Эффективные технологии производства пектина и его использование в пищевой промышленности

3. Урсов, И.Г. Проблемы эпидемии туберкулеза в Западной Сибири / И.Г. Урсов, В.А. Краснов // Проблемы инфекционной патологии в регионах Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. - Новосибирск, 1998. - С. 164-165.

4. Вичканова, С.А. Петрспективы поиска антимикробных средств среди природных веществ из высших растений / С.А. Вичканова // Состояние и перспективы исследований биологически активных веществ из растений и создание на их основе новых лекарственных препаратов: тр. ВИЛР. - М., 1983. - С. 107-118.

5. Георгиевский, В.П. Биологически активные вещества лекарственных растений / В.П. Георгиевский,

Н.Ф. Комисаренко, С.Е. Дмитрук. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. - 333 с.

6. Николаевский, В.В. Биологическая активность эфирных масел / В.В. Николаевский, А.Е. Еременко, И.К. Иванов. - М.: Медицина, 1987. - 144 с.

УДК 664.85:641.56 Н.В. Цугленок, Н.Н. Типсина, О.Ю. Катасанова

ЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПЕКТИНА И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В статье приводятся результаты изучения содержания пектиновых веществ в мелкоплодных яблоках, выращиваемых в Красноярском крае.

Пектин, выделенный из 4-х сортов: Фонарик, Красноярский снегирек, Добрыня и Ранетка пурпуровая, обладает высокими студнеобразующими свойствами.

Создание малоотходных и безотходных технологий и более широкое вовлечение в хозяйственный оборот вторичных сырьевых ресурсов является одним из важнейших направлений повышения эффективности современного производства. Производство пектина и пектинопродуктов отвечает этим требованиям в наибольшей степени, т.к. предусматривает выработку биологически ценного комплексо- и студнеобразова-теля из вторичных сырьевых ресурсов.

Известно, что пектин - это студнеобразователь растительного происхождения, который встречается во всех частях растений: корнях, стеблях, соцветиях, листьях и, главным образом, плодах, овощах.

Отсутствие до настоящего времени классификации пектиносодержащего сырья не позволяло разработать универсальную технологию производства пектина, предусматривающую переработку различного сырья по одной процессно-аппаратурной схеме, и выявить другие сырьевые источники пектиновых веществ.

Пектиносодержащее сырье можно подразделить на 3 основные группы: овощи (клубнеплоды, корнеплоды, листовые, стеблевые, бобовые), плоды (семечковые, косточковые, ягоды, субтропические и тропические плоды) и другие виды промышленного сырья с высоким содержанием пектина (листья чая и табака, стебли и соцветия - корзинки подсолнечника, створки коробочек хлопчатника, кора хвойных пород деревьев).

Так, мелкоплодные яблоки следует рассматривать как важнейший источник пектиновых веществ. Плоды яблонь занимают важное место в питании, они издавна используются в свежем и переработанном виде. Потребление мелкоплодных яблок в свежем виде ограниченно из-за непродолжительного срока хранения и несколько своеобразного терпкого вкуса, характерного для сибирских плодов. Размягчение плодов при созревании и перезревании объясняется превращением пектиновых веществ - переходом труднорастворимого протопектина в растворимый пектин и распадом последнего. Считается, что пектиновые вещества несут не только механические функции, но и участвуют в обмене веществ, особенно процессах, развивающихся в плодах при хранении, а также при технологических операциях, связанных с их переработкой [6].

Высокое содержание пектиновых веществ в мелкоплодных яблоках позволяет считать их перспективным сырьем для получения желирующих материалов, широко используемых в кондитерской промышленности. Промышленное производство пектина из выжимок дикорастущих яблок не организовано из-за недостаточной изученности технологических свойств данного сырья. В настоящее время разработаны технологические параметры извлечения пектиновых веществ из дикорастущих яблок: соотношение выжимок яблок и экстрагента - 1:10; температура процесса - 95...980С; значение рН среды - 1,8...2,0; продолжительность процесса гидролиза-экстрагирования - 1ч. При этом стадии технологического процесса осуществляются

аналогично существующим схемам получения пектина из выжимок яблок культурных сортов [3]. Содержание пектиновых веществ является важнейшим показателем для выбора сортов мелкоплодных яблок, наиболее подходящих для производства пектина и пектинопродуктов.

Для изучения содержания пектиновых веществ использовались четыре сорта мелкоплодных яблок, наиболее распространенных в Красноярском крае. Данные полученных результатов сведены в таблицу.

