Изменение химического состава пряно-ароматических культур после ИФК-сушки

УДК 664.5

Изменение химического состава пряно-ароматических культур

после ИФК-сушки

Н. Ю. Степанова, канд. с.-х. наук Санкт-Петербургский государственный аграрный университет А. Н. Богатырёв, д-р техн. наук, профессор Российская академия наук

Сушка - один из старейших способов предохранения продуктов от порчи.

Современные методы и режимы сушки позволяют получать полноценные продукты с сохранением их природных свойств, а нередко сушеные продукты даже обладают преимуществами по сравнению со свежими. Так, они занимают меньший объем, содержат питательные вещества в концентрированном виде и лучше усваиваются (например, порошки из овощей), более транспортабельны и т. д.

Степень воздействия сушки на живые организмы, присутствующие в продукте, может быть различной. При сушке многими способами в продуктах остаются живыми различные микроорганизмы и их споры (бактерии, дрожжи и плесневые грибы). При создании благоприятных условий (увлажнении продукта при хранении или перевозках) микроорганизмы активизируются, развиваются и портят продукт.

Сушка - сложный тепломассооб-менный процесс, один из методов консервирования, который позволяет наиболее эффективно сохранить продукты и полуфабрикаты, полученные из сельскохозяйственного сырья животного и растительного происхождения. К достоинствам сушки как метода консервирования относятся возможность длительного хранения и перевозок продукции без применения холода; небольшая масса, в 3...5 раз меньше, чем у исходного сырья; недефицитная тара для фасования; хорошая транспортабельность [1]. При высушивании происходит концентрация растворенных веществ в клетке, повышается осмотическое давление, что делает невозможным питание микроорганизмов

клетки. Клетка теряет способность использовать питательные вещества и микроорганизмы не развиваются.

Переработка сельскохозяйственного сырья методом сушки позволяет в течение всего года равномерно обеспечивать население сельскохозяйственной продукцией. Продукты, консервированные методом сушки, нашли широкое применение в общественном и индивидуальном питании.

Сушеные плоды и овощи обладают высокой энергетической ценностью, так как содержат значительное количество сахаров, азотистых веществ, органических кислот, пектиновых и минеральных веществ, а также хорошей сохраняемостью и транспортабельностью. Недостатком является снижение содержания витаминов при сушке и изменение органолепти-ческих свойств [2, 3].

Пряности - это пищевая добавка натурального растительного происхождения, а именно определенным образом приготовленные различные части растений: плоды, семена, листья, соцветия, стебли, корни, кора. Растения, которые используют в качестве пряностей, называют пряно-ароматическими. Молотые пряности обладают приятным и устойчивым ароматом и жгучим вкусом. Они являются первыми веществами, которые человечество научилось выращивать, приготовлять и использовать как вкусовые добавки к пище. Ещё в древности было выявлено их замечательное свойство - сохранять пищу, продлевать срок ее хранения. Это объясняется тем, что многие пряности - замечательные консерванты [4].

Название кориандр происходит от греческого слова «корис». В Азии кориандр является самой популярной

приправой. Первые данные о кориандре появились за 5 тысяч лет до н. э. Семена растения чаще всего называют кориандром, а вот зеленые листья принято называть кинзой. Листья растения имеют сильный специфический аромат. Зелень кориандра используется в качестве приправы к салатам, к мясу и супам [4].

Базилик считается одной из самых универсальных трав. Он обладает непревзойденным ароматом, его можно использовать как отдельно, так и в смесях с другими пряностями и травами [5]. В свежем виде базилик служит приправой для салатов, мясных и рыбных блюд, а также блюд из птицы [6, 7].

Фенхель возделывается во всем мире как однолетнее, двулетнее и многолетнее растение [3]. Ведущими странами по возделыванию фенхеля являются Индия, Бразилия, Российская Федерация, Израиль, Китай и страны Евросоюза. [8].

