Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1 Функциональные напитки: их место в концепции здорового питания 10
1.2 Обзор рынка функциональных напитков и их классификация 20
1.3 Технологические аспекты создания функциональных пищевых продуктов 31
1.4 Технология производства безалкогольных напитков 38
ГЛАВА 2. Организация эксперимента и методы исследований 43
2.1 Объекты исследований 44
2.2 Методы исследований
2.2.1 Метод определения глицирризиновой кислоты 44
2.2.2 Метод определения суммы флавоноидов 45
2.2.3 Метод определения содержания аскорбиновой кислоты 45
2.2.4 Определение показателей качества, органолептических показателей, микро- и макронутриентов 46
ГЛАВА 3. Обоснование выбора компонентов для получения функциональньк напитков 53
3.1 Обоснование и выбор минеральных вод, как основы функциональных напитков 53
3.2 Обоснование и выбор растительных компонентов солодки для получения функциональных напитков 65
3.2.1 Обоснование применения экстрактов солодки в коррекции функциональных нарушений 67
3.2.2 Технология приготовления экстрактов из корня солодки 72
ГЛАВА 4. Разработка технологии напитков функционального назначения 81
4.1 Особенности технологии приготовления функциональных безалкогольных напитков на основе минеральных вод с растительными экстрактами 81
4.2 Разработка технологии напитков с вкусовыми обогатителями 86
4.2.1 Балльная оценка качества напитков с введением разных концентраций моногидрата лимонной кислоты 91
4.2.2 Определение рациональных условий использования вкусовых обогатителей в биотехнологии функциональных напитков 94
4.3 Технология приготовления функциональных напитков на основе минеральной воды 99
ГЛАВА 5. Товароведная оценка и исследование функциональной эффективности безалкогольных напитков 103
5.1 Товароведная оценка качества безалкогольных напитков на основе минеральных вод 103
5.2 Органолептическая экспертиза напитков 106
5.3 Оценка показателей качества и безопасности напитков в процессе хранения 112
5.4 Расчет количества функциональных ингредиентов для эффективного применения напитков «Вкус здоровья» 116
5.5 Исследование функциональной эффективности напитков на основе минеральной воды 118
Заключение 123
Выводы 129
Список литературы
- Обзор рынка функциональных напитков и их классификация
- Метод определения суммы флавоноидов
- Обоснование и выбор растительных компонентов солодки для получения функциональных напитков
- Балльная оценка качества напитков с введением разных концентраций моногидрата лимонной кислоты
Введение к работе
Актуальность темы В настоящее время Концепция государственной политики в области здорового питания населения России направлена на решение проблем, типичных для большей части российского населения, связанных с нарушением структуры питания, его несбалансированностью по основным макро- и микронутриентам (минеральным веществам, витаминам, пищевым волокнам, и др.), выраженным дефицитом биологически активных веществ (Тутельян, 2001; Берестень, 2004). Устойчивый и растущий дисбаланс микронутриентов в рационах питания отечественных потребителей вызван рядом объективных причин: уменьшением количества принимаемой пищи на фоне снижения энергозатрат, изменением характера питания (увеличением рафинированных, консервированных, девитаминизированных составляющих пищи при снижении богатых минеральными веществами продуктов), кризисным экономическим положением, а также неблагополучной экологической ситуацией (Княжев, 2000; Кочеткова, 2002; Тутельян, 2006). На сегодняшний день доказана связь между возникновением ряда заболеваний (желудочно-кишечных, кожных, сердечно-сосудистых), снижением иммунитета и экологическим неблагополучием, вследствие которого происходит загрязнение внутренней среды организма человека нитратами, солями тяжелых металлов, радионуклидами и другими поллютантами, а также обеднение необходимыми для жизнедеятельности эссенциальными макро- и микроэлементами (Пилат, Иванов, 2002; Мезенцева, 2006; Earle, 2000; Annette, 2005; Wright, 2005). Для ликвидации дефицита нутриентов в этих условиях необходимо применение функционального питания.
