автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Инновационные технологии переработки ягодного сырья

На правах рукописи

АЛЕКСЕЕНКО ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ЯГОДНОГО СЫРЬЯ: НАУЧНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

13 АПР 2013

Москва-2013

005052202

005052202

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств».

Научный консультант: Траубенберг Светлана Евгеньевна

доктор технических наук, профессор Официальные оппоненты: Дубцова Галина Николаевна,

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт

консервной и овощесушильней промышленности РАСХН

Защита состоится: « 06 » июня 2013 г в 10.00 часов на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.148.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, А-80, Волоколамское шоссе, д. 11, корп. А, ауд. 302.

Просим Вас принять участие в заседании Совета или прислать отзыв в двух экземплярах с печатью учреждения по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское т., д. 11, ФГБОУ ВПО «МГУПП».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГУПП».

Автореферат разослан «-/£?» апреля 2013 г

Ученый секретарь

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», профессор кафедры «Органическая, пищевая и биохимия» Савенкова Татьяна Валентиновна, доктор технических наук, профессор, ГНУ научно-исследовательский институт кондитерской промышленности Россельхозакадемии, заместитель директора по научной работе Рнмарева Любовь Вячеславовна,

доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАСХН, заслуженный деятель науки РФ, ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии РАСХН, заместитель директора по научной работе

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные тенденции и приоритеты в развитии сферы производства продуктов питания ориентированы на постулаты современной нутрициологии, в частности, на создание принципиально новых пищевых технологий, позволяющих получать на основе рационального использования природных сырьевых ресурсов инновационные продукты питания, призванные коренным образом улучшить структуру питания, способствующую сохранению здоровья и профилактике распространенных заболеваний современности, таких как атеросклероз, остеопороз, онкологические заболевания, сахарный диабет и т.д., что отвечает основам государственной политики в области здорового питания.

Важная роль в создании продуктов питания нового поколения принадлежит растительному сырью, в том числе плодам и ягодам, которые, благодаря многообразию входящих в их состав микронутриентов и функциональных пищевых ингредиентов (ФПИ) (пищевые волокна, каротиноиды, витамины, полиненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды, флавоноиды, органические кислоты, минеральные вещества), способных регулировать важнейшие физиологические реакции организма, представляют исключительный интерес для индустрии здорового питания и являются ценной сырьевой базой для получения натуральных и высококачественных пищевых продуктов.

Большой вклад в развитие теоретических и практических аспектов разработки и совершенствования отечественных технологий переработки растительного, в т.ч. плодово-ягодного сырья, и его применению в пищевых продуктах внесли работы российских ученых С.Н. Бутовой, М.В. Гернет, A.C. Джабоевой, Г.Н.Дубцовой, JI.A. Ивановой, О.В. Кислухиной, В.В. Колпаковой, С.Я. Корячкиной, A.A. Кочетковой, А.П. Нечаева, Г.Н. Румянцевой, С.Е. Траубенберг, Г.Ц. Цыбиковой, Т.Б. Цыгановой и др.

Наша страна располагает значительным потенциалом ежегодно возобновляемых сырьевых биоресурсов. На территории Российской Федерации широко распространены садовые ягодные культуры красной смородины и облепихи: занимаемые площади в среднем оцениваются 440 тыс. га и 5500 га. Среди дикоросов лидирующие позиции (по природным запасам) принадлежат бруснике. По самым приблизительным подсчетам средняя урожайность ягод брусники в лесах европейской части России составляет свыше 200 тыс. тонн, а возможные промысловые сборы оцениваются в 63 тыс. тонн. Достаточно неприхотливые, морозоустойчивые, дающие ежегодно стабильно высокие урожаи, эти ягодные культуры обладают исключительными пищевыми качествами и антиоксидантными свойствами, являются ценным поливитаминным и лекарственным сырьем. А если учесть, что дикорастущие виды не требуют затрат человеческого труда и являются экологически чистыми, то перспективы их использования в пищевых технологиях очевидны. Однако, несмотря на доступность, распространенность,

возможность больших объемов промышленных заготовок и высокую пищевую ценность область их практического применения достаточна ограничена. В основном, это — производство консервированной и молочно-кислой продукции с использованием цельных ягод (джемы, протертые массы, варенье, конфитюры, йогурты, творожные массы и др.), а для облепихи - (до 95% собранного урожая) получение облепихового масла. Для расширения области использования уникального природного потенциала ягодного сырья в других отраслях (кондитерской, пищеконцентратной, безалкогольной) необходимо получение полуфабрикатов на основе сока в форме, приемлемой для включения в рецептуру продуктов питания для их обогащения ценными физиологически активными ингредиентами. Однако при переработке лишь часть ценных компонентов ягод переходит в соковую фракцию, тогда как значительные количества, находясь в ассоциативной связи со структурными образованиями клеточных стенок, основу которых составляют некрахмальные полисахариды, после отделения сока остаются в отходах. К настоящему времени в литературе встречаются лишь немногочисленные научные разработки по данным ягодным культурам, открывающие перспективы их масштабного разнопланового промышленного освоения.

В свете этого, актуальной проблемой является разработка и внедрение новых инновационных технологий переработки ягодного сырья, обеспечивающих наиболее полное извлечение в соковую фракцию входящих в состав ягод природных компонентов и ФПИ и создание конкурентоспособных высококачественных пищевых продуктов, удовлетворяющих требованиям науки о здоровом питании. Решение этой проблемы может быть достигнуто за счет проведения ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов, способствующего деструкции клеточных стенок и повышению вследствие этого эффективности переработки сырья при получении сока.

Анализ научно-технической литературы и патентных источников позволил оценить достоинства применения ферментов в переработке растительного сырья для интенсификации технологического процесса, увеличения выхода готового продукта, повышения его качества. Однако разнообразие плодово-ягодного сырья, отличающегося составом и сортовыми особенностями, требует системного, научно-обоснованного подхода к разработке и применению биокаталитических способов обработки ягод для реализации их природного потенциала при получении пищевых продуктов, который может быть выработан на основе всестороннего изучения химического состава, антиоксидантных свойств, биохимических превращений компонентов ягодного сырья на всех этапах технологического процесса его переработки, а также пищевых изделий, полученных с его применением.

Решению этих вопросов и посвящена настоящая работа.

Работа проводилась в рамках государственного задания Минобрнауки России на выполнение НИР "Конструирование продуктов функционального и специализированного назначения. Роль взаимодействия макро- и

микронутриентов" (2012-2013гг.) и следующих программ: инновационной научно-технической программы Министерства общего и профессионального образования РФ «Создание технологических систем для производства пищевых и кормовых продуктов» (1997-1999 гг.); «Научные исследования высшей школы по технологии живых систем» (2000-2002 гг.); аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2006-2010 гг.) Рособразования РФ.

Целью настоящей работы явилось решение комплекса научно-практических задач, направленных на разработку инновационного подхода к технологии переработки ягодного сырья, обеспечивающего наиболее полное извлечение ценных компонентов ягод при получении ягодных полуфабрикатов, и технологических решений по их применению в пищевых продуктах.

Для достижения цели были поставлены следующие основные задачи: дать характеристику химического состава садовых и лесных ягод (облепихи, красной смородины и брусники) с позиций пищевой ценности и обосновать условия применения при переработке ягодного сырья направленного биокатализа с использованием ферментных препаратов (ФП), гидролизующих некрахмальные полисахариды, для интенсификации процесса получения ягодных соков;

исследовать влияние биокаталитического способа предобработки ягодного сырья при получении соков на их биохимическую характеристику и антиоксид ант ную активность в сравнении с соком, полученным без применения ФП;

провести исследования, направленные на получение соковых концентратов и характеристику их химического состава;

исследовать органолептические, физико-химические, биохимические и микробиологические показатели качества концентратов и обосновать сроки и условия их хранения;

разработать технологические рекомендации и принципиальную технологическую схему переработки ягодного сырья и получения соковых ягодных концентратов повышенной пищевой ценности в ориентации на применение в конкретных отраслях пищевой промышленности;

разработать технологические решения для применения соковых ягодных концентратов и вторичного продукта переработки ягодного сырья - жома для создания нового ассортимента пищевых продуктов (кондитерских и хлебобулочных изделий, сухих готовых завтраков, хлебцев хрустящих, безалкогольных напитков) на основе модификации традиционных рецептур, исследования показателей качества и пищевой ценности готовой продукции;

провести опытно-промышленную апробацию разработанных технологических решений, разработать техническую документацию (ТУ, ТИ) на концентраты ягодных соков, разработать технологические рекомендации и техническую документацию (ТУ,

ТИ) по применению соковых ягодных концентратов для создания нового ассортимента продуктов питания повышенной пищевой ценности.

Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально продемонстрирована роль ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов ягодного сырья как фактора, способствующего глубокой деструкции клеточных структур и компонентов клеточных стенок ягод и более полному, вследствие этого, извлечению в соковую фракцию биологически активных соединений ягод, а также природных красителей и консервантов.

Доказано, что в ягодных соках, полученных с использованием мультэнзимной композиции (МЭК) на основе ФП пектолитического и глюканазного действия, существенно выше, по сравнению с соком, полученным в тех же условиях, но без ферментативной обработки, содержание таких физиологически активных ингредиентов, как витамин С, токоферолы, каротиноиды, полифенольные соединения - катехины, флавоны, флавонолы и флаванонолы, антоцианы, проантоцианидины. Дана характеристика качественного и количественного состава содержащихся в соке антоцианов, каротиноидов, катехинов, органических кислот с позиций их роли, как компонента питания, в физиологических функциях и обменных процессах в организме человека.

Показано, что применение МЭК на основе ФП глюканазного и пектолитического действия при переработке ягод существенно увеличивает выход в соковую фракцию органических кислот (лимонной, L-яблочной, бензойной, хлорогеновой, салициловой, кофейной, галловой).

Установлено, что применение биокаталитического способа обработки ягодного сырья приводит и к определенным качественным преобразованиям сока по сравнению с соком контрольного варианта (без ФП): в соке смородины дополнительно выявлен цианидин-3-софорозид, в соке облепихи - в составе каротиноидов идентифицированы лютеин и криптоксантин, а среди катехинов - эпикатехин галлат. Это может служить косвенным подтверждением того, что ферментативный гидролиз некрахмальных полисахаридов приводит к разрушению ассоциативных связей биологически активных компонентов ягод с компонентами клеточных стенок.

Показано, что применение биокаталитического способа обработки ягод при получении сока усиливает проявление им антиоксидантных свойств. Выявлено существенное увеличение антиоксидантной активности сока из ягод брусники и красной смородины (по отношению к DPPH-радикалу) и липофильной и гидрофильной фракций облепихового сока ( по отношению к ABTS-радикалу).

На примере связывания свинца в опытах in vitro выявлена высокая детоксицирующая способность сока из красной смородины по отношению к «тяжелым» металлам.

Установлено, что концентрирование соков под вакуумом при температуре 50-не приводит к существенным потерям физиологически активных и других ценных (природных красителей и консервантов) ингредиентов. Дана биохимическая характеристика концентратов соков облепихи, красной смородины и брусники, в т.ч. качественного и количественного состава полифенольных соединений- катехинов, антоцианов, флавонов, флавонолов и флаванонолов, проантоцианидинов, а также фенолокислот, витамина С, токоферолов, каротиноидов, группового и жирнокислотного состава липидов, установлена высокая антиоксидантная активность ягодных концентратов.

Показано, что концентрат отвечает требованиям микробиологической безопасности в течение шести месяцев хранения: отсутствуют бактерии группы кишечной палочки (БГКП), патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, а также дрожжи, плесени и молочнокислые микроорганизмы, которые вызывают процессы порчи.

Полученные результаты существенно расширяют современные знания о химическом составе лесных и садовых ягод (облепиха, красная смородина, брусника), особенно по содержанию ФПИ (полифенольных соединений, органических кислот, витаминов, каротиноидов и минеральных веществ), и возможностях их использования для обогащения пищевых продуктов.

Практическая значимость и реализация результатов работы

Результаты исследований, демонстрирующих наличие широкого многообразия физиологически активных ингредиентов в концентратах соков и их высокие антиоксидантные свойства дают основание оценивать концентраты этих ягодных соков как перспективный компонент рецептуры пищевых продуктов.

Определены и научно обоснованы пути создания интенсивной технологии переработки ягодного сырья (садовых и лесных ягод), основанной на применении ФП, гидролизующих некрахмальные полисахариды, на стадии получения сока и обеспечивающей увеличение его выхода и наиболее полное извлечение в соковую фракцию ценных компонентов ягод (в т.ч. ФПИ, природных антиоксидантов, красителей и консервантов) и получение соковых концентратов, отличающихся повышенной пищевой ценностью, для использования в качестве рецептурного компонента традиционных продуктов питания.

Разработан биокаталитический способ обработки ягодного сырья (красной смородины, облепихи, брусники) при получении ягодного сока для увеличения его выхода на 25-40% и ценных компонентов ягод в сок - в 1,4-2,9 раза, антиоксидантной активности ягодных соков - в 1,3-4,3 раза по сравнению с соком, полученным без предварительной ферментативной обработки;

Разработаны технологические решения по получению концентратов ягодных соков как полуфабриката для применения в составе рецептур пищевых продуктов в

качестве источника биологически активных и других ценных и полезных для состояния здоровья человека веществ, природных антиоксидантов, натуральных красителей и консервантов.

Установлены и обоснованы сроки и условия хранения соковых ягодных концентратов, обеспечивающие микробиологическую безопасность, сохранение биологически активных веществ и потребительских характеристик.

Разработаны технологические рекомендации и принципиальная технологическая схема переработки ягодного сырья и получения концентратов ягодных соков (смородинового, облепихового, брусничного) повышенной пищевой ценности в 2-х модификациях (натурального и с добавлением сахара) в ориентации на применение в качестве рецептурного компонента пищевых продуктов.

Разработав комплект технической документации (ТУ и ТИ) на ягодные концентраты.

Разработаны технологические решения и технологические рекомендации по созданию пищевых продуктов повышенной пищевой ценности на основе включения в рецептуру ягодных концентратов (в технологии кондирования тыквы, желейного формового мармелада, рисового экструдированного продукта, тортов и пирожных, хлебцев хрустящих диетических и безалкогольных напитков) и вторичного продукта переработки ягод -ягодного жома (в технологии заварных пряников, хлебобулочных изделий и в составе жировой начинки для вафель). Разработано 12 вариантов модификации рецептур традиционных кондитерских и хлебобулочных изделий, хлебцев хрустящих диетических, готовых завтраков и безалкогольных напитков на основе применения соковых ягодных концентратов и ягодного жома, исключения из рецептуры синтетических красителей, консервантов, лимонной кислоты и сокращения расхода основного сырья при полном соответствии полученных продуктов требуемым показателям качества и потребительским свойствам.

Разработанные технологические решения прошли промышленную апробацию на предприятиях ОАО «Объединенные кондитеры», г. Москва, ОАО «Хлебпром» ОП г. Ярцево, Смоленская обл., ОАО «Хлебпром» г. Красногорск, Московская обл., БКК «Серебряный бор», г. Москва, ГНУ ВНИИ ПБ и ВП.

Разработана техническая документация (ТУ и ТИ) на 7 видов пищевых продуктов.

