Стевия концентраттарымен байытылған функционалды сусындардың сапа көрсеткіштерін зерттеу

МРНТИ 65.51.29                                    

Кіріспе

Қазіргі заманғы нутрициология мен тағам биотехнологиясының басты басымдықтарының бірі – халықтың тұтыну рационындағы қант мөлшерін азайту және өнімдердің функцио-налдық құндылығын арттыру болып табылады [1]. Тәтті сусындарды шамадан тыс қолдану метаболикалық синдромның, семіздіктің және екінші типті қант диабетінің жаһандық деңгейде белең алуына әкелетін негізгі факторлардың бірі екені белгілі [2-4]. Халықаралық диабет федера-циясының (IDF) деректері бойынша, 2021 жылы әлемде қант диабетімен ауыратын адамдар саны

537 миллионға жеткен болса, 2045 жылға қарай бұл көрсеткіш 783 миллион адамға жетеді деп болжануда [5, 6]. Осыған байланысты, табиғи, төмен калориялы тәттілендіргіш – Stevia rebaudiana Bertoni өсімдігін пайдалану ерекше маңызға ие [7].

Стевия тек табиғи тәттілендіргіш қана емес, сонымен қатар құрамындағы дитерпенді глико-зидтер мен полифенолды қосылыстардың арқа-сында өнімге жоғары антиоксиданттық және биологиялық белсенді қасиеттер береді [8, 9]. Мұндай функционалдық өнімдерді әзірлеу БҰҰ-ның Тұрақты даму мақсаттарына толық үндеседі

[10]; атап айтқанда, ол халықтың салауатты өмір салтын қамтамасыз етуге (ТДМ 3) және өндірістің тұрақты әрі экологиялық тиімді үлгілеріне көшуге (ТДМ 12) тiкелей ыкпал emegi [11, 12].

Казакстанньщ онтустФ енiрлeрiндe жeрсiн-дірілген стевия шикізаты негізінде импортты алмастыратын функционалдық өнімдерді әзірлеу – отандық ғылым мен өндіріс үшін өзекті мәселе болып табылады [13]. Алайда, стевия концен-траттарының спецификалық дәмдік ерекшеліктерін технологиялық тұрғыдан реттеу және олардың сусындар жүйесіндегі тұрақтылығын қамтамасыз ету мәселелері әлі де болса тереңірек зерттеуді кажет emegi [14, 15].

Зерттеу максаты. ал-Фараби атынgаFы КазУУ-нщ агробиологиялык станциясында есiрiл-ген стевия ( Stevia rebaudiana Bertoni) концентрат-тарын колдана отырып, кант мeлшeрi 50%-Fа темендеттлген функционалдык сусындардын ре-цептурасын ғылыми негіздеу, олардың сапалық керсeткiштeрi мен сактау мeрзiмi iшiндeгi физика-химиялық және микробиологиялық тұрақтылығын кeшeндi турде баFалау.

Эдштеме. Зерттеу нысандары рeтiндe ал-Фараби атындаFы Kаз¥У-нiн агробиостанция-сында есiрiлгeн Stevia rebaudiana Bertoni жапырак-тары, сондай-ак кара жэне кек шай сыFындылары пайдаланылды. Бақылау нысандары (эталондар) рeтiндe отандык нарыкгаFы стандартты сипатта-маларға ие, қант негізіндегі шай сусындары (коммерциялык Yлгiлeр) алынды.

Технологиялык регламент бойынша кeптiр-тлген (10-12% ылFалдылык) жэне унтакталFан (3-5 мм, IKA A 11 ) шикізат дистильденген сумен және этанолдын (40%, 80%, 40/80%) тYрлi концентра-цияларымен экстракцияланды. Процесс статика-лык (16-18 саF) жэне динамикалык (1,5-2 саF) режимдерде жYргiзiлiп, алынFан сыFындылар ро-торлы буландырFышта ( Heidolph Laborota 4000 , 4050 °С) және су моншасында (90 °С) концентрленді.

Функционалды сусындарды әзірлеуде қант мелшeрiн 50%-Fа (80 г/л-ден 40 г/л-ге дeйiн) азайту жэне жeтiспeйтiн тэтmiлiк дeнгeйiн стевия концен-траттарымен алмастыру эдiсi колданылды. Yлгi-лердің базалық құрамына лимон және аскорбин қышқылдары (0,25 г/л), шай экстракттары (0,8 г/л) мен хош иістендіргіштер (киви, құлпынай) eнгiзiлдi.

Органолептикалық талдау ГОСТ ISO 6658 бойынша 25 сарапшының қатысуымен 5 балдық шкала бойынша жYргiзiлдi. Физика-химиялык тал- дауда рН дeнгeйi - потенциометриялык, тыFыздык - пикнометриялык, курFак заттар мен канттар мелшeрi - рефрактометриялык эдiстeрмeн анык-талды. Аскорбин қышқылы йодометриялық титрлеу арқылы өлшенді. Микробиологиялық көрсеткіштер (КМАФАнМ, БГКП, зеңдер) КО ТР 021/2011 бойынша, ал токсикалық элементтер (Pb, Cd, As, Hg) атомдык-абсорбциялык спектроскопия (ГОСТ 33824-2-16) 9дiсiмeн талданды. 0нiм тұрақтылығы 6 ай бойы 4 °C температурада сақтау аркылы зeрmтeлдi.

