Влияние сахарозаменителей на состав безалкогольных напитков из растительного сырья

УДК 663.236

Влияние

сахарозаменителей на состав безалкогольных напитков из растительного сырья

О. Л. Буткова, И. Ю. Михайлова

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

Особую группу обладающих лечебно-профилактическим действием составляют напитки, изготовленные на базе растительного сырья.

Растительное сырье — лекарственные и пряно-ароматические растения — применяют в безалкогольной промышленности в качестве источников не только вкусоаромати-ческих веществ, но и биологически активных соединений, которые даже в минимальных количествах оказывают определенное воздействие на организм человека. К таким соединениям относят алкалоиды, глико-зиды, полисахариды, эфирные масла, органические кислоты, антибиотики, витамины, микро- и макроэлементы, дубильные вещества, аминокислоты и др.

Один из важнейших этапов комплексной технологии производства этой группы напитков — экстрагирование сырья с условием максимального обогащения экстрактов экстрактивными веществами. В качестве экстрагентов применяют растительные и животные масла, жидкий азот, спирто-водные и водно-спиртовые растворы, эфиры и др.

Хорошо известен эффективный способ экстрагирования, включающий ферментативный гидролиз и последующую водно-спиртовую экстракцию в различных экстракционных аппаратах. Для наиболее полной экстракции используют ами-лолитические, протеолитические, пектолитические и цитолитические ферментные препараты.

Традиционно вкус таких напитков формируют в присутствии сахара, однако упрощение и соответственно удешевление технологического процесса производства напитков привели к повсеместному применению сахарозаменителей, как правило,

Ключевые слова: напитки безалкогольные, растительное сырье, вкусообразующие вещества, алкилфенолы, сахарин, аспартам, сахарозаменители

синтетических органических соединений. Влияние использования сахарозаменителей на качество процесса экстракции, в конечном итоге на качество напитков, производимых из экстрактов растительного сырья, не было изучено.

Данная работа посвящена исследованию взаимодействия саха-розаменителей с натуральным растительным сырьем в присутствии экстрактивного комплекса и изучению состава получаемых экстрактов для производства безалкогольных напитков.

Для определения влияния сахаро-заменителей на качественный состав вкусообразующих соединений готовили напитки с применением аспар-тама и сахарина, добавленных на разных технологических стадиях.

В качестве растительного сырья использовали различные смеси высушенных растений, таких, как листья черной смородины, тысячелистник, эстрагон, зубровка, чабрец, зверобой, элеутерококк и левзея в двух произвольно выбранных комбинациях № 1 и № 2 [1].

Растительное сырье взвешивали на технических весах из расчета общей массы смеси 25 г. Затем смесь сырья дробили и равномерно перемешивали. Готовили 3%-ную водно-спиртовую смесь; водно-спиртовой раствор цитопектопротеолетическо-го комплекса. Для этого взвешивали трехкомпонентный ферментный препарат (0,0225 г) и растворяли в водно-спиртовой смеси (150 мл).

В составе цитопектопротеолети-ческого комплекса использовали смесь целовиридина, протосубтили-на и пектофоетидина в равных количествах.

Навеску сухого растительного сырья заливали полученным раствором ферментных препаратов в соотношении 1: 6 и экстрагировали в стеклянных емкостях вместимостью 0,5 л в термостате при температуре 45 °С в течении 5 ч.

Экстракт отделяли от растительных остатков механическим отжимом. Полученный экстракт в виде непрозрачной взвеси, содержащей мелкодисперсные частицы, центрифугировали.

Для подавления развития посторонней микрофлоры к прозрачному экстракту (95 мл) добавляли 96%-ный этиловый спирт (12 мл).

Из полученного экстракта готовили купажный сироп для последующего приготовления безалкогольных напитков. Приготовление купажа включает смешивание экстракта с водой, лимонной кислотой и саха-розаменителями.

Подсластители — сахарин или аспартам — добавляли в различные стадии приготовления напитков по схемам:

к смеси растительного сырья на стадии добавления водно-спиртовых ферментных препаратов;

к полученному экстракту перед приготовлением купажной смеси;

к готовому безалкогольному напитку.

Напитки исследовали по органо-лептическим и стандартным показателям безопасности и качества, а также по содержанию экстрактивных веществ. Показатели безопасности и традиционные характеристики — кислотность и сухие вещества — определяли по ГОСТу [2-5].

Содержание токсичных элементов во всех напитках не превышало концентраций, регламентируемых требованиями санитарно-эпидемиологической безопасности.

Органолептические свойства напитков, изготовленных по схемам 1 и 2, соответствовали проектируемым, независимо от использованного подсластителя. Добавление сахарина в напиток на первой стадии меняет вкус готовой продукции. Для установления причины изменения вкуса напитка проанализировали состав

и концентрацию органических вку-сообразующих веществ.

Экстрагировали органические соединения, затем с помощью комплекса спектральных и хроматографиче-ских методов идентифицировали экстрактивные вещества, содержащиеся в напитках.