В условиях предприятий ОАО «Хлебпром» ОП (г. Ярцево, Смоленская обл. и г. Красногорск, Московская обл.) проведена выработка опытно-промышленной партии хлебцев хрустящих диетических «Злаковый коктейль облепиховый» и «Злаковый коктейль брусничный», торта «Творожник с облепихой» и слоеного пирожного «Берлинское с облепихой». Разработанные технологические рекомендации для производства торта «Творожник с облепихой» и пирожного «Берлинское с облепихой» приняты к внедрению на ОАО «Хлебпром» ОП г. Красногорск.

Новизна разработанных технических решений подтверждена 3 патентами, 2 авторскими свидетельствами.

Материалы выполненных исследований используются в учебном процессе МГУПП при реализации профессиональных образовательных программ бакалавриата и магистратуры по направлениям 260100 «Продукты питания из растительного сырья» и 260800 «Технология продукции и организация общественного питания» в курсах «Пищевая химия», «Современные методы анализа сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов», «Научные основы повышения эффективности производства продуктов питания из растительного сырья», при выполнении выпускных квалификационных работ и магистерских диссертаций.

Основные положения, выносимые на защиту:

• интенсивная технология переработки ягодного сырья, обеспечивающая увеличение выхода сока, наиболее полное извлечение в соковую фракцию ценных компонентов ягод и получение ягодных соковых концентратов повышенной пищевой ценности;

• теоретическое и экспериментальное обоснование биокаталитического способа обработки лесных и садовых ягод и научно-методологический подход к оценке эффективности его применения, базирующийся на всестороннем исследовании химического состава, антиоксидантных свойств сока, качественного и количественного состава ФПИ и других ценных природных компонентов ягодного сырья в сравнении с соком, полученным без ФП;

•совокупность экспериментальных данных по характеристике химического состава и антиоксидантных свойств концентратов ягодных соков с позиций пищевой ценности, позволяющая оценивать эти концентраты как перспективный компонент рецептуры для создания нового ассортимента продуктов питания;

•технологические решения по созданию нового ассортимента продуктов питания повышенной пищевой ценности на основе использования в составе их рецептур концентратов ягодных соков в качестве источника ФПИ, природных антиоксидантов, красителей и консервантов, а также вторичного продукта переработки ягод- ягодного жома.

Степень достоверности и апробация результатов работы.

Достоверность полученных результатов подтверждена применением современных физико-химических методов анализа, математической обработкой результатов экспериментов и промышленной апробацией. Получены протоколы производственной проверки результатов исследований и акты производственных испытаний на 5 предприятиях.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всесоюзных и республиканских научно-технических и научно-практических конференциях, выставках, совещаниях, симпозиумах, форумах:

«Реализация научно-технической программы «Витаминизация пищи» (Углич, 1990 г.), «Биотехника и биотехнология» (Тамбов, 1990 г.), Всесоюзной конференции по пищевой химии (Москва, 1991 г.), «Совершенствование технологических процессов производства новых видов пищевых продуктов и добавок, использование вторичного сырья пищевых ресурсов» (Киев, 1991 г.), «Экология человека: проблемы и состояние» (Пятигорск, 1993 г.), «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализацию) (Москва, 2005 г.), «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности. Экспертиза, оценка качества, подлинности и безопасности пищевых продуктов» (Москва, 2007, 2008, 2009 г.), «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2007, 2009, 2010, 2011, 2012 г.), «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 2008 г.), «Аналитика и аналитики» (Воронеж, 2003, 2008 г.), Всероссийской конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Самара, 2009 г.), Инновационного форума пищевых технологий (Москва, 2010 г.), Юбилейных научных конференциях МГУПП «Научное обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пищевой промышленности (Москва, 1991 г.), «Пищевая промышленность России на пороге XXI века. Научное и инженерное обеспечение пищевых и перерабатывающих отраслей» (Москва, 1996 г.), 5-th International Seabuckthom Association Conference (Xining, Qinghai, China, 2011).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 46 печатных работ, в том числе, 1 в зарубежном издании, 15 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, и 25 публикаций в материалах конференций, совещаний, форумов, семинаров, научных трудах института; в 5 патентах и авторских свидетельствах.

Струю-ура и объем диссертации. Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, выводы, список цитированных источников. Содержание работы изложено на 367 страницах основного текста, содержит 53 рисунка и 111 таблиц, 29 приложений. Список литературы включает 482 источника, в том числе, 211 - зарубежных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1 Научные и практические предпосылки применения ягодного сырья для создания продуктов питания повышенной пищевой ценности

На основании опубликованных в литературе данных приведена характеристика ягодного сырья (красная смородина, облепиха, брусника) как перспективного сырьевого ресурса, источника полезных для здоровья, ценных и физиологически активных ингредиентов, натуральных красителей и консервантов при производстве продуктов питания повышенной пищевой ценности. Рассмотрены ФПИ садовых и лесных ягод с позиции их роли в жизнедеятельности организма человека, сохранения и укрепления

здоровья, снижения риска развития заболеваний. На основании результатов исследований российских и зарубежных авторов проведен анализ современного состояния и достижений в области переработки плодово-ягодного сырья при производстве продуктов питания.

Глава 2 Объекты и методы исследований

В качестве объектов исследований были использованы ягоды облепихи сортов «Отрадная» и «Подарок саду» урожая 2009/10 гг., ягоды красной смородины сортов «Чулковская», « Голландская красная», «Ненаглядная» (урожай 1996 г. и 2005/06 гг.) и лесной ягоды брусники (урожай 2006/07 гг.), произрастающих в средней полосе Российской Федерации; ФП Фруктоцим-Колор (производитель «ERBSLOEH Geisenheim AG», Германия); Ксибитен-Цел (производитель «Biovet», Болгария); Laminex ® BG Glucanase Complex, (производитель «DANISCO», Бельгия), Пектофоетидин ШОх, Ксилоглюканофоетидин ШОх, Целловиридин Г20х, предоставленные НПО «Биотехнология».

В ходе технологических исследований использовали пищевое сырье, отвечающее требованиям ГОСТ, ОСТ или ТУ.

Для определения активностей ФП применяли общепринятые методики: пектиназную (полигалактуроназную) активность (ПгА) и экзоглюканазную активность (ЦА) определяли колориметрическим методом с применением антронового реактива, эндополигалактуроназную (ЭндоПгА), эндоглюканазную (ЦА„), ß-глюканазную (Ар.гл) активности - вискозиметрическим методом; экзополигалактуроназную (ЭкзоПгА) -химическим йодометрическим методом, пектинэстеразную (ПэА) - титриметрическим методом, ß-глюкозидазную (ЦАр.гл) - методом Шомодьи-Нельсона, ксиланазную (ГцА)-ацидиметрическим методом.

Содержание общего сахара определяли фотоколориметрическим методом; пектиновых веществ - карбазольным методом; целлюлозы - методом Кюршнера и Ганека; лигнина - методом Класона; редуцирующих веществ - методом Шорля; общего белка - методом Къельдаля, растворимого белка - методом Лоури; массовой доли жира - по ГОСТ 15113.9-77; активную и титруемую кислотность - потенциометрическим методом на рН-метре-иономере «Эксперт-001»; D-изолимонной кислоты - по ГОСТ Р 51128-98, лимонной кислоты- по ГОСТ Р 51129-98, L-яблочной кислоты- по ГОСТ 51239-98, содержание D-глюкозы и D-фруктозы по ГОСТ Р51240-98, аминокислотный состав - методом ВЭЖХ ОРА-производных; групповой состав липидов - методом тонкослойной хроматографии на пластинках «Silufol» с закрепленным слоем силикагеля; количественное определение отдельных групп липидов-денситометрическим методом на приборе «Хромоскан 200», состав жирных кислот, органических кислот - методом ГЖХ на хроматографе «Shimadzu GC 2010» с массдетектором «GCMS-QP 2010»; содержание каротиноидов (в пересчете на ß-каротин), витамина К- спектрофотометрическим методом; полифенольных соединений -

методом Фолина-Чокальтеу; проантоцианидинов — методом Бейта-Смита; флавонов и флавонолов (в пересчете на рутин) - спектрофотометрическим методом; флаванонолов (в пересчете на дигидрокверцетин) - методом ОФ ВЭЖХ с фотометрическим детектированием; групповой состав и содержание катехинов и галловой кислоты, оксикоричных кислот, каротиноидов, токоферолов - методом ВЭЖХ на хроматографе «Agilent 1100 Series»; состав Сахаров методом ВЭЖХ на хроматографе "Dionex" (США), содержание витамина С - по ГОСТ 24556; тиамина, рибофлавина - флуориметрическим методом, ниацина, фолиевой кислоты - фотоколориметрическим методом; содержание золы - по ГОСТ 25555.4; содержание макро- и микроэлементов - атомно-абсорбционным методом на спектрометре «Hitachi Z-9000»; содержание тяжелых металлов - методом инверсионной вольтамперометрии; массовую долю влаги - методом К. Фишера в нашей модификации рабочей среды, продолжительности экстракции и температуры титрования на установке «701-KF Titrino». Антиоксидантную активность определяли по отношению к катион-радикалу ABTS и с применением DPPH-радикала. Детоксицирующую способность (на примере связывания свинца) определяли с применением метода инверсионной вольтамперометрии. Концентрат соковой фракции получали на вакуумно-ротационном испарителе «ИР-1М-3». Микробиологическую оценку проводили в соответствии с ГОСТ 10444.11, ГОСТ 10444.12, ГОСТ 10444.15, ГОСТ Р 52816, ГОСТ Р 52814. Пероксидное число липидов определяли по ГОСТ Р ИСО 27107-2010; кислотное число липидов - по ГОСТ Р 50457-92.

Качество готовых изделий оценивали по общепринятым для промышленности показателям.

Измерения проводили не менее чем в 3-х кратной повторности, обработку экспериментальных данных осуществляли методами математической статистики.

Математическое планирование и обработку экспериментальных данных осуществляли методом центрального униформ-ротатабельного планирования с последующей графической интерпретацией параметров оптимизации с помощью программ Excell, MatStat и Statistika.

Глава 3 Оценка ягодного сырья (красной смородины, облепихи, брусники) как перспективного источника природных биологически активных соединений, красителей и.консервантов

Результаты определения химического состава (таблица 1) показывают, что ягоды красной смородины, облепихи и лесной ягоды брусники, произрастающие в средней полосе РФ, содержат широкий спектр полезных для здоровья человека веществ, которые представляют собой не просто необходимую составляющую нормального жизнеобеспечения организма, но и способны корректировать и предупреждать нарушение функционирования систем организма и возникновение алиментарных заболеваний. И поэтому эти ягодные культуры исключительно перспективны для пищевой промышленности для производства продуктов здорового питания и

представляют несомненный интерес как источник натуральных красителей и консервантов.

Таблица 1 - Химический состав ягод облепихи (сорт «Отрадная»,урожай 2009 г.), красной смородины (сорт «Чулковская», урожай 2006 г.), брусники (урожай 2007г.)

Компонент Содержание, г/100 г сырой массы

Облепиха Красная Брусника

смородина

Белок 2,03±0,06 0,87±0,03 0,50±0,02

Целлюлоза 2,26±0,11 3,65±0,14 1,34±0,07

Гемицеллюлоза 0,33±0,01 0,40±0,02 0,50±0,02

Пектиновые вещества, в т.ч. 1,05±0,04 1,13+0,04 0,70±0,03

растворимый пектин 0,39+0,01 0,40±0,01 0,52±0,02

протопектин 0,66+0,02 0,73±0,04 0,18+0,01

Лигнин 0,27+0,02 0,63±0,03 0,65±0,02

Общий сахар, в т.ч. 3,74+0,04 6,80±0,13 8,20+0,16

редуцирующие сахара 2,75+0,09 5,40±0,05 5,45±0,05

Органические кислоты 2,58+0,12 3,30±0,08 2,28±0,03

Липиды 5,11±0,17 - -

Полифенольные соединения, мг 386,40±7,60 137,50±5,20 480,00±10,50

Зола 0,53±0,02 0,44 ±0,03 0,48±0,03

Вода 81,60±0,94 81,70±1,00 83,60±1,05

Витамины, мг: Витамин С 104,65±5,24 22,80±1,27 26,20±0,78

Тиамин (ВО 0,0320±0,0006 0,0100+0,0002 0,0310+0,0007

Рибофлавин (В2) 0,0440±0,0005 0,0300+0,0007 0,0200±0,0004

Ниацин 0,330±0,008 0,200+0,004 0,100±0,002

Токоферолы 18,30+1,20 0,2200+0,0062 --

Каротиноиды (в пересчете на Р- 13,70±0,53 0,280±0,008 0,051 ±0,002

каротин)

В то же время, как следует из данных таблицы 1, каждая ягодная культура имеет характерные особенности химического состава, обусловленные генетически закрепленным свойством синтезировать определенный набор биологически активных соединений. Сортовой облепихе свойственно высокое содержание липидов, витамина С, каротиноидов и токоферолов. В отличие от других ягод в облепихе существенно содержание белка. Из биологически активных веществ ягод брусники большой интерес представляют полифенольные соединения, накапливающиеся в ягодах в больших количествах, и аскорбиновая кислота. Отличительной особенностью ягод красной смородины является значительное содержание пектиновых веществ, обладающих высокой желирующей способностью, а также присутствие Р-каротина и высокое содержание витамина С. Однако, существенная часть биологически активных веществ ягод находится в ассоциативной связи со структурными компонентами клеточных стенок, будучи сорбирована на пектине, целлюлозе и гемицеллюлозе, содержание которых в ягодах достаточно высоко (от 16 до 28% с.в.). Природные формы

некрахмальных полисахаридов, их количественное соотношение и взаимодействие с белковой и липидной компонентой, по всей видимости, и будут определять эффективность применения ФП для обработки ягод.

Глава 4 Научно-практические аспекты биокаталитического способа обработки ягодного сырья при получении ягодных соков

Традиционно обоснованными продуктами переработки плодов и ягод являются соки, состав и полезные свойства которых практически в полной мере определяются составом перерабатываемого вида сырья и технологией получения сока. В настоящее время в числе приоритетных задач сокового производства - создать технологическую платформу для увеличения выпуска пищевой продукции повышенной пищевой ценности, минимизации потерь полезных для здоровья человека биологически активных веществ ягод, максимального использования природного потенциала сырья. В этом ключе использование ферментных препаратов (ФП) можно считать одним из наиболее перспективных направлений, а ферменты рассматривают как инструмент, позволяющий тонко и избирательно воздействовать на структурные элементы растительной ткани, мягко извлекать и переводить в биодоступную форму вещества, обладающие биологической активностью, формирующие полноту цвета, вкуса и специфику аромата.

Обоснование выбора ферментных препаратов для предобработки ягодного сырья при получении сока

Данные, полученные при изучении химического состава ягод красной смородины, облепихи и брусники (таблица 1) показывают, что значительная часть сухих веществ ягод приходится на некрахмальные полисахариды, сосредоточенные в кожице и клеточной стенке мякоти: клетчатка, гемицеллюлоза и пектин, которые обладают высокой удерживающей способностью по отношению к биологически активным веществам ягод и являются причиной их низкой сокоотдачи. Это явилось предпосылкой выбора ФП, гидролизующих некрахмальные полисахариды, для интенсификации процесса предобработки ягодного сырья при получении ягодного сока.

