Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ИННОВАЦИОННАЯ КАВИТАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАПИТКОВ ИЗ ДИКОРОСОВ

Ефанов М.В. 1
1 ООО «Малое инновационное предприятие «Югра-Биотехнологии»
Разработана низкотемпературная безотходная кавитационная технология производства функциональных бионапитков на основе дикоросов (ягод, кедровых орехов, трав) и сахара, меда и стевии в качестве подсластителей для комплексного безотходного использования пищевого дикорастущего растительного сырья. Оптимальными условиями получения функциональных напитков из различных дикоросов являются: температура кавитационной обработки – 50–70 °С, продолжительность кавитационной обработки – 30–60 минут, массовое соотношение ингредиентов: 20–30 масс. ч дикоросов на 5–10 масс. ч подсластителя и 60–75 масс. ч воды. Получены функциональные напитки из дикоросов, содержащие комплекс биологически активных веществ (витамины, органические кислоты, сахара, флавоноиды, микроэлементы), извлекаемых из дикоросов, имеющие удовлетворительные микробиологические показатели через 3 недели хранения. Изучены биохимические показатели липидного спектра крови добровольцев, принимающих разработанные функциональные напитки, такие как содержание: общего холестерина, триглицеридов, липопротеидов высокой плотности, липопротеидов низкой плотности, а также коэффициент атерогенности. Установлено, что при использовании изучаемых напитков зарегистрированы положительные изменения липидного статуса у пациентов по основным биохимическим показателям. Показано, что полученные ягодно-ореховые, медовые ягодно-ореховые напитки можно использовать в качестве высокоэффективных функциональных напитков для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний.
функциональные напитки
дикоросы
кавитация
кавитационная технология
дикорастущие ягоды
кедровые орехи
мед
кипрей
ягодно-ореховые напитки
медовые ягодно-ореховые напитки
1. Ярмаркин Д.А., Прохасько Л.С., Мазаев А.Н., Асенова Б.К., Зинина О.В., Залилов Р.В. Кавитационные технологии в пищевой промышленности // Молодой ученый. 2014. № 8. С. 312–315.
2. Кущин А.А., Федотов В.А. Способ получения кедрового молочка // Патент РФ № 2311037. Патентообладатели: Кущин А.А., Федотов В.А. 2012. Бюлл. № 12.
3. Бадеников А.В., Ульянов Б.А., Семенов И.А., Свиридов Д.П. Способ получения кедрового молока // Патент РФ № 2461205. Патентообладатель ФГБОУ ВО «Ангарская государственная техническая академия». 2012. Бюлл. № 26.
4. Свиридов Д.П. Ультразвуковое измельчение материалов в производстве молока кедрового: автореф. дис. …канд. техн. наук. Томск, 2011. 20 с.
5. Ефанов М.В. Технология получения медовых ягодно-ореховых напитков // Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы: материалы XI Международной научно-практической конференции. Пенза: Издательство Приволжского дома знаний, 2019. С. 15–17.

В настоящее время актуально получение функциональных бионапитков с применением новых способов переработки. Разработан способ кавитационной модификации растительного сырья для его переработки в физиологически активные напитки [1].

Интересным функциональным бионапитком выступает кедровое молочко, содержащее липидный белково-углеводный комплекс кедровых орехов и обладающее некоторыми биологически ценными свойствами [2, 3]. Разработана ультразвуковая технология получения кедрового молока [4].

Нами разработан новый метод малоотходной низкотемпературной переработки плодов и ягод в консервы путем их кавитационной обработки в воде [5].

Нами разработаны новые кавитационные методы получения ягодно-ореховых и медово-ягодно-ореховых напитков на основе ягод и кедровых орехов с добавлением сахара или мёда, а также травы стевии, позволяющие получить бионапитки, сочетающие в себе полезные свойства ягод и ядер кедрового ореха, обладающие высокой физиологической активностью за счет свойств мёда, а также предлагается новый медово-травяной напиток на основе травы кипрея обыкновенного (Иван-чай) [5].

Цель исследования: в настоящей работе изучен химический состав и биохимические свойства функциональных напитков из различных дикоросов, полученных в условиях кавитационной обработки.

Материалы и методы исследования

Получение функциональных напитков из дикоросов по кавитационной технологии проводили следующим образом.

В кавитационный аппарат добавляют воду и вносят ягоды клюквы и ядра кедровых орехов в различных массовых соотношениях. Затем смесь ингредиентов в водной среде подвергают интенсивному кавитационному воздействию в кавитационном аппарате при температурах от 50 до 70 °С в течение от 30 до 60 минут с получением функционального напитка [5].