Анализ экстрактивных органических соединений ограничили рядом алкилфенолов, входящих в комплекс соединений, определяющих вкусовые свойства напитков. Для количественной оценки алкилфенолов применяли специально разработанную методику ВЭЖХ. Определили соединения, удобные для нахождения методом ВЭЖХ, и установили, что в экстрактах в аналитически достоверных концентрациях содержатся галловая и протекатеховая кислоты, ванилиновый спирт, про-текатеховый, 4-оксибензойный и сиреневый альдегиды.

Эти и другие экстрактивные вещества в комплексе с подсластителями и лимонной кислотой определяют вкус и аромат полученных напитков.

Данные по содержанию экстрактивных идентифицируемых веществ в напитках, приготовленных по описанным схемам 1-3, приведены в табл. 1.

Из данных табл. 1 следует, что схема приготовления и структура сахарозаменителя оказывают существенное влияние на состав экстрактивных веществ.

В напитках, приготовленных с использованием сахарина, количество галловой кислоты во много раз превышает ее содержание в напитках, приготовленных с применением аспартама. Содержание остальных идентифицированных экстрактивных веществ не зависит от способа приготовления напитка и используемого подсластителя: протекатеховой кислоты — от 0,8 до 1,1 мг/л; ванилинового спирта — от 1,6 до 1,9 мг/л; протекатехового альдегида — от 3,6 до 3,9 мг/л; 4-оксибензойного альдегида — от 0,9 до 1,1 мг/л; сиреневого альдегида — от 1,9 до 2,1 мг/л.

Такой эффект может быть обусловлен взаимодействием сахарина с протеолитическим комплексом, ответственным за гидролиз поли-фенольных соединений. Известно, что действие цитопектопротеоли-тического комплекса направлено на расщепление в том числе поли-фенольных соединений

Таблица 1

Схема Набор Идентифицируемые соединения Концентрация в напитках, мг/дм3

приготовления напитка растительного сырья с сахарином с аспартамом

1 1 Галловая кислота 6,4 0,4

Протекатеховая кислота 0,8 1,1

Ванилиновый спирт 1,9 1,6

Протекатеховый альдегид 3,8 3,7

4ОБА 0,9 0,9

Сиреневый альдегид 2,1 2,0

2 1 Галловая кислота 12,6 0,4

Протекатеховая кислота 0,8 1,1

Ванилиновый спирт 1,7 2

Протекатеховый альдегид 3,8 3,5

4ОБА 1,0 0,8

Сиреневый альдегид 2,0 2,1

3 1 Галловая кислота 11,8 0,4

Протекатеховая кислота 0,9 0,8

Ванилиновый спирт 1,9 1,9

Протекатеховый альдегид 3,6 3,6

4ОБА 0,9 1,1

Сиреневый альдегид 2,1 2,1

1 2 Галловая кислота 6,5 0,3

Протекатеховая кислота 1,1 0,9

Ванилиновый спирт 2,0 1,6

Протекатеховый альдегид 3,6 3,7

4ОБА 0,9 0,8

Сиреневый альдегид 2,0 1,8

2 2 Галловая кислота 11,8 0,3

Протекатеховая кислота 1,2 1,1

Ванилиновый спирт 1,9 1,8

Протекатеховый альдегид 3,6 3,4

4ОБА 0,9 1,1

Сиреневый альдегид 1,9 2,0

3 2 Галловая кислота 11,7 0,4

Протекатеховая кислота 0,9 1,0

Ванилиновый спирт 2,0 2,1

Протекатеховый альдегид 3,7 3,6

4ОБА 1,1 1,1

Сиреневый альдегид 2,0 1,9

с образованием олиго- и мономеров. Очевидно, присутствие сахарина в составе способствует расщеплению полимеров с образованием мономера — галловой кислоты. Это подтверждается отсутствием данного эффекта в условиях приготовления напитков с аспартамом.

Для проверки стабильности концентрации подсластителей во времени изучили зависимость их содержания в напитках от экспозиции и способа приготовления напитков. Динамика концентрации сахарина в напитках (мг/дм3) показана в табл. 2; динамика концентраций аспартама в напитках (мг/дм3) — в табл. 3.

В образцах напитков, приготовленных с добавлением подсластите-

лей к сухому растительному сырью, найдено вдвое меньше сахарина и втрое — аспартама, чем в напитках, полученных по другим схемам.

Меньшее содержание в напитках, приготовленных путем добавления сахарина на стадии смешивания сухого растительного сырья с водно-спиртовым раствором ферментного комплекса, можно объяснить процессами сорбции — десорбции сахарина на частицах сухого растительного сырья и его выведения из зоны реакции ферментативного гидролиза.

