Влияние экстракта листьев грецкого ореха на качество безалкогольных напитков

УдК 663.64

Влияние экстракта листьев грецкого ореха на качество безалкогольных напитков

О. А. Соболева,

канд. техн. наук; Е. В. Дубинина, канд. техн. наук; Т. А. Головина

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

В настоящее время в развитии технологии пищевых производств особое значение приобретают натуральные пищевые добавки на основе растительного сырья, которые не только улучшают органолептические показатели продуктов питания, но и обогащают их ценными биологически активными компонентами [1, 2].

Оптимизация питания, как известно, способствует введению в рацион питания биологически активных добавок к пище, специализированных продуктов, в том числе напитков, обогащенных биологически активными веществами. Особое место среди них занимают добавки, обогащенные компонентами, обладающими высокой антиоксидант-ной активностью. Использование таких добавок наиболее актуально в условиях значительного распространения сердечнососудистых и онкологических заболеваний, обусловленных действием свободных радикалов на клетки и ткани человеческого организма [3].

В связи с этим в ФГБНУ ВНИИ-ПБиВП уже в течение ряда лет проводятся исследования, направленные на создание биологически активных пищевых добавок на основе вегетативных и генеративных органов растений, в том числе из листьев винограда и грецкого ореха [1, 4].

Листья грецкого ореха (Juglans regia) представляют большую ценность как сырье для создания пищевых добавок, обогащенных биологически активными веществами, особое место среди которых занимают фенольные соединения — полифенолы, флавонои-ды, дубильные вещества, обладающие высокой антиоксидантной активностью [5-7].

В связи с этим исследования, направленные на разработку рецептур безалкогольных напитков с использованием пищевой добавки из листьев грецкого ореха, актуальны.

Современные принципы рационального питания основываются на оценке биологической ценности пищи, оказывающей воздействие на метаболические процессы в организме человека. Создание полноценных пищевых продуктов невозможно без применения пищевых добавок различного технологического назначения [8].

Объектами исследования были водно-спиртовой экстракт листьев грецкого ореха; концентрат водно-спиртового экстракта (пищевая добавка); опытные образцы безалкогольных напитков, приготовленные с использование пищевой добавки из листьев грецкого ореха.

Для определения физико-химических и биохимических показателей объектов исследований были использованы методики, аттестованные в установленном порядке [9-12].

Состав микроэлементов исследуемых объектов определяли с помощью метода пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе AAS-3 («Карл Цейс Иена», Германия). Перед проведением измерений, для устранения мешающих факторов (органических соединений), исследуемые пробы минерализовали при температуре 450 °С в присутствии азотной кислоты. Затем полученный минерализат растворяли в 0,5 н растворе азотной кислоты и проводили измерение.

Качественный и количественный состав аминокислот и фенольных соеди-

44 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2017

Таблица 1

Состав и дозировка компонентов, г/дм3

Компонент С использованием концентрата зеленого чая. Вариант 1 С использованием концентрированного яблочного сока. Вариант 2 С использованием концентрата квасного сусла. Вариант 3

Контроль 1 Опыт 1 Контроль 2 Опыт 2 Контроль 3 Опыт 3

Сахар белый 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0

Кислота лимонная моногидрат пищевая 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Соль поваренная пищевая 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

КПК на основе экстракта зеленого чая «Тиаква» 18,0 18,0 — — — —

Концентрированный яблочный сок — — 10,0 10,0 — —

Концентрат квасного сусла — — — — 25,0 25,0

Пищевая добавка из листьев грецкого ореха — 10,0 — 10,0 — 10,0

Консервант бензоат натрия 0,17 — 0,17 — 0,17 —

нений определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на приборе «AgilentTechnologies 1200 Series» («Agilent», США) в соответствии с методиками [13, 14].

Органолептические показатели опытных образцов безалкогольных напитков определяли по ГОСТ 6687.5 [10].

Сухие вещества (СВ) в напитках определяли рефрактометрическим методом [11].

Кислотность опытных образцов безалкогольных напитков определяли титрометрическим методом с использованием 0,1 М раствора гидроксида натрия [12].

Все исследования проводились в двух-трех повторностях. Обработка полученных экспериментальных данных осуществлялась с использованием методов математической статистики и компьютерной программы Microsoft Excel 2011 [15].

На первом этапе исследований для получения концентрата из водноспир-тового экстракта листьев грецкого ореха в лабораторных условиях определены следующие оптимальные параметры сгущения под вакуумом:

• температурный режим сгущения (концентрирования) 45...50 °С;

• остаточное давление 9-10 мм рт. ст.;

• продолжительность процесса сгущения (концентрирования) 5-6 ч (объем исходного экстракта 5 дм3);

• массовое соотношение экстрактивных веществ экстракта листьев грецкого ореха и углеводов, вносимых с целью формирования процентного содержания экстрактивных и сухих веществ в смеси для сгущения, 1:10.