Зерттеу нэтижeлeрi жэне оларды талкылау

Зерттеу нысаны рeтiндe эл-Фараби атындаFы КазУУ-нщ агробиологиялык станциясында есiрiл-ген Stevia rebaudiana Bertoni есiмдiгiнiн жапырак-тары колданылды. Биомассаны дайындау техноло-гиялық регламентке сәйкес келесі кезеңдерді камтыды: табиFи жаFдайда (келенкеде) 25-28 °С температурада кeптiру жэне ылFалдылыFы 10-12% деңгейіне жеткенше сақтау. Экстракция тиімділігін арттыру және диффузиялық процестерді жеделдету мақсатында жапырақтар зертханалық диірменде (IKA A 11 Basic Analytical Mill, Германия) 3-5 мм өлшемге дейін ұнтақталды. Бұл өлшем шикізаттың мeншiктi бeттiк ауданын онтайландырып, eрiткiш-тiн жасушаiшiлiк курылымдарFа eнуiн жeн,iлдeтeдi.

Стевия курамындаFы дитeрпeндi гликозид-тер мен полифенолды қосылыстардың максималды шығымын қамтамасыз ету үшін экстрагенттердің әсері салыстырмалы түрде зерттелді. Тәжірибелер статикалык (16-18 саFат) жэне динамикалык (1,5-2 сағат) жағдайларда жүргізілді. Экстрагент ретінде дистильденген су жэне этанолдын судаFы eрiтiндi-лeрi (40% жэне 80%) колданылды. Спирmтiк eрiтiн-ділермен шикізатты өңдеу жеке және сатылы түрде жYргiзiлдi.

Зерттеу нәтижесінде, сатылы экстракциялау әдісі (бірінші кезеңде 40% этанол, екінші кезеңде 80% этанол) ең жоғары тиімділікті көрсетті. Атап айтқанда, этанолдың сулы ерітінділерін (40% және 80%) сатылы тYрдe колдану эксmрактивтi заттар-дын шыFымын дистильденген сумен салыстыр-Fанда ондаFан есе арттыруга мYмкiндiк бeрдi (1-кесте).

Стевия сығындыларын алу тиімділігін талдау барысында eрiткiштiн табиFаты биоло-гиялык бeлсeндi заттардын шыFымына айтар-лықтай әсер ететіні анықталды. Дистильденген сумен салыстырғанда, 40% және 80% этанолды қолдана отырып жүргізілген сатылы экстракция эдiсi эксmрактивтi заттардын максималды концен- трациясын қамтамасыз етті. Бұл этанолдың гликозидтер мен полифенолды қосылыстарды жасуша құрылымынан бөліп алудағы жоғары диффузиялық қабілетімен байланысты. Сатылы экстракциялау әдісінің жоғары тиімділігі қолда-нылған еріткіштердің полярлық қасиеттерінің өзгеруімен түсіндіріледі. Бірінші кезеңде қолда-нылған 40% этанол жасуша қабырғасының гидратациясын қамтамасыз етіп, суда жақсы еритін қосылыстардың (полифенолдар, органикалық

қышқылдар, кейбір гликозидтер) бөлінуін жеңілдетеді. Екінші кезеңдегі 80% этанол ерітіндісі салыстырмалы түрде полярлығы төмен дитерпенді гликозидтерді (стевиозид, ребаудиозид А және басқа туындылар) тиімді экстракциялауға мүм-кіндік береді. Осылайша, еріткіш концентрация-сының сатылы өзгеруі шикізат құрамындағы әртүрлі химиялық табиғаты бар биологиялық белсенді заттардың толық шығуына жағдай жасайды.

Кесте 1. Стевия экстракттарының шығымы

Көрсеткіштер	Варианттар
	Су	40% этанол	80% этанол	40 / 80% этанол
Стевияның   құрғақ ұнтағы, г	20/10	20/10	20/10	20/10
Экстрагент көлемі, мл	300	300	300	300
** Алынған экстракт	0,278±0,005 /	0,556 ±0,009 /	1,112± 0,03 /	9,0505±0,25 /
массасы, г	0,139±0,002	0,278±0,004	0,557±0,01	4,289±0,1
Экстракт шығымы, %	1,39	2,78	5,56 / 5,57	45,25 / 42,86

Ескерту ** көрсетілген мәндер сәйкесінше 20 г және 10 г шикізаттан алынған экстракт массалары көрсетілген.

1-ші кестеде көрсетілгендей, экстрагент түрі мен экстракция әдісі биологиялық белсенді заттардың шығымына айтарлықтай әсер етеді. Деректерді графикалық талдау (1-сурет) сатылы экстракцияның (45,25%) басқа әдістерден 8-32

есе тиімді екенін айқын көрсетеді. Бұл спирт концентрациясының кезең-кезеңімен өзгеруіне байланысты заттардың максималды диффузия-сымен түсіндіріледі.