Следует отметить, что при снижении количества потребляемой пищи, потребление жидкости всеми группами населения остается неизменным и не может быть сокращено без серьезного ущерба для здоровья. В этой связи, становится очевидной перспективность получения именно жидких функциональных продуктов – напитков, в составе которых присутствуют или введены дополнительно функциональные ингредиенты (Филонова, Стрелков, 2003; Берестень, 2004; Зуев, 2004). С технологической точки зрения напитки также предпочтительны, так как схема их производства позволяет легко вводить дополнительные компоненты, например из натурального растительного сырья (Дьяченко, 2000; Берестень, 2004; Романова, 2007). В большинстве регионов России ухудшение экологической обстановки увеличивает потребление функциональных продуктов общеукрепляющего и восстанавливающего действия с выраженной биологической активностью пищевых растений и специфическими свойствами (Филонова, 2001; Тужилкин, 2002). Важными свойствами таких продуктов являются антирадикальные, антиоксидантные, иммунокорректирующие (Пилат, Иванов, 2002; Кушнерова и др., 2007; Platzman, 1999). Однако, на сегодняшний день ассортимент безалкогольных напитков функционального назначения, удовлетворяющих запросам отмеченных групп потребителей, ограничен (Маюрникова, 2003; Школьникова и др., 2008). Это связано, по-видимому, со сложностью одновременного введения обоснованных функциональных ингредиентов из натурального сырья и учетом технологических аспектов - создания оптимальных органолептических характеристик, удобством потребления, низкой ценой продукта, доступностью сырьевых ресурсов (Куракин и др., 2004).
Одним из путей создания жидких функциональных продуктов является разработка их на основе природных минеральных вод (Царахова, 2007). Важным также является использование местных ресурсов, поскольку перемещение минеральных вод на дальние расстояния сопряжены с трудностями транспортировки, сохранностью ионного состава, снижением качества воды. Приморский край Дальневосточного региона достаточно обеспечен минеральными и растительными ресурсами для производства функциональных напитков. В регионе насчитывается свыше 500 видов пищевых и лекарственных дикоросов (Шретер, 2000; Измоденов, 2001; Зориков, 2004) и более 150 уникальных гидроминеральных месторождений (Чудаева, 1999). Минеральные воды по составу представляют собой уникальные природные источники минеральных компонентов, находящихся в ионизированном состоянии. Ежедневное употребление напитков на основе минеральной воды не только способствует нормализации водно-солевого обмена, но и оптимизирует структуру всего рациона питания. Минеральные воды являются источниками природных лечебных факторов, их отдельные компоненты способны выполнять защитную функцию при хронических интоксикациях, что чрезвычайно важно в условиях экологического неблагополучия (Пономарев, 2001).
Целью диссертационного исследования явилось обоснование и разработка биотехнологии функциональных напитков с растительными компонентами на основе минеральных вод Приморского края.
В соответствии с поставленной целью нами были определены следующие задачи исследования:
- проанализировать состав минеральных вод, предполагаемых для использования в биотехнологии функциональных напитков;
- обосновать выбор минеральных вод Приморского края в качестве основы функциональных напитков;
- обосновать выбор растительного сырья в качестве основного функционального ингредиента при производстве напитков с выраженными антирадикальным, иммунопротекторным действиями;
- обосновать технологические параметры получения напитков с выбранной композицией нутрицевтиков из растений и минеральной воды с учетом возможного взаимодействия функциональных ингредиентов между собой, а также другими ингредиентами напитка;
- разработать рецептуры и биотехнологию напитков функционального назначения;
- провести оценку качества напитков, обосновать сроки хранения;
- разработать и утвердить техническую документацию на новые функциональные напитки;
- провести анализ эффективности функциональных напитков в клинике кожных заболеваний и при коррекции иммунологических нарушений.
