Подбор и обоснование элементов технологии производства функцио-нальных напитков из ви-ноградной выжимки

УДК 663.236

ПОДБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАПИТКОВ ИЗ ВИНОГРАДНОЙ ВЫЖИМКИ

Ермолина Г. В., кандидат сельскохозяйственный наук, ассистент; Ермолин Д. В., кандидат технических наук, доцент;

Завалий А. А., доктор технических наук, доцент; Лаго Л. А., ассистент; Помозова А. С., обучающаяся; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»

Одним из важных показателей эффективности технологического процесса являются оптимальные затраты сырья и времени экстракции. Подобрано и обосновано оптимальное количество сырья высушенной виноградной выжимки и времени экстракции. Приводятся данные дегустационной оценки безалкогольных напитков, приготовленных из высушенной виноградной выжимки, полученной из белого и темного винограда, собранного в Республике Крым. Проведен анализ и сравнение различных композиций по таким показателям, как содержание растворимых сухих веществ, титруемых кислот, фенольных веществ, аскорбиновой кислоты и дегустационной оценки. Предложены различные композиции напитков на основе водного экстракта виноградной выжимки. Сформулированы выводы.

SELECTION AND SUBSTANTIATION OF ELEMENTS OF TECHNOLOGY OF PRODUCTION OF FUNCTIONAL BEVERAGES FROM GRAPE SAND

Yermolina G. V., Candidate of Agricultural Science, Assistant; Yermolyn D. V., Candidate of Technical Science, Associate Professor; Zavaliy A. A. Doctor of Technical Sci-ences,Associate Professor; Lago L. A. Assistant; Pomozova A. S. Student; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»

One of the important indicators of the efficiency ofthe technological process is the optimal raw material costs and extraction time. The optimal amount of raw dried grape squeeze and extraction time was selected and justified. The data of the tasting evaluation of soft drinks prepared from dried grape squeezed from white and dark grapes collected in the Republic of Crimea is given. The analysis and comparison of various compositions for such parameters as the content of soluble solids, titrated acids, phenolic substances, ascorbic acid and a tasting evaluation were carried out. Various drinks compositions based on a water extract of a grape squeeze are proposed. The conclusions are formulated

Ключевые слова: виноградная выжимка, дегустационная оценка, основа, безалкогольный напиток, сухие растворимые вещества, фенольные вещества.

Key words: grape squeeze, tasting evaluation, basis, non-alcoholic beverage, dry soluble substances, phenolic substances.

Введение. Огромное внимание Правительством нашего государства уделяется вопросам оздоровления населения. В последнее время были разработаны различные программы: Комплексная общественная программа «Здоровье населения», одним из положений которой является рациональное питание, Президентская Программа «Здоровье Нации», Российская программа «Здоровое питание - здоровье нации». В рамках программы были разработаны «Методические рекомендации по индивидуальному и функциональному питанию» [1]. 29.06.2016 г. Правительством Российской Федерации утверждена Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года [2], целью которой является улучшение здоровья населения за счет правильного здорового питания, обеспечение производства качественной продукции отечественными производителями. Одной из задач Стратегии является «приоритетное развитие научных исследований в области питания населения, в том числе в области профилактики наиболее распространенных неинфекционных заболеваний и разработки технологий производства, направленных на повышение качества пищевой продукции». А также среди направлений приоритетного развития научных исследований в области питания населения отмечена «разработка инновационных технологий глубокой переработки сельскохозяйственного сырья для получения новых видов специализированной, функциональной и обогащенной пищевой продукции».

За последний период в литературных источниках появилось достаточно большое количество разработок рецептур функциональных напитков. Широкий ассортимент предлагаемых разработок связан с огромным выбором сырьевой базы. Различные авторы разрабатывали и внедряли функциональные напитки на основе лекарственных растений Сибири и других регионов Российской Федерации, тыквенных культур (тыква, дыня) и моркови, сока фейхоа и винограда, лимона, продуктов пчеловодства и другого сырья, содержащего биологически активные вещества.

Являясь отходами винодельческого и сокового производства, в виноградной выжимке остается некоторое количество сахаров, органических кислот, фенольных веществ (в том числе и красящих), пектиновых веществ, микроэлементов, витаминов и др. Что, несомненно, характеризует виноградную выжимку как ценное, недорогое сырье для производства безалкогольных напитков на растительной основе. О чем свидетельствуют многочисленные патенты и разработки рецептур [3].