Различные концентрации подсластителей находили в продукции, приготовленной и по другим схемам. В напитках, полученных путем добавления сахарина и аспартама

2 • 2010

23

Таблица 2

Комбинации смесей Номер образца Экспозиция, дни

растительного сырья 1 14 28

1 1 41,1 42,2 41,0

2 80,5 81,3 82,1

3 83,2 85,3 86,1

2 1 37,7 39,8 38,1

2 82,2 87,2 85,9

3 90,0 92,0 91,5

Таблица 3

Комбинации смесей Номер образца Экспозиция, дни

растительного сырья 1 14 28

1 1 2 54,2 186,0 56,1 185,0 58,0 180,0

3 193,0 189,0 195,0

2 1 61,3 64,0 62,2

2 189,0 190,0 190,0

3 203,0 203,0 204,0

к экстрактам, последних было обнаружено меньше, чем при их непосредственном внесении в напиток.

На указанную зависимость не влияет состав растительного сырья. Следовательно, концентрация аспартама и сахарина в готовой продукции прямо связана со способом приготовления напитков.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о процессах сорбции — десорбции в системе «растительное сырье — растворитель — подсластитель». Независимо от строения молекулы подсластители сорбируются на сухом растительном сырье. Это положение подтверждается экспериментом по добавлению подсластителей к водно-спиртовым растворам ферментного комплекса. Как было указано выше, такой комплекс содержит незначительное количество мелких частиц растений, которые также сорбируют аспартам и сахарин.

В напитках, приготовленных из экстракта смеси растительного сырья, содержание аспартама и сахарина незначительно уменьшалось по сравнению с внесенным первоначально. Изучение динамики изменения концентрации подсластителей во времени (28 дней) с интервалом в 2 недели показало, что процесс сорбции ограничен во времени, скорость его составляет не более 24 ч и зависит от количества активных центров поверхности растительного сырья, способных сорбировать молекулы подсластителя.

Известно, что действие цитопек-топротеолитического комплекса

направлено на расщепление, в том числе полифенольных соединений (лигнинов), с образованием олиго-и мономеров. Очевидно, присутствие сахарина в составе способствует расщеплению полимеров с образованием мономера — галловой кислоты. Это подтверждается отсутствием данного эффекта в условиях приготовления напитков с аспартамом. Эти данные коррелируют с данными по содержанию подсластителя в напитках.

В результате проведенной работы установили влияние сахарина на процесс расщепления полифенольных соединений в результате ферментативного гидролиза с образованием оксифенольных мономеров при изготовлении напитков безалкогольных на основе растительного сырья. Сахарин, добавленный в сухую смесь растительного сырья, вступает в реакцию сорбции — десорбции с последним.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент RU № 2151528. Способ получения концентрированной основы для диетического напитка/Г. Л. Филонова и др.

2. ГОСТ 28188—89 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия». Издательство стандартов, 1990.

3. ГОСТ 6687.2—90 «Определение массовой доли сухих веществ в безалкогольных напитках». Издательство стандартов. 1991.

4. ГОСТ 6687.3—87 «Определение массовой доли СО2 в безалкогольных напитках». Издательство стандартов, 1988.

5. ГОСТ 6687.4—86 «Определение кислотности в безалкогольных напитках». Издательство стандартов, 1987. <&

Новая книга

Союз виноделов Крыма выпустил в свет книгу-монографию проф. Е. П. Шольца-Куликова «Виноделие по-новому»

(изд-во «Таврида», 2009).

Монография включает сведения о состоянии и основных тенденциях современного виноделия в мире, сырьевой основе виноградных вин, особенностях помещений и емкостей современных винзаводов Европы и США, новом технологическом оборудовании винодельческих предприятий, современной технологии белых, розовых и красных виноградных вин, проблемах плодово-ягодного виноделия, особенностях маркетинга вин и правовых аспектах отрасли.

Виноградарство представлено как производственный потенциал виноделия. Оно организуется по законам маркетинга (рынок вина). Урожайность виноградников впервые показана в гл/га.

В книге рассмотрены также современные машины и аппараты (флотаторы, вакуум-барабанные и намывные фильтры, вакуум-мембранные прессы, винифика-торы последних модификаций).

Впервые в отечественной литературе представлены кондиционирование температуры сусла и виноматериалов с помощью установки Чиллер — Daikin, аппараты Фабри, установка Kristal-stop и другие новации в технике и технологии виноделия.

Отдельная глава посвящена юридическому законодательству Украины и ЕС, используемому при выращивании винограда и производстве вина.

В книге приведены краткий словарь-справочник 79 иностранных терминов и определений в виноделии; 22 современные технологические и аппаратур-но-технологические схемы виноделия; 70 технических характеристик современного технологического оборудования; информация о 14 иностранных фирмах, поставляющих из Европы вспомогательные материалы, емкости и различные винодельческие машины.

В монографии использованы многолетний практический опыт автора, его знание винзаводов России, Грузии, Венгрии, Молдовы, Италии, юга Франции.

Книга предназначена для работников винодельческой промышленности, частных винодельческих предприятий и студентов высших учебных заведений.