Научная новизна работы состояла в следующем:
- получены новые данные о наиболее доступных и известных потребителю углекислых минеральных водах Приморского края: водах Шмаковского, Горноводного, Покровского и Раковского месторождений;
- впервые научно обоснована биотехнология функциональных напитков на минеральных водах Шмаковского месторождения Медвежьего участка и Горноводного месторождения Северно-горноводного участка;
- изучены и использованы экстракты из корней солодки (Radix Glycyrrhizae) в качестве основного функционального ингредиента в производстве напитков с антирадикальными и иммуномодулирующими свойствами;
- впервые обоснованы технологические параметры получения напитков на основе минеральных вод Приморского края и композиций физиологически значимых нутрицевтиков (экстрактов из корней солодки), вкусовых обогатителей: растительного сиропа «Таежный аромат» и лимонной кислоты;
- на основании математического моделирования определены оптимальные количества вкусовых обогатителей, позволившие получить напитки с высокими органолептическими показателями.
Практическая значимость:
- разработаны рецептуры на серию безалкогольных функциональных напитков «Вкус здоровья» из композиций нутрицевтиков (экстрактов корней солодки), вкусовых обогатителей (сиропа «Таежный аромат», лимонной кислоты) и минеральной воды, использование которых позволит восполнить микронутриентный дефицит;
- разработана биотехнология напитков «Вкус здоровья», установлены оптимальные технологические параметры (концентрация экстрагента, время экстрагирования, концентрация лимонной кислоты и сиропа в напитке), позволяющие получить продукт функционального назначения;
- разработана и утверждена техническая документация на новые функциональные продукты - «Напитки безалкогольные «Вкус здоровья» (ТУ 9185-161-02067936-2008, ТИ 161-2008);
- в результате клинических исследований, проведенных совместно с НИИ климатологии и восстановительного лечения СО РАМН (г. Владивосток), показана эффективность функциональных напитков «Вкус здоровья» в качестве общеукрепляющих и восстанавливающих;
- результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедре химии и технологии живых систем Тихоокеанского государственного экономического университета по дисциплинам «Ресурсы местного сырья», «Пищевые и биологически активные добавки», «Биохимия» для студентов специальностей 240902 «Пищевая биотехнология», 260204 «Технология бродильных производств и виноделие», 260501 «Технология продуктов общественного питания».
Основные положения, выносимые на защиту:
-обоснование выбора функциональных ингредиентов при производстве безалкогольных напитков;
-биотехнология безалкогольных напитков с растительными компонентами на основе минеральных вод Приморского края.
Апробация диссертационной работы Результаты работы были представлены и доложены на: XXXVI научной межвузовской студенческой конференции по итогам научно-исследовательской работы за 2004-2005 годы (Владивосток, 2005), I Международной научно-технической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2005), XXXVII научной межвузовской студенческой конференции по итогам научно-исследовательской работы за 2005-2006 годы (Владивосток, 2006), IV Международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (Москва, 2006), научно-практической конференции «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы» (Калининград, 2006), I Всероссийской конференции «Центры оздоровительного питания – региональная политика здорового питания населения» (Новосибирск, 2006), V Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2006), IV съезде общества биотехнологов России имени Ю.В. Овчинникова (Москва, 2006), II Международной научно-технической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2007), V Международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (Москва, 2007), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения» (Краснодар, 2007), III Международном симпозиуме «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке» (Владивосток, 2008).
Публикации По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, из них 3 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 1 - учебное пособие.
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания объектов и методов исследования (глава 2), результатов исследований и их обсуждений (главы 3,4,5), заключения, выводов, списка используемых источников и приложений. Работа изложена на 161 страницах машинописного текста и содержит 35 таблиц, 28 рисунков и приложения. Список используемых литературных источников включает 290 наименований российских и зарубежных авторов.
Обзор рынка функциональных напитков и их классификация
Возникновение новых потребностей, постоянное повышение реальных доходов населения и развитие новых технологий приводят к тому, что на рынке предлагается все большее количество разнообразных новых напитков (Габинская, Дворецкая, 2005; Афанасьева, Исаева, 2006; Schnuman, 2004). Напитки — наиболее удобная основа для создания новых видов функциональных продуктов, так как технология их производства позволяет легко вводить дополнительные ингредиенты с функционально выраженным действием: сиропы из растительного сырья, экстракты, биологически активные добавки и др. (Голубев, 2001; Романова, 2007). Использование безалкогольных напитков рассматривается в качестве оптимального носителя полезных веществ (Бекалюк, 2004).
