Сельское хозяйство/4.Технологии хранения и переработки сельско­хо­зяйственной продукции

 

К. с.-х.н. Гусейнова Б. М.,1 Даудова Т. И.2

 

1Дагестанский государственный технический университет, Россия, Дагестан, Махачкала, E-mail:  batuch@yandex.ru

2Учреждение РАН ПИБР ДНЦ РАН, Россия, Дагестан,  Махачкала

 

Получение высококачественных экстрактов из дикорастущего плодово-ягодного сырья, подвергнутого СВЧ-воздействию

 

Как известно, к продукции, получаемой из плодов и ягод, обладающей большой пищевой и биологической ценностью, относятся экстракты. Актуальной проблемой достижения их высокого качества является обеспечение наиболее полного извлечения ценных компонентов из продуктов, используемых при их получении. В настоящее время в пищевой технологии особое внимание уделяется исследованиям по применению различных физико-химических воздействий на сырье, предназначенное для производства целебных экстрактов.

В ряде работ убедительно показано, что микроволновое электромагнитное излучение является наиболее эффективным методом, вызывающим гарантированное разрушение большинства клеточных мембран без деструктуризации самых частиц растительного сырья. Микроволновая обработка продуктов позволяет значительно интенсифицировать извлечение ряда биологически активных веществ, сохраняя их свойства, а также сократить длительность экстракции, снизить содержание этанола в экстрагенте и стабилизировать действие микроорганизмов, а самое главное, способствует получению безопасной в экологическом отношении продукции [1,2].

Учитывая выше сказанное, мы поставили цель - выяснить возможность получения высококачественных экстрактов, применяя микроволновую обработку исходного сырья, из богатых нутриентами дикорастущих плодов облепихи крушинолистой Hippophae rhamnoides, рябины обыкновенной Sorbus aucuparia и шиповника коричного Rosa cinnamomea, произрастающих в предгорном Дагестане.

В качестве экстрагентов использовали водные растворы этанола 30, 50, 70%-ной концентрации. Опытные образцы плодов предварительно измельчали до величины частиц 2-4мм, заливали экстрагентом в соотношении сырье/экстрагент – 1:3 и выдерживали при температуре 200С. Для исследования влияния сверхвысокочастотной (СВЧ) - энергии на процесс извлечения нутриентов плоды, непосредственно перед заливом водно-спиртовым раствором, подвергали СВЧ облучению мощностью 0,5мВт/см2  и частотой 1667Мгц в течение 20 минут.

В экстрактах определяли содержание фенольных соединений, и витамина Р(рутин) – колориметрически, а витамина С (аскорбиновая кислота) по ГОСТ 24556-89. Полученные данные статистически обработаны с использованием критерия Стъюдента.

Фенольные соединения, как известно, влияют на окраску и вкусовые свойства, являются синергистами многих химических веществ, особенно витамина С, роль которого в биологических системах состоит в защите от вредного воздействия продуктов окисления и стабилизации восстановленных форм некоторых ферментов путем поддержания активного состояния ионов металлов их простетических групп [3,4]. Накопление витамина С интенсифицирует образование витамина Р, а совместное их присутствие наделяет плоды способностью налаживать нарушенный энергетический обмен в организме человека. Наличие этих нутриентов в пищевых продуктах говорит об их питательной ценности и фармакологических свойствах.

Как видно из таблицы 1, концентрация этанола в экстрагенте повлияла на выход в раствор полезных органических веществ, из не подвергнутых СВЧ-обработке плодов. Представлен числовой материал четырнадцатидневного экстрагирования, когда было достигнуто полное прекращение извлечения исследуемых биологически активных веществ. Максимум выделения витамина С из использованного сырья наблюдался при  50%-ом содержании этанола в экстрагенте. Объясняется это тем, что витамин С, быстро растворяясь в водных растворах, легко окисляется. Этанол препятствует окислению, и поэтому с увеличением его содержания в растворе до 50% концентрация витамина С в экстракте повысилась. Дальнейшее увеличение количества этилового спирта в экстрагенте до 70% снизило растворимость витамина С за счет уменьшения доли воды, его растворяющей, что стало причиной уменьшения его концентрации в экстракте. А для полного выделения в экстракт фенолов и витамина Р из облепихи, рябины и шиповника применение 70%-го водно-спиртового раствора необходимо. Поэтому, есть основание говорить о том, что результаты эксперимента показали - для получения экстрактов с заданным составом биокомпонентов требуется тщательный выбор соответствующей концентрации этанола в экстрагенте.

