Современная наука о питании доказывает необходимость участия в физиологических процессах организма витаминов, аминокислот, минеральных веществ, пищевых волокон, а также других биологически активных компонентов. Обеспечение населения качественными продуктами сохраняет свою актуальность и в настоящее время. Стремление к благополучию людей, а также обеспечению их безопасными, качественными продуктами питания предполагает стабильную работу предприятий, в том числе предприятий перерабатывающей промышленности. С этой целью основные направления в пищевой промышленности отводятся обогащению продуктов питания, которые играют немаловажную роль в обеспечении здоровья населения [1, 2].

Одним из таких продуктов являются безалкогольные напитки. В этом плане предпочтение отдается натуральным напиткам, которые служат носителями полезных веществ. Действие биологически активных компонентов на организм человека обусловлено присущими им укрепляющими свойствами [3, 4].

Напитки, особенно безалкогольные, употребляются населением всех слоев и всех возрастных групп. Для обогащения напитков полезными веществами целесообразно использовать растительное сырье местного региона, которое обладает рядом положительных свойств с медицинской точки зрения. Применение местного дикорастущего сырья в основном способствует рациональному использованию природно-сырьевых источников, а также удовлетворяет требования населения в разнообразных и качественных напитках для общего и специального назначения. В этом отношении перспективным сырьем для получения вышеуказанной продукции могут быть ягоды дикорастущих лечебных растений Азербайджана. Они богаты витаминами и витаминоподобными соединениями, минеральными веществами, флавоноидами и т.д. [5, 6].

Изучению биологически активных компонентов дикорастущих ягодных растений в настоящее время уделяется большое внимание. Дикорастущие растения хорошо приспособлены к условиям окружающей среды, проявляют иммунитет ко многим заболеваниям, их пищевая ценность и содержание многих биологически активных веществ превосходят таковые у культурных сортов. Они дают наиболее стабильный урожай, экологически чисты, так как не обрабатываются химическими препаратами.

В народной медицине широко применяются плоды таких дикорастущих растений, как облепиха, сумах, барбарис, кизил, мушмула, ежевика и др. При регулярном употреблении этих лесных ягод организм человека вырабатывает иммунитет к различным заболеваниям.

Анализируя литературные данные, можно сделать вывод, что сведения о составе биологически активных компонентов в указанных ягодах, растущих на территории Республики, весьма ограничены. Нужно отметить, что в плодах и ягодах вышеуказанных растений накопление биологически активных компонентов зависит от климатических условий региона.

Необходимо отметить, что дикорастущие плоды и ягоды являются скоропортящимися продуктами, поэтому требуется изыскать новые методы переработки плодов и ягод, чтобы максимально сохранить в них исходные компоненты.

Целями исследования являлись изучение и сравнительный анализ химического состава ягод и выжимок барбариса, кизила и ежевики, а также оценка перспективности применения их в качестве сырьевых источников при производстве безалкогольных и функциональных напитков.

Проведен анализ химического состава, содержания красящих веществ и фенольных соединений в плодах барбариса, кизила, ежевики и их выжимок, исследован процесс экстракции выжимок барбариса, кизила и ежевики, а также изучен состав биологически активных веществ (БАВ) ягодных экстрактов, проведена оценка полученных полуфабрикатов, выявлены перспективы применения экстрактов из выжимок в разработке рецептур безалкогольных и функциональных напитков.

