Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,976

В условиях рыночной экономики приоритетной задачей пищевой промышленности является производство продуктов питания, ориентированных на оздоровление населения, обладающих высокими вкусовыми качествами и относительно низкой себестоимостью. В этом аспекте важное значение имеет разработка технологий производства продуктов питания, обогащенных витаминами и минеральными веществами.

Современные представления о функциональном питании подразумевают снабжение человеческого организма определенным количеством витаминов и минеральными веществами. Поскольку большинство витаминов и минеральных веществ организм человека не может производить самостоятельно, они должны поступать с пищей. Фитокомпоненты, полученные из местного экологически чистого дикорастущего сырья, содержат в своем составе уникальный спектр биологически активных веществ, которые не только позволяют повысить пищевую ценность продукции, но и в случае введения в жидкие коптильные препараты расширить функциональные свойства последних.

Одним из путей решения этой проблемы является разработка полифитокомпонентов, которые могут использоваться в технологиях производства различных видов пищевых продуктов. Разработка таких полифитокомпонентов позволит производить новые или улучшить качество выпускаемых продуктов питания, которые будут обладать оздоровительным эффектом за счет улучшения их витаминно-минерального состава. Для производства полифитокомпонентов в Республике Казахстан можно использовать свыше 200 видов дикорастущих и возделываемых лекарственных и других растений. Однако, к сожалению, для производства лечебных препаратов, отваров, настоев, диетических и лечебно-профилактических продуктов лекарственные растения используется очень редко. Поэтому авторами статьи была поставлена цель: из местного растительного сырья комбинированного экстракта полифитокомпонента и на основе проведения анализа органолептических показателей и содержания основных макро- и микроэлементов в экстракте получить оптимальный состава полифитокомпонента. При этом из различных применяемых в промышленности методов экстракции [1–2] для извлечения комплекса полезных веществ из состава растительного сырья нами был выбран метод экстракции с использованием низкочастотной вакуумной ультразвуковой технологии, который позволяет достичь максимального выхода комплекса полезных веществ [3–5].

Учитывая, что на внутреннем рынках нашей республики достаточно высок спрос на продукты с использованием пряно-ароматических и других лекарственных растений, улучшающих качество готовых продуктов, в Южно-Казахстанском государственном университе имени М. Ауэзова (далее – ЮКГУ им. М. Ауэзова) был изучен состав боярышника, шалфея, душицы, чабреца, базилика и гвоздики.

С целью определения оптимального состава полифитокомпонента: плоды боярышника, листья базилика, бутоны гвоздики, травы душицы, шалфея, чабреца были проведены экспериментальные исследования и, на основе органолептических показателей, составлены следующие варианты комбинированных экстрактов. Комбинированный экстракт № 1 имел соотношение экстрактов плодов боярышника, шалфея, травы душицы, чабреца, листьев базилика, бутонов гвоздики 18:3,0:2,5:3,0:3,0:1,0 (в процентах от общей массы комбинированного экстракта). У комбинированного экстракта № 2 соотношение составных элементов было следующее: 16:2,5:2,5:2,5:2,5:1,25. У комбинированного экстракта № 3 – 15:2,0: 2,0:2,5:3,0:1,75.

Материалы и методы исследования

В качестве экстрагента был выбран наиболее часто используемый в пищевой промышленности 40 %-й водно-спиртовой раствор.

Гигроскопические характеристики экстрактов растительного сырья изучались с помощью следующих стандартных приборов: для определения показателя рН использовался иономер «SCHOTT Instrument» Lab 850; вязкость определялась с помощью капиллярного вискозиметра; плотность экстракта определялась ареометром. Для исследования физико-химических свойств и для проведения органолептических оценок комбинированного экстракта было приготовлено несколько опытных образцов из расчета 400 мл на 40 %-м водно-спиртовом растворе.

