автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка и оценка качества функциональных продуктов на основе плодов облепихи крушиновидной

На правах рукописи

Гуленкова Галина Сергеевна

Разработка и оценка качества функциональных продуктов на основе плодов облепихи крушнновидной (ШррорЬае rhamnoides Ь.)

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск 2011

3 I (.¡АР 2077

4841885

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО «Красноярский государственный торгово-экономический институт»

Научный руководитель кандидат биологических наук, доцент

Чепелева Галина Григорьевна Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Буторова Ольга Федоровна доктор биологических наук, профессор Машанов Александр Иннокентьевич

Ведущая организация ГНУ «Красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Сибирского отделения Российской академии

сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится 17 марта 2011 г. в 9 00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.03 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира, 90.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан 16 февраля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета г // - М.А. Янова

Актуальность темы исследования. Одним из наиболее эффективных путей решения проблемы обеспечения населения России сбалансированным питанием является применение функциональных продуктов растительного происхождения. В настоящее время население России только на 27 % от медицинской нормы обеспечено растительными продуктами (фрукты, ягоды), а население Сибири - в три раза ниже от физиологических потребностей. Производство фруктов и ягод в Сибири в 10 раз ниже общероссийского уровня, что связано с суровыми климатогеографическими условиями (Алексеев Ю.Е., 1997, Егорова Е.Ю, 2007). Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется изучению биологически активных компонентов растительного сырья и их воздействию на организм, обеспечивающих укрепление здоровья человека. В связи с этим возникает потребность в поиске наиболее перспективных растений, обладающих высоким потенциалом по синтезу биологически активных веществ. Решением поставленной задачи может быть использование местных интродуцированных плодово-ягодных растений в функциональном питании.

Перспективным видом являются плоды облепихи крушиновидной (ШррорИае г11агппо1с1е5 Ь.), уникальность которых определяется химическим составом: плоды облепихи богаты углеводами, пектиновыми, дубильными, азотистыми веществами, клетчаткой, а также витаминами, макро- и микроэлементами. В мякоти, кожуре и косточках содержится жир (масло), который успешно используется в лечебной практике. Ранее проводимые исследования недостаточно полно отражают особенности и преимущества интродуцированных сортов облепихи в условиях резко континентального климата Красноярского края, Республиках Хакасия и Тыва. Кроме того, плоды облепихи в качестве сырья для пищевой перерабатывающей промышленности практически не изучены.

Таким образом, применение нетрадиционных видов растительного сырья будет способствовать решению не только проблемы рационального природопользования, но и расширению ассортимента функциональных продуктов питания. Учитывая значение плодов облепихи в реализации государственной политики, наличие спроса на функциональные пищевые продукты, отсутствие экспериментального обоснования возможности использования рассматриваемого сырья для производства продуктов функциональной направленности, тема исследования представляется актуальной.

Цель работы: изучение биохимического состава плодов облепихи крушиновидной (ШррорЬае г11атпо1с1е5 Ь.) различных сибирских регионов и разработка рецептур и технологии получения функциональных продуктов питания на основе плодов облепихи крушиновидной с выявлением соответствия безопасности и качества новых продуктов.

В соответствии с целью поставлены следующие задачи: 1. Проанализировать вопрос возможности улучшения качества продуктов питания за счет использования местного плодово-ягодного сырья, изучить

ареал, биологические особенности и биохимический состав плодов облепихи в качестве сырья для производства пюре.

2. Разработать модель и методику исследования для обоснования эффективных технологических процессов получения пюре из плодов облепихи с учетом биохимических показателей сырья (содержание сухих веществ, Сахаров, кислот).

3. Исследовать морфологические свойства и химический состав плодов интродуцированных сортов облепихи из различных регионов (Алтайский край, Красноярский край, Республики Хакасия и Тыва), с выявлением перспективных сортов для промышленной переработки.

4. Разработать технологическую схему производства пюре из плодов облепихи, провести анализ соответствия безопасности и товарного качества сырья (плодов облепихи) и продуктов переработки (пюре натуральное, пюре с сахаром).

5. Провести анализ соответствия безопасности и товарного качества йогуртов обогащенной рецептуры.

Защищаемые положения:

• Целесообразность использования плодов облепихи в производстве функциональных продуктов питания.

• Модель и методика формирования эффективных технологий производства функциональных продуктов из плодов облепихи и их использование в кисломолочных продуктах.

• Эффективность технологических процессов получения пюре из плодов облепихи зависит от биохимических свойств плодов облепихи.

• Оценка новых функциональных продуктов (пюре натуральное, пюре с сахаром, йогурты с добавками пюре) в соответствии с требованиями Федерального закона «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей» №178-ФЗ от 27.10.2008 и Федерального закона «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» № 88-ФЗ от 12.06.2008.

Научная новизна:

• Впервые научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования интродуцированного сырья облепихи для обогащения пищевых продуктов. Выявлены функциональные особенности конкретных сортов облепихи крушиновидной, произрастающих в различных экологических условиях: Алтайского края, Красноярского края, Республик Хакасия и Тыва.

• Разработаны рецептура и математическая модель технологических процессов производства пюре из плодов облепихи.

Практическая значимость:

• Разработана научно-техническая документация (стандарт организации): ТУ 9163-001-05152660-2009 «Пюре из облепихи (натуральное с сахаром)».

• Разработанная технология получения пюре из плодов облепихи используется на Черногорском плодоперерабатывающем предприятии ИП Поповенко Н.М.

• Предложенная рецептура функционального йогурта апробирована в промышленных условиях ОАО «Саянмолоко», г. Саяногорск.

• Полученные экспериментальные данные могут быть использованы в лекционных курсах «Товароведение плодов и овощей», «Функциональные добавки», «Товароведение товаров из нетрадиционного сырья».

Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались и были обсуждены: на всероссийской конференции «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2007, 2009); всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы гармонии и закономерности в развитии современного мира» (Красноярск, 2009); межрегиональных научно-практических конференциях (Красноярск, 2006-2010).

Разработанная технологическая схема переработки плодов облепихи и получения новых видов продукции апробирована и внедрена в производство на предприятиях ИП Поповенко Н.М., г. Черногорск, ОАО «Саянмолоко», г. Саяногорск.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложений. Работа иллюстрирована 22 рисунками и 36 таблицами. Общий объем работы 122 страницы машинописного текста. Библиографических список включает 170 наименований, в том числе 17 - на иностранных языках.

Личный вклад. Все результаты лабораторных и полевых исследований, представленные в диссертации, получены автором лично. Вклад автора в работы, выполненные в соавторстве, заключается в обсуждениях, непосредственном участии в анализе и оформлении полученных результатов.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы, отражены вопросы апробации полученных результатов научных исследований, определены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен обзор отечественной и зарубежной литературы по теме исследований. Рассмотрены проблемы оптимизации питания населения РФ, а также возможности улучшения качества продуктов питания за счет использования плодово-ягодного сырья. Изучены ареал дикорастущей и интродуцированной облепихи, биологические особенности, биохимический состав плодов и его изменчивость.

Во второй главе приведена организация эксперимента, обозначены предмет, объект и методы исследования исходя из поставленной цели и задач.