Наиболее актуальна и перспективна сушка продуктов с применением инфракрасного излучения. Инфракрасная сушка основана на том, что инфракрасное излучение с длиной волны 1,6 - 2,2 мкм активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушенного продукта, поэтому удаление влаги возможно при невысоких температурах (40.65 °С), что позволяет лучше сохранить витамины, естественный цвет, вкус и аромат [1]. Подготовленное сырье раскладывают на сетчатом поддоне слоем толщиной около 15 мм и помещают в сушильную камеру.

Известно, что ИК-лучи позволяют значительно интенсифицировать процесс сушки из-за увеличения плотности теплового потока на поверхности и в глубине материала, а также вследствие проникающей способности этих лучей. При этом превращение лучистой инфракрасной энергии в тепловую обусловлено терморадиационными спектральными свойствами облучаемого материала, то есть его пропускающей, отражательной и поглощающей способностью.

В Санкт-Петербургском государственном аграрном университете в течение 5 лет проводились исследования по высушиванию пряно-ароматических культур с помощью инфракрасной сушки. Исследования были проведены на 9 сортах кориандра, 5 сортах и 2 образцах базилика и 10 образцах фенхеля из коллекции ВИР. Сушку проводили в инфракрасной сушилке при температуре 60 °С.

Химический анализ свежей зелени кориандра показал следующее. Наибольшее количество сухих веществ и сахаров содержала свежая зелень сортов Кинза-дза, Бородинский, АЗОСС-379 и Лимонный (табл. 1).

Больше других аскорбиновой кислоты накопили сорта Стимул, АЗОСС-379, Кинза-дза и Смена -49 - 54,5 мг/100 г, что на 25 - 30% больше, чем в контрольном варианте (сорт Венера).

Максимальное количество каротина имела свежая зелень кориандра сортов Бородинский, Кинза-дза -17 мг/100 г, что на 20% превышает показатель контрольного сорта Венера.

По содержанию хлорофилла выделились сорта Янтарь, Венера, Стимул.

Данные химического анализа свежей зелени кориандра за время проведения опыта показали, что по комплексу показателей лидируют сорта Кинза-дза, Бородинский, АЗОСС-379 и Смена.

Оценивая качество сушёной зелени кориандра, следует отметить, что в результате сушки произошло увеличение количества сухих веществ почти в 6 раз (табл. 2). Вследствие этого количество сахаров увеличилось в 5 раз. Однако при пересчёте на сухое вещество видно, что потери сахаров при сушке составили 15 - 20%.

Максимальное количество сахаров отмечено у сортов Бородинский -17,7% и Кинза-дза - 15,2%.

Потери аскорбиновой кислоты при сушке очень значительны 60 - 70%. Несмотря на это, сушёная зелень кориандра содержит 40 - 108 мг/100 г аскорбиновой кислоты. Больше других аскорбиновой кислоты содержали сушёные листья кориандра сорта Лимонный -108 мг/ 100 г.

Максимальное количество каротина в сушёной зелени охранили сорта Кинза-дза (90 мг/100 г), АЗОСС-379 (79 мг/100 г) и Прелесть (78 мг/100 г). Потери каротина при сушке составили от 15 до 50 % в зависимости от сорта.

По содержанию хлорофилла выделились сорта АЗОСС-379 (772 мг/ 100 г), Венера (790 мг/100 г) и сорт Смена (752 мг/100 г). При высушивании теряется 20 - 40% хлорофилла.

Данные химического состава свежей зелени базилика показали, что наибольшее количество сахаров содержали сорта Ереванский и Гул-лаап (3,5%) и образец № 61 - (4,0%) (табл. 3). По количеству аскорбиновой кислоты выделились сорта Гул-лаап и Ереванский (4,4 - 4,5%).