Основным препятствием к выделению сока является высокая водоудерживающая способность сырья и вязкость жидкой фазы, связанная с присутствием пектиновых веществ. Наличие в ягодах различных форм пектиновых веществ: протопектина-компонента межклеточников и клеточных стенок (0,18-0,73 г/100 г ягод), растворимого пектина клеточного сока (0,39-0,52 г/100г) (таблица 1) и промежуточных форм трансформации протопектина в пектин обусловливает необходимость применения ФП с выраженной пектолитической активностью. С этой целью использовали ФП Фруктоцим-Колор, а из производимых в России- Пектофоетидин П10х.

Основываясь на литературных данных, для интенсификации сокоотделения и увеличения выхода в сок антоцианов, флавонолов, каротиноидов, что важно, прежде всего, при изготовлении ягодных соков, использовали ФП глюканазного действия

Laminex BG Glucanase Complex, Ксибитен-Цел и из отечественных - Целловиридин Г20х и Ксилоглюканофоетидин П10х.

Разработка биокаталитического способа обработки ягодного сырья при получении сока

Степень извлечения сока из растительного сырья зависит от клеточной проницаемости и степени повреждения мембраны клеток в процессе предварительной обработки, которые напрямую коррелируют с выходом сока при последующем прессовании. Поэтому одной из наиболее часто применяемых операций, предшествующих стадии отделения сока, является механическое измельчение (дробление), которое зачастую сопровождается термообработкой, что и было использовано в работе.

Для оценки эффективности действия ФП в различных концентрациях вносили в мезгу ягод на стадии предобработки и вели гидролиз в течение 3-х часов в оптимальных для действия фермента условиях (45°С). Через определенные промежутки времени фермент инактивировали нагреванием и прессованием отделяли сок.

Исследование влияния условий предобработки ягодного сырья на выход сока, его вязкость, содержание редуцирующих и экстрактивных веществ

Результаты проведенных исследований показали, что применение ФП для предобработки ягод способствует увеличению выхода сока, снижению его вязкости (при использовании Фруктоцим-Колор) и накоплению редуцирующих веществ (РВ) в соках (в случае применения Ксибитен-Цел и Laminex BG Glucanase Complex). Причем наиболее заметные изменения происходят в первые 1,5-2,0 часа. В естественных условиях применения ФП проявили себя по-разному. Установлено, что в большей степени эффект от проведения предварительной ферментативной обработки выражен для ягод красной смородины и брусники, в меньшей - для ягод облепихи. По всей видимости, это связано с особенностями анатомического строения растительной ткани ягод облепихи, а также наличием в составе ягод значительной липидной и белковой фракций (таблица 1).

Наиболее эффективен с точки зрения выхода и снижения вязкости сока Фруктоцим-Колор: его применение для предобработки ягод красной смородины, в концентрациях 2,2-4,4 ед. ПгА/г пектина способствует через 1,5-2 часа гидролиза увеличению выхода сока на 28-32% и снижению вязкости сока на 81-89% (рисунок 1а, 16). Внесение препарата в мезгу ягод брусники (3,1-6,2 ед. ПгА/г пектина) улучшает сокоотдачу на 17-26%, а в мезгу ягод облепихи (5,2-7,8 ед. ПгА/г пектина)- на 12-16%. При этом вязкость сока снижается на 80-88% и 62-68% соответственно. Дальнейшее увеличение концентрации ФП и времени ферментативного воздействия нецелесообразно, поскольку не приводит к заметному изменению выхода сока.

Экспериментальные данные по выходу сока, полученные с применением ФП глюканазного действия Laminex BG Glucanase Complex и Ксибитен-Цел уступали тем, которые были зарегистрированы с Фруктоцим-Колор.

О 0,5 1 1.5 2 2,5 3

время,ч

а)

Рисунок 1 - Выход сока (а) и снижение вязкости сока (б) из ягод красной смородины (сорт «Пулковская») под действием Фруктоцим-Колор при различных концентрациях:!- 1,1; 22,2; 3- 4,4; 4- 6,6; 58,8 ед. ПгА/г пектина

б)

Наилучшие результаты получены при обработке ягод красной смородины. Внесение Ксибитен-Цел в мезгу ягод красной смородины в количестве 14,5- 29 ед.ГцА/г гемицеллюлозы через 1,5-2 часа гидролиза способствует увеличению выхода сока на 10-21 % (рисунок 2). Использование этого же препарата, но уже в большей концентрации (36-70 ед.ГцА/г гемицеллюлозы) для обработки ягод облепихи через те же 1,5-2 часа гидролиза приводит к увеличению выхода сока лишь на 3-10%. Практически такие же результаты получены и с применением Laminex BG Glucanase Complex (13-26 ед. ЦАх/г клетчатки) для предобработки ягод облепихи: выход сока

увеличивается на 5-12%. Лучшие результаты получены при обработке ягод брусники: применение Laminex BG Glucanase Complex в концентрации (22-44 ед. ЦАх/г клетчатки)

Рисунок 2 - Выход сока из ягод красной смородины (сорт «Чулковская») под действием Ксибитен-Цел при различных концентрациях: 1 -14,5; 2- 29; 3- 58; 487; 5- 116 ед. ГцА/г гемицеллюлозы

Таким образом, применение ФП глюканазного действия Ксибитен-Цел и Laminex BG Glucanase Complex для предобработки ягодного сырья не позволяет получить эффекта большего, чем от использования пектолитического препарата Фруктоцим-Колор, но способствует существенному повышению экстрактивной способности растительной ткани. Установлено в облепиховом соке, полученном с применением Ксибитен-Цел и Laminex BG Glucanase Complex, увеличение содержания титруемых кислот в 1,1-1,15 раза, РВ (в пересчете на глюкозу) в 1,05-1,08 раза, витамина С в 1,1-1,3 раза, каротиноидов (в пересчете на p-каротин) в 2,3-2,7 раза, а в смородиновом и брусничных соках- содержания РВ (в 1,2-1,55 раза) по сравнению с соками, полученными без применения ФП.

Подходы к созданию мультэнзимных композиций и разработка условий их применения для предобработки ягодного сырья при получении сока

С учетом различной субстратной специфичности исследуемых ФП и многокомпонентное™ ягодного сырья для более полной и глубокой конверсии природного сырья методом математического моделирования на основе униформ-ротатабельного планирования проводили оптимизацию состава мультэнзимных композиций (МЭК), состоящих из Фруктоцим-Колор и Ксибитен-Цел (МЭК-1)-для обработки ягод красной смородины ( сорт «Чулковская); Фруктоцим-Колор и Laminex BG Glucanase Complex (МЭК-2)- для обработки ягод брусники (урожай 2007 г) и облепихи (сорт «Отрадная»). При моделировании состава МЭК использовали ФП, с которыми получены лучшие результаты при обработке конкретного вида ягодного сырья. В качестве факторов были выбраны: хг соотношение ФП в составе МЭК,%; х2-продолжителыюсть ферментативной обработки. Критериями для оценки эффективности предобработки ягод МЭК при получении сока служили:

- для ягод красной смородины (МЭК-1): выход сока и накопление РВ; -для ягод брусники (МЭК-2): выход сока и снижение вязкости сока;

- для ягод облепихи (МЭК-2): выход сока, содержание в соке витамина С и р-каротина.

В результате обработки данных получены адекватные математические зависимости, анализ которых показал, что максимальный выход сока наблюдается при условии применения ФП в составе МЭК-1,2 в концентрациях вдвое меньших тех, которые имели место в случае применения одного ФП и длительности ферментативного воздействия 2 часа. Выход сока из ягод красной смородины и брусники увеличивается на 38-40%, а из ягод облепихи - на 25%.

Таким образом, в составе МЭК ФП при уменьшенной вдвое дозировке достигается эффект больший, чем при раздельном их применении, что объясняется синергетическим эффектом в действии пектолитических и целлюлолитических ферментов, который проявляется во взаимном усилении их действия, увеличении скорости гидролитического расщепления растительных полисахаридов, выражающийся в увеличении выхода продукта. При этом установлено, что накопление РВ в соке из ягод красной смородины под действием МЭК-1 и содержания витамина С и Р-каротина в соке из ягод облепихи, полученном с применением МЭК-2, не зависят от количественного соотношения ферментов в составе МЭК, а определяется только продолжительностью обработки. Такой характер зависимостей, по всей видимости, обусловлен тем, что ФП Ксибитен-Цел и Laminex BG Glucanase Complex по набору основных ферментов практически дублируют друг друга, а Фруктоцим-Колор содержит наряду с доминирующим комплексом пектиназ активную целлюлазу и гемицеллюлазу. Синергизм в действии ФП в составе МЭК прослеживается и при оценке эффективности применения МЭК для предобработки ягодного сырья с точки зрения накопления РВ, выхода в сок витамина С и каротиноидов. Установлено, что проведение предобработки ягод красной смородины МЭК-1 и ягод облепихи МЭК-2 в условиях, способствующих максимальному выходу сока, позволяет превзойти в 1,1 раза уровень накопления РВ в соке из ягод красной смородины, полученном с использованием ФП Ксибитен-Цел, но в концентрации вдвое большей, чем в составе МЭК, а по содержанию витамина С и каротиноидов (в пересчете на Р-каротин) в соковой фракции превзойти облепиховый сок (соответственно в 1,4 и 3,2 раза), который был получен без применения ФП, что в 1,1 и в 1,2 раза больше, чем при условии применения ФП Фруктоцим-Колор и Laminex BG Glucanase Complex.

Установлено, что применение Пектофоетидина ШОх на стадии предобработки ягод красной смородины (сорт «Голландская красная») в течение 2-х часов приводит к увеличению выхода сока на 9%; содержание сухих веществ в соке повышается на 8%, при этом Сахаров- на 33%, растворимого белка - на 10%, увеличивается содержание витамина С (на 18%), Р-каротина (на 12,5%), при этом концентрация пектина снижается почти в 4 раза по сравнению с соком, полученным без применения ФП.

Показано, что комплексное применение ФП Пектофоетидин ШОх, Целловиридин Г20х и Ксилоглюканофоетидин ПЮх (МЭК-3) для предобработки ягод красной смородины не приводит к заметному увеличению выхода сока по сравнению с применением Пектофоетидин ПЮх. По всей видимости, это объясняется тем, что повышение сокоотдачи ягод достигается, прежде всего, расщеплением пектиновых веществ, которое обеспечивают комплекс пектиназ ФП Пектофоетидин ПЮх, а в разработанном МЭК-3 преобладают ферменты целлюлолитического и гемицеллюлолитического действия.

Таким образом, обоснованы условия применения и составы МЭК на основе ФП Фруктоцим-Колор, Ксибитен-Цел и Laminex BG Glucanase Complex (МЭК-1, МЭК-2) для биокаталитического способа обработки ягод при получении ягодных соков, предусматривающего внесение в мезгу ягод ФП в составе МЭК и проведении ферментативного гидролиза в течение 2-х часов при температуре 45°С.

Состав МЭК и дозировка ФП на 100 г ягодной мезги: -для обработки ягод красной смородины Фруктоцим-Колор и Ксибитен-Цел (МЭК-1), соответственно, 1,35 ед.ПгА и 5,8 ед.ГцА;

- для обработки ягод брусники Фруктоцим-Колор и Laminex BG Glucanase Complex (МЭК-2), соответственно, 2,7 ед. ПгА и 29,4 ед. ЦЛХ;

-для обработки ягод облепихи Фруктоцим-Колор и Laminex BG Glucanase Complex (МЭК-2), соответственно, 4 ед. ПгА и 29,4 ед. ЦАХ.

Глава 5 Научно-методологический подход к оценке эффективности применения биокаталитического способа предобработки ягодного сырья при получении соков

Исследование влияния предварительной обработки ягодного сырья с применением МЭК на выход экстрактивных веществ и химический состав сока

Для оценки эффективности ферментативной предобработки ягод (ФОЯ) с точки зрения выхода в сок экстрактивных веществ ягод проводили сравнительный анализ по их содержанию в соке, полученном с применением предварительной ферментативной обработки с участием МЭК, и в соке, полученном без применения ФП (таблица 2, таблица 3).

Полученные результаты убедительно свидетельствуют, что проведение предварительной ферментативной обработки ягод с применением МЭК на основе ФП пектолитического и глюканазного действия способствует более полной и глубокой конверсии природного сырья, существенному повышению экстрактивной способности растительной ткани и переводу в сок значительной части ценных биологически активных веществ ягод. Установлено увеличение выхода в сок: витамина С (в 1.4-1,8 раза), биоактивных полифенольных соединений (в 1,7-2,9 раза), антоцианов (в 1,7-2,5 раза), катехинов - в 1,1-1,6 раза, проантоцианидинов- в 1,6 раза, флавонов, флавонолов, флаванонолов - (в 4,4-4,5 раза), каротиноидов (в пересчете на (5-каротин) (в 3,2 раза),

Таблица 2- Влияние предварительной ферментативной обработки ягод красной смородины Ссорт «Чулковская») и брусники (урожай 2007г.) на выход в сок экстрактивных веществ ягод

Содержание компонента, мг/100 г ягод

Наименование Смородина Брусника

компонента Сок, сок, Сок, сок,

полученный полученный полученный полученный

без ФОЯ после ФОЯ с без ФОЯ после ФОЯ с

МЭК-1 (СФС) МЭК-2 (СФБ)

Полифенольные 45,75 129,00 244,20 418,60

соединения

Катехины 12,83 21,09 44,85 49,90

Антоцианы 12,05 20,26 20,15 50,38

Витамин С 5,50 9,50 10,50 17,90

Органические

кислоты, мг, в т.ч.

Лимонная 1210,00 1630,00 1045,0 1387,0

О-изолимонная 5,06 6,97 2,11 2,63

Ь-яблочная 430,00 740,00 35,64 55,51

Галловая 0,017 0,018 0,0726 0,0728

Бензойная - - 29,17 66,34

Хлорогеновая - - 1,87 4,34

Салициловая - - 5,13 8,90

Таблица 3 - Влияние предварительной ферментативной обработки ягод облепихи Ссорт «Отрадная») на выход в сок (СФО) экстрактивных веществ ягод

Наименование компонента Содержание компонента, мг/100 г ягод

Сок, полученный без ФОЯ сок, полученный после ФОЯ с МЭК-2 (СФО)

Полифенольные соединения 138,4 285,2

Катехины 22,60 30,67

Флавоны и флавонолы (в пересчете на рутин) 5,11 22,80

Флаванонолы (в пересчете на дигидрокверцетин) 0,72 3,15

Проантоцианидины 55,8 88,6

Витамин С 46,14 64,78

Каротиноиды ( в пересчете на (3-каротин) 2,93 9,38

Токоферолы 0,84 2,10

Органические кислоты ( в пересчете на яблочную), г 1,73 2,08

Растворимый белок, г 0,46 0,63

Липиды, г 1,7 2,2

Таблица 4- Состав антоцианов смородинового сока

Наименование антоциана Смородиновый сок СФС

Цианидин-З-ксилозил рутинозид 27,4 26,6

Цианидин - 3 — глюкозилрутинозид 64,7 60,7

Цианидин - 3 - рутинозид 7,9 8,6

Цианидин - 3 - софорозид н/о 4,2

токоферолов (в 2,5 раза) по сравнению с соком, полученным без предварительной ферментативной обработки (контроль). В соках отмечается повышенное содержание галловой и хлорогеновой кислот, а в брусничном соке - бензойной и салициловой кислот (на 26-65%), обладающие выраженным антисептическим действием и придающие продукту важные технологические свойства (таблица 2, таблица 3).