Дистильденген су

40% этанол

80% этанол

сатылы экстракция 40% 80% этанол

Экстракция әдісі

Сурет 1. Экстрагент түріне байланысты стевия экстракттары шығымының динамикасы

Зерттеу нәтижесінде сатылы экстракция-лау әдісі (бірінші кезеңде 40% этанол, екінші кезеңде 80% этанол) ең жоғары тиімділікті көрсетті. 1-суретте көрініп тұрғандай, этанолдың сулы ерітінділерін сатылы түрде қолдану экстрактивті заттардың шығымын дистильденген сумен салыстырғанда ондаған есе арттыруға мүмкіндік берді. Бұл құбылыс стевия құрамын-дағы дитерпенді гликозидтер мен флавоноид-тардың полярлылығына және олардың сулы- этанолды ортада ерігіштік коэффицентінің жоғары болуымен түсіндіріледі

Сулы сығындылар 70-90 °С температурада буландырылса, этанолды сығындылардың тер-миялық деградациясын болдырмау үшін роторлы буландырғышта 40-50 °С деңгейінде концентр-ленді. Нәтижесінде қошқыл-жасыл және сарғыш-қоңыр түсті, карамель тәрізді консистенциялы, стевияға тән айқын тәтті дәмі бар табиғи концентраттар алынды (1-ші сурет).

Сурет 1. Стевия экстракттарын алудың оңтайландырылған технологиялық сызба-нұсқасы

Зерттеу жұмысының келесі кезеңінде стевия сығындысымен байытылған функционалды сусын-дардың рецептураларын модельдеу көзделді. Функционалды сусындардың рецептурасын әзір-леу барысында органолептикалық көрсеткіштердің сақталуына, өнімнің функционалдық бағыттылы-ғына және құрам тұрақтылығына басымдық берілді. Бақылау нысандары (эталондар) ретінде отандық нарықтағы стандартты сипаттамаларға ие, қант негізіндегі коммерциялық шай сусындары (құлпынай қосылған қара шай және киви қосылған көк шай үлгілері) таңдалды. Бұл үлгілерді пайдалану стевиямен байытылған жаңа өнімнің бәсекеге қабілеттілігін және тұтынушылық сұра-нысқа сәйкестігін объективті бағалауға мүмкіндік берді [16].

Рецептураларды модельдеу кезінде сахароза мөлшерін 50%-ға төмендету өнімнің калориялылы-ғын едәуір азайтты [17]. Сенсорлық бағалау нәти-желері көрсеткендей, этанолды концентраттар мен көк шай негізіндегі рецептуралардың үйлесімділігі жоғары (4,0-4,15 балл). Бұл стевияның специфика-лық «шөп» дәмінің этанолды экстракция мен шай құрамындағы таниндердің әсерінен ішінара бүрке-меленуіне (маскировка) байланысты. Жасыл шай негізіндегі үлгілердің жоғары органолептикалық бағалануы оның құрамындағы катехиндер, танин-дер және ұшқыш ароматты қосылыстардың болуымен байланысты. Бұл қосылыстар стевия гликозидтерінің ұзақ сақталатын тәттілік әсерін теңестіріп, өсімдік тектес спецификалық дәмді төмендетеді. Сонымен қатар, жасыл шайдың жеңіл хош иістік профилі стевия концентратымен үйлесімді сенсорлық жүйе қалыптастырады.

Зерттеудің әдістемелік ерекшелігі – барлық үлгілер үшін (бақылау және тәжірибелік) базалық ингредиенттер мөлшерінің тұрақты сақталуында. Бұл стевия экстракттарының сусынның сапасына әсерін нақты айқындауға жағдай жасады. Сусындардың негізгі рецептуралық құрамы 2-кестеде келтірілген.

Кесте 2. Функционалды сусындардың негізгі құрамы

№	Ингредиент	Мөлшері, г/л	Технологиялық қызметі
1	Лимон қышқылы	1,4	Қышқылдандыру, дәмді реттеу
2	Аскорбин қышқылы	0,25	Антиоксиданттық қасиет
3	Шай экстракты (қара / көк)	0,8	БЫЗ көзі, хош иіс беру
4	Ароматизаторлар (құлпынай, киви)	0,1	Органолептикалық профильді түзету

Тәжірибелік үлгілерді модельдеудегі негіз-гі айырмашылық – сахароза мөлшерін 50 %-ға (80 г-нан 40 г-ға дейін) азайту және жетіспейтін тәттілік деңгейін стевияның түрлі концентрат-тарымен толтыру болды. Барлығы 12 түрлі модификацияланған үлгі дайындалды. Әзірлен-ген функционалды сусындардың сапасын ке-шенді бағалау мақсатында 25 сарапшының қатысуымен 5 балдық шкала бойынша профиль-дік әдіспен органолептикалық талдау жүргізілді. Сараптама барысында өнімнің тұтынушылық құндылығын айқындайтын келесі көрсеткіштер ескерілді: сыртқы түрі (мөлдірлігі), иісі (хош иісі), дәмі және соңғы дәмдік әсері (послевкусие).