Таблица 1

Влияние концентрации этанола в экстрагенте на выход биокомпонентов в экстракты

Экстрагент

Экстракт

Фенольные вещества, %

Витамин С, мг%

Витамин Р, мг%

Содержание этанола 30%

Облепихи

1,05

85,78

27,56

Рябины

1,95

50,16

1226,75

Шиповника

1,65

267,15

1588,70

Содержание этанола 50%

Облепихи

1,10

105,47

27,87

Рябины

2,02

59,99

1263,57

Шиповника

1,62

330,04

1595,01

Содержание этанола 70%

Облепихи

1,26

84,70

33,75

Рябины

2,46

46,84

1512,15

Шиповника

1,93

258,49

1941,75

Для интенсификации процесса экстракции нами применялось воздействие излучения сверхвысоких частот на исследуемое сырьё. В таблице 2 даны показатели  химического состава экстрактов, полученных из опытных образцов плодов, подвергнутых СВЧ-воздействию. При этом количество этанола в экстрагенте составляло 50% при соотношении сырье/экстрагент - 1:3.

Сравнивая показатели, представленные в табл.1, с данными из табл. 2, можно видеть, что применение микроволн положительно повлияло на экстракцию фенольных соединений и витаминов. СВЧ-обработка плодов позволила получить высококачественные экстракты с очень схожим выходом исследуемых нутриентов, сократив срок настаивания с 14 до трех дней при температуре окружающей среды 200С. Кроме того, оказалось, что интенсификация экстрагирования за счет микроволнового воздействия дает возможность понизить расход этилового спирта в растворителе, так при применении 50%-го водно-спиртового раствора достигается эффект извлечения нутриентов идентичный использованию 70%-го экстрагента.

Таблица 2

Влияние СВЧ-обработки плодов на выход нутриентов  в экстракт

Экстрагент

Экстракт

Фенольные вещества, %

Витамин С, мг%

Витамин Р, мг%

Содержание этанола 50%

Облепихи

1,28

125,87

35,76

Рябины

2,43

70,90

1491,43

Шиповника

1,96

393,51

2011,10

Отмечено, что микроволны избирательно воздействуют на экстракцию  фенольных соединений, витаминов С и Р, что объясняется особенностями структуры их молекул, а также текстурой мякоти и плотностью кожицы, использованных в эксперименте плодов и ягод.

Данные, приведенные в статье, свидетельствуют о потенциальных возможностях новых технологий экстрагирования с применением энергии СВЧ для извлечения нутриентов из сырья растительного происхождения.

Литература

1.   Журавская-Скалова Д. В., Квасенков О. И. Активные методы интенсификации экстрагирования биологического сырья //Хранение и переработка сельхозсырья. - №12. - 2009. – С.23-24.

2.   Исмаилов Э. Ш., Шихалиев С.С., Кулиева Р. Г. Использование микроволн в пищевом производстве. //Известия вузов. Пищевая технология. - №2-3. – 2010. – С.37-38.

3.   Гудковский В. А. Антиокислительные (целебные) свойства плодов и ягод и прогрессивные методы их хранения //Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001. - №4.

4.   Базарнова Ю. Г. Исследование содержания некоторых биологически активных веществ, обладающих антиоксидантной активностью, в дикорастущих плодах и травах. //Вопросы питания. – Том. 76.- №.1 – 2007. – С.22-26.