Объектом исследования послужили плоды облепихи крушиновидной восьми сортов, произрастающих в различных природно-климатических регионах (рисунок 1). Предметом исследования является зависимость, определяющая влияние технологических характеристик плодов облепихи крушиновидной на процессы производства и функциональные свойства новых продуктов переработки из плодов облепихи, а также определение качественных показателей продуктов на основе растительного сырья, их соответствие требованиям нормативной документации.

Плоды облепихи собирали в период потребительской зрелости 2005-2008 гг.

Рисунок 1 - Спецификация объектов исследования

Для решения поставленных задач в работе использовались общепринятые методы испытаний. Статистическая обработка экспериментальных данных и определение достоверности различий проводились с помощью пакетов Statistica 6.0 и DotaPot 8.0.

Общая схема постановки исследования приведена на рисунке 2.

В третьей главе приведены результаты исследования морфологических и биохимических характеристик восьми сортов облепихи, выращиваемых в различных природно-климатических регионах, которые различаются по продолжительности безморозного, вегетационного периодов, количеству и характеру выпадения осадков.

Рисунок 2 - Схема проведения исследований

При выборе сорта облепихи для промышленного использования необходимо учитывать его экономически выгодные свойства (масса плодов, характер отрыва плода, околюченность веток и др.). Выявлено, что наибольшей высотой куста и сырьевой продуктивностью отличались сорта облепихи из Алтайского края (Иня - 2,6 м/12,1 кг/куст; Алтайская - 2,4 м/9,9 кг/куст), Красноярского края (Оранжевая - 2,9 м/11,6 кг/куст; Золотистая Сибирия -2,8 м/11,9 кг/куст), Республики Хакасия (Чуйская - 2,8 м/11,2 кг/куст; Оранжевая - 2,7 м/10,8 кг/куст), Республики Тыва (Чуйская - 2,6 м/9,9 кг/куст; Каа-Хемская - 2,5 м/8,8 кг/куст). Сорт облепихи Чуйская, независимо от региона произрастания, дает стабильно высокие урожаи. Околюченность побегов наблюдалась у местных сортов (Каа-Хемская, Морозная) из Республики Тыва. В остальных регионах для облепихи характерна слабая околюченность либо полное её отсутствие. Характер отрыва плода в условиях Алтайского края, Республик Хакасия и Тыва - сухой или полусухой, у образцов облепихи из Красноярского края (Золотистая Сибири, Оранжевая) характер отрыва - мокрый. Масса 100 шт. плодов варьирует от 54,3 г (сорт Оранжевая из Хакасии) до 120,8 г (сорт Ажурная из Алтайского края).

Содержание и состав сухих веществ являются одним из основных показателей функциональных свойств плодов и ягод, а также влияют на технологические характеристики плодов для переработки (таблица 1).

Таблица 1 - Содержание органических веществ в плодах облепихи, % от массы сырого вещества ____

Сорт Сухие вещества Сахара Орг. кислоты Сахарокислот-ный коэфф. Липиды

Образцы Алтайской опытной станции

Ажурная 13,8±0,0б 3,5±0,06 2,7±0,2 1,3±0,1 5,3±0,3

Алтайская 13,5±0,05 3,1±0,03 2,8±0,04 1,1 ±0,02 3,6±0,03

Иня 14,0*0,06 4,5±0,05 1,7±0,05 2,6±0,1 4,2±0,04

Чуйская 14,1±0,01 4,5±0,06 1,3±0,2 3,6±0,6 4,7±0,03

Образцы Красноярской плодово-ягодной станции

Золотистая Сиб. 12,6±0,09 4,2±0,08 2,1±0,01 2,0±0,05 2,6±0,4

Оранжевая 13,4±0,07 3,5±0,09 2,8±0,1 1,3±0,06 2,9±0,1

Чуйская 13,9±0,04 4,1±0,03 1,8±0,2 3,4±0,5 3,9±0,1

Образцы опытной станции НИИ аграрных проблем Хакасии, п. Зеленое

Золотистая Сиб. 13,4±0,02 4,8±0,1 2,1±0,03 2,3±0,06 Гз,1±0,08

Оранжевая 13,5±0,03 3,5±0,04 1,5±0,03 2,3±0,07 3,5±0,1

Чуйская 14,0±0Д 4,5±0,02 1,6±0,04 2,8±0,08 5,0±0,1

Образцы Шагонарского заповедника, Республика Тыва

Каа-Хемская 12,6+0,06 2,9±0,03 0,4±0,04 7,2±0,6 3,8±0,2

Морозная 13,0±0,03 3,8±0,1 0,6±0,05 6,3±0,6 4,9±0,3

Чуйская. 13,4±0,03 3,б±0,04 1,2±0,06 3,0±0,2 4,9±0,08

По содержанию сухих веществ интерес представляют сорта облепихи из Алтайского края (Иня - 14 %, Чуйская - 14,1 %), Красноярского края (Оранжевая 13,4 %, Чуйская - 13,9 %), Республики Хакасия (Чуйская -14 %), Республики Тыва (Чуйская - 13,4 %). По результатам исследования

химического состава мякоти плодов сорта Чуйская выявлено: во всех исследуемых регионах сорт накапливал максимальное количество сухих веществ. Сахара составляют основную долю растворимых веществ. Наибольшее количество Сахаров накапливают плоды в Алтайском крае (4,5 % - Иня, Чуйская) и Республике Хакасия (4,8 % - Золотистая Сибирия). Установлены значительные различия содержания титруемой кислотности: 0,4-2,8 %. Однако вкус плодов тем лучше, чем выше сахарокислотный коэффициент, который может служить адаптационным признаком, а также характеристикой, определяющей выбор сорта для промышленной переработки. Суммарное содержание пектиновых веществ у алтайских форм облепихи составляет от 0,38 до 0,50 %, в том числе 0,33-0,45 % протопектина. В красноярских условиях плоды облепихи содержали от 0,38 до 0,39 % пектиновых веществ (0,34 - 0,37 %), в условиях Хакасии 0,32 % - 0,45 % (0,300,37%), Тывы - 34 %-38 % (0,29-0,32 %).

Особенностью облепихи является накопление липидов в плодах. Анализ совокупности по годам позволил установить, что процесс накопления липидов в плодах коррелирует с содержанием сухих веществ, существует обратная связь с массой плодов. Мелкоплодные сорта содержат липидов больше, чем крупноплодные. В мякоти плодов облепихи в липидах из насыщенных жирных кислот преобладают миристиновая, пальмитиновая, эйкозановая и тетракозановая, полиненасыщенных - олеиновая, линолевая и а-линоленовая, пальмитолеиновая и гексадекадиеновая. Большее накопление ненасыщенных жирных кислот характерно для растительных организмов, распространенных в холодных природных зонах. Все исследуемые нами образцы облепихи имеют сбалансированный жирнокислотный состав. Данные по масличности плодов облепихи характеризуют их как ценное пищевое сырьё.

Плоды разных экологических групп облепихи отличаются по накоплению аскорбиновой кислоты в плодах (таблица 2). Содержание витамина С варьирует от 84,0 до 281,2 мг%. Высокие значения отмечены у сортов из Красноярского края (160,8-281,2 мг%) и Республики Хакасия (109,2-141,0 мг%). Низкие значения витамина С установлены для всех сортов облепихи, растущей в Республике Тыва (84,0-105,1 мг%). Высокое накопление токоферолов характерно для всех сортов облепихи из Республики Хакасия (9,2-13,7 мг%) и Тыва (12,5-13,1 мг%). Выявлено, что накопление каротина находится в прямой зависимости от содержания сухих веществ и в обратной - от массы плода.

