Разработка продуктов с антиоксидантными свойствами на основе ягодного сырья

В последние годы в мире отмечено возрастание негативных окислительных процессов, генерирующихся в организме человека и образующих свободные радикалы.

Избыточное накопление в организме свободных радикалов (продуктов неполного восстановления кислорода), генерирующихся в результате деятельности оксидантов, (например, перекисные (RO2), алкоксильные (RO), алкильные (R)), приводит к возникновению состояния оксидативного стресса. Дисбаланс про- и антиоксидантных систем ведет к перекисному окислению липидов (ПОЛ) и, в результате, к нарушению функций мембран клеток организма. При этом в крови и тканях возрастает концентрация продуктов свобод- норадикального окисления, что приводит к дестабилизации клеточных мембран [5, 7, 19].

По мнению большинства ученых, именно окислительный стресс является причиной появления и развития заболеваний сердечнососудистой системы (коронарная болезнь сердца, ишемическая болезнь, инфаркт миокарда). По данным ежегодного рейтинга ВОЗ, заболевания сердца и кровеносной системы являются ведущими причинами смертности и инвалидности в мире.

Указанные факты определяют необходимость поиска эффективных подходов для предупреждения, лечения и профилактики заболеваний сердца и крови.

Выделяют эндогенные и экзогенные антиоксиданты. Роль экзогенных антиоксидан- тов – стабилизация уровня антиоксидантов в организме и обеспечение проантиксидантно-го эффекта. Источником экзогенных антиоксидантов являются пищевые продукты, в частности ягоды, богатые полифенольными веществами [7, 16, 17, 20].

Целью настоящей работы было исследование антиоксидантных свойств ягодного сырья и оценка качества продуктов на его основе.

Материалы и методы исследования

В качестве объектов исследования были выбраны коммерчески доступные замороженные ягоды: клюква, черная смородина, клубника, калина, жимолость.

На первом этапе для исследуемых ягод был определен выход сока и жмыха. Для этого навеску ягод 200 г пропускали через соковыжималку центробежного типа Electrolux. Для составных частей ягодного сырья была проведена оценка общей антиоксидантной активности (АОА).

АОА определялась кулонометрически с применением прибора «Эксперт-антиокси-дант-006». АОА выражалась в мг аскорбиновой кислоты (АК).

На следующем этапе были составлены производственные рецептуры пастилы с добавлением ягодного сырья, отобранного по результатам первого этапа исследований [11, 12].

Произведенные образцы пастилы оценивались по комплексу органолептических и физико-химических показателей качества с учетом требований ГОСТ 6441-2014 «Изделия кондитерские пастильные. Общие технические условия».

Дополнительно была разработана дегустационная шкала (табл. 1).

Из физико-химических показателей определяли:

• -    плотность;

• -    массовую долю влаги;

• -    кислотность;

• -    АОА.

Использовали стандартные методы согласно ГОСТ 5900-73 «Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ»; ГОСТ 5898-87 «Изделия кондитерские. Методы определения кислотности и щелочности».

Таблица 1

Дегустационная карта пастилы

Показатели качества	Органолептическая характеристика пастилы	Балльная оценка
Вкус и запах	Сладкий вкус и приятный запах Выраженный вкус и легкий запах Сильно выраженный сладкий вкус, едва уловимый запах Кислый вкус без запаха	3    (отл.) 2    (хор.) 1    (удовл.) 0 (неудовл.)
Цвет	Равномерный цвет по всему изделию Равномерный цвет с единичными мелкими включениями Равномерный, в некоторых местах не соответствует данному типу пастилы Не равномерный, не соответствует данному типу пастилы	3 (отл.) 2 (хор.) 1 (удовл.) 0 (неудовл.)
Консистенция	Студнеобразная, мягкая, упругая Студнеобразная, малая пористость Студнеобразная, неравномерная пористость, излишняя плотность Несвойственная пастиле консистенция	3    (отл.) 2    (хор.) 1    (удовл.) 0 (неудовл.)
Форма	Правильная с четким контуром Правильная с небольшими искривлениями Имеются значимые искривления граней и ребер Деформированные, надломанные изделия, с перекошенными гранями и ребрами	3    (отл.) 2    (хор.) 1    (удовл.) 0 (неудовл.)
Поверхность	Не липкая, тонкокристаллическая корочка Не липкая, в некоторых местах неравномерно обсыпанная Липкая поверхность Мокрая поверхность, грубая засахарившаяся корочка	3    (отл.) 2    (хор.) 1    (удовл.) 0 (неудовл.)