Установлено, что проведение предварительной ферментативной обработки ягод приводит и к качественным преобразованиям состава сока. Так, в составе СФС выявлен цианидин-3-софорозид, в составе каротиноидов СФО дополнительно идентифицированы два каротиноида - лютеин и криптоксантин, а среди катехинов -эпикатехин галлат, присутствие которых в соках, полученных без применения ФП, не обнаружено. Это является подтверждением более глубокой трансформации природного

сырья в процессе переработки, которое может быть достигнуто за счет использования биокатализаторов (таблица 4, таблица 5, таблица 6).

В общей группе катехинов соков, полученных с применением предварительной ферментативной обработки, отмечается увеличение их содержания по всем основным соединениям. Так, в СФС и СФО содержится эпигалло-катехина - соединения, который среди основных природных катехинов обладает наибольшей антирадикальной активностью, больше на 40 и 20%, катехина - на Ни 6%, эпикатехина -на 60 и 20% по сравне нию с контролем (таблица 6, таблица 7).

Таблица 5 - Состав каротиноидов облепихового сока и СФО

Компонент Содержание, % от общего количества каротиноидов

Сок СФО

р-каротин 37,48 27,50

а-каротин 35,36 9,80

Ликопин 27,16 14,10

Лютеин н/о 27,10

Криптоксантин н/о 21,50

Таблица 6 - Состав катехинов облепихового сока и СФО

Компонент Содержание, мг/ 100 г облепихи

Сок СФО

Эпигаллокатехин 7,14 8,67

Катехин 3,68 3,91

Эпикатехин 0,67 0,80

Эпигаллокатехин галлат 1,50 1,53

Галлокатехин галлат 9,60 15,55

Эпикатехин галлат н/о 0,21

Таблица 7 - Состав (мг/л) катехинов в смородиновом соке иСФС

Наименование катехинов Сок СФС

Сумма катехинов, из них : 210,3 245,2

Эпигаллокатехин 33,6 46,9

Катехин 124,3 141,6

Эпикатехин 7,6 11,8

Эпигаллокатехин галлат 41,6 41,9

Галлокатехин галлат 0,8 1,1

Эпикатехин галлат 2,4 1,9

Таблица 8- Групповой состав липидов облепихового сока и СФО

Компонент Содержание, % от общего количества липидов

Сок СФО

Полярные липиды 0,06 0,05

Моноглицериды 0,04 0,05

Стерины 0,42 0,38

Свободные жирные кислоты 2,96 3,37

Триглицериды 95,78 96,02

Эфиры стеринов 0,74 0,13

Таблица 9 - Жирнокислотный состав липидов облепихового сока и СФО

Наименование Содержание, % от общего количества жирных кислот

жирной кислоты

Сок СФО

Миристиновая 0,43 0,32

Пальмитолеиновая 29,02 30,57

Пальмитиновая 42,48 41,67

Линолевая 12,28 10,93

Линоленовая 0,03 0,05

Вакценовая 4,91 6,11

Олеиновая 9,39 9,37

Стеариновая 1,46 0,98

Та же тенденция характерна и для сока из ягод брусники. Установлено, что в СФБ содержание эпи-галлокатехина выше на 27%, катехина - на 20%, а эпикатехина -на 50% по сравнению с соком, полученным без применения ФП.

Данные, полученные при анализе жирнокислотного и группового состава липидов облепихового сока, показывают, что проведение предварительной обработки ягод облепихи с применением МЭК-2 при получении сока не сказывается на количественном соотношении отдельных групп липидов в составе сока, а среди жирных кислот липидов преобладают моно- и полиненасыщенные (таблица 8, таблица 9).

Исследование влияния предварительной обработки ягодного сырья при получении сока на его антиоксидантные и детоксицирующие свойства

Результаты показывают, что проведение ферментативной предобработки ягод повышает экстрактивную способность растительной ткани и увеличивает выход в сок полезных для здоровья человека биологически активных соединений ягод, в том числе, природных антиоксидантов, способных восстанавливать окисленные соединения и

гасить свободные радикалы, связывать ионы токсичных тяжелых металлов, способствуя их выводу из организма.

Установлено, что проведение предобработки ягод при получении сока усиливает проявление им антиоксидантных свойств. Показано существенное повышение (в 1,3 и 1,8 раза) антиоксидантной активности СФБ и СФС (по отношению к ПРРН- радикалу) и липофильной и гидрофильной фракций облепихового сока (в 1,5 и 4,3 раза) (по отношению к АВТЗ-радикалу) (таблица 10, таблица 11).

Таблица 10 - Антиоксидантная активность смородинового и брусничного соков, полученных с применением ферментативной предобработки и без использования ФП, в единицах ТЕАС__

Показатель Наименование образца

Смородиновый сок СФС Брусничный сок СФБ

Антиоксидантная активность, мг/100 мл 70,0±1,2 127,0±2,7 103,0+2,4 134,0±3,4

Таблица! 1 - Антиоксидантная активность облепихового сока и СФО, в единицах ТЕАС

Фракция Антиоксидантная активность, мкмоль /дм3

Сок СФО

гидрофильная 851±11 3649±84

липофильная 22,4±0,9 34,4±1,0

С применением метода инверсионной вольтамперометрии выявлена высокая комплексообразующая способность СФС (сорт «Ненаглядная»): он способен связывать 17,00 ± 3,4 % от общего количества свинца, внесенного в СФС.

Таким образом, на основании комплексных исследований показана роль ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов ягодного сырья при получении сока как фактора, способствующего более полному извлечению ФПИ, природных красителей, консервантов и антиоксидантов в соковую фракцию по сравнению с соком, полученным в тех же условиях, но без ферментативной обработки. Установлено, что в ягодных соках, полученных с использованием ФП, существенно выше содержание таких ценных, физиологически активных и полезных для сохранения и улучшения здоровья человека ингредиентов как витамин С, токоферолы, каротиноиды, полифенольные соединения- катехины, флавоны, флавонолы и флаванонолы, антоцианы, проантоцианидины, что обусловливает проявление ими более высоких антиоксидантных свойств по сравнению с соками, полученными без ферментативной обработки.

В совокупности полученные данные позволили сформировать научно-методологический подход к оценке эффективности применения ФП глюканазного и пектолитического действия на стадии предобработки ягод при получении сока и

явились научной основой в выборе путей для создания инновационных технологий переработки ягодного сырья.

Глава 6 Научные и технологические аспекты применения биокаталитического способа обработки ягодного сырья для получения концентратов ягодных соков повышенной пищевой ценности

Аргументировано обоснованным направлением в переработке ягодного сырья является получение концентратов соков, как перспективных ягодных полуфабрикатов с высоким содержанием натуральных ФПИ, природных красителей, антиоксидантов и консервантов, что позволяет комплексно решить задачу производства, хранения, реализации и транспортировки. Кроме того, в концентрированных продуктах существенно уменьшается активность воды, и концентрат приобретает повышенную микробиологическую и химическую стабильность.

Получение концентратов ягодных соков

Для концентрирования использовали ягодные соки, полученные с применением разработанных МЭК (МЭК-1-для обработки ягод красной смородины и МЭК-2 - для обработки ягод облепихи и брусники) и известный, широко распространенный способ концентрирования под вакуумом. Температура концентрирования в вакуум-выпарном аппарате составила 50-55°С. Такой щадящий режим обработки позволяет сохранить не только натуральный вкус, цвет, аромат ягод, но и ценные термолабильные компоненты. Концентрирование проводили без предварительного удаления из сока ароматобразующих веществ. На стадии концентрирования возможно внесение сахара, если ориентировать полученный концентрат на применение в кондитерской отрасли или получение безалкогольных напитков. Концентрат получали в 2-х модификациях (натуральный и с добавлением сахара): концентрат смородинового сока с сахаром (КСФС) (соотношение сок: сахар=2:1), концентрат брусничного сока натуральный (КСФБ), концентрат облепихового сока натуральный и с сахаром (соотношение сок: сахар=1:1) (КСФО). Сгущение ягодных соков вели до получения однородной стабильной консистенции, обеспечивающей высокие органолептические показатели, которые, своего рода, являлись индикатором содержания сухих веществ в концентрате (таблица 12).

Установлено, что выбранные условия позволяют получить ягодные концентраты с высокими органолептическими и физико-химическими показателями, что придает им статус ценных сырьевых компонентов, способных обеспечить привлекательный внешний вид, вкус и аромат готовым изделиям за счет наличия натуральных красителей и вкусоароматических веществ, а низкое значение рН при высоком содержании сухих веществ способствует защите от действия микроорганизмов и продлению сроков хранения.

Таблица 12 - Органолептические и физико-химические показатели концентратов ягодных соков.

Показатель Описание

КСФС с сах КСФБ нат КСФО нат.

Массовая доля сухих веществ, % 68,0-70,0 40,0-45,0 45,0-50,0

Внешний вид и консистенция Прозрачная вязкая однородная жидкость без осадка Прозрачная однородная жидкость без осадка Непрозрачная вязкая однородная жидкость без осадка

Вкус и аромат Вкус приятный, кисло-сладкий, свойственный спелым ягодам красной смородины; аромат -свойственный ягодам красной смородины Вкус - терпкий, характерно кислый, свойственный ягодам брусники; аромат -свойственный ягодам брусники Вкус приятный, характерно кислый, свойственный спелым ягодам облепихи; аромат-свойственный ягодам облепихи

Цвет Темно-красный Насыщенный брусничный Ярко оранжевый насыщенный

РН 3,7 2,8 3,2

Характеристика концентратов ягодных соков по химическому составу и антиоксидантной активности как обоснование целесообразности их применения в составе рецептур пищевых продуктов

Данные, полученные при изучении химического состава концентратов ягодных соков, демонстрируют их высокую пищевую ценность: содержат разнообразный набор природных компонентов и ФПИ: органических, в том числе, фенолокислот, флавоноидов, антоцианов, катехинов, проантоцианидинов, витамина С, токоферолов, каротиноидов, липидов с богатым групповым и жирнокислотным составом (таблица 13, таблица 14).

Таблица 13- Химический состав КСФС и КСФБ

Компонент Содержание, в 100 мл

КСФС с сах. КСФБ нат.

Сухие вещества, г 70,0 40,0

Титруемые кислоты (в пересчете на лимонную),г 3,10±0,02 8,70±0,08

Общий сахар, г 52,0±1,9 27,6±1,1

Полифенольные соединения, мг 269,2±5,4 1606±21

Антоцианы, мг 32,3±0,8 128,8±3,4

Катехины, мг 31,0±0,3 183,0±0,8

Витамин С, мг 8,7±0,4 52,8±1,3

Таблица 14 - Химический состав КСФО

Компонент Содержание, в 100 г

Сухие вещества, г 47,0

Общий сахар, г 15,4±0,35

Белок, г 3,7±0,11

Липиды, г 9,6±0,4

Органические кислоты (в пересчете на яблочную), г 10,27±0,16

Фенолокислоты, мг 60,75±0,11

Флавоны и флавонолы (в пересчете на рутин), мг 99,2±1,3

Флаванонолы (в пересчете на дигидрокверцетин), мг 30,6±0,6

Проантоцианидины, мг 307,1±0,7

Катехины, мг 105,7±0,4

Витамин С, мг 106,0±1,8

Каротиноиды (в пересчете на |}-каротин), мг 20,8±0,6

Токоферолы, мг 9,7±0,3

Минеральные вещества, мг 119,32±4,30

Анализ качественного состава флавоноидов, каротиноидов, токоферолов, липидов, органических кислот ягодных концентратов, выявил те же особенности, которые характерны и для одноименных соков, полученных с применением предварительной ферментативной обработки. В их составе обнаружены те же соединения, что и в соках, практически в тех же соотношениях, что свидетельствует о мягких условиях концентрирования и отсутствии негативной избирательности по отношению к отдельным биологически активным компонентам.

В составе антоцианов КСФС и КСФБ присутствуют гликозиды антоцианидина-цианидина, которые имеют не только важные технологические свойства, обусловливая богатейшую гамму окраски продуктам переработки ягодного сырья и использование их

в качестве источника природных красителей, но и значимым является факт высокой антирадикальной активности цианидина, привносящий существенный вклад в общую способность к проявлению Таблица 16- Состав антоцианов КСФС антирадикальной активности всей

группы флавоноидных соединений (таблица 15, таблица 16).

Среди катехиновых соединений, обладающих наиболее высокой Р-витаминной активностью, в КСФС лидирующие позиции принадлежат катехину (порядка 60 %), в составе

Таблица 15- Состав антоцианов КСФБ

Наименование антоциана Содержание, %

Цианидин-3 -галактозид 85,6

Цианидин-3 -глюкозид 1,4

Цианидин-З-арабинозид 13,0

Наименование антоциана Содержани е,%

Цианидин-3 -глюкоз илрутинозид 60,4

Цианидин-3-ксилозилрутинозид 28,2

Цианидин-З-рутинозид 8,2

Цианидин-З-софорозид 3,2

КСФБ в больших количествах присутствует эпикатехин галлат (30%) и практически на том же уровне выявлено в КСФО содержание галлатов катехинов- галлокатехин галлата (28%) и эпикатехин галлата (24%) , у которых в большей степени среди остальных катехиновых соединений выражены антирадикальные свойства (таблица 17).

Таблица 17- Состав и содержание (мг/л) катехинов в КСФС, КСФБ, КСФО

Наименование катехина КСФС КСФБ КСФО

Эпигаплокатехин 39,4 506 5,2

Катехин 183,4 242 226,2

Эпикатехин 13,8 330 195,2

Эпигаплокатехин галлат 68,3 66 76,4

Галлокатехин галлат 1,4 130 299,6

Эпикатехин галлат 3,8 556 254,4

Специфический вкус концентратов формируют органические кислоты, которые и обусловливают низкое значение активной кислотности. Среди фруктовых кислот ягодных концентратов присутствуют лимонная, изолимонная и яблочная кислоты, в составе КСФО вьивлена еще а-гидроксиизовалериановая кислота.

Особо следует отметить наличие в концентратах фенолокислот, наибольшим разнообразием которых отличается КСФО (таблица 18).

Наличие галловой и хлорогеновой

Таблица 18 - Состав фенолокислот КСФО

кислот характерно для КСФС и КСФБ и .вполне ожидаемым оказалось обнаружение в составе КСФБ салициловой и, особенно, бензойной кислот, содержащихся в ягодах брусники и проявляющих сильное антимикробное действие, что открывает перспективы применения КСФБ в качестве источника природных консервантов (таблица 19), Таблица 19 - Состав фенолокислот КСФБ Хроматографический анализ

липидной фракции КСФО, позволил установить, что в составе липидов преобладают триглицериды- более 96 %. В составе жирных кислот- моно- и полиненасыщенные (более 55%), в том числе, эссенциальные со-6 линолевая -11,33% и ш-3 линоленовая - 0,04% (таблица 20).

