Сысоева Елена Владиславовна, к.х.н., доц. кафедры «Пищевая Биотехнология»
Байгильдина Ляйсан Фанилевна, студент гр. 623-111
Сулейманова Римма Азатовна студент гр. 623-121
Артемьева Лидия Петровна студент гр. 623-121
ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический
университет», Казань, Россия, e-mail: inonotus@yandex.ru
Исследована возможность использования натуральных соков для придания цвета, повышения антиоксидантной активности и продления срока хранения кефира обезжиренного. Установлено, что наилучший результат показал сок красной капусты. В этом случае кефир имеет нежный светло-сиреневый цвет, его антиоксидантная активность увеличивается более чем в 4 раза, срок хранения – в 1,5-2 раза.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в качестве натуральных красителей для кисломолочных продуктов используются в основном соки моркови, свёклы, черной рябины, черной смородины и черной моркови. При этом в качестве натуральных красителей соки овощей и фруктов используются преимущественно при производстве детских йогуртов и творога[1].
При подборе пищевых и биологически активных добавок для этой продукции необходимо учесть, как эти добавки будут влиять на консистенцию и внешний вид продукта, будет ли он расслаиваться, образовываться осадок, насколько равномерно будет распределяться добавка по объёму, какой вкус и запах будут придавать.
Целью работы было подобрать натуральные соки для придания цвета обезжиренному кефиру и исследовать их влияние на продолжительность хранения.
Для этого были получены и применены соки из пяти овощей и ягод – свёклы, моркови, черной смородины, ежевики и краснокочанной капусты. Все они богаты натуральными пигментами и обладают антиоксидантной активностью[2].
Краснокочанная капуста содержит большое количество антиоксидантов – 2-2,5 ммоль/100 г [2-3]. Для сравнения, в приготовленном кофе, за исключением эспрессо, в среднем содержится 2,3 ммоль/г, в красном вине – 2,45 ммоль/г [2].
Основными компонентами, обеспечивающими антиоксидантную активность и полезные свойства красной капусты считаются витамин С (40-130 мг/100 г продукта), ацитилированные антоцианы (7,15 мг/г сухого веса), глюкозинолаты (10,5 ммоль/г сухого веса), каротиноиды и токоферолы. Особый интерес представляют ацитилированные антоцианы, проявляющие высокие антиокислительные свойства. Всего в красной капусте обнаружено 20 различных антоцианов, в основном цианидин гликозиды, а так же пеларгонидин- и пеонидин- глюкозиды[3-5].
Однако сведения о применении сока красной капусты в отечественной литературе практически отсутствуют. Существуют патентные документы о возможности использования её антоцианов для получения красителей с ионами металлов [6] и о возможности применения сока краснокочанной капусты для окрашивания пены при производстве мороженного [7]. В иностранной литературе имеется ряд статей об антиоксидантных, противовоспалительных и антимикробных свойствах пигментов красной капусты [4, 8,9].
Сок ежевики на практике для производства кисломолочных продуктов практически не применяют, но есть несколько заявок на патенты для применения пюре из ежевики в качестве красителя, в том числе для кисломолочных продуктов [10].
Антиоксидантные свойства ежевики обеспечиваются высоким содержанием аскорбиновой кислоты (23-54 мг/100 г) и большим количеством полифенольных веществ: хлорогеновой кислоты, катехинов, лейкоантоцианидов (84-117 мг/100 г) и антоцианов (200-1943 мг/100 г). Общее количество Р-активных веществ достигает 890 мг/100 г [11-12]. Общее содержание антиоксидантов – 4-6 ммоль/100 г [2].
Антоцианы ягод черной смородины представлены в основном: 3-глюкозидами и 3-рутинозидами с дельфинидином и цианидином [13]. Так же черная смородина содержит значительное количество аскорбиновой кислоты (20-200 мг/ 100 г). Суммарное содержание природных антиоксидантов 6-9 ммоль/100 г [2, 14, 15].
Свекла содержит аскорбиновую кислоту (17,92 мг/100 г), Р-активные вещества (185 мг/100 г). Особый интерес представляют бетаин-гликозиды (бетаин) – пигменты, имеющие красную окраску [16]. Всего веществ, проявляющих антиокислительные свойства, свекла содержит 1,5 ммоль/ 100 г [2].