Химический состав свежей зелени кориандра

Таблица 1

Сорт кориандра Сухое вещество, % Сумма сахаров, % Аскорбиновая кислота, мг / 100 г Каротин, мг /100 г Хлорофилл, мг/ 100 г

Венера (контроль ) 16,3 2,6 39,4 14,3 162,5

Бородинский 17,9 3,5 47,6 17,0 91,0

Кинза-дза 18,1 4,1 53,4 17,1 132,3

Лимонный 17,5 3,4 41,9 15,5 131,5

Стимул 16,4 2,8 59,1 15,1 141,0

Янтарь 16,3 3,0 42,6 14,5 169,0

Смена 17,8 3,5 49,7 15,6 128,6

Прелесть 17,2 3,1 44,8 15,2 105,8

АЗОСС -379 17,9 3,5 54,5 15,8 155,7

Химический состав сушеной зелени кориандра Таблица 2

Сорт кориандра Сухое вещество, % Сумма сахаров, % Аскорбиновая кислота, мг / 100 г Каротин, мг/ 100 г Хлорофилл, мг / 100 г

Венера (контроль ) 92,6 12,0 56 67 790

Бородинский 94,4 17,4 38 52 430

Кинза-дза 93,4 15,2 41 90 665

Лимонный 91,7 14,2 108 67 623

Стимул 91,9 13,9 56 60 569

Янтарь 91,5 14,9 57 59 502

Смена 93,1 9,1 53 76 752

Прелесть 91,8 14,4 54 78 490

АЗОСС-379 92,2 10,1 43 79 772

Химический состав свежей зелени базилика Таблица 3

Сорт и образец Сухое вещество, % Сахара, % Аскорбиновая кислота, мг / 100 г Каротинои-ды, мг / 100 г Хлорофилл, мг / 100 г

Ереванский 15,8 3,5 4,4 16,2 203

Изумруд 18,4 3,1 4,0 23,7 254

Фиолетовый бархат 16,3 2,5 2,2 20,3 182

Гуллаап 15,2 3,5 4,5 12,5 153

Grun 7о11е! 15,5 1,9 3,0 13,8 180

Образец № 61 (Азербайджан) 17,9 4,0 3,1 17,9 162

Образец № 83 (Киргизия) 18,7 2,2 3,4 12,1 116

Таблица 4

Химический состав сушеной зелени базилика

Сорт, образец Сухое вещество, % Сахара, % Аскорбиновая кислота, мг/ 100 г Каротинои-ды, мг / 100 г Хлорофилл, мг /100 г

Ереванский 91,2 7,2 12,3 72 560

Изумруд 92,2 8,7 11,5 88 506

Фиолетовый бархат 92,1 7,7 9,8 87 415

Гуллаап 91,7 11,4 13,8 49 472

Grun 7о11е! 92,2 5,7 10,6 68 500

Образец № 61 (Азербайджан) 92,5 8,4 10,4 102 672

Образец № 83 (Киргизия) 92,6 5,6 11,2 46 375

Таблица 5

Химический состав свежей зелени фенхеля

№ образца Сухое вещество, % Сумма сахаров, % Аскорбиновая кислота, мг / 100 г Каротинои-ды, мг / 100 г Хлорофилл, мг/ 100 г

21 (Афганистан) 18,9 1,40 16,2 12,3 98

26 (Эфиопия) 17,5 1,70 15,6 15,8 128

49 (США) 19,0 1,89 18,6 18,7 138

Вр. 17 (Франция) 18,6 1,73 16,4 18,6 148

Вр. 151 (Испания) 15,4 2,48 15,8 23,1 142

Вр. 208 (Азербайджан) 17,4 3,12 17,4 18,8 124

Вр. 220 (Россия) 17,0 1,24 15,8 12,4 106

Вр. 259 (Россия) 15,4 1,92 17,8 15,3 91

Химический состав сушёной зелени фенхеля Таблица 6

№ образца Сухое вещество, % Сумма сахаров, % Аскорбиновая кислота, мг / 100 г Каротинои-ды, мг / 100 г Хлорофилл, мг/ 100 г

21 (Афганистан) 89,4 3,8 54,4 38,4 237

26 (Эфиопия) 89,4 4,3 65,8 44,9 323

49 (США) 90,0 4,6 50,7 53,3 351

Вр. 17 (Франция) 88,6 4,2 43,3 44,3 277

Вр. 151 (Испания) 87,2 5,8 37,2 47,2 324

Вр. 208 (Азербайджан) 89,7 6,9 45,9 33,8 239

Вр. 220 (Россия) 88,9 3,9 46,3 36,1 289

Вр. 259 (Россия) 87,8 4,4 53,1 40,9 270

Максимальное количство каро-тиноидов накопили сорта Изумруд (23,7 мг/100 г) и Фиолетовый бархат (20,3 мг / 100 г). Больше других хлорофилла имели сорта Изумруд (254 мг/100 г) и Ереванский (203 мг/ 100 г).