Талдау нәтижелері көрсеткендей, этанолды (40% және 80%) сығындылар негізіндегі үлгілер ең жоғары балл жинады (4,0-4,15 балл). Стевия-ның өзіне тән спецификалық шөп дәмін бүрке-мелеуде көк шай негізіндегі рецептуралар ерекше тиімділік көрсетті. Сонымен қатар, тәжірибелік үлгілердегі сахароза мөлшерінің 50%-ға азаюы өнімнің диеталық бағытын және төмен калория-лылығын ғылыми тұрғыдан негіздейді (3-кесте).

Кесте 3. Бақылау және тәжірибелік үлгілердің тәттілендіргіш компоненттері бойынша сипаттамасы

№	Үлгілер	Қант мөлшері, г	Стевия экстракты, г
			шикізат, 20 г	шикізат, 10 г
1	Бақылау (қара шай)	80	-	-
2	Бақылау (көк шай)	80	-	-
3	Тәжірибе № 1 (дис.су негізіндегі)	40	0,278±0,005	0,139±0,002
4	Тәжірибе № 2 (40% этанол)	40	0,556 ±0,009	0,278±0,004
5	Тәжірибе № 3 (80% этанол)	40	1,112± 0,03	0,557±0,01
6	Тәжірибе № 4 (40/80% этанол)	40	9,0505±0,25	4,289±0,1
Ескерту: Барлық үлгілерде дистильденген судың жалпы көлемі 1000 мл-ге дейін жеткізілді. Негізгі ингредиенттер (лимон қышқылы, аскорбин қышқылы, шай экстракты және ароматизаторлар) мөлшері 2-кестеге сәйкес тұрақты сақталды.

Кестеде көрсетілгендей, тәжірибелік үлгілер-дегі сахарозаның үлесі бақылау нұсқаларымен салыстырғанда 50%-ға төмендетілді. Тәттілік дең-гейін теңестіру үшін енгізілген стевия экстракт-тарының мөлшері қолданылған экстрагенттің табиғатына тікелей байланысты болды. Атап айтқанда, этанолдың түрлі концентрациялары (40%, 80% және сатылы 40/80%) негізінде алынған сығындылардың мөлшері сулы экстрактқа қара-ғанда айтарлықтай жоғары екендігі байқалды. Бұл этанолдың стевия жапырақтарындағы дитерпенді гликозидтер мен басқа да экстрактивті заттарды бөліп алудағы жоғары еріткіштік қабілетін тағы да растайды. Мұндай тәсіл әртүрлі химиялық таби-ғаты бар стевия концентраттарының сусынның жалпы физика-химиялық жүйесіне әсерін жеке-жеке бағалауға мүмкіндік берді.

Әзірленген функционалды сусындардың сапалық сипаттамаларын бағалау мақсатында олар-дың физика-химиялық параметрлеріне кешенді талдау жүргізілді. Зерттеу нәтижелері көрсеткен-дей, сусындардың физикалық қасиеттері қолда-нылған стевия экстракттарының концентрациясы мен экстрагенттің табиғатына тікелей байланысты болды (4-ші кесте).

Сусындардың антиоксиданттық әлеуетін зерттеуде тәжірибелік үлгілердің айқын артық-шылығы дәлелденді [18]. Аскорбин қышқылының мөлшері коммерциялық үлгілермен салыстырғанда 2,5-3 есе артып, 14,1 мг/100 мл деңгейіне жетті. Бұл көрсеткіш стевия концентраттарының құрамын-дағы табиғи антиоксиданттардың есебінен өнімнің функционалдық құндылығын арттырады. Сонымен қатар, тәжірибелік үлгілердегі сахароза мөлшерінің азаюы өнімнің диеталық бағытын айқындады.

Кесте 4. Функционалдық сусындардың физикалық және химиялық көрсеткіштері

№	Үлгі	Шай түрі	рН	Тығыздығы (г/мл)	Электр-өткіз-гіштігі (мСм/см)	Құрғақ заттары-ның массалық үлесі,%	Қанттардың массалық үлесі,%
1	Бақылау	қара	3,3	1,035±0,023	0,52±0,009	13,56±0,37	9,3±0,26
2	Бақылау	көк	3,5	1,030±0,019	0,50±0,008	12,03±0,28	9,0±0,15
3	Су	қара	3,5	1,033±0,021	0,51±0,007	6,0 ±0,20	1,5±0,026
4	экстракты	көк	3,5	1,031±0,017	0,50±0,006	5,50 ±0,18	1,3±0,02
5	40 %	қара	3,5	1,040±0,029	0,55±0,009	7,0± 0,22	3,8±0,041
6	этанол	көк	3,5	1,038±0,027	0,54±0,007	6,0 ±0,20	3,6±0,039
7	80 %	қара	3,5	1,045±0,025	0,57±0,011	7,20 ±0,23	4,1±0,03
8	этанол	көк	3,5	1,043±0,02	0,56±0,01	6,40 ±0,19	3,9±0,045
9	40/80 %	қара	3,5	1,048±0,026	0,60±0,015	7,61±0,25	4,7±0,05
10	этанол	көк	3,5	1,046±0,023	0,59±0,012	6,52±0,18	4,5±0,03