Подобранное оптимальное соотношение позволило получить концентрат с минимальными потерями ароматических веществ, содержащихся в сгущаемом продукте.

В готовом водном концентрате (пищевой добавке) из листьев грецкого ореха массовая доля СВ составляла 68±2%. Таким образом, концентрирование осуществляли более, чем в 6-8 раз. Это обусловлено необходимостью получения продукта, пригодного для длительного хранения.

С использованием полученного концентрата были приготовлены модели безалкогольных напитков с добавлением проблемных, с точки зрения стойкости, натуральных составляющих: концентрата зеленого чая «Тиаква», концентрированного яблочного сока и концентрата квасного сусла. Опытные образцы безалкогольных напитков приготавливали в соответствии с требованиями ГОСТ 28188-2014 [16].

Чайное сырье богато танинами, которые в процессе хранения образуют комплексы с остальными компонентами напитка, что часто приводит к выпадению осадка. Такая возможность предусмотрена в процессе хранения, однако, внешний вид напитка ухудшается. Аналогичные явления при использовании растительного сырья в виде экстрактов, настоев и концентратов встречаются, но чайные концентраты считаются наиболее проблемными. Сокосодержащие напитки в настоящее время пользуются большой популярностью, и ассортимент концентрированных соков для использования в безалкогольной отрасли постоянно растет. Для российского потребителя наиболее востребованный — яблочный концентрированный сок — продукт, необходимый для обеспечения нормального функционирования всех систем организма, содержащий в своем составе антиоксиданты и минералы кальций, калий, магний, натрий, фосфор, железо, цинк, медь, фтор, марганец; витамины группы В, Н, аскорбиновую кислоту, токоферол, пектин.

Однако, высокое содержание пектина в яблочном соке также способствует выпадению осадка в модельных напитках в процессе хранения. И, наконец, концентрат квасного сусла, обогащающий напиток многообразием биологически активных веществ из ржи и ржаного солода, с точки зрения микробиологии также является проблемным. Исходя из того, что полученная из листьев грецкого ореха пищевая добавка содержит в высоких концентрациях фенольные соединения, было сделано предположение о возможности ее использования в качестве натурального консерванта. Контролем служили образцы напитков, приготовленных с химическим консервантом — бензоатом натрия. Состав опытных образцов безалкогольных напитков с использованием пищевой добавки из листьев грецкого ореха представлен в табл. 1.

Как видно из табл. 1, все образцы имели в составе равное содержание сахара, лимонной кислоты и поваренной соли. По органолептическим показателям образцы, приготовленные с использованием концентрата пищевой добавки, обладали более ярким ароматом с растительными нотками. Во вкусе опытных образцов ощущалась приятная горчинка, свойственная экстракту листьев грецкого ореха.

В контрольных и опытных образцах определили первоначальное содержание СВ и кислотность. Все образцы имели близкие значения этих показателей. Физико-химические показатели опытных образцов безалкогольных напитков представлены в табл. 2. Как видно из таблицы, по физико-химическим показателям контрольные и опытные образцы различались незначительно. При этом выявленные значительные различия по органолеп-тическим показателям связаны с разным составом биологически активных

3 • 2017 ПИВО и НАПИТКИ 45

веществ в контрольных и опытных образцах. Влияние пищевой добавки из листьев грецкого ореха на состав биологически активных веществ безалкогольных напитков отражено в табл. 3. Данные, представленные в табл. 3, свидетельствуют о том, что при внесении пищевой добавки в количестве до 1 % в напитках повышается концентрация аминокислот, в среднем на 37-49%, фенолкарбоновых кислот на 20%, органических кислот на 30% и минеральных веществ на 23-33%.

Образцы безалкогольных напитков на растительном сырье, приготовленные в лабораторных условиях и разлитые в пластиковые бутылки объемом 0,33 дм3, выдерживали при температуре от 22 °С до 25 °С в условиях, исключающих воздействие прямых солнечных лучей в течение 6 мес. Ежемесячно проводили дегустацию и осуществляли контроль их микробиологического состояния. Визуально все образцы были прозрачными, без признаков развития

посторонней микрофлоры. К концу первого месяца в образцах с содержанием экстракта зеленого чая (вариант 1) и концентрированного яблочного сока (вариант 2) на дне бутылок образовался осадок.