Содержание пектиновых веществ в мелкоплодных яблоках, %

Наименование сортов Содержание водорастворимых пектиновых веществ Содержание протопектинов Общее содержание пектиновых веществ

Фонарик 0,31 0,7 1,01

Красноярский снегирек 0,64 0,29 0,93

Добрыня 1,05 1,26 2,32

Ранетка пурпуровая 1,06 1,37 2,49

По результатам исследований пектин, выделенный из данных сортов мелкоплодных яблок, обладает высокими студнеобразующими свойствами (рис.) и является ценным продуктом для профилактического и диетического питания.

700

600

500

400

300

200

100

0

Студнеобразующая способность, г

1

2

3

4

Диаграмма зависимости студнеобразующей способности пектина от сорта мелкоплодных яблок:

1 - Ранетка пурпуровая; 2 - Красноярский снегирек; 3 - Добрыня; 4 - Фонарик

Студнеобразующая способность является наиболее важным свойством пектиновых веществ, определяющим область их применения в пищевой промышленности.

Пектин широко применяется в российской пищевой промышленности, общий импорт этого ингредиента составляет около 1000 т в год. Кроме сухого пектина в пищевой промышленности могут использоваться такие пектинопродукты, как яблочно-пектиновая паста, пектиносодержащий порошок, пектиновые экстракт и концентрат.

Помимо традиционного использования в кондитерском производстве, пектин начинают широко применять в молочной отрасли, производстве напитков и различных фруктовых полуфабрикатов [4].

Пектин обладает способностью связывать радионуклиды, токсичные вещества и выводить их из организма. На этом основано использование пектина в качестве добавки в различные продукты лечебного и профилактического назначения, а также для изготовления лекарственных средств.

В кондитерском производстве используется основное свойство пектина - образовывать студни. Пектин широко используют при производстве изделий пастило-мармеладной группы (зефир, желейный мармелад) и конфет (желейных, фруктово-желейных), пользующихся большим спросом у населения.

В отличие от других студнеобразователей пектиновые вещества образуют студни в водных растворах только в присутствии сахара и кислоты. Количество сахара, необходимое для студнеобразования, изменяется в зависимости от количества и физико-химических свойств пектина, который является основным материалом для построения каркаса студня. Для студнеобразования имеет значение количество добавляемой кислоты и ее природа (вследствие различной концентрации водородных ионов). Прочные студни получаются

в присутствии слабых кислот, таких, как винная, лимонная, при рН в пределах 3,0—3,2. Студни на основе низ-кометоксилированного пектина образуются в присутствии ионов металлов, для чего в желейную массу добавляют хлористый кальций. Решающее значение имеет тип и концентрация используемого пектина. При снижении степени этерификации высокометоксилированного пектина температура студнеобразования уменьшается при соответствующем увеличении времени желирования. Кроме того, уменьшается прочность студня в области высоких значений рН. Увеличив содержание сухих веществ в студне, можно изменить рН в сторону высокого значения. На прочность студня влияет скорость студнеобразования: ускорение процесса в результате интенсификации охлаждения приводит к ослаблению студня высокоэтерифицированного пектина. При одинаковой степени этерификации продолжительность студнеобразования растворов пектина возрастает с повышением рН и уменьшением концентрации сухих веществ.

Значительное влияние на желирование оказывает содержание сухих веществ. Чем выше содержание сухих веществ, тем выше температура студнеобразования и прочность конечного продукта. Высокая влажность может привести к высыханию продукта и его усадке. Содержание сахаров также должно быть оптимальным. Для предотвращения засахаривания продукта ориентировочно рекомендуется вводить в рецептуру 26-30% редуцирующего сахара. Его содержание не должно быть слишком высоким, так как это может привести к размягчению и увлажнению мармеладного студня. Для образования достаточно прочного студня в рецептуру должно входить 1,0-1,5% пектина, 50-65% сахара и 20-25% патоки в качестве антикристаллизатора и загустителя.

Приготовление фруктово-желейных конфетных масс на пектине проводят с использованием слабо-желирующего яблочного, абрикосового и другого пюре или фруктово-ягодных подварок.

Пектин с высоким содержанием метоксильных групп является хорошим стабилизатором для пенообразных кондитерских изделий: пастилы, зефира, сбивных конфетных масс. Пектин используют в количестве 6,9-7,7 кг на 1 т готового продукта [3].

В консервной промышленности пектин используют в производстве желейных изделий: желе, конфитюров, джемов, повидла, а также для выработки других изделий на пектине лечебно-профилактического назначения (пюре, кисели, соки, напитки, овощные и мясные консервы и др.).