Одним из направлений расширения ассортимента функциональных напитков, а также решения сезонности (возникающей при переработке растительного

сырья) можно осуществить за счет сушеных фруктов и продуктов переработки винограда. Сушеное плодово-ягодное сырье является источником БАВ, микро-и макроэлементов. Что доказывают авторы Киселева Т. Ф. и Ушакова А. С. [4], которые разработали технологию и рецептуру на основе сухофруктов.

В связи с вышеизложенным, обоснование и выбор технологических параметров при приготовлении функциональных напитков из виноградной выжимки является актуальным.

Материал и методы исследований. Целью данной работы было изучение технологических параметров подготовки виноградной выжимки для приготовления напитков на водном экстракте. Был использован виноград, произрастающий на территории Республики Крым, собранный в 2016 г. [5, 6, 7]. Исследования проводили в лаборатории энохимии, виноделия и методов контроля Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского. Объектом исследования была выжимка белого и темного винограда без настаивания на мезге [8]. Высушивание проводили с помощью инфракрасной сушки при температуре 50 °С на кафедре общетехнических дисциплин. Сушка продуктов по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья [9].

Результаты и обсуждение. Оптимальное использование сырья - один из важных показателей технологии производства готовой продукции. Одним из опытов было изучение содержания сухих растворимых веществ в различном количестве сырья с целью определения оптимального расхода ингредиентов. Данные представлены в таблице 1.

Таблица 1. Содержание сухих растворимых веществ

Масса навески сырья Белая выжимка Темноокрашенная выжимка

Содержания сухих растворимых веществ, % Органолептическая характеристика Содержания сухих растворимых веществ, % Органолептическая характеристика

5 3,4 Вкус очень разбавленный 3,2 Вкус очень разбавленный

10 5,1 Вкус разбавленный 4,1 Вкус очень разбавленный

15 5,6 Недостаточно насыщенный 5,5 Вкус разбавленный

20 6,0 Гармоничный 5,8 Негармоничный

25 6,3 Гармоничный 6,0 Сбалансированный

Органолептический анализ показал, что гармоничными по вкусовым ощущениям являются образцы с содержанием сухих растворимых веществ более 6,0 %. Что соответствовало навеске 20 г белой выжимки и 25 г - темноокрашенной.

Немаловажным процессом при производстве напитков на натуральной растительной основе является время и температура экстракции (влияющие на сте-

пень извлечения полезных веществ и их сохранение, окисление и разрушение в растворе). В таблице 2 приведены экспериментальные данные по содержанию сухих растворимых веществ в зависимости от времени экстракции при температуре подготовленной воды 45 °С.

Таблица 2. Содержание сухих растворимых веществ в процессе экстракции

Время экстракции, ч Белая выжимка Темноокрашенная выжимка

Измельченная Целая Измельченная Целая

1 5,1 4,5 4,1 3,7

2 5,5 5,0 4,5 4,1

3 5,6 5,4 4,5 4,3

4 5,6 5,6 4,5 4,4

Максимального извлечения сухих растворимых веществ из измельченной белой выжимки достигали за 3 часа, из целой - за 4 часа экстракции. Экстракция измельченной темноокрашенной выжимки в течение 2 часов позволяет максимально накопить 4,5 % растворимых сухих веществ. В варианте целой выжимки данный эффект достигается только после 4 часов выдержки.

Таким образом, рекомендуемое время экстракции для измельченной виноградной выжимки составило 2-3 часа, для целой - 4 часа.

Биологически активные вещества виноградной выжимки характеризуются главным образом количественным содержанием сахаров, витаминов группы В и биологически активных фенольных соединений. Виноградная гроздь содержит целый ряд (около 50 видов веществ фенольного характера, куда относятся дубильные и красящие вещества, представленные фенолами, полифенолами, антоцианами, лейкоантоцианами и другими). Монофлавоноиды, особенно катехины и антоцианы, обладают Р-витаминным действием, а также сильным бактерицидным эффектом.

Биологически активные вещества виноградной ягоды распределены не равнозначно. К примеру, антоцианы и витамин С содержатся в кожице и частично в прилежащих тканях, дубильные вещества и масла, в основном, в семенах, фенольные вещества как в кожице, так и в семенах.

Для исследований использовали виноградную выжимку с семенами, измельченную до размера частиц менее 2 мм.

В таблице 3 приведены данные по содержанию биологически активных веществ высушенной виноградной выжимки, представленные аскорбиновой кислотой и фенольными веществами.