Только в одном из контрольных образцов (контроль 2), приготовленном по варианту 1, за весь период наблюдений не выявлено роста дрожжей. В остальных образцах, как в контрольных, так и в опытных, был отмечен рост дрожжей в начальный период хранения. Для образцов варианта 1 выявлено присутствие дрожжей в первые 4 мес хранения. Среди образцов варианта 2 дрожжи отсутствовали во всех, кроме образца, в которым был произведен микробиологический посев через 1 мес хранения. Среди образцов варианта 3 дрожжи обнаружены только в образце, высеянном через 2 мес хранения.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что пищевая добавка из грецкого ореха обладает умеренными

Таблица2

Образец Массовая доля сухих веществ, % Кислотность, см3 0,1 М раствора NaOH на 10о см3

1 Вариант 1 1

Контроль 1 7,3±0,2 2,8±0,3

Опыт 1 7,9±0,2 2,8±0,3

Вариант 2

Контроль 2 6,8±0,2 3,2±0,3

Опыт 2 7,4±0,2 3,2±0,3

Вариант 3

Контроль 3 7,7±0,2 3,5±0,3

Опыт 3 8,4±0,2 3,5±0,3

Таблица 3

Массовая концентрация компонентов, мг/дм3 Контроль 1 Опыт 1 Контроль 2 Опыт 2 Контроль 3 Опыт 3

Аминокислоты 318,1 437,6 247,6 413,9 289,3 396,2

Сумма фенолкарбоновых кислот 146,8 175,6 113,0 135,2 15,4 40,6

Органические кислоты 2,0 2,7 2,0 2,5 1,9 2,4

Минеральные вещества 438,4 537,3 335,5 541,6 345,5 498,7

В том числе:

калий 87,9 106,2 72,5 93,0 88,0 102,4

магний 12,2 18,1 11,7 17,2 19,1 26,3

Таблица 4

Образец Свежий Продолжительность выдержки, мес

купаж 1 2 3 4 5 6

Контроль 1 21,8 22,4 23,0 23,4 23,3 23,7 23,5

Опыт 1 23,5 24,0 24,0 24,0 24,2 24,5 24,7

Контроль 2 21,0 21,0 20,5 22,0 23,0 22,5 22,5

Опыт 2 21,5 22,5 24,0 24,3 24,5 24,7 24,7

Контроль 3 21,5 22,3 22,9 22,3 23,3 22,5 22,5

Опыт 3 23,0 23,8 23,9 23,8 23,5 24,0 24,5

стабилизирующими свойствами в отношении роста дрожжей.

Для более подробного изучения этих свойств непосредственно концентрата листьев грецкого ореха был поставлен модельный опыт. Для этого в колбы объемом 250 см3 со стерильным водным раствором (100 см3), содержащим лимонную кислоту и сахар, вносили концентрат листьев в количествах, соответствующих используемым при разработке напитков, и чистую культуру дрожжей 5. сerevisiae. Контролем служили колбы с модельным раствором без концентрата листьев. Опыты проводили в двух повторностях.

Модельный напиток инкубировали в термостате при 28 °С в течение 48 ч. Затем проводили посев по 0,1 см3 на чашки с сусло-агаром поверхностным методом.

Результаты посевов показали, что в модельном напитке с концентратом произошел активный рост дрожжей. При высеве был отмечен сплошной рост дрожжей, более 2000 КОЕ / см3. Контрольные образцы оставались прозрачными, результаты посевов показали не более 50 КОЕ/см3. Активный рост дрожжей в присутствии концентрата можно объяснить наличием в нем больших количеств аминокислот, витаминов и других биологически активных веществ [4, 5].

При работе с концентратом было отмечено, что он по своему составу неоднороден. После отгонки спирта в нем появились смолистые образования. Отмечено, что в одной из колб в модельном опыте использовался концентрат с большим содержанием смолистых образований. В этих образцах модельных напитков было меньшее содержание дрожжей, колонии — более мелкие, что свидетельствовало о некотором ингибировании роста дрожжей.

Вероятно, при отгоне спирта из водно-спиртовых экстрактов листьев сконцентрировались терпены с образованием смолистых включений, обладающих, как известно, антимикробными свойствами, действие которых было обнаружено в модельных опытах.

По органолептическим показателям все опытные образцы после 6 мес хранения оказались лучше, чем контрольные. Органолептическая оценка безалкогольных напитков с использованием пищевой добавки из листьев грецкого ореха представлена в табл. 4.

