Применение биокатализаторов целлюлолитического действия при получении сока из садовой рябины

ИНГРЕДИЕНТЫ для ПРОИЗВОДСТВА ПИВА и НАПИТКОВ

УДК 663.81

Применение биокатализаторов целлюлолитического действия

при получении сока из садовой рябины

И. В. Черных,

аспирант; Г. А. Ермолаева,

д-р техн. наук, профессор Московский государственный университет пищевых производств

Ускорение социального и экономического развития общества требует преобразований в структуре и качестве питания населения и предусматривает включение в рацион продуктов, обогащенных витаминами и другими биологически активными веществами (БАВ). В настоящее время отмечается устойчивая тенденция повышения интереса потребителей к пищевым продуктам, богатым природными БАВ, в том числе растительного происхождения. В России традиционно применяли доступное растительное сырье: ягоды, травы, коренья. В данной работе исследовали широко распространенную в средней полосе садовую рябину Sorbus domestica L., используемую для приготовления в основном домашних заготовок.

Известно, что плоды рябины обладают фитонцидным, бактерицидным, противовоспалительным, кровоостанавливающим и капил-ляроукрепляющим действием и поэтому разрешены для применения при гиповитаминозах в составе витаминных препаратов и поливитаминных сборов [1, 2]. Промышленная переработка рябины используется для приготовления мармелада и ликероналивочных изделий. Но для последних необходима дополнительная обработка холодом с целью снижения вероятности помутнения готового продукта. Необходимо расширить применение рябины при приготовлении пищевых продуктов, в том числе безалкогольных и алкогольных

напитков, вследствие ее хороших органолептических свойств и широкого распространения в лесной и лесостепной зонах европейской части и на Северном Кавказе [1]. Садовая рябина содержит значительное количество БАВ: витамины А, В1, В2, В9, С, Е, РР, макроэлементы железо, калий, кальций, магний, натрий, фосфор, микроэлементы марганец, медь и цинк. Причем содержание витамина А, аскорбиновой кислоты, калия, марганца и цинка значительное (9,0; 70; 230; 2; 0,3 мг/ 100 г соответственно). Но высокое содержание в ягодах пищевых волокон (5,4 г/100 г), в том числе пектиновых веществ, затрудняет переработку рябины [2-4].

Изучали возможность повышения выхода экстрактивных веществ из рябины садовой красной сладкой невежинской сортогруппы с применением ферментных препаратов целлюлолитического действия для получения сока как полуфабриката пищевого производства.

Суммарное количество сока-самотека и отжатого сока считали общим количеством полученного из ягод сока. Опыты проводили с использованием замороженных ягод рябины. Быстрое замораживание — эффективный прием предварительной обработки плодово-ягодного сырья, способствующий сохранению в соке вкуса и аромата, присущих свежим плодам, их питательной ценности, значительно облегчающий дробление и прессование.

Плоды измельчали, выдерживали мезгу с ферментным препара-

52 ПИВО и НАПИТКИ 6 • 2013

ИНГРЕДИЕНТЫ для ПРОИЗВОДСТВАПИВА и НАПИТКОВ

том в течение 45-120 мин при рекомендуемой для каждого ферментного препарата температуре [3]. Фиксировали продолжительность формирования осадка (мин) и определяли его объем и характер (плотный или рыхлый). Сок, полученный в контрольном опыте (без добавления ферментных препаратов) из красных ягод рябины, имел ярко-оранжевый цвет, и в нем отмечали сильную опалесценцию. Сок, полученный из мезги с добавлением ферментных препаратов, имел более насыщенный темно-красный цвет, что, по-видимому, обусловлено проведением тепловой обработки мезги и увеличением выхода красящих веществ из кожицы ягод под действием ферментных препаратов.

В полученном рябиновом соке определяли кислотность — содержание кислот в пересчете на лимонную кислоту (г/ 100 см3) и рН сока; содержание сухих веществ (СВ, %) пикнометрически; содержание общего сахара в пересчете на сахарозу (г / 100 см3) колориметрическим методом [5].

В работе использовали ферментные препараты Рапидаза-Ц-80Л, Рапидаза Пресс, Вискофло MG, Церемикс 6Х MG, Ультрафло L, Ксилоглюканофоетидин П10х и составленные из них МЭК 1 и МЭК 2.

