Разработка и исследование напитков функционального назначения на основе артезианской воды и лекарственного растительного сырья

В российскую литературу термин «функциональное питание» впервые был введен в 1993 году, а в 1998 году в нашей стране была одобрена первая политическая концепция, направленная на внедрение в стране принципов здорового питания, и государственная политика в области здорового питания становится составной частью социально-экономической политики России [1].

В настоящее время в пищевой промышленности среди существующих групп функциональных продуктов наиболее стремительный рост демонстрируют напитки. Напитки являются оптимальным продуктом для создания новых видов функционального питания, поскольку введение в них функциональных ингредиентов не представляет большой технологической сложности.

Целью работы явилась разработка и изучение специальных напитков функционального назначения на основе артезианской воды первой категории торговой марки «Stelmas» с оптимальным соотношением функциональных (селен – до 0,01 мг/л, цинк – до 5 мг/л, йод – до 0,125 мг/л, хром – до 0,05 мг/л) микроэлементов и лекарственного растительного сырья (ЛРС).

Компоненты для введения в состав напитка подбирались в соответствии с ГОСТ Р 54059-2010 «Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования», согласно которому к классу функциональных пищевых ингредиентов, оказывающих эффект поддержания иммунной системы (иммунокорректирующее действие) относят:

• 1)    витамин С (аскорбиновая кислота): обеспечивает системное иммуномодулирующее действие, антиоксидантную защиту, структурную и функциональную целостность мембран клеток иммунной системы;

• 2)    флавоноиды: обеспечивают антиоксидантную защиту клеток;

• 3)    микроэлементы (селен и цинк): участвуют в сохранении структуры и функциональной активности белков (в т. ч. белков иммунной системы организма человека) [2, 5].

Проводимые нами исследования, а также анализ научных работ в данной области позволили выделить следующее компоненты для введения в состав функциональных напитков: плоды шиповника, плоды рябины обыкновенной (красной), плоды смородины чёрной , трава эхинацеи пурпурной, листья мяты перечной, трава чабреца .

Плоды шиповника содержат аскорбиновую кислоту (от 0,2-1 % у низковитаминных видов до 4-18 % у высоковитаминных), каротиноиды (в-каротин и др.) до 10 мг/100 г, токоферолы (витамин Е), флавоноиды (флаво- нолы - рутин, кемпферол; катехины; лейкоан-тоцианидины; антоцианы), гидролизуемые и конденсированные дубильные вещества, органические кислоты - лимонная и яблочная (2-4 %), жирное масло, пектиновые вещества (до 14 %), сахара (до 24 %), около 0,9 % свободных аминокислот, в основном аспарагиновой (табл. 1).

Плоды рябины обыкновенной содержат каротиноиды (до 20 мг/100 г), аскорбиновую кислоту (до 200 мг/100 г), витамины Р, В ₂ , Е, сахар - сорбозу, спирт - сорбит, сорбиновую кислоту, флавоноиды, антоцианы, лейкоанто-цианы, тритерпеновые соединения (урсоло-вую кислоту), органические кислоты (3,9 %), небольшое количество эфирного масла; семена содержат жирное масло, гликозид амигдалин, фосфолипиды (табл. 2).

Трава эхинацеи пурпурной содержит водорастворимые иммуностимулирующие полисахариды (4-О-метилглюкуронил арабинокси-ланы, кислые арабинорамно-галактаны); эфирные масла (0,15-0,5 %, гермакрен алкоголь, борнеол, борнилацетат, пентадека-8-ен-2-он, гермакрен D, кариофиллин, кариофиллин эпоксид); флавоноиды (феруловая кислота ее производные, включая цикориевую кислоту, метиловый эфир цикориевой кислоты, 2-О-кофеоил-3-О-ферулоил-тартариковая кислота, 2,3-О-диферулоил тартариковая кислота, 2-О-кофеоил тартариковая кислота); алка-миды; полиены. Оказывает иммуномодулирующий, противовоспалительный эффекты.