Состав золы плодов облепихи разнообразен. Среди компонентов минерального состава в значительных количествах присутствуют: калий, кальций, магний, железо, цинк, медь, необходимые для организма человека.

Таблица 2 - Содержание витаминов в плодах облепихи, мгУо

Сорт Вит. С Вит. Е Каро-тиноиды Вит. РР

Образцы Алтайской опытной станции

Ажурная 110,б±0,01 10,0±0,04 12,4±0,05 0,3б±0,02

Алтайская 104,0±0,01 6,3±0,03 11,7±0,03 0,51±0,03

Иня 114,4±0,01 5,2±0,03 13,1±0,04 0,29±0,02

Чуйская 134,6±0,01 12,0±0,05 9,7±0,002 0,45±0,03

Образцы Красноярской плодово-ягодной станции

Золотистая Сиб. 160,8±0,02 10,6±0,04 10,2±0,03 0,80±0,08

Оранжевая 281,2±0,03 7,7±0,04 9,8±0,03 0,42±0,02

Чуйская 120,0±0,01 10,8±0,03 11,2±0,03 0,35±0,03

Образцы опытной станции НИИ аграрных проблем Хакасии, п. Зеленое

Золотистая Сиб. 135,8±0,02 9,2±0,04 13,1±0,04 0,89±0,08

Оранжевая 141,0±0,03 10,0±0,04 13,9±0,04 0,94±0,03

Чуйская 109,2±0,03 13,7±0,03 14,5±0,05 1,02±0,1

Образцы Шагонарского заповедника, Республика Тыва

Каа - Хемская 84,0±0,003 12,5±0,05 10,2±0,03 0,44±0,05

Морозная 95,1±0,004 13,1±0,06 15,б±0,05 0,49±0,05

Чуйская 105Д±0,01 13,0±0,06 11,5±0,03 0,98±0,08

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что плоды облепихи являются ценным сырьем с точки зрения содержания биологически активных веществ. Проведенные исследования по морфологии и химическому составу плодов облепихи из четырех исследуемых регионов позволяют увидеть наиболее перспективные сорта для промышленной переработки (Алтайская, Иня, Чуйская из Алтайского края, Оранжевая, Чуйская из Красноярского края, Чуйская, Оранжевая из Хакасии, Морозная, Чуйская из Тывы). Это дает возможность выбора сырья для обогащения традиционных продуктов питания необходимыми микронутриентами.

В четвертой главе приведена технология получения пюре натурального из плодов облепихи. Для разработки рецептуры пюре из плодов облепихи использовали сорт облепихи Чуйская как наиболее распространенный в Сибирском регионе, обладающий высокими товарно-технологическими свойствами и оптимальными биохимическими характеристиками. Аппаратурно-технологическая схема производства функционального пюре из плодов облепихи приведена на рисунке 3. Выход пюре натурального из плодов облепихи, по представленной схеме составляет 77 %. Оптимальное соотношение компонентов в пюре с сахаром: 1:0,2 (пюре : сахар).

В условиях непростой экологической обстановки безопасность свежей плодово-ягодной продукции является актуальной проблемой. В связи с этим была проведена оценка безопасности плодов облепихи. Плоды облепихи соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, что позволяет использовать данное растительное сырье для всех видов переработки без ограничений.

Исследованы органолептические, физико-химические и микробиологические показатели качества полученных продуктов. Результаты свидетельствуют, что продукты переработки из плодов облепихи являются ценным в пищевом отношении сырьем (таблица 3).

Рисунок 3 - Аппаратурно-технологическая схема производства шоре из плодов облепихи: 1 - сырье; 2 - загрузочная воронка; 3 - блок обработки плодов; 4 - протирочный аппарат; 5 - насос; 6 - вакуумный насос; 7 - вакуум-аппарат; 8 - накопительная емкость; 9 - гомогенизатор; 10 - фасовочно-дозирующий аппарат

Таблица 3 - Пищевая и биологическая ценность продуктов переработки плодов облепихи_

Значение

Показатель Пюре Пюре с добавлением

натуральное сахара

Массовая доля растворимых сухих веществ (х,%) 46,89±0,57 63,92±1,12

Общее содержание Сахаров (у,%) 4,02±0,2 26,03±1,1

Массовая доля титруемых кислот, (г,%) ],2±0,008 0,9±0,05

Массовая доля каротиноидов, мг/100 г 12,9±0,02 12,7±0,31

Массовая доля витамина С, мг/100 г 41,9±0,09 43,1±0,42

Массовая доля витамина Е, мг/100 г 11,0±0,36 11,7±0,03

Массовая доля витамина РР, мг/100 г 0,83±0,3 0,87±0,1

Энергетическая ценность в 100 г/ккап 240 272

Употребление 100 г пюреобразных продуктов из плодов облепихи в качестве десерта способно удовлетворить суточную потребность в /З-каротине, витамине Е - 60 % и аскорбиновой кислоте - на 70 %. Пюре из плодов облепихи натуральное содержит витамина РР в количестве 0,83 %, пюре с добавлением сахара - 0,87 %. Энергетическая ценность пюре натурального -240 ккал, пюре с сахаром - 270 ккал.

Схема технологических процессов производства продуктов переработки из плодов облепихи представлена в виде информационно-логической модели, на которой даны обозначения звеньев и интенсивностей переходных процессов. Например, ХУ| - интенсивность потока из звена V в звено I (рисунок 4).

Для модельного представления процессов в технологической линии предлагается следующая система дифференциальных уравнений, зависящая от параметров х, у, г:

w;(t*.y,z> = Xv.-Wyit^y.z) - Xj0 • W,(j,x,y,z) +Яг! ■ We(t], W0(t,x,y,z) = Aj0 • W,aX/y,z) - AoM ■ W0{t,x,y, z), WMftx,y,z) = Яом • W0 ft x, у, z) - Я,,2 ■ U'j, (t,x, y, z), Wz(U:,y,z) = /.HZ ■ WM(U-,y,Z) - ?,R ■ wz(tx,y,z), WR(t,s,y,2) =?.ZR-W2ftx,y,3)-?vR!)■ WR(t,x,y,z) — • Ws(t,x,y,z), V/p(t,x,y,z) = ),PR • WK(t,x, y, z) - ?,pT ■ VVP(tx,y,z), Wp,(t, x,y, z) = XRPs ■ WR (t,x, y, z) +• XSP, • ws(t,x,y,z) - >.PlTt ■ W„{t,x,y,z) Wi(t,x,y,z) = A„ ■ Wp(t,x,y,z) - Ятр - WTftx,y, z), Wj3(t,x,y,z) = APlT, - WPi(t,x, y, z) - 7^,,, • WTl(t, x,y, z),

W^(t,x,y,z) = Atf • WT(t,x,y,z) - AM ■ Wp(tx,y, z), W^(t,x,y,z) = A^ • WT,ftx,y,z) -*pili • WFi(tx,y,z), Wi(tx,y,z) = APH- Wp(tx,y,z) + AFsH ■ WF,(t,x,y,z),

где t - время, ч; к - содержание сухих веществ, %; у - содержание Сахаров, %; z - содержание кислот в пюре из плодов облепихи, %; W((t) - случайный гауссовский процесс.

