Изменение содержания аскорбиновой кислоты при хранении и переработке

6. Мурашев С.В., Вержук В.Г. Белова А.Ю. Раннее прогнозирование потерь плодовой продукции при холодильном хранении // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2011. - № 1.

7. Белова А.Ю., Мурашев С.В., Вержук В.Г. Влияние пигментов в листьях растений на формирование и свойства плодов // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2012. - № 1.

8. Мурашев С.В., Жемчужников М.Е. Исследование цветовых характеристик мясного сырья для оценки антиокислительных свойств дрожжевого экстракта // Все о мясе. - 2010. - № 6. -С. 52-57.

УДК 664.8.037.1 Доктор техн. наук С.В. МУРАШЕВ

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ ПРИ ХРАНЕНИИ И ПЕРЕРАБОТКЕ

Витамины, аскорбиновая кислота, зеленные культуры, тепловая обработка

Витамины - неустойчивые соединения, которые легко разрушаются под воздействием различных факторов. Поэтому главной задачей при хранении и переработке плодоовощной продукции является использование всех средств, способствующих уменьшению разрушительного действия воздуха, света, влажности и ферментов на витамины, уменьшению извлечения и выхода с водой питательных водорастворимых составных частей витаминов, минеральных веществ, сахара, фруктовых кислот и ароматических веществ [ 1].

Основные факторы, которые влияют на степень и скорость изменения витаминов -действие света и кислорода воздуха, температура хранения и обработки, реакция среды, взаимодействие витаминов с ионами металлов и др.

На свету витамины разрушаются. Особенно чувствительны к свету листовые овощи -шпинат, зеленый лук, укроп, базилик и прочая зелень [2]. Поэтому практически все продукты должны храниться в затемненных помещениях, так как свет ускоряет окисление жиров, вызывает позеленение и прорастание овощей, изменяет вкус, аромат и цвет большинства продуктов.

Некоторые витамины очень чувствительны не только к свету, но и к контакту с содержащимся в воздухе кислородом.

Использование полиэтиленовых мешков дает возможность дольше и с меньшими потерями сохранять морковь в камерах холодильников. Мешки должны быть обязательно открытыми. Без сквозного проветривания морковь меньше увядает, усыхает, теряет в весе, она лучше сохраняет витамины и не изменяет вкусовых качеств.

Наиболее благоприятная температура для хранения плодов, овощей и витаминов в них близка к 0°С. [3]

Чем ниже процент относительной влажности, тем меньше содержание паров в воздухе. Высокая относительная влажность воздуха (85-95% и более) положительно влияет на хранение плодов и овощей. При низкой влажности воздуха (60-75%) хорошо хранятся репчатый лук и чеснок.

Высушивание, замораживание и хранение в металлической посуде значительно снижают содержание витаминов в исходных продуктах, даже в тех, которые традиционно считаются источниками витаминов.

Среди витаминов наибольшей устойчивостью обладают РР, В6, В2, В3 и Н. Высокой чувствительностью к действию света отличаются С, В2 и В9. Термолабильными являются витамины А и С [4].

Разрушаются кислородом воздуха витамины С, А, Е, В1 и В9. Эти витамины являются антиокислителями и предохраняют сырьё и продукты от окислительной порчи.

Некоторые витамины чувствительны к реакции среды, так в нейтральной среде устойчивы витамины В3, В9, в кислой - В1, В2.

Надо отметить, что разрушение витаминов может носить и ферментативный характер. Это характерно для витаминов В1, С (ферменты тиаминаза, аскорбатоксидаза).

Чтобы дольше сохранить продукты, их консервируют, солят, сушат, замораживают.

Витамин С (Ь-аскорбиновая кислота).

Впервые выделен из лимона. В химическом отношении представляет собой у-лактон 2,3-дегидро-4-гулоновой кислоты (АК), легко переходит в окисленную форму — Ь-дегидроаскорбиновую кислоту (ДАК).

Необходим для нормальной жизнедеятельности человека: противоцинготный фактор, участвует во многих видах окислительно-восстановительных процессов, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость человека к экстремальным, участвует в обеспечении нормальной проницаемости стенок капиллярных сосудов, повышает их прочность и эластичность, способствует лучшему усвоению железа, нормальному кроветворению. При нехватке витамина С наблюдается сонливость, утомляемость, снижается сопротивляемость организма человека к простудным заболеваниям, при авитаминозе развивается цинга. Важнейшая физиологическая функция витамина — способность обратно окисляться в дегидроаскорбиновую кислоту под действием аскарбато-ксидазы с образованием окислительно-восстановитель-ной системы и переносом протонов и электронов. Все необходимое количество витамина С человек получает с пищей.

Основными источниками витамина С являются овощи, фрукты, ягоды. Некоторые значения содержания витамина С в них приведены ниже (табл.1).