Согласно опросу 39% потребителей ежемесячно расходуют на покупку безалкогольных газированных напитков от 50-150 руб. Чуть меньше число горожан (30%) покупают напитки на сумму менее 50 руб. и всего лишь у 9% потребителей ежемесячные затраты на безалкогольные газированные напитки составляют свыше 300 руб. в месяц. В среднем каждый россиянин тратит на покупку этой продукции порядка 150 руб. в месяц (Урюпин, 2005).
Одним из путей увеличения спроса на безалкогольную газированную продукцию является придание продукту лечебно-профилактических свойств (Roberfroid, 2002). В данном направлении работают ведущие производители. Так, основные телевизионные каналы страны показывают новую продукцию компании Coca Cola - безалкогольный газированный напиток «Bon Aqua+» с повышенным содержанием витаминов (Урюпин, 2005). Для перехода на качественно новый уровень развития предприятия, для освоения новых рынков сбыта и укрепления уже имеющихся, необходимо расширять ассортимент продукции за счет выпуска новых продуктов, позиционированных на людей, заботящихся о своем здоровье. В настоящее время число таких людей год от года увеличивается (Берестень, Шубина, 2004, Урюпин, 2005).
Безалкогольные напитки вырабатываются по ГОСТу 28188-89 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия» или по ТУ предприятия. Согласно указанному ГОСТу безалкогольным напитком принято считать готовый продукт безалкогольного производства, содержащий не более 1,2% спирта, приготовленный с использованием питьевой или минеральной воды, фруктовых или овощных соков, концентратов, сахара или его заменителем, красителей, ароматизаторов и других компонентов, насыщенный или ненасыщенный двуокисью углерода.
В свою очередь негазированные напитки — это смеси водных растворов сахара или сахарозаменителей, плодово-ягодных и овощных концентрированных соков, экстрактов, настоев растительного сырья, пищевых кислот и эссенций, ароматизаторов, красителей и другого сырья.
Газированные безалкогольные напитки представляют собой насыщенные диоксидом углерода водные растворы смесей сахарного сиропа или сахарозаменителей, соков плодовоовощных спиртованных или натуральных, экстрактов плодово-ягодных, овощных из растительного сырья, настоев трав и пряностей, эссенций, ароматических композиций пищевых, концентратов и концентрированных основ для напитков, колера и других красителей, разрешенных органами Роспотребнадзора для производства безалкогольных напитков.
Разнообразие наименований напитков, использование широкого перечня сырья определило необходимость применения классификации одновременно по нескольким признакам.
Безалкогольные напитки классифицируются по ГОСТ 28188-89: - по внешнему виду на жидкие (прозрачные и замутненные), концентраты напитков; - в зависимости от используемого сырья, технологии производства и назначения на сокосодержащие, на зерновом сырье, на пряно-ароматическом растительном сырье, на ароматизаторах (эссенциях и ароматных спиртах), напитки брожения, напитки специального назначения, искусственно-минерализованные воды; - по степени насыщения двуокисью углерода жидкие напитки бывают сильногазированные, среднегазированные, слабогазированные, негазированные; - по способу обработки - непастеризованные, пастеризованные; - напитки с применением консервантов, напитки без применения консервантов; - напитки холодного розлива, напитки горячего розлива. Напитки специального назначения подразделяются на три подгруппы: диабетические, диетические, лечебно-профилактические. К этой группе можно отнести общеоздоравливающие и общеукрепляющие, а также витаминизированные напитки, в которые с целью повышении биологической ценности добавлены водорастворимые витамины.