Зерттеу барысында барлық тәжірибелік үлгілерде рН деңгейі 3,3-3,5 диапазонында тұрақты сақталды (4-кесте), бұл өнімнің микробиологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз етумен қатар, функцио-налдық компоненттердің тұрақтылығына қолайлы жағдай жасайды. рН көрсеткішінің бұл деңгейі сусынның сапасын сақтаудағы шешуші фактор болып табылады. Ғылыми деректерге сәйкес, аскорбин қышқылы (pKa1 = 4,17) рН 3,0-4,0 диапазонындағы қышқылды ортада ең жоғары төзімділік көрсетеді, өйткені бұл жағдайда оның автототығу жылдамдығы минималды деңгейде болады [21-25]. Ортаның рН көрсеткіші 4,0-ден жоғарылағанда, дәруменнің дегидроаскорбин қыш-қылына дейін тотығуы бірнеше есе жеделдейді. Сондықтан таңдалған рН 3,5 мәні антиоксидант-тардың 6 ай бойы жоғары деңгейде (86,5%) сақталуына мүмкіндік берді.

Сусындардың тығыздығы мен электрөткіз-гіштігі сығындылардың концентрациясы жоғары-лаған сайын артатыны байқалды. Ең жоғары электрөткізгіштік мәні (0,60 мСм/см) 40/80% этанол экстрактісі қосылған үлгіде тіркелді, бұл өсімдік шикізатынан бөлінген гликозидтер мен минералды компоненттер иондарының жоғары мөлшерімен түсіндіріледі.

Зерттеудің маңызды бөлігі сусындардың диеталық қасиеттерін ғылыми негіздеу мақсатында жүргізілген құрғақ заттар мен қанттардың масса-лық үлесін талдау болды. Тәжірибелік үлгілерде жалпы құрғақ заттардың мөлшері бақылау үлгілерімен салыстырғанда қара шай негізіндегі сусындарда 44%-ға, көк шайда 46%-ға төмендегені анықталды. Мұндай айтарлықтай төмендеу сахароза мөлшерінің азаюымен және стевия гликозид-терінің молекулалық массасының төмендігімен байланысты болды. Қант мөлшерінің төмендеуі технологиялық тұрғыдан стевиядағы стевиозид және ребаудиозид А сияқты дитерпенді гликозид-тердің сахарозамен салыстырғанда айтарлықтай жоғары тәттілік қабілетіне (сахарозадан 200–300 есе тәтті) негізделген. Сондықтан сахароза мөл-шерін 50%-ға төмендету кезінде сусынның қажетті тәттілік деңгейін сақтау мүмкін болды. Бұл тәсіл өнімнің энергетикалық құндылығын азайтып, оны калориясы төмен функционалды сусын ретінде қолдануға мүмкіндік береді.

Бақылау үлгілеріндегі қанттың массалық үлесі 9,0-9,3% болса, стевия экстракттарымен байытылған нұсқаларда бұл көрсеткіш 1,3-4,7% аралығында ауытқитыны байқалды. Бұл көрсет-кіштер әзірленген өнімдердің төмен калориялы-лығын және метаболизмдік бұзылыстары (семіздік, қант диабеті) бар адамдардың тамақтануына жарамдылығын растайды.

Сусынның функционалдық бағытын айқын-дайтын негізгі көрсеткіш – антиоксиданттық белсенділік деңгейі аскорбин қышқылының мөл-шері бойынша бағаланды (5-ші кесте). Зерттеу нәтижесінде стевия экстракттарын қосу антиокси-данттар концентрациясын айтарлықтай арттыра-тыны дәлелденді. Ең жоғары көрсеткіш (14,1 мг/100 мл) 40/80% этанол экстрактісі мен көк шай негізіндегі үлгіде тіркелді, бұл бақылау үлгілерімен салыстырғанда шамамен 2,5-3 есе жоғарылайтыны байқалды.

Кесте 5. Аскорбин қышқылының мөлшері (мг/100 мл)

№	Үлгі	Шай түрі	Аскорбин қышқылының мөлшері (мг/100 мл)	рН көрсеткіші
1	Бақылау	қара	4,5±0,05	3,3
2	Бақылау	көк	5,5±0,07	3,5
3	Дис.су экстракты	қара	7,8±0,09	3,5
4		көк	8,8±0,23	3,5
5	40 % этанол	қара	10,2±0,27	3,5
6		көк	11,3±0,29	3,5
7	80 % этанол	қара	11,5±0,31	3,5
8		көк	12,7±0,35	3,5
9	40/80 % этанол	қара	13,1±0,37	3,5
10		көк	14,1±0,41	3,5

5-кестедегі деректер көрсеткендей, аскорбин қышқылының ең жоғары мөлшері (14,1 мг/100 мл) №10 үлгіде байқалды. Бұл нәтиже ортаның төмен рН көрсеткішімен (3,3-3,5) тікелей байланысты. Сонымен қатар, тәжірибелік үлгілердегі аскорбин қышқылы мөлшерінің жоғары болуы тек қышқыл орта тұрақтылығымен ғана емес, стевия концентраттарының құрамын-дағы табиғи фенолдық қосылыстардың антиокси-данттық әсерімен де түсіндіріледі. Полифенолдар бос радикалдарды байланыстырып, аскорбин қышқылының тотығу процесін баяулатады. Нәтижесінде витамин С сақтау барысында жоғары тұрақтылық көрсетіп, функционалдық сусындардың антиоксиданттық потенциалын арттырады.