Антиоксидантную активность моркови в первую очередь обеспечивают высокое содержание каротиноидов (4-9 мг/100 г) и полифенольные соединения (70-250 мг/100 г) [17]. Общее содержание антиоксидантов – 0,02-0,06 ммоль/100 г[2].
Пищевые продукты, как источники антиоксидантов могут предотвращать развитие окислительного стресса организма, и как следствие, использоваться для укрепления здоровья, профилактики развития и лечения многих заболеваний. Поэтому, антиоксидантная активность может позиционироваться как показатель качества продуктов питания[18-19].
Для определения антиоксидантной активности существует целый ряд методов, их вариаций и интерпретаций[19-23]. Спектрофотометрические методы находят широкое применение для измерения этого показателя как наиболее простые в исполнении, не требующие специального оборудования и реактивов. Но не все они применимы для оценки пищевых продуктов в виду сложного состава и разнообразия веществ, обеспечивающих антиоксидантную активность. В работе, для определения антиоксидантных свойств применен фосфомолибденовый метод, достаточно распространенный в иностранной литературе, как метод, определяющий общую антиоксидантную активность/способность – TAA/TAC(TAA – Total Antioxidant Activity/ TAC – Total Antioxidant Capacity)[22-23].
МАТЕРИЛЫИ МЕТОДЫ
Все исследуемые продукты были приобретены в розничных магазинах г. Казани. В работе использованы: кефир обезжиренный, фасованный в пакеты из полиэтиленовой пленки по 500 г (ООО УК «Просто Молоко», г. Казань и ОАО «Зеленодольский молочноперерабатывающий комбинат», г. Зеленодольск), свежие морковь, свекла, краснокочанная капуста; замороженные ягоды ежевики и черной смородины.
Все овощи тщательно отмывали в проточной водопроводной воде, очищали от кожуры, с капусты снимали верхние подсохшие листья. Ягоды размораживали при комнатной температуре. Все сырье измельчали с помощью комбайна/терок/раздавливания и отжимали сок через двойной слой марли. В случае красной капусты, к измельченному сырью добавляли небольшое количество воды (8-9 %), подогревали до 100 ºС, отжимали через двойной слой марли. Полученные соки подвергали термической обработке нагревом до 100 ºС с выдержкой несколько секунд.
Для определения оптимального количества сока для окрашивания образцов в колбы на 250 мл наливали по 100 мл кефира и последовательно приливали по 0,1-1 мл сока. Результат оценивали органолептически.
Титруемую кислотность в образцах определяли по стандартной методике[24]. Антиоксидантную активность определяли фосфомолибденовым методом [22-23]. Для этого к 2 мл исследуемых растворов приливали 2 мл реактива (0.6 М серной кислоты, 28 фосфата натрия, 4 мМ молибдата аммония), инкубировали 90 минут при 95 ºС и определяли оптическую плотность при длине волны λ=695 нм на спектрофотометре UNICO против контроля – 2 мл дистиллированной воды с 2 мл реактива. Для определения антиоксидантной активности строили калибровочный график по растворам аскорбиновой кислоты (0-10 мг/мл).
Для измерения антиоксидантной активности соки овощей и ягод разбавляли дистиллированной водой в 100 раз, кефир (контроль) и кефир с соками осаждали 10 % трихлоруксусной кислотой, центрифугировали, фильтровали через бумажный фильтр и разбавляли в 3-50 раз.
РЕЗУЛЬТАТЫИ ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В ходе работы было установлено, что для всех видов сока, кроме свекольного, уже при добавлении 1 мл сока кефир приобретает стойкую окраску. В случае применения свекольного сока, окраска наблюдается при добавлении 0,1 мл. Наиболее интенсивный цвет продукт приобретает при добавлении 5 мл соков из моркови, черной смородины, ежевики и краснокочанной капусты и 0,3 мл свекольного. При этом титруемая кислотность полученных напитков в среднем снижалась в два раза (Таблица 1).