Анализируя данные химического состава свежей зелени базилика, следует выделить следующие сорта: Изумруд, Гуллаап, Ереванский.

В результате сушки базилика количество в нем сухих веществ увеличилось в 5,5 - 6 раз. Содержание сахаров составило 5,6 - 11,4%. Наибольшее количество сахаров сохранил сорт Гуллаап - 11,4%. Потери сахаров составили 30 - 60% (табл. 4).

Содержание витаминов после сушки резко сократилось. Потери аскорбиновой кислоты составили 39 - 50%. Больше всего аскорбиновой кислоты содержали сорта Гул-лаап (13,8 мг/100 г) и Ереванский (12,3 мг/100 г). Потери каротиноидов немного меньше (10 - 30%), в зависимости от сорта. Больше всего каротиноидов сохранили образец № 61 (102 мг/100 г) и сорта Изумруд

(88 мг/100) г и Фиолетовый бархат (87мг/ 100 г).

По содержанию хлорофилла выделились сорт Ереванский (560 мг/100 г) и образец из Азербайджана (672 мг/100 г). Количество хлорофилла сократилось на 30 - 60% в зависимости от сорта.

По комплексу химических показателей сушёной зелени базилика следует выделить сорт Изумруд.

Анализируя химический состав свежей зелени фенхеля, надо отметить, что наибольшее количество сахаров у образцов Вр. 208 (Азербайджан) - 3,12% и Вр. 151 (Испания) -2,48% (табл. 5). Максимальное количество аскорбиновой кислоты отмечено у образцов № 49 (США) -18,6 мг/100 г, Вр. 208 (Азербайджан) -17,4 мг/100 г и Вр. 259 (Россия) -17,8 мг/100 г. Больше всего каро-тиноидов накопили образцы № 49 (США) - 18,7 мг/100г, Вр. 208 (Азербайджан) - 18,8 мг/100 г, Вр. 151 (Испания) - 23,1 мг/100 г. По количеству хлорофилла выделились образцы Вр. 17 (Франция) - 148 мг/100 г и Вр. 151 (Испания) - 142 мг/100 г.

Анализируя химический состав сушёной зелени фенхеля (табл. 6), можно отметить, что наибольшее количество сахаров сохранили образцы Вр. 208 (Азербайджан) - 6,9% и Вр. 151 (Испания) - 5,8%. Максимальное количество аскорбиновой кислоты имели образцы № 26 (Эфиопия) -65,8 мг/100 г и Вр. 259 (Россия) -53,1 мг/100 г. По количеству кароти-ноидов выделились образцы № 49 (США) - 53,3 мг/100 г и Вр. 151 (Испания) - 47,2 мг/100 г. Больше всего хлорофилла содержали образцы № 49 (США) - 351 мг/100 г, Вр. 151 (Испания) - 324 мг/100 г и 26 (Эфиопия) - 323 мг/100 г.

По комплексу химических показателей сушёной зелени следует выделить 26 (Эфиопия), № 49 (США) и Вр. 151 (Испания).

В среднем в зависимости от сорта фенхеля потери сахаров при его сушке составили 30 - 50%, аскорбиновой кислоты - 30 - 55%, каротиноидов -40 - 50% и хлорофилла в 55 - 60%.

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1. Сушёная зелень кориандра, базилика и фенхеля обладает достаточно высокой биологической и питательной ценностью, которая во многом зависит от используемых для переработки сортов, а именно от содержания в них питательных веществ.