Химический состав плодов шиповника, 100 г

Таблица 1

Компонент	Содержание, мг/100 г	Компонент	Содержание, %
Витамин С	400-1762	Белки	3,5-3,8
Каротиноиды	44-50	Липиды	2,9
Калий	2010-2034	Пищевые волокна:	49,7
Натрий	6,0-17,0	- нерастворимые - растворимые	36,6 13,1
Кальций	479,6-542,0	Углеводы: - глюкоза	21, 9,7
Магний	237,4-516,0
Фосфор	до 0,02	- фруктоза	7,4
Железо	9,0	- сахароза	4,8
Цинк	до 0,1	Органические кислоты:	4,2
Медь	0,003	- яблочная	0,7
Марганец	до 0,1	- лимонная	3,5
Флавоноиды в пересчете на рутин	232-260	Зола	3,2
ВитаминР	до 9	Влажность	12-14
Пектиновые вещества	от 1,8-3,7	Дубильные вещества	3,5-5

Все части растения содержат ферменты, макро-(калий, кальций) и микроэлементы (селен, кобальт, серебро, молибден, цинк, марганец и др.).

Плоды чёрной смородины богаты аскорбиновой кислотой (до 570 мг/100 г), содержат витамины группы В, каротиноиды, флавоноиды, много антоцианов, сахара (до 10 %), эфирное масло, органические кислоты (4,5 %), пектиновые и дубильные вещества, накапливают соли калия (табл. 3).

Листья мяты перечной содержат до 3 % эфирного масла, соцветия – 4–6 %, стебли – до 0,3 %. Главный компонент эфирного масла – L-ментол (50–80 %), также обнаружены ментон (12–25 %), ментофуран и другие монотерпеноиды и малые количества сесквитер-пеноидов. В листьях содержатся олеаноловая и урсоловая кислоты, флавоноиды, каротиноиды, танниды (6–12 %), горькая субстанция.

В траве чабреца содержится 0,1–1 % эфирного масла, в составе которого до 20 % тимола, карвакрол, n -цимол, монотерпеноиды, сесквитерпен кариофиллен, в траве найдены также олеаноловая, урсоловая, кофейная, хло-рогеновая, хинная кислоты, флавоноиды.

Известно, что фармакологические свойства вышеуказанного растительного сырья связаны с высоким содержанием в них фенольных соединений (биофлавоноидов), обладающих широким спектром биологической активности [11, 12].

Регулярное потребление флавоноидов приводит к достоверному снижению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Их высокая биологическая активность обусловлена наличием антиоксидантных свойств. Установлена также важная роль флавоноидов в регуляции активности ферментов метаболизма ксенобиотиков. Рекомендуемые уровни

Таблица 2

Химический состав плодов рябины обыкновенной

Компонент	Содержание, мг/100 г	Компонент	Содержание, %
Витамин С	до 160	Сахара	5–8
Витамин Р	2600	Пектиновые вещества	2
Каротиноиды	27 (до 56)	Яблочная кислота	до 2,8
Флавоноиды в пересчете на рутин	150–229	Влажность	10
Антоцианы	795	Белок	2,4
Токоферол	4,4	Пищевые волокна: – нерастворимые – растворимые	37 48
Рибофлавин	8
Дубильные вещества	610
Катехины	114–412
Аминокислоты	235,9
Фосфолипиды	70,4

Таблица 3

Химический состав плодов смородины чёрной

Компонент Содержание, мг/100 г Компонент Содержание, % Витамин С до 400–570 Сахара 4,5–16,8 Тиамин (B1) 0,05 Белки 1,4 Рибофлавин (B2) 0,05 Жиры 0,41 Ниацин (B3) 0,3 Флавоноиды до 1,5 Пантотеновая кислота (B5) 0,398 Дубильные вещества до 0,5 Пиридоксин (B6) 0,066 Пектиновые вещества до 1 Кальций 55 Органические кислоты (лимонная, яблочная) 2,5–4,5 Железо 1,54 Магний 24 Фосфор 59 Калий 322 Цинк 0,27 потребления: для взрослых – 250 мг/сутки (в т. ч. катехинов – 100 мг), для детей 7–18 лет от 150 до 250 мг/сутки (в т. ч. катехинов от 50 до 100 мг/сутки).