Выбор оптимального варианта соотношений составных элементов в комбинированном экстракте осуществлялся на основе сенсорного анализа и основных физико-химических показателей получаемого экстракта. Для получения экстракта полифитокомпонента растительное сырье измельчалось до гранулированного состояния с размером гранул 1,5–2,0 мм. Гранулы настаивались в 40 %-м водно-спиртовом растворе в течение 4 часов. Затем экстракт при температуре 38–40 °С подвергался ультразвуковой обработке в течение 12–15 минут в вакууме с остаточным давлением 76 мм рт.ст. Полученный экстракт процеживался через сито. Оставшееся сырье отжималось. Количество сухих веществ в экстракте определялось рефрактометром. Измерение вязкости проводлось вискозиметром.

Результаты исследования и их обсуждение

Оптимальные соотношения состава комбинированного экстракта полифитокомпонента установлены на основании изучения физико-химических свойств и органолептических оценок при различных вариантах комбинации экстракта: плодов боярышника, травы шалфея, душицы, чабреца, листьев базилика, бутонов гвоздики. Результаты исследований физико-химических свойств полифитокомпонента приведены в табл. 1.

Таблица 1

Физико-химические свойства полифитокомпонента

Анализ таблицы данных показывает, что с изменением процентного содержания полифитокомпонента изменяются качественные показатели. Из табл. 1 видно, что вязкость комбинированного экстракта, полученного в 3-й комбинации (2,28 sts), незначительно ниже по сравнению с экстрактами, полученными в 1-й и 2-й комбинациях (2,48 и 2,33). Это объясняется большим содержанием плодов боярышника в составных компонентах в исходном сырье в первых комбинациях.

Показатель реакции среды рН в 3-й комбинации (5,14) несколько выше, чем в 1-й и 2-й комбинациях (5,04 и 5,041). Это связано с влиянием водно-спиртового раствора на реакцию среды и меньшим содержанием плодов боярышника в исходном сырье.

Плотность комбинированного экстракта в 3-й комбинации (956, кг/м3) ниже по сравнению с экстрактами, полученными в 1-й и 2-й комбинациях (961, кг/м3 и 957, кг/м3), что можно объяснить меньшим процентным содержанием составных элементов растений по сравнению с экстрагентом.

Содержание сухих веществ в процентах от общей массы исходного сырья в 3-й комбинации также меньше – соответственно 956 против 961 и 957, что объясняется меньшей массой составных компонентов исходного сырья в третьей комбинации по сравнению с экстрагентом.

Рентгенограммы минерального состава полифитокомпонента

На основании проведенных анализов был сделан вывод о том, что оптимальным составом полифитокомпонента является вариант № 3, имеющий состав плодов боярышника, листьев базилика, бутонов гвоздики, травы душицы, шалфея и чабреца в соотношении 15,0:2,0:2,0:2,5:3,0:1,75.

Исследования основного минерального состава комбинированного экстракта полифитокомпонента были проведены для комбинированного экстракта № 3 на базе испытательной региональной лаборатории инженерного профиля «Конструкционные и биохимические материалы» ЮКГУ имени М. Ауэзова. Результаты исследований приведены на рисунке.

Анализ экспериментальных данных и рентгенограмм, полученных на растровом элекронном микроскопе, показывает, что содержание макро- и микроэлементов в полифитокомпоненте: кислорода, калия, кальция, магния, натрия и железа – находится на достаточно высоком уровне, в том числе в наибольшем количестве содержится важнейший макроэлемент кальций.

Содержание основных макро- и микроэлементов в полифитокомпоненте определено для комбинированного экстракта № 3. Результаты обработки рентгенограмм приведены в табл. 2.

Таблица 2

Содержание макро- и микроэлементов в полифитокомпоненте

На основании проведенных анализов органолептической оценки различных вариантов разрабатываемого полифитокомпонента лучшие показатели были у комбинированного экстракта № 3, имеющего состав: плоды боярышника, листья базилика, бутон гвоздики, травы душица: шалфея, чабреца в соотношении 15,0:2,0:2,0:2,5:3,0:1,75, основные органолептические показатели которого приведены в табл. 3.

Таблица 3

Результаты органолептической оценки полифитокомпонента

Выводы

Разработанный полифитокомпонент и технология его производства могут быть рекомендованы к практическому использованию в фермерских хозяйствах, малых и средних перерабатывающих предприятиях для обогащения минерального состава различных пищевых продуктов и улучшения их органолептических показателей.