Влияние предварительной обработки ягод клюквы на экстракцию антоциановых пигментов, выход сока и его антиоксидантную активность

Предпочтения производителей и потребителей пищевых продуктов ориентированы на использование натуральных ингредиентов, в том числе натуральных красителей. Признанным источником красных пищевых красителей - антоцианов является дикорастущая ягода - клюква обыкновенная Vaccinium oxycoccos L. Разработка эффективной технологии переработки ягод, обеспечивающей наиболее полную экстракцию в сок антоциановых соединений, позволит получать ягодные соковые ингредиенты с высоким содержанием природных антоциановых красителей и других биологически активных веществ ягод для применения в составе рецептур пищевых продуктов. Проведены исследования по экспериментальному обоснованию и разработке условий предварительной обработки ягод клюквы при получении сока с применением различных способов (бланширование, СВЧ, УЗ, ферментативная обработка), обеспечивающие наиболее полную экстракцию в сок антоциановых соединений. Установлено, что проведение предварительной обработки ягод клюквы при получении сока оказывает существенное влияние на выход сока, экстракцию антоцианов и антиоксидантную активность сока. Экспериментально установлено, что применение УЗ и СВЧ предобработки ягод клюквы в разработанных условиях способствует увеличению выхода сока на 16-27%, антоцианов - в 1,5-1,9 раза, антиоксидантной активности сока- в 1,1 и 1,2 раза. Более эффективными являются предварительная стадия бланширования и проведение ферментативной обработки с использованием МЭК на основе Фруктоцим П-6Л и Laminex BG2: выход сока увеличивается в 2,5 и 1,3 раза, антоцианов - в 3,0 и 2,2 раза, антиоксидантная активность сока возрастает в 1,3 и 1,25 раза соответственно по сравнению с аналогичными показателями, установленными для соков, полученных из ягод клюквы, не подвергавшихся предварительной обработке. Выявлено, что проведение предобработки ягод клюквы не приводит к качественным изменениям состава антоциановых соединений сока и их количественных соотношений. Показано, что антоциановый профиль клюквенных соков представлен шестью антоцианами на основе цианидина и пеонидина, углеводными компонентами выступают глюкоза, галактоза, арабиноза. Преобладающими антоцианами являются цианидин-3-галактозид (24,6-25,0%) и пеонидин-3-галактозид (28,7-31,4%).

ягоды клюквы, предварительная обработка, ультразвуковые колебания, сверхвысокочастотная энергия, бланширование, ферментные препараты, выход сока, антоцианы, антиоксидантная активность

1. Алексеенко Е.В., Быстрова Е.А., Дикарева Ю.М. Исследование влияния предварительной обработки ягод брусники c применением композиции ферментных препаратов на химический состав сока // Вестник ВГУИТ. 2017. Т. 79. №. 1. С. 282-289.

2. Балабанов П.Е., Смотраева И.В. Воздействие ультразвука и микроволнового излучения на выход сока из дикорастущих ягод // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2016. № 42. С. 52-56.

3. Бибик И.В., Лоскутова Е.В. Исследование факторов оказывающих влияние на процесс экстрагирования полифенольных соединений из плодово-ягодного сырья // В мире научных открытий. 2014. № 11(47). С. 65-67.

4. Блажей А.С., Шутый Л.П. Фенольные соединения растительного происхождения. М.: Мир, 2017. 379 с.

5. Винницкая В.Ф., Перфилова О.В. Технология функциональных и специализированных продуктов питания с использованием адаптивного сортимента местного растительного сырья: монография. Мичуринск: Изд-во МГАУ, 2018. 184 с.

6. Чеснокова Н.Ю., Левочкина Л.В., Кузнецова А.А., Ермоленко Т.С. Влияние ультразвука и условий экстрагирования на интенсивность извлечения антоцианового пигмента черной смородины // 21 век: Фундаментальная наука и технологии: Материалы XVI международной научно-практической конференции. Северный Чарльстон: CreateSpace, 2018. С. 77-79.

7. Воронина М.С., Макарова Н.В. Влияние термической обработки на полифенолы свежих ягод и продукты их переработки // Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. 2015. № 11. С. 49-54.

8. Грибова Н.А., Божилкина А.А. Инновационные подходы в области переработки ягод черники // Инновационные механизмы решения проблем научного развития: материалы международной научно-практической конференции. Уфа: МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2017. С. 131-134.

9. Демидова А.В., Макарова Н.В. Влияние режимов бланшировки на физико-химические свойства и антиоксидантную активность фруктового сырья на примере вишни, сливы, черноплодной рябины и клубники // Пищевая промышленность. 2016. № 2. С. 40-43.

10. Дубинина И.А., Шевченко Т.В. Особенности подготовки сырья к экстракции // В мире науки и инноваций: материалы международной научно-практической конференции. Уфа: АЭТЕРНА, 2016. С. 24-27.

11. Еремеева Н.Б., Макарова Н.В. Использование ультразвукового излучения для экстракции антиоксидантов из ягод // Пищевая промышленность. 2016. № 5. С. 63-65.

12. Еремеева Н.Б., Макарова Н.В. Изучение влияния предварительной обработки плодов и ягод ферментными препаратами на выход и антиоксидантную активность экстрактов // Вестник КамчатГТУ. 2018. № 43. С. 55-59.

13. Журавлева М.А., Макарова Н.В. Исследование влияния типа ферментного препарата на содержание антоцианов в клюквенном соке // Вестник КрасГАУ. 2019. № 3. С. 182-189.

14. Демирова А.Ф., Ахмедов М.Э., Зербалиев А.М., Рахманова Р.А. Использование СВЧ-энергии для интенсификации тепловой стерилизации компота из айвы // Горное сельское хозяйство. 2019. № 1. С. 60-65.