Результаты и их обсуждение

Технологические достоинства ягод, в первую очередь, связаны с ее химическим составом, который различается в зависимости от вида и условий произрастания. Преимущества использования ягодного сырья в пищевых производствах обусловлены, в первую очередь, наличием в ней антиоксидантов – полифе-нольных соединений; натуральных пигментов – антоцианов; вкусоароматических веществ – органических кислот, сахаров; веществ, способствующих повышению стойкости напитков, – аскорбиновой кислоты, пектина.

Важнейшим технологическим показателем ягодного сырья является выход сока. Как правило, технологически сок первого отжима не подвергается термическому воздействию и, в конечном счете, формирует органолептические свойства и физиологическую ценность продукта [3, 7, 10, 14].

Нами был определен средний выход сока при использовании соковыжималки центрифужного типа для образцов ягод, результаты представлены на рис. 1.

Как видно из представленных на рисунке данных наиболее высокий выход сока был установлен для клубники и калины 57,7 и (53,3 ± 1,2) % соответственно. В целом же значения этого показателя для исследуемых образцов колебались в диапазоне (25,8…57,7 ± 1,2) %. Различия в выходе сока для образцов ягод, вероятно, обусловлены ботаническими особенностями, степенью зрелости и качеством заморозки ягод.

Для обоснования выбора ягод для дальнейших исследований была определена антиоксидантная активность ягодных соков и экстрактов жмыха, полученных путем мацерации (рис. 2).

Как видно из представленных данных,

Вид сырья Жимолость

Клубника

Клюква

Черная смородина

Калина

и жмых    и сок

Рис . 1. Соотношение выхода сока и выжимок для исследуемых образцов ягодного сырья

■ сок     экстракт

Рис. 2. Результаты определения АОА ягодных соков и экстрактов

наибольшей антиоксидантной активностью характеризовался образец сока калины – (12,97 ± 0,3) мг АК, наименьшее значение АОА было установлено для сока клубники – (4,57 ± 0,3) мг АК.

В целом исследуемые образцы ягодных соков по убыванию значения АОА расположились в следующем порядке:

калина → черная смородина → жимолость → клюква → клубника

Экстракты ягодного жмыха:

черная смородина → жимолость → калина → клюква → клубника

Полученные результаты обусловлены биохимическим составом ягод, их ботаническими особенностями, степенью зрелости и т. д. Известно, что АОА ягод и ягодных полу- фабрикатов определяется, в первую очередь, присутствием полифенольных веществ: антоцианов, флавонолов, катехинов, стильбенов, фенольных кислот и т. д. [7]. Полученные результаты указывают на то, что среди исследуемых образцов наиболее богаты полифенолами калина, жимолость и черная смородина. Причем, наибольшее значение АОА среди соков принадлежит калине, среди жмыхов – черной смородине.

Это послужило основанием выбора именно этого ягодного сырья для формирования двух производственных рецептур на пастилу (табл. 2 и 3) [1–4, 6, 8, 9, 13].

Внешний вид пастильных изделий, полученных по разработанным рецептурам, представлен на рис. 3.

Данные, представленные на рис. 4, свиде-

Таблица 2

Производственная рецептура на пастилу с добавлением сока калины

Наименование сырья и полуфабрикатов	Содержание СВ, %	На 1 т фазы		На 957 кг
		в натуре	в СВ	в натуре	в СВ
Пюре яблочное	10	637,14	63,7	610	61
Сахар-песок	99,85	491	490	470	469
Сироп с агаром	79	398	314,5	381	302
Белок яичный	12	24,37	2,92	23,4	2,8
Кислота лимонная	40	6,25	2,5	5,98	2,39
Сок калины	10	0,65	–	0,6	–
Итого	56,11	1557,5	873,87	1491,2	836,6
Потери	3,53	–	30,87	–	29,56
Выход	84,3	1000	843	957	807
Потери до варки, усушки (1,7 %)	56,11	27,51	15,4	26,3	14,78
Уварка (33,4 %)	84,3	511,6	–	498	–
Потери после уварки, сушки (1,7 %)	84,3	18,32	15,4	17,53	14,78

Таблица 3

Производственная рецептура на пастилу с добавлением жмыха черной смородины

Наименование сырья и полуфабрикатов	Содержание СВ, %	На 1 т фазы		На 957 кг
		в натуре	в СВ	в натуре	в СВ
Пюре яблочное	10	637,14	63,7	610	61
Сахар-песок	99,85	491	490	470	469
Сироп с агаром	79	398	314,5	381	302
Белок яичный	12	24,37	2,92	23,4	2,8
Кислота лимонная	40	6,25	2,5	5,98	2,39
Жмых черносмородиновый	10	0,65	–	0,6	–
Итого	56,11	1557,5	873,87	1491,2	836,6
Потери	3,53	–	30,87	–	29,56
Выход	84,3	1000	843	957	807
Потери до варки, усушки (1,7 %)	56,11	27,51	15,4	26,3	14,78
Уварка (33,4 %)	84,3	511,6	–	498	–
Потери после уварки, сушки (1,7 %)	84,3	18,32	15,4	17,53	14,78