Бактериологическое исследование продукта проводилось непосредственно в день приготовления, на второй, пятый день и через 3 недели. Хранение ягодно-орехового напитка осуществлялось в бытовом холодильнике при температуре +2 – +4 °С.

Для определения эффективности применения полученного функционального ягодно-орехового напитка проведено клиническое биохимическое исследование на добровольцах. В этом исследовании приняли участие 30 здоровых добровольцев, которые в течение 30 дней ежедневно употребляли в пищу 200 мл свежеприготовленного ягодно-орехового напитка.

Были изучены биохимические показатели липидного спектра крови: холестерин, триглицериды, ЛПВП, ЛПНП, коэффициент атерогенности. Следует отметить, что все исследуемые показатели были в пределах нормальных значений, тем не менее были зарегистрированы положительные изменения их липидного статуса.

Для улучшения вкуса, аромата и биологической ценности в состав заявляемого напитка вместо сахара (подсластитель) нами предложено добавлять мёд. При этом получается инновационный высокоэффективный функциональный медово-ягодно-ореховый напиток, с повышенной биологической активностью, который сочетает в себе полезные свойства мёда, ягод и кедрового ореха [5].

При этом получение медового ягодно-орехового напитка осуществляли следующим образом. Для этого в качестве сырья применяли свежие или замороженные ягоды клюквы или брусники и очищенные ядра кедрового ореха, а также натуральный мёд [5].

В кавитационный аппарат наливали воду и вносили мёд, ягоды клюквы и ядра кедровых орехов при следующих массовых соотношениях (из расчета на 100 массовых частей получаемого напитка):

Ягоды 10–15

Ядра кедрового ореха 10–15

Мёд 5–10

Вода 75–60

Затем полученную композицию в водной среде подвергают кавитационному воздействию в кавитационном аппарате при температуре от 50 до 70 °С в течение 30–60 минут с последующей упаковкой продукта в герметичную тару.

Кроме того, нами был разработан новый способ получения медового безалкогольного газированного напитка на основе травы кипрея с добавкой в качестве консерванта сравнительно малотоксичного сорбата калия [5].

Полученный новый безалкогольный газированный напиток содержит натуральный мед, водный экстракт кипрея, лимонную кислоту и сорбат калия, при соответствующих массовых соотношениях ингредиентов [5]:

Мед 67,5–73,0 кг

Лимонная кислота 1,25–1,50 кг

Иван-чай (кипрей) 7,0–10,0 кг

Сорбат калия 0,1–0,15 кг

Вода 24,15–15,35

Для усиления вкуса, появления нового аромата и повышения физиологической ценности в состав разработанного функционального бионапитка вместо сахарозы добавляют натуральный цветочный мед.

Результаты исследования и их обсуждение

В табл. 1 приведены данные по химическому составу разработанных бионапитков на основе ягод клюквы и брусники с добавлением очищенных ядер кедрового ореха.

Таблица 1

Химический состав нового функционального ягодно-орехового бионапитка

Показатель

Количества биологически активных веществ

Функциональный бионапиток из ягод клюквы (50 °С, 30 мин)

Функциональный бионапиток из ягод клюквы (70 °С, 60 мин)

Функциональный бионапиток из ягод брусники (50 °С, 30 мин)

Функциональный бионапиток из ягод брусники (70 °С, 60 мин)

Общий белок, г/л

3,3

4,0

3,5

3,9

Глюкопираноза, ммоль/л

9,3

9,5

9,4

9,6

Общие триглицериды, ммоль/л

3,1

3,4

3,3

3,5

Витамин С, мг/100 мл

64,7

70,4

65,4

70,5

Кальций, ммоль/л

0,51

0,60

0,52

0,60

Таким образом, по изучаемым характеристикам ягодно-ореховый напиток демонстрирует высокое содержание витамина С, белка, глюкозы (следует отметить, что содержание сахара в продукте можно регулировать путем изменения рецептуры напитка). Кроме того, исследуемый напиток содержит значительное количество кальция.

Данные микробиологического исследования представлены в табл. 2. Установлено, что во время исследования напиток является стерильным, что подтверждает бактерицидный эффект кавитационной обработки.

Таблица 2

Результаты микробиологического исследования ягодно-орехового напитка

Определяемые показатели

Дата исследования

10.06.2013

11.06.2013

14.06.2013

01.07.2013

КМАФАнМ

0

0

0

0

БГКП (колиформы)

Отсутствуют

Отсутствуют

Отсутствуют

Отсутствуют

Staphylococcus aureus

Отсутствуют

Отсутствуют

Отсутствуют

Отсутствуют

Патогенные, в т.ч. сальмонеллы

Отсутствуют

Отсутствуют

Отсутствуют

Отсутствуют

Примечание: КМАФАнМ – (общее микробное число) – количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов; БГКП – бактерии группы кишечных палочек.