Наименование кислоты Содержание, мг/100г

Галловая 6,45

Кофейная 16,5

Феруловая 3,44

Цикориевая 21,1

Хлорогеновая 7,09

3-кофеилхинная 6,17

Наименование Содержание,

кислоты мг/100 мл

Галловая 3,4

Хинная 56,7

Хлорогеновая 16,0

Бензойная 154,7

Салициловая 35,2

В составе липидной компоненты КСФО обнаружены сопутствующие липидам жирорастворимые вещества - кароти-ноиды и токоферолы, значимость которых как микронугриентов неоспорима. Среди каротиноидов доминирует Р- каротин (более 40%), присутствуют каротины - а-каротин и ликопин и ксантофиллы- криптоксантин и лютеин, поэтому концентрат наделен как провитаминными, так и защитными свойствами (таблица 21).

Кроме того, наличие собственной окраски каротиноидов позволяет рассмат ривать КСФО в качестве источника натуральных красителей, что обусловливает его технологические свойства при получении пищевых продуктов.

Данные хроматографических исследований показывают, что токоферолы КСФО представлены а- и р-токоферолами, причем на долю а-токоферола, обладающего наибольшей биологической активностью, приходится чуть более 90% (90,8%).

Установлено, что ягодные концентраты обладают благоприятным сочетанием минеральных веществ (К, Мд, Ка, Са, Р, Мп и др.), которые находясь в сбалансированной и усвояемой форме, дополняют спектр полезных свойств. Таблица 21 - Состав каротиноидов КСФО Эффективные ком-

бинации природных ан-тиоксидантов и синерги-стов антиоксидантов в ягодных концентратах обусловливают проявление ими высоких антиок-сидантных свойств (таблица 22, таблица 23).

Таким образом, концентраты ягодных соков, содержат разнообразный набор биологически активных и других ценных и полезных для состояния здоровья человека Таблица 22 - Антиоксидантная активность КСФС и веществ, природных антиоксидантов, натуральных красителей и консервантов и обладают высокой антиоксидантной активностью, что дает основание оценивать концентраты

Таблица 20 - Жирнокислотный состав

липидной фракции КСФО.

Наименование жирной кислоты Содержание, % от общего количества жирных кислот

Миристиновая 1,31

Пальмитолеиновая 29,02

Пальмитиновая 41,72

Линолевая 11,33

Линоленовая 0,04

Вакценовая 5,28

Олеиновая 10,01

Стеариновая 1,28

компонент Содержание, % от общей суммы каротиноидов

а-каротин 35,0

р-каротин 40,7

ликопин 17,0

криптоксантин 3,3

лютеин 4,0

КСФБ, в единицах ТЕАС

Показатель КСФС КСФБ

Антиоксидантная активность, мг/100 мл 219,0±5,4 368,0±9,5

оценивать концентраты ягодных соков как перспективный компонент рецептуры пищевых продуктов, способный придать привлекательный внешний вид, вкус и аромат готовым изделиям и наделить продукт полезными для здоровья свойствами, что является важным элементом сбалансированного здорового питания как средства предупреждения и профилактики различных заболеваний.

Обоснование сроков хранения ягодных концентратов на основе анализа органолептических, физико-химических, микробиологических и биохимических показателей качества

Известно, что в процессе хранения в продукте могут протекать процессы микробиологической порчи и ряд неферментативных реакций, оказывающих негативное влияние на потребительские характеристики продукта. В продуктах, содержащих жиры, идут процессы их гидролитического окисления и прогоркания, образующиеся продукты токсичны и могут инициировать окислительные процессы в витаминах и других биологически активных веществах продукта.

Принимая это во внимание, исследовали изменения, происходящие в ягодных концентратах в процессе хранения. Концентраты упаковывали асептически в полимерную непрозрачную герметичную упаковку типа «bag in box» и помещали в холодильную камеру с температурой 4±2°С. Для концентратов установили следующие сроки хранения: 45 суток - для концентрата натурального, исключение составил КСФБ натуральный - 180 суток (ввиду высокого содержания в нем салициловой и бензойной кислот); и 180 суток для концентрата с сахаром.

Как показали результаты исследований, установленные сроки хранения не повлияли на потребительские характеристики смородинового и брусничного концентратов: через 180 суток хранения органолептические и физико-химические показатели оставались высокими и соответствовали установленным на момент их получения. В облепиховых концентратах (натуральном и с сахаром) к концу срока хранения появлялся слегка ощутимый привкус масла, что, вероятно, обусловлено окислительными и гидролитическими процессами в липидах.

Данные, полученные при изучении показателей качества липидов, свидетельствуют, что показатель кислотного числа липидов, выделенных из КСФО натурального и КСФО с сахаром, стабилен на протяжении всего срока хранения. Очевидно, что хранение концентрата, содержащего большую липидную фракцию, при выбранных условиях не сопровождается гидролизом последних.

Таблица 23- Антиоксидантная активность КСФО, в единицах ТЕАС

Объект Антиоксидантная активность, мкмоль /дм3

Гидрофильная фракция Липофильная фракция

КСФО 7703±208 200,6± 4,4

Пероксидное число липидов, выделенных из КСФО, увеличивается в процессе хранения, но не превышает в конце срока хранения допустимых регламентируемых значений. Более выраженные изменения этого показателя наблюдаются при хранении КСФО натурального. По всей видимости, сахар оказывает стабилизирующий эффект на липидную компоненту концентрата, ингибируя процессы окисления как на стадии концентрирования, так и в процессе хранения.

Установлено, что витамин С и каротиноиды достаточно стабильны при хранении. Как показывают полученные результаты, потери витамина С и каротиноидов (в пересчете на (3- каротин) на конец срока хранения составляют 8,1% и 9,1% в концентрате натуральном (рисунок 3) и 18,9% и 16,4% - в концентрате с сахаром. Этому благоприятствует отсутствие в ягодах облепихи фермента, разрушающего витамин С -аскорбатоксидазы и наличие большого разнообразия флавоноидных соединений, предотвращающих окислительные процессы, а также отсутствие доступа света и кислорода воздуха при хранении.

120Щ-103,«-101т»-1003

100 ;

60

4°2<^-гаг-газ-гзл-

20 ?--о-о-в-

0

0 12 24 36 45

Сутки хранения

^^^"Ветамин С ■ Каротиноиды

Рисунок 3 - Изменение содержания витамина С и каротиноидов в процессе хранения в КСФО натуральном Данные исследований микробиологических показателей свидетельствуют, что ягодные концентраты сохраняют микробиологическую стабильность на протяжении всего срока хранения и к концу срока полностью удовлетворяют требованиям микробиологической безопасности: установлено отсутствие бактерий группы кишечной палочки (БГКП), патогенных микроорганизмов, в т.ч. сальмонеллы, а также дрожжей, плесени и молочнокислых микроорганизмов, которые вызывают процессы порчи.

Установлено снижение показателя КМАФАнМ в концентрате брусничного сока в процессе хранения, что связано, очевидно, с высоким содержанием салициловой и бензойной кислот, являющихся природными антисептиками.

Таким образом, на основании комплекса исследований микробиологических, органолептических и биохимических характеристик установлены и обоснованы сроки и условия хранения ягодных концентратов, обеспечивающие высокие органолептические показатели качества, сохранность биологически активных соединений и микробиологическую стабильность.

Разработка технологических решений по переработке ягодного сырья и получению соковых ягодных концентратов

Результаты исследований, представленные в главах 4, 5, явились научной основой для разработки технологических решений по переработке ягодного сырья с применением предварительной ферментативной обработки ягод при получении соков и концентратов ягодных соков, отличающихся повышенным содержанием природных физиологически активных компонентов с высокой антиоксидантной активностью, а также натуральных красителей и консервантов.

Разработана принципиальная технологическая схема переработки ягодного сырья для получения соковых ягодных концентратов со стадией предварительной обработки ягод МЭК на основе препаратов пектолитического и глюканазного действия, обеспечивающей увеличение выхода сока и наиболее полное извлечение в соковую фракцию ценных компонентов ягод, которая достаточно проста, не требует больших капиталовложений и может быть легко реализована в условиях предприятий, специализирующихся на переработке плодово-ягодного сырья (рисунок 4).

Разработан комплект технической документации (ТУ и ТИ) на ягодные концентраты: смородиновый, брусничный, облепиховый. Новизна разработанных технических решений защищена 2 патентами (№ 2454880, № 2452277).

Исследование химического состава вторичного продукта получения ягодных концентратов

При получении ягодных соков остается значительное количество побочного продукта-ягодного жома. Данные химического состава, показывают, что ягодный жом -потенциально богатый источник пищевых волокон, содержит витамины, флавоноиды, органические кислоты, белок, минеральные вещества. А для облепихового жома (ЖФО) характерно наличие еще и представительной липидной фракции с разнообразной группой липидов, полиненасыщенных жирных кислот, каротиноидов и токоферолов. Поэтому применение ягодного жома при получении пищевых продуктов, с одной стороны, позволит обогатить их полезными для здоровья человека нутриентами, с другой - предусматривает комплексное использование растительных сырьевых ресурсов, что является важным атрибутом в разработке малоотходных и безотходных технологий.

Глава 7 Разработка нового ассортимента пищевых продуктов и технологических решений по использованию концентратов ягодных соков и вторичного продукта - ягодного жома при их производстве

В последние годы все большую актуальность приобретает использование в рецептуре пищевых продуктов натуральных ингредиентов, которые способны обеспечить, в первую очередь, безопасность продуктов питания и внести существенные коррективы в формирование свойств готового продукта, его пищевой ценности и анти-

Ягоды

Рисунок 4 - Принципиальная технологическая схема переработки ягодного сырья и получения соковых ягодных концентратов

оксидантной активности. Исследования химического состава и антиоксидантной активности показали, что ягодные концентраты могут быть эффективно использованы в составе рецептур пищевых продуктов для улучшения потребительских характеристик,

повышения пищевой ценности готовых изделий, сокращения расхода основного сырья, исключения из рецептуры синтетических красителей, ароматизаторов и консервантов.

На основании выполненных исследований определены направления применения ягодных соковых концентратов и ягодного жома в конкретных отраслях пищевой промышленности с учетом ожидаемого социального и технологического эффекта (таблица 24).

Таблица 24 - Применение соковых ягодных концентратов и ягодного жома в производстве пищевых продуктов

Отрасль промышленности Социальный и технологический эффект Пищевые изделия Компонент рецептуры

Производство кондитерских изделий Сокращение расхода основного сырья, исключение из рецептуры лимонной, сорбиновой, аскорбиновой кислот, синтетического красителя и ароматизатора; повышение пищевой ценности • кондированные плоды тыквы •торт «Творожник» •торт «Песочный» •пирожное «Берлинское» •мармелад желейный формовой КСФО

жировая начинка для вафель ЖФО

Производство хлебобулочных изделий Сокращение расхода сырья, повышение пищевой ценности хлебобулочные изделия

Пищеконцентратная Повышение пищевой ценности • хлебцы хрустящие диетические «Злаковый коктейль» •экструдированный рисовый продукт КСФО

Производство безалкогольных напитков Исключение из рецептуры лимонной кислоты; повышение пищевой ценности безалкогольный негазированный напиток КСФС

Производство кондитерских изделий Сокращение расхода основного сырья, исключение из рецептуры лимонной кислоты и красителя; повышение пищевой ценности начинка типа «Суфле» КСФС

заварные пряники ЖФС

Производство безалкогольных напитков Исключение из рецептуры лимонной кислоты, красителя; повышение пищевой ценности безалкогольный газированный напиток КСФБ

Пищеконцентратная Повышение пищевой ценности хлебцы хрустящие диетические «Злаковый коктейль» КСФБ

Разработка технологических решений для создания нового ассортимента кондитерских изделий

Среди продукции пищевой промышленности кондитерские изделия являются довольно популярными и пользуются постоянно растущим спросом у населения. Однако продукты кондитерского производства отличаются значительным содержанием углеводов, жиров, высокой калорийностью, остро ощущается дефицит полезных для здоровья микронутриентов.

Кондированные плоды и ягоды широко применяются как в начинке кондитерских изделий, так и в качестве элемента декора для украшения тортов, пирожных и печенья. Совместно с кафедрой технологии хранения и переработки плодов и овощей Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К. А. Тимирязева разработаны режимы кондирования плодов тыквы с внесением облепихового концентрата в количестве 30% к массе сахарного питательного сиропа на 3-м этапе кондирования. Полученные изделия характеризовались высокими органолептическими показателями: имели глянцевую поверхность, плотную структуру, насыщенный оранжевый цвет, оригинальный кисло-сладкий вкус и аромат облепихи (рисунок 5).

Внесение КСФО с сшром на Э-ех этапе

Контроль

Вкус Структура

Рисунок 5 — Органолептпческпе показатели кодированном продукции т тыквы

Установлено, что в готовых изделиях, полученных с применением облепихового концентрата, при некотором снижении содержания общего сахара повышается содержание полезных для здоровья ингредиентов: органических кислот (в 4,5 раз), витамина С (в 7,1 раз), каротиноидов (в 1,2 раза).

Торты и пирожные занимают особое место в кондитерской промышленности. Они отличаются от других изделий тем, что являются продуктами с многокомпонентным составом и при их изготовлении возможны самые разнообразные сочетания продуктов и безгранично широки способы введения новых ингредиентов, что и обусловливает возможности расширения их ассортимента без значительных капиталовложений.

Внешний вид

Производственные испытания, проведенные в условиях ОАО «Хлебпром» (ОП г. Красногорск) показали, что использование облепихового концентрата (с сахаром) в составе кремового полуфабриката и в качестве самостоятельного ингредиента при изготовлении тортов («Творожник» и «Песочный») и пирожного «Берлинское» позволяет исключить из рецептуры лимонную, аскорбиновую и сорбиновую кислоты, синтетический краситель и ароматизатор.

Установлено, что изделия, полученные с применением облепихового концентрата характеризуются высокими органолептическими показателями качества, и обогащены природными ФПИ: флавоноидами, катехинами, каротиноидами, витамином С (таблица 25).

Таблица 25 - Содержание некоторых ингредиентов в кондитерских изделиях, полученных с применением облепихового концентрата с сахаром __

Компонент «Песочный с облепихой» % удовлетворения суточной потребности «Творожник с облепихой» % удовлетворения суточной потребности «Берлинское с облепихой» % удовлетворения суточной потребности

Белки,г 4,05 4,9 4,35 5,3 4,26 5,2

Жиры, г 11,7 12,2 20,03 20,9 17,72 18,5

Углеводы, г 50,1 11,9 52,3 12,4 55,6 13,2

Органические кислоты, г 2,5 - 0,6 30,0 0,9 -

Флавоны и флавонолы (в пересчете на рутин), мг 9,6 25,0 2,2 5,7 3,4 8,9

Флаванонолы (в пересчете на дигидрокверцетин), мг 2,5 0,5 0,9

Проантоцианидины, мг 31,8 7,3 11,4

Катехины, мг 18,5 18,5 4,2 4,2 6,6 6,6

Витамин С, мг 24,3 27,0 6,5 7,2 9,4 10,4

Токоферолы, мг 0,38 2.5 0,09 0.6 0,13 0.9

Каротиноиды (в пересчете на р-каротин), мг 3,4 68,0 0,8 16,0 1,3 26,0

Энергетическая ценность, ккал 307,0 - 360,8 - 377,8

Показано, что употребление 100 г торта «Песочный с облепихой» покрывает суточную потребность человека в Р-каротине, витамине С и катехинах соответственно на 68, 27 и 18,5%; пирожного «Берлинское с облепихой»- в р-каротине и витамине С -на 26 и 10,4% и торта «Творожник с облепихой» - в Р-каротине на 16% (таблица 25).