Для получения продукции с желейной структурой важными технологическими факторами, от которых зависят студнеобразование и структурно-механические свойства получаемых изделий, являются: тип пектина и его дозировка, вид фруктов, содержание сухих веществ в продукте, содержание кальция в плодах и воде, рН, температура и время наполнения [1].

Для повышения качества хлебобулочных изделий в стране и за рубежом применяют различного рода улучшители, воздействующие на компоненты пшеничного теста и обеспечивающие получение высококачественной продукции. Все более широкое применение в качестве улучшителей находят поверхностноактивные вещества (ПАВ), позволяющие интенсифицировать процесс производства хлеба, улучшить качество хлебобулочных изделий и сохранить их свежесть.

В настоящее время все большее применение в хлебопечении в качестве анионактивного ПАВ находят пектин и его производные. В технологии хлебопечения важными являются такие свойства пектиновых веществ, как набухаемость, вязкость, способность образовывать гели, регулировать кристаллообразование, повышать водопоглотительную способность, эмульгирующие свойства. Внесение в тесто пектинов влияет на биологические, коллоидные и микробиологические процессы приготовления теста, повышается его начальная кислотность, снижается рН. Процесс брожения в тесте идет более активно. При внесении пектинов в тесто наблюдается укрепление клейковины, эта способность предопределяет их использование при переработке слабой муки или с пониженным содержанием клейковины. Установлено также положительное влияние пектинов на сохранение свежести готовых изделий. При внесении пектина и пектинового экстракта срок хранения свежести хлеба удлиняется на 12-24 ч, что имеет немаловажное значение в решении проблемы обеспечения сохранности хлебобулочных изделий [1].

Большой популярностью у населения пользуются также безалкогольные напитки. Устойчивой тенденцией в их производстве является увеличение выпуска напитков специального назначения. К ним относятся напитки, в которых использованы биологически активные компоненты, оказывающие лечебнопрофилактическое действие на организм человека. Создание безалкогольных напитков лечебнопрофилактического назначения в настоящее время является весьма актуальным в связи с ухудшением экологической обстановки, увеличением количества людей, страдающих хроническими заболеваниями, и высоким процентом населения, занятого на производстве с вредными условиями труда.

В ассортименте безалкогольных напитков лечебно-профилактического действия все большее значение уделяют напиткам, обогащенным пектиновыми веществами, так как именно в гидратированной форме пектин оказывает на организм человека более эффективное физиологическое воздействие [2].

Применению пектина как лечебно-профилактическому средству противотоксического действия на катионы тяжелых и радиоактивных металлов посвящено значительное количество научных исследований.

Установлено, что пектин является эффективным комплексообразователем для профилактики отравлений свинцом, ртутью, кадмием, молибденом, марганцем. Показано, что пектины оказывают благоприятное действие не только в условиях острого и подострого воздействия металлов, но и при длительном поступлении их в организм.

В настоящее время, согласно рекомендациям МЗ РФ, лицам, занятым на работах, связанных с воздействием тяжелых металлов, рекомендуется выдавать 2 г пектина в виде обогащенных им консервированных растительных пищевых продуктов, фруктовых соков, напитков и других изделий [5].

Литература

1. Андреев, В.В. Способы получения и применения различных типов яблочного пектина / В.В. Андреев, И.В. Науменко, Л.П. Паршакова // Обзор. информ. Сер. 4. / ЦНИИТЭИПищепром. - 1981. - Вып.16. -31 с.

2. Беличенко, А.М. Роль безалкогольного напитка в здоровом питании человека XXI века / А.М. Беличенко, Г.Л. Филонова // Пиво и напитки. - 1998. - № 3. - С. 39-41.

3. Донченко, Л.В. Технология пектина и пектинопродуктов / Л.В. Донченко. - М.: ДеЛи, 2000.

4. Колмакова, Н. Пектин и его применение в различных пищевых производствах / Н. Колмакова // Пищ. пром-сть. - 2003. - № 6. - С. 60-62.

5. Методические указания по использованию в лечебно-профилактических целях пектинов и пектиносодержащих продуктов № 5049-89. - Киев: Урожай, 1990. - 15 с.

6. Типсина, Н.Н. Мелкоплодные яблоки Сибири в кондитерских изделиях пищевой промышленности и массовом питании / Н.Н. Типсина. - Красноярск: Изд-во Крас. гос. аграр. ун-та, 1998. - 103 с.