Рисунок 4 - Информационно-логическая модель технологических процессов производства пюре из плодов облепихи

Начальные условия: АУу(0)=у (начало процесса - в начальный момент времени), 1=0, \Уу(0)=у, \У,(0)=0, \Уо(0)=0, \УМ(0)=0, \У,(0)=0, Wp(0)=0, ДУР5(0)=0, "^(ОН, Wт(0)=0, Wтs(0)=0, \УР(0)=0, \УР5(0)=0, \УН(0)=0 вместе с предложенной системой дифференциальных уравнений определяют задачу Коши. В результате вычислительного эксперимента при различных

значениях интенсивностей процессов установлено, что решение задачи Коши для системы дифференциальных уравнений, зависящей от параметров х, у, z, является моделью динамики технологических процессов.

Содержание сухих веществ (х) для пюре натурального изменяется в диапазоне от 46,233 до 47,215 %, причем оптимум достигается в точке х°=4б,925 % (рисунок 5); для пюре с сахаром - от 63,547 до 64,211 %, х°=63,898 % (рисунок 6).

^ Время, ч

Рисунок 5 - Выход пюре натурального в зависимости от содержания сухих веществ при у=4,02 %, г=1,2 %

^ Время, ч

Рисунок 6 - Выход пюре с сахаром в зависимости от содержания сухих веществ при у=26,03 %, г=0,9 %

Содержание Сахаров (у) для пюре натурального находится в диапазоне от 3,987 до 4,225 %, оптимум достигается в точке у°=4,031 % (рисунок 7); для пюре с сахаром - от 24,999 до 26,251 %, у°=26,281 % (рисунок 8).

Время, ч

Рисунок 7 - Выход пюре натурального в зависимости от содержания Сахаров при х=46,89 %, г=1,2 %

Время, ч

Рисунок 8 - Выход пюре с сахаром в зависимости от содержания Сахаров при х=63,92 %, г=0,9 %

Расчеты при соотношении 1:1 (пюре : пюре с сахаром) при различных значениях загружаемой массы сырья V показали асимптотическую

устойчивость процесса: выход продукта с сахаром составляет ~ (т + сг), без

V

сахара - —; заполнение звена хранения начинается с критическои точки

1:к = 3,52 ч независимо от начальной загружаемой массы сырья V. По

„ Уа

завершении технологического процесса из загружаемой массы К + — получено пюре, где — - прибавка за счет введения сахара (рисунок 9).

Рисунок 9 - Сравнение динамического производства продукта с сахаром (Р,) и без сахара (Р): а - при соотношении 1:1; б - при соотношении 2:3; (г=0,2

Аналогичные эксперименты на компьютере при соотношении 2:3 (пюре : пюре с сахаром) показали, что выход продукта из загруженной массы

сырья V для пюре с сахаром составляет — (1 + ст), а без сахара —. Общий выход

5

ЗК ЗУ „

составляет К+—а, где —О - прибавка за счет введения сахара. В результате 5 ^

лабораторных исследований при различных соотношениях пюре: пюре с сахаром методом хронометража построены эмпирические зависимости М^). Так, при соотношении 2:3 максимальное отклонение эмпирической кривой от теоретической (расчетной по модели) составляет 2,57 % (рисунок 10).

В целом при различных соотношениях пюре : пюре с сахаром эмпирическая кривая У/р^) отклоняется от теоретической \\гр1;(0 не более чем на 5 %. Случайность процессов обусловлена неоднородностью загружаемого сырья, поэтому кривая динамики полученная в лабораторных условиях, отличается от расчетов на компьютере. Следовательно, разработанная модель может быть использована для прогнозных целей.

Рисунок 10 - Динамики производства продукта с сахаром (Р8): \VfsO) - теоретическая кривая,

- эмпирическая кривая

Пюре натуральное и шоре с сахаром из плодов облепихи по микробиологическим показателям отвечают требованиям Федерального закона «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей» № 178-ФЗ от 27.10.2008 и СанПиН 2.3.2.1078-01 (неспорообразующие микроорганизмы, плесневые грибы и дрожжи не выделены на протяжении 12 мес. хранения). Таким образом, продукты переработки из плодов облепихи являются ценным и безопасным сырьем, что позволяет использовать их в качестве самостоятельного продукта и как физиологически функциональный наполнитель для традиционных продуктов питания.

Разработан нормативно-технический документ (СО): ТУ9163-001-05152660-09 «Пюре из плодов облепихи (натуральное)». Ориентировочные технико-экономические расчеты показали, что производство продуктов из плодов облепихи рентабельно, срок окупаемости составляет 2 года.

Учитывая полезность и популярность кисломолочных продуктов у населения, нами проводились научные исследования по разработке рецептур йогуртов функционального назначения с использованием пюре из плодов облепихи.

С целью обоснования производства были определены значения показателей качества: органолептические, физико-химические и микробиологические. Для определения органолептических показателей йогурта «Облепиховый» пользовались требованиями, предъявляемыми ГОСТ Р 51331-99 «Йогурты. Общие технические условия» и Федерального закона «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» № 88-ФЗ от 12.06.2008. При добавлении пюре из плодов облепихи улучшаются органолептические свойства йогурта, он приобретает приятный вкусоароматический букет исходного сырья. Вкус и запах йогуртов на основе добавки торе из облепихи зависит от количественного содержания вводимой добавки. Установлено, что наилучшими органолептическими свойствами обладали йогурты с 10 % (пюре натуральное) и 7 % (пюре с сахаром) внесенной добавкой. В качестве контрольного образца

использовали йогурт, выработанный по стандартной рецептуре и технологии без добавок.

Результаты физико-химических показателей полученных продуктов в сравнении с контрольным образцом представлены в таблицах 4,5.

Таблица 4 - Физико-химические показатели йогуртов на основе добавки пюре из плодов облепихи натуральной_

Показатель Образец

Фрукт, йогурт ГОСТР51331-99 Добавка 5 % Добавка 7 % Добавка 10 %

Массовая доля жира, % 2,1±0,2 2,4±0,08 2,8±0,3 3,1±0,3

Массовая доля молочного белка, %, не менее 2,8±0,1 2,8±0,01 2,8±0,01 2,8±0,01

Массовая доля сухих обезжиренных веществ молока, %, не менее 8,5±0,1 8,5±0,2 8,7±0,1 8,7±0,1

Массовая доля общего сахара, % 11±0,01 13,4±0,01 13,9±0,02 14,2±0,02

Фосфатаза Отсутст. Отсутст. Отсутст. Отсутст.

Кислотность, °Т 80±0,01 79,7±0,01 79,3±0,01 79,2±0,01

Добавление пюре из плодов облепихи способствовало увеличению количества углеводов в готовых изделиях, жира и витаминов. Накопление витаминов происходит постепенно в зависимости от количества вносимой добавки. Наилучшие показатели имели йогурты с 10 % добавкой пюре натурального от основного сырья и с 7 % добавкой пюре с сахаром.