Таблица 3. Биологически-активные вещества виноградной выжимки

Вариант Массовая концентрация, мг/100г

витамин С антоцианы общие фенольные вещества

1 - выжимка белая 62 - 1171

2 - выжимка черная 105 445 1934

Согласно рекомендуемым уровням потребления пищевых и биологически активных веществ адекватный уровень потребления витамина С - 70 мг/сутки, антоцианов - 50 мг/сутки, общих фенольных веществ - 240-290 мг/сутки [10]. Исходя из полученных данных 100 г высушенной виноградной выжимки бело-ягодных сортов обеспечивает организм человека витамином С на 87 %, феноль-ными веществами - на 408 %; 100 г высушенной выжимки темноягодных сортов на 147 % обеспечивает поступление витамина С, на 664 % - фенольными веществами в целом, из них антоцианами на 880 %. Таким образом, данные таблицы 3 подтверждают высокую биологическую ценность виноградной выжимки.

На базе полученных данных была разработана основа (водная вытяжка) для производства функционального напитка, которая заключалась в следующих соотношениях: 1 часть белой выжимки / 1 часть темноокрашенной выжимки / 8 частей подготовленной воды. По глюкоацидометрическому показателю (соотношение сахара/кислоты) данная основа была гармоничной, полной. Однако обладала слабым ароматом.

Для гармонизации вкуса и аромата, а также оптимизации биологически активных веществ (согласно нормам), были разработаны две композиции, включающие функциональные компоненты, которые не содержатся в виноградной выжимке. Композиция 1 дополнительно включала натуральный пчелиный мёд и экстракт чайной розы. Композиция 2 содержала сироп шиповника и экстракт чабреца. Рекомендуемый объём потребительской тары 0,3 л.

Физико-химические показатели качества основы для функциональных напитков и разработанных готовых напитков приведены в таблице 4.

Таблица 4. Физико-химические показатели качества основы для функциональных напитков

Показатели Основа Композиция 1 Композиция 2

Содержание сухих растворимых веществ, % 9,2 15,5 14,5

Массовая концентрация титруемых кислот, г/дм3 6,5 7,0 8,0

Массовая концентрация фенольных веществ, мг/100г 310 350 500

Массовая концентрация антоцианов, мг/100г 45 45 50

Массовая концентрация аскорбиновой кислоты, мг/100г 17 20 25

Дегустационная оценка, балл 19,5 23,5 23,5

Применение дополнительных компонентов позволяет гармонизировать вкус и аромат функциональных напитков. Это подтверждает дегустационная оценка - основа для напитка - 19,5 балла, готовые напитки - 23,5 балла.

Выводы. Таким образом, было определено, что оптимальный расход сырья составил 20 г высушенной выжимки на 80 мл воды. Рекомендуемое время

экстракции для измельченной виноградной выжимки составило 2-3 часа, для целой - 4 часа. 100 г высушенной виноградной выжимки частично покрывает потребность человека в витамине С и полностью в фенольных веществах. Употребление 100 мл разработанных композиций способно восполнить потребность в витамине С на 30 %, а фенольных веществ и антоцианов - полностью. Разработанные композиции обладают гармоничным вкусом и ароматом, что подтверждает дегустационная оценка - 23,5 балла.

Список использованных источников:

1. [Электронный ресурс]. URL: http://svetlanasvalova.com/programma-zdorovoe-pitanie-zdorove-nacii.html

2. Распоряжение Правительства РФ от 29.06.2016 № 1364-р «Об утверждении Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года».

3. Катрич Л. И. Разработка технологии производства биологически активных продуктов из виноградной выжимки: автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.18.05, Ялта . - 2014. - 18 с.

4. Киселева Т. Ф., Ушакова А. С., Иванов П. П. Разработка технологии и рецептуры напитков с использованием сушеных фруктов // Техника и технология пищевых производств. -2015 - № 1. С. 35-39.

5. Борисенко М. Н. Изучение биотипов в популяции винограда сорта Бастардо магарачский / М. Н. Борисен-ко, Н. Л. Студенникова, З. В. Котоло-вець // Магарач. Виноградарство и виноделие. Ялта. - 2015. - № 3. - С. 2-4.

6. Студенникова Н. Л. Выделение и изучение биотипов в популяции сорта Цитронный Магарача в условиях Алуштинской долины / Н. Л. Студенникова, З. В. Котоловець // Магарач. Виноградарство и виноделие. - №3. - 2016. - С. 3 - 4.