Рапидаза-Ц-80Л — жидкий препарат, содержащий пектина-зу, гемицеллюлазу и арабиназу

(активность 3500 ед. /г), получен из штамма Aspergillus niger. Условия действия: температура — 5...50 °С, рН — 3,0-5,0.

Рапидаза Пресс — ферментный препарат (активность 3500 ед./ г), содержит пектиназу и гемицеллюла-зу, получен из штамма Aspergillus niger. Условия действия: температура — 5.50 °С, рН — 3,0-5,0.

Вискофло MG (активность 370400 ед. АС) содержит термостабильные бактериальные в-глюканазу, ксиланазу, арабиноксиланазу, пен-тозаназу, целлюлазу, арабиназу, ге-мицеллюлазу и а-амилазу. Применяется при температуре 55.75 °С и рН 4,0-6,0.

Церемикс 6Х MG (активность 7000-8000 ед. ГлС, 370-400 ед. АС) содержит нейтральную про-теазу, а-амилазу, в-глюканазу, пентозаназу и целлюлазу. Температура действия 55.75 °С, рН 4,0-6,0.

Ультрафло L — термостабильный мультиактивный препарат в-глюканазы (активность 70008000 ед. ГлС, 370-400 ед. АС) с сопутствующими активностями целлюлазой, ксиланазой, пентоза-назой и арабиназой. Применяется при температуре 55.75 °С, рН 4,0-5,0.

Ксилоглюканофоетидин (Кси-лаком) П10х (активность 70008000 ед. ГлС, 370-400 ед. АС, 600750 ед. ПС) содержит в-глюканазу, ксиланазу (гемицеллюлазу и цел-лобиазу). Температурный оптимум

90 -г 80 -5 70 -

S 60-

о и

iE 50-

aj

vo 40-

о

'1 30-§ 2010 -0 --

I.........I ......11.........1 ......:11........1

Рис. 1. Влияние ферментных препаратов на выход сока из рябины красной садовой замороженной

действия гемицеллюлазы 44.46 °С, эндо^-глюканазы — в более широком интервале 48.56 °С, пептида-зы — 64.65 °С. Оптимальный рН действия эндо-ß-глюканазы 4,85,3, гемицеллюлазы — 5,5-6,0. Кроме того, Ксилаком содержит полигалактуроназу, пектинэстера-зу, кислую протеазу, ß-глюкозидазу [4, 6].

В полученном рябиновом соке определяли кислотность — содержание кислот в пересчете на лимонную кислоту (г/ 100 см3), которая составила 2,3-2,5, и рН сока — 3,48-3,73; содержание сухих веществ пикнометрически; содержание общего сахара в пересчете на сахарозу (г / 100 см3) колориметрическим методом с гексациано-ферратом (III) калия.

Ферментные препараты вносили в мезгу. После настаивания в присутствии биокатализатора фильтровали и определяли физико-химические показатели. Установили, что для увеличения выхода сока наиболее эффективны Рапидаза-Ц-80Л, Рапидаза Пресс и Ксилоглюканофоетидин П10х (рис. 1), для увеличения содержания СВ в нем — Рапидаза-Ц-80Л, Рапидаза Пресс, Ультрафло L и Ксилоглюканофоетидин П10х (рис. 2). Для улучшения биодеградации полимеров рябины составили мультиэнзимные композиции (МЭК). МЭК 1 представляла собой смесь Рапидаза-Ц-80Л, Рапидаза Пресс и Ксилоглюканофоетидин П10Х, МЭК 2 — смесь Рапидаза-Ц-80Л и Ксилоглюканофоетидин П10Х.

Определение суммарного выхода СВ из рябины показало, что МЭК 2 способствует большему переходу СВ из мезги рябины в сок, чем МЭК 1 (см. рис. 2), а МЭК 1 — большему выходу сока из мезги, чем МЭК 2 (см. рис. 1).

По результатам изучения повышения выхода экстрактивных веществ из рябины садовой при получении полуфабрикатов напитков с применением ферментных препаратов гидролитического действия установлено следующее.