Таблица 5 - Физико-химические показатели йогуртов на основе добавки пюре из плодов облепихи с сахаром_

Показатель Образец

Фрукт, йогурт ГОСТ Р 51331-99 Добавка 3 % Добавка 5 % Добавка 7 %

Массовая доля жира, % 2,1±0,2 2,4±0,08 2,8±0,3 зд±о,з

Массовая доля молочного белка, %, не менее 2,8±0,1 2,8+0,01 2,8±0,0 2,8±0,01

Массовая доля сухих обезжиренных веществ молока, %, не менее 8,5±0,1 8,6±0,1 8,б±0,1 8,8±0Д

Массовая доля общего сахара, % 11±0,01 13,4±0,01 13,9±0,02 14,2±0,02

Фосфатаза Отсутст. Отсутст. Отсутст. Отсутст.

Кислотность, °Т 80±0,01 79,7±0,01 79,3±0,01 79,2±0,01

По микробиологическим показателям йогурт на основе пюре из плодов облепихи удовлетворяет требованиям качества и безопасности, регламентированным для кисломолочных продуктов.

Йогурты с функциональным действием на основе пюре из плодов облепихи имеют высокие дегустационные характеристики; удовлетворяют требованиям физико-химических показателей качества; обладают повышенной биологической ценностью. Новое изделие позволяет не только рационализировать питание населения сбалансированными продуктами, но и расширить ассортимент кисломолочных продуктов. Получение их можно осуществлять на традиционном оборудовании без дополнительных затрат на аппаратурное оформление технологического процесса.

Основные выводы

1. На основе выполненного аналитического обзора литературы установлено, что плоды облепихи обладают широким спектром биологически активных веществ, что характеризует её как ценное поливитаминное, лекарственное и пищевое сырье.

2. Предложенная методика научно-практического исследования позволила создать структуру технологии получения функциональных продуктов из плодов облепихи (пюре натуральное, пюре с сахаром).

3. Выявлены перспективные сорта облепихи, позволяющие использовать её в качестве сырья для производства функциональных продуктов питания в промышленных масштабах. Наиболее оптимальными по биохимическим показателям являются сорта облепихи из Алтайского края (Алтайская, Иня, Чуйская), Красноярскоого края (Оранжевая, Чуйская), Республики Хакасия (Оранжевая, Чуйская), Республики Тыва (Морозная, Чуйская).

4. Разработанная аналитическая модель технологических процессов производства пюре из плодов облепихи позволила рассчитать оптимальные значения режимных параметров: х - 46,985 %, 63,85 % (содержание сухих веществ), у - 4,102 %, 25,546 % (содержание Сахаров), ъ - 1,024 %, 0,964 % (содержание кислот) для пюре натурального и с добавлением сахара соответственно. Лабораторные опыты показали, что полученные значения отличаются от теоретических не более 5 %.

5. Использование пюре из плодов облепихи в качестве функциональной добавки позволило получить новые рецептуры йогуртов удовлетворяющих суточную потребность в р-каротине, витамине Е - на 60 % и аскорбиновой кислоте - на 70 %. Определены дозы вносимой добавки - 10 и 7 % для пюре натурального и пюре с сахаром соответственно. Обогащение йогуртов происходит за счет углеводов, липидов и микронутриентов. Срок окупаемости предложенной технологии 2 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Научные публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1.Гуленкова Г.С. (Шин Г.С.). Исследования перспективных сортов облепихи ШррорЬае Ь., интродуцированных в Красноярском крае /

Г.С. Гуленкова, Г. Г. Чепелева // Вестник КрасГАУ. - Красноярск, 2007. № 1 (16). С. 111-115.

Другие научные публикации

1. Гуленкова Г.С. (Шин Г.С.). К вопросу о применении в питании интродуцированных в красноярском крае сортов облепихи / Г.С. Гуленкова, Г.Г. Чепелева // Здоровое питание основа жизнедеятельности человека. - Красноярск, 2006. С. 253-256.

2. Гуленкова Г.С. (Шин Г.С.). Сравнительная характеристика сортотипов облепихи, выращиваемых в Красноярском крае / Г.С. Гуленкова, Г.Г. Чепелева // Эколого-экономические проблемы региональных рынков товаров и услуг. - Красноярск, 2006. С. 276-281.

3. Гуленкова Г.С. (Шин Г.С.). Эколого - географическая изменчивость морфологических показателей облепихи (Н1ррорЬае гЬагтмсЬБ Ь.) / Г. С. Гуленкова, Г.Г. Чепелева П Актуальные проблемы современной науки и пути их решения. - Красноярск, 2007. С. 117-119.

4. Гуленкова Г.С. (Шин Г. С.). Облепиха - природный источник биологически активных веществ / Г.С. Гуленкова, Г.Г. Чепелева // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья. - Барнаул, 2007. С. 339-342.

5. Гуленкова Г. С. (Шин Г.С.). Исследование жирнокислотного состава плодов облепихи (ИррорИае Латш^еэ Ь.) / Г.С. Гуленкова, Г. Г. Чепелева II Идентификация и фальсификация продовольственных товаров. - Красноярск, 2007. С. 91-94.

6. Гуленкова Г.С. (Шин Г.С.). Использование плодов облепихи (ШррорИае гЬатпо1<1е5 Ь.) в производстве йогуртов / Г.С. Гуленкова, Г.Г. Чепелева // Актуальные проблемы современной науки и пути их решения. - Красноярск,

2008. С. 134-136.

7. Гуленкова Г.С. (Шин Г.С.). Анализ изменчивости статистических показателей облепихи (Шррогаё гЬатшнйез Ь.) одного биологического сорта / Г. С. Гуленкова, Г. Г. Чепелева // Эколого-экономические проблемы региональных рынков товаров и услуг. - Красноярск, 2008. С. 205-207.

8. Гуленкова Г. С. (Шин Г.С.). Исследование плодов облепихи крушиновидной, интродуцированной в Республике Хакасия / Г. С. Гуленкова, Г. Г. Чепелева // Проблемы гармонии и закономерности в развитии современного мира. - Красноярск, 2009. С. 160-162.

9. Гуленкова Г. С. (Шин Г.С.). Исследование плодов облепихи крушиновидной, интродуцированной в Республике Тыва / Г.С. Гуленкова, Г.Г. Чепелева // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья. - Барнаул,

2009. С. 94-95.

10. Гуленкова Г.С. (Шин Г.С.). Исследование плодов облепихи крушиновидной, растущей в Республике Тыва / Г.С. Гуленкова, Г. Г. Чепелева // Эколого-экономические проблемы региональных рынков товаров и услуг. - Красноярск, 2010. С. 310-312.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49.04.953.П. 000381.09.03 от 25.09.2003 г. Подписано в печать 15.02.2011. Формат 60x84/16. Бумага тип. № 1. Печать - ризограф. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 1060 Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул. Ленина, 117

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1. Проблемы оптимизации питания населения Сибири

1.1.1. Биологически активные добавки

1.1.2. Функциональные продукты

1.2. Использование плодов облепихи в производстве продуктов 15 питания

1.3. Характеристика облепихи (ИррорЬае г11атпо1с1е5 Ь.)