Диабетические напитки - напитки, в которых использованы заменители сахара для диабетиков. Диетические напитки - напитки с пониженным содержанием углеводов используются при некоторых заболеваниях при их лечении. Лечебно профилактические напитки - напитки, в которых добавлены компоненты лечебно-профилактического действия. Они рекомендуются для употребления с целью профилактического и лечебного действия (Производство..., 2000; Берестень, 2004). Напитки, обогащенные природными веществами, могут являться не только незаменимыми продуктами, утоляющими жажду, но и осуществлять ряд других функций: способствовать адаптации к экстремальным нагрузкам, улучшать течение физиологических процессов в организме, а также повышать сопротивляемость организма в условиях экологического неблагополучия (Борисенко и др., 2001; Бурмистров, 2003; Бакулина, Лейн, 2005).
Метод определения суммы флавоноидов
Токсичные элементы определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии по ГОСТ 30178-96 (свинец и кадмий) и ГОСТ 26927-86 (ртуть) и фотоколориметрически по ГОСТ 26930-86 (мышьяк). Уровень активности радионуклидов цезия-137 и стронция-90 на соответствие СанПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.2.1280-03 определяли на радиометре УСК «Гамма Плюс» - по МУК 2.6.1.1194-03.
Элементный состав сырья и готовых напитков определяли на эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной аргоновой плазмой Plasmaquant-110 (Analinik Jena AG, Германия) с дополнительной аналитической установкой «Ультразвуковой небулайзер U-5000AT» (Technologies, США).
Определение содержания экстрактивных веществ в корнях солодки проводили согласно Государственной фармакопеи СССР, 1987. («Определение содержания экстрактивных веществ в лекарственном растительном сырье». - С. 295).
Содержание флавоноидов в экстрактах солодки определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Экстракт солодки фильтровали через ультрамикрофильтр и подвергали высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе «La Chrom» с колонкой «Shim-pack CLC-Pheny 1» (6,0x150 мм), подвижная фаза -градиент - 30% метанол, температура колонки 45С, скорость элюирования 1 мл/мин, УФ - детектор 270 нм. Для идентификации флавоноидов в сырье использовали готовые стандарты, в частности, стандартный образец ликуразида. Количественное определение суммы флавоноидов в растительном сырье и готовых напитках проводили по ГОСТ 21908-93.
Количественное определение рутина (витамина Р) проводили согласно следующей методике: навеску (около 0,5 г) заливали 7,0 мл 70% этанола и экстрагировали 2 часа. Далее раствор фильтровали через бумажный фильтр в пробирку со шлифом. После отбирали 0,5 мл экстракта и доводили до 5 мл метанолом. Раствор образца точно разбавляли в 100-1000 раз метанолом и измеряли оптическую плотность полученного раствора (замеры вели против метанола) на спектрофотометре при длинах волн 375 нм (Di) и 362,5 нм (D2) в кювете с толщиной слоя 10 мм. Оптические плотности полученного раствора Di и D2 не должны превышать 1,5, если они выше, разбавление увеличивают. Затем рассчитывали отношение D]/D2 , если оно находилось в пределах 0,875±0,004, то содержание рутина в процентах (X) вычисляли по формуле: X=D2/325,5 R где, 325,5 - удельный показатель поглощения Е1%ісм чистого рутина (безводного) в абсолютном спирте при длине волны 362,5 нм; R - разведение. Если отношение Dj/D2 превышало 0,879, то содержание рутина в процентах (X) вычисляли по формуле Х=(14,00 D2- 13,18 DO R/1000 Массовую долю углеводов (в %) в напитке определяли согласно ГОСТ 5903-89 фотоколориметрическим методом. Метод основан на окислении всех Сахаров сернокислым раствором двухромовокислого калия до углекислоты и воды и колориметрировании образовавшегося иона Сг3+, эквивалентного количеству вступившего в реакцию сахара. Массовую долю общего сахара (X) в %, выраженную в сахарозе, определяли по формуле: X1=(mixVxl00):(mxViXl000), где, X - массовая доля общего сахара, %; m — масса навески, г; mi - масса сахарозы, полученная по калибровочному графику, мг; V — вместимость мерной колбы, см ; Vi — объем исследуемого раствора, взятый для анализа, см ; 1000 - коэффициент пересчета миллиграммов сахарозы в граммы. Энергетическую ценность в (ккал) напитков определяли расчетным методом: общее количество углеводов умножали на коэффициент 4,1.