15. Калинина И.В., Фаткуллин Р.И. Применение эффектов ультразвукового кавитационного воздействия как фактора интенсификации извлечения функциональных ингредиентов // Вестник ЮУрГУ. 2016. Т. 4. № 1. С. 64-70.

16. Кислухина О.В. Витаминные комплексы из растительного сырья. М.: ДеЛи Принт, 2004. 308 с.

17. Курбатова Е.И. Разработка биотехнологического процесса получения полуфабрикатов ликероводочных изделий на основе ферментативной обработки плодово-ягодного сырья: автореф. на соиск. ученой степ. канд. техн. наук: 05.18.07- биотехнология пищевых продуктов (по отраслям). М., 2005. 25 с.

18. Макаров С.С., Макаров С.Ю., Панасюк А.Л. Влияние различных технологических факторов на состав антоцианов при производстве вина из черной смородины // Техника и технология пищевых производств. 2018. Т. 48. № 3. С. 72-80.

19. Медведева Е.А., Алексеенко Е.В., Багдасарян А.В. Исследование условий применения ферментных препаратов для обработки ягод клюквы при получении сока // Развитие пищевой и перерабатывающей промышленности России: кадры и наука: материалы научной конференции с международным участием (часть 2). М.: МГУПП, 2017. С. 171-174.

20. Овсянникова Е.А. Разработка комплексного подхода к переработке дикорастущих ягод клюквы и брусники: автореф. на соиск. ученой степ. канд. техн. наук: 05.18.15- технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания. Кемерово, 2014. 16 с.

21. Полина С.А., Хмарская Н.Е., Ефремов А.А. Сравнительный анализ условий экстракционного извлечения антоцианов ARONIA MELANOCARPA Сибирского региона // Журнал Сибирского федерального университета. 2015. Т. 8. № 2. С. 222-231.

22. Причко Т.Г., Дрофичева Н.В., Горлов С.М. Параметры интенсификации экстракции биологически активных веществ из яблочного и виноградного сырья // Плодоводство и виноградарство юга России. 2019. № 57(3). С. 138-149.

23. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. 2004. 240 с.

24. Рушиц А.А., Щербакова Е.И. Применение СВЧ-нагрева в пищевой промышленности и общественном питании // Вестник ЮУрГУ. 2014. Т. 2. № 1. С. 9-14.

25. Рыжова Н.В., Иванова Л.А., Мураенко Е.Н. Совершенствование способов экстракции красящих веществ из растительного сырья // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. № 5. С. 17-18.

26. Сатцаева И.К., Витюк Л.А., Зангиева С.В. Сравнительная оценка качества клюквенных полуфабрикатов и ликероводочных изделий, приготовленных на основе биохимической обработки // Химия и химическое образование. ХХI век. Владикавказ: Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова, 2014. С. 268-272.

27. Способ получения сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья: пат. 2316375 Рос. Федерация / Зуев Н.В., Сизова Н.М., Спивак В.Л.; заявл. 02.08.2005; опубл. 10.02.2008, Бюл. № 4. 7 с.

28. Табатарович А.Н., Худякова О.Д. Использование дикорастущих ягодных ресурсов Омской области в производстве пищевых продуктов // Вести МАНЭБ. 2013. № 2(2). С. 35-37.

29. Римарева Л.В., Серба Е.М., Соколова Е.Н., Борщева Ю.А., Игнатова Н.И. Ферментные препараты и биокаталитические процессы в пищевой промышленности // Вопросы питания. 2017. Т. 86. № 5. С. 63-74.

30. Щеколдина З.Н., Кизим Н.Ф. Влияние внешних факторов на извлечение антоцианов и дубильных веществ из плодов боярышника // Известия Тульского Государственного университета. Естественные науки. 2017. № 3. С. 42-49.

31. Эльпинер И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие. М.: ИФ-МЛ, 2013. 63 с.

32. Эшпулатов Н.М., Саломов М.Н. Электротехнологические методы повышения энергоэффективности в производстве соков плодов и вигнограда // Современные тенденции развития аграрного комплекса: Материалы международной научно-практической конференции. Соленое Займище: Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия, 2016. С. 954- 957.

33. Alessandro L.G., Kriaa K., Nikov I., Dimitrov K. Ultrasound assisted extraction of polyphenols from black chokeberry // Separation and purification technology. 2012. Vol. 93. P. 42-47.

34. Benzie I.F.F., Choi S-W. Antioxidants in food: content, measurement, significance, action, cautions, caveats, and research needs // Advances in Food and Nutr. Res. 2014. Vol. 71. P. 1-53.

35. Bondent V., Brand-Williams W., Berset C. Kinetics and mechanisms of antioxidant activity using the DPPH free radical method // Journal of Food Science and Technology. 1997. No. 30. P. 609-615.

36. Latti A.K., Riihinen K.R., Jaakola L. Phenolic compounds in berries and flowers of a natural hybrid between bilberry and lingonberry (Vaccinium in-termedium Ruthe) // Phytochem. 2011. Vol. 72. P. 810-815.

37. Sharma H.P., Patel H., Sugandha S. Enzymatic added extraction and clarification of fruit juices // Crit Rev Food Sci Nutr. 2016. Vol. 57. No. 6. P. 1215-1227.

38. Vorsa N., Polashock J., Cunningham D., Roderick R. Genetic inferencesand breeding implications from analysis of cranberry germplasm anthocyanin profiles // J. Am. Soc. Hortic. Sc. 2003. Vol. 128. P. 691-697.

39. White B.L., Howard L.R., Prior R.L. Impact of different stages of juice processing on the anthocyanins, flavonol and procyanidin contents of cranberries // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011. Vol. 59. No. 9. P. 4692-4698.