1.3.1. Ареал распространения облепихи

1.3.2. Интродукция облепихи

1.3.3. Химический состав облепихи

1.3.4. Изменчивость облепихи, выращиваемой в разных районах 32 Заключение к главе

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований

2.1. Организация исследований

2.2. Предмет и объект исследования

2.3. Методы исследования

ГЛАВА 3. Морфологические и физико-химические особенности 48 облепихи крушиновидной, растущей в разных экологических условиях

3.1. Морфологические показатели и продуктивность облепихи

3.2. Исследования биохимического состава плодов облепихи

3.2.1. Исследования химического состава плодов облепихи

3.2.2. Исследование витаминного и минерального состава плодов 72 облепихи

Актуальность темы исследования. Нарушение питания у населения России обусловлено недостаточным потреблением пищевых веществ и нерациональным их соотношением. Проблемы оптимального функционального питания можно разрешить наиболее эффективным путем - применением продуктов с добавками растительного происхождения. Население России только на 27% от медицинской нормы обеспечено витаминными продуктами (фрукты, ягоды), а население Сибири — в три раза ниже от физиологических потребностей. Производство фруктов и ягод в Сибири в 10 раз ниже общероссийского уровня, что связано с суровыми климатическими условиями. [22, 44, 56, 58, 75, 85, 119].

Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется изучению биологически активных компонентов растительного сырья и их воздействия на организм, обеспечивающих укрепление здоровья человека. В связи с этим возникает потребность в поиске наиболее перспективных растений, обладающих высоким потенциалом по синтезу биологически активных веществ. Решением поставленной задачи может быть использование местных интродуцированных плодово-ягодных растений, являющихся безопасными пищевыми ингредиентами растительного происхождения, которые можно использовать в функциональном питании. [123, 125,129]

К такому сырью можно отнести плоды облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.), уникальность которых определяется химическим составом. Плоды облепихи богаты углеводами, пектиновыми, дубильными, азотистыми веществами, клетчаткой, а также витаминами, макро- и микроэлементами. В мякоти, кожуре и косточках содержится жир (масло), который успешно используется в лечебной практике. [37, 57, 69, 111, 121, 128, 141]

Ранее проводимые исследования недостаточно полно отражают особенности и преимущества интродуцированных сортов облепихи в условиях резко континентального климата Красноярского края, республиках Хакасия и Тыва. Кроме того, плоды облепихи в качестве сырья для пищевой перерабатывающей промышленности практически не изучены.

Таким образом, применение нетрадиционных видов растительного сырья будет способствовать решению не только проблемы рационального природопользования, но и расширению ассортимента продуктов. Учитывая значение плодов облепихи в реализации государственной политики, наличие спроса на функциональные продукты питания, отсутствие экспериментального обоснования возможности использования рассматриваемого сырья для производства продуктов функциональной направленности, тема исследования представляется актуальной.

Цель работы: изучение биохимического состава плодов облепихи крушиновидной (ЬПррорЬае г1штпо1с1е5 Ь.) различных сибирских регионов и разработка рецептур и технологии получения функциональных продуктов питания на основе плодов облепихи крушиновидной с выявлением соответствия безопасности и качества новых продуктов.

В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать вопрос возможности улучшения качества продуктов питания за счет использования местного плодово-ягодного сырья, изучить ареал, биологические особенности и биохимический состав плодов облепихи в качестве сырья для производства пюре.

2. Разработать модель и методику исследования для обоснования эффективных технологических процессов получения пюре из плодов облепихи с учетом биохимических, показателей сырья (содержание сухих веществ, Сахаров, кислот).

3. Исследовать морфологические свойства и химический состав плодов интродуцированных сортов облепихи из различных регионов (Алтайский край, Красноярский край, Республик Хакасия и Тыва), с выявлением перспективных сортов для промышленной переработки.

4. Разработать технологическую схему производства пюре из плодов облепихи, провести анализ соответствия безопасности и товарного качества сырья (плодов облепихи) и продуктов переработки (пюре натуральное, пюре с сахаром).

5. Провести анализ соответствия безопасности и товарного качества йогуртов обогащенной рецептуры.

Защищаемые положения:

• Целесообразность использования плодов облепихи в производстве функциональных продуктов питания.

• Модель и методика формирования эффективных технологий производства функциональных продуктов из плодов облепихи и их использование в кисломолочных продуктах.

• Эффективность технологических процессов получения пюре из плодов облепихи зависит от биохимических свойств плодов облепихи.

• Оценка новых функциональных продуктов (пюре натуральное, пюре с сахаром, йогурты с добавками пюре) в соответствии с требованиями Федерального закона «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей» №178-ФЗ от 27.10.2008 и Федерального закона «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» № 88-ФЗ от 12.06.2008.

Научная новизна:

• Впервые научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования интродуцированного сырья облепихи для обогащения пищевых продуктов. Выявлены функциональные особенности конкретных сортов облепихи крушиновидной, произрастающих в различных экологических условиях: Алтайского края, Красноярского края, Республик Хакасия и Тыва.

• Разработаны рецептура и математическая модель технологических процессов производства пюре из плодов облепихи.

Практическая значимость и реализация результатов:

• Разработана научно-техническая документация (стандарт организации): ТУ 9163-001-05152660-2009 «Пюре из облепихи (натуральное с сахаром)».

• Разработанная технология получения пюре из плодов облепихи используется на Черногорском плодоперерабатывающем предприятии ИП Поповенко Н.М.

• Предложенная рецептура функционального йогурта апробирована в промышленных условиях ОАО «Саянмолоко» г. Саяногорск.

• Полученные экспериментальные данные могут быть использованы в лекционных курсах «Товароведение плодов и овощей», «Функциональные добавки», «Товароведение товаров из нетрадиционного сырья».

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены:

- III, IV Всероссийской конференции «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья», Барнаул 2007, 2009.

Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы гармонии и закономерности в развитии современного мира» Красноярск 2009.

- Межрегиональной научно-практической конференции «Эколого-экономические проблемы региональных рынков товаров и услуг» Красноярск, 2008,2010.

- Межрегиональной научно-практической конференции «Здоровое питание - основа жизнедеятельности человека» Красноярск, 2006, 2008.

- Межрегиональной научной конференции аспирантов и докторантов «Актуальные проблемы современной науки и пути их решения», Красноярск 2007, 2008.

Основные результаты диссертации изложены в 11 публикациях, из них 1 в издании, рекомендуемых ВАК РФ.

Разработанная схема переработки плодов облепихи и получения новых видов продукции апробирована и внедрена в производство на предприятии ОАО «Саянмолоко» г. Саяногорск 08.09.2008.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Заключение

В настоящее время одной из главных задач пищевой промышленности является предоставление широкого ассортимента высококачественных продуктов массового потребления, максимально сохранивших полезные свойства натуральных плодово-ягодных и лекарственных растений. Переработка и реализация растительного сырья -актуальные задачи, как для внутреннего, так и для внешнего продовольственного рынка. Подобное сырье становятся все более значимым и востребованным для производства нутрицевтиков - одной из ведущих групп биологически активных добавок к пище.

Перспективной плодово-ягодной культурой, обладающей уникальным набором биологически активных веществ и технологическими характеристиками является облепиха крушиновидная. Современный ареал облепихи представляет значительную часть Европы и Азии. В процессе интродукции облепиха показала ' себя зимостойким растением нетребовательным в уходе, что обусловило её широкое распространение в условиях Сибири. Переработка плодов облепихи для получения биологически обогащенных продуктов пока не получила широкого распространения. Однако в литературе имеются данные об использовании её в производстве безалкогольных напитков и витаминной муки.