Материалы и методы исследования

Объектами исследований являются ягоды и выжимки барбариса, кизила и ежевики, их водно-спиртовые экстракты. Барбарис распространен в большинстве районов Азербайджана – от низменностей до горных поясов. Он полезен для сердца, печени, а также снижает артериальное давление, улучшает пищеварение. В его плодах содержатся сахар, органические кислоты, каротиноиды, пектиновые вещества [7], встречаются такие кислоты, как лимонная, яблочная, кофейная, хинная, оксикоричная, хлорогеновая, количество которых составляет 3,99 %. Органические кислоты плодов барбариса обладают бактерицидным действием, стимулируют перистальтику кишечника, возбуждают секрецию поджелудочной железы. Углеводы плодов барбариса – это в основном глюкоза, фруктоза и сахароза, которые хорошо усваиваются организмом человека. Выжимка и кожица содержат 0,4–0,5 % берберина, 1,5 % дубильных веществ, 1,2 % смолы, 38,6 мг % витамина С. Витамин С в присутствии флавоноидов проявляет наибольшую активность. Ягоды барбариса богаты биофлавоноидами.

Кизил распространен в диком виде в лесах подножья Большого и Малого Кавказа в Шекинском, Закатальском, Кусарском районах, а также в близлежащих районах рек Куры и Аракса. В Азербайджане растет кизил европейский. Кизил – древнее плодовое растение, которое является ценным сырьем в пищевой промышленности. Он устойчив к воздействию вредителей, а также к болезням. Продукты, полученные на основе плодов кизила (соки, варенья, компоты и т.д.), полезны при малокровии, желудочных заболеваниях, при болезнях печени и т.д. В плодах кизила содержится 20–25 % сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза), 10–11 % органических кислот (лимонная, яблочная, янтарная и др.), 8 % дубильных веществ, витамин С, витамины группы В, красящие и пектиновые вещества. Ягоды кизила благотворно влияют на сердечно-сосудистую систему.

Кусты дикорастущей ежевики встречаются во всех зонах Азербайджана. Ягоды ежевики обладают общеукрепляющими, тонизирующими свойствами. В плодах этого растения содержание сахара – 7–10 %, органических кислот – 1–1,5 %, пектиновых веществ – 1,8 %, а также встречаются каротин, витамин С и витамины группы В. Минеральный состав ежевики включает (мг/100 г): кальция – 30, меди – незначительно, железа – 1, магния – незначительно, марганца – 2, фосфора – 30, калия – 17,5, селена – 1, натрия – 2, цинка – 0,4.

В экспериментах использовали стандартные физико-химические методы, а фенольные соединения определяли на жидкостном хроматографе.

Результаты исследования и их обсуждение

При производстве соков из плодов и ягод указанных дикорастущих растений в большом количестве остаются выжимки, которые также содержат много пектиновых, минеральных, фенольных, красящих веществ и органических кислот. Они представляют собой уплотненную массу из кожицы, семян и остатков мякоти интенсивно-оранжевого, темно-красного и черного с фиолетовым оттенком цвета.

Определены качественные показатели исходного сырья: в целостном состоянии и в виде выжимок. Характеристики исследуемых показателей приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что содержание сухих веществ в выжимках барбариса, кизила и ежевики примерно одинаково и колеблется в пределах 30,6–31,17 %. В плодах кизила сухих веществ намного больше по сравнению с плодами барбариса и ежевики: в плодах барбариса и ежевики соответственно 12,11 % и 12,52 %, а в плодах кизила – 19,36 %. Титруемой кислотности и аскорбиновой кислоты в выжимках меньше, чем в самих плодах. Содержание аскорбиновой кислоты в плодах и выжимках кизила намного больше, чем в барбарисе и ежевике. Если в выжимках кизила аскорбиновая кислота составляет 27,12 мг/100 г, то в барбарисе и ежевике соответственно 16,21 и 3,69 мг/100 г. Однако плоды и выжимки этих ягод отличаются высоким содержанием антоцианов. Наибольшее количество антоцианов отмечается в плодах и выжимках кизила. Как видно из табл. 1, оно составляет 690,26 мг/100 г для плодов и 821,13 мг/100 г для выжимок кизила. Для плодов и выжимок ежевики соответственно 512,27 мг/100 г и 595,48 мг/100 г, а для барбариса 404,71 мг/100 г и 451,47 мг/100 г. Антоцианы – мощные антиоксиданты, которые обладают большей эффективностью, чем витамин С. Поступая в организм, антоцианы предупреждают внутреннее кровоизлияние, поддерживают кровяное давление, образуют комплексы с радиоактивными элементами и выводят их из организма. Они также обладают противовоспалительными, антимикробными, гепатопротекторными свойствами.