7. Студенникова Н. Л. Особенности фенологических фаз автохтонных

References:

1. [Electronic resource]. URL: http://svetlanasvalova.com/programma-zdorovoe-pitanie-zdorove-nacii.html

2. Order of the Government of the Russian Federation of June 29, 2016 № 1364-r «On the approval of the Strategy for improving the quality of food products in the Russian Federation until 2030».

3. Katerin L. I. Development of technology for the production of biologically active products from grape vyshidka: the abstract of the dis. ... Cand.Tech.Sci.: 05.18.05, Yalta - 2014. 18 with.

4. Kiseleva T. F., Ushakova A. S., Ivanov P. P. Development of technology and formulation of beverages using dried fruits // Technology and technology of food production. 2015 - № 1. P. 35-39.

5. Borisenko M. N. Study of biotypes in a grape variety of Bastardo Ma-garachsky / M. N. Borisenko, N. L. Stu-dennikova, Z. V. Kotolovets // Magarach. Viticulture and winemaking. Yalta. -2015. - № 3. - C. 2-4.

6. Studennikova N. L. Isolation and study of biotypes in the Citronny Maga-racha variety population in the Alushta Valley conditions / N. L. Studennikova, Z. V. Kotolovets // Magarach. Viticulture and winemaking. - № 3. - 2016. -P. 3-4.

7. Studennikova N. L. Peculiarities of phenological phases of autochthonous

сортов винограда в условиях горнодолинного крыма / Студенникова Н. Л., Васылык И. А, Котоловець З. В, Ли-ховской В. В. // Плодоводство и виноградарство Юга России. - № 47 (05) -2017.- С. 80-89.

8. Ермолина Г. В., Ермолин Д. В. Сырье для производства функциональных напитков в Крыму // Сборник статей I Международная научно-практическая конференция «Современные экологические проблемы и пути их решения». - С. 311-314.

9. Завалий А. А. Разработка и тепловое моделирование устройств инфракрасной сушки термолабильных материалов / А. А. Завалий, Ю. Ф. Снеж-кин. - Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2016. - 264 с.

10. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: Методические рекомендации. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 46 с.

Сведения об авторах:

Ермолина Галина Викторовна -кандидат сельскохозяйственных наук, ассистент кафедры виноделия и технологий бродильных производств Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», ermolina_gl@mail.ru

Ермолин Дмитрий Владимирович -кандидат технических наук, доцент кафедры виноделия и технологий бродильных производств Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», dimayermolin@mail.ru

grape varieties in the conditions of the mountain valley valley / Studenniko-va N. L., Vasylik I. A., Kotolovets Z. V., Likhovskoy V. V. // Fruit growing and viticulture of the South of Russia. -№47 (05) - 2017. - P. 80-89.

8. Ermolina G. V., Ermolin D. V. Raw materials for the production of functional drinks in the Crimea // Collected Articles I International Scientific and Practical Conference «Modern environmental problems and the ways of their solution». - P. 311-314.

9. Zavaliy A. A. Development and thermal modeling of devices for infrared drying of thermolabile materials / A. A. Za-valiy, Yu. F. Snezhkin. - Simferopol: IT «ARIAL», 2016. - 264 p.

10. Recommended levels of consumption of food and biologically active substances: Methodological recommendations. - Moscow: Federal Center of the State Sanitary and Epidemiological Supervision of the Ministry of Health of Russia, 2004. - 46 p.

Information about authors:

Ermolina Galina Viktorovna - Candidate of Agricultural Sciences, Assistant of the Department of winemaking technology of fermentative productions of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Ver-nadsky Crimean Federal University», ermolina_gl@mail.ru

Ermolin Dmitry Vladimirovich -Candidate of Eechnical Sciences, Associate Professor of Department of wine-making technology of fermentative productions of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE

Завалий Алексей Алексеевич -доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой общетехнических дисциплин Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», zavalym@mail.ru

Лаго Людмила Анатольевна - ассистент кафедры общетехнических дисциплин Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», luda_lago@mail.ru Помозова Анна Сергеевна - обучающаяся группы ППРС 11.2 Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».

«V. I. Vemadsky Crimean Federal University», dimayermolin@mail.ru

Zavaliy Aleksey Alekseevich - Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, head of chair of technical disciplines of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Ver-nadsky Crimean Federal University», zavalym@mail.ru

Lago Ludmila Anatolievna - Assistant of the chair of technical disciplines of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», luda_ lago@mail.ru

Pomozova Anna Sergeevna - learning group APP 11.2 of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University».