,5 раза выше, чем в образце 1, а дубильных веществ в 1,5 раза выше, чем в образце 1. Это, вероятно, связано с различными подходами к пробопод- готовке исследуемых образцов. Для получения экстракта (образец 2) применялась более длительная процедура экстрагирования и иной гидромодуль, чем предусмотрено методикой определения экстрактивных веществ и танина. Это позволило добиться более полного извлечения водорастворимых веществ.

Результаты определения содержания полифенолов, флавоноидов, антиоксидантная активность представлены на рис. 2–4.

Данные рис. 2 и 3 свидетельствуют о том, что содержание полифенолов в образце 2 выше на 2,4 %, чем в образце 1, содержание флавоноидов в образце 1 выше на 6,2 %, чем в образце 2. Несмотря на то, что расхождения в значениях были не очень существенны (в диапазоне 2,4–6,2 %) можно отметить, что в экстракт при использовании предложенной технологии экстрагирования переходит меньшее количество

образец 1 образец 2

Рис. 1. Результаты определения содержания экстрактивных и дубильных веществ чайного сырья, %

образец 1 образец 2

Рис. 2. Результаты определения содержания полифенолов, мг-экв галловой кислоты

■ образец 1   ■ образец 2

Рис. 3. Результаты определения содержания флавоноидов, мг % (в пересчете на кверцетин)

■ образец 1  ■ образец 2

Рис. 4. Результаты определения антиоксидантной активности, % (DPPH)

флавоноидов, чем их содержится в порошкообразном продукте. Это, вероятно, обусловлено тем, что большинство флавоноидов характеризуются низким уровнем растворимости в воде. Вместе с тем, полифенолы извлекаются практически полностью при приготовлении экстракта по предложенной технологии.

Данные, представленные в литературе, свидетельствуют о том, что полифенольные соединения (флавоноиды, танины) чая являются природными антиоксидантами. Наболее высокой антиоксидантой активностью обладают катехины: галлокатехин, эпигаллокатехин, эпи-катехингаллат, эпикатехин, эпигаллокатехин-галлат, галлокатехингаллат. Результаты определения антиоксидантной активности исследуемых образцов представлены на рис. 4.

Антиоксидантная активность вторичных сырьевых ресурсов чая представлена очень высокими значениями, что подтверждает гипотезу о высоком потенциале этих продуктов для использования их в качестве функциональных пищевых ингредиентов. Сопоставляя полученные значения, можно отметить, что АОА экстракта на 21,5 % выше в сравнении с образцом 1 – порошком чая. Это указывает на тот факт, что АОА вторичных сырьевых ресурсов чая в большей степени обусловлено именно полифенолами.

Вывод

Таким образом, результаты проведенных исследований показали, что вторичные ресурсы чайного сырья содержат значительное количество биологически активных веществ и могут рассматриваться в качестве перспективного пищевого ингредиента функциональной направленности.

Внесение вторичного чайного сырья в рецептуру пищевых продуктов, таких как хлебобулочные изделия, кисломолочные продукты, безалкогольные напитки может позволить повысить в них содержание флавоноидов, полифенолов и придать готовому продукту выраженную антиоксидантную активность. Вместе с тем, для реализации указанных направлений создания обогащенных пищевых продуктов необходимы исследования в области оптимизации рецептуры продуктов с учетом действующих норм потребления биологически активных веществ, оценка влияния функционального ингредиента на основные технологические процессы производства и их оптимизация. Кроме того, ключевую роль при разработке обогащенных пищевых продуктов будут играть их сенсорные свойства, которые, в конечном счете, определяют востребованность продуктов потребителями. Приведенные направления и составляют основу будущих исследований.