Таблица 1. Показатели титруемой кислотности кефира (n = 5, P=0,95)
| Овощи/ягоды, из которых получен сок | Выход сока, % | Оптимальное количество сока мл/100 мл кефира | Титруемая кислотность, ºТ | |
| сразу после добавления | через 7 суток | |||
| Контроль(кефир) | - | - | 105,5±1,9 | 130±1,9 |
| Ежевика | 55±1,9 | 82±1,9 | ||
| Морковь | 38±1,9 | 87±1,9 | ||
| Свекла | 0,3 | 62±1,9 | 89±1,9 | |
| Красная капуста | 46±1,9 | 78±1,9 | ||
| Черная смородина | 57±1,9 | 83±1,9 |
Самые низкие показатели титруемой кислотности наблюдались при использовании соков из моркови и красной капусты. У всех полученных образцов был приятный, нежный вкус с присутствием аромата добавляемого сока. В случае добавления сока черной смородины, вкус получаемого продукта более кислый. Кефир с соком красной капусты имел светло-сиреневый цвет, приятный молочный, похожий на йогурт вкус и запах без посторонних привкусов и ароматов. При этом на тонну кефира расход красной капусты, с учетом потерь при очистке (норма потерь 15 %) [25] составит около 101,65 кг/тонну кефира. Отходы производства сока можно использовать для производства различных консервов с красной капустой, в качестве компоненты питательных сред в микробиологических производствах, кормовых добавок и для других целей.
Наименьшее количество для придания стойкой окраски требуется при использовании свекольного сока. Выход сока сравнительно небольшой и для его увеличения требуется поиск более эффективных способов экстракции пигментных веществ. Титруемая кислотность получаемого продукта снижается не столь значительно. Кроме того, в продукте присутствует вкус и запах свёклы. Однако этот природный краситель широко используется в пищевой промышленности.
Была измерена антиоксидантная активность полученных соков и образцов кефира (Таблица 2).
Таблица 2. Антиоксидантная активность исследуемых объектов (n=10, P=0,95)
| Исследуемый объект | Антиоксидантная активность мг. экв. Аскорбиновой кислоты/мл |
| Сок ежевики | 93,68±1,29 |
| Сок моркови | 55,60±4,31 |
| Сок свеклы | 90,52±4,31 |
| Сок красной капусты | 186,02±4,03 |
| Сок черной смородины | 258,62±12,07 |
| Кефир | 4,07±0,78 |
| Кефир с соком ежевики | 5,17±0,52 |
| Кефир с соком моркови | 4,3±0,95 |
| Кефир с соком свеклы | 7,84±0,22 |
| Кефир с соком красной капусты | 17,24±0,86 |
| Кефир с соком черной смородины | 6,24±0,43 |
Для всех полученных образцов кефира характерно увеличение антиоксидантной активности по сравнению с контролем. Однако это увеличение не пропорционально показателям, полученным для соков ягод. Что, вероятно, связано с отличием веществ, обеспечивающих антиоксидантную активность ягод и овощей [2-5, 10-16]. Возможно, некоторые антиоксиданты ягод могут соосаждаться с казеином в процессе подготовки образцов, либо проявлять меньшую активность в сложной коллоидной системе кефира/сыворотки.
Согласно литературным данным, антиоксидантная активность замороженных ягод для большинства сортов сохраняется в течение 9 месяцев хранения [12,13]. Но наибольшую антиоксидантную активность, как правило, проявляют дикие сорта, а культивированные ягоды сравнительно небольшую [2]. Поэтому на практике применять эти соки для обогащения антиоксидантами не эффективно.
В течение недели у полученных образцов титруемая кислотность возрастает в 1,5 раза и в среднем составляет 83,8 °Т. Наименьший показатель отмечается у кефира, полученного с помощью сока краснокочанной капусты. В процессе хранения в течение недели все полученные напитки, кроме кефира с соком черной смородины, сохраняют цвет, консистенцию, вкусовые характеристики. В образце с черной смородиной начинается расслаивание, которое исчезает при перемешивании. В контрольном образце кефира начинается процесс отделения сыворотки, появляется прогорклый вкус, неприятный запах. По окончании второй недели хранения образцов кефира с соком начинается процесс отделения сыворотки, однако образцы с красной капустой при этом сохраняют приятный вкус и аромат.