При условии постепенного устранения дефицита знаний в области технологии переработки и с учетом биологических ресурсов облепиха сможет отвечать основным требованиям, предъявляемым в производстве продуктов функционального назначения. Более широкое применение плодов облепихи в питании необходимо для повышения пищевой ценности рационов, функциональных свойств, а также для расширения ассортимента продукции. В то же время необходим индивидуальный подход к разработке таких продуктов с учетом региональных, климатических условий.

2.1 Организация исследований

Общая схема проведения исследований приведена на рисунке 3. Работа проводилась в 4 этапа. На первом этапе, на основании литературных данных осуществили выбор растительного сырья, перспективный для использования в качестве функциональной основы для кисломолочных продуктов. Таковыми явились плоды облепихи крушиновидной (ШррорЬае гЬашпо1ёез Ь.) из различных климатогеографических регионов Сибири. Затем исследовали технологические характеристики: морфологические признаки, показатели безопасности и качества: органолептические, физико-химические, токсикологические, а также содержание ряда биологически активных веществ.

Второй этап исследований посвящен разработке и технологии производства функциональной добавки — пюре из плодов облепихи. Провели анализ соответствия безопасности и качества продуктов переработки, на основании которого разработали НТД (ТУ).

На третьем этапе разработали рецептуру йогурта, обогащенного биологически активными веществами растительного сырья. Определяли органолептические, физико-химические, микробиологические показатели.

Заключительный этап работы посвящен разработке и утверждению технической документации на разработанную продукцию, расчета технико-экономических показателей производства продуктов, полученных из растительного сырья.

Рисунок 3 — Схема проведения исследований

Объектом исследования послужили плоды облепихи крушиновидной восьми сортов, произрастающих в различных природно-климатических регионах (рисунок 4). Предметом исследования является зависимость, определяющая влияние технологических характеристик плодов облепихи крушиновидной на процессы производства и функциональные свойства новых продуктов переработки из плодов облепихи, а также определение качественных показателей продуктов на основе растительного сырья, их соответствие требованиям нормативной документации.

Плоды облепихи собирали в период потребительской зрелости 2005 - 2008 гг.

Рисунок 4 - Спецификация объектов исследования

Сорта облепихи собранные на территории Алтайской опытной станции садоводства имени М. А. Лисавенко:

1. Ажурная - выведен в НИИСС имени М. А. Лисавенко путем отбора среди сеянцев от свободного опыления элитной формы 87-72-6а (Со Щербинки-1 х катунский экотип).

2. Алтайская - выведен в НИИСС путем отбора среди сеянцев от свободного опыления элитной формы 30-61-1487 (Щербинки-1 х катунский экотип).

3. Иня - выведен в НИИСС с использованием метода химического мутагенеза путем обработки семян сорта Пантелеевская в институте химической физики АН СССР.

4. Чуйская - выведен в НИИСС путем отбора среди сеянцев от свободного опыления отборной формы чуйского экотипа. Семена были собраны в дикорастущих зарослях в долине реки Чуя в Горном Алтае.

Сорта облепихи собранные на территории плодово-ягодной станции Красноярского края и НИИ Аграрных проблем Хакасии п. Зеленое:

1. Золотистая Сибири - выведен с использованием метода географически отдаленной гибридизации в результате скрещивания сорта Щербинки-1 с отборной формой катунского экотипа. Районирован в Красноярском крае и республике Хакасия.

2. Оранжевая - выведен в НИИСС с использованием метода географически отдаленной гибридизации путем скрещивания сорта Дар Катуни с отборным сеянцем саянского экотипа. Районирован в Красноярском крае и республике Хакасия.

3. Чуйская районирован в Красноярском крае и республике Хакасия. Сорта облепихи собранные на территории Шагонарского заповедника республики Тыва:

1. Каа-Хемская - выведен путем отбора среди сеянцев от свободного опыления отборной формы хемчикского экотипа. Семена были собраны в дикорастущих зарослях в бассейне реки Улуг - Хем Центральной тувинской котловины.

2. Морозная - выделен среди сеянцев от свободного опыления в 1968 г. отборной формы саянского экотипа.

3. Чуйская — районирован в республике Тыва.

2.3 Методы исследования

Все физико-химические исследования проводились в 2005- 2008 гг. на базе лаборатории кафедры Товароведения и экспертизы продовольственных товаров при ГОУ ВПО КГТЭИ, Института биофизики СО РАН (г.Красноярск) и аккредитованной испытательной лаборатории ООО «Аналитик» (г.Абакан).

1. Исследование морфологических характеристик облепихи Для изучения изменчивости морфологических характеристик исследовали 8 сортов облепихи крушиновидной в разных экологических условиях произрастания. Методом случайной выборки в каждой популяции было отобрано 10-12 генеративных особей. С каждого из изучаемых кустов облепихи крушиновидной были собраны все плоды, от общей массы плодов был отобран средний образец. [100]

Варьирование морфологических признаков исследовали по 6 признакам: высота куста, продуктивность, длина плодоножки, масса 1 ООгр плодов, длина плода, диаметр плода.

2. Исследование плодов облепихи

Содержание токсичных элементов в соответствие с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01

Свинец и кадмий определяли по ГОСТ 30178-96, ртуть - ГОСТ 26927-86, мышьяк-ГОСТ 26930-86.

Содержание мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов по ГОСТ 10444.15-94, дрожжей и плесневых грибов по ГОСТ 28805 - 90.

Товароведная оценка качества плодов облепихи

Товароведную оценку качества проводили согласно требованиям РСТ РСФСР 29-75 «Облепиха свежая дикорастущая» Определение средней массы плода

Средняя масса плодов определялась путем взвешивания на аналитических весах 10-15 плодов исследуемого сорта, отобранных методом случайной выборки.

Определение содержания сухих веществ

Определение содержания сухих веществ основано на высушивании навески при 105°С до полного удаления влаги. Разница в массе образцов до и после высушивания составляет содержание влаги. Содержание сухого вещества равно разнице между массой сырой навески и содержанием влаги в ней. [149]

Определение общей кислотности

Определение основано на титровании экстракта, полученного из известной навески раствором 0,1 н. щелочи в присутствии индикатора. Результаты титрования выражали в процентах в пересчете на яблочную кислоту.