Органолептическую оценку осуществляли по пятибалльной шкале. Для органолептического анализа готовых напитков предусматривали следующие показатели: вкус, запах, цвет, внешний вид, которые определяли профильным методом (Кантере, 2003; Родина, 2004). Образцы продукции представляли на дегустацию (см. приложение).
Микробиологические показатели в процессе изготовления и хранения безалкогольных напитков должны были соответствовать гигиеническим требованиям безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов (СанПиН 2.3.2.1078-01 (пункт 1.8.5.1)). В соответствии с требованиями СанПиН были проведены микробиологические исследования готовых напитков на наличие в них мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, бактерий группы кишечной палочки (колиформы), сальмонелл, дрожжей и плесеней стандартными методами по ГОСТ 10444.15-94, ГОСТ Р 50474-93, ГОСТ Р 50480-93, ГОСТ 10444.12-88. Подготовку проб для микробиологических анализов осуществляли по ГОСТ 26669-85.
Обоснование и выбор растительных компонентов солодки для получения функциональных напитков
После проведенной коррекции экстрактом солодки у больных основной группы значительно вырос уровень общего белка (на 47%) и глюкозы (на 62%) от исходного, что свидетельствует об активном процессе восстановления дистрофических изменений. Перестройка липидного обмена в легочной ткани отмечена снижением уровня триглицеридов (на 46%).
Таким образом, проведенные исследования показали, что экстракт солодки отвечает требованиям, предъявляемым к нутрицевтикам и парафарма-цевтикам. Применение экстракта одновременно с курсом лучевой терапии у больных в раннем пострадиационном периоде, снижало интенсивность процессов перекисного окисления липидов в легких и нормализовало метаболическую функцию легких.
В результате данного клинического исследования показан выраженный восстановительный эффект экстракта солодки на состояние легких, который, по-видимому, связан с действием глицирретиновой кислоты, усиливающей секрецию кортизола и препятствующей его разрушению в печени. Под влиянием глюкокортикоидов усиливается синтез сурфактанта легких, что связывают с их способностью повышать содержание в крови концентрации жирных кислот и глюкозы, необходимых субстратов для синтеза фосфо-липидов (Gonzales и др., 1990). Кроме этого, в составе солодки содержатся флавоноиды, которые оказывают антиоксидантный эффект и, следовательно, ослабляют индуцированное радиационным стрессом перекисное окисление липидов (Stark, 1991). Возможно, употребление экстракта солодки людьми с радиационным повреждением легких способствует формированию дополнительных звеньев в цепи антиоксидантнои защиты организма, что увеличивает его резервный адаптационный потенциал.
Известно, что перекисное окисление липидов - универсальный процесс повреждения мембран клеток, в результате которого наступает «срыв» адаптационного процесса и появление разнообразных патологий клетки (Stark, 1991). Восстановительный эффект экстракта солодки проявляется ростом адаптационных возможностей организма, что является специфической особенностью адаптагенов растительного происхождения (Владимиров, Кра-сильников, 1994).
Все перечисленное выше свидетельствуют о возможности использования экстракта корня солодки в биотехнологии функциональных напитков общеукрепляющего действия с выраженными антирадикальными, адаптационными, антиоксидантными свойствами. Для получения экстрактов солодки в качестве функционального ингредиента напитков с оптимальными технологическими характеристиками была разработана соответствующая технология.
Технология приготовления экстрактов из корня солодки Одним из основных методов выделения биологически активных веществ из природных растительных источников является экстрагирование. Этот метод наиболее затратный и продолжительный в переработке растительного сырья. В качестве экстрагента используют воду, различные водно-спиртовые растворы, а также другие жидкости (Попова, Водяник, 2003) (рисунок 3.2.2.1).