Витамин С (формы и метаболиты аскорбиновой кислоты, рис. 1), который в значительном количестве содержится в плодах шиповника, рябины и чёрной смородины, участвует в окислительно-восстановительных реакциях и функционировании иммунной системы.

Установленный уровень физиологической потребности для взрослых – 90 мг/сутки. Верхний допустимый уровень потребления – 2000 мг/сутки. Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 90 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 30 до 90 мг/ сутки [4].

Рассматривались 6 композиций опытных смесей, составленных из сырья шиповника, рябины обыкновенной, смородины чёрной, эхинацеи пурпурной, мяты перечной и чабреца с учетом оценки их органолептических свойств и потенциальной способности каждого растения оказывать общеукрепляющее, витаминное, антиоксидантное и антигипоксическое действие (табл. 4). Добавление в состав растительного сырья, богатого эфирными маслами, позволяет улучшить или откорректировать орга- нолептические свойства напитка.

При разработке рецептуры безалкогольных напитков функционального назначения основывались на следующих принципах:

• –    напитки должны обладать направленным физиологическим действием;

• –    подбор сырья необходимо осуществлять с учетом их идентичности по химическому составу и функциональным свойствам;

• –    напитки должны содержать функциональные ингредиенты (биофлаваноиды, аскорбиновую кислоту) не менее 15 % от рекомендуемой нормы;

• –    вкусоароматические свойства напитков должны быть гармоничными.

В ходе разработки рецептуры безалкогольных напитков на основе минеральной воды с растительными экстрактами особое внимание было уделено коррекции органолептических показателей при минимальном использовании сахара. Замена сахара в традиционных продуктах интенсивными подсластителями и создание продуктов с пониженной энергетической ценностью является неотъемлемой тенденцией развития пищевой технологии в соответствии с современными требованиями трофологии и диетологии.

В настоящее время Европейским законодательством по пищевым продуктам разреше-

OH OH

CH ₂ OH

[O]

[H]

Витамин С

( аскорбиновая кислота)

OO

O

HO CH O

CH ₂ OH

Окисленная форма витамина С (дегидроаскорбиновая кислота)

Рис. 1. Окисленная и восстановленная форма витамина С

Таблица 4

Состав композиций ЛРС, %

Наименование компонента, % содержание в смеси Шиповник (плоды) Рябина (плоды) Эхинацея пурпурная (трава) Мята перечная (листья) Чабрец (трава) Смородина чёрная (плоды) Композиция № 1 50 50 – – – – Композиция № 2 50 35 15 – – – Композиция № 3 35 35 15 15 – – Композиция № 4 50 – – – – 50 Композиция № 5 50 – 15 – – 35 Композиция № 6 40 – 15 – 5 40 ны к применению на территории Европейского союза, а также в России синтетические подсластители, как аспартам, цикломаты, ацесульфам К, сукралоза, сахаринат натрия, нео-геспередин ДС и стевиозид. Особое внимание специалистов во многих странах мира привлекает стевиозид – натуральный подсластитель растительного происхождения, выделяемый из растения Stevia rebaudiana (стевия). Результаты длительных исследований показали безвредность продукции переработки сте-

При этом стевиозид имеет практически нулевую энергетическую ценность, устойчив при нагревании и длительном хранении, обладает противогрибковой и антибактериальной активностью, а также противовоспалительным действием. Кроме того, последние исследования биологических свойств сухого очищенного экстракта стевии показали его противовирусную (вирусстатическую и виру-лицидную) активность [ 9 ] .

Поэтому в рецептуру напитков в качестве

Таблица 5

Рецептура I безалкогольных напитков, содержащих стевию

Наименование сырья	Содержание
	на 1000 мл напитка	на 200 мл напитка (1 порция)
Водные экстракты лекарственного растительного сырья (соответствующая композиция), мл	500	100
Водный экстракт листьев стевии, мл	50	10
Вода артезианская питьевая Stelmas, мл	до 1000 мл	до 200 мл

Таблица 6

Рецептура II безалкогольных напитков, содержащих стевию

Наименование сырья Содержание на 1000 мл напитка на 200 мл напитка (1 порция) Водные экстракты лекарственного растительного сырья (соответствующая композиция), мл 500 100 Кислота лимонная, г 0,5 0,1 Сахар «Экстра» с экстрактом стевии, г 12,5 2,5 Вода артезианская питьевая Stelmas, мл до 1000 мл до 200 мл вии при длительном её употреблении, отсутствие каких-либо отрицательных эффектов на здоровье, а также благоприятное действие на состояние углеводного и липидного обменов в экспериментах на животных с моделью сахарного диабета и ожирения [10].