ВЫВОДЫ
По полученным результатам можно сделать вывод, что все исследованные соки могут быть использованы для расширения линейки молочной продукции, в том числе для детского питания. Все образцы имеют яркий привлекательный цвет и более нежный вкус, чем обычный кефир.
Для увеличения антиоксидантной активности и продления сроков хранения более перспективно использовать сок красной капусты. Так как в этом случае антиоксидантная активность увеличивается наиболее значимо – в 4 раза, регистрируется более стабильные показатели органолептики и титруемой кислотности в процессе хранения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. «Агуша» [Электронный ресурс]:каталог продукции. – Режим доступа: https://agulife.ru/c?cats=1.
2. The total antioxidant content of more than 3100 foods, beverages, spices, herbs and supplements used worldwide[Электронный ресурс]/ M.H Carlsen [et al.] // Nutrition Journal. – 2010. – Vol. 9. – Режим доступа: https://nutritionj.biomedcentral.com/articles/10.1186/1475-2891-9-3#Bib1.
3. Park, S. Quantification of glucosinolates, anthocyanins, free amino acids, and vitamin C in inbred lines of cabbage (Brassica oleracea L.)/ S. Park, M.V. Arasu, M.K. Lee, J.H. Chun, J.M. Seo, S.W. Lee, N.A. Al-Dhabi, S.J. Kim// Food Chemistry. – 2015. – V. 145. – P. 77-85.
4. Mizgier, P. Characterization of phenolic compounds and antioxidant and anti-inflammatory properties of red cabbage and purple carrot extracts/ P. Mizgier, A.Z. Kucharska, A. Sokół-Łe˛towska, J. Kolniak-Ostek, M. Kidon, I. Fecka// Journal of Functional Foods. – 2016. – Vol. 21. – P. 133-146.
5. Wiczkowski, W. Red cabbage anthocyanins: Profile, isolation, identification, and antioxidant activity/ Wieslaw Wiczkowski, Dorota Szawara-Nowak, Joanna Topolska// Food Research International. – 2013. – Vol. 51. – Issue 1. – P. 303-309.
6. Антоциановая красящая композиция [Электронный ресурс]: заявка на патент на изобретение в РФ/ Галаффу Н.,Мишель М., Кавен С., Бортлик К., Шуази П.; заявитель Нестек С.А. – № 2009105258/13; заявл. 06.08.2013; опубл. 27.09.2016. – Бюл. № 27. – Режим доступа: https://www.findpatent.ru/zayavka/2016-09-27/2015107997.html
7. Пат. 2461223 РФ, МПК A23L 1/00. Устойчивая пена и способ её производства/ Виндхаб Э.Й., Дюрр-Аустер Н.Б.Ж., Мюллер-Фишер Н.П., Тапфер К.У.; заявитель и патентообладатель Нестек С.А. – № 2009105258/13; заявл. 12.07.2007; опубл. 20.09.2012. – Бюл. № 26. – 64 с.
8. Bacchetti, T. Effect of black and red cabbage on plasma carotenoid levels, lipid profile and oxidized low density lipoprotein/ T. Bacchetti, D. Tullii, S. Masciangelo, R. Gesuita, E. Skrami, F. Brugè, S. Silvestri, P. Orlando, L. Tiano, G. Ferretti// Journal of Functional Foods. – 2014. – Vol. 8. – P. 128-137.
9. Demirdöven, A. Inhibitory effects of red cabbage and sour cherry pomace anthocyanin extracts on food borne pathogens and their antioxidant properties/ A. Demirdöven, Ş. Karabıyıklı, K. Tokatlı, N. Öncül// LWT – Food Science and Technology. – 2015. – Vol. 63. – Issue 1. – P. 8-13.
10. ФИПС [Электронный ресурс]:информационно-поисковая система по патентным документам. – Режим доступа: https://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru/inform_resources/inform_retrieval_system.
11. Присухина, Н.В. Использование порошка ежевики при производстве мучных кондитерских изделий/ Н.В. Присухина, Н.Н. Типсина// Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2013. – № 3. – С. 142-147.