Таким образом, по результатам микробиологического исследования разработанный ягодно-ореховый напиток соответствует требованиям, утвержденным СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».

В ходе анализа содержания липидов в сыворотке крови было выявлено, что на фоне применения ягодно-орехового напитка достоверно снижается уровень общего холестерина и ЛПНП уже через 4 недели употребления продукта. Таким образом, атерогенный эффект при употреблении в пищу ягодно-орехового напитка, вероятно, обусловлен высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот в кедровых орехах. В этой связи употребление ягодно-орехового напитка возможно рекомендовать лицам с гиперхолестеринемией и имеющим высокий риск сердечно-сосудистых заболеваний в качестве профилактики.

Далее изучалось воздействие применения ягодно-орехового напитка на показатели витаминного и антиоксидантого статуса. Так, витамин Е, витамин А и аскорбиновая кислота (витамин С) являются наиболее известными антиоксидантами.

По результатам проведенного исследования у респондентов при ежедневном применении ягодно-орехового напитка наблюдалось уже через 2 недели достоверное повышение уровня витаминов А и Е в плазме крови, витамина С – к концу периода наблюдения. При этом показатели оксидативного стресса – гидропероксиды липидов достоверно снижались по сравнению с их исходными значениями.

Таким образом, использование полученного ягодно-орехового бионапитка, позволяет усилить общую антиоксидантную активность организма, что приводит к ослаблению действия природно-климатических факторов среды.

В табл. 3 представлен количественный компонентный состав полученных бионапитков на основе мёда и дикорастущих ягод клюквы или брусники и очищенных ядер кедрового ореха [5].

Таблица 3

Количественный компонентный состав медового ягодно-орехового бионапитка

Вид сырья

Состав бионапитка, в расчете на 100 масс. ч

Бионапиток на основе ягод клюквы (50 °С, 30 мин)

Бионапиток на основе ягод клюквы (70 °С, 60 мин)

Бионапиток на основе ягод брусники (50 °С, 30 мин)

Бионапиток на основе ягод брусники (70 °С, 60 мин)

Ягоды

10

15

10

15

Ядра кедрового ореха

10

15

10

15

Мёд

5

10

5

10

Вода

75

60

75

60

Применение вместо спиртового экстракта «Иван-чай» в процессе кавитационного воздействия на воздушно-сухое сырье травы кипрея обыкновенного в водной среде позволяет провести эффективное извлечение биологически активных веществ из Иван-чая непосредственно в процессе приготовления бионапитка.

Разработанный новый способ получения бионапитка состоит в том, что основные компоненты напитка смешивают с водой, и подвергают интенсивному кавитационному воздействию на кавитационном аппарате при температуре от 50 до 80 °C и продолжительности обработки 30–60 минут, а затем газируют газообразным CO2.

Применение кавитационной обработки дикорастущего сырья с медом в воде позволяет получить продукт, обладающий высокой биологической активностью, приятным ароматом меда и трав, при снижении общих издержек для его производства [5].

Для улучшения органолептических свойств и замены сахара в составах напитков разработан кавитационный способ получения ягодного напитка с добавлением стевии.

Использование вместо чистых углеводов непосредственно в качестве подсластителя сырья сухих листьев стевии в условиях кавитационной обработки позволяет провести экстракцию ее углеводов и получить экстракт стевии непосредственно в процессе приготовления напитка в водной среде. Способ получения разработанного напитка заключается в том, что компоненты напитка смешивают с водой, и подвергают кавитационной обработке на диспергаторе.

Для приготовления бионапитка смешение основных ингредиентов осуществляют следующим образом: в кавитационный аппарат добавляют необходимый объем воды, вносят ягоды клюквы, или брусники и сухие листья стевии при следующем соотношении компонентов на 100 масс. ч напитка [5]:

Ягоды 5–25

Листья стевии 0,5–10,0

Вода 94,5–65

Полученную композицию подвергают интенсивному кавитационному воздействию в кавитационном аппарате при температуре от 50 до 80 °C в и продолжительности обработки от 10 до 60 минут. Полученный бионапиток характеризуется кисло-сладким вкусом и приятным ароматом.

Заключение

Таким образом, использование кавитационной технологии переработки дикоросов позволяет получить широкий ассортимент полезных напитков с максимальным сохранением биологически активных веществ в их составе.


Библиографическая ссылка

Ефанов М.В. ИННОВАЦИОННАЯ КАВИТАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАПИТКОВ ИЗ ДИКОРОСОВ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2021. – № 2. – С. 72-75;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=13182 (дата обращения: 26.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074