Сладкие гликозиды стевии (собирательное название «стевиозид») состоят из четырех дитерпеновых гликозидов: стевиозид (5– 16 %), ребаудиозид А (до 4 %), ребаудиозид С (до 1,4 %), дилкозид А (до 1 %). Кроме того, в листьях стевии обнаружены флавоноиды, аминокислоты, пектины, эфирные масла, а также минеральные элементы, такие как Са, К, Р, Mg, Zn, Fe; органические вещества, включающие Со, Mn; витамины группы А, Е, С, Р (рутин), бета-каротин. Свежий лист стевии чуть слаще сахара, сухой лист – в 30–40 раз, экстракт – в 40–50 раз, концентрированный экстракт – в 80–120 раз [6].

подсластителя вводили стевию, а в качестве сахаросодержащего сырья использовали сахар «Экстра Классик с экстрактом медовой травы – стевии». Сахар «Экстра Классик» содержит: сахара 99,38 г, сухого экстракта травы стевии (стевиозида) 0,62 г. Энергетическая ценность: 397,2 ккал. Продукт обладает изысканным вкусом (легкое терпкое послевкусие), снижает калорийность пищи, усиливает вкус и аромат напитков.

Лимонную кислоту в модельные напитки вносили в количестве, рекомендуемом сборником рецептур.

Полученные модельные напитки оценивали по потребительским свойствам [ 3, 8 ] , сравнивая образцы, изготовленные по двум предложенным рецептурам: с подсластителем (стевия) и с введением сахаросодержащего компонента и лимонной кислоты (табл. 5 и 6).

Для оценки органолептических свойств водных извлечений из сырья образцы были продегустированы и оценены в соответствии с 19-балльной шкалой по показателям «Внешний вид» (максимум 7 баллов) и «Вкус, аромат» (максимум 12 баллов) [7] (табл. 7).

сахарного песка с экстрактом стевии и лимонной кислоты) лишены этих недостатков и отличаются приятным внешним видом (прозрачные жидкости с блеском, характер окра-

Таблица 7

Балльная оценка вкусоароматических свойств образцов

Сбор	«Внешний вид», средний балл	«Вкус, аромат», средний балл	Общая оценка, средний балл
Композиция № 1	5,6	9,6	15,2
Композиция № 2	6,3	10,2	16,5
Композиция № 3	6,9	10,6	17,5
Композиция № 4	5,7	9,7	15,4
Композиция № 5	6,4	10,3	16,7
Композиция № 6	6,9	11,5	18,4

По результатам экспертной оценки в качестве основы для функционального напитка были выбраны композиция № 3 (плоды шиповника, плоды рябины, трава эхинацеи, листья мяты) и композиция № 6 (плоды шиповника, плоды чёрной смородины, трава эхинацеи, трава чабреца).

Экспертами был отмечена гармоничность аромата, баланс «кислотность/сладость» требовал корректировки.

На втором этапе была проведена сравнительная оценка органолептических свойств модельных напитков, изготовленных по двум предложенным рецептурам, с использованием адаптированной методики (табл. 8).

Экспертами было отмечено, что напитки, приготовленные по рецептуре № 1 (с использованием стевии в качестве подсластителя), обладают опалесценцией; цвет напитков, изготовленных по рецептуре № 2, приятный, с блеском.

Балльная оценка органолептических свойств модельных напитков представлена на рис. 2.

Выводы

Модельные напитки, изготовленные по рецептуре I (с использованием травы стевии в качестве подсластителя), обладают опалесценцией, выраженной в той или иной степени. Кроме того, идентификация аромата в некоторых случаях затруднительна (эксперты отмечали «ромашковый», «травянистый», «пыльный» аромат, очевидно, обусловленный наличием в рецептуре травы стевии).