Разработан комплект технической документации (ТУ и ТИ) на торт «Творожник с облепихой» и пирожное «Берлинское с облепихой». В условиях ОАО «Хлебпром» (ОП г. Красногорск, Московская обл.) проведена выработка опытно-промышленной партии тортов «Творожник с облепихой» и пирожного «Берлинское с облепихой»; технологические рекомендации для их производства приняты к внедрению на данном предприятии.

Совместно с сотрудниками кафедры «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» МГУПП проведены лабораторные испытания по применению облепихового концентрата в желейном формовом мармеладе с исключением из рецептуры ароматической эссенции и синтетического красителя. Отмечено, что использование в рецептуре приготовления мармелада концентрата облепихового (0,56% и 0,4 % к массе изделий, соответственно, концентрата натурального и с добавлением сахара) существенно улучшало органолептические характеристики (вкус, цвет и аромат становились более выраженными, присущими ягодам облепихи). Образцы мармелада, полученные с использованием концентрата облепихового соответствовали ГОСТ 6442-89, в их составе выявлено наличие полезных для здоровья человека ценных природных компонентов ягод облепихи: витамина С, каротиноидов, токоферолов, флавоноидов, органических кислот и др.

В производственных условиях кондитерского концерна «Бабаевский» показана целесообразность применения смородинового концентрата при производстве конфет типа «Суфле». Из рецептуры исключены лимонная кислота и краситель, а количество сахара уменьшено на 25%. Дегустационная комиссия предприятия отметила высокие органолептические показатели готовой продукции: суфле имело устойчивую однородную, мелкодисперсную структуру с равномерно распределенными пузырьками воздуха, обладало слабо-розовым оттенком, приятным кисловатым привкусом, характерным для ягод красной смородины. Влажность и содержание РВ в суфле соответствовали стандартным показателям. Анализ химического состава готовых изделий показал присутствие антоцианов, катехинов, полифенольных соединений, витамина С, органических кислот, наличие которых достигается использованием в составе рецептуры смородинового концентрата. Разработаны и утверждены в ОАО «Объединенные кондитеры» рецептура конфет «Суфле с красной смородиной» и технологические рекомендации по их производству.

Разработка нового ассортимента хлебцев хрустящих диетических и сухих завтраков

В условиях ОАО «Хлебпром» (ОП г. Ярцево, Смоленская обл.) проведена опытно-промышленная апробация хлебцев хрустящих диетических «Злаковый коктейль» с применением натуральных облепихового и брусничного концентратов. Готовые изделия обладают высокими органолептическими показателями, а физико-

химические показатели соответствуют стандартным. Данные химического состава готовых изделий показывают присутствие в составе продукта комплекса полезных для здоровья человека природных биологически активных соединений, широко представленных в ягодных концентратах. Разработан комплект технической документации (ТУ и ТИ) на хлебцы хрустящие диетические «Злаковый коктейль облепиховый» и «Злаковый коктейль брусничный». В условиях ОАО «Хлебпром» (ОП г. Ярцево, Смоленская обл.) проведена выработка опытно-промышленной партии изделий.

Совместно с кафедрой «Процессы, аппараты и теплотехнологии пищевых производств» МГУПП проведены лабораторные испытания по применению облепихового концентрата натурального при получении экструдированного рисового продукта «Готовый завтрак». Ягодный концентрат предварительно разводили до содержания сухих веществ 11-12% и наносили на экструдат напылением. Данные органолептической оценки показали, что экструдированный рисовый продукт после напыления приобрел привлекательный насыщенный желтый цвет, появились новые вкусовые ощущения и ягодные нотки аромата, по консистенции не уступал базовому образцу. Важным результатом напыления явилось обнаружение в составе экструдата аскорбиновой кислоты и токоферолов, каротиноидов, проантоцианидинов и катехинов, органических кислот, присутствие которых в экструдате без напыления не выявлено. В опытном экструдате на 28% увеличилось содержание растворимого белка, на 26%-свободных аминокислот, в том числе, лизина и треонина, которые являются лимитирующими для продуктов переработки риса, в 1,5 и 1,3 раза соответственно.

Разработка технологических решений для создания нового ассортимента безалкогольных напитков

В условиях ГНУ ВНИИ ПБ и ВП проведена лабораторно-производственная апробация безалкогольных напитков с применением смородинового и брусничного концентратов. Опытные образцы напитков получены на основе одного ягодного концентрата и в купаже с концентратом яблочного сока, при этом из рецептуры полностью исключена лимонная кислота.

Дегустационная комиссия по оценке пиво-безалкогольной продукции и минеральных вод ГНУ ВНИИ ПБ и ВП дала высокую органолептическую оценку напиткам, отметив их приятный освежающий кисло-сладкий вкус, характерный цвет и легкий гармоничный, присущий ягодам, аромат. В соответствии с рекомендациями дегустационной комиссии разработаны и утверждены рецептуры и технологические инструкции по производству безалкогольных напитков: негазированного «Яблочно-смородиновый» и газированного «Бруснично-яблочный». Употребление 250 мл напитков покрывает суточную физиологическую потребность в катехинах на 14,815,3%, в флавоноидах - на 10,2-18%, а в витамине С - на 12,5-13,3%.

Применение вторичных продуктов переработки ягодного сырья - ягодного

жома

Совместно с сотрудниками кафедры «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» МГУПП проведены лабораторные испытания по применению облепихового жома (ЖФО) в составе жировой начинки для вафель. Показано, что вафли, полученные с применением жома в количестве 5% взамен жира, по физико-химическим показателям соответствуют ГОСТ 14031-68, а реологические характеристики начинки обеспечивают стабильный процесс формования вафель, при этом отмечается приятный желтый цвет начинки и ощущается легкий аромат и вкус облепихи. Анализ химического состава вафель, полученных с внесением облепихового жома, выявил увеличение содержания витамина С и токоферолов (в 2,1 и 2,2 раза соответственно) и присутствие каротиноидов, наличие которых в базовом образце вафель обнаружено не было.

Установлено, что в процессе хранения (60 суток) происходят незначительные потери витамина С и каротиноидов (12% и 4,6% соответственно) и эти ценные функциональные пищевые ингредиенты присутствуют в готовом изделии до конца срока хранения (рисунок 6)

О 15 24 32 40 48 60

Сутки хранения

Витамин С ^•""Каротиноиды

Рисунок 6 - Относительное изменение содержания витамина С и каротиноидов (в пересчете на р-каротин) в вафлях в процессе хранения

Исследованиями по применению облепихового жома при производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта показано, что использование в рецептуре ЖФО в количестве 5% к массе муки позволяет получить хлеб с высокими структурно-механическими и улучшенными органолептическими показателями качества с повышенной пищевой ценностью. Потребление 100 г хлебобулочных изделий с использованием в рецептуре облепихового жома удовлетворяет суточную физиологическую потребность в витамине С - на 2,5%, Р-каротине - на 20,8%, пищевых волокнах - на 21 %.

Установлено значительное увеличение антиоксидантной активности хлебобулочных изделий с добавлением 5% жома ягод облепихи по сравнению с контрольным образцом (рисунок 7).

1

Варианты приготовления хлебобулочных нтделнн

Рисунок 7- Антиоксидантная активность гидрофильной фракции хлебобулочных изделий из пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта: 1- контроль; 2- с ЖФО.

В условиях БКК «Серебряный бор» проведена опытно-промышленная апробация заварных пряников с использованием в составе рецептуры жома ягод красной смородины (ЖФС). Показано, что опытные образцы пряников по физико-химическим показателям соответствуют требованиям ГОСТ 15810-96 и отличаются от базовых более высоким содержанием пищевых волокон. Наибольшее содержание пищевых волокон отмечается в образцах пряников, приготовленных с внесением жома в количестве 6%. При употреблении 100 г изделий потребность организма человека в пищевых волокнах покрывается на 8.6%. Дегустационная комиссия предприятия дала положительную органолептическую оценку готовым изделиям, отметив, характерный привкус и легкий аромат ягод красной смородины. Отмечена целесообразность разработки новых рецептур кондитерских изделий с применением жома красной смородины.

Результаты исследований по применению жома ягод красной смородины и облепихи, остающегося как отход при получении сока, позволяют заключить, что проведение ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов ягодного сырья на стадии его предобработки в технологии ягодных соков способствует повышению эффективности использования ягод и их ценных компонентов при производстве пищевых продуктов.

Новизна разработанных технологических решений защищена 1 патентом (№ 2452276) и 2 авторскими свидетельствами (A.C. №1738227, A.C. № 1789167)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решен комплекс научно-практических задач, направленных на создание интенсивной технологии переработки ягодного сырья, обеспечивающей наиболее полное извлечение в соковую фракцию ценных компонентов ягод и получение ягодных соковых концентратов повышенной пищевой ценности, как перспективного ягодного полуфабриката для создания нового ассортимента продуктов питания. Технология основана на применении на стадии получения сока композиции ферментных препаратов глюканазного и пектолитического действия, гидролизующих некрахмальные полисахариды. Сформирован научно-методологический подход к оценке эффективности ферментативной предобработки ягодного сырья при получении сока, базирующийся на всестороннем исследовании химического состава сока и его антиоксидантных свойств, в сравнении с соком, полученным без ферментативной обработки. Теоретически обоснована и экспериментально продемонстрирована роль ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов ягод как фактора, способствующего более глубокой деструкции клеточных структур и компонентов клеточных стенок ягодного сырья и увеличению, вследствие этого, выхода в соковую фракцию физиологически активных ингредиентов ягод (витамина С, токоферолов, каротиноидов, катехинов, флавонов, флавонолов и флаванонолов, антоцианов, проантоцианидинов), природных антиоксидантов, красителей и консервантов.

Разработаны, апробированы в промышленных условиях и внедрены технологические решения по созданию нового ассортимента продуктов питания повышенной пищевой ценности на основе использования в составе их рецептур концентратов ягодных соков в качестве источника функциональных пищевых ингредиентов, природных антиоксидантов, красителей и консервантов.

Итоги выполненных исследований представлены в следующих выводах:

1. С учетом данных химического состава лесных и садовых ягод (красная смородина, облепиха, брусника) и, прежде всего, высокого содержания некрахмальных полисахаридов (более 16% с.в.), формирующих каркас клеточных стенок ягод и обладающих высокой удерживающей способностью по отношению к биологически активным веществам ягод, обоснован выбор ФП пектолитического и глюканазного действия для обработки ягод с целью увеличения выхода сока и наиболее полного извлечения в сок входящих в состав ягод полезных для здоровья ингредиентов. Исследованы условия биокатализа на стадии предобработки ягод для увеличения выхода сока. Доказано, что большего эффекта можно достичь при условии применения ФП в составе композиции: выход сока увеличивается на 25-40%.

2. Сформирован научно-методологический подход к оценке эффективности применения биокаталитического способа предобработки садовых и лесных ягод при получении сока, базирующийся на всестороннем исследовании химического состава сока и его антиоксидантных свойств, в сравнении с соком, полученным без ферментативной обработки. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена роль ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов ягодного сырья как фактора, способствующего более полному извлечению ценных природных компонентов ягод в соковую фракцию.

Установлено:

• увеличение выхода в сок полезных для здоровья человека ФПИ, природных антиоксидантов, а также натуральных красителей и консервантов (в 1,4-2,9 раза) по сравнению с соком, полученным без предварительной ферментативной обработки;

• наличие в составе смородинового сока цианидин-3-софорозида, а в составе облепихового сока- лютеина и криптоксантина, а также эпикатехин галлата, которые отсутствовали в одноименных соках, полученных без применения ФП;

• более высокая (в 1,3 - 4,3 раза) антиоксидантная активность ягодных соков по сравнению с соками, полученными без ферментативной обработки;

• высокие детоксицирующие свойства смородинового сока, полученного после предобработки: он способен связывать 17,00i 3,4 % от общего количества свинца, внесенного в сок.

3. Разработаны технологические решения для получения концентратов ягодных соков повышенной пищевой ценности для применения в составе рецептур пищевых продуктов. Исследован химический состав и дана характеристика качественного и количественного состава катехинов, антоцианов, каротиноидов, токоферолов, органических и фенолокислот, группового и жирнокислотного состава липидов концентратов облепихового, смородинового и брусничного соков, полученных с использованием ферментативной обработки ягод. Установлена их высокая антиоксидантная активность.

4. На основании широкого комплекса исследований микробиологических, органолептических и биохимических характеристик установлены и обоснованы сроки и условия хранения ягодных концентратов. Установлено, что хранение концентратов ягодных соков в герметичной упаковке типа «bag in box» и температуре 4±2°С обеспечивает высокие органолептические показатели, сохранность биологически активных веществ и микробиологическую стабильность на срок до 6 месяцев.

5. Разработаны технологические рекомендации и принципиальная технологическая схема переработки ягодного сырья и получения соковых ягодных концентратов повышенной пищевой ценности в 2-х модификациях (натурального и с добавлением сахара) в ориентации на применение в качестве рецептурного компонента пищевых продуктов.

6. Экспериментально обосновано и разработано 12 вариантов модификации рецептур традиционных кондитерских и хлебобулочных изделий, хлебцев хрустящих диетических, готовых завтраков, безалкогольных напитков на основе применения ягодных концентратов и вторичного продукта переработки ягод- ягодного жома и исключения из рецептуры синтетических красителей, консервантов, лимонной кислоты и сокращения расхода основного сырья. Исследован состав готовых изделий. Показано повышение их пищевой ценности по содержанию ценных природных компонентов и ФПИ. Установлено, что в процессе гарантированного производителем срока хранения пищевых продуктов происходят незначительные потери биологически активных веществ.

7. Разработаны комплекты технической документации (ТУ и ТИ) на концентраты соков из ягод облепихи, красной смородины, брусники и технологические рекомендации по их применению при производстве кондитерских изделий, хлебцев хрустящих диетических, безалкогольных напитков.

Разработанные технологические решения прошли промышленную апробацию на 5 пищевых предприятиях. Разработана и утверждена техническая документация (ТУ и ТИ) на 7 видов пищевых продуктов. В условиях предприятий ОАО «Хлебпром» ОП (г. Ярцево, Смоленская обл. и г. Красногорск, Московская обл.) проведена выработка опытно-промышленной партии хлебцев хрустящих диетических «Злаковый коктейль облепиховый» и «Злаковый коктейль брусничный», торта «Творожник с облепихой» и слоеного пирожного «Берлинское с облепихой». Разработанные технологические рекомендации для производства торта «Творожник с облепихой» и пирожного «Берлинское с облепихой» приняты к внедрению на ОАО «Хлебпром» ОП г. Красногорск.