Данные содержания фенольных соединений и их состав приведены в таб. 2. Фенольные соединения обладают антисептическими, спазмолитическими, антиоксидантными, кардиотоническими и иными свойствами. Это дает основание сделать вывод, что они являются важными элементами рациона человека.

Качественный состав фенольных веществ в выжимках ежевики аналогичен таковому в плодах. Определены и идентифицированы оксикоричные кислоты и их производные: n-кумароилгексоза, ферулоилгексоза и производные последнего (рутин, кверцетина гексозида малонат, кверцетин; флаван-3-олы: (+)-Д катехин, (-)-эпикатехин). Выявлено, что содержание оксикоричной кислоты и ее производных намного больше (примерно в 12 раз) в плодах и выжимках кизила по сравнению с плодами и выжимкой ежевики.

Таблица 1

Сравнительная характеристика химического состава исследуемых ягод и их выжимок

Таблица 2

Состав и содержание фенольных соединений исследуемых ягод и их выжимок

Таблица 3

Экспериментальные данные водно-спиртовых экстрактов из выжимок

Антоцианы представлены гликозидами пяти агликонов: мальвидина, прианидина, цианидина, дельфинидина и петунидина с тремя углеводами – глюкозой, арабинозой и галактозой. Массовая доля (мг/100 г) антоцианов ежевики соответственно для плодов и выжимок составляет: гликозиды дельфинидина – 160 и 120, гликозиды цианидина – 155 и 100, гликозиды петунидина – 62 и 60, гликозиды мальвидина – 50 и 45, гликозиды пеонидина – 42 и 38. Такое же соотношение наблюдается и в других исследуемых объектах. Таким образам, высокое содержание антоцианов в выжимках исследуемых дикорастущих растений свидетельствует об их биологической активности и целесообразности использования в производстве безалкогольных и функциональных напитков.

Из выжимок исследуемых плодов выделяли фенольные соединения водно-спиртовым экстрагированием (этиловый спирт 60 %). При экстракции антоцианов из выжимок видно, что гликозиды мальвидина и пеонидина экстрагируются лучше всего, при этом степень извлечения для гликозидов мальвидина составляет 51,8–65,2 %, а для гликозидов пеонидина, цианидина и дельфинидина соответственно – 47,3–60,1 %; 36,3–49,97 %; 31,3–41,2 % от их содержания в выжимках.

Экспериментально установлены показатели качества водно-спиртовых экстрактов из выжимок барбариса, кизила и ежевики (табл. 3).

По полученным данным видно, что экстракты характеризуются высокой концентрацией красящих и фенольных соединений. В экстрактах барбариса красящие вещества составляют 4200,7 мг/дм3, а фенольные соединения – 6010,8 мг/дм3, в экстрактах кизила соответственно – 6390,3 мг/дм3 и 1314,3 мг/дм3, а в экстрактах из выжимок ежевики содержание красящих веществ – 4666,1 мг/дм3, фенольных соединений – 5320,7 мг/дм3. Результаты исследований показали, что экстракты из выжимок можно применять как биологически активные вещества при производстве безалкогольных напитков.

Заключение

Результаты исследований дают основание сделать вывод о целесообразности использования плодов и выжимок экстракта барбариса, кизила и ежевики в качестве дополнительных источников биологически активных веществ при производстве напитков, предназначенных для питания населения и обогащения его рациона.

Экстракты, полученные при экстрагировании выжимок ягод дикорастущих лечебных растений барбариса, кизила и ежевики, отличаются высокой концентрацией красящих и фенольных соединений, которые могут быть использованы для обогащения безалкогольных и функциональных напитков биологически активными веществами.