Модельные напитки, изготовленные по рецептуре II (с использованием корригентов:

ски соответствует типу плодов). Отличительными сенсорными особенностями образцов напитков № 2 и № 4, является более гармоничный вкус и аромат.

Рис. 2. Результаты дегустации модельных напитков.

Образец № 1: композиция № 3, рецептура I.

Образец № 2: композиция № 3, рецептура II.

Образец № 3: композиция № 6, рецептура I.

Образец № 4: композиция № 6, рецептура II

За время хранения органолептические показатели, содержание сухих веществ и кислотности смоделированных напитков практически не изменились. Консистенция напитка в течение срока хранения оставалась стабильной и не подверглась расслоению, напитки, изготовленные по улучшенной рецептуре, оставались прозрачными без признаков опалесценции.

Содержание флавоноидных соединений и аскорбиновой кислоты позволяет отнести разработанные безалкогольные напитки к продуктам пищевым функциональным.

to Я ^Д - i В S m Д а 2 2 о S &	О S' щ и Ю о х 5	у 6 cd О 3 Он 3 с 3 5 ООО 3 Он К Н   О 2 X СТ о	23 п   Щ Й § Я u а о о >» ® & § о ст 5 )Д § 2 в 5 о £> а о -S4 о c*j У й§ PQ 5 Он s cd	£ 23 3 ^ Он з з    а В 3 я д д я о 2 я я )Д ст В ” S я й о о ° 2 Д' 2 ” Й § о ^ К О 3 :« Д & ст у	£§ 3 я ст 2 !Я ч & В В я я 5 5 стой m « я	к ’В ’Я g Д о § | Й ° ^ S й g & У я Я & ст н ^ у о " 2 3 ст о о зд а Он о о 5 О cd в м а в й         н 16 р 11 gss §1 =
to" ^ £ СТ ст g £ О Д Н m " в Й g й 12 5 ° о § &	О S' щ и 2 « х 2	й « X ю ^ 5 ^ я я В я ° аоЗи25оВ^ Gl^oOOqOq. g 8 ст “ s 1S g g д'0 g Я Д ° к ° 5KOSo®_ О «НОщдЗдЬ §2воо^§2 У § 5 g S § S 8 с §   § В 5 д К   и о о я	23 2 3S 3 Д г   а Й § Я ст а ст § )Д § 2 в 5 о £> а В 3 М    Он о -S4 о с2 о н н 2 щ cd О ст ст о 2 Д Д gj я	S я »to О О   Я ’Д Д И S СТ Д Д Я я о д Й о я S я q о 2 о У 23 В Он м   В о м S о   о	25 3 cd £ и	0 5   Н W КН  5 5 К  ДО В О 25 CL       К К О м я 5 У §    ст g СТ о    о Ян  м
Cd Он со О я 5	23 в в * О	я ст ? а cd О Он Он Ст о ° <	Он я g н В о Я ” ст я ” » о е S Й о о ст 3 § ’S н £ д Я m д о m 2	ст 2 В я g 2 ст Й и & & Я ЗВ® ст g ’В я 3 В О н S ст Он	О к 3 3 | 5 ii 2 я * я °" л И Я я н =я 5 5 5 в m	, о & 6 Я Я Я я ст 2 ст я я я СТ язя В я g о £ о X д й я ст о & * & 2 И Н ’В    о * СТ я и Ст     § о о 5
В СТ сп cd Он W в	23 * О	S 3 2 ю у я cd 2 а к в g ст О о о о щ _ “ ст 8 3 СТ о СТ и Й ° , о ° § ’Я « Р Ст 2 о о Я Я ® 5 У 5 8 СТ 2 § со 2 й ст я 2 у ст я Я СТ о ст у в m Я to ОДО & я -я о зд йод я К ст о 2 я G Я я	23 Он Он 3	6 25 3 3 25" § Й S О	О м 25 3 5 5 Он 3 м О	5 s 2 Й й о С ст К 25 м § 3 5
^ 6 О 3 К   О' В   5 они изо cd о й ст о й К ^	ст “ н Я £ Я 1 s^ m	В □ О со 3 о	Й     ст я   2 § О Я о   Й 1	5 1	ГП- Я в§ У я m я	О