а)

Рис. 3. Внешний вид пастилы с добавлением ягодного сырья: а – пастила со жмыхом черной смородины; б – пастила с соком калины

б)

Рис. 4. Результаты дегустационной оценки пастилы с добавлением ягодного сырья

тельствуют о том, что образец пастилы со жмыхом черной смородины получил более высокие оценки потребителей. В первую очередь это касалось таких показателей, как консистенция и поверхность. Пастила со жмыхом черной смородины отличалась более плотной и однородной, пористой структурой, ровной нелипкой поверхностью. Для пастилы с соком калины была отмечена более рыхлая структура, недостаточно развитая пористость, некоторая затяжистость. Для пастилы с соком калины была также отмечена некоторая неоднородность окраски, что также привело к снижению оценок по данному показателю [8, 14, 15, 18].

Все это в целом определило более высокий суммарный балл по результатам дегустационной оценки для образца пастилы со жмыхом черной смородины – 14,7 баллов, в сравнении с пастилой с соком калины – 14,4 балла.

На следующем этапе исследований была проведена оценка физико-химических показателей, представленная в табл. 4.

Данные, представленные в табл. 4, свидетельствуют о том, что разработанные производственные рецептуры позволяют получить пастилу, соответствующую требования ГОСТ 6441-2014 по физико-химическим показателям качества. Массовая доля сернистой кислоты не определялась, т. е. ее использование априори не было предусмотрено рецептурами.

Вместе с тем, можно отметить, что несмотря на схожесть рецептур, между образцами были некоторые различия в значениях определяемых показателей. В частности, пастила с соком калины отличалась более высоким значением массовой доли влаги, на 2 % превышающим образец пастилы со жмыхом черной смородины. Это вероятно и оказало некоторое негативное влияние на консистенцию данного образца пастилы, отмеченную как слегка затяжистая. Плотность пастилы с соком калины также была выше, что в целом коррелирует с ее органолептическими показателями. Значение общей кислотности образца пастилы со жмыхом черной смородины на

Таблица 4

Результаты определения физико-химических показателей качества образцов пастилы

Наименование показателя	Норма по ГОСТ	Пастила с соком калины	Пастила со жмыхом черной смородины
Влажность, %	Не более 25%	21,0 ± 0,6	19 ± 0,4
Плотность, г/см3	Не более 0,9 г/см3	0,60 ± 0,04	0,52 ± 0,06
Общая кислотность, %	Не более 6,0 %	0,60 ± 0,02	0,70 ± 0,03

0,1 % превышало значение данного показателя для пастилы с соком калины. Вместе с тем, следует указать, что оба образца следует отнести к изделиям приемлемого качества.

Определяющее значение для данного исследования играл такой показатель как АОА готовой пастилы в сопоставлении с исходными данными ягодных полуфабрикатов.

Результаты определения АОА образцов пастилы представлены на рис. 5 и свидетельствуют о том, что с учетом нормы закладки ягодных полуфабрикатов по разработанным рецептурам потери АОА в процессе производства пастилы были минимальны. В целом же, АОА пастилы с соком калины была выше на 17 % в сравнении с пастилой со жмыхом черной смородины. АОА контрольного образца пастилы (без ягодных продуктов) составила лишь 0,32 мг АК.

Заключение

В рамках данных исследований были разработаны производственные рецептуры пастилы с ягодными полуфабрикатами: соком калины и жмыхом черной смородины как источников антиоксидантов. Была оценена АОА ягодных полуфабрикатов, а также проведена оценка качества готовых пастильных изделий.

Проведенные исследования показали, что применение ягодных полуфабрикатов целесообразно для повышения АОА готовых пас- тильных изделий, в процессе технологических операций потери полифенольных веществ незначительны. Исследования показали возможность получить новый вид пастилы высокого качества с антиоксидантными свойствами благодаря включению в рецептуру ягодных продуктов.

Статья выполнена при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г.), соглашение № 02.A03.21.0011 и при финансовой поддержке государственных заданий № 40.8095.2017/БЧ (2017123-ГЗ) и № 19.8259.2017/БЧ и гранта РФФИ 18-53-45015.