2. Содержание сахаров в сушёной зелени сохраняется на уровне 80 - 85% у кориандра, 40 - 70% у базилика и 50 - 70% у фенхеля.

3. Потери аскорбиновой кислоты у кориандра 60 - 70%, у базилика 40 - 50 % и у фенхеля 30 - 55%.

4. В сушёной зелени остаётся каротиноидов до 50 - 85% у кориандра, 70 - 90% у базилика и 50 - 60% у фенхеля.

5. Наибольшей питательной ценностью обладает сушеная зелень кориандра сортов Кинза-дза и Лимонный, базилика сорта Изумруд и фенхеля у образцов № 26 (Эфиопия), № 49 (США) и Вр. 151 (Испания).

ЛИТЕРАТУРА

1. Васильева М. В. Производство и способы переработки базилика/ М. В. Васильева, Н. Ю. Степанова // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2015. - № 1. - С. 31 - 36.

2. Марченко, В. И. Значение витамина С и его сохраняемость при хранении и переработке. Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования/ В. И. Марченко, Н. Ю. Степанова // Материалы международной

науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГАУ. -2013. - С. 513 - 516.

3. Прокофьев, А. А.Пищевая ценность свежей и замороженной зелени фенхеля. Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования/А. А. Прокофьев, Н. Ю. Степанова // Сб. науч. трудов по материалам международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава СПбГАУ. - 2014. - С. 423 -426.

4. Степанова, Н.Ю. Использование пряно-ароматических растений в про-мышленности/Н. Ю. Степанова, Е. В. Сту-деникина // Вестник студенческого

научного общества. - 2013. - Т. 2. -С. 257.

5. Степанова, Н.Ю. Изучение базилика в условиях Ленинградской обла-сти/Н. Ю. Степанова, М. В. Васильева // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2013. - № 30. - С. 35 - 38.

6. Васильева, М.В. Сортоизучение базилика в условиях Ленинградской обла-сти/М. В. Васильева, Н. Ю. Степанова // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2012. - № 27. - С. 18 - 23.

7. Васильева, М.В. Сортоизучение базилика в условиях Ленинградской области. Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования/ М. В. Ва-

сильева, Н. Ю. Степанова // Сб. науч. трудов. - СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2 часть. - 2013. - С. 466 - 469.

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

9. Марченко, В.И. Химический состав плодов и овощей. Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования/ В. И. Марченко, Н. Ю. Степанова // Сб. науч. трудов по материалам международной науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава. - 2014. - С. 414 - 417.

Изменение химического состава пряно-ароматических культур после ИФК-сушки

Ключевые слова

базилик; инфракрасная сушка; кориандр; пряно-ароматические культуры; фенхель; химический состав

Реферат

С помощью современных методов сушки можно получить полноценные продукты и сохранить их природные свойства. Инфракрасное излучение с длиной волны 1,6 - 2,2 мкм активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушенного продукта, поэтому инфракрасная сушка позвляет сушить продукцию при более низких температурах, что дает возможность лучше сохранить витамины, естественный цвет, вкус и аромат. Кориандр, базилик и фенхель относятся к пряноароматическим культурам, которые используются не только в свежем виде, но и в виде пряностей. В Санкт-Петербургском государственном аграрном университете в течение пяти лет было изучено 26 сортов и сортообразцов пряноароматических культур на пригодность к сушке с помощью инфракрасного излучения. Проведенные исследования показали, что сушеная зелень кориандра, базилика и фенхеля содержит большое количество биологически ценных веществ. Так сушёный кориандр имеет 10 - 17% сахаров, 43 - 108 мг/100 г аскорбиновой кислоты, 52 - 90 мг/100 г каротиноидов и 430 - 790 мг/100 г хлорофилла, сушёный базилик - 5 - 11% сахаров, 9,8 - 13,8 мг/100 г аскорбиновой кислоты, 46 - 102 мг/100 г каротиноидов и 375 - 672 мг/100 г хлорофилла, сушёный фенхель - 3,8 - 6,9% сахаров, 37 - 65 мг/100 г аскорбиновой кислоты, 33 - 53 мг/100 г каротиноидов и 237 - 351 мг/100 г хлорофилла. Отражено влияние сорта на пищевую ценность сушёной зелени, выявлены лучшие сорта и образцы, где максимально сохраняются сахара и витамины. Это сушёная зелень кориандра сортов Кинза-дза и Лимонный, базилика сорта Изумруд и фенхеля образцов № 26 (Эфиопия), № 49 (США) и Вр. 151 (Испания). Выявлена зависимость содержания полезных веществ в сушёной зелени от содержания их в свежей. Доказано, что в сушёном кориандре хорошо сохраняются сахара (80 - 85%), аскорбиновая кислота (30 - 40%) и картиноиды (50 - 85%), в сушёном базилике прекрасно сохраняются сахара (40 - 70%), каротиноиды (70 - 90%) и аскорбиновая кислота (50 - 60%), в сушёном фенхеле - сахара (50 - 70%), аскорбиновая кислота (45 - 70%) и каротиноиды (50 - 60%).