Общую кислотность на 100 г щелочи вычисляют по формуле

Г/ 100 0/ х = аУ--, % где

Ухн а - количество 0,1 н. щелочи, см3; 2

V - общий объем вытяжки, см ;

V]- объем вытяжки, взятой для титрования, см3; н - масса навески, г. [149]

Определение Сахаров методом Бертрана

Метод основан на способности редуцирующих Сахаров, восстанавливать в щелочной среде двухвалентную медь в одновалентную закись меди. Осадок оксида меди растворяется в сильно подкисленном серной кислотой растворе сульфата железа (3+); образуемое эквивалентное количество сульфата железа (2+) титруют калия перманганатом. По объему израсходованного на титрование раствора КМПО4 устанавливают количество меди, восстановленное сахарами, и по эмпирически составленным таблицам определяют содержание Сахаров. [149]

Определение пектиновых веществ карбазолъным методом

Метод основан на получении специфического фиолетово-розового окрашивания уроновых кислот с карбазолом в сернокислой среде. Для этого мякоть плодов очищали от Сахаров 95 и 80% раствором этанола. Экстракцию пектина и протопектина проводили на водяной бане сначала в 0,3 н растворе соляной кислоты 30 мин, затем в 1% растворе лимоннокислого аммония. Оптическую плотность измеряли при длине волны 535 нм в кювете с рабочей длиной 5,06 мм против смеси серной кислоты с боратом и дистиллированной водой в соотношении 3:0,5. Расчет производили по калибровочной кривой, построенной по галактуроновой кислоте. [100]

Определение провитамина А (каротина)

Метод основан на экстракции каротина органическими растворителями (бензин), удаления сопутствующих пигментов окисью алюминия и окисью кальция и колориметрическом определении содержания каротина в бензиновом экстракте при длине волны 440 нм против бензина. Количество каротина вычисляют по формуле: яхД хГх1000

-X —-,

Э2 х п где X - содержание каротина, мг на 100 г; а - количество миллиграммов каротина в 1 см3, которому соответствует стандартный раствор (0,00416 мг);

Di — оптическая плотность исследуемого раствора;

D2 — оптическая плотность стандарта;

V - объем раствора каротина, см3; п - навеска растительного материала, г. [122] Определение аскорбиновой кислоты (витамина С)

Метод основан на экстрагировании витамина С раствором 1% НС1 с последующим титрованием визуально или потенциометрически 0.001 н. раствором 2, 6-дихлорфенолиндофенолята натрия (реактивом Тильманса) до установления светло-розовой окраски. [149] Определение витамина Е

Витамин Е определяли в плодах облепихи методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на жидкостном хроматографе Миллихром 1- А (Научприбор, Россия). Предварительно пробы омыляли, экстрагировали гексаном, который отгоняли на роторном испарителе. Остаток неомыляемых липидов перерастворяли в элюенте и количественно наносили на хроматографическую колонку КАХ-2, заполненную Сепароном С18, размер частиц 5 мкм, длина колонки 64 мм, внутренний диаметр 2 мм. В качестве элюента использовали смесь этанол - вода (92:8 по объему). Детекция проводилась в УФ при 292 нм. Расчет концентраций витамина проводили по стандартному раствору dl-альфа-токоферолу, в концентрации 10 мкг/мл. [132]

Определение содержания массовой доли липидов Метод основан на экстракции липидов этиловым или петролейным эфиром в экстракционном аппарате Сокслета и последующем гравиметрическом определении экстрагированных липидов по разности между массой навески исследуемого концентрата до экстракции и массой той же навески после экстракции.

Определение состава липидов методом газожидкостной хроматографии

Экстракцию липидов проводили смесью растворителей хлороформа и этанола (в соотношении 1:2 по объему).

Жирные кислоты исследовали в виде их метиловых эфиров (МЭЖК), которые получали после кислотного метанолиза. Метанолиз липидов проводили в смеси метанола и серной кислоты (50:1 по объему) при температуре 90°С в течение двух часов на водяной бане, используя обратный холодильник. МЭЖК анализировали на хромато-массспектрометре GCD plus (Hewlett Packard, США), используя капиллярную колонку HP-FFAP длиной 30 м и внутренним диаметром 0,25 мм. Положение двойных связей в ненасыщенных ЖК устанавливали по масс-спектрам диметилоксазолиновых производных (ДМОК) жирных кислот. ДМОК были приготовлены следующим образом: 0,2 мл 2-амино-2метил-1-пропанола было добавлено к омыляемым липидам, через раствор пропускали гелий, колба плотно закрывалась и нагревалась до 190°С в течение 2 часов. Затем к реакционной смеси добавлялось 2 см3 дистиллированной воды, раствор подкисляли, ДМОК экстрагировали смесью гексана-ацетона (96:4 по объему). [6, 76, 93, 99 ]

Определение массовой доли золы

Зольность плодов определяли гравиметрическим методом, основанным на определении несгораемого остатка неорганических веществ после сжигания пробы в муфельной печи в фарфоровом тигле. [149]

Определение содержания макро- и микроэлементов

Са, Mg, Fe, Мп и Си определяли методом атомной абсорбции. Для этого пробу определенного объема предварительно минерализуют смесью азотной и хлорной кислот при нагревании. Минерализат переносят в мерную колбу и в растворе определяют содержание металлов на атомно-абсорбционном спектрофотометре Квант-2а (Россия). Одновременно проводят холостое определение для выяснения чистоты реактивов. Калибровочные графики строят по растворам соответствующих солей металлов. Растворы готовят из стандартных образцов [35]

Калий и натрий определяли методом пламенной фотометрии на пламенном фотометре «Flapho» (Карл Цейс, Германия). [126]

3.Исследование продуктов переработки из плодов облепихи Анализ соответствия безопасности и качества проводили согласно требованиям Федерального закона «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей» №178-ФЗ от 27.10.2008

4. Исследование йогурта с добавкой пюре из плодов облепихи

• Отбор проб и анализ соответствия безопасности и качества проводили согласно требованиям ГОСТ Р 51331-99, СанПиН 2.3.2.1078 - 01 и Федерального закона «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» № 88-ФЗ от 12.06.2008.

Статистическая обработка экспериментальных данных и определение достоверности различий проводились с помощью пакетов Statistica 6.0 и DataFit 8.0. условиях

3.1. Морфологические показатели и продуктивность облепихи

Как известно, в зависимости от зоны выращивания, от погодных условий и вегетационного периода морфология растений изменяется. В связи с этим представляет интерес сравнение морфологических характеристик облепихи при выращивании в различных экологических регионах (Алтайском крае, Красноярском крае, Республиках Хакасия и Тыва). Районы различаются по продолжительности безморозного, вегетационного периодов, количеству и характеру выпадения осадков.

Климат в Алтайском крае умеренный с вегетационным периодом равным 165 дням, средняя годовая температура 0.+1,5°С, годовое количество осадков - 450 - 500мм.

Климат Восточной Сибири - резко континентальный. Средняя годовая температура в Красноярском крае 0.+0,3°С, вегетационным период составляет 150 дней, годовое количество осадков колеблется от 300 до 350 мм.

В Хакасии продолжительность вегетационного периода 160 дней. Годовое количество осадков колеблется от 250 до 780 мм. Средняя годовая температура 0. .+0,4°С.

В Республике Тыва средняя годовая температура от 0.-5°С. Вегетационный период равен 160 дням, годовое количество осадков колеблется от 150 до 200 мм. [60, 77-78, 82, 87-88, 135, 145]

При выборе того или иного сорта облепихи для промышленного использования необходимо учитывать его экономически выгодные свойства. Так, при изучении морфологических особенностей сортов облепихи использовали следующие показатели: высота куста, форма кроны, наличие колючек, размер/масса, форма и окраска плода, длина плодоножки, характер отрыва ягоды.

Сорта облепихи, растущие на Алтайской опытной станции садоводства им. М. А. Лисавенко, представляют собой кусты средней величины (1,3 — 2,6 м) со слабой околюченностью побегов.