* * *

Работа может быть продолжена и планируется быть продолженной в направлениях: - проведение исследований по расширению спектра ферментных препаратов ( в т.ч. комплексных) для применения в технологии переработки ягодного сырья при получении ягодных соков, а также по формированию научно-методологического подхода к выбору ферментных препаратов в ориентации на перерабатываемое сырье и последующее применение ягодных полуфабрикатов для создания нового ассортимента продуктов питания повышенной пищевой ценности;

разработка научных основ и технологических решений для получения концентратов ягодных соков в виде порошковых продуктов и их биохимическая характеристика с позиций пищевой ценности;

разработка порошковых поликомпозитных смесей с регулируемым содержанием основных пищевых веществ и биологически активных компонентов и с заданными показателями функциональных технологических свойств на основе ягодных

г

полуфабрикатов для создания продуктов типа «Fast Food» с высокой степенью готовности к употреблению.

Основные публикации по диссертационной работе

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Чернобровина А.Г., Осташенкова Н.В, Алексеенко Е.В., Кобелева И.Б., Никитин A.B. Применение пищевкусовой добавки из красной смородины в кондитерской промышленности // Хранение и переработка сельхозсырья.-2007.-№ 5,- с. 73-74.

2. Траубенберг. С.Е., Осташенкова Н.В., Алексеенко Е.В., Никитин A.B. Чернобровина А.Г. Применение биотехнологических приемов для переработки ягод красной смородины и брусники // Известия вузов. Пищевая технология. - 2008,- № 2-3. -с. 67-69.

3. Алексеенко Е.В. Нетрадиционное природное сырье для производства хлебобулочных изделий // Хлебопродукты.- 2008.-№ 9,- с. 50-51.

4. Алексеенко Е.В. Биокаталитические методы обработки плодово-ягодного сырья // Хранение и переработка сельхозсырья.-2008.- № 5.-е. 62-65.

5. Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В., Алексеенко Е.В., Никитин А.В Кошечкина A.C. Исследование пищевой ценности и антиоксидантной активности ферментолизатов из ягод брусники // Хранение и переработка сельхозсырья.-2008.- № 8.-е. 44-46.

6. Чернобровин Д.Ю, Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В., Чернобровина А.Г. Биокатапиз ягод брусники для применения в пищевых технологиях // Хранение и переработка сельхозсырья.-2011,- № 2.-е. 57-60.

7. Чернобровин Д.Ю., Алексеенко Е.В., Гернет М.В, Осташенкова Н.В., Чернобровина А.Г. Ферментативная модификация ягод брусники при получении напитков // Хранение и переработка сельхозсырья.-2011,- № 3.-е. 64-66.

8. Алексеенко Е.В., Дикарева Ю.М., Осташенкова Н.В., Траубенберг С.Е. Применение ферментных препаратов для переработки плодов облепихи // Известия вузов. Пищевая технология. - 2011,- № 2-3. - с. 48-52.

9. Акинделе Аденике Кехинде, Пискунова H.A., Воробьева H.H., Дикарева Ю.М., Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е. Получение кондированной продукции из тыквы // Пищевая промышленность. - 2011. - № 8. - с. 34-35.

10. Алексеенко Е.В., Чернобровина А.Г., Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В., Куликова Н.Е. Исследование условий ферментативного гидролиза ягод красной смородины // Хранение и переработка сельхозсырья.-2011.- № 10.-е. 43-44.

11. Алексеенко Е.В., Чернобровина А.Г. Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В. Продукты ферментативной модификации ягод красной смородины II Пиво и напитки.-2011,- №6,- с. 8-11.

12. Алексеенко Е.В., Дикарева Ю.М., Траубенберг С.Е., Богачук М.Н. Исследование биохимических характеристик облепихового концентрата // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2012. - № 2. - с. 21-25.

13. Алексеенко Е.В. Ферментативная биоконверсия плодово-ягодного сырья: биохимические аспекты и практическое применение // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2012. - № 3. — с. 49-52.

14. Алексеенко Е.В., Дикарева Ю.М., Осташенкова Н.В., Траубенберг С.Е. Белявская И.Г. Влияние условий биокатализа ягод облепихи на выход сока и физиологически функциональных ингредиентов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2012. - № 9. - с. 38-40.

15. Алексеенко Е.В., Белявская И.Г., Траубенберг С.Е., Дикарева Ю.М. Применение жома ферментированных ягод облепихи в производстве хлебобулочных изделий// Хлебопродукты.-2013.-№ 2.- с. 46-49.

Патенты и авторские свидетельства

16. Патент № 2454880 «Способ получения концентрата облепихи» // Алексеенко Е.В., Дикарева Ю.М., Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В., зарегистр. 10 июля 2012 г.

17. Патент № 2452277 « Способ получения концентрата брусники» // Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В., Чернобровин Д.Ю., Чернобровина А.Г., зарегистр. 10 июня 2012 г.

18. Патент № 2452276 «Безалкогольный напиток из концентрата брусники»// Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В., Чернобровин Д.Ю., Чернобровина А.Г., Гернет М.В., зарегистр. 10 июня 2012 г.

19. А.С. №1738227 «Способ получения пищевого экструдированного продукта» // Ляшенко Е.В. (Алексеенко), Бабенко В.Е., Траубенберг С.Е., Плаксин Ю.М., Арвеладзе Д.Г., от 08.02.1992.

20. А.С. № 1789167 « Способ приготовления теста для хлебных изделий»// Ляшенко Е.В. (Алексеенко), Траубенберг С.Е., Милорадова Е.В., Мамедова Д.Г., Соловьева В.В., от 22.09.1992.

Зарубежные издания

21. Alekseenko E.V., Dikareva Y.M., Traubenberg S.E., Ostashenkova N.V. Biotechnological ways of processing seabuckthorn for foods manufacture // Abstract proceedings of the 5-th International Seabuckthorn Association Conférence (ISA2011), China, Qinghai, Xining. - 2011. - c. 121.

Статьи и материалы конференций

22. Траубенберг С.Е. Ляшенко (Алексеенко) Е.В., Мамедова Д.Г., Милорадова Е.В. Использование облепихового шрота в качестве витаминизурующей добавки для

хлебобулочных изделий. Всесоюзное совещание «Реализация науч.-техн. программы» «Витаминизация пищи». Углич. 1990.-е. 114.

23. Ляшенко (Алексеенко) Е.В., Кобелева И.Б, Траубенберг С.Е. Изучение состава некоторых отходов пищевых производств с целью определения путей их рационального использования. Заочная науч.-техн. конф. «Биотехника и биотехнология». Тамбов, 1990-с. 89.

24. Траубенберг С.Е., Ляшенко (Алексеенко) Е.В., Тесслер. Т.В. Применение ферментных препаратов для повышения пищевой ценности облепихового шрота. Всесоюз. конф. по пищевой химии. М, 1991 -с. 84.

25. Ляшенко (Алексеенко) Е.В., Милорадова Е.В., Траубенберг С.Е. Применение облепихового шрота в качестве пищевой добавки. Всесоюз. науч.-техн. конф. «Совершенствование технологических процессов производства новых видов пищевых продуктов и добавок, использование вторичного сырья пищевых ресурсов.» -К., 1991.-с.73.

26. Ляшенко (Алексеенко) Е.В., Траубенберг С.Е. Перспективные пути использования вторичных продуктов переработки плодов облепихи в качестве пищевой добавки. Науч. конф., посв.бО-летию МТИПП «Научное обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пищевой промышленности».-М.:МТИПП, 1991 г.

27. Мамедова Д.Г, Ляшенко (Алексеенко) Е.В., Милорадова Е.В, Матвеева И.В, Траубенберг С.Е. Нетрадиционные пищевые добавки для хлебобулочных изделий. Науч. конф., посв.бО-летию МТИПП «Научное обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пищевой промышленности».-М.:МТИПП, 1991 . -с. 78.

28. Ляшенко (Алексеенко) Е.В., Мамедова Д.Г., Фуголь О.А, Милорадова Е.В. Детоксицирующие свойства нетрадиционных пищевых добавок. Науч.-техн. конф. «Экология человека: проблемы и состояние». - Пятигорск, 1993.-e.58.

29. Осташенкова Н.В., Андриевская О.В., Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е. Контроль содержания токсичных элементов в пищевых продуктах методом вольтамперометрии. Мат. Междунар. Форума «Аналитика и аналитики». Воронеж, 2003.-с. 482.

30. Осташенкова Н.В., Алексеенко Е.В., Heinz-Dieter Isengard, Gundula Zahn Теоретические и практические аспекты реализации метода инверсионной вольтамперометрии для контроля качества пищевых продуктов. Сб. докладов III Юбилейной Междунар. Выставки - конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» М.: МГУПП, 2005, ч. 1. с. 351 - 353.

31. Алексеенко Е.В., Осташенкова Н.В., Андриевская О.В. Применение методов вольтамперометрии для оценки качества и безопасности плодово-ягодного сырья и продуктов его переработки. Сб. докладов. IV Межд. Выставки и науч.-пракг. конф. «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности». М.: МГУПП, 2007.

32. Осташенкова Н.В., Алексеенко Е.В., Кобелева И.Б., Чернобровина А.Г., Никитин A.B. Применение.плодово-ягодной основы при производстве безалкогольных напитков. Мат. V Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания». М.: ГОУВПО «МГУПП», 2007. с. 265- 270.

33. Траубенберг С.Е., Алексеенко Е.В., Осташенкова Н.В., Чернобровина А.Г., Никитин A.B. Ферментативный катализ как основа для эффективной переработки ягод красной смородины и брусники. Мат. Международной научно-практической конференции «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» М.: ЗАО «Экспо -биохим-технологии» РТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. с. 263.

34. Осташенкова Н.В., Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е., Х-Д. Изенгард. Применение физико-химических методов анализа для оценки качества и безопасности пищевых продуктов. Рефераты докладов П Международного Форума «Аналитика и аналитики». Воронеж, 2008,. Т.2. с. 571.

35. Траубенберг С.Е., Алексеенко Е.В., Шендеров Б.А., Осташенкова Н.В., Дикарева Ю.М. Применение плодов облепихи при получении функциональных продуктов питания. Мат. Всероссийской конференции с международным участием «Инновационные технологии в пищевой промышленности». -Самара, 2009, с. 79-82.

36. Траубенберг С.Е., Алексеенко Е.В., Осташенкова Н.В., Шишанова Е.А., Чернобровина А.Г. Научно-практические аспекты применения ламинарии, спирулины и красной смородины при получении функциональных продуктов питания. Мат. Всероссийской конференции с международным участием «Инновационные технологии в пищевой промышленности». -Самара, 2009, -с. 105- 107

37. Траубенберг С.Е., Алексеенко Е.В., Осташенкова Н.В., Чернобровин Д.Ю. Ферментативный катализ ягод брусники при получении функциональных пищевых продуктов. Мат. Всероссийской конференции с международным участием «Инновационные технологии в пищевой промышленности». -Самара, 2009 - с. 100 -102.

38. Траубенберг С.Е., Алексеенко Е.В., Осташенкова Н.В., Чернобровин Д.Ю. Ферментативный гидролизат ягод брусники и применение при получении безалкогольных напитков. Мат. VII Научно-практической конференции и выставки с международным участием «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности. Экспертиза, оценка качества, подлинности и безопасности пищевых продуктов». - М., 2009.- с. 98- 103.

39. Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В., Дикарева Ю.М. Применение ферментных препаратов для повышения эффективности переработки плодов облепихи. Мат. VII Научно-практической конференции и выставки с международным участием «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты».-М., 2009.- с. 181-185.

40. Траубенберг С.Е., Алексеенко Е.В., Осташенкова Н.В., Чернобровин Д.Ю., Чернобровина А.Г. Условия получения ферментативного гидролизата ягод брусники и

перспективы его применения в рецептуре напитков функционального назначения. Мат. VIII научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», конф. Молодых ученых «Инновационные технологии продуктов здорового питания».-М., 2010. -с. 163- 165.

4Г. Алексеенко Е.В., Дикарева Ю.М., Осташенкова Н.В. Предварительная активация ферментного препарата Фруктоцим-Колор как фактор повышения эффективности его применения для биокатализа плодов облепихи. Мат. VIII научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», конф. Молодых ученых «Инновационные технологии продуктов здорового питания».-М., 2010. -с. 135- 139.

42. Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е. Научные и практические основы применения направленного биокатализа для повышения эффективности использования плодово-ягодного сырья при производстве пищевых продуктов. В мат. «Инновационный Форум пищевых технологий». Материалы секции «Высокоэффективные пищевые технологии. Методы и средства их реализации. Эффективное использование ресурсов отрасли». М., 2010. -с. 108-113.

43. Алексеенко Е.В., Траубенберг С.Е., Осташенкова Н.В. Научные и технологические основы применения биокаталитических методов обработки плодово-ягодного сырья. Труды Московского Государственного Университета пищевых производств. Юбилейный выпуск. - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2010. -с. 137146.

44. Алексеенко Е.В., Дикарева Ю.М., Траубенберг С.Е. Ферментативный катализ как основа для эффективного применения плодов облепихи в технологии продуктов «здорового» питания. Сб. материалов IX Межд. Науч.-пракг. конф. «Технологии и продукты здорового питания», -2011. -с. 178- 182.

45. Скобельская З.Г., Алексеенко Е.В., Дикарева Ю.М., Грекова A.B. Начинка для вафель, обогащенная биологически активными веществами// Кондитерское и хлебопекарное производство.-2011, №8.-с.32-33.

46. Алексеенко Е.В. Ферментативная обработка как фактор повышения эффективности применения лесных и садовых ягод в технологиях продуктов питания. Сб. материалов Юбилейной X научно-практ. конф. с межд. участием «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» -М., 2012,- с. 5-7.

Список сокращений:

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография;

ГЖХ - газо-жидкостная хроматография;

ЖФО - жом ягод облепихи после извлечения сока из ягод;

ЖФС - жом ягод красной смородины после извлечения сока из ягод;

КСФС - концентрат сока из ягод красной смородины, полученного с ФОЯ;

КСФБ - концентрат сока из ягод брусники, полученного с ФОЯ;

КСФО - концентрат сока из ягод облепихи, полученного с ФОЯ;

МЭК - мультэнзимная композиция;

ОРА - ортофталевый альдегид;

ОФ ВЭЖХ - обращенно-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография;

РВ — редуцирующие вещества;

СФС - сок из ягод красной смородины, полученный с ФОЯ;

СФО — сок из ягод облепихи, полученный с ФОЯ;

СФБ - сок из ягод брусники, полученный с ФОЯ;

ФОЯ- ферментативная обработка ягод;

ФП - ферментный препарат;

ФПИ - функциональный пищевой ингредиент;

ABTS - 2,2'-азино-ди-{3-этилбензтиазолин сульфонат};

DPPH- 1,1-дифенил-2-пикрилгидразил;

SUMMARY

Innovative technologies of berry raw material processing: scientific and applied aspects

A complex of scientific and practical tasks aimed at the development of intensive technologies of berry raw material processing providing exhaustive extraction of valuable berry components into the juice fraction and the production of berry juice concentrates of increased food value is fulfilled in the research. The technology is based on the application of glucanase and pectinase enzyme preparations composition during the juice production stage. A scientific and methodological approach to the evaluation of berry raw material enzymatic pretreatment in juice production based on a thorough analysis of the chemical composition and antioxidant properties of the juice thus produced in comparison with the juice manufactured without enzymatic treatment has been worked out. The role of enzymatic hydrolysis of nonstarch polysaccharides of berry raw material as factor promoting destruction of berry cell structures and cell walls components and as a consequence effective extraction of physiologically active berry ingredients (vitamin C, tocopherols, carotenoids, catechins, flavons, flavonols and flavanonols, anthocyanins, proanthocyanidins) as well as natural antioxidants, colouring matter and preservatives into the juice fraction has been theoretically substantiated and experimentally verified. Production technologies for a new assortment of improved nutritive value foods on the basis of berry juice concentrates in their formula have been developed, approbated in industrial conditions and introduced into production.