Авторы

Степанова Наталья Юрьевна, канд. с.-х. наук, Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, 196600, г. Санкт-Петербург, Петербургское ш., д. 2, natelaspb@yandex.ru

Богатырёв Андрей Николаевич, д-р техн. наук, профессор, Российская академия наук, 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, д. 14, and1935@mail.ru

Changes in the Chemical Composition of Aromatic Crops after IFC-Drying

Key words

infrared drying; chemical composition; culture; spicy; coriander; basil; fennel

Abstracts

With the help of modern methods of drying, it is possible to obtain high-grade products and maintain their natural properties. Infrared radiation with wavelengths of 1.6 and 2.2 microns is actively absorbed by water contained in the product, but not absorbed by tissue dried product, so infrared drying allows to dry the products at lower temperatures, which gives the opportunity to better retain vitamins, natural color, taste and aroma. Coriander, Basil and fennel are spicy cultures, which are used not only fresh, but also in the form of spices. In St. Petersburg state agrarian University within five years it was studied 26 varieties and accessions spicy cultures for suitability for drying using infrared radiation. Studies have shown that the dried greens of coriander, Basil and fennel contains a large amount of biologically valuable substances. So dried coriander has a 10 to 17% sugars, 43 - 108 mg / 100g of ascorbic acid, 52 - 90 mg / 100g of carotenoids, and 430 - 790 mg/100g chlorophyll, dried Basil - 5 - 11% of all the sugar, 9,8 - 13,8 mg/100g of ascorbic acid, 46 - 102 mg/100g of carotenoids, and 375 - 672 mg/100 chlorophyll, dried fennel - 3,8 - 6,9% sugar, 37 - 65 mg/100g of ascorbic acid, 33 - 53 mg/100g of carotenoids, and 237 - 351 mg/100g of chlorophyll. Shows the influence of the varieties on the nutritional value of dried herbs, identified the best varieties and the best which allow to preserve sugar and vitamins. It dried coriander varieties Cilantro-za and Lemon, Basil varieties Emerald and fennel samples No. 26 (Ethiopia), no. 49 (USA) and BP. 151 (Spain). The dependence of the content of nutrients in dried herbs from the contents of their in fresh. It is proved that in dried coriander are well preserved sugars (80 - 85%), ascorbic acid (30 - 40%) and carcinoid (50 - 85%), dried Basil can be stored sugar (40 - 70%), carotenoids (70 - 90%) and ascorbic acid (50 - 60%), dried fennel - sugar (50 - 70%), ascorbic acid (45 - 70%) and carotenoids (50 - 60%).

Authors

Stepanova Natalya Yuryevna, Candidate of Africultural Science, St. Petersburg State Agrarian University, 2, Peterburgskoye Shosse, St. Petersburg, 196600, natelaspb@yandex.ru

Bogateryov Andrey Nikolaevich, Doctor of Technical Science, Professor, Russian Academy of Science, 14, Leninsky Prospekt, Moscow, 119991, and1935@mail.ru