Натуральные продукты, что особенно характерно для растительного сырья, обычно содержат большое количество разнообразных химических веществ, сильно различающихся по степени растворимости в конкретном растворителе. Экстракты из одного и того же исходного растительного сырья, полученные различными растворителями, никогда не будут полностью идентичны. При получении биологически активных веществ необходимо также учитывать время экстракции и температурный режим. В этой связи интересно отметить, что водный способ экстракции, при разных условиях, может стать как универсальным, так и высокоселективным, в зависимости от целей производителя.
Сравнительная характеристика экстрагентов Для увеличения выхода биологически активных веществ из корней солодки, в нашей работе были применены разные варианты экстрагирования их из сырья. В технологии приготовления экстрактов из солодки выбрали способ экстрагирования - мацерацию, а экстрагенты - разные комбинации очищенной (дистиллированной) воды и этанола.
Корни солодки были собраны весной (март-апрель) в 2004-2005 годах. Корни отвечали следующим требованиям: длина 25-40см, толщина 8мм. Подготовка корней к дальнейшей работе заключалась в следующем: сначала производили мойку и очистку сырья с помощью ножей, затем корни солодки высушивали при комнатной температуре (20С) в течение 7 суток. Корни измельчали на шаровой мельнице до 0,2-0,5 мм, отсеивали от пыли на сите № 38 и от крупных частиц на сите № 50, помещали в мацератор и заливали двукратным объемом экстрагента. При использовании водно-спиртовых растворов настаивали их при температуре от 18 до 20С в течение 5 суток ежесуточно перемешивая. Извлечения, полученные после экстрагирования, сливали, шрот прессовали под прессом, промывали недостающим объемом экстра-гента, вновь прессовали и все извлечения объединяли. Далее, полученную настойку в течение 6 суток отстаивали при температуре 4С и фильтровали в пластинчатых фильтрах через фильтр картон. Хранили водно-спиртовые экстракты до года в темном сухом месте при комнатной температуре. При использовании воды в качестве экстрагента, растворы настаивали при «комнатной» температуре в течение 1 часа. Хранили водные экстракты в течение нескольких суток в холодильнике.
Для определения оптимального соотношения этанола и воды в смеси для экстрагирования биологически активных веществ солодки были проведены эксперименты - получены экстракты солодки с использованием разных концентраций этанола (растворы 30%, 40%, 50%, 60% и 70% спирта). Количество экстрактивных веществ при разных концентрациях комбинированных растворов оказалось существенно различным. Данные исследований приведены в таблице 3.2.2.1. При сравнении количества экстрактивных веществ, полученных водным извлечением с количеством экстрактивных веществ, полученных водно-спиртовыми извлечениями, отмечено, что наилучший результат наблюдали при использовании 50% водно-спиртовой смеси (рисунок 3.2.2.2).
Балльная оценка качества напитков с введением разных концентраций моногидрата лимонной кислоты
График зависимости баллов вкуса модельной системы № 1 имеет ярко выраженный минимум в диапазоне значений при концентрации лимонной кислоты 0,20 - 0,22% и концентрации сиропа «Таежный аромат» 2,4%. График зависимости баллов вкуса модельной системы № 2 имеет ярко выраженный минимум в диапазоне значений при концентрации лимонной кислоты 0,24 - 0,3% и концентрации сиропа «Таежный аромат» 2,5%. Края графика являются границами зоны применимости математической модели и имеют большие погрешности. Поверхность отклика отклонения от оптимального соотношения (система № 2 На основании обработки результатов эксперимента получены уравнения, адекватно описывающие математическую зависимость (в пределах зоны применимости) отклонения баллов вкуса F(x,y) от двух переменных: от концентрации сиропа «Таежный аромат» (х) и концентрации лимонной кислоты (У): для модельной системы №1: F(x,y)=-15 x y2-454.327 y3+433.894 y2-104.375 y 20.75 х у+6.25 х2 у+0.362+16.564 х-4.708 х2+0.278 х3 для модельной системы №2: Р(х,у)=-5 х у2-237.981 у3+189.183 у2-35.625 у-12.25 х у+3.75 х2:,5у 2.413+12.492 х-4.125 х2+0.333 х3
Коэффициент корреляции представленных графических моделей находится в пределах от 0,9678 до 0,9745. Это означает, что аппроксимация функции отклика в виде полученных уравнений, позволяет с вероятностью в 95% рассчитать значения факторов по моделям, которые не будут отличаться от истинных на величину погрешности, определяемой статистически.