Т а б л и ц а 1. Содержание витамина С в некоторых продуктах питания

Пищевой продукт Содержание витамина, мг/100 г

Шиповник 300-2100

Клюква 80-100

Облепиха 200-500

Капуста 60-70

Смородина черная 200-500

Картофель 25-30

Томаты 20-25

Основной враг витамина С — кислород, так как он необратимо окисляет аскорбиновую кислоту до неактивных веществ. Поэтому при любой кулинарной обработке продуктов необходимо снижать доступ кислорода до возможного минимума (рекомендуется использовать герметичные крышки, сохранять поверхностный слой жира, сокращать сроки готовки). Особенно усиливается окисление при повреждении структуры растений (при резке, и т. п.), повышении температуры, в щелочной и нейтральной среде. В кислой среде, напротив, аскорбиновая кислота устойчива и выдерживает нагревание до 100°С, поэтому она хорошо сохраняется в кислой капусте, яблоках и т. д.

Следует отметить, что витамин С — очень нестойкий витамин, пожалуй, самый нестойкий из всех известных витаминов. При хранении плодов, ягод и овощей его количество быстро уменьшается (кроме свежей и квашеной капусты). Уже через 2 — 3 месяца хранения в большинстве растительных продуктов витамин С наполовину

разрушается. Еще больше разрушается он при тепловой кулинарной обработке продуктов, особенно при жарении и варке, когда потери его достигают 30-90%. Например, при варке очищенного картофеля, погруженного в холодную воду, теряется 30-50% витамина, погруженного в горячую воду — 25-30%. При варке в супе капусты разрушается до 50% витамина С, при тушении — 65-70% [5].

Во всех растительных продуктах аскорбиновой кислоте сопутствует антивитамин — фермент аскорбиназа. Этот фермент необратимо разрушает витамины до биологически неактивных соединений, постепенно выделяясь при хранении. При разрушении тканей растения фермент выделяется интенсивнее.

Большое значение для сохранения витамина С в продуктах имеет правильная организация хранения овощей. Первым фактором, определяющим потерю овощами витамина С, является время хранения. Установлено, что в течение зимы овощи теряют до 45% витамина С. Однако степень разрушения аскорбиновой кислоты зависит не только от времени хранения, но и от средней температуры воздуха и доступа его в хранилище [6]. Так, по данным Марха, в среднем за 9 месяцев хранения томатной продукции потери витамина С составляют: при 2°С — 10%, при 16-18°С — 20%, а при 37°С — около 64%.

Лучше других овощей сохраняет витамин С капуста. Квашеная капуста, покрытая рассолом, в течение 6-7 месяцев почти не теряет витаминной ценности. Такая же капуста в открытой посуде без рассола за 24 часа теряет около 75% аскорбиновой кислоты. Замораживание капусты снижает содержание витамина С на 20-40 %, а при последующем ее оттаивании — до 70-80%.

Разрушают витамин С и солнечные лучи. Так, уже рассеянный свет в течение 5 -6 минут разрушает 64 % витамина С в молоке, а прямые солнечные лучи за это же время разрушают до 90 % аскорбиновой кислоты. При сушке плодов на солнце витамин С разрушается почти полностью, вследствие чего сухофрукты аскорбиновой кислоты не содержат. При сублимационной сушке ягод удается сохранить некоторое количество витамина С, хотя и сниженное на 70-80%.

Рассматривая проблему сохранения биологически активных веществ при хранении и переработке сырья растительного происхождения, следует отметить, что основное внимание уделяется сохранению витаминов, и в первую очередь витамина С, как наиболее подверженному повреждающему действию низких температур.

Изменение содержания витамина С при длительном хранении замороженных плодов, ягод и овощей изучено достаточно подробно [7].

Установлена следующая закономерность: наибольшие потери витамина С наблюдаются, как правило, в первые 3 месяца хранения и могут достигать 50% в зависимости от вида растительной продукции и конечной температуры замораживания. В дальнейшем скорость распада витамина С снижается. К концу хранения потери могут доходить до 70-85% [8].

Длительное хранение замороженных плодов черной смородины уменьшает количество аскорбиновой кислоты на 27-30% за 6 месяцев, на 33-36% за 8 месяцев и на 38% за 10 месяцев, то есть с увеличением продолжительности хранения потери аскорбиновой кислоты возрастают.

Как известно, витамин С представлен двумя формами аскорбиновой кислоты - АК и ДАК, способными к взаимному окислению - восстановлению. При их необратимом окислении образуется Ь-дикетогулоновая кислота (ДКГК), не обладающая витаминной активностью и вызывающая снижение содержания витамина С.

Таким образом, причина нежелательных потерь витамина С в замороженных плодах и овощах связана с нарушением ферментативного окислительно-восстановительного процесса.

Изменение соотношения компонентов химического состава приводит и к изменению активной кислотности. При смещении рН в область нейтральных значений ДАК становится неустойчивой и необратимо превращается в ДКГК. Следовательно, разрыв лактонной связи

лишает ДАК свойств витамина.

Динамика изменения ДКГК показывает, что вначале происходит постепенное накопление, а затем снижение ее содержания.

Изменение содержания витамина С и ДКГК при хранении петрушки сорта Сахарная (;хр = -18 °С) представлено в табл. 2.