Қауіпсіздік мониторингі барлық әзірленген сусындардың микробиологиялық және токсико-логиялық тұрғыдан қауіпсіз екенін, ауыр метал-дардың мөлшері рұқсат етілген шекті концен-трациядан бірнеше есе төмен екенін көрсетті [19]. 6 ай бойы 4 °C температурада сақтау бары-сында сусындардың рН деңгейі мен органолеп-тикалық сипаттамалары тұрақты сақталды, бұл таңдалған технологиялық шешімдердің тиімді- лігін айғақтайды.

Функционалдық сусындардың санитар-лық-гигиеналық талаптарға сәйкестігін және биологиялық тұрақтылығын бағалау мақсатында кешенді микробиологиялық зерттеулер жүргі-зілді. Өнімнің қауіпсіздігін сипаттайтын көрсет-кіштер ретінде ТС2 санатындағы өнімдерге қойылатын нормативтік талаптар негізге алынды.

Зерттеу барысында өнімнің қауіпсіздік деңгейін айқындайтын келесі индикаторлық топтар талданды:

• ^    Жалпы микробтар саны (КМАФАнМ): өнімнің жалпы санитарлық-гигиеналық жағ-дайының сипаттамасы;

• ^    1шек таяцшалары тобыныц бактерия-лары (БГКП): технологиялық циклдің гигие-налық тазалық индикаторы;

• ^    Ашытцылар мен зец сацырауцулац-тары: өнімнің микробиологиялық бұзылуға төзімділік өлшемі;

• ^    Анаэробты бактериялар (N-АСВ жэне ТАБ): термиялық өңдеу тиімділігі мен биоло-гиялық тұрақтылықтың негізгі көрсеткіші.

Микробиологиялық талдау нәтижелері 6-шы кестеде келтірілген.

Кесте 6. Сусындардың микробиологиялық көрсеткіштері

Көрсеткіштер	Нормативтік құжат (категория ТС2)	Нақты көрсеткіштер
		Бақылау	Тәжірибелік варианттар
Жалпы микробтар саны	≤ 100 КОЕ/10 г	өсуі байқалмады	өсуі байқалмады
Ашытқылар мен зең	≤ 5 КОЕ/100 см³	табылған жоқ	табылған жоқ
БГКП	100 мл-де рұқсат етілмейді	табылған жоқ	табылған жоқ
ТАБ	100 мл-де рұқсат етілмейді	табылған жоқ	табылған жоқ
N-АСВ	100 мл-де рұқсат етілмейді	табылған жоқ	табылған жоқ

Зерттеу нәтижелері көрсеткендей, барлық функционалдық сусын үлгілерінде патогенді және шартты-патогенді микроорганизмдердің өсуі бай-қалған жоқ. Бұл деректер әзірленген технология-лық регламенттің (стерилизациялау және қайнату шарттары) тиімділігін және өнімнің тұтыну үшін толықтай қауіпсіз екендігін айғақтайды. Сонымен қатар, ТАБ пен N-АСВ көрсеткіштерінің болмауы өнімнің сақтау мерзімі ішіндегі микробиологиялық тұрақтылығын қамтамасыз ететінін айғақтайды.

Функционалды сусындардың сапасы мен қауіпсіздігі тек олардың органолептикалық және биологиялық қасиеттерімен ғана емес, сонымен қатар құрамында токсикалық элементтердің, әсі-ресе ауыр металдардың болмауымен айқындалады. Ауыр металдар адам ағзасында жинақталу (биоаккумуляция) қабілетіне ие болып, түрлі созыл-малы патологиялардың дамуына себеп болуы мүм-кін. Осыған байланысты, әзірленген сусын үлгі-леріндегі қорғасын (Pb), кадмий (Cd), мышьяк (As) және сынап (Hg) мөлшеріне деструктивті талдау жүргізілді. Зерттеу барысында жоғары сезімтал аналитикалық әдістер қолданылды (7-кесте).

Кесте 7. Функционалды сусындар құрамындағы ауыр металдарды анықтау

Токсикалық элементтер	Нақты көрсеткіш, мг/кг	Нормативтік деңгей (ШРК)	Зерттеу әдістемесі (НҚ)
Қорғасын (Pb) мг/кг	анықталған жоқ	0,3	ГОСТ33824-2-16
Кадмий (Cd) мг/кг	анықталған жоқ	0,03	ГОСТ33824-2-16
Сынап (Hg) мг/кг	анықталған жоқ	0,005	МУ 08/47/168
Мышьяк (As) мг/кг	анықталған жоқ	0,01	ГОСТ 30178-96

Кестеде көрсетілгендей, барлық зерттелген үлгілерде (бақылау және тәжірибелік) ауыр метал-дардың концентрациясы қолданылған әдістердің сезімталдық шегінен төмен болды. Бұл нәтижелер өндірісте пайдаланылған өсімдік шикізатының (стевия жапырақтары) экологиялық тазалығын және технологиялық процестің барлық санитар-лық-гигиеналық нормаларға толық сәйкестігін дәлелдейді. Осылайша, әзірленген функционалды сусындар химиялық тұрғыдан қауіпсіз өнім ретінде сипатталады, бұл олардың нарықтағы бәсекеге қабілеттілігін және тұтынушылық сенімін арттыру-дың негізгі факторы болып табылады.