12. Кадочникова, Е.Н. Динамика основных пищевых веществ дикорастущей и культивируемой замороженной ежевики при хранении/ Е.Н. Кадочникова, М.Д. Губина// Техника и технология пищевых производств. – 2011. – Т. 3. – № 22. – С. 26-30.
13. Дейнека, Л.А. ВЭЖХ в контроле антоцианового состава плодов черной смородины/ Л.А. Дейнека, Е.И. Шапошник, И.А. Гостищев, В.И. Дейнека, В.Н. Сорокопудов, В.Ф. Селеменев// Сорбционные и хроматографические процессы. – 2009. – Т. 9. – № 4. – С. 529-536.
14. Масягина, О.В. Формирование и оценка потребительских свойств эмульсионных соусов специализированного назначения: дис. …канд. тех. наук/ О.В. Масягина. – Краснодар, 2014. – 153 с.
15. Салыкова В.С. Селекция отдаленных гибридов смородины черной на улучшение биохимического состава ягод в условиях Сибири/ В.С. Салыкова, Л.С. Санкин// Современное садоводство. – 2010 – № 1. – С. 13-16.
16. Гораш, Е.Ю. Исследование качества, безопасности и состава биологически активных веществ столовой свеклы/ Е.Ю. Гораш, Е.П. Викторова, Г.А. Купин, В.Н. Алёшин, В.В. Лисовой// Научный журнал КубГАУ – 2015. – № 113. – С. 652-662.
17. Беспалов В.Г. Питание и рак. Диетическая профилактика онкологических заболеваний / В.Г. Беспалов. – М.: ЮСМА, 2008. – 176 с.
18. Наумова, Н.Л. Современный взгляд на проблему исследования антиоксидантной активности пищевых продуктов/ Л.Н. Наумова// Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. – 2014. – Т. 1. – № 1. – С. 5-8.
19. Шарафутдинова, Е.Н. Качество пищевых продуктов и антиоксидантная активность/ Е.Н. Шарафутдинова, А.В. Иванова, А.И. Матерн, Х.З. Брайнина// Аналитика и контроль. – Т. 5. – № 3. – С. 281-286.
20. Ahmad, S. Review on methods used to determine Antioxidant activity/ S. Ahmad, M.A. Arshad, S. Ijaz, U. Khurshid, F. Rashid, R. Azam// International Journal of Multidisciplinary Research and Development. – 2014. – № 1. – P. 35-40.
21. Экспресс-методы оценки антиокислительной и антирадикальной активности органических субстратов: методические указания/ Ф.Н. Бидарова, Т.О. Хубаева, М.Т. Кисиева, И.В. Хубаева, Д.В.Тавасиева. – Владикавказ: СОГМА, 2014. – 32 с.
22. Kumar, S. Analytical Techniques for Natural Product Research/ S. Kumar. – Boston: CABI, 2015. – 204 p.
23. Карягина, Т.Б. Антиоксидантная активность экстрактов из суспензионной культуры Thalictrum minus / Т.Б. Карягина, Е.А. Гукасова, Д.И. Баирамашвили. – Физиология растений. – Т. 58. – № 4. – С. 611-616.
24. ГОСТ 3624-92 Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности. – взамен ГОСТ 3624-67; введ. 1994-01-01. – М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2009. – 8 с.
25. Голунова, Л.Е. Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания/ Л.Е. Голунова. – СПб.: ПрофиКС, 2003. – 408 с.
THE USE OF NATURAL DYES TO EXTEND THE RANGE AND PROLONG SHELF LIFE OF DAIRY PRODUCTS
Sysoeva Elena Vladislavovna, Ph. D., Assoc. Prof. of "Food Biotechnology" Chair
Baygildina Lyaysan Failevna, student gr. 623-111
Rimma Suleymanova Azatovna, student gr. 623-121
Artemyeva Lidia Petrovna, student gr. 623-121
Kazan National Research Technological University", Kazan, Russia, e-mail: inonotus@yandex.ru
The possibility of natural juices use for coloring, increasing of the antioxidant activity and shelf life extending of skim kefir was investigated. The best result was shown in case of using the red cabbage juice. This way kefir has soft light-lilac color, the antioxidant activity increases more than fourfold, the shelf life extends by 1,5-2 times.