В процессе контрольного хранения, как видно из представленных данных, вкусо-ароматические характеристики

46 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2017

Гармоничность аромата

Рис. 1. Вкусо-ароматический профиль безалкогольных напитков на основе концентрата зеленого чая «Тиаква»

Гармоничность аромата

— Контроль 1 — Опыт 1

Рис. 2. Вкусо-ароматический профиль безалкогольных напитков на основе концентрированного яблочного сока

Гармоничность аромата

— Контроль 1 — Опыт 1

Рис. 3. Вкусо-ароматический профиль безалкогольных напитков на основе концентрата квасного сусла

^_кСОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

опытных образцов напитков значительно улучшились, что вероятно является следствием синергического эффекта от внесения пищевой добавки. В результате органолептического анализа было установлено положительное качественное воздействие комплекса нутриентов концентрата на формирование вкусоа-роматического восприятия в опытных образцах безалкогольных напитков.

Результаты дегустации после 3 мес хранения выявили следующее: вкусовые ощущения стабилизировались, в опытных образцах появились приятные оригинальные тона, в частности, в опыте № 1 — мускатные тона с нотой аромата розы. Во всех образцах отсутствует посторонний привкус.

Характерные различия органолепти-ческих показателей опытных напитков отражены на вкусо-ароматических профилях, построенных для каждого вида вышеуказанного сырья (рис. 1-3). Как видно из диаграмм, в опытных образцах отмечается более яркое проявление вкусового тона основных составляющих и формирование оригинальных тонов зеленого чая с медовыми оттенками в восприятии аромата, что усиливает эмоциональное восприятие напитка в целом.

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1) комплекс нутриентов пищевой добавки из листьев грецкого ореха повышает биологическую ценность безалкогольных напитков и значительно улучшает и обогащает их ор-ганолептические характеристики. Отмечено более яркое проявление вкусового тона основных составляющих и формирование в букетистом восприятии оригинальных тонов, усиливающее положительное восприятие напитков в целом.

2) пищевая добавка из листьев грецкого ореха обладает умеренным бактериостатическими свойствами, тормозящими развитие посторонней микрофлоры.

ЛИТЕРАТУРА

1. Оганесянц, Л. А. Исследование физико-химического состава водно-спиртовых экстрактов листьев грецкого ореха / Л.А Оганесянц, В. А. Песчанская, Е. В. Дубинина/Хранение и переработка сельхозсырья — 2016. — № 11. — С. 14-17.

2. Деримедведь, Л. В. Биологически активные добавки, содержащие лекарственное растительное сырье/Л. В. Деримедведь, И. М. Перцев, В. Н. Ковалев // Провизор. — 2008. — № 3. — С. 17-20.

3 • 2017 ПИВО и НАПИТКИ 47

Головкин, Б. Н. Биологически активные вещества растительного происхождения/Б. Н. Головкин [и др.] // Справ.: В 3-х т. Т. 1. А-К/Отв. ред. Семихов В. Ф.; РАН. Гл. ботан. сад им. Н. В. Цицина. — М.: Наука, 2001. — XVIII. — 350 с. Оганесянц, Л. А. Перспективы использования красных листьев винограда в качестве вторичного сырья/Л. А. Оганесянц [и др.] // Виноделие и виноградарство. — 2012. — № 5. — С. 24-26.

Способ получения пищевой добавки из растительного сырья Патент РФ 2110194. Авторы: Груздева А. Е., Потемкина Е. В., Гриша-това Н. В., Крот А. Р. Опубл. 10.05.1998. Пушкарский, С. Н. Содержание биологически активных веществ в листьях веточ-ника (ластовень) сибирского (Asclehias syriaca L.) и ореха грецкого (Juglans regia L.), выращиваемых в ботаническом саду Пят-ГФА/С. Н. Пушкарский, Е. С. Чернова, Д. А. Муравьева // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. — Пятигорск: Пятигорская ГФА — 2003. — Вып. 58. — С. 77-78.

7. Дайронас, Ж В. Изучение состава липофиль-ной фракции листьев ореха грецкого, произрастающего на Кавказских Минеральных Водах/Ж. В. Дайронас, И. Б. Пшукова // Химия растительного сырья. — 2010. — № 4. — С. 91-93.

8. Суслова, А.В. Использование листьев грецкого ореха при производстве функциональных продуктов питания/А. В. Суслова // Молодой ученый. — 2011. — №4. — Т. 2. — С. 171173.

9. ГОСТ 30712-2001 Продукты безалкогольной промышленности. Методы микробиологического анализа. — Дата введения 2002-07-01.

10. ГОСТ6687.5-86 Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения ор-ганолептических показателей и объема продукции (с Изменением № 1).

11. ГОСТ6687.2-90 Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения сухих веществ.