Содержание наиболее ценной восстановленной формы АК в свежей зелени петрушки почти в 8 раз выше, чем в корнеплодах. Несмотря на это, зелень петрушки обладает меньшей способностью сохранять витамин С при замораживании и хранении по сравнению с корнеплодами, что связано с особенности химического состава и структуры тканей. Так, если в зелени после 4,5 месяцев хранения витамина С сохраняется 70,0%, в корнеплодах - 78,6%. И даже после 6,5 месяцев хранения корнеплодов содержание витамина С в них составляет 44,3%. Таким образом, корнеплоды обладают лучшей способностью сохранять аскорбиновую кислоту нежели зелень петрушки.

Как видно из представленных данных в табл. 2, содержание активных форм витамина С в процессе хранения зелени и корнеплодов петрушки неуклонно снижается в результате превращения в ДКГК, содержание которой вначале возрастает, а затем несколько снижается, что может быть обусловлено окислением ДКГК до треоновой и щавелевой кислот.

Т а б л и ц а 2. Изменение содержания витамина С и ДКГК (в мг/100 г съедобной части) в петрушке сорта Сахарная при хранении в замороженном состоянии

Продукт Продолжительность хранения, сут. АК ДАК ДКГК Сохраняемость витамина С, % к исходному

Зелень 0 68,2 18,8 47,9 100,0

60 51,0 10,0 163,0 70,1

160 11,0 0,0 89,5 12,6

Корнеплод 0 7,9 27,1 25,0 100,0

60 3,5 27,5 18,5 88,6

160 2,5 20,6 12,9 66,0

Потери витамина С за счет его необратимого окисления в ДКГК отмечены при хранении замороженного картофеля, сливы, персиков, томатов, перцев и многих других растительных культур.

Исследования, проводимые в СПбГАУ в течение 2009-2015 гг. по изменению содержания аскорбиновой кислоты в зеленных культурах в процессе хранения в замороженном и сушёном состоянии показали следующее (табл. 3).

Т а б л и ц а 3. Содержание аскорбиновой кислоты в зеленных культурах

Культура Содержание аскорбиновой кислоты мг/100г

в свежей зелени в замороженной зелени в сушёной зелени

Базилик 6-8 4-5 9-14

Кориандр 40-60 30-50 60-100

Мята 8-15 5-10 25-40

Мелисса 10-20 7-14 15-26

Фенхель 10-20 7-12 35-65

Как видно из таблицы, содержание аскорбиновой кислоты при хранении в замороженном состоянии уменьшается по сравнению со свежей зеленью, но потери её не очень большие - 25-35%.

Наименьшие потери аскорбиновой кислоты у кориандра. В процессе сушки количество аскорбиновой кислоты резко сокращается. Так, в сушёной зелени базилика, мелиссы и кориандра стаётся 25-35% аскорбиновой кислоты. Лучше сохранился витамин С в сушёной мяте - 40-50% и сушёном фенхеле - 50-55% [9].

Все эти данные свидетельствуют о том, что аскорбиновая кислота сохраняется в продуктах и готовой пище в относительно больших количествах только при определенных условиях, несоблюдение которых обычно ведет к значительному разрушению этого витамина, а следовательно, к обеднению пищи. Поэтому при расчете рационов необходимо увеличивать количество продуктов с витамином С для того, чтобы в готовом продукте его количество составило необходимую величину.

Л и т е р а т у р а

1. Студенникова Е.В., Степанова Н.Ю. Использование пряноароматических растений в промышленности // Вестник Студенческого научного общества. - 2013. - № 2. - С. 257-260.

2. Белокопытов Д.В., Степанова Н.Ю. Народнохозяйственное значение, пищевая и лечебная ценность кориандра // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования: Матер. науч. конф. проф.-препод. состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГАУ. -СПб., 2011. - С. 73-75.

3. Лейман А., Степанова Н.Ю. Изучение образцов мелиссы при выращивании и замораживании // Вестник Студенческого научного общества. - 2014. № 1. - С. 183-184.

4. Васильева М.В., Степанова Н.Ю. Изучение сортов базилика при выращивании и замораживании // Вестник Студенческого научного общества. - 2014. № 1. - С. 136-138.

5. Прокофьев П.А., Степанова Н.Ю. Пищевая ценность мяты и мелиссы в свежем и замороженном состоянии // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2014. - №4. - С. 189-194.

6. Прокофьев А.А., Степанова Н.Ю. Изменение химического состава фенхеля при хранении в замороженном состоянии // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2014. - №4. - С. 182-188.

7. Васильева М.В., Степанова Н.Ю. Изучение базилика в условиях ленинградской области // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2013. - № 30. -С. 35-38.

8. Степанова Н.Ю. Марченко В.И., Богатырев А.Н. Изменение химического состава зеленных культур при хранении в замороженном состоянии // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2014. - № 4. - С. 5-9.

9. Васильева М.В., Марченко В.И., Степанова Н.Ю. Изменение химического состава зеленных культур после сушки // Глобализация и развитие агропромышленного комплекса России: Сб. науч. тр. междунар. науч.-практич. конф. посвященной 110-летию Санкт-Петербургскому государственному аграрному университету. - СПб., 2014. - С. 41-44.