Таким образом, на основании предварительных экспериментальных исследований и математического моделирования по определению оптимального количества сиропа и лимонной кислоты были выбраны следующие параметры — количество сиропа - 24 л, лимонной кислоты -2,9 кг на 1000 л напитка.
4.3. Технология приготовления функциональных напитков на основе минеральной воды
Напитки готовили по технологии, в основе которой были использованы технологические схемы приготовления безалкогольных газированных и негазированных напитков (ГОСТ 28188-98). С учетом вкусов потребителей напитки были разработаны в двух сериях (слабогазированные и негазирован ные) и получили название: «Безалкогольные напитки «Вкус здоровья» (ТУ 9185-161-02067936-2008, ТИ 161-2008).
Приготовление напитков проводили по схеме, представленной на рисунке 4.3.1. Производство напитков включало следующие технологические операции: - приготовление сухих или водно-спиртовых экстрактов корня солодки с последующей деспирторизацией и фильтрованием (глава 3); - приготовление растительного сиропа «Таежный аромат» согласно РЦ № 9185-005-02067936-94; - приготовление купажного сиропа с последующим отстаиванием и фильтрацией; - сатурация минеральной воды при t=l-2C и р=0,49-1,176 Мн/м2; - дозированный розлив купажного сиропа и охлажденной до 2С минеральной воды в бутылки или крупную тару (бутыли, фляги и др.); - укупоривание напитков кронен-пробками; - тщательное перемешивание напитков взбалтыванием; - наклейка этикеток и передача готовой продукции на реализацию. От качества купажного сиропа зависит качество напитка, поэтому купажирование - основная и наиболее важная производственная операция.
С целью лучшего сохранения в готовом напитке витаминов, ароматических веществ и других биологически активных компонентов, нами был использован холодный способ купажирования (Дьяченко, 2000). Купаж готовили следующим образом: в закрытый резервуар, оснащенный мешалкой последовательно вводили концентрированный растительный сироп «Таежный аромат», вслед за ним при энергичном размешивании вводили профильтрованный водный экстракт солодки, затем раствор лимонной кислоты.
Составные части купажа отбирали по нормам согласно рецептуре на ЮОдал (1000дм ) напитка, приведенным в таблице 4.3.1.
Рецептура купажа для безалкогольных напитков «Вкус здоровья» на 1 ООдал готового напитка Наименование сырья Содержание сырья в готовом напитке Экстракт корня солодки, л 12,0 Лимонная кислота, кг 2,9 Сироп «Таежный аромат», л 24,0 Далее купажный сироп тщательно размешивался и направлялся на фильтрацию через фильтры до полной прозрачности. Дозу купажа на бутылку напитка рассчитывали по формуле: Д=БВ/А, где, Д - доза купажного сиропа на бутылку, см ; Б - объем напитка в бу-тылке, см ; В - содержание сухих веществ в 1дм готового напитка; А - содержание сухих веществ в 1дм3.
В процессе розлива напитков в каждую бутылку дозировано вводилась доза купажного сиропа, затем производился долив бутылки до номинальной емкости газированной минеральной водой, охлажденной до 2С. После герметичной укупорки бутылок кронен-пробками для выравнивания концентрации экстрактивных веществ во всем объеме напитка содержимое тщательно перемешивали. Напитки хранили при температуре от 0 до 18С при относительной влажности воздуха не более 75%. Срок годности напитков со дня изготовления установлен 10 суток для газированных и 5 суток для негазированных.