Зерттеу жұмысының соңғы сатысында функционалды сусындардың сақтау мерзімі мен сапалық тұрақтылығын негіздеу көзделді. Функ-ционалды сусындардың коммерциялық және тұтынушылық тартымдылығын айқындайтын маңызды көрсеткіш – олардың сақтау мерзімі ішіндегі сапалық параметрлерінің тұрақтылығы болып табылады. Осы мақсатта өнім үлгілеріне 6 ай бойы тоцазытцыш жаFдайында (4 °C температура-да) мониторинг жүргізілді.

Сенсорлық және физика-химиялық көрсет-кіштердің динамикасы бойынша сақтау мерзімі аяқталғаннан кейін (6 айдан соң) жүргізілген органолептикалық талдау нәтижелері сусындар-дың дәмдік және эстетикалық қасиеттерінің жоғары деңгейде сақталғанын көрсетті (8-кесте).

Кесте 8. Функционалдық сусындардың органолептикалық көрсеткіштері (6 ай бойы сақталған)

№	Үлгі	Шай түрі	Дәмі	Хошиісі	Түсі	Кон-систен-циясы	Жалпы баға	Қосымша мәлімет
1	Бақылау	қара	4,5±0,11	4,4±0,10	4,6±0,10	4,5±0,09	4,5±0,10	дәмі сәл жұмсарған, бөтен дәм жлқ
2	Бақылау	көк	4,4±0,09	4,5±0,08	4,4±0,09	4,4±0,10	4,42± 0,09	жеңіл, сергітетін дәм
3	Дис.су Экстрак-тысы	қара	3,8±0,09	4,0±0,1	4,1±0,12	3,9±0,11	3,95±0,10	хош иісі тұрақты, түсі аздап өзгерген
4		көк	3,9±0,10	4,1±0,09	4,2±0,11	4,0±0,10	4,05±0,09	хош иісті, тұрақты
9	40/80 % этанол	қара	3,7±0,10	3,9±0,08	4,0±0,09	3,4±0,11	3,75±0,10	дәмі аздап жұмсарған, сұйылту қажет
10		көк	3,8±0,09	4,0±0,09	4,2±0,10	3,5±0,10	3,88±0,09	түсі мен дәмі тұрақты 1:3, 1:5 есе сұйылту қажет

Барлық үлгілерде рН деңгейінің (3,3-3,5) өзгеріссіз қалуы құрамдас компоненттердің химиялық инерттілігін және гидролиз процес-терінің болмауын айғақтайды. Тығыздық көр-сеткіштерінің маргиналды ауытқуы (0,001-0,002 г/мл) сусындарда тұнба түзілу немесе булану сияқты деструктивті құбылыстардың жүрмегенін дәлелдейді. Зерттеу барысында қант мөлшерінің бастапқы мәннен аздап төмендеуі байқалды (9-кесте). Бұл құбылыс ұзақ сақтау кезіндегі минималды биохимиялық трансформациялармен және көмірсулардың сулы гидролизімен түсін-діріледі.

Кесте 9. Сусындардың физикалық және химиялық көрсеткіштері (6 ай сақталған)

№	Үлгі	Шай түрі	рН	Тығыздығы (г/мл)	Электрөткізгіш-тігі (мСм/см)	Қанттардың массалық үлесі,%
1	Бақылау	қара	3,3	1,034±0,022	0,51±0,008	9,2±0,25
2	Бақылау	көк	3,5	1,029±0,017	0,49±0,007	8,7±0,16
3	80 % этанол	қара	3,5	1,043±0,023	0,56±0,010	1,48±0,023
4		көк	3,5	1,041±0,019	0,55±0,010	1,29±0,019
9	40/80 % этанол	қара	3,5	1,046±0,025	0,59±0,014	4,6±0,045
10		көк	3,5	1,044±0,021	0,58±0,011	4,4±0,029

9-кестедегі 6 айлық сақтау мерзіміндегі деректер сусынның жоғары тұрақтылығын көр-сетті. рН мәнінің 6 ай бойы өзгеріссіз қалуы (3,5) рецептурадағы стевия гликозидтері мен лимон қышқылының буферлік әсерімен түсіндіріледі. Дәл осы тұрақтылық сақтау мерзімі соңында да аскорбин қышқылы мен басқа да антиоксидант-тардың функционалдық белсенділігін (86,5% сақталу деңгейі) қамтамасыз етті.

Сонымен қатар, функционалдық компо-ненттер мен биологиялық қауіпсіздіктің тұрақ-тылығы зерттелді. Сусындардың функционалдық құндылығын айқындайтын аскорбин қышқылы-ның мөлшері сақтау уақытында табиғи деградация салдарынан аздап төмендегенімен, тәжіри-белік үлгілерде бақылау нұсқаларына қарағанда жоғары деңгейде сақталды. Ең жоғары тұрақ-тылық 40/80% этанол сығындысымен байытыл-ған сусындарда байқалды (12,2 мг/100 мл), бұл өнімнің антиоксиданттық потенциалын ұзақ мерзімде сақтауға мүмкіндік береді.