Бумага писчая Объем 2,48 усл.печ.л. Тираж 150 экз. Заказ 290 Подписано в печать 02.04.13

Издательство ЦНТБ пищевой промышленности 125171, г.Москва, Ленинградское ш., д.8/2 Телефон/факс: (499) 150-19-33 E-mail: biblio@foodinfo.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

На правах рукописи

АЛЕКСЕЕНКО ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ЯГОДНОГО СЫРЬЯ: НАУЧНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ

Специальность 05.18.01- Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант-Траубенберг Светлана Евгеньевна, доктор технических наук, профессор

Москва, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение .................................................................................... 10

Глава 1 Научные и практические предпосылки применения ягодного сырья для создания продуктов питания повышенной пищевой ценности........................................................................ 21

1.1 Функциональные пищевые ингредиенты ягод и их

роль в жизнедеятельности организма человека................................22

1.2 Садовые и лесные ягоды - природный источник функциональных пищевых ингредиентов для создания

продуктов питания повышенной пищевой ценности................ 39

1.3 Технологические аспекты переработки плодово-ягодного

сырья при получении пищевых продуктов............................ 58

1.4 Заключение............................................................... 85

Глава 2 Объекты и методы исследований......................................... 88

2.1 Сырьё и материалы, применявшиеся при проведении исследований................................................................. 88

2.2 Методы определения активностей ферментных препаратов и оптимальных условий действия.......................................... 89

2.3 Методы исследования химического состава и физико-химических показателей................................................... 91

2.3.1 Методы определения белковых веществ.............. 92

2.3.2 Методы определения углеводов........................ 92

2.3.3 Методы определения липидов........................... 93

2.3.4 Методы определения органических кислот.......... 94

2.3.5 Методы определения полифенольных соединений. 95

2.3.6 Методы определения витаминов и каротиноидов... 96

2.3.7 Методы определения минеральных веществ......... 98

2.4 Методы определения антиоксидантной активности............ 99

2.5 Метод исследования детоксицирующей способности (на 100 примере связывания свинца).............................................

2.6 Методы определения показателей качества липидов............ 100

2.7 Методы определения микробиологических показателей....... 100

2.8 Методы исследования физико-химических, реологических, структурно-механических и органолептических показателей кондитерских, хлебобулочных изделий и безалкогольных напитков........................................................................ 101

2.9 Методы математического планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных................................. 103

Глава 3 Оценка ягодного сырья (красной смородины, облепихи, брусники) как перспективного источника природных биологически активных соединений, красителей и консервантов. 104

3.1 Исследование химического состава ягод брусники.............. 104

3.2 Исследование химического состава ягод красной смородины 106

3.3 Исследование химического состава ягод облепихи.............. 110

3.4 Заключение............................................................... 115

Глава 4 Научно-практические аспекты биокаталитического способа

обработки ягодного сырья при получении ягодных соков.......... 116

4.1 Обоснование выбора ферментных препаратов для предобработки ягод при получении сока................................. 116

4.1.1 Характеристика пектолитических ферментных

препаратов............................................................ 118

4.1.2 Характеристика ферментных препаратов

глюканазного действия............................................. 124

4.2 Исследование условий применения ферментных препаратов пектолитического и глюканазного действия для предобработки

ягод при получении сока................................................... 130

4.2.1 Применение ферментных препаратов Фруктоцим-

Колор, Ксибитен-Цел, Laminex BG Glucanase Complex и мультэнзимных композиций на их основе..................... 130

4.2.1.1 Влияние ферментативной обработки ягод на выход сока, его вязкость и содержание редуцирующих веществ............................... 130

4.2.1.2 Подходы к созданию мультэнзимных композиций и разработка условий их применения для предобработки ягод при получении сока.......................................... 143

4.2.2. Исследование условий применения ферментного препарата Пектофоетидин ШОх и мультэнзимной композиции на его основе для предобработки ягод при

получении сока...................................................... 162

4.3 Заключение............................................................... 168

Глава 5 Научно-методологический подход к оценке эффективности применения биокаталитического способа предобработки ягодного сырья при получении соков................................... 171

5.1 Исследование влияния ферментативной обработки ягод красной смородины с применением МЭК-1 на выход экстрактивных веществ и химический состав сока..................... 172

5.2 Исследование влияния ферментативной обработки ягод брусники с применением МЭК-2 на выход экстрактивных веществ и химический состав сока....................................... 183

5.3 Исследование влияния ферментативной обработки ягод облепихи с применением МЭК-2 на выход экстрактивных

веществ и химический состав сока....................................... 188

5.4 Исследование влияния предварительной ферментативной обработки ягод при получении сока на его антиоксидантные и детоксицирующие свойства................................................ 199

5.5 Заключение............................................................... 203

Глава 6 Научные и технологические аспекты применения

биокаталитического способа обработки ягодного сырья для получения концентратов ягодных соков повышенной пищевой ценности........................................................................ 206

6.1 Получение концентратов ягодных соков........................... 208

6.2 Характеристика концентратов ягодных соков по химическому составу и антиоксидантной активности как обоснование целесообразности их применения в составе

рецептур пищевых продуктов............................................. 210

6.2.1 Исследование химического состава и антиоксидантной активности концентрата

смородинового сока................................................ 210

6.2.2 Исследование химического состава и антиоксидантной активности концентрата брусничного

сока.................................................................... 214

6.2.3 Исследование химического состава и антиоксидантной активности концентрата облепихового

сока.................................................................... 216

6.3 Обоснование сроков хранения ягодных концентратов на основе анализа органолептических, физико-химических, микробиологических и биохимических показателей качества..... 226

6.3.1 Влияние сроков хранения на органолептические, физико-химические и биохимические показатели

качества ягодных концентратов................................. 228

6.3.2 Исследование микробиологического состояния ягодных концентратов в процессе хранения.................. 234

6.4 Разработка технологических решений по переработке ягодного сырья и получению ягодных концентратов с использованием предобработки ягод ферментными препаратами, гидролизующими некрахмальные полисахариды... 238

6.5 Исследование химического состава вторичного продукта

получения ягодных концентратов........................................ 242

6.6. Заключение.............................................................. 251

Глава 7 Разработка нового ассортимента пищевых продуктов и

технологических решений по использованию концентратов ягодных соков и вторичного продукта - ягодного жома при их производстве.................................................................. 254

7.1 Разработка технологических решений для создания нового ассортимента кондитерских изделий................................... 255

7.1.1 Применение концентрата сока из ягод облепихи в технологии кондирования тыквы............................... 257

7.1.2 Разработка рецептуры и технологических решений для производства тортов и пирожных с применением концентрата сока из ягод облепихи............................. 262

7.1.3 Разработка практических рекомендаций по применению концентрата сока из ягод облепихи при получении желейного мармелада............................... 271

7.1.4 Разработка рецептуры и технологических решений для производства конфет типа «Суфле» с применением концентрата сока из ягод красной смородины............... 279

7.2 Разработка рецептуры и технологических решений для производства хлебцев хрустящих диетических с применением концентратов соков из ягод облепихи и брусники.................... 281

7.3 Разработка практических рекомендаций по применению концентрата сока из ягод облепихи при получении экструдированного рисового продукта................................. 285

7.4 Разработка технологических решений для создания нового ассортимента безалкогольных напитков............................... 288

7.4.1 Разработка рецептуры и технологических решений для получения безалкогольных негазированных

напитков с использованием концентрата сока из ягод

красной смородины................................................ 289

7.4.2 Разработка рецептуры и технологических решений для получения газированных безалкогольных напитков с использованием концентрата сока из ягод брусники....... 292

7.5 Применение вторичного продукта переработки ягодного

сырья - ягодного жома...................................................... 295

7.5.1 Разработка практических рекомендаций по применению жома ягод облепихи в составе жировой начинки для вафель................................................ 295

7.5.2 Разработка практических рекомендаций по применению жома ягод красной смородины при получении заварных пряников................................... 303

7.5.3 Применение жома ягод облепихи в рецептуре хлебобулочных изделий.......................................... 306

7.6 Заключение............................................................... 315

Заключение.................................................................................. 318

Список сокращений....................................................................... 323

Список литературы....................................................................... 324

Приложения................................................................................. 368

Приложение 1 Концентрат облепиховый. Технические условия.... 369 Приложение 2 Технологическая инструкция по производству

концентрата облепихового................................... 372

Приложение 3 Концентрат брусничный. Технические условия...... 375

Приложение 4 Технологическая инструкция по производству

концентрата брусничного.................................... 378

Приложение 5 Концентрат из красной смородины. Технические

условия...................................................... 381

Приложение 6 Протокол производственных испытаний

концентрата облепихового с сахаром................. 384

Приложение 7 Протокол производственных испытаний

концентрата облепихового с сахаром при

изготовлении пирожного «Берлинское»............. 387

Приложение 8 Рецептура торта «Творожник с облепихой»........... 390

Приложение 9 Рецептура торта «Песочный с облепихой»............ 393

Приложение 10 Рецептура слоеного пирожного «Берлинское с

облепихой»................................................. 396

Приложение 11 Изменение. Технические условия. Изделие

кондитерское в ассортименте. Торты и пирожные

песочные «Творожник»................................. 399

Приложение 12 Изменение. Технологическая инструкция по

производству тортов и пирожных песочных........ 402

Приложение 13 Изменение. Технические условия. Изделие

кондитерское в ассортименте. Торты и пирожные

слоеные...................................................... 405

Приложение 14 Изменение. Технологическая инструкция по

производству тортов и пирожных слоеных......... 408

Приложение 15 Акт об использовании (внедрении)

разработанного продукта.............................. 411

Приложение 16 Акт производственных испытаний по

применению концентрата красной смородины

при производстве конфет «Бабаевское суфле»..... 424

Приложение 17 Рецептура конфеты «Суфле с красной

смородиной»............................................... 427

Приложение 18 Технологические рекомендации по производству суфле с добавлением концентрата красной

смородины.................................................. 430

Приложение 19 Рецептура. Хлебцы хрустящие «Злаковый

коктейль брусничный»................................... 434

Приложение 20 Рецептура. Хлебцы хрустящие «Злаковый

коктейль облепиховый»................................. 437

Приложение 21 Изменение. Технические условия. Хлебцы

хрустящие диетические.................................. 440

Приложение 22 Изменение. Технологическая инструкция по

производству хлебцев хрустящих диетических.... 443 Приложение 23 Протокол наработки опытной промышленной

партии....................................................... 446

Приложение 24 Рецептура. Напиток безалкогольный «Яблочно-

смородиновый» ........................................... 451

Приложение 25 Технологическая инструкция по производству безалкогольного негазированного напитка

«Яблочно -смородиновый»............................. 454

Приложение 26 Выписка из протокола заседания дегустационной комиссии ГНУ ВНИИ ПБ и ВП по оценке пиво -безалкогольной продукции и минеральных вод.... 457 Приложение 27 Рецептура. Напиток безалкогольный

газированный «Бруснично-яблочный»............... 460

Приложение 28 Технологическая инструкция по производству напитка безалкогольного газированного

«Бруснично-яблочный»................................. 464

Приложение 29 Акт проведения опытно- промышленных испытаний по применению жома красной смородины при производстве заварных пряников. 467

ВВЕДЕНИЕ

Современные тенденции и приоритеты в развитии сферы производства продуктов питания ориентированы на постулаты современной нутрициологии, в частности, на создание принципиально новых пищевых технологий, позволяющих получать на основе рационального использования природных сырьевых ресурсов инновационные продукты питания, призванные коренным образом улучшить структуру питания, способствующую сохранению здоровья и профилактике распространенных заболеваний современности, таких как атеросклероз, остеопороз, онкологические заболевания, сахарный диабет и т.д., что отвечает основам государственной политики в области здорового питания.

Важная роль в создании продуктов питания нового поколения принадлежит растительному сырью, в том числе плодам и ягодам, которые, благодаря многообразию входящих в их состав микронутриентов и функциональных пищевых ингредиентов (ФПИ) (пищевые волокна, каротиноиды, витамины, полиненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды, флавоноиды, органические кислоты, минеральные вещества), способных регулировать важнейшие физиологические реакции организма, представляют исключительный интерес для индустрии здорового питания и являются ценной сырьевой базой для получения натуральных и высококачественных пищевых продуктов.

Большой вклад в развитие теоретических и практических аспектов разработки и совершенствования отечественных технологий переработки растительного, в т.ч. плодово-ягодного сырья, и его применению в пищевых продуктах внесли работы российских ученых С.Н. Бутовой, М.В. Гернет, A.C. Джабоевой, Г.Н.Дубцовой, J1.A. Ивановой, О.В. Кислухиной, В.В. Колпаковой, С.Я. Корячкиной, A.A. Кочетковой, А.П. Нечаева, Г.Н. Румянцевой, С.Е. Траубенберг, Г.Ц. Цыбиковой, Т.Б. Цыгановой и др.

Наша страна располагает значительным потенциалом ежегодно возобновляемых сырьевых биоресурсов. На территории Российской Федерации широко распространены садовые ягодные культуры красной смородины и облепихи: занимаемые площади в среднем оцениваются 440 тыс. га и 5500 га. Среди дикоросов лидирующие позиции (по природным запасам) принадлежат бруснике. По самым приблизительным подсчетам средняя урожайность ягод брусники в лесах европейской части России составляет свыше 200 тыс. тонн, а возможные промысловые сборы оцениваются в 63 тыс. тонн. Достаточно неприхотливые, морозоустойчивые, дающие ежегодно стабильно высокие урожаи, эти ягодные культуры обладают исключительными пищевыми качествами и антиоксидантными свойствами, являются ценным поливитаминным и лекарственным сырьем. А если учесть, что дикорастущие виды не требуют затрат человеческого труда и являются экологически чистыми, то перспективы их использования в пищевых технологиях очевидны. Однако, несмотря на доступность, распространенность, возможность больших объемов промышленных заготовок и высокую пищевую ценность область их практического применения достаточна ограничена. В основном, это - производство консервированной и молочно-кислой продукции с использованием цельных ягод (джемы, протертые массы, варенье, конфитюры, йогурты, творожные массы и др.), а для облепихи -(до 95% собранного урожая) получение облепихового масла. Для расширения области использования уникального природного потенциала ягодного сырья в других отраслях (кондитерской, пищеконцентратной, безалкогольной) необходимо получение полуфабрикатов на основе сока в форме, приемлемой для включения в рецептуру продуктов питания для их обогащения ценными физиологически активными ингредиентами. Однако при переработке лишь часть ценных компонентов ягод переходит в соковую фракцию, тогда как значительные количества, находясь в ассоциативной связи со структурными образованиями клеточных стенок, основу которых составляют некрахмальные полисахариды, после отделения сока остаются в отходах. К настоящему времени в литературе встречаются лишь