Максимальный выход сока, экстрактивных, сухих и фенольных веществ наблюдается при воздействии на мезгу рябины ферментных препаратов Рапидаза-Ц-80Л, Рапи-даза Пресс и Ксилоглюканофое-

78

76

72

70

64

64

62

61

60

6•2013

ПИВО и НАПИТКИ 53

ИНГРЕДИЕНТЫ для ПРОИЗВОДСТВАПИВА и НАПИТКОВ3

25 -г

19,53 18,60 17,66 16,57 18,72 18,49 17,69

9,51 20,00

0

Рис. 2. Влияние ферментных препаратов на максимальное количество СВ в соке

тидин П10Х. Эффективная дозировка Рапидазы-Ц-80Л составляет 85 см3/ 1000 кг; Рапидазы Пресс — 80 см3 / 1000 кг; Ксилоглюкано-фоетидина П10Х — 85 г/ 1000 кг. Применение биокатализаторов позволяет повысить выход СВ в соке в 1,9-2 раза.

Мультиэнзимная композиция МЭК 2, состоящая из ферментных препаратов Рапидаза-Ц-80Л и Кси-логлюканофоетидин П10Х в соотношении 1:1, повышает переход СВ в сок в 2,1 раза (по сравнению с контролем).

Выход сока из замороженных ягод рябины (после их размораживания) выше, чем из свежих, как в контроле, так и в опытах с ферментными препаратами.

Качество сока вследствие более высокой его прозрачности из-за гидролиза мутеобразующих полисахаридов обусловливает повышение стойкости готовых прозрачных напитков, приготовленных с использованием рябинового сока.

Учитывая, что после обработки указанными ферментными препаратами растворы экстрактивных

веществ имели высокую прозрачность, считаем возможным применение указанной обработки для получения полуфабрикатов для лике-роводочной и безалкогольной промышленности, где имеются особые требования к прозрачности готового продукта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Курьянов, М. А. Рябина садовая/ М. А. Ку-рьянов. — М.: Агропромиздат, 1986.

2. Злобин, А. А. Строение и свойства пектинов плодов шиповника морщинистого и рябины обыкновенной: дис. ... канд. техн. наук / А. А. Злобин. — Киров-Сыктывкар, 2012. — 107 с.

3. Романова, Н. Г. Плоды боярышника и рябины — перспективный сырьевой источник для создания продуктов функционального питания/Н. Г. Романова // Достижения науки и техники АПК. — 2008. — № 9. — С. 59-62.

4. Ресурсы и маркетинг для промышленности [Электронный ресурс]: ферментные препараты // Русфермент. 2003. URL: http://www.rusferment.ru/juice. php (дата обращения: 20.01.2012).

5. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище: [сборник]. — М.: Изд-во стандартов, 2011.

6. Ермолаева, Г. А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков/ Г. А. Ермолаева, Р. А. Колче-ва. — М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2000. — 416 с. &

Применение биокатализаторов целлюлолитического действия при получении сока из садовой рябины

Ключевые слова

выход сока; выход сухих веществ; мультиэнзимная композиция; рябина садовая; ферментные препараты.

Реферат

В работе изучали возможность повышения выхода экстрактивных веществ из рябины садовой невежинской сортогруппы с применением ферментных препаратов целлюлолитического действия для получения сока как полуфабриката пищевого производства. Разработан состав мультиэнзимной композиции, состоящей из ферментных препаратов Рапидаза-Ц-80Л, Рапидаза Пресс и Ксилоглюканофоетидин П10Х.

Авторы

Черных Ирина Викторовна, аспирант, Ермолаева Галина Алексеевна, д-р техн. наук, профессор Московский государственный университет пищевых производств, 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, Irina_Chernykh_90@bk.ru

Using of Cellulolytic Biocatalisators During Producing Juice of Rowan Garden

Key words:

juice yield; solids yield; multi-enzyme composition; rowan garden; enzymatic preparations.

Abstract

The paper studied the possibility of increasing the yield of extractives from Rowan garden variety of Nevezhinskaja using cellulolytic enzyme preparations steps to obtain the juice as semi-processed food production. Designed structureof multienzyme composition consisting of enzyme preparations Rapidaza-C-80L, Rapidaza Press and Ksiloglyukanofoetidin P10X.

Authors

Chernykh Irina Viktorovna, Post-graduate Student;

Ermolaeva Galina Alekseevna, Doctor of Technical Science, Professor

Moscow State University of Food Production,

11 Volokolamskoe shosse, Moscow, 125080, Russia,

Irina_Chernykh_90@bk.ru

54 ПИВО и НАПИТКИ 6 • 2013