12. ГОСТ 6687.4-86 Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения кислотности.

13. Методика измерений массовой концентрации свободных аминокислот в напитках алкогольных и безалкогольных методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Свидетельство об аттестации № 01.00225/205-48-12, регистрационный код методики измерений в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений ФР. 1.31.2012.13428.

14. Методика измерений массовой концентрации фенольных и фурановых соединений в выдержанных спиртных напитках методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Свидетельство об аттестации № 01.00225/205-44-11, регистрационный код методики измерений по Федеральному реестру ФР. 1.31.2011.10466.

15. Бунтова, Е. В. Статистическая обработка результатов измерений: учебное посо-бие./Е. В. Бунтова // Самара: Книга, 2011. — 87 с.

16. ГОСТ28188-2014 Напитки безалкогольные. Общие технические условия. — Дата введения 01.01.2016. &

Влияние экстракта листьев грецкого ореха на качество безалкогольных напитков

Ключевые слова

безалкогольные напитки; биологическая ценность; органолептические показатели; пищевая добавка из листьев грецкого ореха.

Реферат

Работа посвящена исследованию влияния пищевой добавки, полученной из листьев грецкого ореха, на качественные показатели, биологическую ценность и микробиологическую стойкость безалкогольных напитков, приготовленных на основе натуральных составляющих: концентрата зеленого чая «Тиаква», концентрированного яблочного сока и концентрата квасного сусла. Определены оптимальные технологические режимы концентрирования водно-спиртового экстракта из листьев грецкого ореха, позволившие сохранить его наиболее ценные биологически активные компоненты. Температура концентрирования 45...50 °С при остаточном давлении 9-10 мм рт. ст. Массовая доля сухих веществ в сконцентрированной пищевой добавке из листьев грецкого ореха должна составлять 68±2%. Установлено, что при внесении пищевой добавки в количестве до 1% в опытных напитках повышалась концентрация аминокислот, в среднем, на 37-49%, фенолкарбоновых кислот — на 20%, органических кислот на 30% и минеральных веществ на 23-33%. По органолептическим показателям образцы, приготовленные с использованием концентрата пищевой добавки, обладали более ярким ароматом с растительными нотками. Установлено положительное качественное воздействие комплекса нутриентов концентрата пищевой добавки на формирование вкусо-ароматического восприятия в опытных образцах безалкогольных напитков в процессе длительного хранения (6 мес). Отмечено, что пищевая добавка из листьев грецкого ореха обладает умеренным бактериостатическим эффектом, тормозящим развитие посторонней микрофлоры.

Авторы

Ыолева Ольга Александровна, канд. техн. наук; Дубинина Елена Васильевна, канд. техн. наук; Головина Татьяна Алексеевна

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности 119021, г. Москва, ул. Россолимо, 7, elena-vd@yandex.ru, Filonova.lab@mail.ru

Effect of Walnut Leaf Extract on the Quality of Soft Drinks

Key words

soft drinks; biological value; organoleptic indicators; nutritional supplement from walnut leaves.

Abstract

The work is devoted to the study of the influence of food additive obtained from walnut leaves on the quality indicators, biological value and microbiological resistance of soft drinks prepared on the basis of natural ingredients — green tea concentrate «Tiakwa», concentrated apple juice and concentrate of leavened wort. Optimal technological regimes for concentrating a water-alcohol extract from walnut leaves have been identified, which allowed preserving its most valuable biologically active components. Concentration temperature 45...50 °C at a residual pressure of 9-10 mm Hg. art. The mass fraction of dry matter in the concentrated nutritional supplement of walnut leaves should be 68±2%. It was found that when the food additive was added in an amount up to 1%, the concentration of amino acids in the test beverages increased, on average, by 37-49%, phenolic carboxylic acids by 20%, organic acids by 30% and mineral substances by 23-33%. According to the organoleptic parameters, the samples prepared using the concentrate of the food additive had a more vivid aroma with plant notes. A positive qualitative effect of nutrient complex of food additive concentrate on the formation of taste-aromatic perception in prototypes of soft drinks during long-term storage (6 months) was established. It is noted that the nutritional supplement of walnut leaves has a moderate bacteriostatic effect that inhibits the development of extraneous microflora.

Authors

Soboleva Olga Alexandrovna, Candidate of Technical Science; Dubinina Elena Vasiljevna, Candidate of Technical Science; Golovina Tatjana Alexeevna

AII-Russian Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industries, 7 Rossolimo St., Moscow, 119021, Russia, elena-vd@yandex.ru, Filonova.lab@mail.ru

48 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2017