Микробиологиялық талдау нәтижелері 6 айлық мерзім соңында да барлық үлгілердің санитарлық-гигиеналық талаптарға толық сәй-кестігін растады. Жалпы микробтар саны белгі-ленген шектен аспады, ал патогенді микро-организмдер, ашытқылар мен зең саңырауқұлақ-тары анықталған жоқ. Қорыта айтқанда, 6 айлық мониторинг нәтижелері әзірленген функционал-ды сусындардың органолептикалық, физика-химиялық және микробиологиялық тұрғыдан тұрақты екендігін дәлелдеп, оларды өндіріске енгізудің ғылыми негіздемесі болып табылады.

Қорытынды

Жүргізілген кешенді зерттеулердің нәти-желері отандық шикізат – Stevia rebaudiana Bertoni өсімдігінің концентраттары негізінде функционалдық бағыттағы сусындарды әзірлеу-дің ғылыми және практикалық маңыздылығын толықтай дәлелдейді. Зерттеу барысында алын-ған негізгі ғылыми тұжырымдар келесідей жинақталды:

S Экстракция технологиясын оцтайлан-дыру – cтевия жапырақтарынан биологиялық белсенді заттарды бөліп алуда 40% және 80% этанолды қолдана отырып жүргізілген сатылы экстракциялау әдісі ең жоғары тиімділікті көрсетті. Бұл әдіс дистильденген сумен салыс-тырғанда экстрактивті заттардың шығымын ондаған есе арттыруға мүмкіндік берді.

S Рецептураны модельдеу - органолеп-тикалық талдау нәтижесінде сусындар құрамын-дағы сахароза мөлшерін 50%-ға (80 г/л-ден 40 г/л-ге дейін) азайтудың технологиялық мүмкін-дігі негізделді. 25 сарапшының қатысуымен жүргізілген бағалау этанолды сығындылар (4.04.15 балл) мен көк шай негізіндегі рецептура-лардың дәмдік үйлесімділігі жоғары екенін растады.

S Функционалды^ жэне диеталык кунды-лық – тәжірибелік үлгілерде қант мөлшерінің 1,34,7% аралығына дейін төмендеуі өнімнің төмен калориялылығын және диеталық бағытын айқын-дады. Сонымен қатар, аскорбин қышқылының концентрациясы бақылау үлгілерімен салыстыр-ғанда 2,5-3 есе артып, 14,1 мг/100 мл-ге жетті, бұл өнімнің жоғары антиоксиданттық белсен-ділігін дәлелдейді.

S ^ayincisgik кeрсеткiштерi - микробио-логиялық талдаулар мен токсикологиялық зерттеулер (ауыр металдарды анықтау) барлық үлгілердің ТС2 санатындағы өнімдерге қойы-латын нормативтік талаптарға толық сәйкестігін және тұтынушы үшін қауіпсіздігін айғақтады.

S Сацтау т¥рaцтылыFы - 6 ай бойы 4 °C температурада жүргізілген мониторинг сусын-дардың физика-химиялық жүйесі мен органолеп-тикалық профилінің тұрақтылығын көрсетті. Тіпті сақтау мерзімі аяқталғанда да, функ-ционалдық компоненттердің (витамин С) жоғары деңгейде сақталуы таңдалған технологияның сенімділігін растайды.

Жалпы алғанда, әзірленген стевиямен байытылған сусындар заманауи нутрициология талаптарына сай келетін, бәсекеге қабілетті функционалдық өнім болып табылады [20].

Зерттеу нәтижелерінің практикалық маң-ыздылығы – Stevia rebaudiana Bertoni жапырақ-тарынан алынған табиғи концентраттарды пайдалану арқылы қант мөлшері төмендетілген, антиоксиданттық қасиеті жоғары функционалды сусындар өндіру технологиясының ғылыми негізделуінде. Ұсынылған технология отандық өсімдік шикізатын тиімді пайдалануға, табиғи тәттілендіргіштер негізінде жаңа буындағы диеталық өнімдер ассортиментін кеңейтуге мүмкіндік береді. Әзірленген рецептуралар тағам өнеркәсібі кәсіпорындарында функционалды сусындар өндірісін ұйымдастыру кезінде қолданылуы мүмкін. Алдағы зерттеулерде стевия концентраттарын алу процесін ультрадыбыстық, ферментативтік және мембраналық техноло-гиялар арқылы интенсификациялау, биология-лық белсенді қосылыстардың нақты құрамын хроматографиялық әдістермен анықтау, сондай-ақ өнімнің сақтау тұрақтылығын өндірістік жағдайда бағалау жоспарланады.

Қаржыландыру туралы ақпарат

Зерттеулер ҚР ҰҚМ қаржыландыратын ИРН № AP26199175 «Функционалдық қасиеттері жақсартылған мамандандырылған сусындарды дайындау үшін стевияның селекциялық линия-ларын зерттеу» ғылыми жобасы аясында жүргізілді. Мүдделер қақтығысы жоқ.

ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТ ТІЗІМІ